路由器和三層交換機到底它們之間是什麼關係和差別？

[psac]

Q:

路由器和三層交換機到底它們之間是什麼關係和差別？
A:


三層交換機具有了路由器的部分功能。


簡單地說，三層交換機整合了簡單的路由功能。或是說裡面「放了」一隻小路由器。

呵呵~~~現代的區域網路基礎設施需要對通過網路邊界進行資料傳輸的問題提供一個新的解決辦
法，這就需要提供一種同時具有第二層交換機和區域網路路由器的功能，並且其時延小於傳
統的區域網路路由器的全新的設備。通常我們稱之為第三層交換機。

　　網路並非都關於乙太網，FDDI和ATM也是最常使用的區域網路骨幹技術。ATM網曾一度被看作是多媒體時代唯一的網路技術。



而許多其他技術諸如千兆乙太網，也具有成為
明天的區域網路骨幹技術的潛力。



有相當一部分的千兆乙太網交換機已經支持QoS和CoS，
並且提供了很高的帶寬，擁有傳輸聲音、圖像、多媒體資料等的能力。


雖然其QoS的穩定性還不如ATM，但其低價格和低複雜性則優於ATM技術，且易於與已有的網路產品相連接。


從上面的這些事實可以推斷出，任何要用於骨幹網的網路設備必須支持這些技術之間的互聯，並且提供在這些技術之間進行昇級的能力。

　　在過去，網路中的資料在一般情況下只有大約百分之二十是通過骨幹路由器與中央服務器或企業網路的其他部分進行通信，而在今天這個比例已經被提高到了百分之五十。

我們都知道，為了應付不斷增長的資料流量，共享介質型的網路紛紛被交換型網路所替代。


這種變化對原來用於網路分段的傳統路由器產生了直接的衝擊。


鑒於有如此之大的流量跨越 IP或 IPX子網，路由器事實上已經成為了網路傳輸的瓶頸。


原因是因為傳統的路由器更注重對多種介質類型和多種傳輸速度的支持，而目前資料緩衝和轉換能力比線速吞吐能力和低時延更為重要。雖然路由器的效能最近也得到了一定的提高——大約達到1Mpps—
—但採用這種路由器的費用也高得驚人。


　　現在市場上的主流第三層交換機主要有Cisco的Catalyst 2948G和3Com的CoreBuilder
3500等。


在選項第三層交換機時，用戶可根據自己的需要判斷並選項上述產品，下面我就
以上兩個產品進行介紹，使您能夠全面的瞭解主流第三層交換機，並針對自己的情況選項合適的機型。

　　Cisco Catalyst 948G-L3交換機是可以支持Internet傳輸協定（IP），網際網路包交換（IPX）和IP多路傳輸提供線速交換的類BIOS配置第三層（L3）乙太網交換機。


這種Catalyst交換機
可以為擁有適當連接阜密度的中型園區主幹提供所需的高效能。它非常適合於集中到多個配線間或作為其他主幹交換機（例如Catalyst 2900，Catalyst 3500、Catalyst 4000或Catalyst 5000交換機）的工作組交換機。

　　Catalyst 2948-L3交換機不僅為IP、IPX及IP多路傳輸提供無阻塞路由和交換，而且為非路由傳輸協定提供無阻塞路由和交換，同時也為非路由傳輸協定提供線速第二層交換。



例如

NetBIOS和DECnet局域傳輸（LAT）。


這種功能允許網路管理員可以通過Gatalyst 2948GO-L3擴展他們的多傳輸協定主幹網，而無需像僅採用IP交換機那樣通常需要建立並行網路。

　　Catalyst 2948G-L3具有以下特性：

　　* 48個專用10/100-Mbps乙太網連接阜以及2個支持千兆位接頭轉換器（GBIC）的1000BaseX千兆位乙太網連接阜；所有連接阜都擁有第三層交換功能。

　　* 高效能——超過IP、IPX交換機及IP多路傳輸的10Mbps第三層交換及路由。

　　* 22Gbps無阻塞交換光纖。

　　* 帶有Cisco IOS系統軟體的高效能CPU。

　　* 服務品質（Q o S）——帶有加權往返（WRR）調動的多個貯列。

　　* 關於標準Cisco Works2000應用程式的全面系統管理工具。

　　* 可選的冗余外部電源

　　該款交換機在需要線速第三層效能但是不需要眾多10/100Mbps乙太網連接阜的環境下非常理想。



另外也可作為為Catalyst 6000和Catalyst 8500系列交換機提供千兆位乙太網密度而佈署中小網路主幹。

　　Catalyst 2948G-L3可以提供超過10 Mbps的集合吞吐量。


這些資料速率是在每一個端口上利用高速套用專用整合化電路（ASIC）技術執行真正第三層交換的結果，不僅適用於IP和IPX流量，而且也適用於IP多路傳輸和橋接流量。



Catalyst 2948G-L3支持一個擁有22
Gbps帶寬的高效能體系結構。


交換光纖能夠同時以線速度支持所有48個10/100連接阜及2
個千兆位上行鏈路。

　　Catalyst 2948G-L3可以安裝在一個1.5RU機箱中，並可以配備一個可選的外部冗余電
源。


它支持22 Gbps的共享記憶體，完全無阻塞的交換光纖以及為第三層交換提供路由智能和關於不同連接阜的ASIC的高效能RISC處理器。


Catalst 2948G-L3使用專為Cisco 12000系列千兆位交換路由器（GSR），Catalyst 8500和Cisco 7500開發的Cisco Express Forwarding
(CEF)。



