二层交换机与三层交换机在组网上的区别.pdf

简单的讲二层交换机工作在数据链路层(第二层),三层交换机工作在网络层(第三层)二层交换机二层交换技术是发展比较成熟二层交换机属数据链路层设备可以识别数据包中的MAC地址信息根据MAC地址进行转发并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。具体的工作流程如下1当交换机从某个端口收到一个数据包它先读取包头中的源MAC地址这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的2再去读取包头中的目的MAC地址并在地址表中查找相应的端口3如表中有与这目的MAC地址对应的端口把数据包直接复制到这端口上4如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上当目的机器对源机器回应时交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。不断的循环这个过程对于全网的MAC地址信息都可以学习到二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。从二层交换机的工作原理可以推知以下三点1由于交换机对多数端口的数据进行同时交换这就要求具有很宽的交换总线带宽如果二层交换机有N个端口每个端口的带宽是M交换机总线带宽超过N×M那么这交换机就可以实现线速交换2学习端口连接的机器的MAC地址写入地址表地址表的大小(一般两种表示方式一为BEFFERRAM一为MAC表项数值),地址表大小影响交换机的接入容量3还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASICApplicationspecificIntegratedCircuit芯片因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用ASIC不同直接影响产品性能。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。如果采用传统的路由器虽然可以隔离广播但是性能又得不到保障。而三层交换机的性能非常高既有三层路由的功能又具有二层交换的网络速度。二层交换是基于MAC寻址三层交换则是转发基于第三层地址的业务流除了必要的路由决定过程外大部分数据转发过程由二层交换处理提高了数据包转发的效率。三层交换机通过使用硬件交换机构实现了IP的路由功能其优化的路由软件使得路由过程效率提高解决了传统路由器软件路由的速度问题。因此可以说三层交换机具有“路由器的功能、交换机的性能”。2、连接子网少不了三层交换同一网络上的计算机如果超过一定数量(通常在200台左右视通信协议而定)就很可能会因为网络上大量的广播而导致网络传输效率低下。为了避免在大型交换机上进行广播所引起的广播风暴可将其进一步划分为多个虚拟网(VLAN)。但是这样做将导致一个问题VLAN之间的通信必须