三层交换综合实验 一般来讲，设计方案中主要包括以下内容： ◆????? 用户需求 ◆????? 需求分析 ◆????? 使用什么技术来实现用户需求 ◆????? 设计原则 ◆????? 拓扑图 ◆????? 设备清单 一、模拟设计方案 【用户需求】 1.应用背景描述 某公司新建办公大楼，布线工程已经与大楼内装修同步完成。现公司需要建设大楼内部的办公网络系统。大楼的设备间位于大楼一层，可用于放置核心交换机、路由器、服务器、网管工作站、电话交换机等设备。在每层办公楼中有楼层配线间，用来放置接入层交换机与配线架。目前公司工程部25人、销售部25人、发展部25人、人事部10人、财务部加经理共15人。 2.用户需求 为公司提供办公自动化、计算机管理、资源共享及信息交流等全方位的服务，目前的信息点数大约100个，今后有扩充到200个的可能。 公司的很多业务依托于网络，要求网络的性能满足高效的办公要求。同时对网络的可靠性要求也很高，要求在办公时间内，网络不能宕掉。因此，在网络设计过程中，要充分考虑到网络设备的可靠性。同时，无论是网络设备还是网络线路，都应该考虑冗余备份。不能因为单点故障，而导致整个网络的瘫痪，影响公司业务的正常进行。 公司需要通过专线连接外部网络。 【需求分析】 为了实现网络的高速、高性能、高可靠性还有冗余备份功能，主要用于双核心拓扑结构的网络中。
本实验采用双核心拓扑结构，将三层交换技术和VTP、STP、EthernetChannel 综合运用。 【设计方案】 1、在交换机上配置VLAN，控制广播流量 2、配置2台三层交换机之间的EthernetChannel，实现三层交换机之间的高速互通 3、配置VTP，实现单一平台管理VLAN， 同时启用修剪，减少中继端口上不必要的广播信息量 4、配置STP，实现冗余备份、负载分担、避免环路 5、在三层交换机上配置VLAN间路由，实现不同VLAN之间互通 6、通过路由连入外网，可以通过静态路由或RIP路由协议 【网络拓扑】 根据用户对可靠性的要求，我们将网络设计为双核心结构，为了保证高性能，采用双核心进行负载分担。当其中的一台核心交换机出现故障的时候，数据能自动转换到另一台交换机上，起到冗余备份作用。 注意：本实验为了测试与外网的连通性，使用一个简单网络
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 三层交换机配置实例 三层交换综合实验一般来讲，设计方案中主要包括以下内容： 用户需求需求分析使用什么技术来实现用户需求设计原则拓扑图设备清单一、模拟设计方案【用户需求】 1. 应用背景描述某公司新建办公大楼，布线工程已经与大楼内装修同步完成。 现公司需要建设大楼内部的办公网络系统。 大楼的设备间位于大楼一层，可用于放置核心交换机、路由器、服务器、网管工作站、电话交换机等设备。 在每层办公楼中有楼层配线间，用来放置接入层交换机与配线架。 目前公司工程部 25 人、销售部 25人、发展部 25 人、人事部 10 人、财务部加经理共 15 人。 2. 用户需求为公司提供办公自动化、计算机管理、资源共享及信息交流等全方位的服务，目前的信息点数大约 100 个，今后有扩充到 200 个的可能。 公司的很多业务依托于网络，要求网络的性能满足高效的办公要求。 同时对网络的可靠性要求也很高，要求在办公时间内，网络不能宕掉。 1 / 14
因此，在网络设计过程中，要充分考虑到网络设备的可靠性。 同时，无论是网络设备还是网络线路，都应该考虑冗余备份。 不能因为单点故障，而导致整个网络的瘫痪，影响公司业务的正常进行。 公司需要通过专线连接外部网络。 【需求分析】为了实现网络的高速、高性能、高可靠性还有冗余备份功能，主要用于双核心拓扑结构的网络中。 本实验采用双核心拓扑结构，将三层交换技术和 VTP、 STP、EthernetChannel综合运用。 【设计方案】 1、在交换机上配置 VLAN，控制广播流量 2、配置 2 台三层交换机之间的 EthernetChannel，实现三层交换机之间的高速互通 3、配置 VTP，实现单一平台管理 VLAN，同时启用修剪，减少中继端口上不必要的广播信息量 4、配置 STP，实现冗余备份、负载分担、避免环路 5、在三层交换机上配置 VLAN 间路由，实现不同 VLAN 之间互通 6、通过路由连入外网，可以通过静态路由或 RIP 路由协议【网络拓扑】根据用户对可靠性的要求，我们将网络设计为双核心结构，为了保证高性能，采用双核心进行负载分担。 当其中的一台核心交换机出现故障的时候，数据能自动转换到另一台交换机上，起到冗余备份作用。 注意： 本实验为了测试与外网的连通性，使用一个简单网络【设备
交换机交换模式及性能指标 目录 目录 (1) 1交换机交换模式 (2) 1.1快速转发交换模式（cut-through） (2) 1.2碎片丢弃交换模式(fragment free) (3) 1.3存储转发交换模式(store and forward) (3) 1.4 各种转发模式图解 (4) 1.5 IBM G8264系列交换机交换模式的操作 (4) 2交换机的性能指标 (5) 2.1背板带宽(backplane bandwidth) (5) 2.2 线速(Line Speed/Line Rate) (5) 2.3包的转发率(PPS) (6) 2.4吞吐量(throughput) (6) 2.6 MAC地址表容量 (8) 2.6.1 MAC地址 (8) 2.6.2 MAC址址表 (9) 2.7其它一些技术批标 (11) 2.8 MAC地址表应用实例 (11) 2.9支持超大帧（Jumbo） (13) 2.10 Microburst流量突出处理 (14) 2.11 IBM G8264与其它厂商交换机性能指标对比实例 (14)
