二层网络结构与三层网络结构的分析

数据中心的网络拓扑与架构设计近年来，随着数字化时代的来临，数据中心的重要性日益凸显。

无论是大型企业还是个人用户，都需要稳定高效的数据中心网络来支持其业务和应用。

而网络拓扑与架构设计是构建高可靠性、高可用性和高性能数据中心网络的关键。

本文将探讨数据中心网络拓扑与架构设计的原则和常见的部署方案。

一、网络拓扑的选择网络拓扑是指数据中心网络中各设备之间的连接方式和结构。

合理选择网络拓扑可以提高数据中心的可靠性和性能。

常见的数据中心网络拓扑包括三层结构、二层结构和超融合结构。

1. 三层结构三层结构网络拓扑是指将数据中心网络划分为核心层、汇聚层和接入层。

核心层负责数据中心内部和外部网络的互联，汇聚层负责将各个接入层交换机连接到核心层，接入层则面向服务器和终端设备。

这种拓扑结构适用于大规模数据中心，具有较高的可扩展性和冗余性。

2. 二层结构二层结构网络拓扑是指将数据中心网络划分为核心层和接入层，核心层和接入层之间直接相连，不设置汇聚层。

这种拓扑结构适用于规模较小的数据中心，设计简单，成本较低，但可扩展性和冗余性相对较低。

3. 超融合结构超融合结构网络拓扑是指将计算、存储和网络等资源集成到一台服务器中，通过虚拟化技术实现资源的共享和管理。

这种拓扑结构适用于对资源利用率要求较高的数据中心，能够提供更高的性能和可扩展性。

二、架构设计的原则数据中心的架构设计应遵循以下原则：可靠性、可用性、可扩展性和性能。

1. 可靠性可靠性是指数据中心网络在面对硬件故障或其他异常情况时能够保持稳定运行。

为了提高可靠性，可以采用冗余设备和路径、实现快速故障检测和切换、以及应用容错机制等。

2. 可用性可用性是指数据中心网络能够随时保持可用状态，不受计划或非计划的停机时间影响。

为了提高可用性，可以采用设备热备份、应用负载均衡、故障隔离和多路径等技术手段。

3. 可扩展性可扩展性是指数据中心网络能够根据业务需求方便地扩展。

在架构设计中，应考虑网络设备和带宽的扩展性，以及实现灵活的网络配置和管理。

OSI参考模型七层结构及各层的作用OSI参考模型是开放系统互联参考模型（Open Systems Interconnection Reference Model）的缩写，是国际标准化组织（ISO）在 1977 年提出的一种网络通信架构。

它将计算机网络通信过程划分为七个层次，每个层次都有其独特的功能和作用。

下面将详细介绍每个层次的作用：第一层：物理层（Physical Layer）物理层是网络通信的最底层，负责控制电子信号（比特流）在物理媒介中的传输。

其主要功能包括：数据的传输与接收、提供硬件接口、传输媒介的选择及物理拓扑的建立等。

第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层负责将传输介质上的比特流组织成数据块（帧），并提供数据块的可靠传输，以及错误检测和纠正。

其主要功能包括：帧的封装和解封装、数据的流控制、错误检测和纠正等。

第三层：网络层（Network Layer）网络层是负责在网络上进行数据包的传输和路由选择。

其主要功能包括：数据包的传输、路由选择、数据包的分段和重组、流量控制和拥塞控制等。

第四层：传输层（Transport Layer）传输层是负责端到端的数据传输，为应用程序提供可靠的数据传输服务。

其主要功能包括：建立、管理和终止端到端的连接、数据的分段和重组、数据的流量控制和拥塞控制等。

第五层：会话层（Session Layer）会话层负责建立和终止应用程序之间的通信会话，并提供数据注销和恢复、数据加密和解密等功能。

其主要功能包括：会话的建立、管理和终止、数据的同步和校验、数据的加密和解密等。

第六层：表示层（Presentation Layer）表示层负责数据的格式转换、压缩和加密，以及提供数据的安全性和可靠性。

其主要功能包括：数据的格式化和转换、数据的压缩和加密、数据的校验和恢复等。

第七层：应用层（Application Layer）应用层是最上层的层次，与用户直接交互，为用户提供网络服务和资源。

三层网络架构要点及设计方案罗柳斌一、柳工现有二层网络架构柳工现有信息系统全面覆盖了企业的产品开发、供应链管理、生产制造和销售服务四大方面主体活动，成为柳工生产活动中重要的支撑。

