交換是當前網絡技術發(fā)展的方向。路由技術是交換網絡的重要組成部分。交換網絡中路由技術選用得正確與否,將直接影響到網絡的整體性能的好壞。因此路由技術越來越受到生產廠家與網絡設計人員的重視。
一、三種路由技術
目前交換網絡中的路由技術有三種,其中第一種是最為保守的方法,即第三層的路由器與第二層交換機相結合的方法。第二層交換機嚴格限制于橋結構,用于同一虛擬網內的不同節(jié)點之間的數據交換,在OSI參考模型的第二層,即數據鏈路層實現虛擬LAN的功能,將第三層的功能留給路由器實現,由路由器完成虛擬網絡之間的數據傳輸與建立LAN與企業(yè)主干網連接的工作。
第二種方法采用分布式路由技術。其特點是它使用多層交換機,將第二層的橋與第三層的路由結合在一起,有的文獻也將多層交換機稱之為第三層交換機。它本身所具有的路由功能支持虛擬LAN,并支持大多數同一虛擬網內或不同虛擬網之間節(jié)點的通信,減少了工作組與部門之間所使用的路由器的數目。但它仍然不能完全擺脫使用傳統(tǒng)路由器,這是因為多層交換機只能提供高檔路由器所能提供的協(xié)議、安全、交通管理及與WAN連接功能的子集。如CISCO公司7000系列路由器能夠處理12種協(xié)議并支持點對點、電路交換與信元交換的廣域網通信,而Alantec公司生產的Powerhub多層交換機卻只能處理三種協(xié)議:DECnet、IP與IPX,并且沒有WAN接口。因此,多層交換機網絡中需要使用路由器作為廣域網的網關,并完成較為復雜的路由功能。
交換網中的第三種路由技術則采用了一種全新的結構:路由服務器與邊界交換機相結合。我們知道,傳統(tǒng)的路由器完成信息包的轉發(fā)與路由選擇兩項工作。而基于路由服務器的網絡則由兩個獨立的設備分別完成上述兩項功能:邊界交換機完成信息包的轉發(fā),而路由信息的確定由價格較為昂貴的路由服務器完成。邊界交換機只有在自己的地址表中找不到目標節(jié)點的地址時才訪問路由服務器,此時路由器對之響應一個正確的地址,交換機再將該信息緩存?zhèn)溆?。需要指出的是,目前路由服務器與交換機之間的通信協(xié)議還不統(tǒng)一,不同廠家的產品還不兼容。
二、比較與評價
上述三種路由技術各有特色,網絡設計人員可根據實際情況加以選用。為使人們對它們有更好的了解,我們分以下四個方面對它們進行比較。
1.組網規(guī)模
網絡的大小是選擇何種路由技術組網的決定性因素。第二層交換機與傳統(tǒng)路由器相結合的辦法適用于較小規(guī)模的網絡,其特點是經濟實用。但當主干網擴展成比較大的網絡時,第二層虛擬LAN的開銷將明顯增大。
隨著主干網的擴展,多層交換機的智能優(yōu)勢得到充分發(fā)揮,由于它僅向那些屬于某一特定子網的網段轉發(fā)廣播,因此減少了主干網上廣播交通的數量。由于多層交換機組成的虛擬網絡具有過濾功能,并能節(jié)省主干網的帶寬與端站點的時鐘,因此虛擬網絡的安全性較好。另外,它與第一種方法相比,由于交換機可在工作組與部門范圍內同時負責交換與路由選徑工作,故節(jié)省了傳統(tǒng)路由器使用的數目。分布式路由器法與路由服務器也比較適用于大型的分布式網絡。
2.延遲
網絡延遲的增加會導致網絡性能的下降,網絡延遲的大小一般與設備在轉發(fā)交通之前所必須處理的作業(yè)的大小成正比。對于第二層的以太交換機來講,由于第二層虛擬網本質上使用橋而不使用路由器,因此相對速度較快,當執(zhí)行一個簡單的MAC地址尋找時,一個信息包(64字節(jié))的延遲小于100微秒。第三層路由器的使用增加了頭標的尋找及某些算法的執(zhí)行,因此大大增加了信息包的延遲,其延遲時間高達5毫秒。
可見,對于由第二層交換機與第三層路由器結合組成的網絡,當交通經由交換機時具有相當好的性能;當交通從一個交換機經由路由器流向另一個交換機時性能較差。
幾乎所有的第二層交換機與軟件配合使用都能將節(jié)點組成虛擬網絡(廣播域),并以此改善網絡的性能。同一虛擬網內節(jié)點之間的交通在MAC層進行交換,延遲較小。不同虛擬網之間的節(jié)點交換信息時,信息包傳遞要經過路由器,此時網絡延遲較大。
分布路由技術允許交換機在第三層協(xié)議子網ID虛擬網間傳遞信息,能克服上述路由器所形成的瓶頸。
路由服務器法使用邊界交換機做出路徑的選擇。偶而在邊界交換機不知道發(fā)送目標地址時,才向路由服務器發(fā)詢問信息包,此時才會出現尋徑的延遲。正常情況下,交換機可以直接在緩存地址表中查找地址,之后可直接轉發(fā)信息包,此種情況下產生的延遲與MAC層交換機的延遲基本相同。
