三层交换技术 开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告 （含文献综述、外文翻译） 题 目 三层交换技术研究和实现 姓 名 学 号 专业班级 所在学院 指导教师（职称） 二○一○ 年 月 日  毕业设计（论文） 开 题 报 告 （包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、 拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等）1. 选题的背景和意义80/20 分配”规则，即只有20%的流量是通过骨 干路由器与中央服务器或企业网的其他部分进行通信，而80%的网络流量主要仍集中在不同的部门子网内。而今天，这个比例已经提高到了50%甚至80%，这是因为今天的网络正在经历着诸多应用的集合影响。网络应用已经超越了组件和电子邮件，新型应用已经如此迅速和深刻地冲击着网络。这种变化对传统路由器产生了直接的冲击。因为传统的路由器更注重对多种介质类型和多种传输速度的支持，而目前数据缓冲和转换能力比线速吞吐能力和低时延更为重要。路由器的高费用、低性能，使其成为网络的瓶颈。但由于网络间互连的需求，它又是不可缺少的并处于网络的核心位置，虽然也开发了高速路由器，但是由于其成本太高，仅用于Internet 主干部分。 随着Internet的发展，局域网和广域网技术得到了广泛的推广和应用。数据交换技术从简单的电路交换发展到二层交换，从二层交换又逐渐发展到今天较成熟的三层交换，以致发展到将来的高层交换。三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。它解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。选题的背景国内外研究现状第三层交换是1997年才出现的新技术，1997年下半年才有了实用化的产品第一代：传统路由器体系结构和传统的路由器一样，第一层和第二层的功能由软件完成，软件运行在一个有固定内存的CPU上。这样的第三层交换机其实是传统的路由器在原有的交换机里插入路由模块，但它并不代表这种交换机就能自动成为第三层交换机，而要看这个路由模块是否能保证交换机的所有端口在选择路由时达到线速，以及能否直正实现对网络流量的控制。第二代：ASIC的加入加入用于优化第二层帧处理的ASIC可以加快数据包的转发速度，使CPU只用于处理第三层的工作，ASIC使交换机的性能提高了10倍以上，降低了系统的整体费用第三代：新的体系结构第一、第二代第三层交换机的转发性能与纯粹的第二层交换机相比还是不够。而第三代第三层交换机彻底弥补了第二层与第三层在性能上的差异，同时提供极强的对网络流量的控制能力，并可完成大量的网络层的功能，从而提供高性能，更具灵活性和扩展性。除速度外，用户还要求网络提高实现策略方面的支持。典型的策略有流量优先处理，网络安全控制、服务质量保证及网络流量监控等。利用这些策略，可以为特殊的用户或服务器分配较高的优先级，并使他们的应用获得更大的网络访问权限，可为视频会议等多媒体应用提供服务质量的保证。捷径路由技术是一种新的交换和路由技术，其基本想法是，让第一个数据包经过网络的第三层（网络层），以保持一定的对流量的控制（如防火墙检查），以后的数据包直接在网络的第二层传输，即一次路由，随后交换的思想。已有的捷径路由技术有Fast IP和MPOA等。这种技术实现的成本低，但对网络的控制能力不如第三层交换。较好的解决方案是，在网络的核心采用第三层交换机，这里是绝大部分流量所经过的地方，第三层交换机可以对整个网络进行控制。在核心的外层采用低成本的纯第二层交换机，第二层交换机直接与桌面计算机连接，配合桌面计算机上使用的Fast IP技术，可在需要的时候建立路由捷径。这样既考虑了网络策略及线速路由，也充分调动了桌面计算机的智能，使整个网络的性能价格比达到较高水平。发展趋势研究基本内容对三层交换技术的进行系统研究，并在三层交换机同时实现二层和三层功能，比如访问列表（Access-List）、虚拟局域网（VLAN）等。然后从处理速度、传送时延等方面对其进行性能比较评估。.1 基本框架在三层交换机同时实现二层和三层功能 图2.1 三层交换网络 图2.2 比如A要给B发送数据，已知目的IP，那么A就用子网掩码取得网络地址，判断目的IP是否与自己在同一网段。 　　如果在同一网段，但不知道转发数据所需的MAC地址，A就发送一个ARP请求，B返回其MAC地址，A用此MAC封装数据包并发送给交换机，交换机起用二层交换模块，查找MAC地址表，将数据包转发到相应的端口如果目的IP地址显示不是同一网段