目前柳工信息网是一个大型的二层网络架构：1、核心区域：两台Cisco4506作为整个网络的核心，分别负责厂区网络、研究院网络、数据中心、互联网和异地事业部广域网的接入；2、园区区域：所有部门及下属公司的计算机都划分在几个业务VLAN内，使用Cisco2960和2950交换机作为接入层设备；3、异地事业部：租用不同运营商线路接入至数据中心机房的Cisco3550交换机上；4、服务器区域：使用6台Cisco2960G作为接入，使用双链路上联核心交换机；5、互联网区域：3条不同运营商的线路汇聚到一台Cisco2960上。

外部SSL-VPN用户通过互联网链路接入深信服VPN设备直接拨入到内网。

内部访问互联网则通过ISA防火墙后从三个互联网出口出去。

二、层网二络向三层网络转变的必要性2.1网络拓扑柳工目前网络是一个以二层局域网交换为主的网络，缺少必要的三层路由规划和网络安全规划。

现有网络架构不能满足应用系统未来的需求，不足以支撑未来业务的发展。

同时，缺乏汇聚交换机和光纤链路资源，使得大量的接入交换机采用级联的方式实现上联。

这样容易导致链路不稳定和链路带宽得不到保障。

因此需要优化网络拓扑，合理选择汇聚节点，变二层网络为更加稳定的三层网络。

2.2明确网络各功能区域网络系统需要按功能进行区分：如广域网、生产网、研发网络和数据中心等。

柳工现有的网络结构不具备真正的广域网、数据中心、研发网络和生产网络等功能划分。

因此需要明确网络各功能区域，实现分级分域安全防护。

2.3 IP地址/VLAN规划柳工目前使用一个B类地址和若干个C类地址，网络中进行了有限的VLAN划分。

但由于VLAN 规划不细致，造成广播域过大，给网络的稳定运行带来了隐患。

柳工未来的IP地址分配建议采用DHCP动态分配辅助静态部署。

计算机网络协议二从二层到三层计算机网络协议二：从二层到三层计算机网络协议是计算机网络中实现通信和数据传输的规则和标准。

它们分为不同的层次，每个层次负责不同的功能。

在网络协议的体系结构中，二层和三层协议在网络通信中扮演了重要的角色。

本文将介绍从二层到三层协议的转变，并探讨其在网络通信中的作用和重要性。

一、二层协议二层协议，也称为数据链路层协议，主要用于在物理链路上进行数据传输和通信。

它负责将原始数据转换为数据帧，并通过物理介质进行传输。

常见的二层协议有以太网协议、无线局域网协议等。

以太网协议是一种广泛应用的二层协议，它定义了数据帧的结构以及数据的传输方式。

以太网协议使用物理地址（MAC地址）来标识网络中的设备，并通过冲突检测机制来确保数据的可靠传输。

它适用于局域网环境，速度高、传输可靠。

二层协议通过物理地址进行通信，只负责相邻节点之间的数据传输，无法进行跨网络的通信。

由于局限性，二层协议在大型网络中的应用有所限制。

二、三层协议三层协议，也称为网络层协议，负责在不同网络之间进行数据传输和通信。

它实现了逻辑上的地址转发和路由选择，将数据包从源节点传输到目标节点。

常见的三层协议有IP协议、ICMP协议等。

IP协议是互联网上最为重要的三层协议，定义了数据包的格式和传输规则。

IP协议使用IP地址来标识网络中的设备，并根据路由表进行路径选择。

它支持跨网络的通信，可以在不同的网络中进行数据传输。

除了IP协议，还有其他的三层协议用于网络通信。

ICMP协议用于在IP网络上进行错误报告和网络状态探测，ARP协议用于将IP地址转换为物理地址。

三层协议通过IP地址进行通信，能够实现跨网络的通信和数据传输。

它提供了灵活性和可扩展性，适用于大型网络的构建和管理。

三、从二层到三层的转变从二层到三层的转变是计算机网络发展的一个重要阶段。

随着网络规模的不断扩大，二层协议的局限性逐渐显现。

在大型网络中，二层广播会导致网络拥塞和性能下降，同时也带来了安全性和管理上的挑战。

三层⽹络结构（客户端，应⽤服务层，数据源层）指的是将数据处理过程分为三部分：第⼀层是客户端（⽤户界⾯层），提供⽤户与系统的友好访问；第⼆层是（也叫中间层），专司业务逻辑的实现；第三层是数据源层（数据服务层，），负责数据信息的存储、访问及其优化。

