深入剖析三层交换机的工作过程
深入剖析三层交换机的工作过程
原创SELF_IMPR小灰最后发布于2013-07-23 10:54:45 阅读数3971 收藏
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路由器的三层转发主要依靠CPU进行，而三层交换机的三层转发依靠ASIC芯片完成，这就决定了两者在转发性能上的巨大差别。当然，三层交换机并不能完全替代路由器，路由器所具备的丰富的接口类型、良好的流量服务等级控制、强大的路有能力等仍然是三层交换机的薄弱环节。目前的三层交换机一般是通过VLAN来划分二层网络并实现二层交换的，同时能够实现不同VLAN间的三层IP互访。在讨论三层交换机的转发原理之前有必要交代一下不同网络的主机之间互访时的行为：
（1）源主机在发起通信之前，将主机的IP与目的主机的IP进行比较，如果两者位于同一个网段（用网络掩码计算后具有相同的网络号），那么源主机直接向目的主机发送ARP请求，在收到目的主机的ARP应答后获得对方的物理层（MAC）地址，然后用对方MAC作为报文的目的MAC进行报文发送。位于同一VLAN（网段）中的主机互访时属于这种情况，这时用于互连的交换机作二层交换转发；
（2）档源主机判断目的主机与主机位于不同的网段时，它会通过网关（Gateway）来递交报文，即发送ARP请求来获取网关IP地址对应的MAC，在得到网关的ARP应答后，用网关MAC作为报文的目的MAC进行报文发送。注意，发送报文的源IP是源主机的IP，目的IP仍然是目的主机的IP。位于不同VLAN（网段）中的主机互访时属于这种情况，这时用于互连的交换机作三层交换转发。
为了后续讨论的三层交换原理便于理解，这里简单介绍一下三层交换机内部结构，如图1所示：
图1 三层交换机硬件结构
三层交换机内部的两大部分是ASID和CPU，它们的作用分别如下：
1.ASIC：完成主要的二三层转发功能，内部包含用于二层转发的MAC地址表以及用于IP转发的三层转发表；
2.CPU：用于转发的控制，主要维护一些软件表项（包括软件路由表、软件ARP表等等），并根据软件表项的转发信息来配置ASIC的硬件三层转发表。当然，CPU本身也可以完成软件三层转发。
从三层交换机的结构和各部分作用可以看出，真正决定高速交换转发的是ASIC 中的二三层硬件表项，而ASIC的硬件表项来源于CPU维护的软件表项。
下面分别以两种组网情况下主机间的通信来解释三层交换机的转发原理。
组网１如图2所示，通信的源、目的主机连接在同一台三层交换机上，但它们位于不同VLAN（网段）。对于三层交换机来说，这两台主机都位于它的直连网段内，它们的IP对应的路由都是直连路由。
图2 三层转发组网
图2中标明了两台主机的MAC、IP地址、网关，以及三层交换机的MAC、不同VLAN配置的三层接口IP。当PC A 向PC B 发起ICMP请求时，流程如下：（假设三层交换机上还未建立任何硬件转发表项）
1.PC A 首先检查出目的IP地址
2.1.1.2（PC B）与自己不在同一个网段，因此它发出请求网关地址1.1.1.1对应MAC的ARP请求；
2.L3_SW收到PC A 的ARP请求后，检查请求报文，发现被请求IP是自己的三层接口IP，因此发送ARP应答并将自己的三层接口MAC(MAC S)包含在其中。同时它还会把PC A 的IP 地址与MAC地址对应起来（1.1.1.2<==>MAC A）关系记录到自己的ARP表项中去（因为ARP请求报文中包含了发送者的IP和MAC）；
3.PC A得到网关（L3_SW）的ARP应答后，组装ICMP请求报文并发送，报文的目的MAC = MAC S 、源MAC = MAC A 、源ＩＰ＝１.１.１.２、目的IP = 2.1.1.2；
4.L3_SW收到报文后，首先根据报文的源MAC+VID（即VLAN ＩＤ）更新ＭＡＣ地址表。然后，根据报文的目的MAC+VID查找MAC地址表，发现匹配了自己三层接口MAC的表项。这里说明一下，三层交换机为ＶＬＡＮ配置三层接口ＩＰ后，会在交换芯片的ＭＡＣ地址表中添加三层接口MAC+VID的表
项，并且为表项的三层转发标志置位。当报文的目的MＡＣ匹配这样的表项以后，说明需要作三层转发，于是继续查找交换芯片的三层表项；
５.芯片根据报文的目的ＩＰ去查找其三层表项，由于之前未建立任何表项，因此查找失败，于是将报文送到CPU去进行软件处理；
6.ＣＰＵ根据报文的目的IP去查找其软件路由表，发现匹配了一个直连网段（PC B对应的网段），于是继续查找其软件ARP表，仍然查找失败。然后
L3_SW会在目的网段对应的VLAN3的所有端口发送请求地址2.1.1.2对应MAC的ARP请求；
7.PC B收到L3_SW发送的ARP请求后，检查发现被请求IP是自己的IP，因此发送ARP应答并将自己的MAC（MAC B）包含在其中。同时，将L3_SW 的IP与ＭＡＣ的对应关系（２.１.１.１＜＝＝＞ＭＡＣＳ）记录到自己的ＡＲＰ表中去；
８.Ｌ３＿ＳＷ收到PC B的ARP应答后，将其IP和MAC对应关系
（2.1.1.2<==>MAC B）记录到自己的ＡＲＰ表中去，并将ＰＣＡ的ICMP请求报文发送给PC B，报文的目的ＭＡＣ修改为PC B 的ＭＡＣ（ＭＡＣ
Ｂ），源ＭＡＣ修改为自己的ＭＡＣ（ＭＡＣＳ）。同时，在交换芯片的三层表项中根据刚才得到的三层转发信息添加表项（内容包括IP、ＭＡＣ、出口VLAN、出端口等），这样后续的PC A发送PC B的报文就可以通过该硬件三层表项直接转发了；
9.PC B收到L3_SW转发过来的ＩＣＭＰ请求报文以后，回应ICMP应答给PC A。ICMP应答报文的转发过程与前面类似，只是由于L3_SW在之前已经得到ＰＣＡ的ＩＰ和ＭＡＣ对应关系了，也同时在交换芯片中添加了相关的三层表项，因此这个报文直接由交换芯片硬件转发给ＰＣＡ；
这样，后续的往返报文都经过查ＭＡＣ表＝＞查三层转发表的过程由交换芯片直接进行硬件转发了。
从上述流程可以看书，三层交换正是充分利用了“一次路由（首包ＣＰＵ转发并建立三层转发硬件表项）、多次交换（后续包芯片硬件转发）”的原理实现了转发性能与三层交换的完美统一。
