레이어 3 스위칭 기술이란 무엇인가요?
범주: 컴퓨터/네트워크>> 인터넷
문제 설명:
3레이어 스위칭 기술이 무엇인지 알려줄 수 있는 사람
분석:
간단히 말해서 3레이어 스위칭 기술은 2레이어 스위칭 기술 + 3레이어 포워딩 기술입니다. 이는 네트워크 세그먼트가 LAN에서 분할된 후 네트워크 세그먼트의 서브넷이 관리를 위해 라우터에 의존해야 하는 문제를 해결하고 기존 라우터의 낮은 속도와 복잡성으로 인해 발생하는 네트워크 병목 현상 문제를 해결합니다.
3레이어 스위칭이란 무엇입니까?
3레이어 스위칭(다층 스위칭 기술 또는 IP 스위칭 기술이라고도 함)은 기존 스위칭 개념과 관련하여 제안됩니다. 우리 모두 알고 있듯이 기존 스위칭 기술은 OSI 네트워크 표준 모델의 두 번째 계층인 데이터 링크 계층에서 작동하는 반면, 3계층 스위칭 기술은 네트워크 모델의 세 번째 계층에서 데이터 패킷의 고속 전달을 실현합니다. 간단히 말해서 레이어 3 스위칭 기술은 레이어 2 스위칭 기술 + 레이어 3 포워딩 기술입니다.
3계층 스위칭 기술의 출현으로 LAN에서 네트워크 세그먼트가 분할된 후 네트워크 세그먼트의 서브넷이 라우터에 의존하여 관리되어야 하는 문제가 해결되었으며 네트워크 병목 현상 문제도 해결되었습니다. 기존 라우터의 느린 속도와 복잡성으로 인해 발생합니다.
레이어 3 스위칭 원리
레이어 3 스위칭 기능이 있는 장치는 레이어 3 라우팅 기능이 있는 레이어 2 스위치이지만 이 둘이 유기적으로 결합된 것은 아닙니다. 단순히 LAN 스위치에 라우터 장치의 하드웨어와 소프트웨어를 겹쳐 놓기만 하면 됩니다.
원칙은 다음과 같습니다. IP 프로토콜을 사용하는 두 사이트 A와 B가 레이어 3 스위치를 통해 통신한다고 가정합니다. 전송 사이트 A가 전송을 시작하면 자신의 IP 주소와 사이트 B의 IP 주소를 비교합니다. . 스테이션 B가 자신과 동일한 서브넷에 있는지 확인합니다. 대상 스테이션 B와 송신 스테이션 A가 동일한 서브넷에 있으면 레이어 2 전달이 수행됩니다. 두 사이트가 동일한 서브넷에 있지 않은 경우, 예를 들어 송신 스테이션 A가 대상 스테이션 B와 통신하기를 원하면 송신 스테이션 A는 ARP(주소 확인) 패킷을 "기본 게이트웨이"로 보내야 하며, "기본 게이트웨이"의 IP 주소는 실제로 레이어 3 스위치의 레이어 3 스위칭 모듈입니다. 송신 스테이션 A가 "기본 게이트웨이"의 IP 주소에 대한 ARP 요청을 브로드캐스트할 때, Layer 3 스위칭 모듈이 이전 통신 프로세스에서 스테이션 B의 MAC 주소를 이미 알고 있는 경우 B의 IP 주소로 송신 스테이션 A에 응답합니다. MAC 주소. 그렇지 않은 경우, 레이어 3 스위칭 모듈은 라우팅 정보를 기반으로 스테이션 B에 ARP 요청을 브로드캐스트합니다. 스테이션 B는 MAC 주소를 레이어 3 스위칭 모듈에 응답하고 이 주소를 저장합니다. 스테이션 A로 전송하고 동시에 B를 보냅니다. 스테이션의 MAC 주소는 레이어 2 스위칭 엔진의 MAC 주소 테이블로 전송됩니다. 이후 A가 B로 데이터 패킷을 보내면 모든 데이터 패킷이 레이어 2 스위칭으로 넘겨져 처리되며 정보는 고속으로 교환될 수 있다. 레이어 3 처리는 라우팅 프로세스 중에만 필요하고 대부분의 데이터는 레이어 2 스위칭을 통해 전달되므로 레이어 3 스위치의 속도는 매우 빠르고 레이어 2 스위치의 속도에 가깝지만 동시에 훨씬 낮습니다. 동일한 라우터의 가격.
레이어 3 스위치 유형
레이어 3 스위치는 처리하는 데이터에 따라 순수 하드웨어와 순수 소프트웨어라는 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
(1) 순수 하드웨어의 3계층 기술은 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 들지만 속도가 빠르고 성능이 좋으며 로드 용량이 강력합니다. 원칙은 ASIC 칩과 하드웨어를 사용하여 라우팅 테이블을 검색하고 새로 고치는 것입니다. 그림 1과 같습니다.
