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解析第三層交換技術(shù)( 二 )

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2 第三層交換技術(shù)分類、原理及實現(xiàn)方法
目前主要存在兩類第三層交換技術(shù)：第一類是報文到報文交換，每一個報文都要經(jīng)歷第三層處理（即至少是路由處理），并且數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)是基于第三層地址的；第二類是流交換，它不在第三層處理所有報文，而只分析流中的第一個報文，完成路由處理，并基于第三層地址轉(zhuǎn)發(fā)該報文，流中的后續(xù)報文使用一種或多種捷徑技術(shù)進(jìn)行處理，此類技術(shù)的設(shè)計目的是方便線速路由 。理解第三層交換技術(shù)的要害首先需要區(qū)分這兩類報文的不同轉(zhuǎn)發(fā)方式 。
報文到報文處理方法的一個顯著特征是其能夠適應(yīng)路由的拓?fù)渥兓?。通過運行標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議并維護(hù)路由表，報文到報文交換設(shè)備可動態(tài)地重新路由報文，繞過網(wǎng)絡(luò)故障點和擁塞點而無需等待高層的協(xié)議檢測報文丟失 。流交換方法沒有這些特征，因為后續(xù)報文走捷徑而無需第三層處理，這樣，它就不能識別標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議對路由表的改變 。因此，流交換方法可能需要另外的協(xié)議取得拓?fù)渥兓驌砣畔ⅲ员愕竭_(dá)交換系統(tǒng)正確的地方 。
2.1 報文到報文交換技術(shù)原理及實現(xiàn)方法
報文到報文交換遵循這樣一個數(shù)據(jù)流過程：報文進(jìn)入系統(tǒng)中OSI參考模型的第一層，即物理接口，然后在第二層接受目的MAC檢查，若在第二層能交換則進(jìn)行二層交換，否則進(jìn)入到第三層，即網(wǎng)絡(luò)層 。在第三層，報文要經(jīng)過路徑確定、地址解析及某些非凡服務(wù) 。處理完畢后報文已更新，確定合適的輸出端口后，報文通過第一層傳送到物理介質(zhì)上 。傳統(tǒng)路由器是一種典型的符合第三層報文到報文交換技術(shù)的設(shè)備，它的完全基于軟件的工作機制所產(chǎn)生的固有缺陷已被現(xiàn)代基于硬件的第三層交換設(shè)備所克服 。
目前各個廠商所提供的第三層交換設(shè)備在體系結(jié)構(gòu)上幾乎具有相同的硬件結(jié)構(gòu) 。
中心硅交換陣列通過CPU接口總線連接CPU模塊，通過I/O接口總線連接I/O接口模塊，是設(shè)備各端口流量匯聚和交換的集中點，由它提供設(shè)備各進(jìn)出端口的并行交換路徑，所有跨I/O接口模塊的數(shù)據(jù)流都要通過硅交換陣列進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 。每個I/O接口模塊包含一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)引擎，其上的ASIC完成所有的報文操作，包括路由查找、報文分類、第三層轉(zhuǎn)發(fā)和業(yè)務(wù)流決策，這一將報文轉(zhuǎn)發(fā)分布于每一個I/O端口的ASIC的方法是第三層交換設(shè)備能夠線速路由的要害部分 。CPU模塊主要完成設(shè)備的背景操作，如運行與路由處理相關(guān)的各種路由協(xié)議、創(chuàng)建和維護(hù)路由表、系統(tǒng)配置等，并把路由表信息導(dǎo)入每一個I/O接口模塊分布式轉(zhuǎn)發(fā)引擎的ASIC中 。這樣，各接口模塊的分布式轉(zhuǎn)發(fā)引擎ASIC直接根據(jù)路由表做出報文的轉(zhuǎn)發(fā)策略，無需像傳統(tǒng)路由器那樣所有報文必須經(jīng)過CPU的處理 。
2.2 流交換技術(shù)原理及實現(xiàn)方法
在流交換中，第一個報文被分析以確定其是否標(biāo)識一個“流”或者一組具有相同源地址或目的地址的報文 。流交換節(jié)省了檢查每一個報文要花費的處理時間 。同一流中的后續(xù)報文被交換到基于第二層的目的地址 。流交換需要兩個技巧，第一個技巧是要識別第一個報文的哪一個特征標(biāo)識一個流，這個流可以使其余報文走捷徑，即第二層路徑 。第二個技巧是，一旦建立穿過網(wǎng)絡(luò)的路徑，就讓流足夠長以便利用捷徑的優(yōu)點 。怎樣檢測流、識別屬于特定流的報文以及建立通過網(wǎng)絡(luò)的流通路隨實現(xiàn)機制的變化而不同 。目前出現(xiàn)了多種流交換技術(shù)，如3Com公司的快速IP、由Cisco提交給IETF的多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）、ATM論壇的多協(xié)議（MPOA）以及Ipsilon公司的IP交換 。我們可將其劃分成兩個主要類型：端系統(tǒng)驅(qū)動流交換和網(wǎng)絡(luò)中心式流交換 。限于篇幅，現(xiàn)只簡單介紹3Com公司的快速IP工作原理 。

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