【正文】 層轉(zhuǎn)發(fā)效率高這一優(yōu)點(diǎn)，又要處理三層的IP數(shù)據(jù)包，三層交換技術(shù)就誕生了。三、三層交換技術(shù)的起源及發(fā)展概述 三層交換技術(shù)越來越受到企業(yè)用戶的關(guān)注，應(yīng)用也越廣泛，如公司和校園的網(wǎng)絡(luò)全是具有三層功能的交換網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)是三層交換機(jī)。三層交換機(jī)是為IP設(shè)計(jì)的，接口類型簡單，擁有很強(qiáng)二層包處理能力，所以適用于大型局域網(wǎng)，為了減小廣播風(fēng)暴的危害，必須把大型局域網(wǎng)按功能或地域等因素劃他成一個一個的小局域網(wǎng)，也就是一個一個的小網(wǎng)段，這樣必然導(dǎo)致不同網(wǎng)段之間存在大量的互訪，單純使用二層交換機(jī)沒辦法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間的互訪而單純使用路由器，則由于端口數(shù)量有限，路由速度較慢，而限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和訪問速度，所以這種環(huán)境下，由二層交換技術(shù)和路由技術(shù)有機(jī)結(jié)合而成的三層交換機(jī)就最為適合。隨著ASIC硬件芯片技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的推廣，三層交換的技術(shù)與產(chǎn)品也會得到進(jìn)一步發(fā)展。在市場上的主流接入第三層交換機(jī)，主要有Cisco的Catalyst 2948GLExtreme的Summit24和AlliedTelesyn的Rapier24等，這幾款三層交換機(jī)產(chǎn)品各具特色，涵蓋了三層交換機(jī)大部分應(yīng)用特性。當(dāng)數(shù)據(jù)由端口接口芯片接收進(jìn)來以后，首先在二層交換芯片中查找相應(yīng)的目的MAC地址，如果查到，就進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，否則將數(shù)據(jù)送至三層引擎。若兩個站點(diǎn)不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送站A要與目的站B通信，發(fā)送站A要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出ARP(地址解析)封包，而“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址其實(shí)是三層交換機(jī)的三層交換模塊。但是，它不能處理不同IP子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換。二、三層交換機(jī)介紹隨著Internet的發(fā)展，局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。從二層交換機(jī)的工作原理可以推知以下三點(diǎn)：（1） 由于交換機(jī)對多數(shù)端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行同時交換，這就要求具有很寬的交換總線帶寬，如果二層交換機(jī)有N個端口，每個端口的帶寬是M，交換機(jī)總線帶寬超過NM，那么這交換機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)線速交換；（2） 學(xué)習(xí)端口連接的機(jī)器的MAC地址，寫入地址表，地址表的大?。ㄒ话銉煞N表示方式：一為BUFFER RAM，一為MAC表項(xiàng)數(shù)值），地址表大小影響交換機(jī)的接入容量；（3） 還有一個就是二層交換機(jī)一般都含有專門用于處理數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的ASIC （Application specific Integrated Circuit）芯片，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度可以做到非常快。不斷的循環(huán)這個過程，對于全網(wǎng)的MAC地址信息都可以學(xué)習(xí)到，二層交換機(jī)就是這樣建立和維護(hù)它自己的地址表。接受數(shù)據(jù)的下一臺路由器依照相同的工作方式繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，依次類推，直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目的路由器。它不處理網(wǎng)絡(luò)層的IP地址，不處理高層協(xié)議的諸如TCP、UDP的端口地址，它只需要數(shù)據(jù)包的物理地址即MAC地址，數(shù)據(jù)交換是靠硬件來實(shí)現(xiàn)的，其速度相當(dāng)快，這是二層交換的一個顯著的優(yōu)點(diǎn)。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內(nèi)，則進(jìn)行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。其原理是，采用ASIC芯片，采用硬件的方式進(jìn)行路由表的查找和刷新。寬帶IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為熱點(diǎn)，下面以適合定位于接入層或中小規(guī)模匯聚層的第三層交換機(jī)產(chǎn)品為例，介紹一些三層交換機(jī)的具體技術(shù)。總之，三層交換機(jī)從概念的提出到今天的普及應(yīng)用，雖然只歷經(jīng)了幾年的時間，但其擴(kuò)展的功能也不斷結(jié)合實(shí)際應(yīng)用得到豐富。在這種小型網(wǎng)絡(luò)中根本沒必要引入路由功能從而增加管理的難度和費(fèi)用，所以沒有必要使用路由器，當(dāng)然也沒有必要使用三層交換機(jī)。當(dāng)然，如果受到投資預(yù)算的限制，由三層交換機(jī)兼做網(wǎng)間互連，也是個不錯的選擇。但是，它不能處理不同IP子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換。變革由于應(yīng)用環(huán)境正在面臨巨大的變化，因此即使在三層交換技術(shù)相當(dāng)成熟，三層交換機(jī)也從來沒有停止過它的發(fā)展。因此，匯聚層設(shè)備則要同時兼顧性能和多業(yè)務(wù)支持能力。傳統(tǒng)路由器采用軟件來維護(hù)路由表，而第三層交換機(jī)采用ASIC （Application Specific Integrated Circuit ）硬件來維護(hù)路由表，因而能實(shí)現(xiàn)線速的路由。交換機(jī)通過對數(shù)據(jù)包的分析，自動配置VLAN ，自動更新VLAN 的成員。如果服務(wù)器容量能夠滿足需求，問題解決起來就相當(dāng)簡單。中端交換機(jī)的背板帶寬介于8Gbps與 30Gbps之間的盒式交換機(jī)，這類交換機(jī)有部分是三層交換機(jī)。