目录

一、vlan间路由实现的方法

二、精确匹配转发（交换机）流程

三、最长匹配转发（路由器）

四、交换机最长匹配转发

五、总结

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一、vlan间路由实现的方法

方法1：使用路由器的物理接口

特点：在路由器上配接口IP，作为主机网关。但这需要路由器与每个VLAN建立一条物理连接，路由器接口很少，浪费路由器接口。

方法2：单臂路由，使用路由器的子接口

特点：一旦出故障，网络就瘫痪了。

方法3：用三层交换实现VLAN间路由，即在三层上给VLAN配IP。

二、精确匹配转发（交换机）流程

流程图：

流程：

1、发一个以太网帧，检查目的MAC是否为VLAN接口的MAC

（1）否，查找MAC表，进行二层转发。

（2）是，进行三层转发，查找IPFDB表（表中记录着某一IP或Mac，对应的接口或者下一跳）。

①若匹配：根据目的IP找到下一跳，找到端口转发数据

②若不匹配：

• 第一次IPFDB表是空的，向上查FIB 表，找到目的地址的下一跳及其接口；
• 用下一跳去查ARP表，可找到下一跳对应的MAC地址；
• 此时IPFDB表可以得到完整的信息，即目的地址、下一跳、Mac地址、下一跳的出接口；
• 当第二次有数据包再发同一个目的地址时，就不用在进行查表，直接转发。

2、IPFDB表组成

（1）FIB表（转发信息库表）：

①表中记录了当前路由表中的ACTIVE状态路由，目的IP存在此表中；

②FIB表有代码驱动、代码（即CPU）维护，即查询过程会上报CPU处理，而CPU很忙，这会导致CPU忙上加忙；

③查FIB表是进行的最长匹配；

（2）ARP表：目的MAC存在此表中

3、原理概括

对数据包进行一次路由查表后，生成具体目的地址的转发表项

后续报文直接根据此表项进行精确匹配转发

4、优点

优点：将二层转发和三层转发合并为一次转发进行，减少查表次数；精确匹配无需遍历整个表大大加快了查表转发速度。

5、缺点

缺点：对每个目的IP生成转发表项，导致表项规模庞大，占用空间。

三、最长匹配转发（路由器）

路由表的匹配原则，掩码最长，此操作需查整个路由表，限制了转发速度，用报文目的地址与路由表项的子网掩码进行“与”操作，结果若与其表项中网络地址相同，则匹配成功。

四、交换机最长匹配转发

1、流程：发一个以太网帧，检查目的MAC是否为VLAN接口的MAC

（1）否，查找MAC表，进行二层转发。

（2）是，进行三层转发，查找L3 Table表，

若匹配：根据目的IP找到下一跳，找到端口转发数据。

若不匹配：和精确匹配转发（交换机）流程一致，只不过将IPFDB表换成了DEF_IP表。

2、L3 Table表组成

（1）DEF_IP表：

存放着路由表中的Active路由简化后的路由条目；

有硬件处理部分进行维护，即有专门的高速转发芯片处理维护，不工作的CPU中；

查DEF_IP表是进行的最长匹配；

（2）ARP表：目的IP存在此表中

3、原理概括

基于硬件的最长匹配的三层交换技术；

所有报文转发都通过硬件快速匹配完成转发；

五、总结

最长匹配转发模式，所有的转发都通过硬件的快速匹配完成转发，即在加载大量路由，网络路由频繁波动，仍然能保证IP报文的线速转发，比精确匹配转发模式的转发性能优。