多层交换网络设备实现概述
三层交换技术的原理及应用
２００７．７43１ 西安科技大学计算机系 陕西 ７１００５４２ 中国人民解放军西安通信学院 陕西 ７１０１０６三层交换技术的原理及应用温钰１，２ 龚尚福１ 王照峰２ 李红卫２摘要：本文在分析比较二、三层交换技术的基础上介绍了三层交换技术的工作原理。
从网络扩展能力、数据处理能力、多协议支持能力以及冗余通道等多方面阐述了三层交换技术的特点。
对比分析了基于硬件结构和基于软件结构的两种三层交换技术的工作流程，阐述了三层交换技术在虚拟局域网中的应用。
关键词：三层交换技术；路由；ＶＬＡＮ０ 引言计算机技术与通信技术的结合促进了计算机网络的迅猛发展，在计算机网络中，交换机和路由器起着至关重要的作用。
随着２０世纪９０年代后期千兆交换式以太网的登台亮相，短短的３０年间，局域网经历了从单工到双工、从共享到交换、从专用到普及、从第二层交换到多层交换的过程。
网络初期，采用局域网技术组网时，使用的网络互联设备是集线器，主要工作在物理层，基于ＣＳ—ＭＡ／ＣＤ协议的用户数据的冲突检测和出错重发过程，使传输的效率很低，实现的功能主要局限于主机连接、文件和打印资料的共享，此时，多个用户共享１０Ｍｂｐｓ带宽即可满足要求。
随着网络规模的日益扩大，这种网络系统已不能胜任。
因此采用了工作在数据链路层上的设备网桥，它可起到使网段细化、减小冲突域，从而优化局域网性能的目的。
但它是对高层（第三层以上）协议透明的设备，不能有效阻止广播风暴，因此引入了路由器的概念。
路由器在子网间互连、安全控制、广播风暴限制等方面起了关键的作用，但复杂的算法、较低的数据吞吐量使其成为网络的瓶颈，为此迫切需要一种具有路由转发功能，同时还能减少网络瓶颈的技术，三层交换技术孕育而生。
１ 三层交换技术的原理三层交换是相对于传统的交换概念而提出的。
传统的交换技术是在ＯＳＩ网络参考模型中的第二层（数据链路层）进行操作，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
网络互联技术与实践第7章：使用三层交换机实现VLAN间路由
7.2.1 VLAN路由简介
1.每个路由器接口对应一个VLAN
传统路由要求路由器具有多个物理接口，以便进行 VLAN间路由。路由器通过每个物理接口连接到唯一的 VLAN，从而实现路由。各接口配置有一个IP地址，该IP 地址与所连接的特定VLAN子网相关联。由于各物理接口 配置了IP地址，各个VLAN相连的网络设备可通过连接到 同一VLAN的物理接口与路由器通信。
7.2.2 使用第三层交换机进行VLAN间路由
2. 第三层交换IP路由选择类型 （2）使用动态路由协议生成的路由 三层交换机通过动态路由协议来计算转发报文的最佳 路径。 动态路由协议有两种类型： 距离矢量协议（如RIP协议）通过距离值维护路由表， 并且周期性的将路由表向他们的相邻设备传送。距离矢量 协议通过跳数单位计算出最佳路由。特点是易于配置和使 用。 链路状态路由协议（如OSPF协议）维护了一个网络 拓扑图结构的数据库，该数据库基于路由器之间链路状态 通告（ISA）的交换。
7.2.1 VLAN路由简介
3.第三层交换机
S1 F0/1 F0/2 VLAN接口： VLAN10：192.168.10.1 VLAn20：192.168.20.1 VLAn30：192.168.30.1 F0/3：中继 F0/1-f0/2：中继 交换机S2端口： F0/3：VLAN10 F0/7：VLAN20 F0/13：VLAN30 F0/1-f0/2：中继
7.2.1 VLAN路由简介
2.单臂路由器
Trunk S1 F0/1 F0/2 Trunk F0/1 F0/2 F0/3 F0/1 R： F0/3：中继 F0/1-f0/2：中继 交换机S2端口： F0/3：VLAN10 F0/7：VLAN20 F0/13：VLAN30 F0/1-f0/2：中继 路由器R1子接口 F0/0.1：VLAN10 F0/0.2：VLAN20 F0/0.3：VLAN30
华为交换机组网方案
华为交换机组网方案1. 引言华为交换机是一种用于数据通信的网络设备，可以连接多个计算机、服务器和其他网络设备，实现高速、稳定的数据传输。
组网方案是指在一个网络环境中，根据需求设置合适的交换机布局和连接方式，以便实现高效的网络通信。
本文将介绍华为交换机的组网方案，详细说明了如何使用华为交换机搭建一个安全、可靠的企业级网络。
2. 设备选型在组建网络之前，首先要进行设备选型。
根据网络规模和需求，选用适合的华为交换机型号。
华为交换机系列产品涵盖了各种规模的网络需求，从小型企业到大型数据中心都有适合的型号。
在选型过程中，需要考虑以下几个因素：•带宽需求：根据网络中的流量和连接终端的数量，选择具备足够带宽的交换机。
•可扩展性：如果将来有网络扩容的需求，需要选择支持堆叠或链路聚合的交换机。
•安全性：选择具备安全功能的交换机，如访问控制列表（ACL）和流量监控。
3. 组网方案3.1 单层组网方案在小型网络中，可以采用单层组网方案。
该方案适用于用户数量较少的场景，例如小型办公室或家庭网络。
以下是单层组网方案的步骤：1.连接互联网：将华为交换机的一端与互联网出口设备（如光纤调制解调器或路由器）相连。
2.连接终端设备：将计算机、服务器和其他网络设备与华为交换机的其他端口连接起来。
3.配置交换机：使用华为交换机的管理界面，配置网络参数、VLAN、ACL等功能，以及设置端口的速率和双工模式。
3.2 多层组网方案在大型企业或数据中心等场景中，需要采用多层组网方案。
该方案适用于用户数量较多、网络复杂的情况。
