L2-局域网交换

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局域网交换技术

局域网交换技术局域网交换技术是指在局域网中实现计算机之间互相通信和数据传输的技术。

它主要包括交换机、网桥和网关等设备的使用，以及以太网、令牌环网和FDDI等不同局域网协议的应用。

一、交换机的作用和原理交换机是局域网中最常用的网络设备之一，它可以实现局域网内计算机之间的直接连接，并在实现数据传输的同时，有效地控制数据的流量和传输速度。

交换机可以根据MAC地址来判断数据包的发送和接收，从而实现对数据的转发和控制。

交换机的原理是通过建立一个虚拟的通信路径，将不同计算机之间的通信行为隔离开来，从而提高通信效率和网络性能。

当一台计算机向交换机发送数据时，交换机会记录下该计算机的MAC地址，并根据地址表将数据包准确地送达目标计算机，避免了广播传输带来的冲突和浪费。

二、网桥的作用和原理网桥是一个连接两个或多个网络的设备，其作用是将不同的网络连接起来，实现数据的传输和交换。

网桥通过物理地址（MAC地址）过滤和转发数据包，用于控制数据的传输路径。

网桥的原理是根据MAC地址来判断数据包的目标地址，将数据包转发到相应的网络中。

当一个数据包到达网桥时，网桥会查找其目标MAC地址，如果目标地址在同一网络中，网桥会直接将数据包传输到目标计算机；如果目标地址在不同网络中，网桥会将数据包转发到相应的网络中，实现数据的跨网传输。

三、网关的作用和原理网关是一个连接两个或多个不同网络的设备，其作用是实现不同网络间的数据传输和通信。

网关可以将数据包从一个网络传输到另一个网络，并根据不同的协议和地址进行转换和路由。

网关的原理是通过IP地址来判断数据包的目标地址和来源地址，将数据包从一个网络传输到另一个网络中。

当一个数据包到达网关时，网关会查找目标IP地址，并将数据包转发到相应的网络中，实现不同网络之间的数据交换和通信。

四、不同局域网协议的应用局域网交换技术涵盖了多种不同的协议和标准，其中最常见的是以太网、令牌环网和FDDI。

以太网是一种广泛应用的局域网协议，它采用CSMA/CD的方式来控制数据的传输和冲突检测。

局域网组建多网段互通的实现方法

局域网组建多网段互通的实现方法在现代企业网络中，局域网（Local Area Network, LAN）通常需要将不同的网段互相连接起来，以实现内部网络的无缝通信。

本文将介绍实现局域网多网段互通的方法，包括路由器设置、子网划分和网络地址转换等技术。

一、路由器设置为了实现多个网段的互通，必须通过路由器进行配置。

路由器是网络中的核心设备，负责将来自不同网段的数据包进行转发。

以下是配置路由器的步骤：1. 配置路由器的基本信息：包括路由器的名称、IP地址、子网掩码和默认网关等。

例如，在控制台或命令行界面中输入以下命令：```Router> enableRouter# configure terminalRouter(config)# hostname R1R1(config)# interface GigabitEthernet0/0R1(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0R1(config-if)# no shutdownR1(config-if)# exitR1(config)# exitR1# copy running-config startup-config```2. 配置静态路由：静态路由是手动配置的路由信息，用于指定数据包从一个网段到另一个网段的路径。

例如，在路由器R1上配置静态路由到网段192.168.2.0/24：```R1(config)# ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.2```3. 配置动态路由协议（可选）：动态路由协议是自动学习和更新路由信息的一种方式，适用于大规模的网络环境。

例如，配置路由器R2和R3之间的OSPF动态路由协议：```R2(config)# router ospf 1R2(config-router)# network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0R3(config)# router ospf 1R3(config-router)# network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 0```通过以上步骤，路由器将能够转发来自不同网段的数据包，实现多网段的互通。