1交换机交换模式 交换机的交换模式包括静态和动态两种。静态交换是由人工来完成端口之间传输通道的建立；动态交换是通过对目的MAC地址的查询，得到的输出端口来临时建立传输通道的，这个传输通道在数据帧传送完成后自动断开。目前，交换机最常采用的交换模式是动态交换模式。动态交换模式主要有：快速转发、碎片丢弃和存储转发三种模式。1.1快速转发交换模式（cut-through） 快速转发交换模式是指交换机在接收数据帧时，一旦检测到前6个字节—即目的地址就立即进行转发。由于数据帧在进行转发处理时仅对目的MAC地址部分复制到缓冲区，并不是复制一个完整的帧，所以这个数据帧在转发之前没有经过校验和纠错，从而有可能导致错误的数据帧被转发出去。 快速转发交换模式的优点在于端口交换延迟小，交换速度快；缺点是在质量较差的物理链路上传输质量可靠性差，因此它适合于小型的交换机。但是当前万兆或千兆光纤网络的可靠性为快速转发提供了保障，所以万兆光纤以太网交换机的转发模式一般为快速转发模式。 IBM万兆交换机缺省采用的是此种交换模式。
三层交换机 三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。 应用背景 出于安全和管理方便的考虑，主要是为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划成一个个小的局域网，这就使VLAN技术在网络中得以大量应用，而各个不同VLAN间的通信都要经过路由器来完成转发，随着网间互访的不断增加。单纯使用路由器来实现网间访问，不但由于端口数量有限，而且路由速度较慢，从而限制了网络的规模和访问速度。基于这种情况三层交换机便应运而生，三层交换机是为IP设计的，接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，非常适用于大型局域网内的数据路由与交换，它既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度，且价格相对便宜些。 在企业网和教学网中，一般会将三层交换机用在网络的核心层，用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN。不过应清醒认识到三层交换机出现最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具备的路由功能也多是围绕这一目的而展开的，所以它的路由功能没有同一档次的专业路由器强。毕竟在安全、协议支持等方面还有许多欠缺，并不能完全取代路由器工作。 在实际应用过程中，典型的做法是：处于同一个局域网中的各个子网的互联以及局域网中VLAN间的路由，用三层交换机来代替路由器，而只有局域网与公网互联之间要实现跨地域的网络访问时，才通过专业路由器。 三层交换机工作原理 三层交换技术就是二层交换技术＋三层转发技术。传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。应用第三层交换技术即可实现网络路由的功能，又可以根据不同的网络状况做到最优的网络性能。 为什么使用三层交换机？ 1、网络骨干少不了三层交换 要说三层交换机在诸多网络设备中的作用，用“中流砥柱”形容并不为过。在校园网、城域教育网中，从骨干网、城域网骨干、汇聚层都有三层交换机的用武之地，尤其是核心骨干网一定要用三层交换机，否则整个网络成千上万台的计算机都在一个子网中，不仅毫无安全可言，也会因为无法分割广播域而无法隔离广播风暴。
大型局域网二层三层结构比较 前沿 在大型企业中，局域网中的结构选择至关重要。我们应该选择二层结构，还是三层结构？主要是根据企业的特点，比如说，在某企业中，一栋大楼总共12层，每层不只是一个部门，各部门之间一般不能互相访问。各部门访问公司内网的权限也不同；各部门之间的安全级别要求也不同，……。另一方面，根据是根据工程实施的难易，以及影响用户的波及范围，时间长短来判断。 一结构描述 1 采用二层结构，核心层采用两台S9512交换机，接入层为各楼层交换机S7506和服务器区接入交换机S7506R，无汇聚层。 VLAN划分方式以办公机构为单位进行VLAN划分，各VLAN的路由网关采用VRRP 技术，分别设于两核心交换机上S9512上，其中S9512-1作为master，S9512-2作为backup，采取主备工作方式。两台S9512之间通过四条千兆光纤进行捆绑的TRUNK互联，透传全部VLAN，实现链路的负载分担与备份。接入交换机双链路上联至核心交换机，之间通过TRUNK口互联，互联口只透传接入交换机上包含的VLAN和管理VLAN，减少广播报文的传播。逻辑图如下所示： 2 采用三层结构。核心层采用两台S9512交换机，各楼层交换机S7506既作为接入层交换机，又要充当汇聚层交换机；VLAN划分方式以各楼层配线间为单位进行VLAN划分，每个配线间一个VLAN，各VLAN的路由网关设置在该配线间对
应的S7506上；楼层交换机双链路上联至核心交换机，之间通过OSPF非等值路由实现冗余备份。逻辑图如下： 二结构分析 1 网络结构 二层：保持现有二层结构，符合网络扁平化设计原则。 三层：采用具有核心层、汇聚层、接入层的三层结构，网络结构较为清晰，便于以后扩展。 2 VLAN划分 二层：以现有部门为单位划分 三层：以楼层配线间为单位划分。 3 访问控制 二层：各行政部门独立划分，业务分离，内部便于访问控制；不改变现有访问方式，可以继续使用网上邻居、网上共享等应用。 三层：各行政部门未必在同一楼层，使得同一行政部门的主机被划分在不同VLAN，无法使用网上邻居、网上共享等应用；同一楼层的所有行政部门同处一个VLAN，如果某一部门存在特殊应用限制其它部门访问，由于大家处在一个VLAN，地址段相同，无法进行策略控制。 4 网络可靠性 二层：接入层交换机双上联至核心交换机，采用VRRP技术构成主备线路，提高系统可靠性。 三层：接入层交换机双上联至核心交换机，通过设置osfp cost值构成主备线路，
