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标题: [转帖]网络基础讲座之令狐冲谈三层交换（版权保留） [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2010-3-17 00:01

作者: HWWRANGTS 标题: [转帖]网络基础讲座之令狐冲谈三层交换（版权保留）

令狐冲十四岁那年进入华山，那年岳琳珊八岁，岳不群白天给两人指点剑法，晚上令狐冲给小师妹讲故事哄她入睡。后来，岳不群陆续收了劳德诺，陆大有等徒弟，又忙于修炼紫霞神功，就没有时间指点徒弟。于是他做了一个HUB，从此华山派实现教育电子化，岳不群在网上同时给每个徒弟授课，这种方法很快在五岳剑派内部推广。为了在五岳剑派之间互连，嵩山派掌门左冷禅研制出路由器，使得五岳剑派之间可以互联互通。令狐冲晚上就通过网络给小师妹讲故事。
很快，岳琳珊已经十六岁，变成了一个亭亭玉立的小姑娘了。令狐冲发现自己的目光总是不由自主的在小师妹身上停留，每次和小师妹在一起的时候，总能听到自己强烈的心跳声，经过了一段时间的茶饭不思后，终于有一天晚上，令狐冲在网上给小师妹发了一首情意绵绵的诗：你是风儿我是沙，你是蜜蜂我是花，你是梳子我是头发，你是牙膏我是牙刷。
第二天，华山派开例会，令狐冲怀着忐率不按的心情来到了会议室，发现小师妹红着脸躲在师父后面，而其它的师弟都在偷偷朝自己笑，开完会，一个调皮的师弟就过来叫牙刷师兄，赶紧蒙面逃走。问陆大有，才知道是劳德诺用一个叫NetXRay的工具把自己在网上的大作全抓了出来。令狐冲悔恨万分，于是，闭门研究RFC，成功的研制出 Lan Switch。它能够识别设备MAC地址，这样，令狐冲发送给小师妹的数据只有她一个人能够收到。令狐冲晚上可以在网上放心的给小师妹讲故事，偶尔手痒还能敲几句平时心里想又说不出口的话来过瘾，然后，红着脸想象小师妹看到后的表情。
// Lan Switch是二层交换设备，它可以理解二层网络协议地址MAC地址。二层交换机在操作过程中不断的收集资料去建立它本身的地址表，这个表相当简单，主要标明某个MAC 地址是在哪个端口上被发现的，所以当交换机接收到一个数据封包时，它会检查该封包的目的MAC地址，核对一下自己的地址表以决定从哪个端口发送出去。而不是象HUB那样，任何一个发方数据都会出现在HUB的所有端口上(不管是否为你所需)。这样，Lan Switch在提高效率的同时，也提高了系统的安全性。//

时间: 2010-3-17 00:02

作者: HWWRANGTS

接下来的一年，岳不群大量招收门徒，华山派得以极大的壮大，所使用的Lan Switch也多次级连。但门徒中难免鱼龙混杂，当时华山派一批三、四代弟子崇拜万里独行田伯光，成立了一个田协，经常广播争论比赛八百米还是一千米更合理的问题；第三代弟子中有一个叫李洪洪的，每天在华山派内部广播**；更让令狐冲受不了的是，随着师父年龄的增大，变得越来越罗嗦，每句话都要重复二十遍，然后在网上广播。令狐冲想和小师妹，陆大有等人专门使用一个广播域，但如果另外使用一个Lan Switch的话，师父肯定不会同意，于是，他修改了Lan Switch的软件，把小师妹，陆大有等人和自己划成一个虚拟网(VLAN)，其它人使用另外的VLAN，广播包只在VLAN内发送，VLAN间通过路由器连接。岳不群也深受田协，李洪洪其害，但为与左冷禅抗争，用人之际，只能隐忍，知道了这件事，大为高兴，但仍为令狐冲私自修改软件一事，罚他到思过崖面壁一年，一年之内不得下山。在华山派内重新使用VLAN进行子网划分，分为五个子网，师父和师娘，小师妹还有林平之在一个VLAN，*弟子用一个VLAN；田协弟子用一个VLAN，其它弟子用一个VLAN，而思过崖上也有单独的一个VLAN。令狐冲到了思过崖，并不难过，终于，世界安静了，依靠左冷禅的路由器，令狐冲还可以每天在网上给小师妹讲故事，聊天。

