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          笑傲江湖之三層交換機(zz)

          Posted on 2006-04-02 18:25 壯士日志 閱讀(210) 評論(0)  編輯  收藏

          令狐沖十四歲那年進入華山,那年岳琳珊八歲,岳不群白天給兩人指點劍法,晚上令狐沖給小師妹講故事哄她入睡。后來,岳不群陸續(xù)收了勞德諾,陸大有等徒弟,又忙于修煉紫霞神功,就沒有時間指點徒弟。于是他做了一個HUB,從此華山派實現(xiàn)教育電子化,岳不群在網(wǎng)上同時給每個徒弟授課,這種方法很快在五岳劍派內(nèi)部推廣。為了在五岳劍派之間互連,嵩山派掌門左冷禪研制出路由器,使得五岳劍派之間可以互聯(lián)互通。令狐沖晚上就通過網(wǎng)絡(luò)給小師妹講故事。
            很快,岳琳珊已經(jīng)十六歲,變成了一個亭亭玉立的小姑娘了。令狐沖發(fā)現(xiàn)自己的目光總是不由自主的在小師妹身上停留,每次和小師妹在一起的時候,總能聽到自己強烈的心跳聲,經(jīng)過了一段時間的茶飯不思后,終于有一天晚上,令狐沖在網(wǎng)上給小師妹發(fā)了一首情意綿綿的詩:你是風(fēng)兒我是沙,你是蜜蜂我是花,你是梳子我是頭發(fā),你是牙膏我是牙刷。
            第二天,華山派開例會,令狐沖懷著忐忑不安的心情來到了會議室,發(fā)現(xiàn)小師妹紅著臉躲在師父后面,而其它的師弟都在偷偷朝自己笑,開完會,一個調(diào)皮的師弟就過來叫牙刷師兄,趕緊蒙面逃走。問陸大有,才知道是勞德諾用一個叫NetXRay的工具把自己在網(wǎng)上的大作全抓了出來。令狐沖悔恨萬分,于是,閉門研究RFC,成功的研制出LanSwitch。它能夠識別設(shè)備MAC地址,這樣,令狐沖發(fā)送給小師妹的數(shù)據(jù)只有她一個人能夠收到。令狐沖晚上可以在網(wǎng)上放心的給小師妹講故事,偶爾手癢還能敲幾句平時心里想又說不出口的話來過癮,然后,紅著臉想象小師妹看到后的表情。
            // LanSwitch是二層交換設(shè)備,它可以理解二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議地址MAC地址。二層交換機在操作過程中不斷的收集資料去建立它本身的地址表,這個表相當(dāng)簡單,主要標明某個MAC地址是在哪個端口上被發(fā)現(xiàn)的,所以當(dāng)交換機接收到一個數(shù)據(jù)封包時,它會檢查該封包的目的MAC地址,核對一下自己的地址表以決定從哪個端口發(fā)送出去。而不是象HUB那樣,任何一個發(fā)方數(shù)據(jù)都會出現(xiàn)在HUB的所有端口上(不管是否為你所需)。這樣,LanSwitch在提高效率的同時,也提高了系統(tǒng)的安全性。//
            接下來的一年,岳不群大量招收門徒,華山派得以極大的壯大,所使用的LanSwitch也多次級連。但門徒中難免魚龍混雜,當(dāng)時華山派一批三、四代弟子崇拜萬里獨行田伯光,成立了一個田協(xié),經(jīng)常廣播爭論比賽八百米還是一千米很合理的問題;第三代弟子中有一個叫xxx的,每天在華山派內(nèi)部廣播xx大法;更讓令狐沖受不了的是,隨著師父年齡的增大,變得越來越羅嗦,每句話都要重復(fù)二十遍,然后在網(wǎng)上廣播。令狐沖想和小師妹,陸大有等人專門使用一個廣播域,但如果另外使用一個LanSwitch的話,師父肯定不會同意,于是,他修改了LanSwitch的軟件,把小師妹,陸大有等人和自己劃成一個虛擬網(wǎng)(VLAN),其它人使用另外的VLAN,廣播包只在VLAN內(nèi)發(fā)送,VLAN間通過路由器連接。岳不群也深受田協(xié),xxx其害,但為與左冷禪抗?fàn)帲萌酥H,只能隱忍,知道了這件事,大為高興,但仍為令狐沖私自修改軟件一事,罰他到思過崖面壁一年,一年之內(nèi)不得下山。 在華山派內(nèi)重新使用VLAN進行子網(wǎng)劃分,分為五個子網(wǎng),師父和師娘,小師妹還有林平之在一個VLAN,xx功弟子用一個VLAN;田協(xié)弟子用一個VLAN,其它弟子用一個VLAN,而思過崖上也有單獨的一個VLAN。令狐沖到了思過崖,并不難過,終于,世界安靜了,依靠左冷禪的路由器,令狐沖還可以每天在網(wǎng)上給小師妹講故事,聊天。