L2 L3路由器

1. 第二层交换（L2交换）：如网桥（Bridge）、交换机和传统交换机(Switch)工作是第二层（数据链路层）属于第二层交换设备。

它们的功能受到层次的限制，如它们没有网络控制功能和路由功能，但它们的优点是结构简单，数据传输快（依赖硬件）,价格便宜。

2. 第三层（L3）：它的主要设备有路由器（Router），由于路由器工作在第三层，路由器在网络连接能力、路径选择，网络管理和控制方面具有独特的优越性。

随着网络的发展，特别是IP网络的发展，路由器得到了广泛的应用，但路由器的数据转发能力差（拆/打包，软件工作方式）和复杂性始终是网络发展的瓶颈。

这就造成了必须使用路由器但网络传输带宽无法提高的问题。

解决方案：网络路由器--------ATM网络上路由器-------L3/L4交换技术（交换路由器）。

尽可能交换，必要时路由。

3. 第三层交换（L3交换）：在L2基础上发展起来了L3交换技术，即在低端的L2交换机上增加网络层的路由功能实现（既可提高带宽又有路由技术）；或在原路由器结构上通过增加交换功能来实现。

L3交换机又叫交换路由器，具有一定的网络控制和路由功能。

4. 问题：L3交换机是不是路由器？二．L3交换技术解决方案的分类1. 基于核心模型：Netflow,（网络数据流）2. 基于边缘多层混合交换模型: 3Com FastIP.3. 两种L3交换策略：对所有设备和系统进行升级和改造；设计全新的L3交换设备替代传统路由器。

三．LAN中使用的典型L3交换技术1. LAN系统中典型的L3交换技术有3Com的FastIP和Cisco的NetFlow。

它们分别是基于边缘多层混合模型和核心模型。

2. 3Com的FastIP技术：一种典型的基于边缘多层混合模型方案，采用了”路由一次，随后交换”的交换技术。

主要技术基础是NHRP。

是一种软件解决方案，由网络接口卡驱动软件提供。

不代替路由器。

3. NHRP协议：NHRP协议是一个用于非广播多路访问（NBMA）网的一个IP逻辑子网的地址解析协议。

L2L3交换机的原理

回忆L2/L3交换器的原理Posted on 2010年04月1日by sstompkins<汤普金斯: 转载请注明原链接欢迎讨论: shexiaoming@>今天突然想起三层交换机，回忆了一下以前自己做L2/L3交换器的原理:可以认为三层交换机就是一个多端口的路由器，L2交换机理解成一个多端口的网桥。

随着企业内部网络的进一步扩到，主机增加到成百上千台，网络第三层的广播风暴成为了问题（权威的说法：一个TCP/IP网段上的主机数量不要超过300台）。

传统的交换机工作在网络第二层，不能隔离三层的广播。

一个的解决办法是在交换机上做VLAN隔离，再将VLAN上汇聚到上级路由器上，由路由器实现不同网段（3层网段）之间的路由转发。

这就是最初的路由+交换模型，典型的产品是CISCO的Catalyst 5500路由交换机。

路由+交换是一个过渡产品，今天的三层交换机在体系结构上已有很大的改观，路由和交换通过ASIC充分揉合，第一个包经过路由算法确定路径后，后续的数据包交由交换引擎实现线速度交换。

("一次路由，多次交换")当然，把所有的路由算法都固化还很困难，这就是今天的三层交换机要么不能100%实现线速交换，要么只能支持有限的简单的路由协议的原因。

1)L2switch中的MAC-Port表相当简单，主要标明某个MAC地址是在哪个端口上被发现的，所以当交换机接收到一个数据封包时，它会检查该封包的目的MAC地址，核对一下自己的地址表以决定从哪个端口发送出去。

2)但是，对于二层广播报文，二层交换机会在各网络节点上进行广播；同时，对于二层交换机无法识别的MAC地址，也必须在广播域内进行广播。

==>这样L2switch仍然会冲突，MAC-Port表基于某种策略(???需求证)，肯定大小有限，并且一定按照aging time老化时间来更新没有使用的表项。

