某移動公司信息安全培訓(xùn)以太網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用

1以太網(wǎng)技術(shù)及運用linkenpark@1262TCP/IP協(xié)議與應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用IP網(wǎng)絡(luò)的配置與管理路由協(xié)議概述TCP/IP協(xié)議與運用3以太網(wǎng)技術(shù)開展L2以太網(wǎng)交換L3以太網(wǎng)交換L4—7以太網(wǎng)交換以太網(wǎng)測試評價以太網(wǎng)1.以太網(wǎng)的開展1970年(Xerox)公司初次開發(fā)以太網(wǎng)Ethernet〕1976年Xerox建造了一個傳輸速率為2.94Mbps的CSMA/CD系統(tǒng)。他們在一根通訊電纜上銜接了100多臺個人任務(wù)站，該系統(tǒng)就稱為以太網(wǎng)1980年，DEC、Intel和Xerox〔DIX〕共同開發(fā)、起草了10Mb/s速率的以太網(wǎng)規(guī)范EthernetV11985年，對第一版進展改良，公布了EthernetV2IEEE802任務(wù)組以EthernetV2為根底，制定了802.3CSMA/CD局域網(wǎng)規(guī)范。以太網(wǎng) 規(guī)范公布以來，以太網(wǎng)技術(shù)的運用越來越廣泛，據(jù)IDC組織1996年統(tǒng)計，全世界運用以太網(wǎng)技術(shù)的用戶占83%為滿足新的網(wǎng)絡(luò)運用對網(wǎng)絡(luò)高帶寬的需求，IEEE802委員會又開發(fā)了高速以太網(wǎng)規(guī)范。100M快速以太網(wǎng) 1G高速以太網(wǎng)交換以太網(wǎng)1999年3月高速研討開發(fā)組〔HSSG〕又開場投入10Gb/s以太網(wǎng)技術(shù)的研討，估計2002年10Gbps以太網(wǎng)的規(guī)范即將公布。以太網(wǎng)2.以太網(wǎng)的技術(shù)特性基帶網(wǎng)，基帶傳輸技術(shù)規(guī)范:IEEE802.3介質(zhì)訪問控制方法：CSMA/CD共享型網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上的一切站點共享傳輸媒體和帶寬。帶寬利用率低，普通為30%，達40%時，網(wǎng)絡(luò)的呼應(yīng)速度明顯降低。廣播式網(wǎng)絡(luò)〔broadcastnetwork〕，具有廣播式網(wǎng)絡(luò)的全部特點。以太網(wǎng)僅有一條通訊信道，由網(wǎng)絡(luò)上的一切機器共享分組或包，可以被任何機器發(fā)送并被其他一切的機器接納分組發(fā)出后，網(wǎng)絡(luò)上的每一臺機器都會接受和處置它，根據(jù)目的地址決議是接納還是丟棄采用曼徹斯特編碼方案，快速以太網(wǎng)采用4B/5B；8B/10B編碼方案。傳輸介質(zhì)50Ω基帶粗/細同軸電纜、UTP和光纖以太網(wǎng)拓撲構(gòu)造:總線型和星型傳輸速率:10/100/1000/10000Mbps可變長幀64bytes-1514bytes。技術(shù)先進，但很簡單以太網(wǎng)技術(shù)成熟，價錢低廉、易擴展、易維護、易管理。3.以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方法CSMA/CD ALOHA、CSMA/CD、TokenRing CSMA/CD—CarrierSenseMultipleAccess /CollisionDetect具有沖突檢測(CD)功能的載波監(jiān)聽多路訪問(CSMA)以太網(wǎng)１〕特性典型的隨機訪問技術(shù)，也是一種爭用型技術(shù)CSMA/CD是IEEE802.3的中心協(xié)議，也是以太網(wǎng)所采用的協(xié)議。２〕任務(wù)原理監(jiān)聽信道—在傳送數(shù)據(jù)前，先偵聽信道，檢測信道上能否有載波信號假設(shè)無載波信號，表示信道空閑，可立刻發(fā)送假設(shè)有載波信號，表示信道忙，須等待以太網(wǎng)載波監(jiān)聽協(xié)議1-繼續(xù)CSMA 信道忙，就繼續(xù)等待，直到監(jiān)聽到信道空閑 IEEE802.3規(guī)范和以太網(wǎng)都適用于1-繼續(xù)CSMA/CD非繼續(xù)CSMA 信道忙，不再偵聽信道，等待一個隨機時間后,再重新監(jiān)聽信道，直到信道空信道利用率高，時延大沖突檢測當(dāng)信道空閑時，邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測沖突。以太網(wǎng)當(dāng)站點檢測到?jīng)_突信號時，就立刻取消傳送，發(fā)送一個短的干擾信號JAM〔阻塞信號〕，加強沖突信號然后等待一個隨機時間后，再重新嘗試傳送，重傳次數(shù)最多為16次延遲時間的計算規(guī)那么 二進制指數(shù)退避〔Backoff〕算法 公式：t=rT 其中：0r2K k=min(n,10)n=碰撞次數(shù)