// 局域网交换机的引入，使得网络节点间可独享带宽，但是，对于二层广播报文，二层交换机会在各网络节点上进行广播；同时，对于二层交换机无法识别的MAC地址，也必须在广播域内进行广播。当多个二层交换机级连时，二层交换网络上的所有设备都会收到广播消息。在一个大型的二层广播域内，大量的广播使二层转发的效率大大减低，为了避免在大型交换机上进行的广播所引起的广播风暴，需要在一个二层交换网络内进一步划分为多个虚拟网(VLAN)。在一个虚拟网(VLAN)内，由一个工作站发出的信息只能发送到具有相同虚拟网号(VLANID)的其他站点，其它虚拟网(VLAN)的成员收不到这些信息或广播帧。采用虚拟网(VLAN)可以控制网络上的广播风暴和增加网络的安全性。不同虚拟网(VLAN)之间的通信必须通过路由器进行。//

时间: 2010-3-17 00:04

作者: HWWRANGTS

但是幸福永远是短暂的，接下来总是无尽的烦恼。随着整个五岳剑派势力的增大，路由器的速度越来越慢。令狐冲发现每次给小师妹讲故事时，小师妹的回答总是姗姗来迟，而且话也很少，总是"嗯"，"噢"或者"我听着呢"。终于有一天，路由器再也PING不通的，令狐冲三天没有得到小师妹的消息，对着空空的显示屏，再也忍不住，在一个下着雪的晚上，偷偷下山找小师妹，到了小师妹窗前，发现小师妹正在网上和小林子热烈的聊天，全没注意一边的自己，内心一阵酸痛，回到思过崖，大病一场。病好后潜心研究，终于有一天，做出来一个路由器，这时，令狐冲发现，此时华山派已经有了三十个VLAN，路由器必须为每个VLAN 分配一个接口，接口不够用，而且，两个子网内通过路由器的交换速度远远低于二层交换的速度。

// 二层交换机划分虚拟子网后，就出现了一个问题：不同虚拟子网之间的转发需要通过其它路由器来实现。二层交换机的不同VLAN节点间的转发需要通过路由器设备来实现大大浪费了端口，而路由器的高成本，低效率又使它无法满足大量子网情况下的三层转发需求，三层交换的概念就在这种情况下被提了出来。//

时间: 2010-3-17 00:05

作者: HWWRANGTS

这天晚上，令狐冲心灰意懒，借酒消愁，这时，一个黑影出现在他的面前，原来是一个道风仙骨的老人，正是风清扬。风清扬听了令狐冲的疑惑，说：路由器接口不够，把路由器做在Lan Switch内部不就可以了；交换速度慢，是因为路由器查找的是网段路由，而Lan Switch直接查MAC对应出端口，当然速度快。为什么不能直接根据IP地址查到出端口呢？令狐冲一听，大为仰慕，但还是不明白，IP地址那么多，而且经常变化，如何能够直接查到出端口呢？风清扬说：

"你先坐下，让我来问你，华山派有多少弟子？"
"一万六千左右。"
"你全知道他们住哪里吗？"
"不知道。"
"岳不群要你找一个不知道住哪里的人，如何去找？"
"查华山派电话号码查询系统，找到他的地址，然后去找他。"
"如果你回来后再让你找这个人，又如何去找？"
"如何.... ，查华山派电话号码查询系统，找到他的地址，然后去找他。"
"你不知道到这个人的地址吗？"
"知道，但师父说，华山派的地址那么多，而且经常变化，不用知道地址。"
"岳不群这小子，把徒弟都教成木头了！我问你，你自己认为应该如何找？"
"直接去找！"
"好！你这人还不算太苯。那你知道了一个人的地址后，是不是永远记住了？"
"有的人记住了。其它的都忘了。"
"为什么忘了？"
"因为我记不了那么多人，而且一段时间没有去找他。"
" 华山派电话号码查询系统里的地址是如何获得的？"
"我在空旷处大喊一声他的名字，他听到后就会来找我，告诉我他的地址。"