所以二层交换机低下连着过多的PC(像我们这样用Hub连到L2Switch上)，那么过多的MAC肯定会竞争MAC-Port表项。

二层交换的工作原理

二层交换的工作原理
二层交换是一种在局域网中通过数据包的目标MAC地址来进行转发的网络交换技术。

其工作原理如下：
1. 数据链路层帧格式：二层交换使用数据链路层帧来进行数据的传输。

帧中包含源MAC地址和目标MAC地址，以及其他控制信息。

2. MAC地址学习：交换机通过监听网络中的数据帧，并从中提取源MAC地址和接口信息，并将其存储在交换机的转发表中。

这样交换机就能够学习到不同设备所在的接口。

3. 存储和转发：当交换机接收到一个数据帧时，它首先会检查目标MAC地址。

如果目标MAC地址在转发表中存在，交换机就会将该帧转发到对应的接口上；如果目标MAC地址不在转发表中，交换机会将该帧广播出去，以寻找目标设备并学习其位置。

4. 广播和筛选：在初始阶段，交换机需要将数据帧广播到所有接口上，以便学习网络中的设备和其位置。

但随着学习到设备位置的增多，交换机会根据转发表中的信息，只将数据帧转发到目标设备所在的接口上，从而减少网络中的广播流量。

5. 冲突域隔离：二层交换可以将网络中的设备隔离成不同的冲突域，从而提高网络的效率。

当交换机将数据帧转发到目标设备时，其他接口上的设备不会收到该帧，从而避免了冲突。

总结：二层交换通过学习和转发数据帧的方式，实现了局域网中设备之间的通信。

它能够智能地将数据帧转发到目标设备所在的接口，避免了广播带来的网络拥塞和冲突。

二层交换机和路由器之间的通信原理

二层交换机和路由器之间的通信原理
在计算机网络中，二层交换机和路由器扮演着不同的角色，它们之间的通信原理有着一些区别和联系。

首先，二层交换机是用于局域网内的数据链路层通信的设备。

它通过学习和记录主机的MAC地址，建立一个MAC地址表来实现数据的转发。

当一台主机发送数据时，二层交换机通过查询MAC地址表，找到目标主机的MAC地址，并将数据转发给目标主机。

二层交换机工作在物理层和数据链路层之间，只能在同一个局域网内进行通信。

而路由器则用于在不同的网络之间进行数据的转发和路由选择。

路由器工作在网络层，通过维护路由表来确定数据包的最佳路径。

当一台主机发送数据时，路由器根据目标IP地址在路由表中查找下一跳，然后将数据转发给下一跳路由器，最终达到目标主机。

路由器可以连接不同的局域网或广域网，并实现不同网络之间的通信。

二层交换机和路由器之间的通信原理可以简单概括为以下几步：
1. 主机A发送数据到目标主机B。

2. 二层交换机根据主机A的MAC地址查询MAC地址表，确定目标主机B的端口，并将数据转发给目标主机B所在的端口。

3. 路由器收到数据后，根据目标IP地址查询路由表，确定下一跳路由器的地址。

4. 路由器将数据转发给下一跳路由器，并继续按照路由表中的信息选择路由，直到数据到达目标主机B所在网络。

5. 目标主机B收到数据后，进行相应的处理和响应。

总结起来，二层交换机主要通过MAC地址进行数据转发和交换，适用于同一个局域网内的通信；而路由器通过IP地址和路由表进行数据转发和选择路由，适用于不同网络之间的通信。

它们在计算机网络中起着不可或缺的作用，保证了数据的快速传输和正确路由。

《层2交换技术教学》课件

实际应用案例分析
实际应用场景
企业内部通信、互联网接入和网络数据中心等。
优化解决方案
选择合适的交换机类型、配置QoS策略和链路聚合等。
效果分析
提高网络带宽、优化性能指标和降低网络故障率等。
层2交换技术教学思路和方法
1
教学思路
从基础知识到实际应用，逐步深入，
教学方法
2
注重理论与实践相结合。
采用课堂讲解、实验模拟和案例分
攻击防范
通过IP地址过滤、黑白名单管控和防火墙等方式，保障网络安全。
策略限制
通过VLAN隔离、端口镜像和监测程序等方式，限制非法访问和异常流量。
交换机的性能优化
1
性能评估标准
端口速率、交换容量和吞吐量等。
2
性能优化策略
提高带宽利用率、减少广播流量和优化交换机选型等。
3
性能指标监控
通过SNMP管理、日志记录和网络分析仪等监控性能指标。
交换机的种类
1
按工作层次
物理层交换机、数据链路层交换
按交换方式
2
机和网络层交换机等。
存储转发交换机、直通交换机和
切换交换机等。
3
按功能特性
普通交换机、管理型交换机和堆叠式交换机等。
交换机的特点和功能
高带宽
大带宽的交换机可以满足各种应用的需求。
多端口
易于管理
不同端口之间可以进行互联，扩大网络规模。
2
故障排查流程
确定故障点、分析故障原因、修复故障并检查等。
3
交换机维护策略
备份配置文件、更新固件和定期巡检等。
虚拟局域网络（VLAN）
VLAN配置
定义VLAN ID、端口隶属关系和VLAN接口等。

