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1、三层交换机与路由器的比拟2 .路由技术路由器是在OSI七层网络模型中的第三层一一网络层操 作的。路由器内部有一个路由表，这表标明了如果要去某个 地方，下一步应该往哪走。路由器从某个端口收到一个数据 包，它首先把链路层的*去掉（拆包），读取目的IP地址， 然后查找路由表，假设能确定下一步往哪送，那么再加上链路层 的* （打包），把该数据包转发出去；如果不能确定下一步 的地址，那么向源地址返回一个信息，并把这个数据包丢掉。路由技术和二层交换看起来有点相似，其实路由和交换 之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层（数 据链路层），而路由发生在第三层。这一区别决定了路由和 交换在传送数据的过
2、程中需要使用不同的控制信息，所以两 者实现各自功能的方式是不同的。路由技术其实是由两项最基本的活动组成，即决定最优 路径和传输数据包。其中，数据包的传输相对较为简单和直 接，而路由确实定那么更加复杂一些。路由算法在路由表中写 入各种不同的信息，路由器会根据数据包所要到达的目的地 选择最正确路径把数据包发送到可以到达该目的地的下一 台路由器处。当下一台路由器接收到该数据包时，也会查看 其目标地址，并使用合适的路径继续传送给后面的路由器。 依次类推，直到数据包到达最终目的地。路由器之间可以开展相互通讯，而且可以通过传送不同 类型的信息维护各自的路由表。路由更新信息主是这样一种 信息，一般是由局部或
3、全部路由表组成。通过分析其它路由 器发出的路由更新信息，路由器可以掌握整个网络的拓扑构 造。链路状态广播是另外一种在路由器之间传递的信息，它 可以把信息发送方的链路状态及进的通知给其它路由器。3 .三层交换技术一个具有第三层交换功能的设备是一个带有第三层路 由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简 单的把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在局域网交换 机上。从硬件上看，第二层交换机的接口模块都是通过高速背 板/总线(速率可高达几十Gbit/s)交换数据的，在第三层 交换机中，与路由器有关的第三层路由硬件模块也插接在高 速背板/总线上，这种方式使得路由模块可以与需要路由的 其他模块间高
4、速的交换数据，从而突破了传统的外接路由器 接口速率的限制。在软件方面，第三层交换机也有重大的举 措，它将传统的基于软件的路由器软件开展了界定，其做法 是：对于数据包的转发：如IP/IPX包的转发，这些规律的 过程通过硬件得以高速实现。对于第三层路由软件：如路由信息的更新、路由表维护、 路由计算、路由确实定等功能，用优化、高效的软件实现。假设两个使用IP的机器通过第三层交换机开展通信的 过程，机器A在开始发送时，目的IP地址，但尚不知 道在局域网上发送所需要的MAC地址。要采用地址解析(ARP) 来确定目的MAC地址。机器A把自己的IP地址与目的IP地 址比拟，从其软件中配置的子网掩码提取出网络
5、地址来确定 目的机器是否与自己在同一子网内。假设目的机器B与机器A 在同一子网内，A广播一个ARP请求，B返回其MAC地址，A 得到目的机器B的MAC地址后将这一地址缓存起来，并用此 MAC地址封包转发数据，第二层交换模块查找MAC地址表确 定将数据包发向目的端口。假设两个机器不在同一子网内，如 发送机器A要与目的机器C通信，发送机器A要向“缺省网 关”发出ARP包，而“缺省网关”的IP地址已经在系统软 件中设置。这个IP地址实际上对应第三层交换机的第三层 交换模块。所以当发送机器A对“缺省网关”的IP地址广 播出一个ARP请求时，假设第三层交换模块在以往的通信过程 中已得到目的机器C的MAC
6、地址，那么向发送机器A回复C的 MAC地址；否那么第三层交换模块根据路由信息向目的机器广 播一个ARP请求，目的机器C得到此ARP请示后向第三层交 换模块回复其MAC地址，第三层交换模块保存此地址并回复 给发送机器A。以后，当再开展A与C之间数据包转发进， 将用最终的目的机器的MAC地址封装，数据转发过程全部交 给第二层交换处理，信息得以高速交换。第三层交换具有以下突出特点：有机的硬件结合使得数据交换加速；优化的路由软件使 得路由过程效率提高；除了必要的路由决定过程外，大局部数据转发过程由第 二层交换处理；多个子网互连时只是与第三层交换模块的逻辑连接，不 象传统的外接路由器那样需增加端口，保护
7、了用户的投资。4 .三种技术的比照可以看出，二层交换机主要用在小型局域网中，机器数 量在二、三十台以下，这样的网络环境下，广播包影响不大， 二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小 型网络用户提供了很完善的解决方案。在这种小型网络中根 本没必要引入路由功能从而增加管理的难度和费用，所以没 有必要使用路由器，当然也没有必要使用三层交换机。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，所以适用于大型局域网，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他成一 个一个的小局域网，也就是一个一个的小网段，这样必然导 致不同网段这间存在大量的互访，单纯使用
8、二层交换机没方 法实现网间的互访而单纯使用路由器，那么由于端口数量有限, 路由速度较慢，而限制了网络的规模和访问速度，所以这种 环境下，由二层交换技术和路由技术有机结合而成的三层交 换机就最为适合。路由器端口类型多，支持的三层多，路由能力强，所以 适合于在大型网络之间的互连，虽然不少三层交换机甚至二 层交换机都有异质网络的互连端口，但一般大型网络的互连 端口不多，互连设备的主要功能不在于在端口之间开展快速 交换，而是要选择最正确路径，开展负载分担，链路备份和 最重要的与其它网络开展路由信息交换，所有这些都是路由 完成的功能。在这种情况下，自然不可能使用二层交换机， 但是否使用三层交换机，那么视具体情况而下。影响的因素主 要有网络流量、响应速度要求和投资预算等。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，揉合进去的 路由功能也是为这目的服务的，所以它的路由功能没有同一 档次的专业路由器强。在网络流量很大的情况下，如果三层 交换机既做网内的交换，又做网间的路由，必然会大大加重 了它的负担，影响响应速度。在网络流量很大，但又要求响 应速度很高的情况下由三层交换机做网内的交换，由路由器 专门负责网间的路由工作，这样可以充分发挥不同设备的优 势，是一个很好的配合。当然，如果受到投资预算的限制, 由三层交换机兼做网间互连，也是个不错的选择。