以下是多层组网方案的步骤：1.核心交换机设置：选取一台性能强大的华为交换机作为核心交换机，并将其与互联网出口设备相连。
2.子交换机设置：在不同楼层或不同区域安装华为子交换机，将其与核心交换机连接起来。
3.连接终端设备：将计算机、服务器和其他网络设备与子交换机的端口连接起来。
4.配置交换机：使用华为交换机的管理界面，配置网络参数、VLAN、ACL等功能，以及设置端口的速率和双工模式。
多层交换技术理论篇
汇报人：2023-12-01•多层交换技术概述•多层交换技术基本原理•多层交换技术理论篇•VRRP实现网关冗余技术目•部署多层交换VRRP实现网关冗余实验•多层交换技术发展与趋势录01多层交换技术概述多层交换技术是一种基于网络通信协议的交换技术，它可以在不同的网络层上实现数据包的交换和路由。
多层交换技术可以同时处理多个网络层的通信协议，能够根据数据流的不同层次进行分类和转发，具有较高的灵活性和可扩展性。
定义与特点特点定义多层交换技术起源于20世纪90年代，当时随着互联网的快速发展，传统的路由器和交换机已经无法满足网络通信的需求，因此多层交换技术应运而生。
发展随着网络通信技术的不断进步，多层交换技术也在不断发展和完善，目前已经广泛应用于大型网络、数据中心和云计算等领域。
多层交换技术可以同时处理多个网络层的通信协议，能够根据数据流的不同层次进行分类和转发，具有较高的灵活性和可扩展性，同时还可以减少网络传输延迟和数据包丢失等问题。
优势多层交换技术的实现较为复杂，需要较高的技术水平和配置管理，同时也存在一些安全风险和漏洞，需要加强安全管理和维护。
不足02多层交换技术基本原理硬件交换也称为矩阵交换，是一种使用硬件设备实现数据交换的技术。
硬件交换具有高速、高效的特点，适用于大规模、高流量的网络环境。
软件交换也称为协议交换，是一种通过软件实现数据交换的技术。
软件交换具有灵活性和可扩展性，适用于多协议、多业务的需求。
硬件交换和软件交换基于路由器的多层交换通过路由器实现不同网络层之间的数据交换。
路由器可以识别IP地址和其他协议，并根据路由表将数据包转发到目标地址。
基于交换机的多层交换通过交换机实现不同网络层之间的数据交换。
交换机可以识别MAC地址和其他协议，并根据转发表将数据包转发到目标地址。
基于路由器的多层交换与基于交换机的多层交换的…路由器和交换机在多层交换中各有优缺点。
路由器具有更强的路由和协议支持能力，但性能相对较低；交换机具有更高的性能和更灵活的配置能力，但支持的协议和功能相对较少。
路由器多层交换技术探析
了应用并持续发展。随着信息全球化的发展趋势 ，Ｌ Ｎ Ａ
和ＷＡＮ的边 界变得越来 越模糊 ，多层交换技术 为 网络 未来扩展 的解决 方案奠定了坚实 的基础。
参考文献
【】 １过威 克． 三层交换机 的特 点及 作为［ｔａ ｅ主 交换 设备 的优 势 ｎｒｎ ｔ 科４ ， ￣４ 新导报，０ ９（Ｄ． １ ２０ ｏ ［ 刘俊， ２ 】 薛海 涛． 多层交换技 术在 园区网 中的应 用Ｕ ． 】 科技 资讯 ，
８ ５
＜ｔ ≤ ～ ＣＮＩ Ｙ 技 应 Ｔ Ｈ Ｏ 术 用 Ｅ
成本为５ ０ ０ 美元之间 ，而无线 网络个体耗费成本 仅３０ ５美
元左右 。而且当无线用户个数较多时 ，建立无线 网络所
具有的价格优势更加 明显。
动接入将是 提供话音 、高速信息业 务 、广播娱乐等业务
的主要接入方式 ，从而使得用户可以真正做到随时随地
据 和实现多 台服务器 间负载均衡的理想机制 。
二 、路 由多层 交换技 术探 析
现今 ，主要的多层交换技术除了第 三层交换 ，还有 第 四层交换 和第七层交换 ： （ ）第三层交换 一
第 四层交换技术的关键问题是如何确定传输流转发给
那 台最可用 的服务器。目前 ，在做 出负载均衡决策时采用
与配置 ，设备与人之间的交流互动包括看听读写说 ，无 线设 备的设计将更加人 性化 ；随着无线 网络新技术 的发 展 ，作 为网络体系的整体将具有一定 的动态开发性 ，能
够在 一定程度上实现网络系统 的 自我管理和 自我更新 ，
从 而满足不断的变化发展的需要 。
参考文献
【】 １邢长 明． 线网络 中分布 式入侵 检测 系统 的研 究【 ． 无 Ｄ】山东师范
三层交换(L3交换)的发展及应用简述
三层交换(L3交换)的发展及应用简述一、L3交换原理和分类最早的第三层交换，是基于A TM技术的MPOA和IP Switch，分别基于ATMF 和IETF标准（RFC1953和RFC1987）。
其基本原理相近，把路由功能分为第三层路径选择（智能路由选择）和第三层交换（快速转发）。
趋势是把第三层交换放到骨干网ATM交换机中去，把路由器和A TM骨干网融为一体。
MPOA方式的前提是一定要由ATM网络事先建立一条端到端的连接，再采用“Short Cut”方式对IP包进行路由。
IP Switch方式中的RFC1953解决了“多跳”数量增长的问题，通过软件提供一种“直通”（Cut-through）来满足多IP业务要求，它与RFC1987共同构成IP Switch基础。
IP Switch对数据包的处理多采用以ATM交换机跨接路由器直通（CUT-THROUGH）处理的方式，即第一个包通过路由器进行检查、鉴别和处理，以后相同的包由ATM交换机跨接直通传输，不再通过路由器。
无论是IP Switch还是MPOA，这个IP数据流都是在虚电路里传输，所有IP 包都在一个已经选定的路由中传输，不存在不同的IP包经过不同的路由。
只是IP Switch方式每个ATM交换机可独立处理IP交换，以直通IP数据流。
但MPOA 一定要所有ATM交换机统一动作，所以MPOA方式实施前一定要先建立一条端到端的SVC。