两个局域网怎么互通

两个局域网怎么互通互联网的快速发展使得网络通信成为现代社会的基础设施之一，而局域网（Local Area Network）作为构建网络的重要环节之一，提供了内部通信和资源共享的功能。

然而，当我们面临多个局域网之间需要互通的情况时，我们需要采取一些措施来实现局域网之间的互通。

本文将探讨两个局域网之间互通的方法和解决方案。

1. 子网划分和IP地址规划在两个局域网互通的过程中，首先需要进行子网划分和IP地址规划。

子网划分是指将整个网络划分为多个较小的子网，而IP地址规划是指为每个子网分配独立的IP地址段。

通过合理的子网划分和IP地址规划，可以将两个局域网的地址空间有效地分离开来，避免冲突和混乱。

2. 路由器设置和配置在两个局域网之间实现互通的关键是使用路由器进行网络连接。

路由器是一种网络设备，能够在不同的网络之间进行数据包的转发和交换。

通过在路由器上配置网络转发规则和路由表，可以使得两个局域网之间的数据能够正确地进行转发和交换。

首先，需要在每个局域网中配置一个路由器，并为其分配一个唯一的IP地址。

然后，通过配置路由器的静态路由或动态路由协议，将两个局域网之间的网络进行连接。

静态路由是手动配置路由表的方式，而动态路由则是通过路由协议自动学习路由信息。

无论是使用静态路由还是动态路由，都需要确保两个局域网之间的路由器能够相互通信。

3. 防火墙设置和安全保护为了确保两个局域网之间的互通安全可靠，我们需要设置防火墙和其他安全保护机制。

防火墙能够监控和控制网络流量，阻止潜在的恶意访问和攻击。

在两个局域网之间设置防火墙，并配置相应的访问控制列表（ACL）和安全策略，可以有效地保护网络安全。

此外，使用虚拟专用网络（VPN）技术可以进一步增强两个局域网之间的互通安全性。

VPN可以通过加密和隧道技术，在公共网络上建立一个私密的通信通道，实现数据的安全传输和访问。

4. 使用VLAN进行逻辑隔离为了更好地管理和控制网络流量，我们可以使用虚拟局域网（VLAN）技术对网络进行逻辑隔离。

网络交换机的详细配置方法

交换机配置方法网络交换机的详细配置方法(图文教程)06-26 21:56:48作者：脚本之家在“傻瓜”型交换机肆意的今天，如何配置交换机对很多人来说都是一门高深的学问，甚至在被问及交换机如何配置时，有人会反问道：交换机还需要配置的么?确实，交换机的配置过程复杂，而且根据品牌及产品的不同也各不相同，那么我们应该如何配置交换机呢?本文将以图文结合的方式来具体介绍一下交换机配置，希望对大家有所帮助。

交换机本地配置谈起交换机本地配置，首先我们来看一下交换机的物理连接。

交换机的本地配置方式是通过计算机与交换机的“Console”端口直接连接的方式进行通信的。

计算机与交换机的“Console”端口连接网管型交换机一般都有“Console”端口，用于进行交换机配置。

物理连接完成后就要进行交换机软件配置，下面以思科“Catalyst 1900”为例来说明如何进行交换机软件配置：第1步：单击“开始”按钮，在“程序”菜单的“附件”选项中单击“超级终端”，弹出如图所示界面。

第2步：双击“Hypertrm”图标，弹出如图所示对话框。

这个对话框是用来对立一个新的超级终端连接项。

第3步：在“名称”文本框中键入需新建超的级终端连接项名称，这主要是为了便于识别，没有什么特殊要求，我们这里键入“Cisco”，如果您想为这个连接项选择一个自己喜欢的图标的话，您也可以在下图的图标栏中选择一个，然后单击“确定”按钮，弹出如图所示的对话框。

