什么是三層交換機 三層交換機的工作原理和作用

　　什么是三層交換機 三層交換機的工作原理和作用：

　　三層交換機就是具有部分路由器功能的交換機，三層交換機的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，所具有的路由功能也是為這目的服務的，能夠做到一次路由，多次轉(zhuǎn)發(fā)。對于數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)等規(guī)律性的過程由硬件高速實現(xiàn)，而象路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能，由軟件實現(xiàn)。三層交換技術就是二層交換技術+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術。傳統(tǒng)交換技術是在OSI網(wǎng)絡標準模型第二層——數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，而三層交換技術是在網(wǎng)絡模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)，既可實現(xiàn)網(wǎng)絡路由功能，又可根據(jù)不同網(wǎng)絡狀況做到最優(yōu)網(wǎng)絡性能。

什么是三層交換機 三層交換機的工作原理和作用

　　出于安全和管理方便的考慮，主要是為了減小廣播風暴的危害，必須把大型局域網(wǎng)按功能或地域等因素劃成一個個小的局域網(wǎng)，這就使VLAN技術在網(wǎng)絡中得以大量應用，而各個不同VLAN間的通信都要經(jīng)過路由器來完成轉(zhuǎn)發(fā)，隨著網(wǎng)間互訪的不斷增加。單純使用路由器來實現(xiàn)網(wǎng)間訪問，不但由于端口數(shù)量有限，而且路由速度較慢，從而限制了網(wǎng)絡的規(guī)模和訪問速度?；谶@種情況三層交換機便應運而生，三層交換機是為IP設計的，接口類型簡單，擁有很強二層包處理能力，非常適用于大型局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)路由與交換，它既可以工作在協(xié)議第三層替代或部分完成傳統(tǒng)路由器的功能，同時又具有幾乎第二層交換的速度，且價格相對便宜些。

　　在企業(yè)網(wǎng)和教學網(wǎng)中，一般會將三層交換機用在網(wǎng)絡的核心層，用三層交換機上的千兆端口或百兆端口連接不同的子網(wǎng)或VLAN。不過應清醒認識到三層交換機出現(xiàn)最重要的目的是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，所具備的路由功能也多是圍繞這一目的而展開的，所以它的路由功能沒有同一檔次的專業(yè)路由器強。畢竟在安全、協(xié)議支持等方面還有許多欠缺，并不能完全取代路由器工作。

　　在實際應用過程中，典型的做法是：處于同一個局域網(wǎng)中的各個子網(wǎng)的互聯(lián)以及局域網(wǎng)中VLAN間的路由，用三層交換機來代替路由器，而只有局域網(wǎng)與公網(wǎng)互聯(lián)之間要實現(xiàn)跨地域的網(wǎng)絡訪問時，才通過專業(yè)路由器。

　　三層交換機的作用

　　1、網(wǎng)絡骨干少不了三層交換

　　要說三層交換機在諸多網(wǎng)絡設備中的作用，用“中流砥柱”形容并不為過。在校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)中，從骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)骨干、匯聚層都有三層交換機的用武之地，尤其是核心骨干網(wǎng)一定要用三層交換機，否則整個網(wǎng)絡成千上萬臺的計算機都在一個子網(wǎng)中，不僅毫無安全可言，也會因為無法分割廣播域而無法隔離廣播風暴。

　　如果采用傳統(tǒng)的路由器，雖然可以隔離廣播，但是性能又得不到保障。而三層交換機的性能非常高，既有三層路由的功能，又具有二層交換的網(wǎng)絡速度。二層交換是基于MAC尋址，三層交換則是轉(zhuǎn)發(fā)基于第三層地址的業(yè)務流;除了必要的路由決定過程外，大部分數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程由二層交換處理，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。

　　三層交換機通過使用硬件交換機構實現(xiàn)了IP的路由功能，其優(yōu)化的路由軟件使得路由過程效率提高，解決了傳統(tǒng)路由器軟件路由的速度問題。因此可以說，三層交換機具有“路由器的功能、交換機的性能”。

　　2、連接子網(wǎng)少不了三層交換

　　同一網(wǎng)絡上的計算機如果超過一定數(shù)量(通常在200臺左右，視通信協(xié)議而定)，就很可能會因為網(wǎng)絡上大量的廣播而導致網(wǎng)絡傳輸效率低下。為了避免在大型交換機上進行廣播所引起的廣播風暴，可將其進一步劃分為多個虛擬網(wǎng)(VLAN)。但是這樣做將導致一個問題：VLAN之間的通信必須通過路由器來實現(xiàn)。但是傳統(tǒng)路由器也難以勝任VLAN之間的通信任務，因為相對于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡流量來說，傳統(tǒng)的普通路由器的路由能力太弱。

　　而且千兆級路由器的價格也是非常難以接受的。如果使用三層交換機上的千兆端口或百兆端口連接不同的子網(wǎng)或VLAN，就在保持性能的前提下，經(jīng)濟地解決了子網(wǎng)劃分之后子網(wǎng)之間必須依賴路由器進行通信的問題，因此三層交換機是連接子網(wǎng)的理想設備。

　　三層交換機的優(yōu)勢特性

　　除了優(yōu)秀的性能之外，三層交換機還具有一些傳統(tǒng)的二層交換機沒有的特性，這些特性可以給校園網(wǎng)和城域教育網(wǎng)的建設帶來許多好處，列舉如下。

　　1、高可擴充性

　　三層交換機在連接多個子網(wǎng)時，子網(wǎng)只是與第三層交換模塊建立邏輯連接，不像傳統(tǒng)外接路由器那樣需要增加端口，從而保護了用戶對校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)的投資。并滿足學校3~5年網(wǎng)絡應用快速增長的需要。

　　2、高性價比

　　三層交換機具有連接大型網(wǎng)絡的能力，功能基本上可以取代某些傳統(tǒng)路由器，但是價格卻接近二層交換機。現(xiàn)在一臺百兆三層交換機的價格只有幾萬元，與高端的二層交換機的價格差不多。 ?