rsm協議
❶ 三層交換機的工作原理
隨著Internet的發展,區域網和廣域網技術得到了廣泛的推廣和應用。數據交換技術從簡單的電路交換發展到二層交換,從二層交換又逐漸發展到今天較成熟的三層交換,以致發展到將來的高層交換。
三層交換技術就是:二層交換技術+三層轉發技術。它解決了區域網中網段劃分之後,網段中子網必須依賴路由器進行管理的局面,解決了傳統路由器低速、復雜所造成的網路瓶頸問題。
三層交換(也稱多層交換技術,或IP交換技術)是相對於傳統交換概念而提出的。眾所周知,傳統的交換技術是在OSI網路標准模型中的第二層——數據鏈路層進行操作的,而三層交換技術是在網路模型中的第三層實現了數據包的高速轉發。簡單地說,三層交換技術就是:二層交換技術+三層轉發技術。
三層交換技術的出現,解決了區域網中網段劃分之後,網段中子網必須依賴路由器進行管理的局面,解決了傳統路由器低速、復雜所造成的網路瓶頸問題。
二層交換技術從網橋發展到VLAN(虛擬區域網),在區域網建設和改造中得到了廣泛的應用。第二層交換技術是工作在OSI七層網路模型中的第二層,即數據鏈路層。它按照所接收到數據包的目的MAC地址來進行轉發,對於網路層或者高層協議來說是透明的。它不處理網路層的IP地址,不處理高層協議的諸如TCP、UDP的埠地址,它只需要數據包的物理地址即MAC地址,數據交換是靠硬體來實現的,其速度相當快,這是二層交換的一個顯著的優點。但是,它不能處理不同IP子網之間的數據交換。傳統的路由器可以處理大量的跨越IP子網的數據包,但是它的轉發效率比二層低,因此要想利用二層轉發效率高這一優點,又要處理三層IP數據包,三層交換技術就誕生了。
一個具有三層交換功能的設備,是一個帶有第三層路由功能的第二層交換機,但它是二者的有機結合,並不是簡單地把路由器設備的硬體及軟體疊加在區域網交換機上。
第三層交換工作在OSI七層網路模型中的第三層即網路層,是利用第三層協議中的IP包的包頭信息來對後續數據業務流進行標記,具有同一標記的業務流的後續報文被交換到第二層數據鏈路層,從而打通源IP地址和目的IP地址之間的一條通路。這條通路經過第二層鏈路層。有了這條通路,三層交換機就沒有必要每次將接收到的數據包進行拆包來判斷路由,而是直接將數據包進行轉發,將數據流進行交換。
其原理是:假設兩個使用IP協議的站點A、B通過第三層交換機進行通信,發送站點A在開始發送時,把自己的IP地址與B站的IP地址比較,判斷B站是否與自己在同一子網內。若目的站B與發送站A在同一子網內,則進行二層的轉發。若兩個站點不在同一子網內,如發送站A要與目的站B通信,發送站A要向“預設網關”發出ARP(地址解析)封包,而“預設網關”的IP地址其實是三層交換機的三層交換模塊。當發送站A對“預設網關”的IP地址廣播出一個ARP請求時,如果三層交換模塊在以前的通信過程中已經知道B站的MAC地址,則向發送站A回復B的MAC地址。否則三層交換模塊根據路由信息向B站廣播一個ARP請求,B站得到此ARP請求後向三層交換模塊回復其MAC地址,三層交換模塊保存此地址並回復給發送站A,同時將B站的MAC地址發送到二層交換引擎的MAC地址表中。從這以後,當A向B發送的數據包便全部交給二層交換處理,信息得以高速交換。由於僅僅在路由過程中才需要三層處理,絕大部分數據都通過二層交換轉發,因此三層交換機的速度很快,接近二層交換機的速度,同時比相同路由器的價格低很多。
三層交換機可以根據其處理數據的不同而分為純硬體和純軟體兩大類。
(1)純硬體的三層技術相對來說技術復雜,成本高,但是速度快,性能好,帶負載能力強。其原理是,採用ASIC晶元,採用硬體的方式進行路由表的查找和刷新。如圖1所示。
圖1
純硬體三層交換機原理
當數據由埠介面晶元接收進來以後,首先在二層交換晶元中查找相應的目的MAC地址,如果查到,就進行二層轉發,否則將數據送至三層引擎。在三層引擎中,ASIC晶元查找相應的路由表信息,與數據的目的IP地址相比對,然後發送ARP數據包到目的主機,得到該主機的MAC地址,將MAC地址發到二層晶元,由二層晶元轉發該數據包。