第4步：在“连接时使用”下拉列表框中选择与交换机相连的计算机的串口。

单击“确定”按钮，弹出如图所示的对话框。

第5步：在“波特率”下拉列表框中选择“9600”，因为这是串口的最高通信速率，其他各选项统统采用默认值。

单击“确定”按钮，如果通信正常的话就会出现类似于如下所示的主配置界面，并会在这个窗口中就会显示交换机的初始配置情况。

Catalyst 1900 Management ConsoleCopyright (c) Cisco Systems，Inc。

局域网交换技术基础

局域网交换技术基础在当今数字化的时代，网络已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。

而局域网交换技术作为构建高效网络的关键技术之一，对于提升网络性能、优化资源分配和保障数据传输的稳定性起着至关重要的作用。

首先，让我们来理解一下什么是局域网。

简单来说，局域网（Local Area Network，简称 LAN）是指在一个相对较小的地理范围内（如一个办公室、一栋建筑物或一个校园），将各种计算机、服务器、打印机、智能设备等通过网络设备连接在一起，实现资源共享和信息交换的网络。

那么，局域网交换技术又是如何工作的呢？在传统的局域网中，数据传输通常采用共享介质的方式，这就好比一群人在一个狭窄的通道中行走，大家都需要排队等待，效率低下。

而交换技术的出现改变了这一局面。

交换技术通过为每个连接的设备提供专用的通信通道，使得数据能够直接在源设备和目标设备之间传输，大大提高了数据传输的效率和速度。

局域网交换机是实现交换技术的核心设备。

它就像是一个智能的交通警察，能够根据数据包中的目标地址，迅速地将数据准确无误地发送到指定的设备。

交换机内部通常有一个地址表，记录着连接到网络中的各个设备的 MAC 地址（Media Access Control Address，媒体访问控制地址）以及它们所连接的端口。