以太網(wǎng) n10k=nn10k=10T=碰撞槽時間〔Slottime)Slottime是在幀的發(fā)送過程中，發(fā)生碰撞時間的上限Slottime2S/媒體傳輸速度+2tphyS=總線媒體長度tphy=物理層延時結(jié)論：隨機延遲時間確定與網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳輸時延和重傳次數(shù)有關(guān)以太網(wǎng) 發(fā)送規(guī)那么預(yù)備發(fā)送站監(jiān)聽信道信道空閑進入第步信道忙，就前往到第步邊傳輸數(shù)據(jù)邊檢測沖突信號，無沖突完成傳輸如有沖突那么進入第步發(fā)送阻塞信號，然后等待一個時間間隙，再前往第步，預(yù)備發(fā)送站監(jiān)聽信道傳輸數(shù)據(jù)并檢測沖突信號信道忙檢測到?jīng)_突無沖突傳輸完成發(fā)送JAM信號按Backoff戰(zhàn)略等待以太網(wǎng)碰撞次數(shù)過多〔過失處置〕媒體忙碰撞發(fā)送終了N16YYYNNNN發(fā)送勝利發(fā)Jim碰撞次數(shù)N+1延遲隨機時間t幀預(yù)備好開場發(fā)送幀停頓發(fā)送〔構(gòu)成碎片〕發(fā)送流程圖以太網(wǎng)接納規(guī)那么網(wǎng)上的站點，假設(shè)不發(fā)送幀，都處在接納形狀，只需媒體上有幀在傳輸，這些站點都會接納幀接納幀后，首先判別能否為幀碎片〔碰撞〕，假設(shè)是那么丟棄；否那么進入識別目的MAC地址，假設(shè)不是本站地址那么丟棄；是本站地址，那么進入第步判別幀校驗序列能否有效 假設(shè)無效—有傳輸錯誤〔多位、丟位或CRC過失〕 假設(shè)有效—那么進入第步確定長度/類型字段，字段0600H,為類型字段字段0600H為長度字段，假設(shè)是長度字段，需判別類型/長度能否正確，假設(shè)正確，接納勝利局域網(wǎng)技術(shù)—以太網(wǎng)接納流程圖接納完成CRC正確幀碎片目的地址符合YYNNNN有另外位開場接納接納幀NYCRC錯N對準(zhǔn)錯YY長度否N長度正確YY長度錯正確接納按類型處置以太網(wǎng)4.以太網(wǎng)與快速以太網(wǎng)規(guī)范1〕以太網(wǎng)規(guī)范 10Base-510Base-210Base-T10Base-F2)快速以太網(wǎng)規(guī)范IEEE802.3u(1995年6月)100Base-T(100Base-TX和100Base-T4〕 100Base-X(100Base-TX和100Base-FX〕

以太網(wǎng)媒體訪問控制以太網(wǎng)特點傳輸速率為100Mbps，是10Base-T的10倍3、4、5類無屏蔽雙絞線傳輸速率高與以太網(wǎng)完全兼容、易晉級、易擴展快速以太網(wǎng)依然是共享媒體、共享網(wǎng)絡(luò)帶寬支持全雙工操作，最高速率到達200Mbps傳輸間隔短，網(wǎng)絡(luò)直徑必需小于等于205米。不能提供質(zhì)量保證效力〔QOS〕IEEE802.12(100VG-AnyLAN〕 按需優(yōu)先級〔Demandpriority〕介質(zhì)訪問方法。

交換式以太網(wǎng)1.共享式與交換式以太網(wǎng)(SwitchingEthernet)共享式以太網(wǎng) 交換式以太網(wǎng)共享傳輸通道 獨占傳輸通道共享帶寬 獨占帶寬 只允許一對站點通訊 允許多對站點同時通系統(tǒng)帶寬固定， 拓寬整個系統(tǒng)帶寬端口多帶寬低 端口多帶寬高每個站平均帶寬= 系統(tǒng)帶寬=系統(tǒng)帶寬/n 交換機端口帶寬n提高帶寬采取的措施 靈敏的接口速度 —網(wǎng)絡(luò)微段化 高度的可擴展性和網(wǎng) 絡(luò)延展性 交換式以太網(wǎng)共享式帶來的問題交換式的優(yōu)點不能提供足夠的帶寬 能提供足夠的帶降低了帶寬利用率 提高了帶寬利用添加了網(wǎng)絡(luò)延時 高度的可擴展性和網(wǎng)絡(luò)延展影響了網(wǎng)絡(luò)效率 可劃分VALN2.以太網(wǎng)交換機〔LANSwitch〕交換機是交換式局域網(wǎng)的中心設(shè)備 二層交換機〔幀交換〕 三層交換機〔IP交換〕 四層或多層交換

交換式以太網(wǎng)3.第三層交換 第三層交換技術(shù)〔IP交換技術(shù)〕是把路由功能和交換功能相結(jié)合的技術(shù) 第三層交換機是一種具有第三層路由功能的數(shù)據(jù)交換設(shè)備目的：提高路由器的分組轉(zhuǎn)發(fā)速度，處理傳統(tǒng)路由器 構(gòu)成的傳輸瓶頸問題 1〕路由器的功能 路由—跨越互聯(lián)網(wǎng)，把信息從源端傳送到目的端根本功能交換式以太網(wǎng)途徑選擇—確定到達目的端的下一跳路由器 地址數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)—一級一級的傳送數(shù)據(jù)，直到目的端其他功能流量控制、擁塞控制計費網(wǎng)絡(luò)管理交換式以太網(wǎng)ABRouter1Router2Router3傳送到：：目的主機〔網(wǎng)絡(luò)地址〕

