二層和三層交換機的區別

二層交換技術是發展比較成熟，二層交換機屬資料鏈路層裝置，可以識別資料包中的MAC地址資訊，根據MAC地址進行轉發，並將這些MAC地址與對應的埠記錄在自己內部的一個地址表中。具體的工作流程如下：

(1) 當交換機從某個埠收到一個數據包，它先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個埠上的;

(2) 再去讀 取包頭中的目的MAC地址，並在地址表中查詢相應的埠;

(3) 如表中有與這目的MAC地址對應的埠，把資料包直接複製到這埠上;

(4) 如表中找不到相應的埠則把資料包廣播到所有埠上，當目的機器對源機器迴應時，交換機又可以學習一目的MAC地址與哪個埠對應，在下次傳送資料時就不再需要對所有埠進行廣播了。

不斷的迴圈這個過程，對於全網的MAC地址資訊都可以學習到，二層交換機就是這樣建立和維護它自己的地址表。

(1) 由於交換機對多數埠的資料進行同時交換，這就要求具有很寬的交換匯流排頻寬，如果二層交換機有N個埠，每個埠的頻寬是M，交換機匯流排頻寬超過N×M，那麼這交換機就可以實現線速交換;

(2) 學習埠連線的機器的MAC地址，寫入地址表，地址表的大小(一般兩種表示方式：一為BEFFER RAM，一為MAC表項數值)，地址表大小影響交換機的接入容量;

(3) 還有一個就是二層交換機一般都含有專門用於處理資料包轉發的ASIC (Application specific Integrated Circuit)晶片，因此轉發速度可以做到非常快。由於各個廠家採用ASIC不同，直接影響產品效能。

以上三點也是評判二三層交換機效能優劣的主要技術引數，這一點請大家在考慮裝置選型時注意比較。

　　路由技術

路由器工作在OSI模型的第三層---網路層操作，其工作模式與二層交換相似，但路由器工作在第三層，這個區別決定了路由和交換在傳遞包時使用不同的控制資訊，實現功能的方式就不同。工作原理是在路由器的內部也有一個表，這個表所標示的是如果要去某一個地方，下一步應該向那裡走，如果能從路由表中找到資料包下一步往那裡走，把鏈路層資訊加上轉發出去;如果不能知道下一步走向那裡，則將此包丟棄，然後返回一個資訊交給源地址。

路由技術實質上來說不過兩種功能：決定最優路由和轉發資料包。路由表中寫入各種資訊，由路由演算法計算出到達目的地址的最佳路徑，然後由相對簡單直接的轉發機制傳送資料包。接受資料的下一臺路由器依照相同的工作方式繼續轉發，依次類推，直到資料包到達目的路由器。

而路由表的維護，也有兩種不同的方式。一種是路由資訊的更新，將部分或者全部的路由資訊公佈出去，路由器通過互相學習路由資訊，就掌握了全網的拓撲結構，這一類的路由協議稱為距離向量路由協議;另一種是路由器將自己的鏈路狀態資訊進行廣播，通過互相學習掌握全網的路由資訊，進而計算出最佳的轉發路徑，這類路由協議稱為鏈路狀態路由協議。

由於路由器需要做大量的路徑計算工作，一般處理器的工作能力直接決定其效能的優劣。

當然這一判斷還是對中低端路由器而言，因為高階路由器往往採用分散式處理系統體系設計。

近年來的對三層技術的'宣傳，耳朵都能起繭子，到處都在喊三層技術，有人說這是個非常新的技術，也有人說，三層交換嘛，不就是路由器和二層交換機的堆疊，也沒有什麼新的玩意，事實果真如此嗎?下面先來通過一個簡單的網路來看看三層交換機的工作過程。

組網比較簡單

使用IP的裝置A------------------------三層交換機------------------------使用IP的裝置B

比如A要給B傳送資料，已知目的IP，那麼A就用子網掩碼取得網路地址，判斷目的IP是否與自己在同一網段。

如果在同一網段，但不知道轉發資料所需的MAC地址，A就傳送一個ARP請求，B返回其MAC地址，A用此MAC封裝資料包併發送給交換機，交換機起用二層交換模組，查詢MAC地址表，將資料包轉發到相應的埠。

如果目的IP地址顯示不是同一網段的，那麼A要實現和B的通訊，在流快取條目中沒有對應MAC地址條目，就將第一個正常資料包傳送向一個預設閘道器，這個預設閘道器一般在作業系統中已經設好，對應第三層路由模組，所以可見對於不是同一子網的資料，最先在MAC表中放的是預設閘道器的MAC地址;

然後就由三層模組接收到此資料包，查詢路由表以確定到達B的路由，將構造一個新的幀頭，其中以預設閘道器的MAC地址為源MAC地址，以主機B的MAC地址為目的MAC地址。通過一定的識別觸發機制，確立主機A與B的MAC地址及轉發埠的對應關係，並記錄進流快取條目表，以後的A到B的資料，就直接交由二層交換模組完成。這就通常所說的一次路由多次轉發。

　　以上就是三層交換機工作過程的簡單概括，可以看出三層交換的特點：

1、由硬體結合實現資料的高速轉發。

2、這就不是簡單的二層交換機和路由器的疊加，三層路由模組直接疊加在二層交換的高速背板總線上，突破了傳統路由器的介面速率限制，速率可達幾十Gbit/s。算上背板頻寬，這些是三層交換機效能的兩個重要引數。

3、簡潔的路由軟體使路由過程簡化。

4、大部分的資料轉發，除了必要的路由選擇交由路由軟體處理，都是又二層模組高速轉發，路由軟體大多都是經過處理的高效優化軟體，並不是簡單照搬路由器中的軟體。