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  • 服务器交换机物理连接_二层、三层及四层交换机区别 | 小知识
    2020-11-21 15:09:59

    二层交换

    二层交换技术的发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

    具体的工作流程如下:

    (1) 当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中的源MAC地址,这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的;

    (2) 再去读取包头中的目的MAC地址,并在地址表中查找相应的端口;

    (3) 如表中有与这目的MAC地址对应的端口,把数据包直接复制到这端口上;

    (4) 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上,当目的机器对源机器回应时,交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应,在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。不断的循环这个过程,对于全网的MAC地址信息都可以学习到,二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

    从二层交换机的工作原理可以推知以下三点:

    (1) 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换,这就要求具有很宽的交换总线带宽,如果二层交换机有N个端口,每个端口的带宽是M,交换机总线带宽超过N×M,那么这交换机就可以实现线速交换;

    (2) 学习端口连接的机器的MAC地址,写入地址表,地址表的大小(一般两种表示方式:一为BEFFER RAM,一为MAC表项数值),地址表大小影响交换机的接入容量;

    (3) 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC(Application specific Integrated Circuit)芯片,因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用ASIC不同,直接影响产品性能。以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数,这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。

    三层交换 

    下面先来通过一个简单的网络来看看三层交换机的工作过程。

    使用IP的设备A------------------------三层交换机------------------------使用IP的设备B 

    比如A要给B发送数据,已知目的IP,那么A就用子网掩码取得网络地址,判断目的IP是否与自己在同一网段。

    如果在同一网段,但不知道转发数据所需的MAC地址,A就发送一个ARP请求,B返回其MAC地址,A用此MAC封装数据包并发送给交换机,交换机起用二层交换模块,查找MAC地址表,将数据包转发到相应的端口。

    如果目的IP地址显示不是同一网段的,那么A要实现和B的通讯,在流缓存条目中没有对应MAC地址条目,就将第一个正常数据包发送向一个缺省网关,这个缺省网关一般在操作系统中已经设好,对应第三层路由模块,所以可见对于不是同一子网的数据,最先在MAC表中放的是缺省网关的MAC地址;然后就由三层模块接收到此数据包,查询路由表以确定到达B的路由,将构造一个新的帧头,其中以缺省网关的MAC地址为源MAC地址,以主机B的MAC地址为目的MAC地址。通过一定的识别触发机制,确立主机A与B的MAC地址及转发端口的对应关系,并记录进流缓存条目表,以后的A到B的数据,就直接交由二层交换模块完成。这就通常所说的一次路由多次转发。

    以上就是三层交换机工作过程的简单概括,可以看出三层交换的特点:

    (1)由硬件结合实现数据的高速转发。

    (2)这就不是简单的二层交换机和路由器的叠加,三层路由模块直接叠加在二层交换的高速背板总线上,突破了传统路由器的接口速率限制,速率可达几十Gbit/s。算上背板带宽,这些是三层交换机性能的两个重要参数。

    (3)简洁的路由软件使路由过程简化。大部分的数据转发,除了必要的路由选择交由路由软件处理,都是又二层模块高速转发,路由软件大多都是经过处理的高效优化软件,并不是简单照搬路由器中的软件。

    二层和三层交换机的选择

    二层交换机用于小型的局域网络。这个就不用多言了,在小型局域网中,广播包影响不大,二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小型网络用户提供了很完善的解决方案。

    路由器的优点在于接口类型丰富,支持的三层功能强大,路由能力强大,适合用于大型的网络间的路由,它的优势在于选择最佳路由,负荷分担,链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。

    三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发,加入路由功能也是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门,地域等等因素划分成一个个小局域网,这将导致大量的网际互访,单纯的使用二层交换机不能实现网际互访;如单纯的使用路由器,由于接口数量有限和路由转发速度慢,将限制网络的速度和网络规模,采用具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。

