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Linux系統VLAN、三層交換和Trunk的區別詳解( 二 )

電腦知識Linux系統


可見 ， 三層交換機可以和VLAN沒有關系 。
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5.以太網三層交換機
從上述第4節可以看出 ， 三層交換機可以和VLAN沒有關系 ， 然而實際情況下 ， 三層交換機一般都支持VLAN ， 為何設備廠商要如此做呢?這涉及到一個工業設計的問題 ， 工業上的設計主要關注產品的使用而不是理論上的合理性 ， 因此將VLAN引入第4節的“兩組LAN”是最合適不過的了 。
另外 ， 三層交換機本質上還是偏重于“交換機”而不是“三層” ， 交換機的特征就是交換 ， 所謂的交換是一個快速轉發的概念 ， 基本都是使用硬件芯片完成的 ， 大量的存儲芯片以空間換時間完成快速交換 ， 這得益于以太網幀頭的簡單易操作性以及LAN交換機設計時關注了基于源MAC的自動學習和基于目標MAC的轉發 ， 之所以能如此還是因為以太網是一個BMA ， 即廣播網絡 ， 到底數據應該由誰接收不是交換機決定的 ， 而是各個端點主機決定的 ， 這樣的話交換機就可以模糊的進行轉發 ， 做到盡可能的精確-通過源MAC/端口學習 ， 大不了就廣播 。 這就是以太網交換的特征 ， 三層交換機可以利用以太網交換的大量存儲芯片用來存儲IP層的路由結果 ， 利用以太網快速交換的思想用來進行三層轉發 ， 數據包的第一次通過還是要走三層 ， 這相當于一次學習的過程 ， 類似以太網的MAC/端口學習 ， 以后的結果就可以存儲于ASCI了 ， 這樣就完成了快速轉發 。
6.三層交換機和路由器的區別
這個問題的答案鋪天蓋地 ， 然而內容也是千篇一律 ， 很少有人研究其背后的原因 。 既然以太網三層交換機可以做到一次路由多次轉發 ， 那么為何不再WAN上使用呢?如果僅僅是因為WAN不一定是以太網的話 ， 那大可為了性能在WAN上引入以太網技術 ， 這并不是主要原因 ， 實際上 ， 如果再深入一點看一下WAN上的路由器和接入層路由器的路由表就會恍然大悟了 ， WAN路由器上的表項數量十分龐大 ， 且在BGP的影響下雖不頻繁但是還是會有刷新 ， 如果使用硬件來轉發的話 ， 光是對存儲空間的需求就是一個挑戰 ， 三層交換機的快速轉發實際上用到了cache的概念 ， 有cache就會有沖突 ， 特別在WAN環境下 ， IP地址的變動 ， 可達性信息的變動會導致大量的cache沖突 ， 因此三層交換機帶來的收益會被馬上抵消 ， 另外WAN環境實際上用不到很多交換機口子 ， 因此三層交換機內部背板芯片布線對于WAN環境是不合理的 。 其實用不著為WAN的性能擔心 ， WAN路由器早就使用了類似Cisco CEF的快速轉發技術了 。
三層交換機的使用場合是單個小型機構內部 ， 因為這種地方的特定IP地址幾乎不會變動 ， 路由相對穩定 ， IP地址總量也不多 ， 且路由基本都能匯聚 ， 正好符合cache最優化使用的原則 ， 三層交換機用武之地正在于此 。
7.VLAN間的通信
這個問題的方案也是鋪天蓋地 ， 答案同樣千篇一律 。 VLAN間的通信方式被總結出來有兩種：1.使用單臂路由方式;2.使用三層交換方式 。 這好像是從CCNP/CCIE或者華為的HCSE的考試指南中流出來的 ， 如果背下來當然是有用的 ， 當初我考HCSE的時候還背了呢 。 學習到了一定程度就應該拋棄答案 ， 回歸本質 。 兩個VLAN間的通信其實就是兩個LAN間的通信 ， 兩個LAN間的通信需要一個網關來路由 ， 那么VLAN間通信也就需要一個網關來路由了 ， 這個網關的選擇就多樣了 ， 可以選擇VLAN接口 ， 可以選擇路由器等等 ， 最終具體屬于一個VLAN的主機在訪問另一個VLAN的主機時如何能尋址到這個三層接口 ， 那也有很多選擇 ， VLAN的access鏈路上幀保持原樣 ， 流量若要跨越交換機的級聯線 ， 那么需要通過Trunk鏈路 ， 最終總能找到這個下一跳三層接口 。
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