(2)基於軟體的三層交換機技術較簡單,但速度較慢,不適合作為主幹。其原理是,採用CPU用軟體的方式查找路由表。如圖2所示。
圖2
軟體三層交換機原理
當數據由埠介面晶元接收進來以後,首先在二層交換晶元中查找相應的目的MAC地址,如果查到,就進行二層轉發否則將數據送至CPU。CPU查找相應的路由表信息,與數據的目的IP地址相比對,然後發送ARP數據包到目的主機得到該主機的MAC地址,將MAC地址發到二層晶元,由二層晶元轉發該數據包。因為低價CPU處理速度較慢,因此這種三層交換機處理速度較慢。
近年來寬頻IP網路建設成為熱點,下面以適合定位於接入層或中小規模匯聚層的第三層交換機產品為例,介紹一些三層交換機的具體技術。在市場上的主流接入第三層交換機,主要有Cisco的Catalyst
2948G-L3、Extreme的Summit24和AlliedTelesyn的Rapier24等,這幾款三層交換機產品各具特色,涵蓋了三層交換機大部分應用特性。當然在選擇第三層交換機時,用戶可根據自己的需要,判斷並選擇上述產品或其他廠家的產品,如北電網路的Passport/Acceler系列、原Cabletron的SSR系列(在Cabletron一分四後,大部分SSR三層交換機已並入Riverstone公司)、Avaya的Cajun
M系列、3Com的Superstack3
4005系列等。此外,國產網路廠商神州數碼網路、TCL網路、上海廣電應確信、紫光網聯、首信等都已推出了三層交換機產品。下面就其中三款產品進行介紹,使您能夠較全面地了解三層交換機,並針對自己的情況選擇合適的機型。
Cisco
Catalyst
2948G-L3交換機結合業界標准IOS提供完整解決方案,在版本12.0(10)以上全面支持IOS訪問控制列表
ACL,配合核心Catalyst
6000,可完成端到端全面寬頻城域網的建設(Catalyst
6000使用MSFC模塊完成其多層交換服務,並已停止使用RSM路由交換模塊,IOS版本6.1以上全面支持ACL)。
Extreme公司三層交換產品解決方案,能夠提供獨特的乙太網帶寬分配能力,切割單位為500kbps或200kbps,服務供應商可以根據帶寬使用量收費,可實現音頻和視頻的固定延遲傳輸。
AlliedTelesyn公司Rapier24三層交換機提供的PPPoE特性,豐富和完善了用戶認證計費手段,可適合多種接入網路,應用靈活,易於實現業務選擇,同時又保護目前用戶的已有投資,另可配合NAT(網路地址轉換)和DHCP的Server等功能,為許多服務供應商看好。
總之,三層交換機從概念的提出到今天的普及應用,雖然只歷經了幾年的時間,但其擴展的功能也不斷結合實際應用得到豐富。隨著ASIC硬體晶元技術的發展和實際應用的推廣,三層交換的技術與產品也會得到進一步發展。
三層交換技術可以在乙太網交換機和ATM交換機中實現,其實現的原理一樣,但實現的復雜程度稍有不同,封裝方式不同。
基於不同的考慮,各公司的產品在具體的實現上略有不同,採用的晶元也有不同,有的公司採用ASIC,有的採用RISC,有的採用網路處理器等等。當然,採用不同等級的晶元,對數據包的轉發效率,網路流量的控制和三層交換機的整體性能是有影響的。
在當今信息高速發展過程中,三層交換機廣泛地應用到了一些大型企業網和教育網中,尤其是ATM交換機在網路建設中更為火爆,廣泛地深入到了網路的骨幹層、匯聚層和接入層。
建立大容量的三層交換系統是當今網路設備製造商的當務之急,中興通訊公司的寬頻網路產品ZXB10系列正是基於這種考慮而研製出的,具有三層交換技術業務的ZXB10系列包括四個品種,即ZXB10-BX:寬頻核心交換機;ZXB10-AX:
寬頻接入交換機;
ZXB10-MX:
寬頻業務復用器;ZXB10-SX:寬頻業務接入器,均屬於ATM交換機系列。