    一般来说,在内网数据流量大,要求快速转发响应的网络中,如全部由三层交换机来做这个工作,会造成三层交换机负担过重,响应速度受影响,将网间的路由交由路由器去完成,充分发挥不同设备的优点,不失为一种好的组网策略,当然,前提是客户的腰包很鼓,不然就退而求其次,让三层交换机也兼为网际互连。

    四层交换

    第四层交换的一个简单定义是:它是一种功能,它决定传输不仅仅依据MAC地址(第二层网桥)或源/目标IP地址(第三层路由),而且依据TCP/UDP(第四层) 应用端口号。第四层交换功能就象是虚IP,指向物理服务器。它传输的业务服从的协议多种多样,有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他协议。这些业务在物理服务器基础上,需要复杂的载量平衡算法。在IP世界,业务类型由终端TCP或UDP端口地址来决定。

    在第四层交换中的应用区间则由源端和终端IP地址、TCP和UDP端口共同决定。在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚IP地址(VIP),每组服务器支持某种应用。在域名服务器(DNS)中存储的每个应用服务器地址是VIP,而不是真实的服务器地址。

    当某用户申请应用时,一个带有目标服务器组的VIP连接请求(例如一个TCP SYN包)发给服务器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务器,将终端地址中的VIP用实际服务器的IP取代,并将连接请求传给服务器。这样,同一区间所有的包由服务器交换机进行映射,在用户和同一服务器间进行传输。

    第四层交换的原理

    OSI模型的第四层是传输层。传输层负责端对端通信,即在网络源和目标系统之间协调通信。在IP协议栈中这是TCP(一种传输协议)和UDP(用户数据包协议)所在的协议层。

    在第四层中,TCP和UDP标题包含端口号(port number),它们可以唯一区分每个数据包包含哪些应用协议(例如HTTP、FTP等)。端点系统利用这种信息来区分包中的数据,尤其是端口号使一个接收端计算机系统能够确定它所收到的IP包类型,并把它交给合适的高层软件。端口号和设备IP地址的组合通常称作"插口(socket)"。

    1和255之间的端口号被保留,他们称为"熟知"端口,也就是说,在所有主机TCP/I P协议栈实现中,这些端口号是相同的。除了"熟知"端口外,标准UNIX服务分配在256到1024端口范围,定制的应用一般在1024以上分配端口号。

    分配端口号的最近清单可以在RFC1700 "Assigned Numbers"上找到。TCP/UDP端口号提供的附加信息可以为网络交换机所利用,这是第四层交换的基础。

    具有第四层功能的交换机能够起到与服务器相连接的"虚拟IP"(VIP)前端的作用。每台服务器和支持单一或通用应用的服务器组都配置一个VIP地址。这个VIP地址被发送出去并在域名系统上注册。

    在发出一个服务请求时,第四层交换机通过判定TCP开始,来识别一次会话的开始。然后它利用复杂的算法来确定处理这个请求的最佳服务器。一旦做出这种决定,交换机就将会话与一个具体的IP地址联系在一起,并用该服务器真正的IP地址来代替服务器上的VIP地址。

    每台第四层交换机都保存一个与被选择的服务器相配的源IP地址以及源TCP端口相关联的连接表。然后第四层交换机向这台服务器转发连接请求。所有后续包在客户机与服务器之间重新影射和转发,直到交换机发现会话为止。

    在使用第四层交换的情况下,接入可以与真正的服务器连接在一起来满足用户制定的规则,诸如使每台服务器上有相等数量的接入或根据不同服务器的容量来分配传输流。

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    文章目录

    1 网络应用模型1.1 概述1.2 网络应用模型1.2.1 客户/服务器模型(Client/Server)1.2.2 P2P模型(Peer-to-Peer)