下面介绍另一种组网情况的三层转发流程，如图３所示。
如图３三层转发组网２
图３中标明了两台主机的ＭＡＣ、ＩＰ地址、网关，以及两台三层交换机的ＭＡｃ、不同ＶＬＡＮ配置的三层接口ＩＰ。假设Ｌ３＿ＳＷ１上配置了静态路由：ｉｐｒｏｕｔｅ２.１.１.０２５５.２５５.２５５.０３.１.１.２；Ｌ３＿ＳＷ２上配置了静态路由：ｉｐｒｏｕｔｅ１.１.１.０２５５.２５５.２５５.０３.１.１.１。当然，路由信息也可以通过动态路由协议的交互来获得，有关路由的知识请查阅相关文档。
这种组网情况下的转发过程与图２的组网１情况是类似的，下面的流程讲解中降省略部分前面已经分析过的细节问题。当ＰＣA向ＰＣＢ发起ICMP请求时，流程如下：（假设三层交换机上还未建立任何硬件转发表项）
1.PC Ａ首先检查出目的ＩＰ地址２.１.１.２（ＰＣＢ）与自己不在同一个网段，因此它通过ＡＲＰ解析得到网关地址１.１.１.１对应的ＭＡＣ（ＭＡＣ
Ｓ１）。然后，ＰＣA组装ICMP请求报文并发送，报文的目的MAC=MAC S1、源MAC=ＭＡＣA、源IP=1.1.1.2、目的IP=2.1.1.2；
2.L3_SW1收到报文后，首先根据报文的源MAC+VID更新MAC地址表。然后，根据报文的目的MAC+VID查找MAC地址表，发现匹配了自己三层接口MAC的表项，于是继续查找芯片的三层转发表；
3.由于之前未建立任何表项，因此三层转发表查找失败，于是将报文送到CPU 去进行软件处理；
4.ＣＰＵ根据报文的目的ＩＰ去查找其路由软件表，发现匹配路由２.１.１.０／２４，其下一跳ＩＰ地址为３.１.１.２，于是继续查找３.１.１.２是否有对应的ＡＲＰ，仍然查找失败。然后Ｌ３＿ＳＷ１在下一跳地址３.１.１.２对应的ＶＬＡＮ４内发起ＡＲＰ请求，并得到Ｌ３＿ＳＷ２的回应，从而得到Ｉ和ＭＡＣ对应关系（３.１.１.２＜＝＝＞ＭＡＣＳ２）；
５.Ｌ３＿ＳＷ１将ＰｃA发出的ICMP请求报文转发给L3_Sw2，报文的目的MAC修改为L3_SW2的MAC（MACＳ２），源ＭＡｃ修改为自己的ＭＡＣ（ＭＡＣＳ１）。同时，将刚刚用到的转发信息添加到交换芯片的三成转发表中去，包括匹配的网段２.１.１.０／２４、下一跳地址的ＭＡＣ（ＭＡＣＳ２）、出口ＶＬＡＮ、出端口。这样，后续发往２.１.１.２的报文就可以直接通过交换芯片硬件转发了；
６.Ｌ３＿ＳＷ２收到报文后，与组网１中的处理类似，经过查ＭＡＣ表＝＞查三层转发表＝＞送ＣＰＵ＝＞匹配直连路由＝＞ＡＲＰ解析＝＞转发报文同时添加硬件表项的过程，将报文转发给ＰＣＢ，此时报文的目的ＭＡＣ修改为ＰＣＢ的ＭＡＣ（ＭＡＣＢ），源ＭＡＣ修改为Ｌ３＿ＳＷ２的ＭＡＣ
（ＭＡＣＳ２）。这样后续发往２.１.１.２的报文就直接由交换芯片硬件转发了；
７.ＰＣＢ收到来自ＰＣＡ的ＩＣＭＰ请求报文后进行ＩＣＭＰ应答。由于在ＩＣＭＰ请求报文转发的过程中，每个网段的两端节点都已经通过ＡＲＰ解析得到了对方的ＩＰ和ＭＡＣ对应关系，因此应答报文的转发完全由交换芯片完成（查ＭＡＣ表＝＞查三层转发表＝＞发送）；
这样，后续的往返报文都经过查ＭＡＣ表＝＞查三层转发表的过程由交换芯片直接进行硬件转发了。
从上述两种组网情况下的转发流程可以看出，三层交换机的转发具有以下特点：
１.首包通过ＣＰＵ转发，同时建立交换芯片硬件表项；后续包由交换芯片直接硬件转发，即常说的“一次路由、多次交换”；
２.交换芯片的硬件转发并不关心路由的具体下一跳ＩＰ地址是多少，硬件三层表项中只包含了目的地址（或网段）、目的ＩＰ（或下一跳ＩＰ）对应的ＭＡＣ、出口ＶＬＡＮ、出端口；（这里说明一下，并不是所有的三层交换机的硬件三层表项都会包含“出端口”的。）
３.ＩＰ报文每经过一次三层转发，它的源、目的ＭＡＣ都会变化，但是源ＩＰ、目的ＩＰ是始终不变。
在三层交换转发中，交换芯片（ＡＳＩＣ）起到了至关重要的作用，因此三层交换机的性能和转发特点主要取决于交换芯片的实现机制。在三层交换原理一
节中讲解的三层交换原理只是一个大致的转发流程，对于使用了不同交换芯片的三层交换机，其硬件转发过程中的一些细节内容是有所区别的。本节主要就硬件三层表项的结构和查表方式介绍几种不同的实现。
从前面的描述可以看出，三层转发是必然需要路由信息的，而转发过程中的路由选择决定了报文的最终出口如何，三层交换机只是将这种路由功能整合到交换芯片中去了。路由选择存在精确匹配和最长匹配两种方式，精确匹配即目的ＩＰ地址与路由的地址信息必须完全吻合，而最长匹配则是选择所有包含了目的地址的路由中掩码最长的一条。
早期的三层交换机上，其交换芯片多采用精确匹配的方式，它们的硬件三层表项中只包含其目的ＩＰ地址，并不带掩码信息。比如在转发目的ＩＰ为２.１.１.２的报文时，通过软件查找匹配了非直路由２.１.１.０／２４，那么就将２.１.１.２的转发信息添加到交换芯片中去，如果继续来了目的ＩＰ为２.１.１.３的报文需要转发，则需要重新进行软件查找，并在交换芯片中为２.１.１.３增加新的表项。这样的选录方式表项结构对交换芯片的硬件资源要求很高，因为芯片中集成的表项存储空间是有限的，如果要发大量目的ＩＰ地址不同的报文那么就需要添加大量的硬件表项。曾经泛滥一时的冲击波病毒，就导致了当时大量的只支持精确匹配的三层交换机资源耗尽。因为冲击波病毒的手段之一就是发送巨数量的网段扫描报文，而多数三层交换机上都配置了缺省路由，这样所有的报文在ＣＰＵ软件查找都能够找到匹配路由，进而针对每一个病毒报文的目的ＩＰ都需要新增硬件表项并迅速将硬件资源满。这样，大部分用户的正常数据流由于转发资源耗尽而得不到高速处理了。
由于精确匹配方式的三层交换机的这种缺陷，后期的三层交换机增加了对最长匹配方式的支持，即硬件三层表项中可同时包含ＩＰ地址和掩码，在查找时遵循最长匹配原则。这种类型的三层交换机，一般在软件路由表建立时就将路由
