三層交換技術(shù)概念

　　三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。它解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。

　　任何一種新技術(shù)進入市場時，都要經(jīng)歷業(yè)界專業(yè)人員對伴隨這種技術(shù)的新術(shù)語和“技術(shù)行話”進行篩選的階段。這些新的技術(shù)術(shù)語往往會造成迷惑，甚至自相矛盾，具體情況取決于供應(yīng)商使用它們的方式?！暗谌龑咏粨Q”和有關(guān)的技術(shù)也不例外，隨著越來越多交換機和路由器技術(shù)的推出，有關(guān)它們技術(shù)術(shù)語的迷惑只會增多。

　　比如，第三層交換、第四層交換、多層交換、多層數(shù)據(jù)包分類和路由交換機等新術(shù)語就令交換機和路由器之間的傳統(tǒng)區(qū)別變得模糊起來。此外，由于許多供應(yīng)商在原本用于布線室的第二層交換機平臺上提供了第三層交換技術(shù)，從而讓人更加迷惑不解。這些變化使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員很難了解如何部署高效的網(wǎng)絡(luò)解決方案。因此，必須去偽存真，并專注于基礎(chǔ)知識，才能真正了解何時、何地以及為什么采用第三層交換。

　　三層交換技術(shù)的特點

　　1、線速路由

　　和傳統(tǒng)的路由器相比，第三層交換機的路由速度一般要快十倍或數(shù)十倍，能實現(xiàn)線速路由轉(zhuǎn)發(fā)。傳統(tǒng)路由器采用軟件來維護路由表，而第三層交換機采用ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）硬件來維護路由表，因而能實現(xiàn)線速的路由。

　　2、IP路由

　　在局域網(wǎng)上，二層的交換機通過源MAC地址來標(biāo)識數(shù)據(jù)包的發(fā)送者，根據(jù)目的MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。對于一個目的地址不在本局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)包，二層交換機不可能直接把它送到目的地，需要通過路由設(shè)備（比如傳統(tǒng)的路由器）來轉(zhuǎn)發(fā)，這時就要把交換機連接到路由設(shè)備上。

　　如果把交換機的缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)置為路由設(shè)備的IP地址，交換機會把需要經(jīng)過路由轉(zhuǎn)發(fā)的包送到路由設(shè)備上。路由設(shè)備檢查數(shù)據(jù)包的目的地址和自己的路由表，如果在路由表中找到轉(zhuǎn)發(fā)路徑，路由設(shè)備把該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到其它的網(wǎng)段上，否則，丟棄該數(shù)據(jù)包。

　　專用（傳統(tǒng)）路由器昂貴，復(fù)雜，速度慢，易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，因為它要分析所有的廣播包并轉(zhuǎn)發(fā)其中的一部分，還要和其它的路由器交換路由信息，而且這些處理過程都是由CPU來處理的（不是專用的ASIC），所以速度慢。

　　第三層交換機既能象二層交換機那樣通過MAC地址來標(biāo)識轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，也能象傳統(tǒng)路由器那樣在兩個網(wǎng)段之間進行路由轉(zhuǎn)發(fā)。而且由于是通過專用的芯片來處理路由轉(zhuǎn)發(fā)，第三層交換機能實現(xiàn)線速路由。

　　3、路由功能

　　比較傳統(tǒng)的路由器，第三層交換機不僅路由速度快，而且配置簡單。在最簡單的情況（即第三層交換機默認啟動自動發(fā)現(xiàn)功能時），一旦交換機接進網(wǎng)絡(luò)，只要設(shè)置完VLAN。

　　并為每個VLAN設(shè)置一個路由接口。第三層交換機就會自動把子網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)流限定在子網(wǎng)之內(nèi)，并通過路由實現(xiàn)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)包交換。管理員也可以通過人工配置路由的方式：設(shè)置基于端口的VLAN，給每個VLAN配上IP地址和子網(wǎng)掩碼，就產(chǎn)生了一個路由接口。隨后，手工設(shè)置靜態(tài)路由或者啟動動態(tài)路由協(xié)議。

　　4、路由協(xié)議支持

　　三層交換技術(shù)可以通過自動發(fā)現(xiàn)功能來處理本地IP包的轉(zhuǎn)發(fā)及學(xué)習(xí)鄰近路由器的地址，同時也可以通過動態(tài)路由協(xié)議RIP1，RIP2，OSPF來計算路由路徑。下面介紹一下RIP協(xié)議和OSPF協(xié)議。

　　路由信息協(xié)議（RIP）是一個內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），主要應(yīng)用在中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，RIP協(xié)議采用距離向量算法，在路由信息中包括了到達目的IP（向量）的跳躍次數(shù)（距離），跳躍次數(shù)最小的路徑是最優(yōu)路徑。

　　RIP允許的最大跳躍次數(shù)為15，需要跳躍16次及其以上的目的地址被認為是不可達的。RIP路由器通過周期性廣播來與鄰近的RIP路由器交換路由信息，廣播的時間間隔可以設(shè)定。廣播的內(nèi)容就是整個路由表。

　　當(dāng)RIP路由器收到鄰近路由器的路由表后，要經(jīng)過計算來決定是否更新自己的路由表。如果自己的路由表需要更新，路由器在更新完畢后會立即把更新的內(nèi)容發(fā)到鄰近的路由器而不必等待廣播間隔時間的結(jié)束。