除了以上两种L3交换之外，在其他领域也相继产生了第三层交换技术。
如思科公司的专有技术CEF（思科快速转发）、普遍被所有第三层交换机厂家采用的多层交换技术MLS以及当前被广泛推广的基于IETF标准的多协议标记交换MPLS。
二、L3交换的起源和发展基于L2以太网交换技术的多层交换最早起源于校园网络，后来在IDC中也有较多应用。
早期互联网业务流量模型符合20:80规则，即80%的流量为本地，20%的流量出网。
后来此流量模型发生逆转，80%流量来自网段外部，内部通信只有20%。
交换机的三层概念和四层技术
交换机的三层概念和四层技术网络设备都对应工作在OSI模型的一定层次上，工作的层次越高，说明其设备的技术性更高，性能也越好，档次也就越高。
根据工作的协议层，交换机可分二层交换机、三层交换机和四层交换机。
1.二层交换机二层交换机是最早的交换技术产品，由于它所负担的工作相对简单，处于交换网络的数据链路层，所以只需提供基本的二层数据转发功能即可。
二层交换机一般只应用于网络的接入层次。
目前桌面型交换机一般都属于这一类型。
二层交换机能够识别数据包中的MAC地址信息，然后根据MAC地址进行数据包的转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在内部的地址列表中。
2.三层交换机三层交换技术又称为多层交换技术、IP交换技术等，三层交换技术在网络层实现了数据包的高速转发。
它检查数据包信息，并根据网络层目标地址（IP地址）转发数据包。
三层交换机实际上是将传统交换机与路由器结合起来的网络设备，它既可以完成传统交换机的端口交换功能，又可完成部分路由功能。
当网络规模较大时，可以根据特殊应用需求划分为小的独立的VLAN网段，以减小广播风暴所造成的影响。
通常这类交换机采用模块化结构，以适应灵活配置的需要。
在实际应用中，各个VLAN之间采用三层交换技术互相通信。
它解决了局域网中网段划分之后，各网段必须依赖第三层路由设备进行管理的局面，解决了路由器传输速率低、结构复杂所造成的网络瓶颈问题。
3.四层交换机四层交换机工作于OSI参考模型的第四层，即传输层。
四层交换机在决定传输时不仅仅依据MAC地址（数据链路层信息）或源/目标IP地址（网络层信息），它可以直接面对网络中的具体应用，通过分析数据包中的TCP/UDP（传输层信息）应用端口号，四层交换机可以做出向何处转发数据流的智能决定。
四层交换机在工作中会为支持不同应用的服务器组设立虚拟IP地址，并且在网络的域名服务器（DNS）中并不存储应用服务器的真实地址，而是每项应用的服务器组所对应的虚拟IP地址。
LAN交换机基础知识综合概述
LAN交换机有很多值得学习的地方，这里我们主要介绍LAN多层交换技术及应用的发展，在过去短短的几年里，网络发生了根本性的变化：网桥已经退出了历史的舞台，在LAN网中共享式以太网越来越少。
人们对于网络的要求导致了新一代网络的诞生和发展，其中交换技术可以说是新的网络时代的核心。
交换技术具备强大的寻址能力和出色的稳定性，为需要高带宽的应用程序提供了解决办法，同时也解决了网络智能化问题，它极大地促进了网络的发展。
毫无疑问，LAN交换技术已经成为一项重要的技术，并在今天广泛的流行起来。
LAN交换技术概述在LAN网中使用交换的目的是为了提高网络的性能，减少网络的阻塞，同时，交换技术能够加快数据的移动速度，极大地降低了传统以太网中由于采用CSMA/CD协议而产生冲突的可能性，因而在一定程度上消除了网络的瓶颈。
LAN交换机的内在功能类似于网桥，通过跟踪每一个端口发来的帧的源地址，检查帧的目的地址来选择路由。
LAN交换机每一端口能够存储的地址数量决定了它支持的工作站和支持拥有许多工作站的局域网段的能力。
若交换机每一端口只能支持一个地址，它相当于端口交换设备；若每一端口支持多个地址，它相当于段交换设备。
除了按交换方法外，LAN交换机还可以分为“直接通过”和“存储转发”。
直接通过技术就是在LAN交换机读到帧的目的地址后，直接在源端口和目的端口之间进行交叉连接。
这种交换具有最小的延时和等待时间。
相应地，存储转发交换把全部的帧存在存储器里，并对帧进行差错控制，若对某一帧的循环冗余校验不符，则丢弃该帧。
存储转发技术需要将帧从低速局域网中移到高速局域网中，因为必须将全部的帧存储起来，所以这种交换方法必然带来较小程度的时延。
另外，LAN交换机还能同时支持FDDI、快速以太网、令牌环网、以太网和ATM（从严格意义上讲，ATM 不完全属于第二层），可以更进一步提高带宽，提高交换机的吞吐量，这些支持多协议的LAN交换机能够将来自一种第二层网络的数据传输到另一种网络中。
多层交换机堆叠技术介绍
多层交换机堆叠技术介绍多层交换机堆叠技术是在网络架构中常用的一种解决方案，用于提高交换机性能和可靠性。
本文将介绍多层交换机堆叠技术的基本原理、优势以及应用场景。
一、多层交换机堆叠技术的基本原理多层交换机堆叠技术是通过将多个物理交换机逻辑上连接在一起，形成一个逻辑上的单一设备，从而提供更高的性能和扩展能力。
这种逻辑上的连接通过专用的堆叠电缆来实现，将交换机之间的数据传输直接在硬件层面上完成，避免了通过网络进行数据传输的性能损失。
在堆叠技术中，一个交换机被指定为主交换机，而其他交换机则作为成员交换机连接到主交换机上。
主交换机负责管理整个堆叠系统，并提供集中控制和管理功能。
通过堆叠技术，多个交换机可以实现统一的配置和管理，简化了网络运维的工作。
二、多层交换机堆叠技术的优势1. 提高性能：多层交换机堆叠技术将多个交换机组合成一个逻辑设备，共享交换矩阵和其他硬件资源。
这样可以实现更高的交换容量和吞吐量，提供更快的数据传输速率和响应时间。
