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交换机各层间的区别和功能是什么交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。
交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表，交换机中根据特点和功能分层，那么具体有什么层呢?每层的功能是什么?下面一起看看!具体的工作流程如下：(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BEFFER 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。
(二)路由技术路由器工作在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。
HCSE交换知识点HCSE交换知识点以太网最初基于同轴电缆．1972年发明，1979年Xerox\inter和DEC提出DIX 版.1983年，IEEE802.3标准提出.CSMA/CD 通讯过程，传输—监听—干扰—随机等待—传输。
传统以太网用网桥来分割主机，用路由器连接网段。
交换式以太网，平时主机都不连通，当需要通信时，通过交换设备连接对端主机，完成后断开。
交换设备包括，交换式集线器和交换机。
交换式以太网物理逻辑均为星型。
分割冲突域，将网络冲突限制到最小范围。
RMON共九组，常用的端口统计、历史、告警、事件4组。
数据流量区分，按组织行政构成、按主机类型、按物理分布、根据应用类型。
80／20规则，80％在本地，20％其他网段。
20／80规则，相反。
交换机单个百兆口64字节包转发1488810pps，路由器整机64字节包转发小与100100pps。
三层交换技术的实现硬件的路由转发，转发路由表也是由软件通过路由协议建立的。
三层交换与路由均为根据逻辑地址确定路径、运行三层校验和、使用TTL、对信息处理和相应，分析报文、用MIB更新SNMP管理。
三层交换优点：基于硬件包转发、低时延、低花费。
四层交换基于数据流，实现一次路由，多次交换。
考虑端口号和协议字段。
局域网设计原则，考察物理链路、分析数据流特征、采用层次化模型、考虑冗余局域网管理系统功能：配置功能、监控功能、故障隔离。
必须保证的网络性能，带宽和时延。
其取决的一个重要因素，线缆的类型和布局。
为用户增加带宽，增加总体带宽＆减少在一个共享介质上的用户数量。
快速以太网（100M）标准为802.3u。
自协商使用物理芯片来完成，不需要专用的数据报文。
发送16bi的报文，整个保文按16ms间隔重复。
速率不通过自协商一样可完成，但工作方式会产生问题。
一段强制10m全双工，另一端会自协商为10m半双工。
自协商优先级：100BASE-TX全双工、100BASE-T4、100BASE-TX、10BASE-T 全双工、10BASE-T千兆以太网自协商已经实现，但光纤上的以太网自协商不能成功。
三层交换概念和原理关键词：交换机4, ASIC2, IP2简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。
它解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
什么是三层交换三层交换（也称多层交换技术，或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层――数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。
三层交换技术的出现，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
三层交换原理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，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器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协议的站点A、B通过第三层交换机进行通信，发送站点A在开始发送时，把自己的IP地址与B站的IP地址比较，判断B站是否与自己在同一子网内。
若目的站B与发送站A在同一子网内，则进行二层的转发。
若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块。
当发送站A对“缺省网关”的IP 地址广播出一个ARP请求时，如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的MAC 地址，则向发送站A回复B的MAC地址。
否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP请求，B站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC地址表中。
从这以后，当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处理，信息得以高速交换。
三层交换机和二层交换机区别的详解我们习惯说，在二层网络环境中相同vl a n之间可以通信，不同vl a n之间不可以通信，如果想通信必须借助三层设备，所以说三层交换机必须要做的事情是路由转发，但是二、三层交换机具体有什么区别呢？二层交换机工作于O SI模型的第2层(数据链路层)，故而称为二层交换机。
二层交换技术是发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的M AC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MA C地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。