信息添加到硬件三层表中去，包括直连路由和非直连路由。对于直连路由，对应的硬件三层表项的“ｔｏＣＰＵ”标志位始终置１，报文的目的ＩＰ匹配这样的表项被送往ＣＰＵ处理，ＣＰＵ软件会在直连网段发送ＡＲＰ请求，并将获取的ＡＲＰ信息作为主机路由添加到硬件表项中（对应的“ｔｏＣＰＵ”标志位置０），这样后续的同样目的ＩＰ的报文就直接通过新添加的硬件表项转发了；对于非直连路由，当下一跳地址对应ＡＲＰ信息还未获得时，对应的硬件三层表项的“ｔｏＣＰＵ”标志位置１，报文的目的ＩＰ匹配这样的表项以后被送往ＣＰＵ处理，ＣＰＵ软件会在下一跳地址对应的直连网段发送ＡＲＰ请求，并使用获取的ＡＲＰ信息中的下一跳ＭＡＣ、出口ＶＬＡＮ等信息更新对应的硬件三层表项，然后将其“ｔｏＣＰＵ”标志位置０，这样后续的目的ＩＰ匹配该非直连路由的报文就能够直接通过修改后的硬件表项转发了。
目前，大多数的三层交换机均能够同时支持精确匹配表项和最长匹配表项，一般来说精确匹配表项对应于软件中的ＡＲＰ表，最长匹配表项对应于软件中的直连路由和非直连路由。
在交换机三层转发流程中，曾经提到，硬件三层表项由目的ＩＰ（或网段）、目的ＩＰ（或下一跳ＩＰ）对应ＭＡＣ、出口ＶＬＡＮ、出端口组成，采用这样表项的三层交换芯片一般直接通过查找三层转发表项就能够完成转发。这种处理机制流程简单、转发效率高，但是也使得ＣＰＵ软件对硬件表项的配置控制比较复杂，因为每当ＩＰ地址对应的ＭＡＣ和物理端口出现变化，就必须对三层转发表项进行更新。而在交换机上二层信息变化的可能性是比较大的，特别是交换机支持链路聚合、生成树等冗余机制，所以在某些应用环境中ＣＰＵ不得不经常的对三层转发表进行更新，一旦更新出现问题（特别是出端口错误）必然对转发造成严重的不利影响。
不过，并不是所有的三层交换机的硬件三层表项都带有出端口信息，部分交换芯片使用的硬件表项只包括目的ＩＰ（或网段）、目的ＩＰ（或下一跳ＩＰ）
对应的ＭＡＣ、出口ＶＬＡＮ，从转发流程上来说有以下变化：根据报文的目的ＩＰ查找三层转发表后，只得到了目的ＩＰ（或下一跳ＩＰ）对应的ＭＡＣ和出口ＶＬＡＮ；然后继续根据ＭＡＣ＋ＶＩＤ去查找ＭＡＣ地址表，并最终获得出端口信息，如果查找ＭＡＣ表失败的话会在出口ＶＬＡＮ进行广播。这样的处理机制虽然增加了芯片处理复杂度，但是流程更加清晰合理，ＣＰＵ的处理更加简单，因为物理出口的变化只需要反映在ＭＡＣ地址表中就可以了，硬件三层表项无需频繁更新。
这两种处理方式的交换芯片各有优势，不同厂商会根据成本、可靠性、产品定位等各方面因素来进行选择，这也使得不同型号的三层交换机在同一应用环境中可能有不同的表现。
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MG160_150_375_W型采煤机截割部的改进
革新? 改造 文章编号:100320794(2005)0620101204 MG 160(150)Π375-W 型采煤机截割部的改进 宋相坤,杜长龙,王 力 (中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221008) 摘要:简单回顾了高档普采和经济型综采采煤机技术的发展状况,研究了现有的MG 160(150)Π375-W 型采煤机及其截割部的结构特点,分析了存在的不足之处,提出了截割部对称结构的设计方案,确定了改进的要点。 关键词:采煤机;截割部;摇臂;多电机横向布置;对称结构中图号:T D42116 文献标识码:B 1 MG 160(150)Π375-W 型采煤机截割部的现状分 析 鉴于MG 160(150)Π375-W 型采煤机的逐步推广应用以及它在设计、加工制造、装配和生产过程中带来的不便之处,对某些结构进行适当的改善是必要的。尝试对该类型采煤机的截割部进行完善正是 本次改进的重点。图1为MG 160(150)Π375-W 型采煤机摇臂传动结构示意图,采煤机电机通过三级直齿圆柱减速齿轮和一级行星机构减速齿轮传递动力而最终驱动滚筒进行采煤工作;为了调节采高范围,在第1级与第2级减速齿轮、第2级与第3级减速齿轮之间各加了1个惰轮。该类型的采煤机具有左右2个截割部,每个截割部都由置于其尾部的单独的电机驱动,截割部壳体为整体铸造结构,且两者不对称,即不能互换使用。本文正是在实现左右摇臂的通用性方面作一探讨。 (1)实现MG 160(150)Π375-W 型采煤机左右摇臂通用的必要性 定功能的元件组成,其相互之间的关系,将成为关键。这种分解组合的方式,利用LabVIEW 来建立具有很大的方便性,LabVIEW 的模块化控件、事件驱动、多线程特性满足了建立虚拟仪器的各种需要。可以利用LabVIEW 的各种控件,来建立各种虚拟仪器的组件。 虚拟仪器是用户与仪器的交互界面计算机软件,分前面板与程序图。前面板是模仿真实仪器的测试及应用界面,仪器的前面板由控件及指示器组成;程序图是虚拟仪器的“代码”,编程者根据仪器工作的目的,调用LabVIEW 的功能函数模块,连线控制程序流。虚拟示波器主要由软件控制完成信号的采集和显示。系统软件总体上包括数据采集、波形显示、波形文件存储等模块。 3 结语 利用Lab Jack 硬件和LabVIEW 、VC 及Delphi 开发的虚拟仪器是仪器发展的方向,“软件就是仪器”。本文对Lab Jack 产品进行了研究,利用虚拟技术,分析仪器设计的方法,以替代真实仪器,对实现仪器的快速开发,避免仪器的更新换代提供了帮助。 参考文献: [1]杜吉伟,尹光甲.仪器驱动程序开发综述[J ].国外电子测量技 术,1997,(1):27-29. [2]张易知,肖啸,张喜斌,等.虚拟仪器的设计与实现[M].西安:西 安电子科技大学出版社,2002. 作者简介:龙铭(1963-),江西吉安人,副教授,华东交通大学机电工程学院从事机械制造教学与研究,发表论文多篇.E -mail : longming2008@https://www.sodocs.net/doc/347796624.html,. 