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  • 交换机的转发方式有
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    2022-05-21 13:04:44

    直通转发(Cut-Through )
    交换机接收到目的地址即开始转发过程,交换机不检测错误,直接转发数据帧。
    优点:由于不需要存储,延迟非常小、交换非常快
    缺点:因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来,所以无法检查所传送的数据包是否有误

    存储转发(Store-and-Forward )
    交换机接收完整的数据帧后才开始转发过程,延迟大,延迟取决于数据帧的长度。进行CRC检查,交换机检测错误,发现错误数据包将会丢弃。
    优点:它可以对进入交换机的数据包进行错误检测
    缺点:存储转发方式在数据处理时延时大

    碎片隔离(Fragment-free )
    交换机接收完数据包的前64字节,然后根据帧头信息查表转发表。此交换模式结合了直通方式和存储转发方式的优点。和直通转发一样不用等待接收完完整的数据帧才转发,先检查数据包的长度是否够64字节(512bit),如何小于64字节,说明是假包(或者残帧),丢弃该数据包,如果大于64字节,则转发。并且同存储转发一样,可以提供错误检测,能够检测前64字节的帧错误,并丢弃错误帧。
    优点:避免假包的转发
    缺点:不提供数据校验

    华为交换机的交换模式默认为存储转发
     

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  • 计网实验作业-交换机转发实验
  • 交换机转发原理

    千次阅读 2021-01-23 13:44:10
    交换机对帧的转发操作行为一共3种:泛洪( Flooding)转发(Forwarding)和丢弃( Discarding)。关于这3种转发操作行为的具体含义在此不再赘述。 在不涉及VLAN的情况下,交换机转发原理可以概括地描述为: (1)如果...

    原理概述
    MAC地址表是交换机的一个核心组成部分,交换机主要是根据MAC地址表来进行帧的转发的。交换机对帧的转发操作行为一共有3种:泛洪( Flooding)转发(Forwarding)和丢弃( Discarding)。关于这3种转发操作行为的具体含义在此不再赘述。


    在不涉及VLAN的情况下,交换机的转发原理可以概括地描述为:

    (1)如果进入交换机的是一个单播帧,则交换机会去MAC地址表中查找这个帧的目的MAC地址,如果查不到这个MAC地址,则交换机将对该帧执行泛洪操作;如果查到了这个MAC地址,则比较这个MAC地址在MAC地址表中对应的端口是不是这个帧进入交换机的那个端口,如果不是,则交换机将对该帧执行转发操作,如果是,则交换机将对该帧执行丢弃操作。

    (2)如果进入交换机的是一个广播帧,则交换机不会去查MAC地址表,而是直接对该帧执行泛洪操作。

    (3)如果进入交换机的是一个组播帧,则交换机的处理行为比较复杂。

    每当IP模块收到上层应用的加入组播组的请求之后,IP模块就会向数据链路层通告,通告的时候携带了组播组的IP地址,于是数据链路层就会把IP地址进行适当的变换变换的结果就是一个组播MAC地址,于是数据链路层把这个组播MAC地址插入自己的接收列表里面,以后每当有数据帧到来的时候,数据链路层就会把数据帧的目的MAC地址跟接收列表里的每项内容进行比较,遇到任何匹配的一项就接收
    下来,并向IP层传送。
    数据链路层如何区分单播MAC地址跟组播MAC地址?一般情况下单播MAC地址的最高字节的最低比特为0,而组播MAC地址的最高字节的最低比特为1

     

    数据链路层做一个IP地址跟组播MAC地址的影射,这个影射是怎样的?

    比如

    IP模块告诉数据链路层软件,自己加入了一个组播组224.10.10.10,则数据链路层形成一个MAC地址01--00--5E--0A--0A--0A(取组播IP地址低23位,高位为上面介绍的规则)并加入接收地址列表中,

    交换机根据什么创建组播转发项,并对组播转发项的出口集合做出修改?

