[搞笑]笑傲江湖之IT版——深刻理解集線器,交換機和路由器
令狐沖十四歲那年進入華山,那年岳琳珊八歲,岳不群白天給兩人指點劍法,晚上令狐沖給小師妹講故事哄她入睡。后來,岳不群陸續收了勞德諾,陸大有等徒弟,又忙于修煉紫霞神功,就沒有時間指點徒弟。于是他做了一個HUB,從此華山派實現教育電子化,岳不群在網上同時給每個徒弟授課,這種方法很快在五岳劍派內部推廣。為了在五岳劍派之間互連,嵩山派掌門左冷禪研制出路由器,使得五岳劍派之間可以互聯互通。 令狐沖晚上就通過網絡給小師妹講故事。
很快,岳琳珊已經十六歲,變成了一個亭亭玉立的小姑娘了。令狐沖發現自己的目光總是不由自主的在小師妹身上停留,每次和小師妹在一起的時候,總能聽到自己強烈的心跳聲,經過了一段時間的茶飯不思后,終于有一天晚上,令狐沖在網上給小師妹發了一首情意綿綿的詩:你是風兒我是沙,你是蜜蜂我是花,你是梳子我是頭發,你是牙膏我是牙刷。
第二天,華山派開例會,令狐沖懷著忐率不按的心情來到了會議室,發現小師妹紅著臉躲在師父后面,而其它的師弟都在偷偷朝自己笑,開完會,一個調皮的師弟就過來叫牙刷師兄,趕緊蒙面逃走。問陸大有,才知道是勞德諾用一個叫etXRay 的工具把自己在網上的大作全抓了出來。令狐沖悔恨萬分,于是,閉門研究RFC,成功的研制出LanSwitch。它能夠識別設備MAC 地址,這樣,令狐沖發送給小師妹的數據只有她一個人能夠收到。令狐沖晚上可以在網上放心的給小師妹講故事,偶爾手癢還能敲幾句平時心里想又說不出口的話來過癮,然后,紅著臉想象小師妹看到后的表情。
LanSwitch是二層交換設備,它可以理解二層網絡協議地址MAC 地址。二層交換機在操作過程中不斷的收集資料去建立它本身的地址表,這個表相當簡單,主要標明某個MAC 地址是在哪個端口上被發現的,所以當交換機接收到一個數據封包時,它會檢查該封包的目的MAC 地址,核對一下自己的地址表以決定從哪個端口發送出去。而不是象HUB 那樣,任何一個發方數據都會出現在HUB的所有端口上(不管是否為你所需)。這樣,LanSwitch 在提高效率的同時,也提高了系統的安全性。
接下來的一年,岳不群大量招收門徒,華山派得以極大的壯大,所使用的LanSwitch 也多次級連。但門徒中難免魚龍混雜,當時華山派一批三、四代弟子崇拜萬里獨行田伯光,成立了一個田協,經常廣播爭論比賽八百米還是一千米很合理的問題;第三代弟子中有一個叫李洪至的,每天在華山派內部廣播發輪大法;更讓令狐沖受不了的是,隨著師父年齡的增大,變得越來越羅嗦,每句話都要重復二十遍,然后在網上廣播。令狐沖想和小師妹,陸大有等人專門使用一個廣播域,但如果另外使用一個LanSwitch 的話,師父肯定不會同意,于是,他修改了LanSwitch的軟件,把小師妹,陸大有等人和自己劃成一個虛擬網(VLAN),其它人使用另外的VLAN,廣播包只在VLAN 內發送,VLAN間通過路由器連接。岳不群也深受田協,李洪至其害,但為與左冷禪抗爭,用人之際,只能隱忍,知道了這件事,大為高興,但仍為令狐沖私自修改軟件一事,罰他到思過崖面壁一年,一年之內不得下山。 在華山派內重新使用VLAN 進行子網劃分,分為五個子網, 師父和師娘,小師妹還有林平之在一個 VLAN發輪功弟子用一個VLAN;田協弟子用一個VLAN,其它弟子用一個VLAN,而思過崖上也有單獨的一個VLAN。令狐沖到了思過崖,并不難過,終于,世界安靜了,依靠左冷禪的路由器,令狐沖還可以每天在網上給小師妹講故事,聊天。
局域網交換機的引入,使得網絡節點間可獨享帶寬,但是,對于二層廣播報文,二層交換機會在各網絡節點上進行廣播;同時,對于二層交換機無法識別的MAC 地址,也必須在廣播域內進行廣播。當多個二層交換機級連時,二層交換網絡上的所有設備都會收到廣播消息。在一個大型的二層廣播域內,大量的廣播使二層轉發的效率大大減低,為了避免在大型交換機上進行的廣播所引起的廣播風暴,需要在一個二層交換網絡內進一步劃分為多個虛擬網(VLAN)。在一個虛擬網(VLAN)內,由一個工作站發出的信息只能發送到具有相同虛擬網號(VLANID)的其他站點,其它虛擬網(VLAN)的成員收不到這些信息或廣播幀。采用虛擬網(VLAN)可以控制網絡上的廣播風暴和增加網絡的安全性。不同虛擬網(VLAN)之間的通信必須通過路由器進行。