❷ 二層交換機與三層交換機在組網上有什麼區別
簡單的講二層交換機工作在數據鏈路層(第二層),三層交換機工作在網路層(第三層)
二層交換機 二層交換技術是發展比較成熟,二層交換機屬數據鏈路層設備,可以識別數據包中的MAC地址信息,根據MAC地址進行轉發,並將這些MAC地址與對應的埠記錄在自己內部的一個地址表中。具體的工作流程如下:
(1) 當交換機從某個埠收到一個數據包,它先讀取包頭中的源MAC地址,這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個埠上的;
(2) 再去讀取包頭中的目的MAC地址,並在地址表中查找相應的埠;
(3) 如表中有與這目的MAC地址對應的埠,把數據包直接復制到這埠上;
(4) 如表中找不到相應的埠則把數據包廣播到所有埠上,當目的機器對源機器回應時,交換機又可以學習一目的MAC地址與哪個埠對應,在下次傳送數據時就不再需要對所有埠進行廣播了。
不斷的循環這個過程,對於全網的MAC地址信息都可以學習到,二層交換機就是這樣建立和維護它自己的地址表。
從二層交換機的工作原理可以推知以下三點:
(1) 由於交換機對多數埠的數據進行同時交換,這就要求具有很寬的交換匯流排帶寬,如果二層交換機有N個埠,每個埠的帶寬是M,交換機匯流排帶寬超過N×M,那麼這交換機就可以實現線速交換;
(2) 學習埠連接的機器的MAC地址,寫入地址表,地址表的大小(一般兩種表示方式:一為BEFFER RAM,一為MAC表項數值),地址表大小影響交換機的接入容量;
(3) 還有一個就是二層交換機一般都含有專門用於處理數據包轉發的ASIC (Application specific Integrated Circuit)晶元,因此轉發速度可以做到非常快。由於各個廠家採用ASIC不同,直接影響產品性能。
三層交換機 三層交換機就是具有部分路由器功能的交換機,三層交換機的最重要目的是加快大型區域網內部的數據交換,所具有的路由功能也是為這目的服務的,能夠做到一次路由,多次轉發。對於數據包轉發等規律性的過程由硬體高速實現,而象路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能,由軟體實現。
應用背景
出於安全和管理方便的考慮,主要是為了減小廣播風暴的危害,必須把大型區域網按功能或地域等因素劃成一個個小的區域網,這就使VLAN技術在網路中得以大量應用,而各個不同VLAN間的通信都要經過路由器來完成轉發,隨著網間互訪的不斷增加。單純使用路由器來實現網間訪問,不但由於埠數量有限,而且路由速度較慢,從而限制了網路的規模和訪問速度。基於這種情況三層交換機便應運而生,三層交換機是為IP設計的,介面類型簡單,擁有很強二層包處理能力,非常適用於大型區域網內的數據路由與交換,它既可以工作在協議第三層替代或部分完成傳統路由器的功能,同時又具有幾乎第二層交換的速度,且價格相對便宜些。
在企業網和教學網中,一般會將三層交換機用在網路的核心層,用三層交換機上的千兆埠或百兆埠連接不同的子網或VLAN。不過應清醒認識到三層交換機出現最重要的目的是加快大型區域網內部的數據交換,所具備的路由功能也多是圍繞這一目的而展開的,所以它的路由功能沒有同一檔次的專業路由器強。畢竟在安全、協議支持等方面還有許多欠缺,並不能完全取代路由器工作。
在實際應用過程中,典型的做法是:處於同一個區域網中的各個子網的互聯以及區域網中VLAN間的路由,用三層交換機來代替路由器,而只有區域網與公網互聯之間要實現跨地域的網路訪問時,才通過專業路由器。
三層交換機工作原理
三層交換技術就是二層交換技術+三層轉發技術。傳統的交換技術是在OSI網路標准模型中的第二層——數據鏈路層進行操作的,而三層交換技術是在網路模型中的第三層實現了數據包的高速轉發。應用第三層交換技術即可實現網路路由的功能,又可以根據不同的網路狀況做到最優的網路性能。
為什麼使用三層交換機?
