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  • 层交换机 只支持物理协议(电话程控交换机可以算一个???)二层交换机 支持物理和数据链路协议,如以太网交换机层交换机 支持物理,数据链路及网络协议,如某些带路由功能的交换机 从ISO/OSI的分层结构上...

    简单地说:

    • 一层交换机 只支持物理层协议(电话程控交换机可以算一个???)
    • 二层交换机 支持物理层和数据链路层协议,如以太网交换机
    • 三层交换机 支持物理层,数据链路层及网络层协议,如某些带路由功能的交换机

    从ISO/OSI的分层结构上说,交换机可分为二层交换机、三层交换机等。二层交换机指的就是传统的工作在OSI参考模型的第二层--数据链路层上交换机,主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及流控。 一个纯第二层的解决方案,是最便宜的方案,但它在划分子网和广播限制等方面提供的控制最少。传统的路由器与外部的交换机一起使用也能解决这个问题,但现在路由器的处理速度已跟不上带宽要求。因此三层交换机、Web交换机等应运而生。

    三层交换机是一个具有三层交换功能的设备,即带有第三层路由功能的第二层交换机,但它是二者的有机结合,并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。

    Web交换机为数据中心设备(包括Internet服务器、防火墙、高速缓冲服务器和网关等)提供管理、路由和负载均衡传输。不同于传统网络设备的是,传统网络设备注重高速完成单个帧和数据包的交换,而Web交换侧重于跟踪和处理Web会话。除了由传统第二/三层交换机所提供的连接和封包路由外,Web交换机还可提供传统局域网交换机和路由器所缺乏的完备策略,将局部和全球服务器负载均衡、存取控制、服务质量保证(QoS)以及带宽管理等管理能力结合起来。目前,Web交换机已由纯粹的传输层(第四层)设备发展到具有基于内容(第七层)的交换的智能。利用内容或用户分类进行Web请求重定向是Web服务器的一项功能。不过,Internet传输和商业的发展远远超过计算机处理能力的提高。把内容分类卸到Web交换机可平衡整个网站的基础设施。

    3层交换机是带路由功能的交换机!! 2层的是基于MAC地址访问的!

    交换机目前常见有两种:

    • 一是二层交换机,也就是我们见的最多的那种, 基于MAC,2层快速交换,所有的接口同在一个广播域.
    • 第二种就是您说的3层交换机,3层交换机顾名思义,也就是可以起用 路由功能.3层交换机早期的需要一个MSFC(多层交换特性卡)来支持3层路由功能,现代的3层交换机都集成了此功能.
    例子1_二层交换机:

    楼层一 楼层二分别有两台2层交换机,他们之间可以划分VLAN,做策略来进行通讯,但是如果说,楼层1的交换机和楼层2的交换机不在同一VLAN,而他们之间又要互相通讯,那么就需要通过路由器来做路由功能.

    例子2_三层交换机:

    如上,如果说还有更多楼层,更多交换机,那么只需要一个3层的核心交换机就可以取代路由器了.

    3层交换机的原理很简单:1次路由多次交换.

    解释:在广域网中,当然跑的都是3层数据包(被路由的),而路由需要确定每次源到目的的最优路径,每次都要重新进行选择,而如果您使用3层交换机,就可以第一次进行源到目的的路由,3层交换机会将此数据转到2层,那么下次无论是目的到源,还是源到目的都是进行快速交换.

    注意:

    1. 3层交换机有路由功能,但不能完全取代路由器,因为基础原理并不相同.
    2. 3层交换机从某种意义上来说会比路由器策略转发快的多!
    3. 3层交换机能很方便的节约网络资源,防止拥塞现象.
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  • 交换机的分类

    千次阅读 2019-05-17 21:39:41
    交换机的分类方法有很多种,有根据转发方式、根据对称性、根据缓存方式,还有根据功能的。 一、根据转发方式交换机一个端口收到一个数据帧后,是等接收完整个数据帧后在转发,还是仅接收到部分数据帧...

    交换机的分类方法有很多种,有根据转发方式分、根据对称性分、根据缓存方式分,还有根据功能分的。

    一、 根据转发方式分

    当交换机一个端口收到一个数据帧后,是等接收完整个数据帧后在转发,还是仅接收到部分数据帧后就开始转发。根据转发决定的早晚,交换分为存储式转发(Store-and-Forward)和准直通式转发(Cut-through)。1、存储式转发(Store-and-Forward)

    在存储式转发(Store-and-Forward)中,当交换机接收到数据帧后,交换机把数据存储在缓冲区,直到接收了完整的帧。在存储转发过程中,交换机除了分析数据帧的目的地址外,还执行CRC(循环冗余校验)。CRC检查失败的帧将被交换机丢弃。

    2、准直通式转发(Cut-through)

    在准直通式转发(Cut-through)中,交换机接收到数据后即开始处理,并不需要等到接收到完整的数据帧后才开始处理。交换机只缓存帧的目的MAC地址,以便确定目的端口。在Cut-through中,交换机是并不执行任何检查的,因此如果传输了一些错误的帧,就容易浪费网络带宽。

     

    为了解决Cut-through中错误帧的问题,Cut-through又被分为了两种类型:1、Fast-Forward(快速转发),是收到一个数据帧的14个字节就开始转发,它是典型的Cut-through交换方法;2、Fragment-Free(无碎片式转发),是收到一个数据帧的64个字节就开始转发,为什么是64个字节呢?因为大多数网络错误都是发生在前64个字节的。

     

    因为Fast-Forward是典型的Cut-through,所以有很多文档将交换机的转发方式分为:Store-and-Forward,Cut-through,Fragment-Free。如下表对这三种转发方式作了对比:

     