收稿日期:2005202227 Virtual I nstruments W as Analyzed B ased on Lab Jack LONG Ming (East China T raffic University ,Nanchang 330013,China ) Abstract :In this paper ,design of experimentation virtual instruments was analyzed base on Lab Jack ,with LabVIEW 、VC and Delphi ,Lab Jack ’s function ,peculiarity ,drivers and condition of s oft -hardware was bewrited ,the method of drive and s oft -panel was weaved with LabVIEW.The design method of analyzed instruments based on Virtual technology is the availability way of celerity development instruments ,this paper helps the instruments instead.K ey w ords :Lab Jack ;virtual instruments ;peculiarity ;drivers ;LabVIEW ? 101? 2005年第6期 煤 矿 机 械
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铝型材十二大挤压不良分析与预防处理
铝型材十二大挤压不良分析与预防处理1铝铸锭与挤压裂纹 铝铸锭在结晶过程凝固后，因铝铸锭形成的多种应力迭加超过铝铸锭本身抗拉强度引起铸锭内裂，导致挤压时裂 纹扩展成为废品。 铝铸锭裂纹有两种：一是热裂纹一般沿晶开裂，开裂处发黑，已被氧化，裂纹成锯齿状，形状不规则；一是冷裂 纹从晶内开裂，裂口未氧化，呈银色折线状发亮。 预防措施：科学合理和严格控制铝合金化学成分与杂质含量；避免铝液过热和在炉内停留过长时间；合理制订铸 造工艺，准确控制铸造温度和铸造速度；铝液供流和冷却应均匀；防止和避免外来夹杂物掉人铸造铝液等措施， 有效避免铝铸锭裂纹产生，为优质铝合金挤压制品创造先决条件。 挤压裂纹多发生铝制品棱角、尖角锐边或厚度较大的台阶附近产生的锯齿状开裂。因铝合金不纯，杂质超标，热 塑性差；坯料加热温度偏高，晶粒粗化，从而使金属破断抗力降低；控温仪表失灵，挤压温度偏高，挤压速度失 控，突然加快，增大了挤压热塑性变形应力，接近模壁外层的金属因承受过大拉应力被撕裂为锯齿状或皮下裂纹； 挤压热塑性变形不均，表层金属承受较大的摩擦力和附加拉应
力： 当瞬时应力超过金属抗拉强度时产生挤压裂纹， 在外力作用下裂纹由表面向内扩展至断裂。 预防措施：加强铝合金材质检查，杂质含量超标和原始组织不合格不投产；生产中严格校验控温仪表，控温精度 必须达到±15℃； 针对不同牌号的铝合金坯料，制订相应的合理的加热温度，确保均匀加热；制订适合不同牌号铝合金的挤压速度和挤压变形量，使热塑性变形尽量均匀；改进模具结构设计，挤压件断面的棱角部位尽可能大些； 试验表明，铝锭预先均匀退火(540℃～560℃， 保温4—6h快冷)可降低挤压力15％～25％，提高挤压速度10％-15％，显著增加热塑性等上述措施，可有效防止和避免挤压裂纹的产生 2 气泡起皮 因铝铸锭内部的气体和挤压过程中被卷人的空气，在挤压时与随后热处理时发生膨胀，致使表面鼓起形成的气泡起皮缺陷，失去商品表面美观和影响质量。因铝锭坯料组织疏松、缩松、气孔、砂眼、内裂、粗晶；挤压筒不清洁、有油、污物、冲蚀与鼓突变形；挤压筒预热温度过高；挤压筒与挤压垫磨损严重和压配不当；挤压速度失控，铝金属充填过快，排气不畅，铝
三层交换机配置实例
三层交换综合实验 一般来讲，设计方案中主要包括以下内容： ◆????? 用户需求 ◆????? 需求分析 ◆????? 使用什么技术来实现用户需求 ◆????? 设计原则 ◆????? 拓扑图 ◆????? 设备清单 一、模拟设计方案 【用户需求】 1.应用背景描述 某公司新建办公大楼，布线工程已经与大楼内装修同步完成。现公司需要建设大楼内部的办公网络系统。大楼的设备间位于大楼一层，可用于放置核心交换机、路由器、服务器、网管工作站、电话交换机等设备。在每层办公楼中有楼层配线间，用来放置接入层交换机与配线架。目前公司工程部25人、销售部25人、发展部25人、人事部10人、财务部加经理共15人。 2.用户需求 为公司提供办公自动化、计算机管理、资源共享及信息交流等全方位的服务，目前的信息点数大约100个，今后有扩充到200个的可能。 公司的很多业务依托于网络，要求网络的性能满足高效的办公要求。同时对网络的可靠性要求也很高，要求在办公时间内，网络不能宕掉。因此，在网络设计过程中，要充分考虑到网络设备的可靠性。同时，无论是网络设备还是网络线路，都应该考虑冗余备份。不能因为单点故障，而导致整个网络的瘫痪，影响公司业务的正常进行。 公司需要通过专线连接外部网络。 【需求分析】 为了实现网络的高速、高性能、高可靠性还有冗余备份功能，主要用于双核心拓扑结构的网络中。
本实验采用双核心拓扑结构，将三层交换技术和VTP、STP、EthernetChannel 综合运用。 【设计方案】 1、在交换机上配置VLAN，控制广播流量 2、配置2台三层交换机之间的EthernetChannel，实现三层交换机之间的高速互通 3、配置VTP，实现单一平台管理VLAN， 同时启用修剪，减少中继端口上不必要的广播信息量 4、配置STP，实现冗余备份、负载分担、避免环路 5、在三层交换机上配置VLAN间路由，实现不同VLAN之间互通 6、通过路由连入外网，可以通过静态路由或RIP路由协议 【网络拓扑】 根据用户对可靠性的要求，我们将网络设计为双核心结构，为了保证高性能，采用双核心进行负载分担。当其中的一台核心交换机出现故障的时候，数据能自动转换到另一台交换机上，起到冗余备份作用。 注意：本实验为了测试与外网的连通性，使用一个简单网络
三层交换技术的原理及应用