    回忆单播的情况下,交换机是根据学习来获得单播转发表的,在组播情况下,学习能否奏效?其实在组播情况下,学习是不行的,因为在单播情况下的学习是针对数据帧的源MAC地址进行的,而组播MAC地址不可能出现在数据帧的源MAC地址位置上(组播MAC地址出现的唯一位置就是数据帧的目的MAC地址),所以根本无法学习。这时候我们必须想一些其他办法来解决该问题,这些办法就是二层组播协议(IGMP)。

    交换机分析每个接收到的组播数据帧(IGMP加入消息是以组播方式发送的),看该数据是否是一个IGMP加入消息,如果是,则从消息中就可以知道发出该消息的主机想加入的组播组,根据该组播组的IP地址形成组播MAC地址,并把接收到该消息的端口加入出口列表,这样一个组播转发项就创建完成了。 完成之后,交换机把刚才拦截的IGMP消息在不加改变的转发出去。这样不停的窥探,交换机就可以掌握网络上的组播成员情况,并反映在自己内部转发表里,以后就根据创建的组播转发表来进行数据的转发

    交换机具有转发帧的能力,同时还具有MAC地址学习能力。当一个帧进入交换机后,交换机会检查这个帧的源MAC地址,并将该MAC地址与这个帧进入交换机的那个端口进行映射,然后将这个映射关系作为一个动态地址表项存放进MAC地址表。MAC地址表是一张动态的表,每个表项在创建或刷新时,都会设定并维护一个默认是300s的生存期(也称为老化周期)。一个MAC地址表项如果超过了生存期,则该表项会立即被自动清除。MAC地址表中的表项分为动态表项和静态表项,前者是交换机通过动态学习过程创建的,后者是通过手工配置创建的。静态表项不存在生存期的概念,并且其优先级高于动态表项:对于一个特定的MAC地址,如果手工配置了关于它的静态表项,则MAC地址表中将不会再出现关于它的动态表项。


    如果两台主机之间通过交换机相连,那么其中一台主机在向另一台主机发送数据帧的时候,会首先在自己的ARP缓存表中查找目标主机的MAC地址。如果ARP缓存表中不存在目标主机的MAC地址,则源主机会以广播帧的形式发送ARP请求报文来获取目标主机的MAC地址,目标主机接收到该ARP请求报文后,会以单播帧的形式回应一个ARP回复报文,告知自己的MAC地址。源主机在获取了目标主机的MAC地址后,一方面可利用该MAC地址向目标主机发起通信,另一方面会将目标主机的IP地址和MAC地址建立一个映射关系,并将此映射关系作为一个条目存放在自己的ARP缓存表中。ARP缓存表也是一张动态的表,关于其动态机制这里就不再赘述了。

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  • 以太网交换机转发原理简介

    千次阅读 2022-04-03 14:59:54
    对二层以太网交换机的总结,包括帧结构,帧分类,XCAP的使用,二层转发原理的简单介绍

    一,以太网帧格式的分类:

    1,802.3定义的帧格式

    watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA6buE6Imy5bCP5bCP6I2J5Li2,size_12,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16

    2,Ehernet 2定义的帧格式

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    各字段说明

    1,目的MAC:占6字节,表示该帧的接收者(目的地),目的MAC可以是单播MAC,组播MAC,广播MAC。

    2,源MAC:占6字节,表示该帧的发送者(出发地),源MAC只能是一个单播MAC。

    3,TYPE,占2个字节,表示有效载荷的数据类型。例如,该字段值为0X0800,则表示有效载荷数据是一个IPV4 Packet。

    4,载荷数据:该字段的长度时可改变的,最短为46字节,最长为1500字节,

    5,CRC:占4字节,表示对该帧进行差错校验

    二,使用XCAP构造Ehernet 2

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    三,以太网帧的分类

    1,单播以太帧

    watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA6buE6Imy5bCP5bCP6I2J5Li2,size_13,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16

    2,组播以太帧

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    3,广播以太帧

    watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA6buE6Imy5bCP5bCP6I2J5Li2,size_12,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16

    四,以太网交换机-单交换机

    1,3种转发操作

    转发(forwarding):一个帧进入交换机后,通过另外一个端口转发(除自己以外的端口)

      watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA6buE6Imy5bCP5bCP6I2J5Li2,size_13,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16

    丢弃(discarding):交换机把进入端口的帧直接丢弃,被丢弃的帧不进行转发

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    泛洪(flooding):交换机把从某一个端口进入的帧通过所有的端口转发(除自己以外)