由于业务逻辑被提取到应⽤服务层，⼤⼤降低了客户端负担，因此也成为瘦客户（Thin Client）结构，在传统的⼆层结构的基础上增加了应⽤服务层，将应⽤逻辑单独进⾏处理，从⽽使得⽤户界⾯与应⽤逻辑位于不同的平台上，两者之间的通信协议由系统⾃⾏定义。

通过这样的结构设计，使得应⽤逻辑被所有⽤户共享，这是两层结构应⽤软件与三层应⽤软件之间最⼤的区别。

三层结构将表⽰部分和业务逻辑部分按照客户层和相分离，客户端和应⽤服务层、应⽤服务层和数据库服务层之间的通讯、异构平台之间的数据交换等都可以通过中间件或者相关程序来实现。

当数据库或者应⽤服务层的业务逻辑改变时，客户端并不需要改变，反之亦然，⼤⼤提⾼了系统模块的，缩短开发周期，降低维护费⽤。

以Java为客户端，以Java为中间层的，在信息平台得到了⼴泛的应⽤。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------客户端层 (Client Tier，也叫⽤户界⾯层)是将数据呈现给⽤户或处理⽤户输⼊的应⽤程序或系统⼀部分。

客户端也称为前端，它并不执⾏数据函数，⽽是通过输⼊向服务器请求数据，然后以⼀定的格式显⽰结果。

参见中间层、数据源层。

客户端层⽤来实现企业级应⽤系统的操作界⾯和显⽰层.另外,某些客户端程序也可实现业务逻辑.可分为基于Web的和基于⾮Web的客户端两种情况.基于Web的情况下,主要作为企业Web服务器的浏览器.⾮基于Web的客户端层则是独⽴的应⽤程序,可以完成瘦客户机⽆法完成的任务. ⽤户界⾯层负责处理⽤户的输⼊和向⽤户的输出，但并不负责解释其含义(出于效率的考虑，它可能在向上传输⽤户输⼊前进⾏合法性验证)，这⼀层通常⽤前端⼯具(VB，VC，ASP等)开发;商业逻辑层是上下两层的纽带，它建⽴实际的数据库连接，根据⽤户的请求⽣成SQL语句检索或更新数据库，并把结果返回给客户端，这⼀层通常以动态链接库的形式存在并注册到服务器的注册簿(Registry)中，它与客户端通讯的接⼝符合某⼀特定的组件标准(如COM，CORBA)，可以⽤任何⽀持这种标准的⼯具开发;数据库层负责实际的数据存储和检索。

两层C/S结构，及三层，四层的区别一个功能强大的客户应用开发语言和一个多用途的用于传送客户请求到服务器的机构是整个两层结构的核心。

描述只受客户机的唯一操纵，处理由客户机和服务器共同分担，数据由服务器实施存储和访问。

在一个数据存取事件中，数据库引擎负责处理从客户机发来的请求。

当今，这种请求所使用的语言大多类似于SQL语言。

要把SQL语言从客户机传送到服务器必须能识别服务器的标识符或由一个应用程序接口来完成，还必须知道服务器的位置，数据组织形式以及数据如何定义。

在服务器中，请求还将得到存储逻辑和处理上的优化，例如使用权限、数据完整性和保密性等，数据返回后会在客户机上得到处理，以适应进一步的查询、商业应用、预测分析和报表等各种要求。

两层结构如图1所示，其主要的处理(逻辑和计算)存在于客户机层。

三层结构是一种先进的协同应用开发程序模型,这种开发模型将传统的两次结构系统中各种各样的部件划分为三层服务,共同组成一个应用程序。

这三层分别是:表示层、业务逻辑层(应用服务层)、数据库服务层。

这些层并不一定与物理上的分层相对应,而只是概念上的分层,借助这些概念可以开发出强大的应用程序。

使用这种方法开发应用程序,开发人员在网络上部署进程和数据时可以有很大的灵活性,从而有利于实行更好的性能、更好的安全性和更方便的维护、升级。

表示层(第一层)是客户端服务程序。

提供系统的用户接口和各种操作界面,包括数据输入和结果显示,向业务逻辑层请求调用核心业务逻辑服务。

业务逻辑层(中间层)即应用服务层。

包括业务服务和其他中间服务的部件,是联系用户服务和数据库服务的桥梁,它响应用户发来的请求,执行业务任务,并对相应的数据进行处理,并把数据库返回的结果传给客户层,用户不需要直接与数据库打交道。