2. 提高可靠性：堆叠技术可以实现冗余备份，即使其中一个交换机发生故障，整个堆叠系统仍然可以正常运行。
当故障交换机恢复后，它会自动重新加入堆叠系统，并恢复正常的工作状态，不会对网络造成中断。
3. 简化管理和配置：通过多层交换机堆叠技术，可以实现集中化的配置和管理。
管理员只需要在主交换机上进行配置和管理操作，就可以同时应用到整个堆叠系统中的所有成员交换机，大大简化了网络运维的工作。
4. 灵活的扩展能力：堆叠技术可以方便地扩展网络规模。
当需要增加更多的交换机时，只需将新交换机连接到堆叠系统中，系统会自动识别和集成新设备，并扩展整个堆叠系统的交换容量和性能。
三、多层交换机堆叠技术的应用场景1. 数据中心网络：在大型数据中心网络中，要求高性能和高可靠性的同时，对网络可管理性和灵活性也有较高要求。
多层交换机堆叠技术可以满足这些需求，提供高容量、高可靠性和灵活的网络设计方案。
2. 企业网络：企业网络通常需要支持大量的用户和应用，并且对网络性能和可靠性有较高的要求。
入门知识三层交换机基本特点
入门知识三层交换机基本特点三层交换机是一种网络设备，用于在计算机网络中实现数据包转发和路由功能。
其主要特点包括以下几个方面：1.多层转发：三层交换机不仅能够进行二层的帧转发，还能够实现三层的数据包交换和路由转发。
它能够根据网络层的IP地址来进行数据包的选择性转发，提供更高级别的网络分割和管理功能。
2.路由功能：三层交换机内置路由器功能，能够实现不同网段之间的数据包路由转发。
它能够根据IP地址和路由表对数据包进行判断和转发，实现不同网络之间的互通。
3.VLAN支持：三层交换机支持虚拟局域网（VLAN）的划分和配置。
VLAN可以将不同的物理端口划分为不同的逻辑网络，实现逻辑上的网络隔离和更灵活的网络管理。
4.安全性强：三层交换机提供了更高级别的访问控制功能。
它可以根据源IP地址、目的IP地址、协议、端口等信息进行访问控制列表（ACL）的配置，从而实现对网络资源的访问控制和安全策略的实施。
5.管理简便：三层交换机通常具有图形化的用户界面和命令行接口，方便管理员进行配置和管理。
同时，它还支持网络管理协议如SNMP等，可以配合网络管理系统实现对设备的集中管理和监控。
6.高性能：三层交换机通常具有更高的转发速度和更大的转发容量，能够满足大规模网络的需求。
它采用硬件进行数据包转发，具有更低的转发延迟和更高的吞吐量。
7.冗余和可靠性：三层交换机支持冗余配置和链路聚合技术，能够提供更高的网络可靠性和冗余容错性。
它可以通过配置VRRP（虚拟路由冗余协议）和HSRP（热备份路由协议）等实现冗余路由器的自动切换，确保系统的稳定性和可靠性。
总的来说，三层交换机具有多层转发、路由功能、VLAN支持、安全性强、管理简便、高性能、冗余和可靠性等特点。
这些特点使得三层交换机成为构建复杂网络架构和提供高级网络服务的重要设备。
三层交换机
三层交换简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。
它解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
下面我们结合本站有关思科及微软关于三层交换方面的文章为大家介绍这方面的资讯,更多更丰富的相关方面内容我们将在以后日子里进行补充。
部署第三层交换正迅速发展成可作为下一代应用启动平台的最适合的网络技术。
本文将详细介绍此项技术以及如何部署第三层交换才能获得最大效率。
第三层交换是局域网许多区域(包括核心和服务器集中点)的关键组件，因为该项技术能解决许多在性能、安全和控制等方面的问题。
然而，在一些网络区域，该项技术的使用效果并不十分显著，尤其是在桌面连接方面。
本文将会重点讨论这种网络性能较低的情况，特别是在新一代高级第四层桌面交换技术已经能够提供高性能和控制能力的今天。
本文也将详细阐述第二(四)层交换机是如何提供成本更低、更加简单、更易于管理的桌面解决方案。
概述任何一种新技术进入市场时，都要经历业界专业人员对伴随这种技术的新术语和“技术行话”进行筛选的阶段。
这些新的技术术语往往会造成迷惑，甚至自相矛盾，具体情况取决于供应商使用它们的方式。
“第三层交换”和有关的技术也不例外，随着越来越多交换机和路由器技术的推出，有关它们技术术语的迷惑只会增多。
比如，第三层交换、第四层交换、多层交换、多层数据包分类和路由交换机等新术语就令交换机和路由器之间的传统区别变得模糊起来。
此外，由于许多供应商在原本用于布线室的第二层交换机平台上提供了第三层交换技术，从而让人更加迷惑不解。
这些变化使网络设计人员很难了解如何部署高效的网络解决方案。
因此，必须去伪存真，并专注于基础知识，才能真正了解何时、何地以及为什么采用第三层交换。
了解网络各层为了充分认识第三层交换，在此有必要对目前使用的大多数网络体系结构的强大分层模型进行分析。
如图所示，网络基础架构设备(如网桥、路由器和交换机)在传统上一直按OSI 分层模型分类。
三层交换机与防火墙对接上网
使用光纤传输介质，通过光模块 和光纤跳线将三层交换机与防火 墙连接起来，提高数据传输的稳 定性和安全性。
配置文件对接方式
静态配置
在三层交换机和防火墙的配置文件中， 手动指定对方的IP地址、子网掩码等 信息，实现网络层面的对接。
动态配置
通过动态主机配置协议（DHCP）或 网络地址转换（NAT）等方式，自动 获取对方的网络参数，简化配置过程。
配置路由
在三层交换机上配置相应的路由信息，将特定VLAN的数据流量正确导向至防火墙设备， 以便进行安全过滤和转发。
数据传输控制