    2 域名系统DNS2.1 域名2.2 域名服务器2.3 域名解析过程

    3 文件传送协议FTP4 动态主

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    单臂路由

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    静态路由

    静态路由:由管理员或者用户手工指定的,手动告诉本台路由器如何前往目标

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    服务器是交换机吗?两者之间有什么联系吗?服务器与交换机是两个完全不同的概念,区别如下:

    服务器多为Linux或windows server系统,根据设置的不同角色、功能(如AD、DNS、文件服务器、打印服务器等)为客户端提供服务。
      交换机有带路由功能的交换机、下层交换机等,一般情况分为层使用。交换机具体是提供网络资源的共享服务,将有限的网络资源分散到每个客户端。

     

    服务器是具有大存储容量高处理性能的电脑,交换机是处理能力强的网络交换设备,两者不是一类的。 

    服务器,也称伺服器,是提供计算服务的设备。服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等,和通用的计算机架构类似,但是由于需要提供高可靠的服务,因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

     

    交换机(Switch)意为“开关”是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。

    其实简单来说服务器就是提供各种网络服务用的,而交换机是提供网络连接用的。二者的联系就是用交换机把服务器和客户机联系起来

    TG:li9047

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  • 路由器/交换机/服务器的分类

    千次阅读 2020-04-13 16:06:55
    路由器,交换机,网络服务器 1.路由器 路由器的分类: route 高端路由器,中端路由器,低端路由器,背板交换能力大于40Gbit/s为高端,低于40Gbit/s为低 还可以分为用于核心层的高端路由器,用于汇聚层的中端路由器,用于接入...


    网络设备的选型:
    路由器,交换机,网络服务器

    1.路由器

    在这里插入图片描述
    路由器的分类:
    route

    高端路由器,中端路由器,低端路由器,背板交换能力大于40Gbit/s为高端,低于40Gbit/s为低
    还可以分为用于核心层的高端路由器,用于汇聚层的中端路由器,用于接入层的低端路由器。

    路由器技术指标:
    吞吐量:指包转发能力,端口吞吐量和整机吞吐量,路由器的吞吐量和路由器的端口数量包类型,包长度密切相关
    背板能力:指路由器输入端和输出端之间的物理通道,高性能路由器采用交换式结构,传统路由器采用共享背板结构
    延时和延时抖动:从数据包的第一个字节离开路由器,到最后一个字节离开路由器之间的时间为延时。延时与包长度,链路传输速度有关。
    延时的变化量就是延时抖动。不把延时抖动作为路由器指标,但是作为语音视频业务要求高
    丢包率:超负荷工作的性能指标
    突发处理能力:服务质量:主要表现在队列管理机制,端口硬件队列管理和支持Qos协议上。
    路由表容量:决定包转发路径的主要依据。

    典型的高端路由器的可靠性和可用性指标:
    无故障连续工作时间MTBT大于10万小时,且故障恢复时间小于30min
    系统具有自动保护切换功能,主备用切换时间小于50ms。
    SDH与ATM接口自动保护切换功能,切换时间小于50ms。

    网管能力:网络管理员可以通过网络管理程序和通用的网络管理协议SNMPv2等对网络资源进行集中管理和操作。包括配置管理,记账管理,性能管理,故障管理与安全管理,路由端口,网段,IP地址和MAc地址的管理也属于网络管理

    1.1 注意

    背板能力决定了路由器的吞吐量
    背板能力如果是高性能路由器的话采用的交换式结构,如果是传统路由器的话采用的是共享背板结构。
    路由表容量决定的是转发路径
    吞吐量与路由器端口数量,包类型,包长度有关
    延时与包长度与链路传输速率有关。

    2.交换机

    在这里插入图片描述
    交换机(Switch)意为“开关”是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等

    交换机的分类
    1.按照速率分
    10Mbit/s Ethernet交换机,Fast Ethernet交换机速率和1Gbit/s的GE交换机
    2.内部结构分:
    模块式,固定端口交换机
    3.按应用规模分:
    企业级,部门级,工作组级交换机

