三層交換機和路由器的相關知識

2020-10-24 11:26:55

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供稿：網(wǎng)友

        三層交換機既可操作在網(wǎng)絡協(xié)議的第三層，起到路由決定的作用，又具有幾乎達到第二層交換的速度，且價格相對較低。一時間，三層交換機將取代路由器成為網(wǎng)絡界最流行的話題。但事實果真如此嗎？

        傳統(tǒng)的路由器在網(wǎng)絡中有路由轉(zhuǎn)發(fā)、防火墻、隔離廣播等作用，而在一個劃分了VLAN以后的網(wǎng)絡中，邏輯上劃分的不同網(wǎng)段之間通信仍然要通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)。由于在局域網(wǎng)上，不同VLAN之間的通信數(shù)據(jù)量很大，這樣，如果路由器要對每一個數(shù)據(jù)包都路由一次，隨著網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)量的不斷增大，它將成為瓶頸。而第三層交換技術就是將路由技術與交換技術合二為一的技術。

        在對第一個數(shù)據(jù)流進行路由后，它將會產(chǎn)生一個MAC地址與IP地址的映射表，當同樣的數(shù)據(jù)流再次通過時，將根據(jù)此表直接從二層通過而不是再次路由，從而消除了路由器進行路由選擇而造成網(wǎng)絡的延遲，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。

        路由器的轉(zhuǎn)發(fā)采用最長匹配的方式，實現(xiàn)復雜，通常使用軟件來實現(xiàn)。而三層交換機的路由查找是針對流的，它利用CACHE技術，很容易采用ASIC實現(xiàn)，因此，可以大大節(jié)約成本，并實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。但從技術上講，路由器和三層交換機在數(shù)據(jù)包交換操作上存在著明顯區(qū)別。路由器一般由基于微處理器的引接執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換，而三層交換機通過硬件執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換。因此與三層交換機相比，路由器功能更為強大，像NAT、VPN等功能仍無法被完全替代。處于同一個局域網(wǎng)中的各子網(wǎng)的互聯(lián)，可以用三層交換機來代替路由器，但局域網(wǎng)必須與公網(wǎng)互聯(lián)以實現(xiàn)跨地域的網(wǎng)絡，這時路由器就不可缺少。

        一個完全構建在交換機上的網(wǎng)絡會出現(xiàn)諸如碰撞、堵塞以及通信混亂等問題。使用路由器將網(wǎng)絡劃分為多個子網(wǎng)，通過路由所具備的功能來有效進行安全控制策略，則可以避這些問題。三層交換機現(xiàn)在還不能提供完整的路由選擇協(xié)議，而路由器則具備同時處理多個協(xié)議的能力。當連接不同協(xié)議的網(wǎng)絡，像以太網(wǎng)和令牌環(huán)的組合網(wǎng)絡，依靠三層交換機是不可能完成網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹３酥猓酚善鬟€具有第四層網(wǎng)絡管理能力，這也是三層交換機所不具備的。

        所以，三層交換機并不等于路由器，也不可能完全取代路由器。

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