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    2,交换机的转发原理:交换机系统内存在一个MAC地址表,MAC地址表记录了MAC地址与端口的映射关系。交换机具有学习能力,即交换机基于源地址学习,基于目的地址转发。

    基本工作原理如下:

    当传输介质进入交换机的某个端口;交换机识别到是单播帧;则交换机根据缓存中的mac地址表中查找对应的帧与端口的转发关系转发出去。如果该单播帧在mac表中mac地址与端口对应关系是本端口;则直接丢弃。

    如果查找不到该帧在mac地址表中的缓存;则以泛洪的方式转发出去。

    交换机如果收到的是广播帧;交换机不会查询mac地址表;而是直接进行泛洪操作。

    交换机如果收到的是组播帧;转发比较复杂;将在后文进行表述

    展开全文
  • 交换机转发性能测试指标

    千次阅读 2020-09-25 09:38:13
    交换机转发性能测试 通常使用testcenter&ixia进行性能套件测试,测试涉及如下性能指标: 1、吞吐量 作为用户选择和衡量交换机性能最重要的指标之一,吞吐量的高低决定了交换机在没有丢帧的情况下发送和接收帧的...

    交换机转发性能测试

    通常使用testcenter&ixia进行性能套件测试,测试涉及如下性能指标:

    1、吞吐量 作为用户选择和衡量交换机性能最重要的指标之一,吞吐量的高低决定了交换机在没有丢帧的情况下发送和接收帧的最大速率。在测试时,我们在满负载状态下进行。该测试配置为一对一映射。
    2、帧丢失率 该测试决定交换机在持续负载状态下应该转发,但由于缺乏资源而无法转发的帧的百分比。帧丢失率可以反映交换机在过载时的性能状况,这对于指示在广播风暴等不正常状态下交换机的运行情况非常有用。
    3.Back-to-Back 该测试考量交换机在不丢帧的情况下能够持续转发数据帧的数量。该参数的测试能够反映数据缓冲区的大小。
    4、延迟 该项指标能够决定数据包通过交换机的时间。延迟如果是FIFO(First in and First Out),即指的是被测设备从收到帧的第一位达到输入端口开始到发出帧的第一位达到输出端口结束的时间间隔。最初将发送速率设定为吞吐量测试中获得的速率,在指定间隔内发送帧,一个特定的帧上设置为时间标记帧。标记帧的时间标签在发送和接收时都被记录下来,二者之间的差异就得出延迟时间。
    5、错误帧过滤 该测试项目决定交换机能否正确过滤某些错误类型的帧,比如过小帧、超大帧、CRC错误帧、Fragment、Alignment错误和Dribble错误,过小帧指的是小于64字节的帧,包括16、24、32、63字节帧,超大帧指的是大于1518字节的帧,包括1519、2000、4000、8000字节帧,Fragment指的是长度小于64字节的帧,CRC错误帧指的是帧校验和错误,Dribble帧指的是在正确的CRC校验帧后有多余字节,交换机对于Dribble帧的处理通常是将其更正后转发到正确的接收端口,Alignment结合了CRC错误和dribble错误,指的是帧长不是整数的错误帧。该测试配置为1对多映射。
    6、背压 决定交换机能否支持在阻止将外来数据帧发送到拥塞端口时避免丢包。一些交换机当发送或接收缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号发送回源地址实现背压。交换机在全双工时使用IEEE802.3x流控制达到同样目的。该测试通过多个端口向一个端口发送数据检测是否支持背压。如果端口设置为半双工并加上背压,则应该检测到没有帧丢失和碰撞。如果端口设定为全双工并且设置了流控,则应该检测到流控帧。如果未设定背压,则发送的帧总数不等于收到的帧数。
    7、线端阻塞(Head of Line Blocking,HOL) 该测试决定拥塞的端口如何影响非拥塞端口的转发速率。我们测试时采用端口A和B向端口C发送数据形成拥塞端口,而A也向端口D发送数据形成非拥塞端口。结果将显示收到的帧数,碰撞帧数和丢帧率。
    8、全网状 该测试用来决定交换机在所有自己的端口都接收数据时所能处理的总帧数。交换机的每个端口在以特定速度在接收来自其他端口数据的同时,还以均匀分布的、循环方式向所有其他端口发送帧。我们在测试千兆骨干交换机时采用全网状方法获得更为苛刻的测试环境。

    展开全文
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