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三層交換機在校園網和城域教育網中的應用和意義

來源:豐潤達科技        編輯:VI菲    2021-08-19 21:12:07     加入收藏

隨著網絡技術的發展,“第三層交換機”這個詞匯在業界已經比較流行了,在大中型網絡中,已經有了很多千兆第三層交換機、甚至是萬兆第三層交換機的核心網絡。那么,對于三層交換機你又了解多少呢?

  隨著網絡技術的發展,“第三層交換機”這個詞匯在業界已經比較流行了,在大中型網絡中,已經有了很多千兆第三層交換機、甚至是萬兆第三層交換機的核心網絡。那么,對于三層交換機你又了解多少呢?

  簡而言之,三層交換就是使用三層交換技術實現VLAN間的通信,即:三層交換=二層交換+三層轉發。

  三層交換工作原理

  1、當三層設備接收到一個數據幀,會拆除原數據幀,重新封裝新的源MAC地址和目標MAC地址,并且因為幀頭部的信息發生變化,最后的幀校驗CRC也應當隨之改變。

  2、在這個流中的多個數據包,其中只有第一個數據包是由三層交換機的三層引擎來處理的,處理的方式是軟件方式,與路由器相同,三層引擎獲取了新的2層封裝信息后路由這個數據包。

三層交換機在校園網和城域教育網中的應用和意義

S5700-48G-4TF 千兆三層管理型交換機

  3、在第一個數據包轉發完成后,在硬件中創建一個MLS條目,用于后續的數據包由硬件執行的重新封裝和快速轉發。2層數據幀會被重新封裝為需要轉發的下一個網段的幀格式。這就是MLS“一次路由,多次交換"的原理。

  4、基于CEF (一種基于拓撲轉發的模型)的MLS, 其關鍵是兩張轉發信息表,轉發信息庫(FIB) 與路由表一一對應,是路由表的一個鏡像。路由表更新時,FIB隨之變化,其中FIB包含鄰接主機的IP地址與VLANID的對應關系。而鄰接關系表包含鄰接主機和交換機MAC地址的對應關系用來提供二層重寫信息。

  5、基于CEF的MLS轉發過程,即發送單播數據包,通過查找FIB和鄰接關系表,重新封裝數據幀,從相應端口進行轉發。

三層交換機在校園網和城域教育網中的應用和意義

S5700-24F-8G-4TF 千兆三層管理型交換機

  使用三層交換機優勢

  除了優秀的性能之外,三層交換機還具有一些傳統的二層交換機沒有的特性,這些特性可以給校園網和城域教育網的建設帶來許多好處。

  1、高可擴充性

  三層交換機在連接多個子網時,子網只是與第三層交換模塊建立邏輯連接,不像傳統外接路由器那樣需要增加端口,從而保護了用戶對校園網、城域教育網的投資。并滿足學校3-5年網絡應用快速增長的需要。

  2、高性價比

  三層交換機具有連接大型網絡的能力,功能基本上可以取代某些傳統路由器,但是價格卻接近二層交換機?,F在一臺千兆三層交換機的價格只有幾千元,與高端的二層交換機的價格差不多。

三層交換機在校園網和城域教育網中的應用和意義

PS2024G 千兆三層管理型交換機

  3、內置安全機制

  三層交換機可以與普通路由器一樣,具有訪問列表的功能,可以實現不同VLAN間的單向或雙向通訊。如果在訪問列表中進行設置,可以限制用戶訪問特定的IP地址,這樣學校就可以禁止學生訪問不健康的站點。

  訪問列表不僅可以用于禁止內部用戶訪問某些站點,也可以用于防止校園網、城域教育網外部的非法用戶訪問校園網、城域教育網內部的網絡資源,從而提高網絡的安全。

  4、適合多媒體傳輸

  教育網經常需要傳輸多媒體信息,這是教育網的一個特色。三層交換機具有QoS(服務質量)的控制功能,可以給不同的應用程序分配不同的帶寬。

  例如,在校園網、城域教育網中傳輸視頻流時,就可以專門為視頻傳輸預留一定量的專用帶寬,相當于在網絡中開辟了專用通道,其他的應用程序不能占用這些預留的帶寬,因此能夠保證視頻流傳輸的穩定性。而普通的二層交換機就沒有這種特性,因此在傳輸視頻數據時,就會出現視頻忽快忽慢的抖動現象。

三層交換機在校園網和城域教育網中的應用和意義

S5700-48GP-4TF 千兆三層管理型POE交換機

  另外,視頻點播(VOD)也是教育網中經常使用的業務。但是由于有些視頻點播系統使用廣播來傳輸,而廣播包是不能實現跨網段的,這樣VOD就不能實現跨網段進行;如果采用單播形式實現VOD,雖然可以實現跨網段,但是支持的同時連接數就非常少,一般幾十個連接就占用了全部帶寬。而三層交換機具有組播功能,VOD的數據包以組播的形式發向各個子網,既實現了跨網段傳輸,又保證了VOD的性能。

  5、計費功能

  在高校校園網及有些地區的城域教育網中,很可能有計費的需求,因為三層交換機可以識別數據包中的IP地址信息,因此可以統計網絡中計算機的數據流量,可以按流量計費,也可以統計計算機連接在網絡上的時間,按時間進行計費。而普通的二層交換機就難以同時做到這兩點。

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