详解Broadcom以太网交换芯片的转发流程与L2功能

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本文主要介绍了Broadcom以太网交换芯片的转发流程,以56504/56300系列为例,深入剖析了芯片的工作原理和关键组件。首先,我们来概述交换芯片的架构: 1. **交换芯片模块**:包括GE/XE接口模块(负责MAC/PHY功能)、CPU接口模块(如CMIC接口通过PCI总线与CPU通信)、输入输出匹配/修改模块、MMU模块(内存管理单元)、L2转发模块(处理第二层数据帧)、L3转发模块(处理第三层路由)、安全模块(进行包过滤)和流分类模块(根据包的特性进行处理)。 2. **包处理流程**:数据包从端口进入后,首先进行包头字段匹配以支持流分类,接着通过安全引擎进行过滤,通过安全检查的包会进行L2交换或L3路由。流分类处理器会根据包的优先级或WRR算法决定队列调度,可能涉及丢弃、限速或修改VLAN标签,最后从指定端口发送出去。 在L2转发流程中,核心机制如下: 2.1 **L2转发原理**:L2转发涉及多个步骤,包括 ingress过滤(基于VLAN ID检查包的接收权限)、MAC地址学习(存储MAC地址与端口的对应关系)、基于MAC+VLAN的转发、广播和洪泛处理,以及生成树协议(STP)控制以避免环路。 具体流程如下: - **包处理**:tagged包(带有VLAN标签)和untagged包(无标签)在进入芯片时可能会被加上VLAN标签,VLAN ID范围为1-4094(4095保留给特殊用途)。 - **Ingress过滤**:根据预设配置,仅允许属于该端口所在VLAN的包通过,否则丢弃。 - **STP检查**:非BPDU包在满足ingress过滤条件后,会进一步检查端口状态,只有非阻塞端口才会转发。 Broadcom以太网交换芯片的转发流程是一个复杂的过程,涉及到包的接收入口、安全过滤、VLAN管理和多层转发策略,确保网络流量的高效传输和管理。理解并掌握这一过程对于设计和优化网络架构具有重要意义。