在实际应用中,中间层可分为多层,因此,该应用模式也称为多层结构。

数据库服务层(第三层)提供数据的定义、存储、检索、数据基本的一致性和完整性维护。

这种三层结构如图2。

最佳实践组网图1、数据中心二层网流结构（核心/接入）组网图2、数据中心三层网络结构（核心/汇聚/接入）组网图3、 FW/IPS/SLB旁挂方案组网图4、高密度服务器接入组网图5、高密度服务器接入组网图6、高密度服务器接入组网图7、多服务器集中存储解决方案组网图8、双机双阵列存储集群解决方案组网图9、 D2D备份解决方案组网图10、近线CDP解决方案组网图11、远程容灾备份解决方案（IX1000）组网图12、WSAN广域数据集中解决方案组网图H3C新一代数据中心解决方案数据中心是数据大集中而形成的集成IT应用环境，是各种业务的提供中心，是数据处理、数据存储和数据交换的中心。

近年来，数据中心建设成为全球各行业的IT建设重点，国内数据中心建设的投资年增长率更是超过20％，金融、制造业、政府、能源、交通、教育、互联网和运营商等各个行业正在规划、建设和改造各自的数据中心。

随着企业信息化的深入和新技术的广泛使用，传统数据中心已经无法满足后数据中心时代的高效、敏捷、易维护的需求。

H3C基于在数据通信领域的长期技术积累，推出了新一代数据中心解决方案，目标是在以太网和IP技术的基础上，实现数据中心基础网络架构的融合，物理及虚拟资源的统一接入，安全策略的统一部署和数据中心资源的统一管理，以帮助用户简化传统数据中心的基础架构、加固核心数据的保护、优化数据中心的应用性能，为用户提供即可靠安全又高效敏捷的新一代数据中心。

新一代数据中心之---- 融合随着企业信息化发展的不断深入和信息量的爆炸式增长，数据中心正面临着前所未有的挑战。

从数据中心的网络结构看，存在相对独立的两张以上网络：数据网（Data）、存储网（SAN）、HPC集群网，基本现状如下：·数据中心的前端访问接口通常采用以太网进行互联而成，构成了一张高速运转的数据网络；·数据中心后端的存储更多的是采用NAS、FC SAN等；·服务器的并行计算则大多采用Infiniband或以太网·不同的服务器之间存在操作系统和上层软件异构、接口与数据格式不统一·服务器配置多块网卡，分别与多张网络相连在此现状下，数据中心每扩展一台服务器，相关的三张异构的网络均需要同步扩展，扩展难度和成本投入均很大，因此融合架构成了数据中心未来网络的发展趋势。

osi层模型各层传输单位OSI层模型是一种标准的网络体系结构，用于规范计算机网络中不同层次的功能和协议。

它由七个层次组成，每个层次都负责特定的任务和功能。

本文将介绍OSI模型的各个层次及其传输单位。

第一层：物理层物理层是OSI模型的最底层，负责处理网络中的物理连接。

其主要任务是传输比特流，将比特流转化为电压、频率等物理信号。

物理层的传输单位是比特。

第二层：数据链路层数据链路层负责将物理层传输的比特流划分为数据帧，并通过物理介质进行传输。

它还负责错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。

数据链路层的传输单位是帧。

第三层：网络层网络层负责将数据包从源主机发送到目标主机，通过路由选择来确定传输路径。

它使用IP协议来定义主机的逻辑寻址和路由选择。

网络层的传输单位是数据包。

第四层：传输层传输层提供端到端的可靠数据传输和错误控制。

它使用TCP和UDP协议来实现数据传输。

传输层的传输单位是段（TCP）或用户数据报（UDP）。

第五层：会话层会话层负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。

它提供会话控制和同步，以确保应用程序之间的有效通信。

会话层的传输单位是会话数据。

第六层：表示层表示层负责处理应用程序数据的格式和编码方式。

它将数据转换为适合传输的格式，并提供数据加密和解密等功能。

表示层的传输单位是表示数据。

第七层：应用层应用层是用户与网络之间的接口，负责处理特定的应用程序协议。

它包括HTTP、FTP、SMTP等应用层协议。

应用层的传输单位是报文。

总结起来，OSI层模型的各层次传输单位分别是：物理层传输比特、数据链路层传输帧、网络层传输数据包、传输层传输段或用户数据报、会话层传输会话数据、表示层传输表示数据，以及应用层传输报文。

