三层交换技术解析--电子技术资料

三层交换技术解析

　　简单地说，三层交换技
分之后，网段中子网必须依
网络瓶颈问题。

术就是：二层交换技术＋三层转
赖路由器进行管理的局面，解决

发技术。它解决了局域网中网段划
了传统路由器低速、复杂所造成的

　　什么是三层交换

　　　　三层交换（也称多
所周知，传统的交换技术是
层交换技术是在网络模型中
：二层交换技术＋三层转发

层交换技术，或IP交换技术）是
在OSI网络标准模型中的第二层
的第三层实现了数据包的高速转
技术。

相对于传统交换概念而提出的。众
――数据链路层进行操作的，而三
发。简单地说，三层交换技术就是

　　　　三层交换技术的出
行管理的局面，解决了传统

现，解决了局域网中网段划分之
路由器低速、复杂所造成的网络

后，网段中子网必须依赖路由器进
瓶颈问题。

　　三层交换原理

　　　　一个具有三层交换功能的设备，
二者的有机结合，并不是简单地把路由器

是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是
设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。

　　　　其原理是：假设两个使用IP协议
在开始发送时，把自己的IP地址与B站的I
的站B与发送站A在同一子网内，则进行二
要与目的站B通信，发送站A要向“缺省网
地址其实是三层交换机的三层交换模块。
求时，如果三层交换模块在以前的通信过
MAC地址。否则三层交换模块根据路由信
层交换模块回复其MAC地址，三层交换模
发送到二层交换引擎的MAC地址表中。从
理，信息得以高速交换。由于仅仅在路由
换转发，因此三层交换机的速度很快，接
多。

的站点A、B通过第三层交换机进行通信，发送站点A
P地址比较，判断B站是否与自己在同一子网内。若目
层的转发。若两个站点不在同一子网内，如发送站A
关”发出ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的IP
当发送站A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请
程中已经知道B站的MAC地址，则向发送站A回复B的
息向B站广播一个ARP请求，B站得到此ARP请求后向三
块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址
这以后，当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处
过程中才需要三层处理，绝大部分数据都通过二层交
近二层交换机的速度，同时比相同路由器的价格低很

　　三层交换机种类

　　　　三层交换机可以根据其处理数据的不同而分为纯硬件和纯软件两大类。

　　　　（1）纯硬件的三
能力强。其原理是，采用AS

层技术相对来说技术复杂，成本
IC芯片，采用硬件的方式进行路

高，但是速度快，性能好，带负载
由表的查找和刷新。如图1所示。

　　图1 纯硬件三层交换机原理

　　　　当数据由端口接口芯片接收进来
址，如果查到，就进行二层转发，否则将
应的路由表信息，与数据的目的IP地址相
的MAC地址，将MAC地址发到二层芯片，由

以后，首先在二层交换芯片中查找相应的目的MAC地
数据送至三层引擎。在三层引擎中，ASIC芯片查找相
比对，然后发送ARP数据包到目的主机，得到该主机
二层芯片转发该数据包。

　　　　（2）基于软件的
，采用CPU用软件的方式查

三层交换机技术较简单，但速度
找路由表。如图2所示。

较慢，不适合作为主干。其原理是

　　图2 软件三层交换机原理

　　　　当数据由端口接口
址，如果查到，就进行二层
的IP地址相比对，然后发送
芯片，由二层芯片转发该数
较慢。

芯片接收进来以后，首先在二层
转发否则将数据送至CPU。CPU查
ARP数据包到目的主机得到该主
据包。因为低价CPU处理速度较

交换芯片中查找相应的目的MAC地
找相应的路由表信息，与数据的目
机的MAC地址，将MAC地址发到二层
慢，因此这种三层交换机处理速度

　　市场产品选型

　　　　近年来宽带IP网络
层交换机产品为例，介绍一
要有Cisco的Catalyst 2948
三层交换机产品各具特色，
用户可根据自己的需要，判
Passport/Acceler系列、原
机已并入Riverstone公司）
国产网络厂商神州数码网络
交换机产品。下面就其中三
的情况选择合适的机型。

建设成为热点，下面以适合定位
些三层交换机的具体技术。在市
G-L3、Extreme的Summit24和All
涵盖了三层交换机大部分应用特
断并选择上述产品或其他厂家的
Cabletron的SSR系列（在Cablet
、Avaya的Cajun M系列、3Com的
、TCL网络、上海广电应确信、
款产品进行介绍，使您能够较全

于接入层或中小规模汇聚层的第三
场上的主流接入第三层交换机，主
iedTelesyn的Rapier24等，这几款
性。当然在选择第三层交换机时，
产品，如北电网络的
ron一分四后，大部分SSR三层交换
Superstack3 4005系列等。此外，
紫光网联、首信等都已推出了三层
面地了解三层交换机，并针对自己

　　　　Cisco Catalyst 2948G-L3交换
12.0(10)以上全面支持IOS访问控制列表
带城域网的建设（Catalyst 6000使用MSF
换模块，IOS版本6.1以上全面支持ACL)。

机结合业界标准IOS提供完整解决方案，在版本
ACL，配合核心Catalyst 6000，可完成端到端全面宽
C模块完成其多层交换服务，并已停止使用RSM路由交

　　　　Extreme公司三层交换产品解决
位为500kbps或200kbps，服务供应商可以
传输。

方案，能够提供独特的以太网带宽分配能力，切割单
根据带宽使用量收费，可实现音频和视频的固定延迟

　　　　AlliedTelesyn公
计费手段，可适合多种接入
投资，另可配合NAT（网络

司Rapier24三层交换机提供的PP
网络，应用灵活，易于实现业务
地址转换）和DHCP的Server等功

PoE特性，丰富和完善了用户认证
选择，同时又保护目前用户的已有
能，为许多服务供应商看好。

　　　　总之，三层交换机
扩展的功能也不断结合实际
三层交换的技术与产品也会

从概念的提出到今天的普及应用
应用得到丰富。随着ASIC硬件芯
得到进一步发展。

，虽然只历经了几年的时间，但其
片技术的发展和实际应用的推广，

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