２００７．７ 43 １ 西安科技大学计算机系 陕西 ７１００５４２ 中国人民解放军西安通信学院 陕西 ７１０１０６ 三层交换技术的原理及应用 温钰１，２ 龚尚福１ 王照峰２ 李红卫２ 摘要：本文在分析比较二、三层交换技术的基础上介绍了三层交换技术的工作原理。从网络扩展能力、数据处理能力、多协议支持能力以及冗余通道等多方面阐述了三层交换技术的特点。对比分析了基于硬件结构和基于软件结构的两种三层交换技术的工作流程，阐述了三层交换技术在虚拟局域网中的应用。 关键词：三层交换技术；路由；ＶＬＡＮ ０ 引言 计算机技术与通信技术的结合促进了计算机网络的迅猛发展，在计算机网络中，交换机和路由器起着至关重要的作用。随着２０世纪９０年代后期千兆交换式以太网的登台亮相，短短的３０年间，局域网经历了从单工到双工、从共享到交换、从专用到普及、从第二层交换到多层交换的过程。网络初期，采用局域网技术组网时，使用的网络互联设备是集线器，主要工作在物理层，基于ＣＳ—ＭＡ／ＣＤ协议的用户数据的冲突检测和出错重发过程，使传输的效率很低，实现的功能主要局限于主机连接、文件和打印资料的共享，此时，多个用户共享１０Ｍｂｐｓ带宽即可满足要求。随着网络规模的日益扩大，这种网络系统已不能胜任。因此采用了工作在数据链路层上的设备网桥，它可起到使网段细化、减小冲突域，从而优化局域网性能的目的。但它是对高层（第三层以上）协议透明的设备，不能有效阻止广播风暴，因此引入了路由器的概念。路由器在子网间互连、安全控制、广播风暴限制等方面起了关键的作用，但复杂的算法、较低的数据吞吐量使其成为网络的瓶颈，为此迫切需要一种具有路由转发功能，同时还能减少网络瓶颈的技术，三层交换技术孕育而生。 １ 三层交换技术的原理 三层交换是相对于传统的交换概念而提出的。传统的交换技术是在ＯＳＩ网络参考模型中的第二层（数据链路层）进行操作，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。在大型局域网中，为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划分成一个个小的局域网，也就是一个个的小网段，这样必然导致不同网段之间存在大量的互访，单纯使用二层交换机没有办法实现网间的互访，传统访问方式是单纯使用路由器，但由于路由器端口数量有限，路由速度较慢，限制了网络的规模和访问速度，所以这种环境下，就出现了二层交换技术和三层路由技术有机结合而成的三层交换技术。二层与三层交换的示意图如图１ 所示。目前，第三层交换技术在硬件上的实现主要通过与路由器有关的第三层路由硬件模块插接在第三层交换机的高速背板／总线上，使路由模块可以与需要路由的其他模块间高速地交换数据，从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制（１０Ｍｂｉｔ／ｓ——１００Ｍｂｉｔ／ｓ）／。在软件方面，第三层交换技术也界定了传统基于软件的路由器软件，对数据封包的转发等有规律的过程通过物理设备高速实现。对如路由信息的更新、路由表维护以及路由计算、确定等功能则用软件来实现。 图１ 二层及三层交换示意图 我们也可以将三层交换机定义为二层交换机＋基于硬件的路由器，简单地将三层交换机理解为由一台路由器和一台二层交换机有机叠加构成。实际工作时两台处于不同子网的主机通信必须要通过路由，数据包必须要经过三层交换机中的路由处理器进行路由，而在同一子网中的主机通信不必再经过路由器处理。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。我们可通过一个具体的通信实例来说明三层交换的工作原理。两个使用ｌＰ协议的站点Ｔｏｍ和Ｒｏｓｅ通过第三层交换机进行通信时，发送站点Ｔｏｍ在开始发送数据时，把自己的ＩＰ地址与Ｒｏｓｅ站的ＩＰ地址进行比较，判断Ｒｏｓｅ站是否与自己在同一子网内。若站点Ｒｏｓｅ与发送站点Ｔｏｍ在同一子网内，则进行二层的转发，不需要三层路由功能，且此时交换机是工作在二层交换机功能下。若两个站点不在同一子网内，发送站Ｔｏｍ要与目的站Ｒｏｓｅ通信，发送站Ｔｏｍ要向“缺省网关”发出 ＡＲＰ（地址解析）封包，而 作者简介：温钰（１９８０－），女，讲师，在读硕士研究生，主要研究方向：网络集成与数据库。
铝型材挤压
铝型材 铝型材的含义：铝型材就是铝棒通过热熔,挤压.从而得到不同截面形状的铝材料. 铝型材分类方法： 一、按用途可以分为以下几类： 1. 门窗的建筑用门窗铝型材（分为门窗和幕墙二种）. 2. CPU散热器的专用散热器铝型材 3. 铝合金货架铝型材,他们的区别在于截面形状的不同.但都是通过热熔挤压生产出来的. 二、按合金成分类： 可分为1024、2011、6063、6061、6082、7075等合金牌号铝型材，其中6系的最为常见.不同的牌号区别在于各种金属成分的配比是不一样的，除了常用的门窗铝型材如60系列、70系列、80系列、90系列、幕墙系列等建筑铝型材之外，工业铝型材没有明确的型号区分，大多数生产厂都是按照客户的实际图纸加工的. 三、按表面处理要求分类： 1. 阳极氧化铝材 2. 电泳涂装铝材 3. 粉末喷涂铝材 3. 木纹转印铝材 4. 刨光铝材(分为机械刨光与化学抛光二种，其中化学抛光成本最高，价格也最贵) 铝型材生产流程: 主要包括熔铸、挤压和上色(上色主要包括：氧化、电泳涂装、氟炭喷涂、粉末喷涂、木纹转印等)三个过程。 1、熔铸是铝材生产的首道工序。 主要过程为： （1）配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。 （2）熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。 （3）铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的圆铸棒。 2、挤压：挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具，利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。常用的牌号6063合金，在挤压时还用一个风冷淬火过程及其后的人工时效过程，以完成热处理强化。不同牌号的可热处理强化合金，其热处理制度不同。 3、上色(此处先主要讲氧化的过程) 氧化：挤压好的铝合金型材，其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。 其主要过程为： （1）表面预处理：用化学或物理的方法对型材表面进行清洗，裸露出纯净的基体，以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以通过机械手段获得镜面或无光（亚光）表面。 （2）阳极氧化：经表面预处理的型材，在一定的工艺条件下，基体表面发生阳极氧化，生成一层致密、多孔、强吸附力的AL203膜层。 （3）封孔：将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强。氧化膜是无色透明的，利用封孔前氧化膜的强吸附性，在膜孔内吸附沉积