    主要计算指标:
    背板能力,全双工端口总带宽,交换方式,帧转发速率,延时,模块式和固定端口配置,支持VLAN能力
    端口数x端口速率x2

    3.网络服务器

    在这里插入图片描述

    网络服务器的分类
    1.按照用途分:
    Internet通用服务器,数据库服务器,文件服务器和应用服务器。
    Internet服务器:WWW服务器,E-mail服务器,FTP服务器,DNS服务器以及远程通信服务器,代理服务器
    数据库服务器:C/S
    文件服务器:以集中式管理共享文件,具备完善的文件管理功能,可以对全网实行统一的文件管理。
    应用服务器:B/S:将应用建立在web服务的基础上。使用中间件与通用数据库接口技术
    2.按照应用规模分:
    基础级服务器,工作组级服务器,部分级服务器,企业级服务器。
    基础级服务器:1个CPU,配置较低的PC服务器,数据处理能力一般,一般用于小型局域网服务器。
    工作级服务器:1-2个CPU,配置热拔插大容量硬盘,备用电源等。数据处理能力,容错性和可扩展性较好。
    部门级服务器2-4个CPU,采用SMP技术(对称多处理),适用于中小型网络的应用服务器,小型数据库服务器
    企业级服务器4-8个CPU,采用最新的CPU与对称多处理SMP技术,支持双PCI通道。目前主要用于金融,证券,教育,邮电与通信行业。
    3.按照主硬件分类:
    基于CISC处理器的Intel结构的PC服务器,基于RISC处理器的服务器,小型机服务器
    CISC处理器的服务器优点为配置简单且通用性好,第三方支持软件丰富,系统维护方便,性价比高。但是
    CPU处理能力与系统I/O能力差,不适宜作为高并发应用与大型数据库服务器
    RISC处理器的服务器:CPU的处理能力提高了50-75%,大型,中型计算机和超级服务器都采用RISC结构处理器,操作系统为UNix,所以RISC服务器又称为UNIX服务器。
    小型机服务器一般用于大型企业级服务器或数据密集型的应用

    3.1 服务器相关技术

    1.热拔插技术
    2.集群技术
    3.高性能存储和智能I/O技术
    4.对称多处理技术SMP
    5.应急管理端口技术EMP
    6.非一致内存访问技术
    7.服务处理器与服务器控制技术ISC

    热拔插技术:
    可以实用户在不断电的情况下进行故障硬盘,板卡等部件的更换。所以提高了应对突发事件的能力。没有主背板。
    集群技术:
    提高了系统的数据处理能力。如果其中某台机器宕机了,该主机所运行的程序会立刻转移到其他主机上,可见集群技术可以提高服务器的可用性,可靠性与容灾能力。对性能有影响。正常服务不受影响。
    存储能力:
    而磁盘容量和存取I/O速度又是评价高性能存储技术的主要指标。
    对称多处理技术SMP:
    可以实现多CPU结构的服务器中的负载均衡,从而提高系统效率,是否在多CPU结构的采用对称多处理技术是一个重要指标。
    非一致内存访问技术NUMA:
    在多达64个或者更多CPU的服务器中,将集群技术和对称多处理技术结合起来。

    服务器磁盘性能表现在磁盘存储容量和I/O速度。

    3.2 网络服务器性能

    主要在磁盘存储能力,运算处理能力,高可用性,可扩展性与可管理性、

    系统高可用性:
    在这里插入图片描述
    99.9% - 8.8h
    99.99% - 53min
    99.999% - 5min
    如果是52分钟为99.99%
    如果是54分钟为99.9%

    3.3 选择服务器的原则

    1.根据产品的不同需求选择服务器
    2.根据不同的行业特点选择服务器
    3.根据不同的应用特点选择服务器

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    2021-04-14 14:32:17
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    千次阅读 2022-01-11 09:34:53
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空空如也

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交换机与服务器的区别