    二、根据对称性分

    根据交换机端口速度的不同,可以分为对称式(Symmetric)交换机和非对称式(Asymmetric)交换机。

    1、对称式(Symmetric)交换机

    非对称式交换机是指所有端口的速率并不一样,比如大多数是百兆,少数几个端口是千兆的,快速端口一般用来连接到主干或连接到服务器。

    2非对称式(Asymmetric)交换机

    对称交换机是所有端口速率都是一样的。为了提供更大的灵活性,当前大多数交换机都被设计成非对称式交换机。

     

    三、根据缓存方式分

    交换机根据转发方式分析部分或全部数据帧后,然后把数据帧发往目的地。在转发前,交换机需要存储数据帧。在去往目的端口时,交换发生拥塞时,交换机也需要存储帧。

     

    根据缓存区域划分的方式,有两种缓存方式:1.基于端口 2.共享内存。

    1、基于端口内存缓冲

    内存是基于每个端口分配的,每个端口都有固定的缓存空间,用来存储收到的数据包。

    2、共享内存缓冲

    所有端口共享一个内存,每个端口拥有的内存空间可以根据可用的共用内存空间来动态的调整。

     

    四、根据功能分

    根据交换机所处的OSI功能层,可以分为二层交换机和三层交换机。

    1、二层交换机

    根据OSI数据链路层的MAC地址转发或过滤数据帧,处在OSI七层模型的第二层,所以也叫二层交换机。二层交换机对网络协议和用户应用程序是完全透明的。

    2、三层交换机

    三层交换机不仅可以使用第二层的MAC地址转发和过滤,还可以使用第三层的IP地址信息。三层交换机不仅学习MAC地址和对应端口,还有能力执行第三层的路由功能。三层交换机处在OSI七层模型的第三层,所以叫三层交换机。

     

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    一、实验题目

    一台交换机,一台路由器,两台电脑。使得两台电脑可以ping通。

    • 做这个实验可以使用两种方法
    • 第一种:交换机不开启三层端口,只需要配置路由器。(难度较低)
    • 第二种:交换机开启三层端口,需要# 系列文章目录

    二、实验拓扑图

    我们使用的型号是S5700交换机,AR2220路由器,两台PC。
    在这里插入图片描述

    三、实验内容

    (一)二层交换配置

    配置二层交换机的时候我们是不需要配置下一跳的,只需要给PC端配置好IP地址,路由端配好IP地址就可以了,交换机不需要去进行任何配置。

    1. 网段确定
      PC1-SW1-AR1:192.168.1.0/24
      AR1-PC2:192.168.2.0/24
    2. 主机配置:
    PC1:IP地址:192.168.1.1 子网掩码:255.255.255.0 网关:192.168.1.254
    PC2:IP地址:192.168.2.1 子网掩码:255.255.255.0 网关:192.168.2.254
    
    1. 配置路由器(AR1)
    [Huawei]int g0/0/0
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.1.254 24
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.2.254 24
    
    1. 验证主机间连通性
      在这里插入图片描述

    (二)三层交换机配置

    在配置三层交换机的时候,我们需要注意的就是打开交换机的三层端口,并且给端口配置IP地址,同时我们也需要配置下一跳。

    在这里各位有几点需要注意
    1.在配置的三层端口的ip地址时,交换机版本必须要在V200R003C00以上。
    2.各位同学们可以通过 display version来查看版本号。
    3.配置完成三层路由之后需要配置下一跳。

    1. 拓扑图搭建
      虽然还是一样的搭建,但是逻辑上已经不同了。三层交换机具有三个子网段了。(物理上相同,逻辑上不同)
      在这里插入图片描述 1. 网段确定
      PC1-SW1:192.168.1.0/24
      SW1-AR1:192.168.2.0/24
      AR1-PC2:192.168.3.0/24
    2. 主机配置:
    PC1:IP地址:192.168.1.1 子网掩码:255.255.255.0 网关:192.168.1.254
    PC2:IP地址:192.168.3.1 子网掩码:255.255.255.0 网关:192.168.3.254
    
    1. 配置交换机(SW1)
    [Huawei]int g0/0/1
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo portswitch 
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.1.254 24
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/2]undo portswitch 
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/2]ip add 192.168.2.1 24
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/2]undo shutdown
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/2]ip route-static 192.168.3.0 24 192.168.2.2
    
    1. 配置路由器(AR1)
    [Huawei]int g0/0/0
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip add 192.168.2.2 24
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/0]int g0/0/1
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip add 192.168.3.254 24
    [Huawei-GigabitEthernet0/0/1]q
    [Huawei]ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.2.1
    
    1. 验证主机间连通性
      由于eNSP的S5700交换机版本为V200R001C00,无法配置对三层端口配置IP地址,导致我无法截图演示,但是在实训设备上我配置完成之后是可以ping通的。但是可惜的是上次配置之后没有拍ping通的成果。
      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

    五、实验总结

    交换机与路由器连接,进行配置,我们不仅可以采用二层交换机,同时也可以采用三层交换机。总结以上内容,我们所需要知道的知识有:

    1. 路由器的IP配置
    2. 交换机二三层接口切换
    3. 配置下一跳
    4. 需要掌握以下指令
      • undo portswitch
      • ip route-static
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    二层交换机 就是地下二层交换机 数据链路层
    三层交换机 地下三层交换机 网络层(路由)

    二层交换机三层交换机区别
    三层交换机=二层交换机+路由的功能

    交换器 switch(开关) 以太网 (内部) 数据链路层 识别mac地址 学校的宿舍之类的(学校的校园网比较大,一般都是子网内通讯)
    路由器 router 局域网、广域网 网络层 识别IP地址 家里(一般都是跟别的子网通讯)

    交换器和路由器最大的应该是路由要拨号上网
    但是交换器就不用了(网内)

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空空如也

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