三层交换机基本配置 【实验名称】 三层交换机端口配置 【实验目的】 配置开启三层交换机的三层功能，实现路由作用。 【背景描述】 为了隔离广播域而划分了VLAN，但不同的VLAN之间需要通信，本实验将实现这一功能。即同一VLAN里的计算机能跨交换机通信，不同VLAN里的计算机系统也能互相通信。 【技术原理】 三层交换机是在二层交换的基础上实现了三层的路由功能。三层交换机基于“一次路由，多次交换”的特性，在局域网环境中转发性能远远高于路由器。而且三层交换机同时具备二层的功能，能和二层交换机进行很好的数据转发。三层交换机的以太网接口要比一般的路由器多很多，更加适合多个局域网段之间的互联。 三层交换机本身默认开启了路由功能，可利用IP Routing命令进行控制。 【实验设备】 S3350（一台），PC机（两台）。 【实验拓扑】
注意：先连线，在进行配置，注意连接线缆的接口编号。S3350为三层交换机。 【实验步骤】 步骤一 开启三层交换机的路由功能： Switch>enable //进程特权模式 Switch #configure terminal //进入全局模式 Switch (config)#hostname s3350-24 S3350-24 (config)#ip routing //开启三层交换机的路由功能 步骤二 配置三层交换机端口的路由功能： S3350-24>enable //进入特权模式 S3350-24#configure terminal //进入全局模式 S3350-241 (config)#interface fastethernet 0/2 //进入fa0/2端口 S3350-24 (config-if)#no switchport //开启端口的三层路由功能 S3350-24 (config-if)#ip address 192.168.5.254 255.255.255.0 //配置ip地址S3350-24 (config-if)#no shutdown //启用端口，使其转发数据
第三层交换技术的体系结构 第三层网络交换机又称为路由交换机，第三层交换可以看作是一个模型，它涉及ISO参考模型的第二层和第三层。作为交换机，它具有同第二层相同的属性，同时又将第二层交换和第三层路由器两者的优势结合成一个灵活的解决方案，可在各个层次提供线速性能，因而具备某些路由性能。这种集成经的结构还引进了策略管理属性，它不仅使第二层与第三层相互关联起来，而且还提供通信流量的优先化处理、安全以及多种其他的灵活功能，如trunking,VPN和Intranet的动态部署。图2列出了第三层交换机的组成部分。 接口层包含了所有重要的局域网接口：10/100Mbit/s以太网，吉比特以太网，FDDI和ATM。交换层集成了多种局域网接口并辅之以策略管理，同时还提供trunking,VLAN和标签机制。路由层提供主要的LAN路由协议：IP,IPX和AppleT，并通过策略管理，提供传统的路由或直通的第三层转发技术。策略管理和行政管理使网络管理员能根据企业（或部门）的特定需求来调整网络。相对于第三层来说，第二层被采用的程度决定了所谓的网络控制分类，如图3所示。一个纯第二层的解决方法案，即图中所示的“处处变换”，它在划分子网和广播
限制等方面提供的控制最少。而第三层交换机能为分类中的所有层次提供动态的、集成的支持。传统的通用路由器与外部的交换机一起使用也能达到此目的，但是与这种解决方案相比，第三层交换机只需要更少的配置，更少的布线，价格更便宜，并能提供更高的网络性能。 第三层交换技术的演变 随着硬件和软件的不断升级，第三层交换技术的发展也经历了“三代”的变化。第一代交换机是基于分立的电子元件和原语式的软件框架的混合体。软件的功能运行在一个有固定内存的处理机上。随着管理支持和协议功能的改善，软件的功能也不断增加。当用户的日常业务更加依赖于网络，网络上的流量增多时，网络设备便成了瓶颈。虽然处理机和存储器变得越来越快和有效，但通信流量的增加更为迅速。解决问题的第一步是简化网络层：用交换机取代路由器，以减低处理数据包的开销并显著地提高事务处理速度。引进一种专用于优化第二层处理的专用集成电路（ASIC），使性能提高了10倍，并降低了系统的整体费用。图4示出了第一代的体系结构。 第三代交换技术并不是仅仅建立在第二代的进展上，而是采用ASIC+RISC技术，为第三层路由、组播及用户可选的策略（policy）
三层交换机还是比较常用的，于是我研究了一下三层交换机的基本原理与设计思路，在这里拿出来和大家分享一下，希望对大家有用。本文在介绍三层交换技术和三层交换机工作原理的基础上，给出了一款三层交换机的设计，依照该设计实现的三层交换机已投入实际运行。 1.引言传统路由器在网络中起到隔离网络、隔离广播、路由转发以及防火墙的作业，并且随着网络的不断发展，路由器的负荷也在迅速增长。其中一个重要原因是出于安全和管理方便等方面的考虑，VLAN（虚拟局域网）技术在网络中大量应用。VLAN技术可以逻辑隔离各个不同的网段、端口甚至主机，而各个不同VLAN间的通信都要经过路由器来完成转发。由于局域网中数据流量很大，VLAN间大量的信息交换都要通过路由器来完成转发，这时候随着数据流量的不断增长路由器就成为了网络的瓶颈。为了解决局域网络的这个瓶颈，很多企业内部、学校和小区建设局域网时都采用了三层交换机。三层交换技术将交换技术引入到网络层，三层交换机的应用也从最初网络中心的骨干层、汇聚层一直渗透到网络边缘的接入层。 2.第三层交换技术 2.1三层交换的概念第三层交换技术也称为IP交换技术或高速路由技术等，是相对于传统交换概念而提出的。