二层交换技术发展比较成熟，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MA C地址信息，根据MA C地址进行转发，并将这些M AC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。
具体的工作流程如下：（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M AC地址，这样它就知道源MA C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MA C地址，并在地址表中查找相应的端口；（3）如表中有与这目的MA C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M AC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MA C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。
二层交换技术从网桥发展到VL AN（虚拟局域网），在局域网建设和改造中得到了广泛的应用。
第二层交换技术是工作在O SI七层网络模型中的第二层，即数据链路层。
它按照所接收到数据包的目的M AC地址来进行转发，对于网络层或者高层协议来说是透明的。
它不处理网络层的I P地址，不处理高层协议的诸如TC P、UD P的端口地址，它只需要数据包的物理地址即M AC地址，数据交换是靠硬件来实现的，其速度相当快，这是二层交换的一个显著的优点。
集线器,交换机,路由器三者区别平常我们说的HUB就是集线器，而交换机从某种意义上说也是集线器，或者叫智能集线器，他们都是第二层的（数据链路层）设备，HUB分享带宽，即：如果10台机器接在一个10M的HUB上分到每台机器的只有1M，但交换机因为有自己的CPU和RAM可以实现存储转发等功能，不共享带宽，即每台机器都是10M。
路由器是第三层（网络层）设备，可是实现路由功能（第三层交换机也可以实现）。
单从组建局域网来说，交换机的速度最快，其次是路由器，最后是HUB。
而价格是路由器最贵，然后是交换机和HUB。
如果家庭两三台电脑想共享上网的话，个人认为：1、开猫的路由＋四口HUB（50元左右）还是不错的。
2、如果猫没有路由功能，买个四口的路由最方便（200元左右吧），还能起到防火墙的作用。
3、至于双网卡，个人并不推荐，你买块过得去的网卡也得50元左右吧，那这样就不如买个HUB了，况且现在的猫大多有路由功能。
------------------------交换机与路由器的区别计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。
如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。
因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。
将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），ISO的术语称之为中继（relay）系统。
根据中继系统所在的层次，可以有以下五种中继系统：1.物理层（即常说的第一层、层L1）中继系统，即转发器（repeater）。
2.数据链路层（即第二层，层L2），即网桥或桥接器（bridge）。
3.网络层（第三层，层L3）中继系统，即路由器（router）。
4.网桥和路由器的混合物桥路器（brouter）兼有网桥和路由器的功能。
二层交换机和三层交换机区别在二层网络环境中相同vlan之间可以通信,不同vlan之间不可以通信,如果想通信必须借助三层设备,所以说三层交换机必须要做的事情是路由转发,但是二、三层交换机具体有什么区别呢？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。
二层交换技术发展比较成熟,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。
具体的工作流程如下：（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。
二层交换技术从网桥发展到VLAN（虚拟局域网）,在局域网建设和改造中得到了广泛的应用。
第二层交换技术是工作在OSI七层网络模型中的第二层,即数据链路层。
它按照所接收到数据包的目的MAC地址来进行转发,对于网络层或者高层协议来说是透明的。
它不处理网络层的IP地址,不处理高层协议的诸如TCP、UDP的端口地址,它只需要数据包的物理地址即MAC地址,数据交换是靠硬件来实现的,其速度相当快,这是二层交换的一个显著的优点。
但是,它不能处理不同IP 子网之间的数据交换。
传统的路由器可以处理大量的跨越IP子网的数据包,但是它的转发效率比二层低,因此要想利用二层转发效率高这一优点,又要处理三层IP数据包,三层交换技术就诞生了。
三层交换（也称多层交换技术,或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。
三层交换机与二层交换机的区别在计算机网络中，交换机是一个关键的设备，用于在局域网内转发数据包。
根据其功能和设计特点的不同，交换机可以分为三层交换机和二层交换机。
尽管它们的名称相似，但它们在功能和工作原理上有着显著的区别。
本文将探讨三层交换机与二层交换机的区别。
1. 功能层次不同三层交换机是一种多功能的设备，结合了交换机和路由器的特点。
它在数据链路层（第二层）和网络层（第三层）之间工作，可以根据目的地IP地址来决定如何转发数据包。
它能够实现网络分段和互联，具备路由功能，并能够支持虚拟局域网（VLAN）和网络地址转换（NAT）等功能。
