11第十一课：cisco的第3层交换技术
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一：cisco的三层交换技术：
1.1：多层交换的概念：
1.1.1：多层交换是指交换机能够通过硬件来交换和路由选择数据包，并可能通过硬
件支持第4至7层交换。
1.2：多层交换的好处：
1.2.1：对于多层交换机，最重要的一点是原始的性能，多层交换机的数据包交换吞
吐量通常为数百万PPS（数据包/秒），而传统的路由器的吞吐量从10万PPS
提高到了100万PPS。
（注意：cisco的交换机使用硬件交换来达到如此高的
性能）
1.3：cisco的CEF：
1.3.1：交换机要执行硬件交换，路由处理（第3层引擎）必须将有关路由选择，交
换，访问控制列表，QOS等信息下载到硬件中，以便对数据包进行处理。
为完成多层交换（在硬件中处理数据包）cisoc交换机使用传统的多层交换
（传统的MLS）体系结构或基于CEF（快速转发）的MLS体系结构。
传统
的MLS是一种老化特性，而所有新型交换机都支持基于CEF的多层交换。
1.4：传统的MLS：
1.4.1：MLS可以使用ASIC（应用专用集成电路）能够对被路由的数据包执行第二
层重写操作，第二层重写包括重写源和目的MAC地址以及写入重新计算得
到的循环冗余校验（CRC）。
由于在第3层重写过程中，源和目的MAC地
址将改变，因此交换机必须根据新的MAC地址重新计算。
1.4.2：支持传统MLS的交换机实用一种MLS协议从MLS路由器哪里获悉第二层
重写信息，传统的MLS也被称为基于网流的交换，使用传统的MLS时，
第3层引擎（路由器）和交换ASIC协同工作，在交换机上建立第3层条目，
这种条目中包含源地址和目标地址或完整的流信息（第4层协议信息）
1.5：基于CEF的MLS
1.5.1：交换机使用基于CEF的MLS转发模式，将比如访问列表等控制平面信息（第
3层引擎，路由器）下载到监控引擎，端口或线路卡的数据平面（交换机来进行硬
件转发的硬件组，如：ASIC），以便对数据包进行转发。
1.5.2：CEF是一种基于拓扑的转发模型，它预先将所有的路由选择信息加入到转
发信息库（FIB）中，这样，交换机能够快速查找比如IP邻接关系以及下一跳IP
地址，和MAC地址等路由选择信息。
1.5.3：CEF的两个主要组件：
转发信息库：CEF使用FIB来作出基于IP目标前缀的转发决策。
FIB类似于路由表，包含IP路由表中的转发信息镜像，当网络拓扑发生变化时，
IP路由选择表将被更新，而这些变化在FIB中也能反映出来，FIB表中包
含下一跳地址信息，这些信息是根与IP路由表中的信息得到的，使用基
于CEF的MLS时，第3层引擎和硬件交换组件都要维护一个FIB。
●邻接关系表：在网络中，如果两个节点之间在数据链路层只有一跳，则它
们彼此相邻。
除FIB外，CEF还使用邻接关系表来存储第2层编地信息。
对于每个FIB条目，邻接关系表中都包含相应的第2层地址。
1.5.4：交换机并不支持以硬件方式路由选择所有类型的帧。
下面是常见的，不能以硬件方式交换的帧类型：
●包含IP报头选项的数据包
●前往、来自隧道接口的数据包
●使用的以太网封装类型不是APRA的数据包
●需要分段的数据包
ip routing (在全局下开启交换机的多层交换功能)
no sw (开启接口的三层属性)
int vlan vlan-ID (启用管理VLAN)。
