Layer3Switch第三層交換機

2019-11-05 01:58:19

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　　Layer 3 Switch 又稱為ip Switch 或Switch Router, 意即其工作于第三層網絡層的通信協議(如IP)，并藉由解析第三層表頭(Header)將封包傳至目的地，有別于傳統的路由器以軟件的方式來執行路由運算與傳送，Layer 3 Switch是以硬件的方式(通常由專屬ASIC構成)來加速路由運算與封包傳送率并結合Layer 2 的彈性設定，因此其效能通常可達每秒數百萬封包(Million packet per second)的傳送率，并具備數十個至上百個以上的高速以太網絡(Fast Ethernet)連接端口，或數個至數十個超高速以太網絡(Gigabit Ethernet)連接端口之容量。
　　傳統路由器通常可處理MultiPRotocal 多重協議路由運算(如IP，IPX AppleTalk，DEC Net...etc)但Layer 3 Switch 通常只處理IP 及IPX，此乃為簡化設計，降低路由運算與軟件的復雜性以提升效能，并配合網絡協議發展的單純化(多重協議慢慢簡化至IP一種協議)趨勢所致。
　　由于Layer 2 的Switch 并無法有效的阻絕廣播域(Broadcast Domain)如ARP (Address Resolution Protocol)及Win95/98 中大量使用的NetBEUI協議均大量使用廣播封包，因此就算Layer 2 Switch 以VLAN (Virtual LAN)的方式(虛擬網絡)將經常要通訊的群組構成一廣播域(Broadcast Domain)來試圖降低broadcast封包對網絡層的影響，但仍無法完全避免廣播風暴問題(同一個VLAN間仍會產生廣播風暴)，再加上現今網絡(尤其是Campus內部間流量及對外的Internet/Intranet流量)已不是80/20規則(80%流量在本地，20%是外地)，而是漸漸成為20/80規則，且加上Client/Server 及Distributor Server之運用，因此單靠Layer 2 Switch或傳統Router路由器便無法符合對效能(傳統路由器變成瓶頸)及Intranet上對安全顧忌(Layer 2 Broadcast Domain，對因廣播而使信息傳送被盜取的安全疑慮)之要求，因此Layer 3 Switch便大量興起，初期只運用Core端(骨干)，現在的趨勢已漸漸走向桌面(Layer 3 down to desktop)。
　　如同傳統路由器(Router)，Layer 3 Switch的每一個連接埠(port)都是一個子網絡(Subnet)，而一個子網絡就單獨是一個Broadcast Domain廣播域，因此每一個port的廣播封包并不會流竄到另一個port，其僅負責傳送要跨越子網絡的封包(Routing Forward)，并以目的地的IP地址(目的地子網絡的網絡號碼)來決定封包要轉送至哪一個port，并以Routing Protocol(如RIP或OSPF)來交換Routing Table并學習網絡拓蹼，其通常存放于Layer 3 Switch的Routing Forward Data-Base(FDB)，并以硬件及Route Cache的方式來加速IP table lookup并予以尋址與更新(目前大多以ASICIC來執行)，因此才得以提升運算效能達成Wiring Speed Forward之目的。
　　Layer 3 Switch通常提供較大頻寬的交換核心(Switch Fabric)以提供較大的容量(Port Capacity)與較高的交換效能，近來各廠家并不斷附以Layer 3 Switch更強大的支持能力，如Class of Service(服務等級優先權)，Quality of Service(服務品質保證)，Policy Management(策略分級品質與頻寬管制與治理)，Multicast Routing(群組廣播路由傳送)等功能，以符合網絡環境的快速變化與應用。

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