三层交换机的基本原理

2017-5-27 18:21 |来自: 互联网 2675 0

摘要: 自协商：自协商功能允许一个网络设备将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端，并接受对方可能传递过来的相应信息。自协商功能完全由物理层芯片设计实现，因此并不使用专用数据报文或带来任何高层协议开销。 ...

自协商：

自协商功能允许一个网络设备将自己所支持的工作模式信息传达给网络上的对端，并接受对方可能传递过来的相应信息。自协商功能完全由物理层芯片设计实现，因此并不使用专用数据报文或带来任何高层协议开销。

在链路初始化时，自协商协议向对端设备发送16bit的报文并从对端设备接收类似的报文。自协商的内容主要包括速度、双工、流控等等，一方面通知对端设备自身可工作的方式，另一方面，从对端发来的报文中获得对端设备可以工作的方式

智能MDI/MDIX自识别：

以太网交换机的10/100M以太网口具备智能MDI/MDIX识别技术，可以自动识别连接的网线类型，用户不管采用普通网线或者交叉网线均可以正确连接设备，极大方便了用户的使用。用户也可以对端口进行配置，将其强制配置成MDIX或者MDI工作方式。

MDI/MDIX识别技术的实现是通过物理层芯片和变压器技术实现了该功能。物理层芯片内部的电子开关可以进行MDI和MDIX之间的智能切换，具有中心抽头的、收发对称的变压器保证了发送与接收通道的切换。

流控机制：

网络拥塞一般是由于速率不匹配（如100M向10M端口发送数据）和突发的集中传输而产生的，它可能导致这几种情况：延时增加、丢包、重传增加，网络资源不能有效利用。

IEEE 802.3x规定了一种64字节的“PAUSE”MAC控制帧的格式。当端口发生阻塞时，交换机向信息源发送“PAUSE”帧，告诉信息源暂停一段时间再发送信息。

在实际的网络中，尤其是一般局域网，产生网络拥塞的情况极少，所以有的厂家的交换机并不支持流量控制。高性能的交换机应支持半双工方式下的反向压力和全双工的IEEE802.3x流控。有的交换机的流量控制将阻塞整个LAN的输入，降低整个LAN的性能；高性能的交换机采用的策略是仅仅阻塞向交换机拥塞端口输入帧的端口，保证其他端口用户的正常工作。

POE供电：

802.3af标准定义了两种设备PSE和PD。

PSE power-sourcing equipment 供电设备。PSE可以细分为两种：一种是Midspan：POE功能在交换机外。另外一种是Endpoint：POE功能集成到交换机内。

PD Powered Device 受电设备。

另外，802.3af标准还定义了PI（Power Interface），即PSE/PD与网线的接口。目前支持两种方式：Alternative A 1,2,3,6（即采用信号线供电）和Alternative B 4,5,7,8（采用空闲线供电）。

一般来说，标准的PD设备必须支持两种受电方式，但PSE设备只需支持其中一种。

端口镜像：

端口镜像的主要作用就是查看网络中某个或某些端口流量，用于故障定位和分析。一般启动端口镜像功能的步骤是：

先设置一个监控端口，用于接网络分析仪器等设备

然后，在设定被监控或者镜像的端口。通过ASIC硬件将被镜像端口的流量原封不动地COPY到监控端口，进行分析。

设定为监控的端口也具有普通业务口的所有功能，能支持所有的业务。一般情况下，交换机只允许设置一个监控端口，但被镜像端口可以是多个或者一个。

端口镜像：

端口镜像的主要作用就是查看网络中某个或某些端口流量，用于故障定位和分析。一般启动端口镜像功能的步骤是：

先设置一个监控端口，用于接网络分析仪器等设备

然后，在设定被监控或者镜像的端口。通过ASIC硬件将被镜像端口的流量原封不动地COPY到监控端口，进行分析。

STP/RSTP/MSTP协议：

生成树协议主要是为了解决以下几个问题：

消除桥接网络中可能存在的路径回环；

对当前活动路径产生阻塞、断链等问题时提供冗余备份路径

生成树算法的基本思想是：在网桥之间传递特殊的消息，使之能够据此来计算生成树。这种特殊的消息称为“配置消息（Configuration BPDU）”或者“配置BPDU”。通过BPDU信息的传送，首先在网络中选出根交换机（也称根桥），然后计算各路径的优劣，打开（处于forwaring状态）或者阻塞（discarding状态）相应的链路。