1、網路骨幹少不了三層交換
要說三層交換機在諸多網路設備中的作用,用「中流砥柱」形容並不為過。在校園網、城域教育網中,從骨幹網、城域網骨幹、匯聚層都有三層交換機的用武之地,尤其是核心骨幹網一定要用三層交換機,否則整個網路成千上萬台的計算機都在一個子網中,不僅毫無安全可言,也會因為無法分割廣播域而無法隔離廣播風暴。
如果採用傳統的路由器,雖然可以隔離廣播,但是性能又得不到保障。而三層交換機的性能非常高,既有三層路由的功能,又具有二層交換的網路速度。二層交換是基於MAC定址,三層交換則是轉發基於第三層地址的業務流;除了必要的路由決定過程外,大部分數據轉發過程由二層交換處理,提高了數據包轉發的效率。
三層交換機通過使用硬體交換機構實現了IP的路由功能,其優化的路由軟體使得路由過程效率提高,解決了傳統路由器軟體路由的速度問題。因此可以說,三層交換機具有「路由器的功能、交換機的性能」。
2、連接子網少不了三層交換
同一網路上的計算機如果超過一定數量(通常在200台左右,視通信協議而定),就很可能會因為網路上大量的廣播而導致網路傳輸效率低下。為了避免在大型交換機上進行廣播所引起的廣播風暴,可將其進一步劃分為多個虛擬網(VLAN)。但是這樣做將導致一個問題:VLAN之間的通信必須通過路由器來實現。但是傳統路由器也難以勝任VLAN之間的通信任務,因為相對於區域網的網路流量來說,傳統的普通路由器的路由能力太弱。
而且千兆級路由器的價格也是非常難以接受的。如果使用三層交換機上的千兆埠或百兆埠連接不同的子網或VLAN,就在保持性能的前提下,經濟地解決了子網劃分之後子網之間必須依賴路由器進行通信的問題,因此三層交換機是連接子網的理想設備。
使用三層交換機的好處:
除了優秀的性能之外,三層交換機還具有一些傳統的二層交換機沒有的特性,這些特性可以給校園網和城域教育網的建設帶來許多好處,列舉如下。
1、高可擴充性
三層交換機在連接多個子網時,子網只是與第三層交換模塊建立邏輯連接,不像傳統外接路由器那樣需要增加埠,從而保護了用戶對校園網、城域教育網的投資。並滿足學校3~5年網路應用快速增長的需要。
2、高性價比
三層交換機具有連接大型網路的能力,功能基本上可以取代某些傳統路由器,但是價格卻接近二層交換機。現在一台百兆三層交換機的價格只有幾萬元,與高端的二層交換機的價格差不多。
3、內置安全機制
三層交換機可以與普通路由器一樣,具有訪問列表的功能,可以實現不同VLAN間的單向或雙向通訊。如果在訪問列表中進行設置,可以限制用戶訪問特定的IP地址,這樣學校就可以禁止學生訪問不健康的站點。
訪問列表不僅可以用於禁止內部用戶訪問某些站點,也可以用於防止校園網、城域教育網外部的非法用戶訪問校園網、城域教育網內部的網路資源,從而提高網路的安全。
4、適合多媒體傳輸
教育網經常需要傳輸多媒體信息,這是教育網的一個特色。三層交換機具有QoS(服務質量)的控制功能,可以給不同的應用程序分配不同的帶寬。
例如,在校園網、城域教育網中傳輸視頻流時,就可以專門為視頻傳輸預留一定量的專用帶寬,相當於在網路中開辟了專用通道,其他的應用程序不能佔用這些預留的帶寬,因此能夠保證視頻流傳輸的穩定性。而普通的二層交換機就沒有這種特性,因此在傳輸視頻數據時,就會出現視頻忽快忽慢的抖動現象。
另外,視頻點播(VOD)也是教育網中經常使用的業務。但是由於有些視頻點播系統使用廣播來傳輸,而廣播包是不能實現跨網段的,這樣VOD就不能實現跨網段進行;如果採用單播形式實現VOD,雖然可以實現跨網段,但是支持的同時連接數就非常少,一般幾十個連接就佔用了全部帶寬。而三層交換機具有組播功能,VOD的數據包以組播的形式發向各個子網,既實現了跨網段傳輸,又保證了VOD的性能。
5、計費功能
在高校校園網及有些地區的城域教育網中,很可能有計費的需求,因為三層交換機可以識別數據包中的IP地址信息,因此可以統計網路中計算機的數據流量,可以按流量計費,也可以統計計算機連接在網路上的時間,按時間進行計費。而普通的二層交換機就難以同時做到這兩點。
❸ 有用STM32的串口轉485跑Modbus協議的同志沒
1、起來初是程序代碼這源提示CRC校驗錯誤,後來發現是程序這有問題,改過之後可以完整接收模擬助手發來的Modbus幀,並進行解析,組織數據。
2、在從機對發來的幀解析、組織完回復幀,進行串口發送程序時,調試助手接收不到,即一直超時錯誤。
後來發現是我的Max3485的使能位搞錯了,(補充一下,我板子上設計了兩種485的電路,一為自己搭的電路,一路為ZLG的RSM485模塊,後來發現兩者的使能位設置是相反的,害我搗鼓半天啊),改過之後調試助手就可以接受數據了。