通过OSI层模型，网络工程师可以更好地理解和分析网络中各个层次的功能和协议。

这种模型的标准化有助于不同厂商的设备和系统之间的互操作性，使网络通信更加可靠和高效。

二层网络和三层网络的不同前言：在企业的网络结构选择中，有二层网络和三层网络结构两种选择。

在这里的二层、三层是按照逻辑拓扑结构进行的分类，并不是说ISO七层模型中的数据链路层和网络层，而是指核心层，汇聚层和接入层。

这三层都部署的就是三层网络结构，二层网络结构没有汇聚层。

1 、二层网络只有核心层和接入层的二层网络结构模式运行简便，交换机根据MAC地址表进行数据包的转发。

有则转发，无则泛洪，即将数据包广播发送到所有端口，如果目的终端收到给出回应，那么交换机就可以将该MAC地址添加到地址表中，这是交换机对MAC 地址进行建立的过程。

但这样频繁的对未知的MAC目标的数据包进行广播，在大规模的网络架构中形成的网络风暴是非常庞大的，这也很大程度上限制了二层网络规模的扩大，因此二层网络的组网能力非常有限，所以一般只是用来搭建小局域网。

机房照2、三层网络与二层网络结构不同的是，三层网络结构可以组建大型的网络。

核心层是整个网络的支撑脊梁和数据传输通道，重要性不言而喻。

因此在整个三层网络结构中，核心层的设备要求是最高的，必须配备高性能的数据冗余转接设备和防止负载过剩的均衡负载的设备，以降低各核心层交换机所需承载的数据量。

（网络的高速交换主干）汇聚层是连接网络的核心层和各个接入的应用层，在两层之间承担“媒介传输”的作用。

汇聚层应该具备以下功能：实施安全功能（划分VLAN和配置ACL）、工作组整体接入功能、虚拟网络过滤功能。

因此，汇聚层设备应采用三层交换机。

（提供基于策略的连接）接入层的面向对象主要是终端客户，为终端客户提供接入功能。

（将工作站接入网络）机房照二层网络仅仅通过MAC寻址即可实现通讯，但仅仅是同一个冲突域内；三层网络则需要通过IP路由实现跨网段的通讯，可以跨多个冲突域。

三层交换机在一定程度上可以替代路由器，但是应该清醒的认识到三层交换机出现最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换。

它所具备的路由功能也多是围绕这一目的而展开的，所以他的路由功能没有同一档次的专业路由器强，在安全、协议支持等方面还有许多欠缺，并不能完全取代路由器工作。

传统的数据中心主要是依据功能进行区域划分，例如WEB、APP、DB，办公区、业务区、内联区、外联区等等。

不同区域之间通过网关和安全设备互访，保证不同区域的可靠性、安全性。

同时，不同区域由于具有不同的功能，因此需要相互访问数据时，只要终端之间能够通信即可，并不一定要求通信双方处于同一VLAN或二层网络。

传统的数据中心网络技术，STP是二层网络中非常重要的一种协议。

用户构建网络时，为了保证可靠性，通常会采用冗余设备和冗余链路，这样就不可避免的形成环路。

而二层网络处于同一个广播域下，广播报文在环路中会反复持续传送，形成广播风暴，瞬间即可导致端口阻塞和设备瘫痪。

因此，为了防止广播风暴，就必须防止形成环路。

这样，既要防止形成环路，又要保证可靠性，就只能将冗余设备和冗余链路变成备份设备和备份链路。

即冗余的设备端口和链路在正常情况下被阻塞掉，不参与数据报文的转发。

只有当前转发的设备、端口、链路出现故障，导致网络不通的时候，冗余的设备端口和链路才会被打开，使得网络能够恢复正常。

实现这些自动控制功能的就是STP(Spanning Tree Protocol，生成树协议)。

由于STP的收敛性能等原因，一般情况下STP的网络规模不会超过100台交换机。

同时由于STP需要阻塞掉冗余设备和链路，也降低了网络资源的带宽利用率。

因此在实际网络规划时，从转发性能、利用率、可靠性等方面考虑，会尽可能控制STP网络范围。

大二层也是为了流通的要求随着数据大集中的发展和虚拟化技术的应用，数据中心的规模与日俱增，不仅对二层网络的区域范围要求也越来越大，在需求和管理水平上也提出了新的挑战。

数据中心区域规模和业务处理需求的增加，对于集群处理的应用越来越多，集群内的服务器需要在一个二层VLAN下。

同时，虚拟化技术的应用，在带来业务部署的便利性和灵活性基础上，虚拟机的迁移问题也成为必须要考虑的问题。

为了保证虚拟机承载业务的连续性，虚拟机迁移前后的IP地址不变，因此虚拟机的迁移范围需要在同一个二层VLAN下。

二层、三层交换技术介绍二层、三层交换技术介绍一、二层交换技术介绍二层交换机工作于OSI模型的第2层（数据链路层），故而称为二层交换机。

二层交换技术的发展已经比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC 地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；（4）如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。