Router1〔物理地址〕數(shù)據(jù)包傳送到：目的主機〔網(wǎng)絡(luò)地址〕

Router2〔物理地址〕數(shù)據(jù)包傳送到：目的主機〔網(wǎng)絡(luò)地址〕

Router3〔物理地址〕傳送到：目的主機〔網(wǎng)絡(luò)地址〕

目的主機〔物理地址〕數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包交換式以太網(wǎng)4.VLAN(虛擬局域網(wǎng))1)什么是VLAN虛擬網(wǎng)〔邏輯網(wǎng)〕是以交換式網(wǎng)絡(luò)為根底，把網(wǎng)絡(luò)上的用戶〔終端設(shè)備〕分為假設(shè)干個邏輯任務(wù)組，每個邏輯的虛擬任務(wù)組就是一個VLANVLAN在邏輯上等價于廣播域?qū)LAN類比成一組客戶任務(wù)站的集合。這些任務(wù)站可以處在不同的物理網(wǎng)絡(luò)上，它們不受物理位置的限制。２〕虛擬網(wǎng)的優(yōu)勢不用路由器可以抑制廣播信息，控制網(wǎng)絡(luò)上的廣播風(fēng)暴交換式以太網(wǎng)加強網(wǎng)絡(luò)的平安性減少站點的挪動和改動位置的開銷 當(dāng)終端設(shè)備挪動時，無須修正它的IP地址。 在更改用戶所參與的虛擬網(wǎng)時，不用改動物理銜接宏大的靈敏性 網(wǎng)絡(luò)的定義和劃分與物理位置和物理銜接無關(guān)經(jīng)過相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)軟件可按業(yè)務(wù)功能、網(wǎng)絡(luò)運用、組織機構(gòu)等靈敏的建立和配置虛擬網(wǎng)提供動態(tài)組織任務(wù)環(huán)境的功能，簡化了網(wǎng)絡(luò)的物理構(gòu)造提高管理效率、集中式管理才干交換式以太網(wǎng)虛擬任務(wù)組,絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)流量都限制在VLAN廣播域內(nèi)部了。 ３〕虛擬網(wǎng)的技術(shù)特性虛擬網(wǎng)技術(shù)是OSI第二層的技術(shù)每個VLAN等效于一個廣播域虛擬網(wǎng)是一個獨立的邏輯網(wǎng)絡(luò)，都有獨一的子網(wǎng)號。虛擬網(wǎng)之間通訊，必需經(jīng)過路由器轉(zhuǎn)發(fā)4〕虛擬網(wǎng)的標(biāo)識VLAN號〔VLANID〕2-1000VLAN名〔VLANname〕SAID關(guān)于平安標(biāo)識100000+VLAN號 如：VLAN60SAID=100060交換式以太網(wǎng)物理大樓圖書館文科樓VLAN1VLAN2VLAN3VLAN3VLAN2快速以太網(wǎng)交換機TrunkTrunkTrunkVLANTrunk路由器VLAN1交換式以太網(wǎng)5)虛擬網(wǎng)中繼〔VLANTrunk〕 交換機與交換機之間，交換機與路由器之間的一條物理鏈路，這條物理鏈路可以傳輸多個虛擬網(wǎng)數(shù)據(jù)，也就是在一條物理鏈路上可以運載多個VLAN信息6)VLAN的劃分方法基于端口劃分VLAN按交換機端口定義VLAN成員每個端口只能屬于一個VLAN基于MAC地址劃分VLAN按每個銜接到交換機設(shè)備的MAC地址〔物理地址〕定義VLAN成員。 交換式以太網(wǎng)基于第三層協(xié)議類型或地址劃分VLAN按照網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類型〔TCP/IP、IPX、DECNE按網(wǎng)絡(luò)地址〔如：IP的子網(wǎng)地址〕7)VLAN規(guī)范 IEEE802.10 IEEE802.1Q(1996年3月)dot1q ISL(Cisco)8)如何配置VLAN 配置義務(wù)包括：配置VTP定義VLAN分配VLANVTP(VlanTrunkProtocol)的配置在配置VLAN之前，首先決議在網(wǎng)絡(luò)中能否運用VTP千兆以太網(wǎng) 千兆以太網(wǎng)(GE-GigabitEthernet)1.