該技術提供關於整個網路拓撲圖（被分佈到每一個關於連接阜的ASIC）的第三層交換，這允許它自主作出交換決策，而無需集中性CPU的參與。

　　3Com結構獨特的CoreBuilder 3500也是一款優秀的第三層交換機。


它圍繞著以FIRE
ASIC為關鍵的第三代結構進行構築。

這一結構不僅僅提高了第二層交換的效能，更提供了 諸如第三層路由、組播、用戶可選的原則服務等等的更多能力和線速的效能水準。



第二層

和第三層在效能上的不匹配將不復存在。


真正的第三層交換式的網路結構既可實現第二層的效能，又能達到第三層的對網路的控制能力，而網路效能卻絲毫不受損害。

　　CoreBuilder 3500交換機使用先進的分佈式ASIC+RISC技術，提供了線速的第二層和第三層通信能力，總的資料吞吐量可以達到超過每秒四百萬個包。


由於使用了關於原則的
服務機制，支持服務品質（QoS）、服務類別（CoS），並使用動態流量分類的PACE技術和資源保留傳輸協定（RSVP），該交換機可以支持既時的多媒體網路通信，能更有效地提高吞吐率，減少時延並確保安全。



同時，由於交換機、HUB、網路卡採用了統一的系統環境，使交
換機的效能得到了很好的發揮，在乙太網環境下即可支持圖像傳輸。

　　此外，3Com CoreBuilder主要具有以下幾個特點：

　　動態可擴展的儲存器

　　該交換機高效能的潛力來自於存儲子系統的智能化設計。


它使用了FIRE，而且部分緩
沖存儲器直接與轉發引擎相關聯。


另外由於接頭模組是和各自的轉發引擎一起增加的，所
以存儲器也可以相應地擴展了。


存儲器並非靜態地結合於一個轉發引擎，而是對系統的所
有轉發引擎都有效。


這種物理上分佈但全局共享的存儲器帶來了效能上的巨大提高，尤其
是對組播傳輸效果更為明顯。

FIRE動態地根據接收到的包大小分配緩衝區，無論對大的包
還是對小的包都能得到大小合適的緩衝區。


這樣可以有效地使用存儲器，並且提高系統處理在大的突發資料流時的可靠性。


這些動態構築的緩衝區在每個連接阜和公共存儲池兩級上進行分配。



這種安排使 FIRE能夠使得在發生突發資料流時可以有效地更改每個連接阜緩衝
區的大小而又不至於耗盡資源，其結果是以出色的效能提高了網路效率。

　　先進的排隊機構

　　傳統的區域網路交換器使用單個先入先出貯列緩衝輸出，當貯列滿時將丟棄超出的部分。


為了減少這種情況，貯列必須比較大，這就造成了時延的增大。


這些性質使得其難以套用於既時或多媒體網路套用。針對此種情況，3Com引入了PACE技術。


PACE技術在同一個乙太網上提供了不同類型的服務，並可控制時延和抖動。

FIRE結構使用了PACE技術，引入了四級輸出貯列，以滿足更多傳輸類別的需要。



加權的公平貯列(WFQ)算法可以在更加
頻繁地為高優先級的貯列進行服務的同時也保證低優先級貯列的服務。

　　自動流量分類

　　FIRE能夠指導其包處理流水線針對用戶定義的不同類型的傳輸進行區分。這些用戶定
義的優先級設定是在晶片級實現的。其結果表現在縮短的時延，高優先級的傳輸和避免擁
擠。


AutoClass引導流水線將資料流進行分類並賦予其關於貯列的優先級。



該操作與介質無關，能適用於乙太網、FDDI和ATM。


AutoClass能辨認諸如SNAP和LLC的資料連接封
裝，也能區分傳輸協定類型，如IP、UDP、TCP的源位址、目的位址及共知的連接阜。


除了預設
的分類，對802.1p和802.1Q服務的映射也可作為一種分類。



為了使傳輸管理的分類更加簡單，TranscendWare網路管理程序提供對分類和貯列的簡單的配置方式。


　　在大型網路中，尤其是龐大的運輸管理資訊系統，安全性是非常關鍵的。CoreBuilder
3500第三層交換機支持安全級別及虛擬子網的劃分。


考慮到一個部門可能分散在不同樓
內，在3500交換機中虛擬網路的劃分不是按所處的位置，而是按套用部門劃分虛擬子網，而且每個子網路的安全級別不同，允許安全級別高的部門對安全級別低的部門進行訪問，反之則不能。


這樣不僅可以使資訊按部門流轉，使流量控制得以實現，同時也起到了安全
隔離的作用。


另外3Com的設備具有防盜功能，可通過網管系統將未用的連接阜禁止掉，避
免通過傳輸協定分析儀對網路的攻擊，防止機密資訊洩露。