            // 局域網(wǎng)交換機的引入,使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間可獨享帶寬,但是,對于二層廣播報文,二層交換機會在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上進行廣播;同時,對于二層交換機無法識別的MAC地址,也必須在廣播域內(nèi)進行廣播。當(dāng)多個二層交換機級連時,二層交換網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都會收到廣播消息。在一個大型的二層廣播域內(nèi),大量的廣播使二層轉(zhuǎn)發(fā)的效率大大減低,為了避免在大型交換機上進行的廣播所引起的廣播風(fēng)暴,需要在一個二層交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進一步劃分為多個虛擬網(wǎng)(VLAN)。在一個虛擬網(wǎng)(VLAN)內(nèi),由一個工作站發(fā)出的信息只能發(fā)送到具有相同虛擬網(wǎng)號(VLANID)的其他站點,其它虛擬網(wǎng)(VLAN)的成員收不到這些信息或廣播幀。采用虛擬網(wǎng)(VLAN)可以控制網(wǎng)絡(luò)上的廣播風(fēng)暴和增加網(wǎng)絡(luò)的安全性。不同虛擬網(wǎng)(VLAN)之間的通信必須通過路由器進行。//
          ?
            但是幸福永遠是短暫的,接下來總是無盡的煩惱。隨著整個五岳劍派勢力的增大,路由器的速度越來越慢。令狐沖發(fā)現(xiàn)每次給小師妹講故事時,小師妹的回答總是姍姍來遲,而且話也很少,總是"嗯","噢"或者"我聽著呢"。終于有一天,路由器再也PING不通的,令狐沖三天沒有得到小師妹的消息,對著空空的顯示屏,再也忍不住,在一個下著雪的晚上,偷偷下山找小師妹,到了小師妹窗前,發(fā)現(xiàn)小師妹正在網(wǎng)上和小林子熱烈的聊天,全沒注意一邊的自己,內(nèi)心一陣酸痛,回到思過崖,大病一場。病好后潛心研究,終于有一天,做出來一個路由器,這時,令狐沖發(fā)現(xiàn),此時華山派已經(jīng)有了三十個VLAN,路由器必須為每個VLAN分配一個接口,接口不夠用,而且,兩個子網(wǎng)內(nèi)通過路由器的交換速度遠遠低于二層交換的速度。
            // 二層交換機劃分虛擬子網(wǎng)后,就出現(xiàn)了一個問題:不同虛擬子網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)發(fā)需要通過其它路由器來實現(xiàn)。二層交換機的不同VLAN節(jié)點間的轉(zhuǎn)發(fā)需要通過路由器設(shè)備來實現(xiàn)大大浪費了端口,而路由器的高成本,低效率又使它無法滿足大量子網(wǎng)情況下的三層轉(zhuǎn)發(fā)需求,三層交換的概念就在這種情況下被提了出來。//
            這天晚上,令狐沖心灰意懶,借酒消愁,這時,一個黑影出現(xiàn)在他的面前,原來是一個道風(fēng)仙骨的老人,正是風(fēng)清揚。風(fēng)清揚聽了令狐沖的疑惑,說:路由器接口不夠,把路由器做在LanSwitch內(nèi)部不就可以了;交換速度慢,是因為路由器查找的是網(wǎng)段路由,而LanSwitch直接查MAC對應(yīng)出端口,當(dāng)然速度快。為什么不能直接根據(jù)IP地址查到出端口呢?令狐沖一聽,大為仰慕,但還是不明白,IP地址那么多,而且經(jīng)常變化,如何能夠直接查到出端口呢?風(fēng)清揚說:
            "你先坐下,讓我來問你,華山派有多少弟子?"