根据实际需求，在防火墙设备上配置相应的数据传输控制规则，如带宽限制、流量整形等 ，以确保网络数据传输的稳定性和安全性。同时，根据三层交换机和防火墙设备的实际性 能和网络规模，进行合理的设备性能调优和负载均衡配置。
配置防火墙的IP地址
为防火墙设备配置一个合理的IP地址，确 保该IP地址在所在网络的可用范围内。
VS
定义安全策略
根据网络安全需求，在防火墙设备上定义 相应的安全策略，如访问控制列表（ACL） 等，以实现网络流量的过滤和管控。
实现三层交换机与防火墙的数据传输控制
连接设备端口
使用合适的线缆将三层交换机的LAN口与防火墙的WAN口连接起来，确保物理连接畅通 。
入侵检测与防御（IDS/IPS）策略
总结词
IDS/IPS策略用于检测和防御网络攻击，是 三层交换机与防火墙对接上网的重要安全措 施之一。
详细描述
IDS/IPS设备可以实时监控网络流量和行为 ，检测并防御各种网络攻击，如拒绝服务攻 击、恶意软件感染、端口扫描等。通过配置 IDS/IPS策略，可以及时发现并处理网络攻 击，减少潜在的安全风险，保护网络安全稳
什么是多层交换技术
多层交换（也被称做第三层交换技术，或是IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层--数据链路层进行操作的，而多层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
简单地说，多层交换技术就是：第二层交换技术＋第三层转发技术。
多层交换技术的出现，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
当然，多层交换技术并不是网络交换机与路由器的简单堆叠，而是二者的有机结合，形成一个集成的、完整的解决方案。
1．交换技术如何转发数据？局域网交换技术是作为对共享式局域网提供有效的网段划分的解决方案而出现的，他可以使每个用户尽可能地分享到最大带宽。
前文已经提到，交换技术是在OSI七层网络模型中的第二层，即数据链路层进行操作的，因此交换机对数据包的转发是建立在MAC（Media Access Control）地址--物理地址基础之上的，对于IP网络协议来说，它是透明的，即交换机在转发数据包时，不知道也无须知道信源机和信宿机的IP地址，只须其物理地址即MAC 地址。
交换机在操作过程当中会不断的收集资料去建立它本身的一个地址表，这个表相当简单，它说明了某个MAC地址是在哪个端口上被发现的，所以当交换机收到一个TCP／IP封包时，他便会看一下该数据包的标签部分的目的MAC地址，核对一下自己的地址表以确认该从哪个端口把数据包发出去，由于这个过程比较简单，加上今天这功能由一崭新硬件进行--ASIC(Application Specific Interated Circuit)，因此速度相当高，一般只需几十微秒，交换机便可决定一个IP封包该往那里送。
值得一提的是：万一交换机收到一个不认识的封包，就是说如果目的地MAC地址不能在地址表中找到时，交换机会把IP封包"扩散"出去，即把它从每一个端口中送出去，就好象交换机在收到一个广播封包时一样处理。
网络互联网技术7-三层交换技术
MAC地址表
7.3 三层交换原理
三层交换技术通过一台具有三层交换功能设备实现。三层交换机是一台带有第三层路由功能的交换机， 它把路由设备硬件及性能叠加在局域网交换机上，如图7-9所示场景，说明了三层交换的工作工作原 理：二台三层交换机互联二个独立的子网络。
三层交换机
200.1.1.254/24
7.2 什么是三层交换技术
7.2.3 第三层交换技术
三层交换（也称多层交换技术，或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出。 众所周知，传统交换技术是在OSI网络标准模型中第二层：数据链路层，而三层交换技术在网络模型 中的第三层实现高速转发。简单地说，三层交换技术就是“二层交换技术+三层转发”。
IP路由表
！进入三层交换机的接口配置模式。
Switch(config-if)#no switch
！开启该接口的三层交换功能
Switch(config-if)# ip address ip-address mask
！给指定的接口配置IP地址，这些IP地址作为各个子网内主机网关。
Switch#show running-config Switch#show ip route
二层交换机
pc1
pc2
200.1.1.1/24
200.1.1.2/24
7.2 什么是三层交换技术
7.2.2 传统二层交换技术
如图7-6所示网络拓扑，一台二层交换机连接二台计算机，PC1计算机（200.1.1.1/24）向同网中计算 机PC2（200.1.1.2/24）传输信息过程中，帧执行二层交换过程：
7.4 认识三层交换机
三层交换通过三层交换设备实现，三层交换机也是工作在网络层设备，和路由器一样可 连接任何网络。但和路由器的区别是，三层交换机在工作中，使用硬件ASIC芯片解析传 输信号。通过使用先进ASIC 芯片，三层交换机可提供远远高于路由器网络传输性能，如 每秒 4000 万个数据包（三层交换机）对每秒30万个数据包（路由器），如图7-11所示。
多层交换技术(理论篇)单元9 VSU虚拟化技术实现网络高可靠性
VSL
Switch ID=2 优先级100
从机箱 控制面：Standby 数据面：Active
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VSU基本概念：角色
Active：主设备负责管理VSU。整个VSU 系统，同步配置、时间到所有成员。 Standby：从设备作为Active备用。Active故障，Standby自动升级为Active。仅参与数据转发，并不运