千兆以太網(wǎng)的技術(shù)特點傳輸速率高，傳輸速率：1Gbps網(wǎng)絡(luò)帶寬高，提供獨享1Gbps帶寬與以太網(wǎng)的幀格式、幀大小〔64字節(jié)-1518字節(jié)〕完全一樣，僅僅是速度快仍采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法,僅在載波時間和槽時間等方面有些改良與以太網(wǎng)完全兼容,現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)運用均能在千兆以太網(wǎng)上運轉(zhuǎn)千兆以太網(wǎng)支持全雙工操作，最高速率可以到達2Gbps千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)采用8B/10B編碼方案，并以1.25G波特的速率在信道上發(fā)送信號，以到達1Gbps的傳輸速率。技術(shù)簡單,不用專門培訓(xùn)技術(shù)人員就能管好網(wǎng)絡(luò)依托RSVP、IEEE802.1P、IEEE802.1Q技術(shù)規(guī)范，提供質(zhì)量保證效力(QOS-QulityOfService)，支持多媒體信息的傳輸RSVP〔ResourceReservationProtocol)—資源預(yù)留協(xié)議，按需分配帶寬有很好的網(wǎng)絡(luò)擴展才干，易晉級，易擴展對于傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信息有極佳的性能主要運用于主干網(wǎng)，是主干網(wǎng)的主流技術(shù)千兆以太網(wǎng)2.千兆以太網(wǎng)的體系構(gòu)造與功能模塊MAC子層—實現(xiàn)CSMA/CD、全雙工/半雙工處置、 幀格式與IEEE802.3一致PHY層—編碼/譯碼、收發(fā)器、傳輸媒體、與媒體 無關(guān)的接口編碼/譯碼8B/10B公用于無屏蔽雙絞線的編碼/譯碼方案收發(fā)器長波光纖激光傳輸器—單模和多模光纖短波光纖激光傳輸器—多模光纖銅線收發(fā)器—屏蔽雙絞線和無屏蔽雙絞線千兆以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)單模和多模光纖—支持全雙工與半雙工無屏蔽雙絞線/屏蔽雙絞線—半雙工3.千兆以太網(wǎng)物理層規(guī)范規(guī)定了4種介質(zhì)規(guī)范1〕1000Base-X 采用8B/10B編碼方案 支持全雙工/半雙工 3種類型收發(fā)器、傳輸媒體1000Base-SX短波長激光光纖系統(tǒng)規(guī)范1000Base-LX長波長激光光纖介質(zhì)系統(tǒng)規(guī)范1000Base-CX短銅線介質(zhì)系統(tǒng)規(guī)范千兆以太網(wǎng)2)1000Base-T長銅線介質(zhì)系統(tǒng)規(guī)范 5類UTP雙絞線 100米介質(zhì)訪問控制子層MAC支持全雙工和半雙工千兆介質(zhì)獨立接口1000BASE-X8B/10B編碼/解碼1000BASE-T銅線物理層編碼/解碼1000BASE-X1300nm單/多模1000BASE-LX850nm光纖1000BASE-SXUTP收發(fā)器1000BASE-T25米單模光纖3km多模光纖300-500米5類UTP100米千兆以太網(wǎng)4.千兆以太網(wǎng)規(guī)范1〕規(guī)范化組織IEEE802.3z任務(wù)組 1996年3月成立擔(dān)任研討千兆以太網(wǎng)技術(shù)并制定相應(yīng)的規(guī)范千兆以太網(wǎng)聯(lián)盟GEA GEA(GigabieEthernetAlliance)—是個開放論壇，其目的是促進千兆以太網(wǎng)技術(shù)開展過程中的工業(yè)協(xié)作。GEA開創(chuàng)成員有11家公司，還有28家公司加盟，目前盟員已達百余個2〕IEEE802.3z千兆以太網(wǎng)規(guī)范 1995年 開場開發(fā)千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng) 1996年3月成立了802.3z千兆以太網(wǎng)任務(wù)組 1998年6月公布了IEEE802.3z規(guī)范千兆以太網(wǎng)規(guī)范制定的目的允許半雙工和全雙工操作，傳輸速率為1Gbps運用IEEE802.3以太網(wǎng)的幀格式運用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法，每個沖突域只能有一個中繼器〔Repeater〕地址反向與10Base、100Base技術(shù)兼容802.3z定義了三種介質(zhì)系統(tǒng)1000Base-SX1000Base-X1000Base-LX1000Base-CX千兆以太網(wǎng)1000Base-X1000Base-X其物理層的編碼/譯碼方案一樣，都是8B/10B三種介質(zhì)不同的收發(fā)器—傳輸媒體及媒體桑所采用的信號源不同1000Base-SX—是一種在收發(fā)器上運用短波激光〔SWL〕作為信號源的媒體技術(shù)傳輸介質(zhì)：多模光纖介質(zhì)〔62.5m和50m〕不支持單模光纖收發(fā)器上的光纖激光傳輸器的激光波長：770—860nm〔普通800nm)千兆以太網(wǎng)最大的鏈路間隔： 