风清扬又问了大把类似脑筋急转弯的问题，然后风清扬说："现在你明白根据IP地址直接查出端口的道理了吗？等到你明白这个道理，你自然会做出三层交换机来"，令狐冲仔细回忆了今天的话，终于明白了和二层转发由MAC地址对应到出端口的道理一样，三层转发也可以直接由IP地址对应到出端口，IP地址的路由可以通过ARP来学习，同样需要老化。这样，VLAN间转发除第一个包需要通过ARP获得主机路由外，其它的报文直接根据IP地址就能够查找到出端口，转发速度远远高于路由器转发的速度。抬头看时，风清扬已经走了。

时间: 2010-3-17 00:05

作者: HWWRANGTS

一年后，令狐冲下思过崖，成功的推出Quidway S8016路由交换机。实现了VLAN间的互通，并且与嵩山，黑木崖等路由器实现互通。

// 三层交换机是在二层交换机的基础上增加三层交换功能，但它不是简单的二层交换机加路由器，二而是采用了不同的转发机制。路由器的转发采用最长匹配的方式，实现复杂，通常使用软件来实现，。而三层交换机的路由查找是针对流的，它利用CACHE技术，很容易采用ASIC实现，因此，可以大大的节约成本，并实现快速转发。

很多文章会提及三层交换机和路由器的区别，一般的比较是三层交换机又快又便宜。这些话没有错，但场合是汇聚层。我们看到，在汇聚层，面向三层交换机直接下挂的主机，因为能够获得其主机路由，所以三层交换机能够实现快速查找；而对于通过其它路由器连接多个子网后到达的主机，三层交换机和路由器的处理是一样的，同样采用最长匹配的方法查找到下一跳，由下一跳路由器进行转发。

因此，通常的组网方式是在骨干层使用GSR，汇聚层使用三层交换机。当然，对于一个小型的城域网，也可以直接拿三层交换机组网，不需要GSR。

时间: 2010-3-17 00:52

作者: 八项注意

深夜拜读，受教受教

顺便做个沙发

时间: 2010-3-17 04:22

作者: HWWRANGTS

第一次看到这篇文章，让我对路由器、交换机和层三交换机的概念和应用茅塞顿开。
绝对是值得一读的文章，浅显易懂，寓教于乐

时间: 2010-3-17 08:06

作者: o0436o

强烈感谢这位老师，问题是我提的。

时间: 2010-3-17 08:48

作者: yanghu0329

大早上发现个新大陆。

学习啦

时间: 2010-3-17 09:09

作者: h345026039

终于搞清楚了
多谢分析

时间: 2010-3-17 09:13

作者: qfmenghao

赞一个

时间: 2010-3-17 09:39

作者: djsoft

HW的入门材料啊~

时间: 2010-3-17 10:11

作者: newtonpaul

不错不错

时间: 2010-3-17 10:13

作者: junzi069

学习学习

时间: 2010-3-17 10:39

作者: msrn

老调了吧，CCXX上的

时间: 2010-3-17 10:45

作者: HWWRANGTS

原帖由 msrn 于 2010-3-16 20:39 发表
老调了吧，CCXX上的

见笑见笑，我最早看到这篇文章是在华为的网站上，很多人说是华为内部人写的。

偶不清楚到底是谁写的哈，不过有人问层三交换机，路由器和层二交换机的区别，我觉得好文章对大家有帮助，就转来了，见笑见笑啊。

时间: 2010-3-17 11:10

作者: 松林之风

谢谢分享

时间: 2010-3-17 11:24

作者: lglxjwfxll

很有才啊，呵呵

时间: 2010-3-17 11:53

作者: minghao462

HW的内部资料啊，每个刚入公司的都看过啊，还有一个通信基本靠吼的也很好的啊

时间: 2010-3-17 12:27

作者: 江北闲人

歪了，
全歪了！

时间: 2010-3-17 12:31

作者: 冰溢

不错有点启发了

时间: 2010-3-17 13:20

作者: HWWRANGTS

原帖由 江北闲人 于 2010-3-16 22:27 发表
歪了，
全歪了！

是写的不对还是概念有问题哦？欢迎指正哈

时间: 2010-3-17 13:31

作者: seth_chen

上次看到这个文章的时候，是5年前...