单元9 VSU虚拟化技术实现网络高可靠性
技术背景
传统的网络为了提高网络的可靠性，一般在核心层将两台设备通过MSTP+VRRP技术配置成双核心， 起到冗余备份作用。但冗余的网络架构增加网络设计复杂性，同时大量的备份链路也降低了网络资源的 利用率，减少了投资回报率。
核心层
汇聚层
接入层
技术背景
近些年来出现的网络系统虚拟化VSU技术，支持将多台设备组合成单一的虚拟设备，形成整网端到端的 VSU 组网方案。和传统MSTP+VRRP组网方式相比，VSU虚拟化组网可以简化网络拓扑，降低网络的管理维护 成本，缩短应用恢复的时间和业务中断的时间，提高网络资源的利用率。
9.1 VSU概述
在VSU 虚拟化模式下，网络中服务器使用多块网卡绑定为AP 逻辑聚合口，连接到 同一个VSU 系统组内不同的成员设备，这样可以防止接入设备的单点失效，防范单条 链路失效导致的网络中断。
VSU虚拟化功能
简化网络拓扑及协议复杂度，提升可用带宽
逻辑上没有环路，下面设备和上行设备采用聚合，结构清晰简单
学习目标
本单元帮助读者认识多层交换虚拟化技术。 掌握VSU技术应用。
9.1 VSU概述
VSU(Virtual Switching Unit)是一种网络 虚拟化技术，支持将多台设备组合成单一 的虚拟设备。接入层、汇聚层、核心层设 备都可以组成VSU，形成整网端到端的 VSU 组网方案。
RGS5750系列安全智能的万兆多层交换机产品介绍
RG-S5750系列安全智能的万兆多层交换机产品介绍福建星网锐捷网络有限公司版权所有侵权必究目录1 产品图片 (1)2 产品概述 (2)3 产品特性 (3)4 技术参数 (6)5 典型应用 (8)1 产品图片图1-1RG-S5750S-24GT/12SFPRG-S5750-24GT/12SFPRG-S5750P-24GT/12SFPRG-S5750-24SFP/12SFP图1-2RG-S5750-48GT/4SFPRG-S5750S-48GT/4SFP2 产品概述RG-S5750系列是锐捷网络推出的融合了高性能、高安全、多智能、易用性的新一代万兆机架式多层交换机。
该系列交换机提供的接口形式和组合非常灵活，即可以提供24个或48个10/100/1000M自适应的千兆电口，又可以提供有24个SFP千兆光口，又能提供PoE远程供电的接口。
每种产品型号都配合提供了灵活的复用千兆口，满足网络建设中不同传输介质的连接需要。
同时为满足网络的弹性扩展，和高带宽传输需要，可灵活弹性扩展多种类型的万兆模块和万兆堆叠模块。
特别适合高带宽、高性能和灵活扩展的大型网络汇聚层，中型网络核心，以及数据中心服务器群的接入使用。
该系列交换机硬件支持多层线速交换，并提供了丰富而完善的路由协议，以适合大型网络多种路由和高性能的需要。
RG-S5750系列交换机提供二到七层的智能的业务流分类、完善的服务质量（QoS）保证和组播应用管理特性。
在提供高性能、多智能的同时，其内在的安全防御机制和用户接入管理能力，更可有效防止和控制病毒传播和网络攻击，控制非法用户接入网络，保证合法用户合理地使用网络资源，并可以根据网络实际使用环境，实施灵活多样的安全控制策略，充分保障了网络安全、网络合理化使用和运营。
RG-S5750系列交换机以极高的性价比为大型网络汇聚、中型网络核心、数据中心服务器接入提供了高性能、完善的端到端的服务质量、灵活丰富的安全设置和基于策略的网管，最大化满足高速、安全、智能的企业网需求。
二层、三层交换技术介绍
二层、三层交换技术介绍二层、三层交换技术介绍一、二层交换技术介绍二层交换机工作于OSI模型的第2层（数据链路层），故而称为二层交换机。
二层交换技术的发展已经比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。
（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC 地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
从二层交换机的工作原理可以推知以下三点：（1）由于交换机对多数端口的数据进行同时交换，这就要求具有很宽的交换总线带宽，如果二层交换机有N个端口，每个端口的带宽是M，交换机总线带宽超过N×M，那么这交换机就可以实现线速交换；（2）学习端口连接的机器的MAC地址，写入地址表，地址表的大小（一般两种表示方式：一为BUFFER RAM，一为MAC表项数值），地址表大小影响交换机的接入容量；（3）还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC （Application specific Integrated Circuit）芯片，因此转发速度可以做到非常快。
由于各个厂家采用ASIC不同，直接影响产品性能。
以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数，这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。
路由器工作在OSI模型的第三层---网络层操作，其工作模式与二层交换相似，但路由器工作在第三层，这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息，实现功能的方式就不同。
二层交换机,三层交换机和路由器的基本工作基础学习知识原理