            "一萬六千左右。"
            "你全知道他們住哪里嗎?"
            "不知道。"
            "岳不群要你找一個不知道住哪里的人,如何去找?"
            "查華山派電話號碼查詢系統(tǒng),找到他的地址,然后去找他。"
            "如果你回來后再讓你找這個人,又如何去找?"
            "如何.... ,查華山派電話號碼查詢系統(tǒng),找到他的地址,然后去找他。"
            "你不知道到這個人的地址嗎?"
            "知道,但師父說,華山派的地址那么多,而且經(jīng)常變化,不用知道地址。"
            "岳不群這小子,把徒弟都教成木頭了!我問你,你自己認為應(yīng)該如何找?"
            "直接去找!"
            "好!你這人還不算太苯。那你知道了一個人的地址后,是不是永遠記住了?"
            "有的人記住了。其它的都忘了。"
            "為什么忘了?"
            "因為我記不了那么多人,而且一段時間沒有去找他。"
            "華山派電話號碼查詢系統(tǒng)里的地址是如何獲得的?"
            "我在空曠處大喊一聲他的名字,他聽到后就會來找我,告訴我他的地址。"
            風(fēng)清揚又問了大把類似腦筋急轉(zhuǎn)彎的問題,然后風(fēng)清揚說:"現(xiàn)在你明白根據(jù)IP地址直接查出端口的道理了嗎?等到你明白這個道理,你自然會做出三層交換機來",令狐沖仔細回憶了今天的話,終于明白了和二層轉(zhuǎn)發(fā)由MAC地址對應(yīng)到出端口的道理一樣,三層轉(zhuǎn)發(fā)也可以直接由IP地址對應(yīng)到出端口,IP地址的路由可以通過ARP來學(xué)習(xí),同樣需要老化。這樣,VLAN間轉(zhuǎn)發(fā)除第一個包需要通過ARP獲得主機路由外,其它的報文直接根據(jù)IP地址就能夠查找到出端口,轉(zhuǎn)發(fā)速度遠遠高于路由器轉(zhuǎn)發(fā)的速度。抬頭看時,風(fēng)清揚已經(jīng)走了。
            一年后,令狐沖下思過崖,成功的推出Quidway S8016路由交換機。實現(xiàn)了VLAN間的互通,并且與嵩山,黑木崖等路由器實現(xiàn)互通。
            // 三層交換機是在二層交換機的基礎(chǔ)上增加三層交換功能,但它不是簡單的二層交換機加路由器,二而是采用了不同的轉(zhuǎn)發(fā)機制。路由器的轉(zhuǎn)發(fā)采用最長匹配的方式,實現(xiàn)復(fù)雜,通常使用軟件來實現(xiàn),。而三層交換機的路由查找是針對流的,它利用CACHE技術(shù),很容易采用ASIC實現(xiàn),因此,可以大大的節(jié)約成本,并實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。
            很多文章會提及三層交換機和路由器的區(qū)別,一般的比較是三層交換機又快又便宜。這些話沒有錯,但場合是匯聚層。我們看到,在匯聚層,面向三層交換機直接下掛的主機,因為能夠獲得其主機路由,所以三層交換機能夠?qū)崿F(xiàn)快速查找;而對于通過其它路由器連接多個子網(wǎng)后到達的主機,三層交換機和路由器的處理是一樣的,同樣采用最長匹配的方法查找到下一跳,由下一跳路由器進行轉(zhuǎn)發(fā)。
            因此,通常的組網(wǎng)方式是在骨干層使用GSR,匯聚層使用三層交換機。當(dāng)然,對于一個小型的城域網(wǎng),也可以直接拿三層交換機組網(wǎng),不需要GSR。//


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