一、三種路由技術
目前交換網絡中的路由技術有三種,其中第一種是最為保守的方法,即第三層的路由器與第二層交換機相結合的方法。第二層交換機嚴格限制于橋結構,用于同一虛擬網內的不同節(jié)點之間的數據交換,在OSI參考模型的第二層,即數據鏈路層實現虛擬LAN的功能,將第三層的功能留給路由器實現,由路由器完成虛擬網絡之間的數據傳輸與建立LAN與企業(yè)主干網連接的工作。
第二種方法采用分布式路由技術。其特點是它使用多層交換機,將第二層的橋與第三層的路由結合在一起,有的文獻也將多層交換機稱之為第三層交換機。它本身所具有的路由功能支持虛擬LAN,并支持大多數同一虛擬網內或不同虛擬網之間節(jié)點的通信,減少了工作組與部門之間所使用的路由器的數目。但它仍然不能完全擺脫使用傳統(tǒng)路由器,這是因為多層交換機只能提供高檔路由器所能提供的協(xié)議、安全、交通管理及與WAN連接功能的子集。如CISCO公司7000系列路由器能夠處理12種協(xié)議并支持點對點、電路交換與信元交換的廣域網通信,而Alantec公司生產的Powerhub多層交換機卻只能處理三種協(xié)議:DECnet、IP與IPX,并且沒有WAN接口。因此,多層交換機網絡中需要使用路由器作為廣域網的網關,并完成較為復雜的路由功能。
交換網中的第三種路由技術則采用了一種全新的結構:路由服務器與邊界交換機相結合。我們知道,傳統(tǒng)的路由器完成信息包的轉發(fā)與路由選擇兩項工作。而基于路由服務器的網絡則由兩個獨立的設備分別完成上述兩項功能:邊界交換機完成信息包的轉發(fā),而路由信息的確定由價格較為昂貴的路由服務器完成。邊界交換機只有在自己的地址表中找不到目標節(jié)點的地址時才訪問路由服務器,此時路由器對之響應一個正確的地址,交換機再將該信息緩存?zhèn)溆?。需要指出的是,目前路由服務器與交換機之間的通信協(xié)議還不統(tǒng)一,不同廠家的產品還不兼容。
二、比較與評價
上述三種路由技術各有特色,網絡設計人員可根據實際情況加以選用。為使人們對它們有更好的了解,我們分以下四個方面對它們進行比較。
1.組網規(guī)模
網絡的大小是選擇何種路由技術組網的決定性因素。第二層交換機與傳統(tǒng)路由器相結合的辦法適用于較小規(guī)模的網絡,其特點是經濟實用。但當主干網擴展成比較大的網絡時,第二層虛擬LAN的開銷將明顯增大。
隨著主干網的擴展,多層交換機的智能優(yōu)勢得到充分發(fā)揮,由于它僅向那些屬于某一特定子網的網段轉發(fā)廣播,因此減少了主干網上廣播交通的數量。由于多層交換機組成的虛擬網絡具有過濾功能,并能節(jié)省主干網的帶寬與端站點的時鐘,因此虛擬網絡的安全性較好。另外,它與第一種方法相比,由于交換機可在工作組與部門范圍內同時負責交換與路由選徑工作,故節(jié)省了傳統(tǒng)路由器使用的數目。分布式路由器法與路由服務器也比較適用于大型的分布式網絡。
2.延遲
網絡延遲的增加會導致網絡性能的下降,網絡延遲的大小一般與設備在轉發(fā)交通之前所必須處理的作業(yè)的大小成正比。對于第二層的以太交換機來講,由于第二層虛擬網本質上使用橋而不使用路由器,因此相對速度較快,當執(zhí)行一個簡單的MAC地址尋找時,一個信息包(64字節(jié))的延遲小于100微秒。第三層路由器的使用增加了頭標的尋找及某些算法的執(zhí)行,因此大大增加了信息包的延遲,其延遲時間高達5毫秒。
可見,對于由第二層交換機與第三層路由器結合組成的網絡,當交通經由交換機時具有相當好的性能;當交通從一個交換機經由路由器流向另一個交換機時性能較差。
幾乎所有的第二層交換機與軟件配合使用都能將節(jié)點組成虛擬網絡(廣播域),并以此改善網絡的性能。同一虛擬網內節(jié)點之間的交通在MAC層進行交換,延遲較小。不同虛擬網之間的節(jié)點交換信息時,信息包傳遞要經過路由器,此時網絡延遲較大。
分布路由技術允許交換機在第三層協(xié)議子網ID虛擬網間傳遞信息,能克服上述路由器所形成的瓶頸。
路由服務器法使用邊界交換機做出路徑的選擇。偶而在邊界交換機不知道發(fā)送目標地址時,才向路由服務器發(fā)詢問信息包,此時才會出現尋徑的延遲。正常情況下,交換機可以直接在緩存地址表中查找地址,之后可直接轉發(fā)信息包,此種情況下產生的延遲與MAC層交換機的延遲基本相同。