当一个数据包到达交换机时，交换机首先查看数据包的目标 MAC 地址，然后在地址表中查找对应的端口，将数据包转发到该端口，从而实现数据的快速传输。

局域网交换技术具有多种类型，其中常见的包括以太网交换技术、快速以太网交换技术和千兆以太网交换技术等。

以太网交换技术是最基础的一种，它的数据传输速率通常为 10Mbps。

快速以太网交换技术将传输速率提高到了100Mbps，适用于对网络速度有一定要求的场景。

而千兆以太网交换技术则能够提供高达 1000Mbps 的传输速率，满足了诸如高清视频传输、大规模数据处理等对带宽要求较高的应用需求。

二层交换机转发原理

二层交换机转发原理
二层交换机是一种网络设备，用于在局域网内转发数据帧。

它
的转发原理可以从以下几个角度来解释。

1. MAC地址学习，二层交换机通过监听网络上的数据帧，提取
数据帧中的源MAC地址，并将其与接收端口关联起来，形成一个
MAC地址表。

这样，当交换机接收到数据帧时，它会查找目标MAC
地址所对应的接收端口，并将数据帧只转发到该端口，从而实现了
数据的精确转发。

2. 广播和洪泛，当交换机接收到一个广播帧时，它会将该广播
帧转发到所有其他端口，以确保所有设备都能接收到广播消息。

而
当交换机无法在MAC地址表中找到目标MAC地址时，它会使用洪泛
方式将数据帧转发到所有端口，以便找到目标设备。

3. 碰撞域隔离，二层交换机将每个端口视为一个独立的碰撞域，也就是说，当一个端口接收到数据帧时，它只会将数据帧转发到目
标端口，而不会发送到其他端口。

这种隔离可以提高网络的性能和
安全性。

4. VLAN划分，二层交换机还支持虚拟局域网（VLAN）的划分，可以将不同的端口划分到不同的VLAN中，从而实现逻辑上的隔离和
分割。

VLAN之间的通信需要通过交换机进行转发。

总结起来，二层交换机的转发原理主要包括MAC地址学习、广
播和洪泛、碰撞域隔离以及VLAN划分。

通过这些机制，交换机可以
实现高效、准确的数据转发，提高局域网的性能和安全性。

交换机L2转发流程介绍

交换机L2转发流程介绍神州数码网络有限公司研发中心测试部，冯国馨Fenggx@TEL：82705287目录•简介交换机结构–硬件–软件•芯片中几张重要的表–MAC Table•重要表是如何建立的•交换机对各种数据的处理流程交换机硬件结构图（DCRS-5526）Expansion Module BCM56158245Flash16MbyteRS232BCM523810/100 OctalPHY810T/100TXPortsBCM523810/100OctalPHYBCM523810/100OctalPHY810T/100TXPorts810T/100TXPortsSGRAM8Mbyte ExpansionModule SDRAM 64Mbyte交换机软件结构-L22层交换MAC 表驱动接口映射层(Interface Mapping Layer ,IML)TCP/UDP/IP/ARPTELNET HTTPSNMP TFTP/FTPSTP/GVRP/LACPIGMP Snooping配置管理特殊数据包陷阱VLAN 控制端口控制IGMP VLAN 表CPU接口模块CPUARP 表IGMP Cache组播IP 注册表BITS FIELDS DESCRIPTION0~47MAC_ADDR6字节的MAC地址48~59VLAN_TAG VLAN ID，如IEEE802.1Q标准使用12bits标识60~62COS_DST以目标地址为基础的COS63CPU是否需要发送给CPU处理64L3MAC地址是L3路由接口的MAC地址，需要经过路由转发65~66SD_DIS地址过滤（01为基于源地址；10为基于目标地址）67ST静态地址68HIT当源地址在地址表超时时间内又进行了转发，该源地址的老化时间将复位69~71COS_SRC以源地址为基础的COS72TRUNK MAC地址是从端口汇聚组成员中学习到的73~75TGID端口汇聚组的组号76~78RTAG端口汇聚组的转发算法79~84PORT学习到MAC地址的端口85SCP是否使用源地址的COS覆盖目的地址的COS86~95RESERVED保留在交换机中可以使用命令show mac查看MAC表，显示内容如下:Vlan Mac Address Type Ports----------------------------------------------------------------------------------------------------------1 00-00-00-00-00-05 STATIC Ethernet0/17(blackhole)1 00-00-00-00-00-06 STATIC Ethernet0/17(blackhole)2 00-00-e2-3a-5c-d3 DYNAMIC Ethernet0/6转发表是如何建立的？？•下面以PC1发ping包给PC3为例，观察交换机的MAC Table的建立过程（交换机未划分VLAN）–PC1向PC3发ping包时，首先会发出带PC3的IP地址的ARP Request，交换机接口1接收到该ARP Request，交换机的MAC地址表中就会增加MAC地址11-11-11-11-11-11和端口1映射表项；–交换机芯片检查该ARP Request不是特殊数据包陷阱，且是广播包，交换机将该数据包转发给所有其他端口（同时也上传给CPU）；1、10.1.1.3的ARP RequestMAC TableVlan Mac Address Type Ports-----------------------------------------------------------------1 11-11-11-11-11-11 dynamic Ethernet0/0/12、10.1.1.3的ARP Request在同一VLAN中广播–图中PC2-PC4都接收到PC1发出的ARP Request，只有PC3会给PC1回应ARPReply，交换机接口23接收到该ARPReply就在其MAC地址表中增加MAC地址33-33-33-33-33-33和端口23映射表项；–交换机检查该ARP Reply不是特殊数据包陷阱，目的MAC地址为11-11-11-11-11-11，且MAC地址表中有该目的MAC的表项，因此交换机芯片直接将该数据包送到接口1发出；3、PC3 10.1.1.3响应并回复ARP Reply Vlan Mac Address Type Ports--------------------------------------------------------------111-11-11-11-11-11 dynamic Ethernet0/0/11 33-33-33-33-33-33 dynamic Ethernet0/0/23–经过上述过程，PC1和PC3之间也建立起了相应的ARP表项，交换机转发PC1发给PC3的ping包时，只会在接口1和接口23之间转发，其他接口不会接收到PC1和PC3的ping数据。

局域网和局域网交换(大连理工)

DMAC=FFFF.FFFF.FFFF SMAC=0200.1111.1111 DMAC=0200.1111.1111 SMAC=0200.3333.3333
DMAC=0200.3333.3333 SMAC=0200.1111.1111
使用路由器分段
使用路由器分段的功能
广播和组播帧不被路由器转发（默认）路由器使用第三层头和逻辑地址交换包，是
第三层协议相关的路由器通常使用存储-转发，同样增加时延路由器转发一个包前要进行很多处理，这些
也要增加时延
使用路由器分段
使用路由器分段的益处
超越了距离限制同一段的流量不被转发，减少了碰撞路由器不转发广播/组播（默认）降低了广播/组播
的影响路由器提供了更好的可管理性，路由器可以提供对
5. Hub将信号从
每个设备的接
收对送出。
5
NIC
半双工和全双工以太网操作
10BT Full-Duplex Operation
Receive
Receive
Transmit
Transmit
Full-Duplex NIC
Full-Duplex NIC
•不会发生碰撞；所以，时间不会浪费在重传帧上。 •不必等其他机器发送。 •每个方向都有10M带宽，增加了可用的带宽。
Address Table After Step2
2 ARP DMAC=0200.1111.1111
SMAC=0200.2222.2222
0200.1111.1111 E0 0200.2222.2222 E1
7 Connect to Web DMAC=0200.3333.3333
SMAC=0200.1111.1111