二层交换机:二层交换技术是发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中.具体如下:(1当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源MAC地址,这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上;(2再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找相应的端口(3如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上三层交换机: 三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。
在对第一个数据流进行路由后,它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表,当同样的数据流再次通过时,将根据此表直接从二层通过而不是再次路由,从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟,提高了数据包转发的效率.路由器:传统地,路由器工作于OSI七层协议中的第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包,根据其中所含的目的地址,决定转发到下一个目的地址。
因此,路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址,若找到了目的地址,就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址,同时IP数据包头的TTL(Time To Live域也开始减数,并重新计算校验和。
当数据包被送到输出端口时,它需要按顺序等待,以便被传送到输出链路上。
路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。
如果到某一特定节点有一条以上的路径,则基本预先确定的路由准则是选择最优(或最经济的传输路径。
由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化,因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。
主要区别:二层交换机工作在数据链路层,三层交换机工作在网络层,路由器工作在网络层。
具体区别如下:二层交换机和三层交换机的区别:三层交换机使用了三层交换技术三层交换(也称多层交换技术,或IP交换技术是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
局域网组建方法解析基于多层交换机的局域网搭建步骤
局域网组建方法解析基于多层交换机的局域网搭建步骤随着网络技术的发展，局域网已经成为了现代组织和企业中不可或缺的部分。
在组建局域网的过程中，多层交换机被广泛应用于实现高效、可靠的数据传输。
本文将详细解析基于多层交换机的局域网搭建步骤。
一、理解局域网和多层交换机的概念在开始构建局域网之前，我们首先需要明确局域网和多层交换机的定义。
局域网（Local Area Network，LAN）是指在有限范围内连接在一起的计算机和网络设备的集合。
它们通常用于办公大楼、校园或者组织内部，提供高速、高效的数据传输能力。
多层交换机（Multi-Layer Switch）是一种网络设备，结合了传统交换机和路由器的功能。
它具备分层转发数据包的能力，可以提供更加有效的数据传输和网络管理。
二、确定局域网的需求和拓扑结构在搭建局域网之前，我们首先需要确定局域网的需求和所需的拓扑结构。
这包括确定局域网的规模、设备数量以及网络拓扑结构。
基于多层交换机的局域网可以采用多种拓扑结构，如星型拓扑、环型拓扑和总线型拓扑等。
根据实际需求，我们需要选择最适合的拓扑结构来搭建局域网。
三、选择适当的多层交换机设备在搭建局域网过程中，选择适当的多层交换机设备至关重要。
我们需要考虑到局域网的规模、用户数量、带宽需求以及未来的扩展性等因素。
多层交换机通常分为各个层次，如核心层、分布层和接入层。
根据局域网的需求，我们需要选择适当层次的多层交换机设备，并确保它们具备足够的端口和吞吐量来满足局域网的传输需求。
四、进行物理连接和配置当选择好合适的多层交换机设备后，接下来需要进行物理连接和配置。
首先，我们需要将多层交换机与计算机和其他网络设备进行物理连接。
这通常涉及到使用网线、光纤等传输介质，根据实际情况确定连接方式。
然后，我们需要对多层交换机进行适当的配置。
这包括设置VLAN （虚拟局域网）、端口设置、IP地址分配等。
通过正确的配置，我们可以实现对数据流量的管理和优化。
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PHY
PHY
8 10T/100TX Ports
8 10T/100TX Ports
8 10T/100TX Ports
非模块化多层交换设备的硬件结
构
• 交换机芯片ASIC是三层芯片，且内存有所增加 • 交换芯片ASIC
– 存放各种寄存器、交换表，如端口状态、单播表、组播表、VLAN 表等，控制交换机进行数据的接收、维护和转发，由硬件组成， 是整个交换机的核心；
ARP表
配置管理
STP/GVRP/LACP
VLAN控制 端口控制
驱动
收到广播帧并送到CPU
特殊数据包 陷阱
2层交换
MAC表 VLAN表
广播到 VLAN中的其它端口
接口模块 CPU
多层交换设备的交换原理