时间: 2010-3-17 13:43

作者: launpy

拜读

时间: 2010-3-17 14:25

作者: xiaosix

我再来补充一点啊，三层交换式如何通过arp学习到ip地址和端口对应的。
比如有A机在vlan1中，ip地址为1，B机在vlan2中，ip地址为2，此时a像b发送信息，查找本地主机的arp缓存，查不到对应mac于是a发送广播包ip地址为2的mac在那？肯定在vlan1中没有回答，于是广播包被转发到三层交换中，三层交换在向各个端口广播2的ip地址在哪？这是如果ip2在端口1链接valn2中，valn2中主机b就会回答我是。于是三层交换就在缓存中建立起ip地址为 2的在端口1这样的信息。以后再有发往ip地址为2的信息，直接从端口1中出去。如果在各个valn中都没有回答，则直接转交到三层的默认路由的下一跳。这是我理解的三层交换原理不知道对不？

时间: 2010-3-17 14:53

作者: xiaosix

继续贴啊欢饮欢迎！！！

时间: 2010-3-17 17:48

作者: nnyun

时间: 2010-3-17 21:31

作者: leeshiwen

高人

时间: 2010-3-18 00:29

作者: clg2002

时间: 2010-3-18 15:13

作者: 风舞彩虹

真有才啊

时间: 2010-3-18 15:49

作者: 泰麒

我对楼主的敬仰犹如黄河之水，滔滔不绝！

时间: 2010-3-18 15:55

作者: wanchao2200

佩服佩服！！

时间: 2010-3-18 17:32

作者: fengdxt 标题: 学习

学习

时间: 2010-3-18 20:40

作者: lqjll

不错不错，通俗易懂

时间: 2010-3-19 11:49

作者: nmhhwly

牛人

时间: 2010-3-19 17:16

作者: longwmy

收藏了

时间: 2010-3-20 13:01

作者: mouselx

很生动贴切啊～～～～^_^

时间: 2010-3-22 12:20

作者: liws08

油菜啊

时间: 2010-3-22 20:53

作者: 彪熊

时间: 2010-3-24 16:59

作者: kernix

赫赫，原版文章比这个长很多，人才

时间: 2010-3-29 11:27

作者: wangyao_023

很不错的帖子啊，
膜拜。

时间: 2010-3-30 14:25

作者: xiaotankeyin

学习了，受益匪浅

时间: 2010-3-31 21:46

作者: ft3960818

学习了 :)

时间: 2010-4-8 15:08

作者: Eric_sing

时间: 2010-4-14 10:47

作者: bang0406

很有才啊，呵呵 :)

时间: 2010-4-14 13:31

作者: jacknico 标题: 123

123

时间: 2010-4-15 15:16

作者: NewGuest

相对还是通俗易懂的。

时间: 2010-4-22 13:04

作者: feiyanly

很好啊顶

时间: 2010-5-2 23:22

作者: rockrock

歪打正着！！

时间: 2010-5-3 20:50

作者: liokin

学习了，收益非浅，以后多来几个这样的文章，乐中教学

时间: 2010-5-7 11:25

作者: lurd1220

被经典了

时间: 2010-5-10 21:20

作者: xlyhmgg

学习了

时间: 2010-6-4 22:12

作者: icebrood

谢谢老牛大大

时间: 2010-6-7 00:28

作者: bluesea24

不知道几年前看过，回忆那段狂学数通知识的岁月！希望有人能补全。

时间: 2010-6-7 15:50

作者: elfpanda

这个上次好像在什么地方看过很生动的阐述原理！

时间: 2010-6-9 10:36

作者: lywzyn

顺便做个沙发

时间: 2010-6-11 09:50

作者: naplq

先收了，有时间再来看！

时间: 2010-6-15 21:57

作者: 落沙虫 标题: 回复 17# 的帖子

路过。。

时间: 2010-6-21 15:00

作者: cat_1

牛人，听明白了。

时间: 2010-6-28 09:36

作者: qin_lang

有才!