众所周知，传统的交换技术是在OSI 网络标准模型中的第二层—数据链路层进行操作的，而第三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说，第三层交换技术就是：第二层交换技术＋第三层转发技术，这是一种利用第三层协议中的信息来加强第二层交换功能的机制。一个具有第三层交换功能的设备是一个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简单地叠加在局域网交换机上。 2.2三层交换的原理从硬件的实现上看，目前，第二层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线交换数据的。在第三层交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高速背板/总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的其他模块间高速地交换数据，从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制（10Mbit/s——100Mbit/s）。在软件方面，第三层交换机将传统的基于软件的路由器重新进行了界定： （1）数据封包的转发：如IP/IPX封包的转发，这些有规律的过程通过硬件高速实现； （2）第三层路由软件：如路由信息的更新、路由表维护、路由计算、路由的确定等功能，用优化、高效的软件实现。 假设有两个使用IP协议的站点，通过第三层交换机进行通信的过程为：若发送站点A在开始发送时，已知目的站B的IP地址，但尚不知道它在局域网上发送所需要的MAC 地址，则需要采用地址解析（ARP）来确定B的MAC 地址。A把自己的IP 地址与B的IP 地址比较，采用其软件中配置的子网掩码提取出网络地址来确定B是否与自己在同一子网内。若B 与A 在同一子网内，A 广播一个ARP 请求，B 返回其MAC 地址，A 得到B 的MAC 地址后将这一地址缓存起来，并用此MAC 地址封包转发数据，第二层交换模块查找MAC 地址表确定将数据包发向目的端口。若两个站点不在同一子网内，则A 要向"缺省网关"发出ARP（地址解析）封包，而"缺省网关"的IP 地址已经在系统软件中设置，这个IP 地址实际上对应第三层交换机的第三层交换模块。当A 对"缺省网关"的IP 地址广播出一个
华为公司三层以太网交换机基本原理及转发流程 本文简要介绍了华为公司三层以太网交换机的二三层转发机制，主要目的是帮助读者进一步了解华为交换机的基本原理及转发流程，以期有利于更好的从事设备维护工作和建立于进一步学习的索引。 三层以太网交换机的转发机制主要分为两个部分：二层转发和三层交换。 1.二层转发流程 1.1.MAC地址介绍 MAC地址是48bit二进制的地址，如：00-e0-fc-00-00-06。 可以分为单播地址、多播地址和广播地址。 单播地址：第一字节最低位为0，如：00-e0-fc-00-00-06 多播地址：第一字节最低位为1，如：01-e0-fc-00-00-06 广播地址：48位全1，如：ff-ff-ff-ff-ff-ff 注意： 1）普通设备网卡或者路由器设备路由接口的MAC地址一定是单播的MAC地址才能保证其与其它设备的互通。 2）MAC地址是一个以太网络设备在网络上运行的基础，也是链路层功能实现的立足点。 1.2.二层转发介绍 交换机二层的转发特性，符合802.1D网桥协议标准。 交换机的二层转发涉及到两个关键的线程：地址学习线程和报文转发线程。 学习线程如下：
1）交换机接收网段上的所有数据帧，利用接收数据帧中的源MAC地址来建立MAC地址表； 2）端口移动机制：交换机如果发现一个包文的入端口和报文中源MAC 地址的所在端口不同，就产生端口移动，将MAC地址重新学习到新的端口； 3）地址老化机制：如果交换机在很长一段时间之内没有收到某台主机发出的报文，在该主机对应的MAC地址就会被删除，等下次报文来的时候会重新学习。 注意：老化也是根据源MAC地址进行老化。 报文转发线程: 1）交换机在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到，就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向所有的端口发送； 2）如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文； 3）交换机向入端口以外的其它所有端口转发广播报文。 1.3.VLAN二层转发介绍 报文转发线程: 引入了VLAN以后对二层交换机的报文转发线程产生了如下的影响： 1）交换机在MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到（同时还要确保报文的入VLAN和出VLAN是一致的），就将该数据帧发送到相应的端口，如果找不到，就向（VLAN内）所有的端口发送； 2）如果交换机收到的报文中源MAC地址和目的MAC地址所在的端口相同，则丢弃该报文； 3）交换机向（VLAN内）入端口以外的其它所有端口转发广播报文。 以太网交换机上通过引入VLAN，带来了如下的好处： 1）限制了局部的网络流量，在一定程度上可以提高整个网络的处理能力。 2）虚拟的工作组，通过灵活的VLAN设置，把不同的用户划分到工作
