多層交換實現(xiàn)的4個步驟

1、MLS（MultiLayerSwitching，多層交換）為交換機提供基于硬件的第三層高性能交換。它采用先進的專用集成電路（ASIC）交換部件完成子網(wǎng)間的IP包交換，可以大大減輕路由器在處理數(shù)據(jù)包時所引起的過高系統(tǒng)開銷。MLS是一種用硬件處理包交換和重寫幀頭，從而提高IP路由性能的技術(shù)。Cisco多層交換技術(shù)支持所有傳統(tǒng)路由協(xié)議，而原來由路由器完成的幀轉(zhuǎn)發(fā)和重寫功能現(xiàn)在已經(jīng)由交換機的硬件完成。MLS將傳統(tǒng)路由器的包交換功能遷移到第三層交

2、換機上。當(dāng)然，這首先要求交換的路徑必須存在。MLSMLS由以下三個部分組成由以下三個部分組成:1.多層路由處理器(MLSRP)它相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)中的路由器，負責(zé)處理每個數(shù)據(jù)流的第一個數(shù)據(jù)包，協(xié)助MLS交換引擎(MLSSE)在第三層的CAM(ContentAddressableMemy)中建立捷徑條目（ShtcutEntry）。MLSRP可以是一個外部的路由器，也可以由三層交換機的路由交換模塊（RSM）來實現(xiàn)。2.多層交換的交換引擎(MLSSE

3、)它是負責(zé)處理轉(zhuǎn)發(fā)和重寫數(shù)據(jù)包功能的交換實體。3.多層交換協(xié)議(MLSP)它是一個輕型協(xié)議，用來通過多層路由處理器(MLSRP)對多層交換的交換引擎進行初始化。下面以圖1所示的網(wǎng)絡(luò)為例，闡述多層交換實現(xiàn)的步驟。第一步：發(fā)送第一步：發(fā)送MLSPMLSPHelloHello信息信息當(dāng)路由器激活后，多層路由處理器每15秒發(fā)送一個MLSPHello包，這些包內(nèi)含路由器接口所使用的VLAN標(biāo)識和MAC地址信息。MLSSE通過這些信息掌握具備多層交

4、換能力的路由器的第二層屬性。如果交換機連接了多個MLSRP，MLSSE通過為它們的MAC地址分配XTAG值的方法來區(qū)分每個MLSRP的MAC地址條目。如果MLSP幀從同一個MLSRP得到所有MAC地址，MLSSE則為其附加相同的XTAG值，具體如圖2所示。這些關(guān)聯(lián)的記錄都路由器收到并以傳統(tǒng)的方式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。通過數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址路由表得知，這個包應(yīng)從FastEther10的第二個接口轉(zhuǎn)出，并將包封裝為VLAN2幀通過ISL鏈路送回。具體過

5、程如圖4所示。此時，路由器已經(jīng)重寫第二層幀的幀頭。同時，路由器不僅改寫了ISL頭的VLAN號，而且也修改了兩個MAC地址域：源ＭＡＣ改為路由器出口的MAC地址，目標(biāo)ＭＡＣ改為主機B的MAC地址。雖然數(shù)據(jù)包的IP地址未改寫，但IP包頭的生存時間（TTL）值被減1，故IP包頭的校驗和也需要做相應(yīng)的修改。這個修改后的數(shù)據(jù)包稱為使能包（EnablePacket），當(dāng)這個數(shù)據(jù)包從路由器送出并穿過交換機到達目的地主機Ｂ時，要履行下列五個功能：第二層

6、交換機根據(jù)使能包的目的地MAC地址，知道該數(shù)據(jù)包應(yīng)該從PT31口轉(zhuǎn)發(fā)出去；MLSSE得知使能包的幀頭上源地址是通過Hello過程建立的地址記錄之一；MLSSE根據(jù)使能包目的IP地址查尋在第二步中建立的部分捷徑條目；MLSSE將與使能包源MAC地址相關(guān)聯(lián)的XTAG值和部分捷徑條目的對應(yīng)XTAG值相比較，如果匹配，則表明這個使能包與第二步中的候選包來自同一個路由器；MLSSE完成該捷徑條目的建立過程，該捷徑記錄將包含重寫數(shù)據(jù)流中的后續(xù)包幀頭

7、所需的所有信息。第四步：直接交換（轉(zhuǎn)發(fā)）數(shù)據(jù)流中的后續(xù)包第四步：直接交換（轉(zhuǎn)發(fā)）數(shù)據(jù)流中的后續(xù)包當(dāng)后續(xù)的數(shù)據(jù)包被主機A送出后，MLSSE利用數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)IP地址查找在第三步建立的完整捷徑。地址匹配后，MLSSE利用重寫引擎修改幀頭信息，然后直接轉(zhuǎn)發(fā)給主機B（數(shù)據(jù)包不發(fā)給路由器）。重寫操作修改幀頭域，其值同第一個被路由器修改的數(shù)據(jù)包的域值一樣。詳見圖5所示。這里需要解釋的是，NFFC(FlowFeatureCard)是裝備在三層交換機中