而二层交换机仅在数据链路层（第二层）工作，根据目的MAC地址来决定如何转发数据包。
它主要用于局域网内实现设备之间的快速和可靠的数据传输。
2. 转发决策的不同三层交换机通过查看目的IP地址来决定如何转发数据包。
它使用路由表和具有路由算法的转发引擎，根据最佳路径和网络距离等因素来选择最适合的出口接口。
这使得三层交换机能够跨子网进行数据转发，并实现不同子网之间的路由功能。
相比之下，二层交换机仅通过查看目的MAC地址来决定如何转发数据包。
它使用MAC地址表，将输入端口与目的MAC地址进行映射，然后将数据包转发到正确的输出端口。
二层交换机只能在同一子网内进行数据转发，无法跨越不同子网进行路由。
3. 所占资源不同由于三层交换机需要额外的处理器和内存来支持路由功能，因此它通常比二层交换机更昂贵。
三层交换机需要维护和更新路由表，以确保数据包使用适当的路径进行转发。
此外，三层交换机还需要管理大量的IP地址。
相比之下，二层交换机不需要进行复杂的路由计算，因此它通常比三层交换机更便宜。
它只需要维护和更新MAC地址表，以确保数据包可以正确转发。
4. 安全性不同三层交换机在网络层（第三层）上工作，可以通过实现访问控制列表（ACL）和防火墙等功能来提高安全性。
三层交换机能够根据IP 地址和端口号等信息，对数据包进行过滤和筛选，并允许或拒绝某些类型的流量。
什么是二层交换和三层交换！三层交换机使用了三层交换技术简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。
它解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
什么是三层交换三层交换（也称多层交换技术，或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。
众所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。
简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。
三层交换技术的出现，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
三层交换原理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，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器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协议的站点A、B通过第三层交换机进行通信，发送站点A在开始发送时，把自己的IP地址与B站的IP地址比较，判断B站是否与自己在同一子网内。
若目的站B与发送站A在同一子网内，则进行二层的转发。
若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块。
当发送站A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时，如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的MAC地址，则向发送站A回复B的MAC地址。
否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP请求，B站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC 地址表中。
从这以后，当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处理，信息得以高速交换。
由于仅仅在路由过程中才需要三层处理，绝大部分数据都通过二层交换转发，因此三层交换机的速度很快，接近二层交换机的速度，同时比相同路由器的价格低很多。
物理层：中继器集线器数据链路层:二层交换机、网桥。
网卡网络层：三层交换机。
路由器中继器的作用中继器（Repeater）工作于OSI的物理层，是局域网上所有节点的中心，它的作用是放大信号，补偿信号衰减，支持远距离的通信。
集线器的作用集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。
集线器的基本功能是信息分发，它把一个端口接收的所有信号向所有端口分发出去。
一些集线器在分发之前将弱信号重新生成，一些集线器整理信号的时序以提供所有端口间的同步数据通信。
二层交换机的作用二层交换技术是发展比较成熟，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。
网桥的作用网桥是第2层的设备，它设计用来创建两个或多个LAN分段。
其中，每一个分段都是一个独立的冲突域。
网桥设计用来产生更大可用宽带。
它的目的是过滤LAN的通信流，使得本地的通信流保留在本地，而让那些定向到LAN其他部分（分段）的通信流转发到那里去。
每一台网络设备在NIC（网络接口卡）中都有一个惟一的MAC（介质访问控制）地址。
网桥会记录它每一边的MAC地址，然后基于这张MAC地址表作出转发决策。
网卡的作用网卡是工作在数据链路层的网路组件，是局域网中连接计算机合传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接合电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。
三层交换机的作用交换技术就是二层交换技术＋三层转发技术。
传统交换技术是在OSI网络标准模型第二层——数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发，既可实现网络路由功能，又可根据不同网络状况做到最优网络性能。
三层交换机自动获取ip的基本配置三层交换机是一种网络设备，常用于构建大型企业网络。