第三部分可网管三层交换机 实验一认识三层交换机 一、实验目的 1．熟悉高端三层交换机的外观： 2．了解高端三层交换机个端口的名称和作用： 3．学会使用TPTP服务器对三层交换机版本进行升级和老版本的备份： 4．学会使用相关命令队三层交换机的借口地址进行配置： 二、应用环境 交换机的分类方法有很多种，按照不同的原则，交换机可以分成各种不同的类别： 按照网络OSI七层模型来划分，可以将交换机划分为二层交换机、三层交换机、多层交换机。二层交换机是按照MAC地址进行数据桢的过滤和转发，这种交换机是目前最常见的交换机。三层交换机采用“一次路由，多次交换”的原理，基于IP地址转发数据包。部分三层交换机也具有四层交换机的一些功能，譬如依据端口号进行转发。四层交换机以及四层以上的交换机都可以称为内容型交换机，一般使用在大型的网络数据中心。 按照外观和架构的特点，可以将局域网交换机划分为机箱式交换机、机架式交换机、桌面式交换机。机箱式交换机外观比较庞大，这种交换机所有的部件都是可插拔的部件（一般称之为模块），灵活性非常好。在实际的组网中，可以根据网络的要求选择不同的模块。模块可以分为几大类：一类是管理模块，它相当于计算机的主办和CPU，用于管理整个交换机另外还有电源块、风扇模块等等。在购买机箱式交换机的时候，需要分别购买机箱、敢立模块、应用模块以及电源模块。机箱式交换机一般都是三层交换机或者多层交换机，在网络设计中，由于机箱式交换机性能和稳定性都比较卓越，因此价格比较昂贵，一般定位在核心层交换机或者汇聚层交换机。 三、实验设备 1．DCRS-7604(或6804)交换机一台 2．PC 机一台 3．交换机console线一根 四、实验拓扑 将PC机的串口和交换机的console口用console线如图连接。 五、实验要求 1．正确认识交换机上各模块和物理端口名称： 2．熟练对应物理端口在配置界面种对应的名称。 六、实验步骤 第一步：认识交换机的端口。 图示：S—二十五p—2 图二 第二步：以MRS—7601—M12GB为例，了解交换机的模块 MRS—7604—M12GB 是DCRS—7604 交换机的主控交换模块，承担着系统状态的控制、路由的管理、用户接入的控制和管理、网络维护。主控板插在单板插框的第1、2槽位中，支持主备冗余，实现热备份。同时他还带有12 个SFP 形式的千兆光接口。 前面板示意图 MRS—7604—M12GB提供了12个SFP端口，同时还提供了1个console配置口（即控制台），以及1个
三层交换机 求助编辑百科名片 三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。三层交换技术就是二层交换技术＋三层转发技术。传统交换技术是在OSI网络标准模型第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发，既可实现网络路由功能，又可根据不同网络状况做到最优网络性能。 目录 应用背景 1应用目的1、网络骨干少不了三层交换 12、连接子网少不了三层交换 1优势特性1、高可扩充性 12、高性价比 13、内置安全机制 14、适合多媒体传输 15、计费功能 工作原理 展开 编辑本段应用背景 出于安全和管理方便的考虑，主要是为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素 划成一个个小的局域网，这就使VLAN技术在网络中得以大量应用，而各个不同VLAN 间的通信都要经过路由器来完成转发，随着网间互访的不断增加。单纯使用路由器来实现网间访问，不但由于端口数量有限，而且路由速度较慢，从而限制了网络的规模
和访问速度。基于这种情况三层交换机便应运而生，三层交换机是为IP设计的，接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，非常适用于大型局域网内的数据路由与交换，它既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度，且价格相对便宜些。在企业网和教学网中，一般会将三层交换机用在网络的核心层，用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN。不过应清醒认识到三层交换机出现最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具备的路由功能也多是围绕这一目的而展开的，所以它的路由功能没有同一档次的专业路由器强。毕竟在安全、协议支持等方面还有许多欠缺，并不能完全取代路由器工作。在实际应用过程中，典型的做法是：处于同一个局域网中的各个子网的互联以及局域网中VLAN间的路由，用三层交换机来代替路由器，而只有局域网与公网互联之间要实现跨地域的网络访问时，才通过专业路由器。 编辑本段应用目的 1、网络骨干少不了三层交换 要说三层交换机在诸多网络设备中的作用，用“中流砥柱”形容并不为过。在校园网、城域教育网中，从骨干网、城域网骨干、汇聚层都有三层交换机的用武之地，尤其是核心骨干网一定要用三层交换机，否则整个网络成千上万台的计算机都在一个子网中，不仅毫无安全可言，也会因为无法分割广播域而无法隔离广播风暴。如果采用传统的路由器，虽然可以隔离广播，但是性能又得不到保障。而三层交换机的性能非常高，既有三层路由的功能，又具有二层交换的网络速度。二层交换是基于MAC寻址，三层交换则是转发基于第三层地址的业务流；除了必要的路由决定过程外，大部分数据转发过程由二层交换处理，提高了数据包转发的效率。三层交换机通过使用硬件交换机构实现了IP的路由功能，其优化的路由软件使得路由过程效率提高，解决了传统路由器软件路由的速度问题。因此可以说，三层交换机具有“路由器的功能、交换机的性能”。 2、连接子网少不了三层交换 同一网络上的计算机如果超过一定数量（通常在200台左右，视通信协议而定），就很可能会因为网络上大量的广播而导致网络传输效率低下。为了避免在大型交换机上进行广播所引起的广播风暴，可将其进一步划分为多个虚拟网（VLAN）。但是这样做将导致一个问题：VLAN之间的通信必须通过路由器来实现。但是传统路由器也难以胜任VLAN之间的通信任务，因为相对于局域网的网络流量来说，传统的普通路由器的路由能力太弱。而且千兆级路由器的价格也是非常难以接受的。如果使用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN，就在保持性能的前提下，经济地解决了子网划分之后子网之间必须依赖路由器进行通信的问题，因此三层交换机是连接子网的理想设备。 编辑本段优势特性