不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。

从二层交换机的工作原理可以推知以下三点：（1）由于交换机对多数端口的数据进行同时交换，这就要求具有很宽的交换总线带宽，如果二层交换机有N个端口，每个端口的带宽是M，交换机总线带宽超过N×M，那么这交换机就可以实现线速交换；（2）学习端口连接的机器的MAC地址，写入地址表，地址表的大小（一般两种表示方式：一为BUFFER RAM，一为MAC表项数值），地址表大小影响交换机的接入容量；（3）还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC （Application specific Integrated Circuit）芯片，因此转发速度可以做到非常快。

由于各个厂家采用ASIC不同，直接影响产品性能。

以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数，这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。

路由器工作在OSI模型的第三层---网络层操作，其工作模式与二层交换相似，但路由器工作在第三层，这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息，实现功能的方式就不同。

二层转发和三层转发是数据包在网络设备（如交换机和路由器）中传输时的两种主要方式。

它们的主要区别在于转发的依据和范围。

1. 二层转发：基于MAC地址进行转发，这是数据链路层的协议。

交换机利用它的多个端口和MAC地址表来确定如何将数据包从入口端口转发到出口端口。

当交换机的某个端口接收到一个数据帧时，它会将这个数据帧的源MAC地址和接收数据帧的端口号作为一个条目保存在自己的MAC地址表中，同时在接收到这个数据帧时重置这个条目的老化计时器时间。

二层转发通常发生在相同的网段内，不会跨越不同的网络。

2. 三层转发：基于IP地址进行转发，这是网络层的功能。

与二层转发不同，三层转发可以跨越不同的网络和子网，因为它涉及到路由选择。

在三层转发过程中，数据包的源和目标IP地址会被检查，并可能根据路由表中的信息对其进行改变。

此外，三层转发还依赖于路由表、ARP表、FDB表等来获取目标地址和下一跳的信息。

三层⽹络体系结构的特点⼀、前⾔ 随着⽹络技术在各⾏各业的深⼊应⽤，IT⾏业⼜出现了⼀种低费⽤、低管理开销、并享有Client/Server计算模式优点的新型体系结构———三层⽹络体系结构。

如果把C/S体系结构称为“胖客户机/服务器”计算模式，那么三层体系结构可以称之为“瘦客户机/服务器”计算模式。

⼆、技术特点 三层（或多层）结构的特点是在两层结构的基础上加⼊⼀个（或多个）中间件层。

它将 C/S体系结构中原本运⾏于客户端的应⽤程序移到了中间件层，客户端只负责显⽰与⽤户交互的界⾯及少量的数据处理（如数据合法性检验）⼯作。

客户端将收集到的信息（请求）提交给中间件服务器，中间件服务器进⾏相应的业务处理（包括对数据库的操作），再将处理结果反馈给客户机。

与传统的C/S体系结构相⽐，三层体系结构存在如下优点： 1．客户端零维护 在三层体系结构中，⼏乎所有的业务处理都是在中间件Web Server上完成的，客户端只需要安装⽀持Java的浏览器即可，不⽤做任何其它安装和配置⼯作，所以也就不存在客户端维护的问题，真正实现了“客户端零维护”。

处理业务时，操作员可以直接通过Web浏览器访问Web Server进⾏业务处理⼯作。

2．可扩展性好 三层体系结构的可扩展性好体现在以下四个⽅⾯： 第⼀，⼯作节点的可扩展性好。

由于三层体系结构的客户端零维护的特点，使增加⼀个⼯作节点的⼯作简单到了只需增加⼀台装有Web 浏览器的PC机即可。

第⼆，应⽤系统的可扩展性好。

好的应⽤系统应该能⽅便地实现⼀定程度上业务的变化和业务单元的增加。

三层体系结构采⽤⾯向对象的分析和设计模式，将业务模块都封装到了业务类和服务类中，所以如果⼀个业务流程变了，或需要增加⼀个新的业务模块，只需替换或增加新的业务类和服务类即可。

