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交换机如何工作
交换是当前网络技术发展的方向。路由技术是交换网络的重要组成部分。交换网络中路由技术选用得正确与否,将直接影响到网络的整体性能的好坏。因此路由技术越来越受到生产厂家与网络设计人员的重视。
一、三种路由技术
目前交换网络中的路由技术有三种,其中第一种是最为保守的方法,即第三层的路由器与第二层交换机相结合的方法。第二层交换机严格限制于桥结构,用于同一虚拟网内的不同节点之间的数据交换,在OSI参考模型的第二层,即数据链路层实现虚拟LAN的功能,将第三层的功能留给路由器实现,由路由器完成虚拟网络之间的数据传输与建立LAN与企业主干网连接的工作。
第二种方法采用分布式路由技术。其特点是它使用多层交换机,将第二层的桥与第三层的路由结合在一起,有的文献也将多层交换机称之为第三层交换机。它本身所具有的路由功能支持虚拟LAN,并支持大多数同一虚拟网内或不同虚拟网之间节点的通信,减少了工作组与部门之间所使用的路由器的数目。但它仍然不能完全摆脱使用传统路由器,这是因为多层交换机只能提供高档路由器所能提供的协议、安全、交通管理及与WAN连接功能的子集。如CISCO公司7000系列路由器能够处理12种协议并支持点对点、电路交换与信元交换的广域网通信,而Alantec公司生产的Powerhub多层交换机却只能处理三种协议:、IP与IPX,并且没有WAN接口。因此,多层交换机网络中需要使用路由器作为广域网的网关,并完成较为复杂的路由功能。
交换网中的第三种路由技术则采用了一种全新的结构:路由服务器与边界交换机相结合。我们知道,传统的路由器完成信息包的转发与路由选择两项工作。而基于路由服务器的网络则由两个独立的设备分别完成上述两项功能:边界交换机完成信息包的转发,而路由信息的确定由价格较为昂贵的路由服务器完成。边界交换机只有在自己的地址表中找不到目标节点的地址时才访问路由服务器,此时路由器对之响应一个正确的地址,交换机再将该信息缓存备用。需要指出的是,目前路由服务器与交换机之间的通信协议还不统一,不同厂家的产品还不兼容。
二、比较与评价
上述三种路由技术各有特色,网络设计人员可根据实际情况加以选用。为使人们对它们有更好的了解,我们分以下四个方面对它们进行比较。
组网规模
网络的大小是选择何种路由技术组网的决定性因素。第二层交换机与传统路由器相结合的办法适用于较小规模的网络,其特点是经济实用。但当主干网扩展成比较大的网络时,第二层虚拟LAN的开销将明显增大。
随着主干网的扩展,多层交换机的智能优势得到充分发挥,由于它仅向那些属于某一特定子网的网段转发广播,因此减少了主干网上广播交通的数量。由于多层交换机组成的虚拟网络具有过滤功能,并能节省主干网的带宽与端站点的时钟,因此虚拟网络的安全性较好。另外,它与第一种方法相比,由于交换机可在工作组与部门范围内同时负责交换与路由选径工作,故节省了传统路由器使用的数目。分布式路由器法与路由服务器也比较适用于大型的分布式网络。
延迟
网络延迟的增加会导致网络性能的下降,网络延迟的大小一般与设备在转发交通之前所必须处理的作业的大小成正比。对于第二层的以太交换机来讲,由于第二层虚拟网本质上使用桥而不使用路由器,因此相对速度较快,当执行一个简单的MAC地址寻找时,一个信息包(64字节)的延迟小于100微秒。第三层路