三层交换机和两层交换机的区别

三层交换机和两层交换机的区别二层交换技术从网桥发展到VLAN虚拟局域网在局域网建设和改造中得到了广泛的应用第二层交换技术是工作在OSI七层网络模型中的第二层即数据链路层它按照所接收到数据包的目的MAC地址来进行转发对于网络层或者高层协议来说是透明的它不处理网络层的IP地址不处理高层协议的诸如TCPUDP的端口地址它只需要数据包的物理地址即MAC地址数据交换是靠硬件来实现的其速度相当快这是二层交换的一个显著的优点但是它不能处理不同IP子网之间的数据交换传统的路由器可以处理大量的跨越IP子网的数据包但是它的转发效率比二层低因此要想利用二层转发效率高这一优点又要处理三层IP数据包三层交换技术就诞生了三层交换技术的工作原理第三层交换工作在OSI七层网络模型中的第三层即网络层是利用第三层协议中的IP包的包头信息来对后续数据业务流进行标记具有同一标记的业务流的后续报文被交换到第二层数据链路层从而打通源IP地址和目的IP地址之间的一条通路这条通路经过第二层链路层有了这条通路三层交换机就没有必要每次将接收到的数据包进行拆包来判断路由而是直接将数据包进行转发将数据流进行交换二层交换技术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NM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以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数这一点请大家在考虑设备选型时注意比较二路由技术路由器工作在OSI模型的第三层4545网络层操作其工作模式与二层交换相似但路由器工作在第三层这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息实现功能的方式就不同工作原理是在路由器的内部也有一个表这个表所标示的是如果要去某一个地方下一步应该向那里走如果能从路由表中找到数据包下一步往那里走把链路层信息加上转发出去如果不能知道下一步走向那里则将此包丢弃然后返回一个信息交给源地址路由技术实质上来说不过两种功能决定最优路由和转发数据包路由表中写入各种信息由路由算法计算出到达目的地址的最佳路径然后由相对简单直接的转发机制发送数据包接受数据的下一台路由器依照相同的工作方式继续转发依次类推直到数据包到达目的路由器而路由表的维护也有两种不同的方式一种是路由信息的更新将部分或者全部的路由信息公布出去路由器通过互相学习路由信息就掌握了全网的拓扑结构这一类的路由协议称为距离矢量路由协议另一种是路由器将自己的链路状态信息进行广播通过互相学习掌握全网的路由信息进而计算出最佳的转发路径这类路由协议称为链路状态路由协议由于路由器需要做大量的路径计算工作一般处理器的工作能力直接决定其性能的优劣当然这一判断还是对中低端路由器而言因为高端路由器往往采用分布式处理系统体系设计三三层交换技术近年来的对三层技术的宣传耳朵都能起茧子到处都在喊三层技术有人说这是个非常新的技术也有人说三层交换嘛不就是路由器和二层交换机的堆叠也没有什么新的玩意事实果真如此吗下面先来通过一个简单的网络来看看三层交换机的工作过程组网比较简单使用IP的设备A4545454545454545454545454545454545454545454545三层交换机4545454545454545454545454545454545454545454545使用IP的设备B比如A要给B发送数据已知目的IP那么A就用子网掩码取得网络地址判断目的IP是否与自己在同一网段如果在同一网段但不知道转发数据所需的MAC地址A就发送一个ARP请求B返回其MAC地址A用此M