62.5m的多模光纖，全雙工為275米50m的多模光纖，全雙工為525米光纖銜接器：SC1000Base-LX—是一種在收發(fā)器上運用長波激光〔LWL〕作為信號源的媒體技術(shù)傳輸介質(zhì)： 9m10m單模 62.5m50m多模光纖收發(fā)器上的光纖激光傳輸器的激光波長： 1270—5nm〔普通1300nm〕千兆以太網(wǎng)最大間隔： 多模光纖：全雙工為550米 單模光纖：全雙工為3公里光纖銜接器：SC1000Base-CX—短間隔銅線千兆以太網(wǎng)規(guī)范傳輸介質(zhì) 屏蔽雙絞線〔不符合ISO11801規(guī)范STP)，150最大鏈路間隔：25米介質(zhì)銜接器：9針的D微型銜接器 HSSC銜接器—IEC-60807-3千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)２〕IEEE802.3ab 1000Base-T—5類UTP千兆以太網(wǎng)規(guī)范 1997年3月 成立IEEE802.3ab任務(wù)組 1999年6月 正式公布IEEE802.3ab規(guī)范1000Base-T規(guī)范傳輸介質(zhì)：4對5類UTP傳輸間隔：100米網(wǎng)絡(luò)直徑：200米與10Base-T、100Base-T完全兼容4.運用實例 CiscoGBIC〔GigabitEthernetInterfaceCarrier)規(guī)范千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)

GBIC波長光纖類型光纖芯徑光纖帶寬MHZ/Km最大傳輸距離WS-5484SX850nmMMF62.5m62.5m50m50m160200400500220M275M500M550MWS-5486LX1300nmSMFMMF9/10m62.5m50m50m50040050010KM550M550M550MWS-5487ZX1550nmSMF70-100KM1000Base-ZX1250Mbaud8B/10B單模光纖70-100公里留意：間隔25公里時，在兩端的接納線上要插入10db衰減器 25km間隔50km插入5db衰減器萬兆以太網(wǎng)1.萬兆以太網(wǎng)規(guī)范IEEE802.3ae只支持光纖介質(zhì)只任務(wù)在全雙工，不再運用CSMA/CD仍采用IEEE802.3協(xié)議,一樣的幀格式和幀大小物理層有局域網(wǎng)規(guī)范和廣域網(wǎng)規(guī)范采用XAUI接口規(guī)范8B/10B編碼方案傳輸間隔1310nm單模光纖2-10公里 1550nm單模光纖40公里 多模光纖WWDM300m 單模光纖WWDM 10公里TCP/IP協(xié)議與運用45以太網(wǎng)技術(shù)開展L2以太網(wǎng)交換L3以太網(wǎng)交換L4—7以太網(wǎng)交換以太網(wǎng)測試評價交換與轉(zhuǎn)接路由 網(wǎng)絡(luò)由傳輸系統(tǒng)和中間結(jié)點組成，當(dāng)信源和信宿間沒有線路直接相連時，信源發(fā)出的信息先到達與之相連的中間結(jié)點，再從該中間結(jié)點傳到下一個中間結(jié)點〔假設(shè)需求的話〕，直到到達信宿，這個過程稱為轉(zhuǎn)接，相互轉(zhuǎn)接稱為交換；如何確定信息經(jīng)過的傳輸系統(tǒng)和結(jié)點的集合即途徑，就是所謂的路由問題。轉(zhuǎn)接〔路由〕問題：交換問題：網(wǎng)絡(luò)結(jié)點網(wǎng)絡(luò)結(jié)點OSI低三層設(shè)備、邏輯與數(shù)據(jù)構(gòu)造路由器/三層交換機交換機/網(wǎng)橋集線器/中繼器1層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層包〔PACKET〕幀〔FRAME〕比特〔BIT〕2層3層INF-LOADMAC-ADDRIP-ADDR分組構(gòu)造：二層交換路由及三層交換地址與交換、路由根本概念：第三層〔網(wǎng)絡(luò)層〕交換是相對于OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層〔即數(shù)據(jù)鏈路層〕的交換概念而提出的。而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，三層交換機就是“二層交換機+基于硬件的路由器〞。第二層和第三層交換技術(shù)具有“路由器的功能、交換機的性能〞的三層交換機雖然同時具有二層交換和三層路由的特性，但是三層交換機與路由器在構(gòu)造和性能上還是存在很大區(qū)別的。在構(gòu)造上，三層交換機更接近于二層交換機，只是實現(xiàn)了部分路由器的功能。三層交換機的本質(zhì)特點：三層交換機的設(shè)備特點及運用為IP設(shè)計的，接口類型簡單，擁有很強的三層包處置才干，價錢又比一樣速率的路由器低得多，適用于大規(guī)模局域網(wǎng)絡(luò)。