关于L2VPN与L3VPN的详细介绍与对比

VPN是运营商通过其公网向用户提供的虚拟专有网络，即在用户的角度VPN是用户的一个专有网络。

对于运营商来说公网包括公共的骨干网和公共的运营商边界设备。

地理上彼此分离的VPN成员站点通过客户端设备（CPE）连接到对应的运营商边界设备（PE），通过运营商的公网组成客户的VPN网络。

2.传统的VPN组网方式传统的VPN主要采取两种组网的方式：专线VPN和基于客户端设备的安全VPN。

专线VPN使用静态的虚电路（如ATMPVC、FRPVC等）连接客户的站点，形成一个二层的VPN骨干网。

VPN成员站点连接到运营商的边界设备（PE），由运营商负责建立VPN成员站点之间的虚电路连接，客户对属于自己VPN的站点的路由进行自主的控制和管理。

采用这种方式组建VPN无论对运营商或者是对客户来说成本都是很高的，而且二层虚电路的业务提供的周期长，网络管理人员需要进行大量的手工配置工作。

对于基于客户端设备的（CEBased）VPN，VPN的功能全部在客户端的设备中实现。

运营商的设备对客户的VPN来说是完全透明的。

客户可以通过购买相应的VPN设备或者在现有的路由器、网关或者甚至是PC机上安装相应的VPN功能软件就可以开始独立构建基于客户端设备的VPN。

由于VPN的成员站点之间通常是通过非信任的Internet实现互连的，所以一般基于客户端设备的VPN在实现时都引入某些安全机制保护站点之间跨Internet的客户私有流量。

这个解决方案的最大缺点就是客户需要购买、配置和维护昂贵的VPN网关设备，同时也意味着需要高素质的网络管理人员对VPN网关设备和整个VPN网络进行有效的管理和维护，相应也会带来企业网络成本的上升。

VPNMPLS技术提供了类似于虚电路的标签交换业务，这种基于标签的交换可以提供类似于帧中继、ATM的网络安全性。

同时相对于传统的VPN技术来说，MPLSVPN可以实现底层标签自动的分配，在业务的提供上比传统的VPN技术更廉价，更快速。

L2L3交换的应用和发展

L2/L3交换的应用和发展在当前电信和网络技术领域非常活跃。

根据OSI分层，L2对应数据链路层，L3对应网络层。

本文主要针对对应第二层的以太网协议和对应第三层的IP 协议的交换和路由技术进行论述。

一、 L2交换的应用和发展1．L2交换原理和应用交换的概念最早出现在L2层面。

以太网交换机相当于多端口高密度网桥，所有端口位于一个L2广播域，每个独立的端口是一个L2冲突域。

接入交换机中的所有主机，在开机后相互通信之初，会采用广播方式（如DHCP Discover 广播包），寻找网段内的DHCP服务器，进行参数自动配臵。

此时交换机通过对进入端口的以太网广播帧的源MAC地址的自动学习功能，获得MAC地址与交换机端口的对应关系，从而在下次进入交换机的以太网帧中，读取目的MAC地址，查找对应的端口，进行交换。

所有的步骤都在第二层进行，交换机不打开第三层，因此可以通过硬件实现，交换的速度很快。

早期的以太网交换采用半双工方式，必须启用CSMA/CD （Carrier sense multi access/collision detect）冲突检测机制。

为了避免两台主机同时侦听网络得知没有流量而同时发送数据导致在中途产生碰撞，可以对以太网传输距离进行了限制。

在一个冲突域里的往返传输时长（Round-trip time）绝对不能超过512比特的传输时长。

由于100Mbit/s 以太网的每比特传输时间为0.01ms，FE网络的最大RTT只有5.12ms，因此可计算出基于CAT5的UTP对绞线传输距离大致为100m，可以组建一个最大直径205米的局域网络。