第三，业务逻辑与⽤户界⾯及数据库分离，使得当⽤户业务逻辑发⽣变化时只需更改中间层的控件/组件/JB/EJB即可。

第四，便于数据库移植。

关于二层网络与三层网络的对比自从美国国防部与上世纪60 年代末创建了世界上第一个交换网络组，取名为ARPAnet，互联网的发展已经发展了40 多年。

在计算机网络技术的发展进程中，不可忽视的一项进步就是1974 年美国国防部向全世界公开了其研究成果TCP/IP 协议，这一举动直接推动了全世界网络技术的大跨步发展。

互联网技术在中国的起步较晚，但是中国政府正是意识到这一缺点，才下大力气推动国内计算机网络技术的研发工作，今年来，我国的互联网技术取得了突飞猛进的发展，迄今为止，我国的网络技术已位居世界的前列。

当今社会，我们的生活方式已经被互联网所改变，这一技术甚至已经改变了整个社会的发展的进程。

据科学统计，截止到2011 年底，我国的网民数量已经突破了五亿大关，平均三个人中就有一人使用互联网。

在这期间，网络结构也有了重大变化。

按照物理拓扑结构分类，网络结构经历了总线型、环型、星型、树型、混合型等结构。

按照逻辑拓扑结构分类，网络结构经历了二层网络架构、三层网络架构以及最近兴起的大二层网络架构。

传统的数据交换都是在OSI 参考模型的数据链路层发生的，也就是按照MAC 地址进行寻址并进行数据转发，并建立和维护一个MAC 地址表，用来记录接收到的数据包中的MAC 地址及其所对应的端口。

此种类型的网络均为小范围的二层网络。

二层网络的工作流程：(1)数据包接收：首先交换机接收某端口中传输过来的数据包，并对该数据包的源文件进行解析，获取其源MAC 地址，确定发放源数据包主机的接入端口;(2)传输数据包到目的MAC 地址：首先判断目的MAC 地址是否存在，如果交换机所存储的MAC 地址表中有此MAC 地址所对应的端口，那么直接将数据包发送给这个端口;如果在交换机存储列表中找不到对应的目的MAC 地址，交换机则会对数据包进行全端口广播，直至收到目的设备的回应，交换机通过此次广播学习、记忆并建立目的MAC 地址和目的端口的对应关系，以备以后快速建立与该目的设备的联系;(3)如果交换机所存储的MAC 地址表中没有此地址，就会将数据包广播发送到所有端口上，当目的终端给出回应时，交换机又学习到了一个新的MAC 地址与端口的对应关系，并存储在自身的MAC 地址表中。

⽹络知识梳理--OSI七层⽹络与TCPIP五层⽹络架构及⼆层三层⽹络作为⼀个合格的运维⼈员，⼀定要熟悉掌握OSI七层⽹络和TCP/IP五层⽹络结构知识。

废话不多说！下⾯就逐⼀展开对这两个⽹络架构知识的说明：⼀、OSI七层⽹络协议OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联。

OSI参考模型各个层次的划分遵循下列原则：1）根据不同层次的抽象分层2）每层应当有⼀个定义明确的功能3）每层功能的选择应该有助于制定⽹络协议的国际标准。

4)各层边界的选择应尽量节省跨过接⼝的通信量。

5)层数应⾜够多，以避免不同的功能混杂在同⼀层中，但也不能太多，否则体系结构会过于庞⼤6)同⼀层中的各⽹络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。

7)同⼀节点内相邻层之间通过接⼝(可以是逻辑接⼝)进⾏通信。

8)七层结构中的每⼀层使⽤下⼀层提供的服务，并且向其上层提供服务。

9)不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

根据以上标准，OSI参考模型分为(从上到下):物理层->数据链路层->⽹络层->传输层->会话层->表⽰层->应⽤层。

1)物理层涉及在信道上传输的原始⽐特流。

2)数据链路层的主要任务是加强物理层传输原始⽐特流的功能，使之对应的⽹络层显现为⼀条⽆错线路。

发送包把输⼊数据封装在数据帧，按顺序传送出去并处理接收⽅回送的确认帧。

3)⽹络层关系到⼦⽹的运⾏控制，其中⼀个关键问题是确认从源端到⽬的端如何选择路由。

4)传输层的基本功能是从会话层接收数据⽽且把其分成较⼩的单元传递给⽹络层。

5)会话层允许不同机器上的⽤户建⽴会话关系。

6)表⽰层⽤来完成某些特定的功能。

7)应⽤层包含着⼤量⼈们普遍需要的协议。

各层功能见下表：七层模型的每⼀层都具有清晰的特征。

基本来说:1)第七⾄第四层(应⽤层->表⽰层->会话层->传输层)处理数据源和数据⽬的地之间的端到端通信，2)第三⾄第⼀层（⽹络层->数据链路层->物理层）处理⽹络设备间的通信。