從硬件上看，在第三層交換機中，與路由器有關(guān)的第三層路由硬件模塊，也插接在高速背板/總線上。在大規(guī)模局域網(wǎng)中，為了減小廣播風(fēng)暴的危害，必需把大型局域網(wǎng)按功能或地域等要素劃分成多個小局域網(wǎng)，這樣必然導(dǎo)致不同子網(wǎng)間的大量互訪，而單純運用第二層交換技術(shù)，卻無法實現(xiàn)子網(wǎng)間的互訪。三層交換機的選擇要點1．注重滿配置時的吞吐量;2．分布式優(yōu)于集中式不同品牌的交換機所采用的交換機技術(shù)也不同，主要可分為集中式和分布式兩類;3．性能穩(wěn)定第三層交換機多用于骨干和會聚層，假設(shè)性能不穩(wěn)定，那么會涉及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的大部分主機，甚至整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);4．功能齊全,如組播、QoS以及能否支持RIP、OSPF等路由協(xié)議。二層交換機的設(shè)備特點及運用根據(jù)MAC地址進展轉(zhuǎn)發(fā)，并將這些MAC地址與對應(yīng)的端口；從硬件上看，第2層交換機的接口模塊都是經(jīng)過高速背板/總線〔速率可高達幾十Gbps〕交換數(shù)據(jù)的主要用在小型局域網(wǎng)中，機器數(shù)量在100臺以下，這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，廣播包影響不大，二層交換機的快速交換功能、多個接入端口和低廉價錢，為小型網(wǎng)絡(luò)用戶提供了完善的處理方案。二層交換機的主要選擇要點(1)1.背板帶寬：背板帶寬是指交換機接口處置器或接口卡和數(shù)據(jù)總線間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)量;2.吞吐率：在選擇交換機時普通要把背板帶寬和吞率綜合思索;3.端口速率：除了背板帶寬、吞吐率等，端口速率也是衡量交換機的一項重要目的。如今的端口速度有:10M、10/100M、1000M、10/100/1000M。4.端口密度：端口密度越大的交換機，其單端口本錢能夠越小;5.VLAN支持：不同廠商的設(shè)備對VLAN的支持才干不同，支持VLAN的數(shù)量也不同;6.MAC地址數(shù)量：指交換機MAC地址表中可以最多存儲的MAC地址數(shù)量。二層交換機的主要選擇要點(2)選擇二層和三層交換機的關(guān)鍵在于：一、局域網(wǎng)之間能否需求互防；二、局域網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和方式。TCP/IP協(xié)議與運用58以太網(wǎng)技術(shù)開展L2以太網(wǎng)交換L3以太網(wǎng)交換L4—7以太網(wǎng)交換以太網(wǎng)測試評價四層交換技術(shù)第四層交換中數(shù)據(jù)包的傳輸不僅僅根據(jù)MAC地址(第二層交換)或源/目的IP地址(第三層路由),還根據(jù)TCP/UDP端口地址(第四層地址)，也就是說第四層交換除了思索三層的邏輯地址外還要思索對端口地址的處置。好像上面所描畫的那樣，端口地址代表了不同的業(yè)務(wù)協(xié)議，所以第四層交換不僅僅進展了物理上的交換，還包括了業(yè)務(wù)上的交換。所以說第四層交換的交換域是由源端和終端IP地址、TCP和UDP端口共同決議。因此，第四層交換機是真正的“會話交換機〞。59四層交換技術(shù)由于帶有業(yè)務(wù)信息，所以第四層交換機就帶有了業(yè)務(wù)智能，可以做出向何處轉(zhuǎn)發(fā)會話傳輸流的決議。對于Internet效力提供商或內(nèi)容提供商來說，第四層交換的這個功能是尤其重要的。不斷增長的負荷和需求的出現(xiàn)，使得用單臺效力器處置運用效力的構(gòu)造已成為過去，普通網(wǎng)絡(luò)的效力提供商采用多種不同系統(tǒng)來構(gòu)架一種運用的大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)在很多效力器上進展鏡像復(fù)制。第四層交換在這樣的情況下是大有可為的，可以將會話轉(zhuǎn)入性能最正確的目的機器上。60四層交換技術(shù)第四層交換尤其可以運用在以單一虛擬IP地址(VIP)來代表整個效力器集群的情況下。具有第四層功能的交換機可以起到與效力器相銜接的"虛擬IP"(VIP)前端的作用。每臺效力器和支持單一或通用運用的效力器組都配置同樣的一個VIP地址。這個VIP地址作為對外提供一致效力的目的地。當(dāng)某用戶懇求運用時，用戶懇求的數(shù)據(jù)包先經(jīng)過第三層路由器發(fā)送到具有第四層交換功能的交換機，然后第四層交換機可以根據(jù)會話和運用層信息做出轉(zhuǎn)發(fā)決議，將用戶的懇求根據(jù)不同的規(guī)那么轉(zhuǎn)發(fā)到"最正確"的效力器上。