【第三層交換介紹】為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用深化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，在過(guò)去的20年里，網(wǎng)絡(luò)在速度和網(wǎng)段這兩個(gè)技術(shù)方向急劇發(fā)展 。在速度方面，給用戶提供了更高的帶寬：局域網(wǎng)的速度已從最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s，目前千兆以太網(wǎng)技術(shù)已得到普遍應(yīng)用 。同時(shí)FDDI和ATM技術(shù)給用戶帶來(lái)了提高網(wǎng)絡(luò)速度的更多的選擇 。在網(wǎng)段方面也有了質(zhì)的突破：已從早期的共享介質(zhì)的局域網(wǎng)發(fā)展到目前的交換式局域網(wǎng) 。交換式局域網(wǎng)技術(shù)使專用的帶寬為用戶所獨(dú)享，極大的提高了局域網(wǎng)傳輸?shù)男?。可以說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的技術(shù)中，直接面向用戶的第一層接口和第二層交換技術(shù)方面已得到令人滿足的答案 。但是，作為網(wǎng)絡(luò)核心、起到網(wǎng)間互連作用的路由器技術(shù)卻沒(méi)有質(zhì)的突破 。傳統(tǒng)的路由器基于軟件，協(xié)議復(fù)雜，與局域網(wǎng)速度相比，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)男瘦^低 。但同時(shí)它又作為網(wǎng)段(子網(wǎng)，虛擬網(wǎng))互連的樞紐，這就使傳統(tǒng)的路由器技術(shù)面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn) 。隨著Internet/Intranet的迅猛發(fā)展和B/S(瀏覽器/服務(wù)器)計(jì)算模式的廣泛應(yīng)用，跨地域、跨網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)急劇增長(zhǎng)，業(yè)界和用戶深感傳統(tǒng)的路由器在網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸效應(yīng) 。改進(jìn)傳統(tǒng)的路由技術(shù)迫在眉睫 。在這種情況下，一種新的路由技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這就是第三層交換技術(shù)：說(shuō)它是路由器，因?yàn)樗刹僮髟诰W(wǎng)絡(luò)協(xié)議的第三層，是一種路由理解設(shè)備并可起到路由決定的作用；說(shuō)它是交換器，是因?yàn)樗乃俣葮O快，幾乎達(dá)到第二層交換的速度 。
網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)的演變
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨著應(yīng)用的需求在不斷的進(jìn)化和演變 。80年代初期，第一代局域網(wǎng)技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)部組網(wǎng)時(shí)，當(dāng)時(shí)的應(yīng)用主要局限于主機(jī)連接、文件和打印共享，多個(gè)用戶共享10Mbit/s信道已能滿足要求 。
隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大，網(wǎng)上用戶越來(lái)越多 。非凡是用戶的應(yīng)用已轉(zhuǎn)向客戶/服務(wù)器、大流量的應(yīng)用、Intranet Web訪問(wèn)和實(shí)時(shí)音像服務(wù) 。當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已不能勝任，表現(xiàn)在：HUB是基于共享介質(zhì)的通信設(shè)備，它是一種第一層設(shè)備 。用戶數(shù)據(jù)的碰撞檢測(cè)和出錯(cuò)重發(fā)過(guò)程使傳輸?shù)男蚀蟠蠼档?。橋可起到網(wǎng)段微化、減小碰撞域從而優(yōu)化局域網(wǎng)性能的目的 。它是一種第二層設(shè)備，可識(shí)別MAC地址，可以作到局域網(wǎng)間信息的智能轉(zhuǎn)發(fā) 。但它是對(duì)高層(第三層以上)協(xié)議透明的設(shè)備，不能有效的阻止廣播風(fēng)暴 。路由器在子網(wǎng)間互聯(lián)、安全控制、廣播風(fēng)暴限制等方面起了要害的作用，但其復(fù)雜的算法、較低的數(shù)據(jù)吞吐量使其成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸 。意識(shí)到以上問(wèn)題，業(yè)界從HUB和橋這些直接面向用戶、可獨(dú)立形成局域網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備入手，對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了革命，其中最大的變革就是在新一代的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成中，用局域網(wǎng)交換機(jī)替代HUB，以提高網(wǎng)絡(luò)的性能 。
90年代初的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成模式中，大量引入局域網(wǎng)交換機(jī)，局域網(wǎng)交換機(jī)是一種第二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它可理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的第二層如MAC地址等 。交換機(jī)在操作過(guò)程中不斷的收集資料去建立它本身的地址表，這個(gè)表相當(dāng)簡(jiǎn)單，主要標(biāo)明某個(gè)MAC地址是在哪個(gè)端口上被發(fā)現(xiàn)的，所以當(dāng)交換機(jī)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)封包時(shí)，它會(huì)檢查該封包的目的MAC地址，核對(duì)一下自己的地址表以決定從哪個(gè)端口發(fā)送出去 。而不是象HUB那樣，任何一個(gè)發(fā)方數(shù)據(jù)都會(huì)出現(xiàn)在HUB的所有端口上(不管是否為你所需) 。
局域網(wǎng)交換機(jī)的引入，使得網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)間可獨(dú)享帶寬，消除了無(wú)謂的碰撞檢測(cè)和出錯(cuò)重發(fā)，提高了傳輸效率，在交換機(jī)中可并行的維護(hù)幾個(gè)獨(dú)立的、互不影響的通信進(jìn)程 。在交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，用戶信息只在源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳送，其他節(jié)點(diǎn)是不可見(jiàn)的 。但有一點(diǎn)例外，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)上發(fā)送廣播或多目廣播時(shí)，或某一節(jié)點(diǎn)發(fā)送了一個(gè)交換機(jī)不熟悉的MAC地址封包時(shí)，交換機(jī)上的所有節(jié)點(diǎn)都將收到這一廣播信息 。整個(gè)交換環(huán)境構(gòu)成一個(gè)大的廣播域 。業(yè)界人士用一個(gè)新的名詞Flat Network來(lái)形容這種環(huán)境：多個(gè)交換機(jī)互連(堆疊)形成了一個(gè)大的局域網(wǎng)，但不能有效的劃分子網(wǎng) ?！癙eer To Peer”是在第二層快速、有效的交換 。但廣播風(fēng)暴會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的效率大打折扣 。交換機(jī)的速度實(shí)在快，比路由器快的多，而且價(jià)格便宜的多 。但第二層交換也暴露出弱點(diǎn)：對(duì)廣播風(fēng)暴，異種網(wǎng)絡(luò)互連，安全性控制等不能有效的解決 。因此產(chǎn)生了交換機(jī)上的虛擬網(wǎng)技術(shù) 。
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