그림 1 순수 하드웨어 3계층 스위치의 원리
포트 인터페이스 칩이 데이터를 수신하면 먼저 계층 2 스위칭 칩에서 해당 대상 MAC 주소를 검색합니다. 발견되면 레이어 2 전달을 수행하고, 그렇지 않으면 데이터가 레이어 3 엔진으로 전송됩니다. 3계층 엔진에서는 ASIC 칩이 해당 라우팅 테이블 정보를 찾아 데이터의 목적지 IP 주소와 비교한 후 목적지 호스트로 ARP 패킷을 보내고 호스트의 MAC 주소를 획득한 후 전송한다. 두 번째 레이어 칩에 대한 MAC 주소입니다. 데이터 패킷은 레이어 2 칩에 의해 전달됩니다.
(2) 소프트웨어 기반의 3단 스위치 기술은 비교적 간단하지만 속도가 느리고 백본에 적합하지 않다. 원칙은 CPU를 사용하여 소프트웨어를 사용하여 라우팅 테이블을 검색하는 것입니다. 그림 2에 표시된 것처럼.
그림 2 소프트웨어 3계층 스위치의 원리
포트 인터페이스 칩이 데이터를 수신하면 먼저 계층 2 스위칭 칩에서 해당 대상 MAC 주소를 검색합니다. 발견되면 계층 2 전달을 수행합니다. 그렇지 않으면 데이터가 CPU로 전송됩니다. CPU는 해당 라우팅 테이블 정보를 검색하여 데이터의 대상 IP 주소와 비교한 후 대상 호스트로 ARP 패킷을 보내 호스트의 MAC 주소를 얻은 후 MAC 주소를 두 번째 계층 칩으로 보냅니다. , 패킷을 전달합니다. 저가형 CPU는 처리 속도가 느리기 때문에 이러한 유형의 3레이어 스위치는 처리 속도가 느립니다.
시장 제품 선택
최근 몇 년 동안 광대역 IP 네트워크 구축이 뜨거운 주제가 되었습니다. 레이어 3 스위치의 일부 특정 기술을 소개하기 위한 예로서 중간 크기의 집합 레이어입니다.
시중에 나와 있는 주류 액세스 레이어 3 스위치에는 주로 Cisco의 Catalyst 2948G-L3, Extreme의 Summit24 및 AlliedTelesyn의 Rapier24가 포함됩니다. 이러한 레이어 3 스위치 제품은 고유한 특성을 가지며 레이어 3 스위치의 대부분의 애플리케이션 기능을 포괄합니다. 물론 3층 스위치를 선택할 때 사용자는 Nortel Networks의 Passport/Acceler 시리즈 및 원래 Cabletron SSR 시리즈(Cabletron 분할 후)와 같이 위의 제품이나 다른 제조업체의 제품을 자신의 필요에 따라 판단하고 선택할 수 있습니다. 4개로 나뉘며, 대부분의 SSR 3레이어 스위치는 Riverstone Corporation), Avaya의 Cajun M 시리즈, 3Com의 Superstack3 4005 시리즈 등에 통합되었습니다. 또한 국내 네트워크 제조업체인 Digital China Network, TCL Network, Shanghai Radio and Television Yingxin, Unisoc Networks, Capitel 등도 모두 3레이어 스위치 제품을 출시했습니다. 레이어 3 스위치에 대해 보다 포괄적으로 이해하고 상황에 적합한 모델을 선택할 수 있도록 세 가지 제품을 아래에 소개합니다.
Cisco Catalyst 2948G-L3 스위치는 업계 표준 IOS와 결합된 완전한 솔루션을 제공합니다. 버전 12.0(10) 이상에서 IOS 액세스 제어 목록 ACL을 완벽하게 지원하고 핵심 Catalyst 6000과 협력하여 엔드투엔드 종합 광대역 도시 도메인 네트워크 구축(Catalyst 6000은 MSFC 모듈을 사용하여 다층 스위칭 서비스를 완성하고 RSM 라우팅 스위칭 모듈 사용을 중단했습니다. IOS 버전 6.1 이상에서는 ACL을 완전히 지원합니다.)
Extreme의 3레이어 스위칭 제품 솔루션은 고유한 이더넷 대역폭 할당 기능을 제공할 수 있습니다. 커팅 유닛은 500kbps 또는 200kbps이며, 고정 오디오 및 비디오 지연 전송을 달성할 수 있습니다.
AlliedTelesyn의 Rapier24 3레이어 스위치가 제공하는 PPPoE 기능은 사용자 인증 및 청구 방법을 강화하고 개선하며 다양한 액세스 네트워크에 적합하고 유연한 적용이 가능하며 서비스 선택 구현이 쉽습니다. 동시에 현재 사용자의 투자를 보호하며 NAT(Network Address Translation) 및 DHCP 서버 기능과 함께 사용할 수도 있어 많은 서비스 제공자에게 유망합니다.
요컨대 3단 스위치 구상부터 현재 대중적으로 활용되기까지 불과 몇 년이 걸렸지만, 실용화와 연계해 확장된 기능이 지속적으로 풍부해지고 있다. ASIC 하드웨어 칩 기술의 발전과 실제 응용의 촉진으로 3층 스위칭 기술과 제품도 더욱 발전할 것입니다.