Хорошо

Коммутация Ethernet - рабочий механизм коммутатора уровня 3

297 0 4 0 0

   В текущей сетевой среде мы всегда можем видеть, что пересылку данных обрабатывает основной коммутатор.

  • Возможно, вам это интересно, разве коммутатор не пересылает пакеты данных уровня 2? 

  • Почему коммутаторы используются на базовом уровне для пересылки пакетов данных? 

  • Может ли коммутатор также обрабатывать IP-пакеты? 

   В этой главе мы подробно познакомимся с механизмом работы трехуровневого обмена.

   Как упоминалось выше, коммутаторы можно разделить на коммутаторы уровня 2 и коммутаторы уровня 3, а коммутаторы уровня 3 также могут пересылать IP-пакеты на основе таблицы маршрутизации, как и маршрутизаторы. Рабочий механизм такой же, как у роутеров? Очевидно, ответ отрицательный. Прежде чем подробно сравнивать процесс пересылки этих двух коммутаторов, давайте кратко представим процесс пересылки трехуровневого коммутатора, чтобы каждый мог более подробно понять процесс пересылки пакета данных в коммутаторах уровня 3. Для пересылки пакетов уровня 2 в одном и том же сегменте сети механизм обработки коммутатора уровня 3 такой же, как и у коммутатора уровня 2, который основан на MAC-адресе назначения. Мы пропустим эту часть в этой главе. В основном нас беспокоит пересылка IP-пакетов уровня 3 через сегмент сети.


Ethernet

Рисунок 1: Краткая архитектура коммутатора уровня 3

 

ASIC: плата за функции пересылки уровня 2 и уровня 3, включая таблицу MAC-адресов для пересылки уровня 3 и таблицу пересылки уровня 3 для пересылки IP;

CPU: используется для управления пересылкой. Он в основном поддерживает записи программного обеспечения (включая таблицы маршрутизации программного обеспечения, таблицы программных ARP и т. д) И настраивает таблицу пересылки аппаратного уровня 3 ASIC в соответствии с информацией о пересылке записей программного обеспечения. Конечно, сам ЦП также может выполнять трехуровневую пересылку программного обеспечения.


Ethernet

Рисунок 2 : ПК A и ПК B обмениваются данными через сетевые сегменты

 

Предполагая, что ПК A хочет связаться с ПК B, который не находится в том же сегменте сети, мы подробно представим весь процесс связи следующим образом:

1.   ПК A понимает, что ПК B не находится в том же сегменте сети, что и он сам, и отправляет сообщение с запросом ARP, чтобы запросить MAC-адрес шлюза, то есть MAC-адрес коммутатора.

2.   После получения запроса ARP коммутатор отвечает сообщением ответа ARP ПК A. В то же время он также записывает MAC-адрес и IP-адрес ПК A в таблицу ARP.

3.   ПК A инкапсулирует пакет данных (IP-адрес источника: ПК A, IP-адрес назначения: PCB, MAC-адрес источника: ПК A, MAC-адрес назначения: коммутатор) и отправляет его коммутатору.

4.   После того, как коммутатор получит измененное сообщение, он ищет MAC-адрес источника сообщения и VLAN, в которой расположен порт, для обновления таблицы MAC-адресов, а затем просматривает таблицу MAC-адресов в соответствии с MAC-адресом назначения и номером VLAN для пересылки (это это механизм пересылки уровня 2). Но коммутатор обнаруживает, что MAC-адрес назначения является таблицей MAC-адресов его собственного интерфейса уровня 3, и коммутатор понимает, что этот пакет либо отправляется самому себе, либо его необходимо пересылать на уровне 3. Таким образом, коммутатор ищет трехуровневый запись в таблице коммутирующего чипа в соответствии с IP-адресом назначения. Поскольку заметная запись была создана ранее, поиск не выполняется. Затем коммутатор отправляет сообщение в ЦП для обработки.

5.   ЦП выполняет поиск в таблице маршрутизации в соответствии с IP-адресом назначения сообщения, находит соответствующий элемент (если совпадения нет, сообщение будет отброшено) и продолжает поиск в таблице программного обеспечения ARP, но соответствующая запись не найдена. .

6.   Коммутатор отправляет пакеты запроса ARP на все интерфейсы VLAN, соответствующие IP-адресу назначения, запрашивая MAC-адрес IP-адреса назначения.

7.   ПК B отвечает на сообщение ответа ARP после получения запроса. После того, как коммутатор узнает MAC, он также запишет соответствующие данные и отправит сообщение с ПК A на ПК B, чтобы завершить передачу от ПК A к ПК B. Связь.

С ПК B на ПК A, поскольку запись переадресации была установлена на коммутаторе, последующие сообщения не будут отправляться в ЦП, а процесс поиска и пересылки в таблице будет выполняться непосредственно на микросхеме пересылки.

Из описанного выше процесса можно понять, что ASIC играет чрезвычайно важную роль в процессе пересылки коммутаторов уровня 3. Он может реализовать быструю пересылку после создания записи пересылки уровня 3 после первого процесса связи, тем самым устраняя необходимость постоянного просмотра таблицы маршрутизации. Этот механизм не только ускоряет процесс пересылки, но и экономит ресурсы центрального процессора системы. Это также огромная разница по сравнению с переадресацией третьего уровня маршрутизатора.

Вернемся к вопросу в начале этой главы, почему основным устройством сети часто является основной коммутатор, потому что IP-адрес назначения устройств в одной сети для обмена данными друг с другом очень ограничен, когда создание Таблица переадресации уровня 3 завершена, данные основного коммутатора будут пересылаться очень эффективно. Для доступа к данным в Интернете маршрутизаторы будут иметь лучшие возможности обработки, чем коммутаторы уровня 3, из-за совершенно разных адресов назначения.

  • x

Комментарий

Выполните вход в систему, чтобы ответить на пост. Вход | Регистрация
Отправить

Внимание! В целях защиты правовых интересов Вас, сообщества и третьих лиц, не публикуйте любой материал, содержащий политические высказывания, порнографию, упоминание азартных игр, употребление наркотиков, а также материал, нарушающий коммерческую тайну или содержащий персональные данные пользователей. Также не предоставляйте данные от вашей учетной записи. Вы будете нести ответственность за все действия, выполняемые под вашим аккаунтом. Подробная информация: “Пользовательское соглашение.”

My Followers

Авторизуйтесь и пользуйтесь всеми преимуществами участника!

Вход

Заблокировать
Вы уверены, что хотите заблокировать этого пользователя?
Пользователи из вашего черного списка не могут комментировать ваши посты, не могут упоминать вас, не могут отправлять личные сообщения.
Напоминание
Пожалуйста, привяжите свой мобильный номер чтобы получить бонус за приглашение.
О защите информации
Благодарим за использование Huawei ICT Club! Мы хотим рассказать вам о том, как мы собираем, используем и храним ваши данные. Пожалуйста, внимательно ознакомьтесь с Политикой конфиденциальности и Пользовательским соглашением.