同理，10Mbit/s以太网，在不考虑线路衰耗等电气特性情况下，理论最大直径为2050m。

对于FE网络而言，可实现在一个楼层、相邻几个机房或公司的几间办公室之间组网。

因此L2交换应用最多的地方为局域网交换，顾名思义是在一个较小的范围内。

这样的应用方式中，用户通常采用运行Windows 网络操作系统的PC主机，建立对等模式或域模式Windows局域网，建立本系统内部的文件服务器、打印服务器以及Email Server、Web Server和Database Server。

2层交换

2层交换1．交换的作用交换是用来将大的冲突域分为几个小的冲突域。

所谓的冲突域，是指用两个或多个设备对网络进行分段所形成的区域，这些区域共享同一个带宽。

2．2层交换概念第2层交换是在LAN上使用设备的硬件地址（MAC地址）对网络进行分段的过程。

3．网桥和交换机的比较***网桥是基于软件进行交换，而交换机是基于硬件，因为交换机使用专用集成电路（ASIC）来帮助做出过滤决定***交换机和网桥都不能分隔广播域***交换机可以看成是多端口的网桥***每个网桥只有一个生成树实例，而交换机可以有多个生成树实例（后面讲）***通过检查所接受的每个数据帧的源MAC地址，网桥和交换机就学到了按MAC地址转发的过滤表，二者都是基于第2层地址做出转发的决定***网桥和交换机都转发第2层广播4．2层的3种交换功能地址学习------交换机和网桥都能够记住在一个接口上所收到的每个帧的MAC地址，并将这个MAC地址信息输入到被称为转发/过滤表的MAC数据库中转发过滤决定-------当在某个接口上收到帧时，交换机就查看其目的MAC地址，并在MAC数据库中找其对应的外出接口，找到就转发到相应的接口，没有的话则从每个接口上广播出去，除了收到帧的那个接口避免环路--------交换机之间为了保证可靠性，提供了多条连接，这样就可能产生环路，为了避免环路的产生，使用生成树协议（Spanning TreeProtocol,STP）来防止5．交换机的工作方式交换机的工作方式决定了当switch的端口接收到1个帧的时候如何去处理延时(latency):指数据包进入一个网络设备到离开该设备的出接口所花的时间,这个根据不同的交换模式也不一样直通转发（cut-through）----在这种工作方式下，交换机只查看其目的MAC地址，然后在转发表中查找对应的出接口，并将其转发出去，也称为快速转发或实时转发，由于它一读到目的地址并决定了出接口时就开始转发，所以延迟最小碎片丢弃转发（fragmentfree，modified cut-through）------也称为修正的直通转发，交换机在转发帧之前，先检查帧的前64个字节，这是因为数据包产生冲突发生在64字节内的概率非常大，如果64字节中没有冲突错误，则将其转发，否则将其丢弃。

l2-awre nat原理

l2-awre nat原理
L2-Aware NAT（L2NAT）是一种特殊的NAT技术，它的工作原理是将私网IP 和端口映射到公网IP和端口，同时使用用户的位置信息（如PPP Session、MAC 地址、用户所在VLAN等）来进行地址转换。

与传统的NAT444技术相比，L2NAT 可以减少一次NAT转换，从而降低NAT转换延时和次数，提高了网络性能和用户体验。

在L2NAT中，CPE（Customer Premise Equipment）设备只做路由转发，不做NAT转换，而CGN（Carrier-Grade NAT）设备则根据用户标识和报文源IP地址和端口进行NAT转换。

在地址转换过程中，L2NAT使用CPE的MAC地址和PC的IP 地址来唯一标识用户，以便进行准确的地址转换。

L2NAT的目的是解决IPv4地址短缺问题，通过将私网IP和端口映射到公网IP和端口，可以有效地节约IPv4地址资源。

此外，L2NAT还可以提高网络性能和用户体验，因为它可以减少NAT转换延时和次数，同时不需要更新升级CPE设备，节约了成本。

总的来说，L2-Aware NAT是一种高效、灵活、易于部署的NAT技术，可以有效地解决IPv4地址短缺问题，提高网络性能和用户体验。