但是幸福永遠是短暫的,接下來總是無盡的煩惱。隨著整個五岳劍派勢力的增大,路由器的速度越來越慢。令狐沖發現每次給小師妹講故事時,小師妹的回答總是珊珊來吃,而且話也很少,總是"嗯","噢"或者"我聽著呢"。終于有一天,路由器再也PING 不通的,令狐沖三天沒有得到小師妹的消息,對著空空的顯示屏,再也忍不住,在一個下著雪的晚上,偷偷下山找小師妹,到了小師妹窗前,發現小師妹正在網上和小林子熱烈的聊天,全沒注意一邊的自己,內心一陣酸痛,回到思過崖,大病一場。病好后潛心研究,終于有一天,做出來一個路由器,這時,令狐沖發現,此時華山派已經有了三十個 VLAN,路由器必須為每個 VLAN分配一個接口,接口不夠用,而且,兩個子網內通過路由器的交換速度遠遠低于二層交換的速度。
二層交換機劃分虛擬子網后,就出現了一個問題:不同虛擬子網之間的轉發需要通過其它路由器來實現。二層交換機的不同VLAN 節點間的轉發需要通過路由器設備來實現大大浪費了
端口,而路由器的高成本,低效率又使它無法滿足大量子網情況下的三層轉發需求,三層交換的概念就在這種情況下被提了出來。 這天晚上,令狐沖心灰意懶,借酒消愁,這時,一個黑影出現在他的面前,原來是一個道風仙骨的老人,正是風清揚。風清揚聽了令狐沖的疑惑,說:路由器接口不夠,把路由器做在LanSwitch內部不就可以了;交換速度慢,是因為路由器查找的是網段路由,而LanSwitch直接查MAC對應出端口,當然速度快。為什么不能直接根據 IP地址查到出端口呢?令狐沖一聽,大為仰慕,但還是不明白,IP地址那么多,而且經常變化,如何能夠直接查到出端口呢?
風清揚說:
"你先坐下,讓我來問你,華山派有多少弟子?"
"一萬六千左右。" "你全知道他們住哪里嗎?" "不知道。"
"岳不群要你找一個不知道住哪里的人,如何去找?"
"查華山派電話號碼查詢系統,找到他的地址,然后去找他。"
"如果你回來后再讓你找這個人,又如何去找?"
"如何.... ,查華山派電話號碼查詢系統,找到他的地址,然后去找他。"
"你不知道到這個人的地址嗎?"
"知道,但師父說,華山派的地址那么多,而且經常變化,不用知道地址。"
"岳不群這小子,把徒弟都教成木頭了!我問你,你自己認為應該如何找?"
"直接去找!"
"好!你這人還不算太苯。那你知道了一個人的地址后,是不是永遠記住了?"
"有的人記住了。其它的都忘了。"
"為什么忘了?
"因為我記不了那么多人,而且一段時間沒有去找他。"
"華山派電話號碼查詢系統里的地址是如何獲得的?"
"我在空曠處大喊一聲他的名字,他聽到后就會來找我,告訴我他的地址。"
風清揚又問了大把類似腦筋急轉彎的問題,然后風清揚說:"現在你明白根據IP地址直接查出端口的道理了嗎?等到你明白這個道理,你自然會做出三層交換機來",令狐沖仔細回憶了今天的話,終于明白了和二層轉發由MAC 地址對應到出端口的道理一樣,三層轉發也可以直接由IP地址對應到出端口, IP 地址的路由可以通過ARP來學習,同樣需要老化。這樣,VLAN間轉發除第一個包需要通過 ARP 獲得主機路由外,其它的報文直接根據 IP 地址就能夠查找到出端口,轉發速度遠遠高于路由器轉發的速度。抬頭看時,風清揚已經走了。
一年后,令狐沖下思過崖,成功的推出Quidway S8016 路由交換機。實現了VLAN間的互
通,并且與嵩山,黑木崖等路由器實現互通。
三層交換機是在二層交換機的基礎上增加三層交換功能,但它不是簡單的二層交換機加路由器,二而是采用了不同的轉發機制。路由器的轉發采用最長匹配的方式,實現復雜,通常用軟件來實現,。而三層交換機的路由查找是針對流的,它利用CACHE技術,很容易采用
ASIC 實現,因此,可以大大的節約成本,并實現快速轉發。
很多文章會提及三層交換機和路由器的區別,一般的比較是三層交換機又快又便宜。這些話沒有錯,但場合是匯聚層。我們看到,在匯聚層,面向三層交換機直接下掛的主機,因為能夠獲得其主機路由,所以三層交換機能夠實現快速查找;而對于通過其它路由器連接多個子網后到達的主機,三層交換機和路由器的處理是一樣的,同樣采用最長匹配的方法查找到下一跳,由下一跳路由器進行轉發。
因此,通常的組網方式是在骨干層使用GSR,匯聚層使用三層交換機。當然,對于一個小型的城域網,也可以直接拿三層交換機組網,不需要 GSR。
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