將"最正確"效力器地址中的IP取代VIP，并將銜接懇求傳給相應(yīng)效力器。因此，第四層交換技術(shù)是用于傳輸數(shù)據(jù)和實現(xiàn)多臺效力器間負載平衡的理想機制。61四層交換技術(shù)第四層交換技術(shù)經(jīng)過硬件來實現(xiàn)可以做成第四層交換機，它可以實現(xiàn)基于端到端的效力質(zhì)量要求對一切聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的負載進展細致的平衡，以保證客戶機與效力器之間數(shù)據(jù)平滑地流動。第四層交換技術(shù)的關(guān)鍵問題是如何確定傳輸流轉(zhuǎn)發(fā)給哪臺最可用的效力器，也就是戰(zhàn)略選擇問題。選擇戰(zhàn)略可以根據(jù)不同的需求來制定，對高優(yōu)先權(quán)的業(yè)務(wù)應(yīng)首先保證它的QoS，將這種業(yè)務(wù)引向最大可利用的效力器中。而QoS要求小的就可以作為普通負載處置。目前運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法實如今學(xué)習(xí)中動態(tài)的調(diào)整戰(zhàn)略是一種非常好的實現(xiàn)方法。62七層交換技術(shù)第七層交換技術(shù)可以定義為數(shù)據(jù)包的傳送不僅僅根據(jù)MAC地址(第二層交換)或源/目的IP地址(第三層路由)以及根據(jù)TCP/UDP端口(第四層地址)，而是可以根據(jù)內(nèi)容(表示/運用層)進展。這樣的處置更具有智能性，交換的不僅僅是端口，還包括了內(nèi)容，因此，第七層交換機是真正的"運用交換機"。63七層交換技術(shù)這類具有第七層認(rèn)知的交換機可以運用在很多方面，比如保證不同類型的傳輸流被賦予不同的優(yōu)先級。它可以對傳輸流進展過濾并分配優(yōu)先級，使他不用依賴于業(yè)務(wù)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來到達這些目的，譬如，網(wǎng)絡(luò)電子商務(wù)提供商運用80端口提供用戶效力，但是對于不同的Web懇求他們希望不同對待，比如閱讀普通商品的Web懇求的級別比用戶發(fā)出的定購Web懇求要低一些，而且處置起來也不一樣。這樣需求識別80端口中的詳細的URL內(nèi)容來進展判別，賦予不同的優(yōu)先權(quán)交換到不同的處置器上去。更進一步,能夠需求對不同級別的用戶的Web懇求給予不同QoS優(yōu)先權(quán)，這樣就需求對數(shù)據(jù)懇求的內(nèi)容進展識別，這時候?qū)粨Q的智能要求就非常高了。64七層交換技術(shù)目前關(guān)于第七層交換功能還沒有詳細的規(guī)范。第七層交換功能和目前很多類似的技術(shù)具有很大的互補性，它可以和其他的網(wǎng)絡(luò)效力調(diào)和地共存。但是第七層交換和類似的處理方案之間最大的優(yōu)勢，也就是交換技術(shù)具有的最大優(yōu)勢，就是高速而且不影響智能處置。采用第七層交換技術(shù)可以以交換的線速度做出更智能性的傳輸流內(nèi)容的決策。用戶將自在地根據(jù)得到的信息就各類傳輸流和其目的地做出決策，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)訪問，為最終用戶提供更好的效力65TCP/IP協(xié)議與運用66以太網(wǎng)技術(shù)開展L2以太網(wǎng)交換L3以太網(wǎng)交換L4—7以太網(wǎng)交換以太網(wǎng)測試評價可擴展性測試目的：是驗證CE所能提供的帶寬及隧道處置才干。對于帶寬測試，可以基于RFC2544的測試方法[4]，測試被測方案能否支持快速以太網(wǎng)(FE)、千兆以太網(wǎng)(GE)以及萬兆以太網(wǎng)(10GE)接口的線速轉(zhuǎn)發(fā)。

隧道處置才干測試主要是驗證被測方案可配置的內(nèi)外層隧道數(shù)量。在進展隧道數(shù)量測試時，需求被測方案開啟隧道維護機制，只需滿足了50ms維護倒換時間的測試結(jié)果才是有意義的數(shù)值。對于不同的處理方案，隧道的定義也不盡一樣。對于PBT技術(shù)，外層隧道經(jīng)過骨干網(wǎng)VLAN(B-VLAN)標(biāo)識，內(nèi)層隧道經(jīng)過骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)虛例標(biāo)識(I-SID)標(biāo)識；對于T-MPLS技術(shù)和VPLS技術(shù)，內(nèi)外層隧道可經(jīng)過內(nèi)外層多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)標(biāo)簽來標(biāo)識；對于加強以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)，內(nèi)外層隧道那么是經(jīng)過運營商橋接(PB)技術(shù)的內(nèi)外層VLAN標(biāo)簽來標(biāo)識。