网络拓扑结构图 三层交换机 第三层交换机具有路由功能，将IP地址信息用于网络路径选择，并实现不同网段间数据的线速交换。当网络规模足够大，不得不划分VLAN以减小广播所造成的影响时，只有借 助第三层交换机才能实现VLAN间的线速路由。另外，借助第三层交换机还可以设置访问 列表，限制VLAN间的访问，保障敏感部门的安全。因此，作为核心交换机，必须选用第 三层交换机。 企业需求 虽然高性能的中心交换机比比皆是，但并不意味着必须购买最好的设备，而应当购买自己所需要的设备。那么，哪些设备是我们需要的呢？应该选择那些能够满足网络应用需要的， 除此之外，太高的性能和太大的扩展能力都将可惜地被闲置。除了满足现有需求外，还应当 在技术、性能和扩展性等方面适当超前，以适应未来的发展。通常情况下，中心交换机的扩 展能力和性能应当略大于未来几年内网络应用和扩展的要求。 可靠性 I n t e r n e t 九层办公楼 三层办公楼 三层核心交换机 核心层 汇聚层接 入 层 接入层 图例： DI-7400 十五层办公楼 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●
对于中心交换机而言，对稳定的要求高过对性能的要求。原因很简单，如果网络性能一般，但可提供安全、稳定的服务，那么网络运行就是正常的，用户也会觉得是值得信赖的。尽管网络带宽很高、性能非常强劲、服务访问特别舒服，但是经常发生故障，导致服务器无法访问、Internet无法共享，那么无论是谁都会对此失去信心。当在网络上运行重要的应用时，网络瘫痪还将导致正常业务的中断和重要数据的丢失。 最佳性价比 现在中心交换机产品中，美国产品以其性能强劲、运行稳定、功能丰富而著称，只是价格过于昂贵。我国国产产品虽然在一些参数上略逊一筹，但是拥有绝对的价格优势，具有中文管理界面，方便日常管理。所以如果局域网组建时偏重于性能，建议选择Cisco等产品，若注重价格，则建议选择以华为为代表的国产产品。 骨干交换机的选择 骨干交换机可以是固定配置，也可以是模块化配置，通常拥有12个以上1000Mb/s端口，实现与工作组交换机的高速连接。为实现与核心交换机的远程连接，还应当拥有2个光纤接口或插槽。骨干交换机应当是智能交换机，支持基于端口的VLAN，能够实现端口管理，可以对流量进行控制。骨干交换机除了应当是千兆交换机外，还应当是固定配置和可网络管理的。 固定配置 固定端口交换机只能提供有限的端口和固定类型的接口，因此无论从可连接的用户数量上，还是从可使用的传输介质上都具有局限性。不过，相对来说价格便宜一些，因此最适合作为工作组交换机和骨干交换机。 可网管 可网管交换机是指拥有操作系统，可以借助配置启用一些复杂的网络功能，从而实现网络的稳定运行、访问安全，以及复杂的网络应用。通常情况下，可为其指定IP地址信息，从而实现远程管理。 工作组交换机的选择 工作组交换机为固定配置，拥有24个或48个10/100Mb/s端口，为了实现与骨干交换机或其他工作组交换机的高速连接，甚至可以拥有2个1000Mb/s端口或插槽。如果企业网络对安全性要求不是很高，工作组交换机可以选用不可网管交换机(也称傻瓜交换机)。 但是随着网络规模的扩大，接入计算机数量的增多，骨干交换机和核心交换机必须选用可网管交换机，从而划分VLAN、隔离广播域，提高数据传输效率，保障对敏感部门(领导、财务等)的访问安全。 在选择工作组交换机时，应当注意以下几个方面： 可堆叠选择
网络拓扑结构图 三层交换机 第三层交换机具有路由功能，将IP 地址信息用于网络路径选择，并实现不同网段间数据的线速交换。当网络规模足够大，不得不划分VLAN 以减小广播所造成的影响时，只有借助第三层交换机才能实现VLAN 间的线速路由。另外，借助第三层交换机还可以设置访问列表，限制VLAN 间的访问，保障敏感部门的安全。因此，作为核心交换机，必须选用第三层交换机。 企业需求 虽然高性能的中心交换机比比皆是，但并不意味着必须购买最好的设备，而应当购买自己所需要的设备。那么，哪些设备是我们需要的呢？应该选择那些能够满足网络应用需要的，除此之外，太高的性能和太大的扩展能力都将可惜地被闲置。除了满足现有需求外，还应当在技术、性能和扩展性等方面适当超前，以适应未来的发展。通常情况下，中心交换机的扩展能力和性能应当略大于未来几年内网络应用和扩展的要求。 可靠性 I n t e r n e t 九层办公楼 三层办公楼 三层核心交换机 核心层 汇聚层 接 入 层 接 入 层 图例： DI-7400 十五层办公楼 ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●
对于中心交换机而言，对稳定的要求高过对性能的要求。原因很简单，如果网络性能一般，但可提供安全、稳定的服务，那么网络运行就是正常的，用户也会觉得是值得信赖的。尽管网络带宽很高、性能非常强劲、服务访问特别舒服，但是经常发生故障，导致服务器无法访问、Internet无法共享，那么无论是谁都会对此失去信心。当在网络上运行重要的应用时，网络瘫痪还将导致正常业务的中断和重要数据的丢失。 最佳性价比 现在中心交换机产品中，美国产品以其性能强劲、运行稳定、功能丰富而著称，只是价格过于昂贵。我国国产产品虽然在一些参数上略逊一筹，但是拥有绝对的价格优势，具有中文管理界面，方便日常管理。所以如果局域网组建时偏重于性能，建议选择Cisco等产品，若注重价格，则建议选择以华为为代表的国产产品。 骨干交换机的选择 骨干交换机可以是固定配置，也可以是模块化配置，通常拥有12个以上1000Mb/s 端口，实现与工作组交换机的高速连接。