时间: 2010-6-29 13:00

作者: wn31665

学习学习

时间: 2010-7-16 14:42

作者: lioner8000

学习学习了

时间: 2010-7-22 15:23

作者: zuojiao

哈哈蛮好玩的

时间: 2010-8-1 02:09

作者: x-man

很老的一个资料了。

时间: 2010-8-11 10:15

作者: yangtietie

好

时间: 2010-8-18 08:55

作者: 联联

金大侠看到会怎样啊

时间: 2010-8-27 09:22

作者: lixiaolong120

最喜欢这种通俗形象的帖子了，感谢楼主

时间: 2010-9-4 19:24

作者: donecc

学学习习

时间: 2010-9-9 09:06

作者: ffssjjss

好文章

时间: 2010-9-14 16:38

作者: 张志光

哈哈哈

时间: 2010-9-17 10:34

作者: timtimtim

好东东

时间: 2010-9-24 16:31

作者: lalkb

谈得比较不错啊

时间: 2010-10-4 20:08

作者: vensky168

比较形象，慢慢学习了

时间: 2010-10-12 10:31

作者: heiyoou

值得再看

时间: 2010-10-22 16:04

作者: wolf6

深入浅出，不错不错

时间: 2010-10-22 17:23

作者: taoxuejian 标题: 赞一个，所谓高手就是将复杂的东西简单化，并使人易于理解。

时间: 2010-10-28 18:57

作者: freefish6

好文章！

时间: 2010-10-30 09:18

作者: xiaodh 标题: uyt

yuuuuuuuuuuuuu

时间: 2010-11-7 01:10

作者: lookyer

学习学习再学习

时间: 2010-11-27 11:43

作者: isfiytbuag

很好很强大！！！

时间: 2010-11-30 09:52

作者: sehb 标题: 有才的人呀

确实有才的人呀

时间: 2010-12-7 10:33

作者: a538032k

很牛嘛呵呵呵不错值得一顶

时间: 2010-12-9 16:14

作者: 追忆哪天

时间: 2010-12-15 18:58

作者: Greel

lz人才啊

时间: 2010-12-17 17:32

作者: bingfeng3000

通俗易懂，顶一下原作者。把原本枯燥的原理写的这么生动。

时间: 2010-12-22 22:19

作者: anew

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

时间: 2011-1-5 19:07

作者: sunhua0571

华为内部帖

时间: 2011-1-7 15:09

作者: davjacksion 标题: 深入浅出

高手

时间: 2011-1-26 22:03

作者: little_ivon

学习了

时间: 2011-2-7 13:26

作者: leafire_smile

泡杯茶来慢慢看

时间: 2011-2-15 15:38

作者: lqlchk

呵呵。有意思！

时间: 2011-2-21 20:08

作者: 天使Com 标题: 很好很强大

时间: 2011-2-21 22:45

作者: fas1122

写的不错深入浅出

时间: 2011-2-22 06:36

作者: zt_liu

思维独特，佩服啊

时间: 2011-2-24 08:20

作者: yaoyutaosy

高人啊!寓教于乐

时间: 2011-3-1 21:57

作者: kasalo 标题: 精彩

精彩精彩

时间: 2011-3-8 13:28

作者: ngswm

有意思。高。

时间: 2011-4-7 13:53

作者: guojian210 标题: 难得一见的好帖

难得一见的好帖

时间: 2011-4-9 19:44

作者: medy13

好文！

时间: 2011-4-15 00:15

作者: 116413123

太不容易了

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