网络拓扑知识：网络从节点结构到拓扑结构演化分析随着计算机技术的发展，网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分，而网络拓扑结构的建立和优化则成为了网络运营和管理的核心任务之一。

网络的拓扑结构指的是网络中各节点之间的连接方式和关系。

本文将围绕网络的节点结构、网络拓扑结构和拓扑演化三个方面展开分析和讨论。

一、网络的节点结构节点是指在网络中起到连接和转发作用的元素，比如计算机、路由器和交换机等。

网络的节点结构有着重要的意义，因为它决定了网络的性能和可靠性等关键指标。

常见的节点结构有两层结构和三层结构。

1.两层结构两层结构也叫做扁平结构，是指将所有设备都放在同一层级，设备之间没有明确的逻辑关系。

这种结构简单明了，成本低廉，易于维护。

但是由于所有设备之间没有逻辑关系，因此也容易出现冲突和延迟等问题。

在小型网络中，两层结构是一种常用的设计方式。

2.三层结构三层结构包含了核心、汇聚和接入三个层级，它们之间有着明确的逻辑关系。

核心层连接整个网络的所有部分，汇聚层连接核心层和接入层，而接入层连接终端设备。

这种结构能够更好地满足大型网络的需求，提高网络的性能和可靠性，但是也需要更多的设备和复杂的配置。

二、网络拓扑结构网络拓扑结构指的是网络中各节点之间的连接方式和关系。

网络拓扑结构的建立对网络的性能、可靠性和安全性等方面都具有重要的影响。

常见的网络拓扑结构有星型、总线型、环型、树型和网状型五种。

1.星型结构星型结构以中心节点为核心，将所有其他节点直接或间接地连接到中心节点上。

这种结构配置简单，易于扩展，同时也能够有效避免冲突和延迟等问题。

但是由于中心节点的重要性，一旦中心节点出现故障，整个网络都会受到影响。

2.总线型结构总线型结构将所有节点都直接连接到一条主线上。

这种结构的优势在于连接方式简单，容易维护和扩展。

但是由于所有节点共享同一主线，因此也容易出现冲突和带宽限制等问题。

3.环型结构环型结构将所有节点连接成一个闭环。

三层旁挂技术通常是指在网络架构设计中，将专门处理三层（网络层）数据包转发的设备如路由器、三层交换机等，以“旁挂”方式接入到二层（数据链路层）网络中的方法。

这种设计原理允许在不中断现有网络运行的情况下，实现对网络流量的智能控制和管理。

以下是详细的分析：1.网络分层理解：o二层网络主要负责MAC地址识别，进行数据帧的转发，形成局域网内部的数据传输。

o三层网络则基于IP地址，提供逻辑寻址和路由选择，实现不同网络间的数据通信。

2.三层旁挂的架构特点：o在传统的二层网络结构基础上，通过将三层设备与核心交换机或汇聚交换机并行连接，而非直接串入主干链路。

o这样做的好处是，原有的二层网络拓扑结构不受影响，无需大规模调整网络配置，可以保证业务的连续性和稳定性。

3.工作原理：o三层设备通过接入端口监听网络流量，并根据自身的路由表进行智能决策，只对需要经过三层转发的流量进行处理。

o对于本网络内的广播、组播或者目标MAC地址可以直接通过二层交换到达的流量，则直接透传，不对这些流量做三层处理。

o对于跨网段的流量，三层设备会根据路由策略进行转发，这样可以有效实现VLAN间通信、子网划分以及访问控制等功能。

4.应用场景：o网络安全：防火墙、IPS/IDS等网络安全设备常采用三层旁挂模式，对进出网络的三层流量进行检测和过滤。

o路由策略实施：通过三层交换机或路由器旁挂来实现复杂路由策略，优化网络性能，支持多ISP线路备份或负载均衡等需求。

o VLAN间通信：对于大型企业网络，各VLAN间的通信可以通过三层设备进行路由，实现逻辑隔离的同时保证信息互通。

5.优点：o易于部署和维护：在不影响现有网络运行的前提下，新增或升级三层设备。

o提高网络灵活性：可以根据需要灵活地添加、删除或修改路由规则，以适应不断变化的网络环境。

o改善网络性能：通过合理规划和部署，可以避免不必要的三层处理，减轻网络设备压力，提高整体网络效率。

总之，三层旁挂技术是在保持网络结构稳定的基础上，通过引入具备三层功能的设备，实现网络扩展、优化和安全管理的重要手段。