H3C三层交换机配置实例
H3C三层交换机配置实例 1 网络拓扑图 (1) 2 配置要求 (1) 3划分VLAN并描述 (2) 3.1进入系统视图 (2) 3.2 创建VLAN并描述 (2) 4 给VLAN设置网关 (3) 4.1 VLAN1的IP地址设置 (3) 4.2 VLAN100的网关设置 (3) 4.3 VLAN101的网关设置 (3) 4.4 VLAN102的网关设置 (3) 4.5 VLAN103的网关设置 (4) 5 给VLAN指定端口，设置端口类型 (4) 5.1 VLAN100指定端口 (4) 5.2 VLAN102指定端口 (4) 5.3 VLAN1/101/103指定端口 (5) 6 配置路由协议 (6) 6.1 默认路由 (6) 6.2配置流分类 (6) 6.3 定义行为 (6) 6.4 应用QOS策略 (6) 6.5 接口配置QOS策略 (7)
1 网络拓扑图 图1-1 网络拓扑图 2 配置要求 用户1网络：172.16.1.0/24 至出口1网络：172.16.100.0/24 用户2网络：192.168.1.0/24 至出口2网络：192.168.100.0/24实现功能：用户1通过互联网出口1，用户2通过互联网出口2。
3划分VLAN并描述 3.1进入系统视图
电牵引采煤机截割部设计
摘要 摘要：本文完成了MG400／930一WD电牵引采煤机的整机外形的布局设计，介绍了采煤机的类型和工作原理，以及目前国内采煤机的现状和发展趋势，从左摇臂、左牵引部、左行走部、左电器控制箱、右电器控制箱、右行走箱、右牵引部、右摇臂的具体布局到各次的特点都有所涉及；重点完成了采煤机摇臂的设计计算，包括摇臂壳体以及壳体内一轴、第一级惰轮组、二轴、第二级惰轮组、第三级惰轮组、中心轮组、第一级行星减速器、第二级行星减速器几乎所有零部件的装配关系，各轴的转速计算，功率的传递计算，第一级圆柱直齿齿轮减速器的设计计算，第二级圆柱直齿齿轮减速器的设计计算，第一级行星减速器的设计计算，第二级行星减速器的设计计算，各轴的设计以及校核，所有轴承支撑处轴承的选择校核、花键连接处花键的选用以及校核。 关键词：采煤机；电牵引；摇臂；行星轮减速器
ABSTRACT Abstract:This paper completed a MG400/930 WD Electric Traction Shearer of equipment configuration for the layout .Shearer introduced the type and principle,and the current domestic Shearer's current situation and development trend .From The left arm、left traction Department、the Department of left running,、the electrical control box on the left and right electrical control box,、dextral box、and the right of traction 、right arm to the specific layout of the features have been covered，shearer will focus on completing the design of the Rocker which including Shell and Shell within one axis,、the first-round group inert、two-axis,、the second-round group inert、the third-round group inert,、the center round group、first-class planetary reducer,、and the second-stage planetary reducer almost all parts of the assembly.The shaft speed and power transmission are calculated importont .First-class Spur Gear reducer design calculation, the second-straight cylindrical gear reducer design, first-class planetary reducer design calculation, the second-stage planetary reducer design, the design of the shaft and Verification, Bearing all the support bearings choice Department Verification, Key spent connecting Department spent Key Selection and Verification. Keywords：seam；shearer；electrical haulage；Rocker ；Planetary gear reducer
