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1.如果数据帧的目的 MAC 地址是本交换机的 VLAN 接口 MAC 地址,交换机做三层转发
2.如果数据帧的目的 MAC 地址不是本交换机的 VLAN 接口 MAC 地址,交换机査找 MAC 地址表做 VLAN 内二层转发。
二层交换机和路由器在功能上的集成产生了三层交换机,三层交换机在功能上实现了VLAN 的划分、VLAN内部的二层交换和VLAN间路由的功能。在三层交换机中分别体现为二层VLAN转发引擎和三层转发引擎两个部分,二层VLAN转发引擎与支持VLAN的二层交换机的二层转发引擎是相同的,是用硬件支持VLAN内的快速二层转发;三层转发引擎使用硬件ASIC技术实现跨网段的三层路由转发。
交换机收到数据帧,先检查数据帧的VLAN属性,然后根据VLAN属性查找MAC地址表,交换机根据数据帧的目的 MAC地址来判断是做二层转发还是三层转发。如果数据帧的目的MAC地址是本交换机的VLAN接口 MAC地址,交换机查找IPFDB做三层转发,否则交换机查找 MAC地址表做VLAN内二层转发。
精确匹配交换机是在首包通过软件査找处理之后,再通过硬件完成后续报文的转发,但不能应对蠕虫病毒对路由造成的冲击;
最长匹配交换机通过硬件表项来代替软件路由表,在査找时遵循最长匹配原则,在网络蠕虫极其严重的情况下,仍然能保证 IP 报文的线速转发。
早期的三层交换机,其交换芯片多采用精确匹配的方式,它们的硬件三层表项中只包含身体的日的IP地址,并不带掩码信息。比如在转发日的I地址为2.1.1.2的报文时,通过软件查找匹配了非直连路由2.1.1.0/24,那么就将2:1.1.2的转发信息添加到ASICE片的IPFDB 表.如果继续来了目的IP地址为2.1.1.3的报文需要转发,则需要重新进行软件查找,并在 ASIC芯片的 IPFDB表中为2.1.1.3增加表项。
因此,通过多次地址学习,就可以把表项逐一加进来,这样后续的流量就可以直接查找IPFDB表,不需要通过CPU查找软件路由表。这就是三层交换机所谓的“一次路由,多次交换”。
由于精确匹配方式的三层交换机只能使用在网络比较稳定的情况下,不能像路由器那样很好的适应网络动荡的情况。所以,后期的三层交换机增加了对最长匹配方式的支持,即硬件三层表项中可同时包含IP地址和掩码,在查找时遵循最长匹配原则。
三是交换机的三层转发是基于硬件来实现的,最长匹配方式的三层交换机即使在加载大量路由、网络路由频繁波动、网络凝虫极其严重的情况下,仍然能保证IP报文的线速转发,因而可以保障正常业务的运行。
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