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什么是三层交换机?哪些地方要用到?

 ~海龙~ 2018-12-23

对回答这个问题之前,先了解下OSI参考模型,OSI参考模型是为了解决不同系统互联而提出的。它将计算机网络按照功能划分为七个层次,也就是网络中所谓的七层模型或七层结构。交换机、集线器、路由器等网络设备与OSI参考模型存在一一对应的关系。

OSI参考模型的前三层分别是物理层、数据链路层、网络层。OSI参考模型的这三层作用如下所述。

物理层:物理层设备属于网络最低层次设备,主要负责实际的信号传输,即比特流。

数据链路层:负责两个主机上建立数据链路连接,向物理层传输数据祯,并对信号进行处理,使信号无差错并合理的传输。

网络层:主要负责路由,来选择合适的路径。

三层交换机

三层交换机的提出是建立在传统的交换机基础上而提出的,传统的交换机是在OSI参考模型的第二层,即数据链路层进行操作的。而三层交换机是在OSI参考模型的第三层,即网络层实现数据包的高速转发。

简单的看,三层交换技术就是二层交换技术+三层转换技术,三层交换机就是二层交换机+基于硬件的路由器。

三层交换机的工作原理

三层交换机是一个具有三层交换功能的设备,是一个带有第三层路由功能的第二层交换机。应该说是两者的有机结合,并不是简单的把路由器设备的硬件和软件叠加在局域网交换机上。

三层交换机的工作原理:假设现在有两个使用IP协议的站点,分别设为发送站A与接受站B,通过第三层交换机进行通信。

现在发送站点A开始发送时,会把自己的IP地址跟B站的IP地址进行对比,目的就是判断B站跟自己是否在同一个子网内。假如B站与发送站A在一个子网内,就进行第二层转发。假如B站跟发送站A不在同一个子网内,发送站A跟B站进行通信,那么发送站A会向缺省网关发送ARP(地址解析)封包,而此时的缺省网关的IP地址就是三层交换机的三层交换模块。发送站A对缺省网关的IP地址广播出一个ARP请求,只要三层交换模块在以前通信过程中知道B站的MAC地址,就会给发送站A回复一个B站的MAC地址。反之,三层交换模块会根据路由信息向B站广播出一个ARP请求,B站获得ARP请求后就会向三层交换模块回复自己的MAC地址,然后三层交换模块就会保存B站的MAC地址并且回复给发送站A,同时B站也会将MAC地址发送至二层交换引擎的MAC地址表中。经过这样处理后,发送站A向B站发送端数据包都交给二层交换处理,使得信息高速交换。

因为三层交换机是为IP设计的,接口类型简单,拥有很强的二层交换处理能力,所以三层交换机适用于大型局域网,目的就是为了减少广播风暴的危害。三层交换机除了具有路由功能外,还具备传统二层交换机不具备的特性。1、可扩充性高 2、性价比高 3、内置有安全机制 4、适合于多媒体传输 5、具备收费功能。


根据我所知道的回答一下这个问题。

三层交换机经常用于企业组网中使用,家庭网络很少使用。主要用于实现二层交换机不同VLAN之间转发数据。

要了解三层交换机,需要了解以下几方面内容:

  • VLAN是什么,什么时候用VLAN

  • 不同VLAN之间通过三层交换机交换数据


VLAN简介

  • 在一个比较大的局域网中,假如所有的用户均属于同一个网段,那么非常容易造成广播风暴,造成网络不稳定的状况。

  • 每个交换机属于一个广播域,可以通过划分VLAN的方式隔离广播域。

  • 划分VLAN之后,不同VLAN虽然在同一个交换机上,但是仍然逻辑隔离,不能互相通信,当然也隔离了广播。

  • 不同VLAN之间相互通信需要使用路由,这就需要三层交换机或者路由器出面了。

三层交换机,实现不同VLAN之间的通信

  • 三层交换机可以实现不同VLAN之间的互相通信,具有路由功能。

  • 在三层交换机上可以配置VLAN的VLAN IF地址,用于作为VLAN的网关地址,比如配置了VLAN 100,可以在三层交换机上配置 interface vlanif 100的ip地址192.168.100.1,依次类推可以配置更多的VLAN和VLAN IF。

  • 由于这些VLAN IF虚接口属于同一个交换机,属于直连路由,不需要配置相关的路由策略,就可以转发数据。

总结

  • 三层交换机主要用于不同VLAN之间的数据转发,用于组建局域网;

  • 三层交换机配置的VLANIF接口,用于不同VLAN的网关地址,由于是直连路由,可以实现不同VLAN之间的数据转发。


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