第5节多层交换网络设备实现07.pptVIP

第五章多层交换网络设备技术实现 大纲 多层交换的设备的分类 二层交换设备的交换原理 多层交换设备的交换原理 多层交换的设备的分类 单板的多层交换设备 由机箱和模块组成的多层交换设备 通过板卡设计来满足用户的需求 二层交换设备的交换原理 二层交换设备的硬件结构 二层交换设备的软件结构 二层交换设备的关键的表项 二层数据的处理流程 二层交换设备的硬件结构 二层交换设备的硬件结构 交换芯片ASIC 存放各种寄存器、交换表，如端口状态、单播表、组播表、VLAN表等，控制交换机进行数据的接收、维护和转发，由硬件组成，是整个交换机的核心； CPU 交换机的处理器，用于处理用户指令、协议运行等； 二层交换设备的硬件结构 PHY 控制交换机的数据比特流和电气设备信号的协商、转换 SDRAM 交换机内存，用于系统软件的运行和配置序列的存放 ，如交换机的ARL软件表、show命令时显示的信息 FLASH 闪存，用于保存系统文件和配置文件 二层交换设备的软件结构 二层交换设备的软件结构 接口模块 特殊数据包陷阱(Special Packet Trap)：当交换机接收到数据时，首先判断其是否为特殊数据包，如果是则直接发送给CPU处理，特殊数据包包括如ARP请求, STP,IGMP report、leave等 2层交换 当交换机接收到数据时，首先判断其是否为特殊数据包，如果不是则发送给交换机芯片处理，交换机芯片会根据MAC表和VLAN表对该数据包进行处理，如果二层表中没有该数据包的信息，则发送给CPU处理 二层交换设备的软件结构 CPU包含模块 驱动 接口映射层 二层协议 IGMP Snooping、STP、GVRP、LACP 管理模块 Telnet、HTTP、SNMP、TFTP、FTP、配置管理 二层交换设备的关键的表项 二层数据的处理流程 目的地址（Destination MAC）是单播 目的地址（Destination MAC）是组播 0X01-XX-XX-XX-XX-XX 0X01-00-5E-XX-XX-XX 目的地址（Destination MAC）是广播 0XFF-FF-FF-FF-FF-FF 二层单播帧的数据转发流程 二层组播帧的数据转发流程 二层广播帧的数据转发流程 多层交换设备的交换原理 多层交换设备的硬件结构 多层交换设备的软件结构 多层交换设备的相关表项 多层交换设备的数据处理流程 多层交换设备的硬件结构 非模块化多层交换设备的硬件结构 模块化交换机模块的硬件结构 非模块化多层交换设备的硬件结构 非模块化多层交换设备的硬件结构 交换机芯片ASIC是三层芯片，且内存有所增加 交换芯片ASIC 存放各种寄存器、交换表，如端口状态、单播表、组播表、VLAN表等，控制交换机进行数据的接收、维护和转发，由硬件组成，是整个交换机的核心； CPU 交换机的处理器，用于处理用户指令、协议运行等； PHY 控制交换机的数据比特流和电气设备信号的协商、转换 SDRAM 交换机内存，用于系统软件的运行和配置序列的存放 ，如交换机的ARL软件表、show命令时显示的信息 FLASH 闪存，用于保存系统文件和配置文件 模块化交换机模块的硬件结构 模块化交换机交换结构 计算机内存交换 共享总线式交换 矩阵式交换 计算机内存交换 共享总线式交换 矩阵式交换 模块化交换机交换结构 －Crossbar 单Crossbar芯片方式 多Crossbar芯片方式 不完全多级交换 完全的多级交换 －Crosspoint 单Crossbar芯片方式 多Crossbar芯片方式 不完全多级Crossbar结构问题 头包阻塞（Head-of-Link Blocking） Crosspoint 多层交换设备的软件结构 多层交换设备的软件结构 交换机芯片中增加了 三层表 三层转发表 硬件路由表 当接收到的三层数据包满足IP转发表或者硬件路由表中的某表项时，可直接由交换机芯片转发出去，而不再必须经过交换机的CPU完成三层转发， 在CPU的模块中也增加了有关路由的模块 RIP/OSPF 组播部分增加了DVMRP 多层交换设备的相关表项 FDB表 IP转发表 FIB Table IPMC FDB表 Forwarding Data Base、MAC地址表 特殊的MAC地址（网关的MAC地址），在L3位置1，普通的MAC地址会在L3位置0 IP转发表 又称为主机路由表 L3 Table、ARP表 一个是存储在芯片本身自带的ram中L3表 一个是存贮在软件的RAM中的arp表 由CPU维护，并且会和L3表随时同步 L3 Table的格式 IP转发表