计算机网络__交换机工作原理
计算机网络交换机工作原理 在前面了解到根据交换机在OSI参考模型中工作的协议层不同，将交换机分为二层交换机、三层交换机、四层交换机。交换机工作的协议层不同，其工作原理也不相同。下面我们将介绍各层交换机的工作原理。 1．二层交换机工作原理 二层交换机能够识别数据包中的MAC地址信息，然后根据MAC地址进行数据包的转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在内部的地址列表中。二层交换机的工作原理如下：当交换机从端口收到数据包后，首先分析数据包头中的源MAC地址和目的MAC地址，并找出源MAC地址对应的交换机端口。然后，从MAC地址表中查找目的MAC地址对应的交换机端口。 如果MAC地址表中存在目的MAC地址的对应端口，则将数据包直接发送到该对应端口。如果MAC地址表中没有与目的MAC地址的对应端口，则将数据包广播到交换机所有端口，待目的计算机对源计算机回应时，交换机学习目的MAC地址与端口的对应关系，并将该对应关系添加至MAC地址表中。 这样，当下次再向该MAC地址传送数据时，就不需要向所有端口广播数据。并且，通过不断重复上面的过程，交换机能够学习到网络内的MAC地址信息，建立并维护自己内部的MAC地址表。如图6-10所示，为二层交换机工作原理示意图。 图6-10 二层交换机工作原理 2．三层交换机工作原理 三层交换机是在二层交换机的基础上增加了三层路由模块，能够工作于OSI参考模型的网络层，实现多个网段之间的数据传输。三层交换机既可以完成数据交换功能，又可以完成数据路由功能。其工作原理如下： 当三层交换机接收到某个信息源的第一个数据包时，交换机将对该数据包进行分析，并判断数据包中的目的IP地址与源IP地址是否在同一网段内。如果两个IP地址属于同一网段，
铝合金挤压生产知识
一、铝合金的挤压生产 1．挤压时金属的变形过程分为几个阶段？ 分为：⑴填充挤压阶段；⑵平流压出阶段；⑶紊流压出阶段。 2、什么是挤压比（λ）？挤压6063型材时，挤压比（λ）在什么范围内最合适？ 挤压筒内铝棒的截面积与挤出型材的截面积之比，称为挤压比（λ）或挤压系数（λ）。 挤压系数是挤压工艺最重要的内容，根据制品外形和截面面积选择挤压筒的直径。挤压系数一般＞9。平模当λ＝9～40时使用寿命较长，分流模的挤压系数应在20～70范围内。系数过小会产生焊接不良。所以挤压空心型材的挤压系数比实心型材的大。如挤压Φ101×25管材，当λ=15时焊合不好，选择λ=38时管材焊合良好。挤压系数太大，挤压困难，而且因铝棒较短造成产品的成品率太低，影响经济技术指标。 3．生产过程中如何控制挤压温度？ 铝棒温度应保持在440～520℃之间（以6063为例），加热时间均在6小时以上。挤压筒加热到400～440℃。模具温度为400～510℃，保温时间1～4小时。 4、选择挤压温度应遵循哪些原则？ 6063合金铝棒的挤压温度通常在470～510之间，有时也可在较低温度下挤压。选择铝棒温度的原则：⑴为获得较高的机械性能，应选择较高的挤压温度；⑵当挤压机能力不足，可通过提高铝棒温度来提高挤压速度；⑶当模具悬臂过大时，可提高铝棒温度，以减小
铝棒对模具的压力及摩擦力；⑷挤压温度过高会使产生气泡、撕裂及由于模具工作带粘铝造成表面划痕严重；⑸为了获得高表面质量的产品，宜在较低温度下挤压 5、如何控制挤压速度？ 挤压速度是影响生产率的一个重要指标。挤压速度取决于合金种类、几何形状、尺寸和表面状态，同时也与铸锭质量息息相关。要提高挤压速度，必需合理控制铝棒温度、模具温度、挤压筒温度。6063铝合金挤压速度范围为：9～80M/min，其中实心型材为：20～80M/min，空心型材的挤压速度一般为实心型材挤压速度的0．5～0．8倍。 6、什么是均匀化？ 通常将6063铝棒在560℃保温6～8小时，使合金的Mg2si相以细小质点均匀分布在整个金属基体中，且消除铸造应力，铸锭出炉后以较高速度冷却（水冷或风冷），这种热处理工艺称作均匀化。 7、在挤压生产中，均匀化有什么作用？ ⑴能提高型材的机械性能；⑵降低挤压力约10～15％；⑶大大提高挤压速度；⑷降低合金的挤压摩擦，提高模具寿命；⑸减少型材的挤压痕，改善型材的氧化着色质量。 8、怎样计算挤压机每小时产量？ 挤压机每小时产量按下面公式计算： As=3600×F×P［1Vi÷tf/（Ld-1）］ 其中：As-挤压机每小时产能（t/h） F-铸锭截面积（㎡）
三层交换机配置实例
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因此，在网络设计过程中，要充分考虑到网络设备的可靠性。 同时，无论是网络设备还是网络线路，都应该考虑冗余备份。 不能因为单点故障，而导致整个网络的瘫痪，影响公司业务的正常进行。 公司需要通过专线连接外部网络。 【需求分析】为了实现网络的高速、高性能、高可靠性还有冗余备份功能，主要用于双核心拓扑结构的网络中。 本实验采用双核心拓扑结构，将三层交换技术和 VTP、 STP、EthernetChannel综合运用。 【设计方案】 1、在交换机上配置 VLAN，控制广播流量 2、配置 2 台三层交换机之间的 EthernetChannel，实现三层交换机之间的高速互通 3、配置 VTP，实现单一平台管理 VLAN，同时启用修剪，减少中继端口上不必要的广播信息量 4、配置 STP，实现冗余备份、负载分担、避免环路 5、在三层交换机上配置 VLAN 间路由，实现不同 VLAN 之间互通 6、通过路由连入外网，可以通过静态路由或 RIP 路由协议【网络拓扑】根据用户对可靠性的要求，我们将网络设计为双核心结构，为了保证高性能，采用双核心进行负载分担。 当其中的一台核心交换机出现故障的时候，数据能自动转换到另一台交换机上，起到冗余备份作用。 注意： 本实验为了测试与外网的连通性，使用一个简单网络【设备
三层交换机工作原理及特点
