三層交換技術概念

　　三層交換技術就是：二層交換技術+三層轉發技術。它解決了局域網中網段劃分之后，網段中子網必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統路由器低速、復雜所造成的網絡瓶頸問題。

　　任何一種新技術進入市場時，都要經歷業界專業人員對伴隨這種技術的新術語和“技術行話”進行篩選的階段。這些新的技術術語往往會造成迷惑，甚至自相矛盾，具體情況取決于供應商使用它們的方式。“第三層交換”和有關的技術也不例外，隨著越來越多交換機和路由器技術的推出，有關它們技術術語的迷惑只會增多。

　　比如，第三層交換、第四層交換、多層交換、多層數據包分類和路由交換機等新術語就令交換機和路由器之間的傳統區別變得模糊起來。此外，由于許多供應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，從而讓人更加迷惑不解。這些變化使網絡設計人員很難了解如何部署高效的網絡解決方案。因此，必須去偽存真，并專注于基礎知識，才能真正了解何時、何地以及為什么采用第三層交換。

　　三層交換技術的特點

　　1、線速路由

　　和傳統的路由器相比，第三層交換機的路由速度一般要快十倍或數十倍，能實現線速路由轉發。傳統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，因而能實現線速的路由。

　　2、IP路由

　　在局域網上，二層的交換機通過源MAC地址來標識數據包的發送者，根據目的MAC地址來轉發數據包。對于一個目的地址不在本局域網上的數據包，二層交換機不可能直接把它送到目的地，需要通過路由設備（比如傳統的路由器）來轉發，這時就要把交換機連接到路由設備上。

　　如果把交換機的缺省網關設置為路由設備的IP地址，交換機會把需要經過路由轉發的包送到路由設備上。路由設備檢查數據包的目的地址和自己的路由表，如果在路由表中找到轉發路徑，路由設備把該數據包轉發到其它的網段上，否則，丟棄該數據包。

　　專用（傳統）路由器昂貴，復雜，速度慢，易成為網絡瓶頸，因為它要分析所有的廣播包并轉發其中的一部分，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地址來標識轉發數據包，也能象傳統路由器那樣在兩個網段之間進行路由轉發。而且由于是通過專用的芯片來處理路由轉發，第三層交換機能實現線速路由。

　　3、路由功能

　　比較傳統的路由器，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現功能時），一旦交換機接進網絡，只要設置完VLAN。

　　并為每個VLAN設置一個路由接口。第三層交換機就會自動把子網內部的數據流限定在子網之內，并通過路由實現子網之間的數據包交換。管理員也可以通過人工配置路由的方式：設置基于端口的VLAN，給每個VLAN配上IP地址和子網掩碼，就產生了一個路由接口。隨后，手工設置靜態路由或者啟動動態路由協議。

　　4、路由協議支持

　　三層交換技術可以通過自動發現功能來處理本地IP包的轉發及學習鄰近路由器的地址，同時也可以通過動態路由協議RIP1，RIP2，OSPF來計算路由路徑。下面介紹一下RIP協議和OSPF協議。

　　路由信息協議（RIP）是一個內部網關協議（IGP），主要應用在中等規模的網絡，RIP協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（距離），跳躍次數最小的路徑是最優路徑。

　　RIP允許的最大跳躍次數為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定。廣播的內容就是整個路由表。

　　當RIP路由器收到鄰近路由器的路由表后，要經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容發到鄰近的路由器而不必等待廣播間隔時間的結束。