为实现与核心交换机的远程连接，还应当拥有2个光纤接口或插槽。骨干交换机应当是智能交换机，支持基于端口的VLAN，能够实现端口管理，可以对流量进行控制。骨干交换机除了应当是千兆交换机外，还应当是固定配置和可网络管理的。 固定配置 固定端口交换机只能提供有限的端口和固定类型的接口，因此无论从可连接的用户数量上，还是从可使用的传输介质上都具有局限性。不过，相对来说价格便宜一些，因此最适合作为工作组交换机和骨干交换机。 可网管 可网管交换机是指拥有操作系统，可以借助配置启用一些复杂的网络功能，从而实现网络的稳定运行、访问安全，以及复杂的网络应用。通常情况下，可为其指定IP地址信息，从而实现远程管理。 工作组交换机的选择 工作组交换机为固定配置，拥有24个或48个10/100Mb/s端口，为了实现与骨干交换机或其他工作组交换机的高速连接，甚至可以拥有2个1000Mb/s端口或插槽。如果企业网络对安全性要求不是很高，工作组交换机可以选用不可网管交换机(也称傻瓜交换机)。 但是随着网络规模的扩大，接入计算机数量的增多，骨干交换机和核心交换机必须选用可网管交换机，从而划分VLAN、隔离广播域，提高数据传输效率，保障对敏感部门(领导、财务等)的访问安全。 在选择工作组交换机时，应当注意以下几个方面： 可堆叠选择
目录 一、前言： (2) 二、总体方案设计： (2) 2.1、方案比较： (2) 2.2、方案论证： (3) 2.3、方案选择： (3) 三、单元模块设计： (4) 3.1、各单元模块： (4) 3.1.1用户接口电路 (4) 3.1.2语音处理单元 (4) 3.2、特殊器件的介绍 (5) 3.2.1交换芯片——MT8980 (5) 3.2.2、控制单元——AT89S51 (8) 3.3、MT8980与A T89S51的连接 (9) 四、硬件设计： (9) 五、系统调试： (11) 六、系统功能、参数指标： (11) 七、设计总结： (12) 八、致谢： (12) 参考文献 (12) 附录一、MT8980与A T89S51的连线图 (13)
一、前言： 通信网是由用户终端设备、传输设备和交换设备组成。它由交换设备完成接续，使网内任一用户可与其他用户通信。程控交换机是数字电话网、移动电话网及综合业务数字网中的关键设备，在通信网中起着非常重要的作用。而交换机的基本功能是实现任意入线与任意出线之间的互连，即实现任意两个用户之间的信息交换。为此，交换机的基本组成应包括接口、交换网络和控制系统玩个部分。接口的作用是将来自不同终端或其他交换机的各种传输信号转换成统一的交换机内部工作信号，并按信号的性质分别将信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络。交换网络的任务是实现各入、出线上信号的传递或接续。控制系统负责处理信令，按信令的要求控制交换网络完成接续，通过接口发送必要的信令，并协调整个交换机的工作。程控就是存储程序控制，程控交换是利用计算机软件进行控制的一种交换方式，故程控交换机是电子计算机控制的交换机。 二、总体方案设计： 2.1、方案比较： 方案一：小型程控交换机模拟了程控交换网中的电路交换的全过程，其基本结构可分为话路系统和控制系统两部分。整个系统主要由用户接口电路、语音处理单元和交换网络与中心控制单元组成。其原理框图如下小型程控交换机原理框图2.1.1所示： 图2.1.1：小型程控交换机原理框图
交换机类型 交换机的分类标准多种多样，常见的有以下几种： （一）局域网交换机和广域网交换机。 （二）以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、10千兆以太网交换机、ATM交换机、FDDI交换机和令牌环交换机。 （三） 企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、桌机型交换机。 （四） 固定端口交换机和模块化交换机。 （五） 第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。 （六）网管型交换机和非网管理型交换机。 交换机类型1 从网络覆盖范围划分交换机可以分为以下两类： 1、广域网交换机 广域网交换机主要是应用于电信城域网互联、互联网接入等领域的广域网中，提供通信用的基础平台。 2、局域网交换机 这种交换机就是我们常见的交换机了。局域网交换机应用于局域网络，用于连接终端设备，如服务器、工作站、集线器、路由器、网络打印机等网络设备，提供高速独立通信通道。 交换机类型2 根据交换机使用的网络传输介质及传输速度的不同我们一般可以将局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆（G位）以太网交换机、10千兆（10G位）以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。 1、以太网交换机 首先要说明的一点是，这里所指的“以太网交换机”是指带宽在100Mbps以下的以太网所用交换机。 以太网交换机是最普遍和便宜的，它的档次比较齐全，应用领域也非常广泛，在大大小小的局域网都可以见到它们的踪影。以太网包括三种网络接口：RJ－45、BNC和AUI，所用的传输介质分别为：双绞线、细同轴电缆和粗同轴电缆。不要以为一讲以太网就都是RJ －45接口的，只不过双绞线类型的RJ－45接口在网络设备中非常普遍而已。当然现在的交换机通常不可能全是BNC或AUI接口的，因为目前采用同轴电缆作为传输介质的网络现在已经很少见了，而一般是在RJ－45接口的基础上为了兼顾同轴电缆介质的网络连接，配上BNC或AUI接口。 2、快速以太网交换机 这种交换机是用于100Mbps快速以太网。快速以太网是一种在普通双绞线或者光纤上实现100Mbps传输带宽的网络技术。要注意的是，一讲到快速以太网就认为全都是纯正100Mps 带宽的端口，事实上目前基本上还是10／100Mbps自适应型的为主。同样一般来说这种快速以太网交换机通常所采用的介质也是双绞线，有的快速以太网交换机为了兼顾与其它光传输介质的网络互联，或许会留有少数的光纤接口“SC”。 3、千兆以太网交换机 千兆以太网交换机是用于目前较新的一种网络－－千兆以太网中，也有人把这种网络称之为“吉比特(GB)以太网”，那是因为它的带宽可以达到1000Mbps。它一般用于一个大型网