三层交换机 三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。 应用背景 出于安全和管理方便的考虑，主要是为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划成一个个小的局域网，这就使VLAN技术在网络中得以大量应用，而各个不同VLAN间的通信都要经过路由器来完成转发，随着网间互访的不断增加。单纯使用路由器来实现网间访问，不但由于端口数量有限，而且路由速度较慢，从而限制了网络的规模和访问速度。基于这种情况三层交换机便应运而生，三层交换机是为IP设计的，接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，非常适用于大型局域网内的数据路由与交换，它既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度，且价格相对便宜些。 在企业网和教学网中，一般会将三层交换机用在网络的核心层，用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN。不过应清醒认识到三层交换机出现最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具备的路由功能也多是围绕这一目的而展开的，所以它的路由功能没有同一档次的专业路由器强。毕竟在安全、协议支持等方面还有许多欠缺，并不能完全取代路由器工作。 在实际应用过程中，典型的做法是：处于同一个局域网中的各个子网的互联以及局域网中VLAN间的路由，用三层交换机来代替路由器，而只有局域网与公网互联之间要实现跨地域的网络访问时，才通过专业路由器。 三层交换机工作原理 三层交换技术就是二层交换技术＋三层转发技术。传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。应用第三层交换技术即可实现网络路由的功能，又可以根据不同的网络状况做到最优的网络性能。 为什么使用三层交换机？ 1、网络骨干少不了三层交换 要说三层交换机在诸多网络设备中的作用，用“中流砥柱”形容并不为过。在校园网、城域教育网中，从骨干网、城域网骨干、汇聚层都有三层交换机的用武之地，尤其是核心骨干网一定要用三层交换机，否则整个网络成千上万台的计算机都在一个子网中，不仅毫无安全可言，也会因为无法分割广播域而无法隔离广播风暴。
采煤机截割部设计
摘要 我国中薄煤层储碳量丰富，对适合于薄煤层开采的采煤机的需求量很大。而炮采安全性比较低，生产率也比较低；综采对设备要求较高，而且投资费用比较大。所以对中薄煤层来说开发适应高档普采的采煤机是非常必要的，而该设计正是针对中薄煤层适应高普而进行的设计。 主要从机械传动的角度对电牵引薄煤层采煤机的摇臂进行了设计，采取双电机横向布置，截割电机容量为2×100kW；开采含有夹矸等较硬煤质的综合机械化采煤工作面，可靠性高，性能先进。采煤机摇臂工作时由扭矩轴驱动，能量逐级传递，三轴起均载作用，四轴和五轴构成齿轮的变速级，末级为四行星减速器用以降低速度。并对各级齿轮及相应的传动轴进行了设计计算和校核，设计计算结果满足设计要求。 关键词：采煤机；摇臂；传动系统；行星机 构 I
Abstract In the present coal mine of our country,the thin reserves of coal seam are still rich ,are larger for the demand of the small-power machine of coal mining.And cannon pick safety comparison little,productivity is also low;Zong pick for equipment requirement higher,and investment cost is compared.So for in thin coal seam development meet the high general machine of coal mining is very necessary. And the design is adapted for thin seam in general and for high design. Mainly from the mechanical point of view of the electric traction drive thin seam shearer's arm was designed to take two-motor horizontal layout, cutting electrical capacity of 2×100kW; mining and other hard parting with the comprehensive mechanization of coal mining face, high reliability and advanced performance. Shearer work by the torque arm shaft drive, the energy transfer step by step, from both three-axis load, four-axis and five-axis gear shift level form, the end of grade four planetary gear reducer to reduce the speed. And levels of gear and drive shaft were designed corresponding calculation and verification, design calculations to meet the design requirements. Keywords：Shearer;Ratio Rocker;Transition system II
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