第5章 多层交换网络设备实现.ppt

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1、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

2、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(SpecialPacketTrap)：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,IGMPreport、leave等2层交换当交换机接收到数据时，首先判

3、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IGMPSnooping、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MAC地址表建立二层数据的处理流程目的地址（DestinationMAC）是单播目的地址（DestinationMAC）是组播0X01-XX-XX-XX-XX-XX0X01

4、-00-5E-XX-XX-XX目的地址（DestinationMAC）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、

5、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CPU队列I/O总线线卡线卡线卡共享总线式交换CPU总线线卡上的处理器和队列矩阵式

6、交换内部原理入口控制器控制处理器N*N包交换矩阵入口控制器入口控制器出口控制器出口控制器出口控制器入出1122334455MM入出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-LinkBlocking）我要右转可前面的直行车挡了我的路！！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

7、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FIBTableIPMCFDB表ForwardingDataBase、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0IP转发表又称为主机路由表L3Table、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

8、软件的RAM中的arp表由CPU维护，并且会和L3表随时同步IP转发表（主机路由表）ARP表L3表Mac地址IP地址L3接口号端口号Mac地址IP地址L3Table的格式IP转发表的建立IP转发表的建立IP转发表的建立2、ARP表10.1.1.211-11-11