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三層交換機(jī)的原理和設(shè)計(jì)( 二 )

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2.3第三層交換的特點(diǎn)突出的特點(diǎn)如下：
(1).有機(jī)的硬件結(jié)合使得數(shù)據(jù)交換加速；
(2).優(yōu)化的路由軟件使得路由過(guò)程效率提高；
(3).除了必要的路由決定過(guò)程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程由第二層交換處理；
(4).多個(gè)子網(wǎng)互連時(shí)只是與第三層交換模塊的邏輯連接，不象傳統(tǒng)的外接路由器那樣需增加端口，保護(hù)了用戶的投資 。
第三層交換的目標(biāo)是，只要在源地址和目的地址之間有一條更為直接的第二層通路，就沒(méi)有必要經(jīng)過(guò)路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包 。第三層交換使用第三層路由協(xié)議確定傳送路徑，此路徑可以只用一次，也可以存儲(chǔ)起來(lái)，供以后使用 。之后數(shù)據(jù)包通過(guò)一條虛電路繞過(guò)路由器快速發(fā)送 。
第三層交換技術(shù)的出現(xiàn)，解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依靠路由器進(jìn)行治理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題 。當(dāng)然，三層交換技術(shù)并不是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與路由器的簡(jiǎn)單疊加，而是二者的有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)集成的、完整的解決方案 。
3．一款第三層交換機(jī)的設(shè)計(jì)考慮到市場(chǎng)需要，交換機(jī)成本和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)因素，我們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的VLSW4150系列交換機(jī) 。VLSW4150 系列交換機(jī)是為企業(yè)提供的高性能、多層次化的解決方案 。VLSW 4150也適用于ISP和服務(wù)提供商，尤其是對(duì)于一些大型的運(yùn)營(yíng)商，將能夠增強(qiáng)其在IP市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力 。

;3.1總體設(shè)計(jì)VLSW4150交換機(jī)有24個(gè)RJ45 10/100BASE－TX自適應(yīng)端口，提供2個(gè)可選的光纖10/100BaseTx以太口、100BaseFx快速以太端口或者千兆以太網(wǎng)口（SX，LX，ZX），并另外提供一個(gè)串口和一個(gè)100M以太網(wǎng)口對(duì)交換機(jī)進(jìn)行配置 。
VLSW4150交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)可以支持最高到11Gbps的速率，多層交換速率達(dá)到6.6Mpps；可以支持8,192個(gè)MAC地址；為了更好的控制網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)安全，還支持以1M為步長(zhǎng)的速率限制；支持TaggedVLAN和MAC-based的幀過(guò)濾以及RIP、OSPF和BGP路由協(xié)議 。
VLSW4150交換機(jī)提供堆棧技術(shù)可以以一個(gè)邏輯IP地址來(lái)治理多個(gè)交換機(jī)，并可在一個(gè)口上鏡像其他的數(shù)據(jù)包，提供基于Web的網(wǎng)管系統(tǒng)以及CLI方式來(lái)調(diào)試交換機(jī) 。VLSW4150支持SNMP協(xié)議、RMON和Telnet功能來(lái)便于治理 。
3.2硬件結(jié)構(gòu)
VLSW4150三層交換機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分，處理器模塊和交換模塊，它們之間通過(guò)PCI接口相連，同時(shí)配合相應(yīng)的外圍電路形成完整的三層交換機(jī)系統(tǒng)，見(jiàn)圖1 。
圖1; 硬件結(jié)構(gòu)
(1)處理器模塊
如圖2所示，處理器部采用一款MOTOROLAPowerQUICCIICPU，同一些外部存儲(chǔ)設(shè)備以及一些外圍電路構(gòu)成三層交換機(jī)的處理器部分 。處理器模塊主要是運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)，配置系統(tǒng)和路由表的維持，而不是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通路的組成部分 。CPLD 保存一些CPU初始化的一些配置以保證上電后CPU正常啟動(dòng)，F(xiàn)lash 芯片用于存儲(chǔ)三層交換機(jī)的所需要的所有軟件和相關(guān)配置，SDRAM在系統(tǒng)啟動(dòng)之后載入FLASH中的程序，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行 。處理器模塊一方面提供一個(gè)快速以太網(wǎng)接口和一個(gè)異步口，用于對(duì)交換機(jī)進(jìn)行配置和調(diào)試；另一方面通過(guò)PCI接口和交換模塊相連，通過(guò)PCI接口對(duì)交換模塊進(jìn)行控制，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸[2]。
圖2; 處理器模塊的硬件組成
(2)交換模塊
如圖3所示，交換模塊采用了BROADCOM公司的BCM5645作為ASIC芯片，通過(guò)PCI接口與處理器模塊進(jìn)行通信完成數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)5645提供的內(nèi)存接口，可以給交換模塊提供一個(gè)64M的外部SDRAM，從而提高交換機(jī)的吞吐量和交換速度 。5645通過(guò)MII接口和GMII接口分別連接24個(gè)百兆以太網(wǎng)和2個(gè)千兆以太網(wǎng)[3] 。
圖3; 交換模塊的硬件組成
3.3軟件結(jié)構(gòu)

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