在測試時需求驗證被測方案支持的最大隧道數(shù)量以及在單隧道下支持的最大業(yè)務(wù)數(shù)量(即多業(yè)務(wù)復(fù)用隧道的才干)。67可靠性測試目的：是驗證被測方案能否支持50ms的電信級隧道維護倒換時間。維護倒換時間是丟包數(shù)與數(shù)據(jù)包發(fā)送速率的比值。端到端隧道發(fā)生倒換的觸發(fā)條件較多，包括鏈路缺點、端口缺點、節(jié)點缺點等，在測試時對這些觸發(fā)條件應(yīng)分別進展測試，相應(yīng)的操作可以包括拔出光纖、封鎖轉(zhuǎn)發(fā)端口、封鎖設(shè)備電源、拔出設(shè)備主用主控板卡等。為了模擬真實的網(wǎng)絡(luò)情況，在進展維護倒換測試時，應(yīng)根據(jù)設(shè)備情況配置較大數(shù)量的隧道，加載較高的數(shù)據(jù)流量，并使這些流量盡量平均分布在不同的隧道中?？煽啃詼y試采用的網(wǎng)絡(luò)拓撲可以根據(jù)技術(shù)實現(xiàn)采用環(huán)形、網(wǎng)狀或雙歸銜接等方式。在采用環(huán)形組網(wǎng)時，需對相交、相切等多環(huán)拓撲分別進展測試。在測試時應(yīng)針對單播隧道和組播隧道的維護倒換分別進展測試，以驗證被測方案對單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)的維護情況。在進展維護倒換測試時還應(yīng)驗證在隧道恢復(fù)回切時能否有丟包的景象發(fā)生68效力質(zhì)量測試目的：是驗證被測方案能否能滿足電信級的效力質(zhì)量要求。效力質(zhì)量測試主要包括訪問控制戰(zhàn)略、QoS流標(biāo)志戰(zhàn)略、接入控制戰(zhàn)略以及隊列調(diào)度機制等方面。訪問控制戰(zhàn)略的測試是測試被測方案對二、三、四層流量能否能正確配置訪問控制戰(zhàn)略，同時還需求驗證被測方案在配置了ACL后的轉(zhuǎn)發(fā)性能能否遭到影響。流標(biāo)志戰(zhàn)略測試是測試被測方案能否能根據(jù)流標(biāo)志戰(zhàn)略對數(shù)據(jù)流進展QoS標(biāo)志或重標(biāo)志。QoS標(biāo)志可以基于802.3、802.1ah、MPLS或IP效力類別(ToS)/差分效力(DiffServ)來進展。接入控制戰(zhàn)略測試是測試被測設(shè)備能否支持對接入流量基于承諾信息速率(CIR)或峰值信息速率(PIR)進展接入速率控制以及所能控制的帶寬粒度。隊列調(diào)度機制測試是測試被測方案能否支持優(yōu)先級隊列(PQ)、加權(quán)公平隊列(WFQ)/加權(quán)輪循效力(WRR)等優(yōu)先級隊列調(diào)度機制。在進展效力質(zhì)量測試測試，需對單層QoS戰(zhàn)略和層次化QoS戰(zhàn)略分別進展測試。對效力質(zhì)量的測試可以參見MEF14[5]。69業(yè)務(wù)支持才干測試目的：是驗證被測方案能否支持以太網(wǎng)專線(E-Line)、多點到多點以太網(wǎng)(E-LAN)、樹形以太網(wǎng)(E-TREE)、時分復(fù)用(TDM)等業(yè)務(wù)類型。在進展E-LAN業(yè)務(wù)測試時應(yīng)重點關(guān)注被測方案創(chuàng)建E-LAN業(yè)務(wù)的方式并驗證其對于遠端媒體接入控制(MAC)地址的學(xué)習(xí)方式。在進展E-TREE業(yè)務(wù)測試時應(yīng)驗證各葉子節(jié)點之間能否能實現(xiàn)相互隔離，并驗證被測方案經(jīng)過E-TREE業(yè)務(wù)虛現(xiàn)組播的功能。在進展TDM業(yè)務(wù)測試時，需對TDM的時延、抖動及誤碼性能進展測試，測試端口可以根據(jù)設(shè)備支持情況選擇成幀E1、非成幀E1以及通道化STM-1等。另外，還應(yīng)對被測方案支持TDM時鐘同步的功能進展測試，測試的內(nèi)容包括對電路仿真業(yè)務(wù)(CES)業(yè)務(wù)的時鐘同步功能、同步以太網(wǎng)的時鐘功能以及IEEE1588時間同步功能等方面的測試。對業(yè)務(wù)支持才干的測試可以參見MEF9[6]、MEF18[7]、MEF19[8]。70業(yè)務(wù)管理測試業(yè)務(wù)管理測試主要包括兩方面的內(nèi)容：對網(wǎng)管系統(tǒng)的測試以及對OAM機制的測試。前者應(yīng)基于缺點、配置、計費、性能和平安(FCAPS)功能模塊，主要包括拓撲發(fā)現(xiàn)、業(yè)務(wù)創(chuàng)建、缺點監(jiān)測、性能管理等方面的內(nèi)容，測試時經(jīng)過網(wǎng)管系統(tǒng)創(chuàng)建的業(yè)務(wù)需求發(fā)送模擬業(yè)務(wù)