如上图，为两台三层交换机的应用场景，描述如下： 1．两台三层交换机分别安装在异地的主备两个网管机房，用于服务器与服务器之间、 服务器与客户端之间、以及服务器与网元间的数据交换。两台交换机通过两条FE通 道互联，接口为FE电接口 2．由于服务器和网元间采用RIP1协议交换路由，三层交换机必须支持RIP1协议 3．交换要求为，分为两组，第一组端口及IP地址如下表，上图中用蓝色表示，第一组 所有端口的IP地址在同一网段。 第 一 组 网管服务器1 LAN1口134.102.1.1/24 客户端1 LAN口134.102.1.2/24 网管服务器2 LAN1口134.102.1.3/24 客户端2 LAN口134.102.1.4/24 4．第二组端口及IP地址如下表，上图中用红色表示，其中备调网关网元IP地址与同组 内其他端口IP地址不在同一网段，需要通过RIP1协议来与同组内其他端口交换路由第 二 组 网管服务器1 LAN2口149.53.1.1/24 主调网关网元149.53.1.3/24 网管服务器2 LAN2口149.53.1.2/24 备调网关网元149.53.12.1/24 主干光传输网 主调网关 网元 备调网关 网元 通过FE通道连接 接口为FE电接口 134.102.1.1 LAN1 134.102.1.3 LAN1 134.102.1.4 LAN 149.53.1.3 149.53.1.1 LAN2 149.53.12.1 主用网管机房 网管服务器2 网管客户端2 备用网管机房网管客户端1网管服务器1 三层交换机134.102.1.2 LAN 149.53.1.2 LAN2 三层交换机
数字程控交换机的构成及分类 1 程控电话交换机的基本构成程控电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划分为两大部分：话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电路（如用户线接口和中继线接口电路等）和交换（或接续）网络；控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器，而在程控交换机中，控制设备则为电子计算机，包括中央处理器（CPU、存储器和输入/输出设备。程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机，它将各种控制功能与方法编成程序，存入存储器，利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制，管理整个交换系统的工作。 1.1交换网络交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，通过 控制部分 的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器（如纵横接线器、编码接线器、笛簧接线器等），在程控交换机中目前主要采用由电子开关阵列构成的空分交换网络、由存储器等电路构成的时分接续网络。 1.2用户电路用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连 接，通常 又称为用户线接口电路（SLIC，Subscriber Line Interface Circuit ）。根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有 多种类型，对于程控数字交换机来说，目前主要有与模拟话机连
接的模拟用户线电路（ALC及与数字话机、数据终端（或终端适配器）连接的数字用户线电路（DLC）。 1.3 出入中继器出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。对模拟中继接口单元（ATU），其作用是实现模拟中继线与交换网络的接口供给通话电源和信 口左 号音。 向控制设备提供所接收的线路信号。 数字中继线接口单元（DTU的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口，它通过PCM有关时隙传送中继线信令，完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。 数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生、帧调整、连零抑制、码型变换、告警处理、时钟恢复、帧同步搜索及局间信令插入与提取等，如同模拟用户电路的BORSCHT也可 将数字中继单元的上述8种功能概括为GAZPACHO 1.4 控制设备 控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。 程控交换机控制设备的主体是微处理器，通常按其配置与控制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。为了更好的适应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性，目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛采用部分或完全分布