• 多层交换设备的硬件结构 • 多层交换设备的软件结构 • 多层交换设备的相关表项 • 多层交换设备的数据处理流程
• CPU
– 交换机的处理器，用于处理用户指令、协议运行等；
• PHY
– 控制交换机的数据比特流和电气设备信号的协商、转换
• SDRAM
– 交换机内存，用于系统软件的运行和配置序列的存放 ，如交换机 的ARL软件表、show命令时显示的信息
• FLASH
– 闪存，用于保存系统文件和配置文件
模块化交换机模块的硬件结构
• 2层交换
– 当交换机接收到数据时，首先判断其是否为特殊数据 包，如果不是则发送给交换机芯片处理，交换机芯片 会根据MAC表和VLAN表对该数据包进行处理，如果二 层表中没有该数据包的信息，则发送给CPU处理
二层交换设备的软件结构
• CPU包含模块
– 驱动 – 接口映射层 – 二层协议
• IGMP Snooping、STP、GVRP、LACP
二层交换设备的软件结构
组播IP 注册表
IGMP
TELNET HTTP
SNMP TFTP/FTP
CPU
IGMP Cache
IGMP Snooping
TCP/UDP/IP/ARP
接口映射层（Interface Mapping Layer ,IML)
ARP表
配置管理
STP/GVRP/LACP
VLAN控制 端口控制
– 管理模块
• Telnet、HTTP、SNMP、TFTP、FTP、配置管理
二层交换设备的关键的表项
MAC地址表建立
二层数据的处理流程
• 目的地址（Destination MAC）是单播 • 目的地址（Destination MAC）是组播
– 0X01-XX-XX-XX-XX-XX – 0X01-00-5E-XX-XX-XX
多层交换设备的硬件结构
• 非模块化多层交换设备的硬件结构 • 模块化交换机模块的硬件结构
Hale Waihona Puke 非模块化多层交换设备的硬件结 构
RS232
SGRAM XMbyte
CPU
交换芯片 ASIC
Flash XxMbyte
SDRAM XxMbyte
Expansion Module
Expansion Module
PHY
• 目的地址（Destination MAC）是广播
– 0XFF-FF-FF-FF-FF-FF
二层单播帧的数据转发流程
组播IP 注册表
IGMP
TELNET HTTP
SNMP TFTP/FTP
CPU
IGMP Cache
IGMP Snooping
TCP/UDP/IP/ARP
接口映射层（Interface Mapping Layer ,IML)
2层交换
MAC VLAN表
MAC 表被咨询并更新
帧被发送到多个端口
帧发送到端口
接口模块 CPU
二层广播帧的数据转发流程
组播IP 注册表
IGMP
TELNET HTTP
SNMP TFTP/FTP
CPU
IGMP Cache
IGMP Snooping
TCP/UDP/IP/ARP
接口映射层（Interface Mapping Layer ,IML)
CPU
IGMP Cach
IGMP Snooping
TCP/UDP/IP/ARP
接口映射层（Interface Mapping Layer ,IML)
驱动
ARP
配置管理
STP/GVRP/LACP
VLAN控制 端口控制
第 2层帧被发 送到协议模块 响应,在以后单 独发回
BPDU 直接被捕捉
特殊数据包 陷阱
驱动
特殊数据包 陷阱
2层交换
MAC表 VLAN表
接口模块 CPU
二层交换设备的软件结构
• 接口模块
– 特殊数据包陷阱(Special Packet Trap)：当交换机接收 到数据时，首先判断其是否为特殊数据包，如果是则 直接发送给CPU处理，特殊数据包包括如ARP请求, STP,IGMP report、leave等
ARP表
配置管理
STP/GVRP/LACP
VLAN控制 端口控制
驱动
第 2层数据帧直接通过第2层交换转发
特殊数据包 陷阱
2层交换
MAC表 VLAN表
接口模块 CPU
交换转发表（MAC Table）被咨询并更新
二层组播帧的数据转发流程
组播IP 注册表
IGMP
TELNET HTTP
SNMP TFTP/FTP
二层交换设备的硬件结构
CPU
4xSDRAM (xMx32)
交换芯片 ASIC
FlashROM (xMB)
SDRAM (xxMB)
PHY PHY PHY
24 100M Ports
Slot 1
Slot 2
二层交换设备的硬件结构
• 交换芯片ASIC
– 存放各种寄存器、交换表，如端口状态、单播 表、组播表、VLAN表等，控制交换机进行数 据的接收、维护和转发，由硬件组成，是整个 交换机的核心；
骨干交换引擎 局部交换引擎
SRAM SRAM SRAM SRAM SRAM SRAM SRAM SRAM SRAM SRAM SRAM SRAM
第五章 多层交换网络设备技术实现
• 多层交换的设备的分类 • 二层交换设备的交换原理 • 多层交换设备的交换原理
大纲
多层交换的设备的分类
• 单板的多层交换设备 • 由机箱和模块组成的多层交换设备
– 通过板卡设计来满足用户的需求
二层交换设备的交换原理
• 二层交换设备的硬件结构 • 二层交换设备的软件结构 • 二层交换设备的关键的表项 • 二层数据的处理流程
• CPU
– 交换机的处理器，用于处理用户指令、协议运 行等；
二层交换设备的硬件结构
• PHY
– 控制交换机的数据比特流和电气设备信号的协 商、转换
• SDRAM
– 交换机内存，用于系统软件的运行和配置序列 的存放 ，如交换机的ARL软件表、show命令 时显示的信息
• FLASH
– 闪存，用于保存系统文件和配置文件