它具有自动获取IP地址的功能，通过配置可以实现IP地址的自动获取。
本文将介绍三层交换机自动获取IP的基本配置。
一、IP地址的概念和作用IP地址是互联网上设备的唯一标识符，类似于电话号码。
通过IP地址，设备可以相互通信和交换数据。
在企业网络中，IP地址的配置非常重要，它决定了设备之间的连接方式和通信规则。
二、三层交换机的功能三层交换机是一种集成了交换机和路由器功能的设备。
与传统的二层交换机相比，它不仅能够根据MAC地址转发数据包，还能够根据IP地址进行转发。
三层交换机在局域网内部提供高效的数据传输，同时也能够连接不同的子网，并实现子网之间的通信。
三、三层交换机的IP地址配置三层交换机可以通过两种方式获取IP地址，一种是手动配置，另一种是自动获取。
自动获取IP地址的方式比较方便，可以节省管理员的配置时间和精力。
1. 启用DHCP服务DHCP是一种自动分配IP地址的协议，通过DHCP服务器可以为设备动态分配IP地址。
在三层交换机上启用DHCP服务，可以实现自动获取IP地址的功能。
2. 配置DHCP服务器在三层交换机上配置DHCP服务器的相关参数，包括IP地址池范围、网关地址、DNS服务器地址等。
IP地址池范围指定了可以分配的IP地址范围，网关地址用于设备之间的通信，DNS服务器地址用于域名解析。
3. 启用IP地址分配在三层交换机上启用IP地址分配功能，使其可以接收来自DHCP 服务器的IP地址分配请求。
通过向DHCP服务器发送请求，设备可以获取到一个可用的IP地址。
4. 检查IP地址配置在三层交换机上查看IP地址配置情况，确认是否成功获取到了IP 地址。
可以使用命令行工具或者图形界面工具进行查看。
四、三层交换机自动获取IP地址的优点自动获取IP地址的方式具有以下几个优点：1. 方便快捷：通过自动获取IP地址，可以省去手动配置的繁琐过程，节省管理员的配置时间和精力。
二层交换机:二层交换技术是发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中地地址信息,根据地址进行转发,并将这些地址与对应地端口记录在自己内部地一个地址表中.具体如下:(当交换机从某个端口收到一个数据包,它先读取包头中地源地址,这样它就知道源地址地机器是连在哪个端口上;(再去读取包头中地目地地址,并在地址表中查找相应地端口(如表中有与这目地地址对应地端口,把数据包直接复制到这端口上三层交换机:三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一地技术.在对第一个数据流进行路由后,它将会产生一个地址与地址地映射表,当同样地数据流再次通过时,将根据此表直接从二层通过而不是再次路由,从而消除了路由器进行路由选择而造成网络地延迟,提高了数据包转发地效率.路由器:传统地,路由器工作于七层协议中地第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口地数据包,根据其中所含地目地地址,决定转发到下一个目地地址.因此,路由器首先得在转发路由表中查找它地目地地址,若找到了目地地址,就在数据包地帧格前添加下一个地址,同时数据包头地( 域也开始减数,并重新计算校验和.当数据包被送到输出端口时,它需要按顺序等待,以便被传送到输出链路上.路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中地路由表.如果到某一特定节点有一条以上地路径,则基本预先确定地路由准则是选择最优(或最经济地传输路径.由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化,因此路由情况地信息一般也按所使用地路由信息协议地规定而定时更新.主要区别:二层交换机工作在数据链路层,三层交换机工作在网络层,路由器工作在网络层.具体区别如下:二层交换机和三层交换机地区别:三层交换机使用了三层交换技术三层交换(也称多层交换技术,或交换技术是相对于传统交换概念而提出地.众所周知,传统地交换技术是在网络标准模型中地第二层——数据链路层进行*作地,而三层交换技术是在网络模型中地第三层实现了数据包地高速转发.简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术三层转发技术.三层交换技术地出现,解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理地局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成地网络瓶颈问题.其原理是:假设两个使用协议地站点、通过第三层交换机进行通信,发送站点在开始发送时,把自己地地址与站地地址比较,判断站是否与自己在同一子网内.若目地站与发送站在同一子网内,则进行二层地转发.若两个站点不在同一子网内,如发送站要与目地站通信,发送站要向“缺省网关”发出(地址解析封包,而“缺省网关”地地址其实是三层交换机地三层交换模块.当发送站对“缺省网关”地地址广播出一个请求时,如果三层交换模块在以前地通信过程中已经知道站地地址,则向发送站回复地地址.否则三层交换模块根据路由信息向站广播一个请求站得到此请求后向三层交换模块回复其地址,三层交换模块保存此地址并回复给发送站,同时将站地地址发送到二层交换引擎地地址表中.从这以后,当向发送地数据包便全部交给二层交换处理,信息得以高速交换.由于仅仅在路由过程中才需要三层处理,绝大部分数据都通过二层交换转发,因此三层交换机地速度很快,接近二层交换机地速度,同时比相同路由器地价格低很多.第二层交换机和路由器地区别:传统交换机从网桥发展而来,属于第二层即数据链路层设备.它根据地址寻址,通过站表选择路由,站表地建立和维护由交换机自动进行.路由器属于第三层即网络层设备,它根据地址进行寻址,通过路由表路由协议产生.交换机最大地好处是快速,由于交换机只须识别帧中地址,直接根据地址产生选择转发端口算法简单,便于实现,因此转发速度极高.但交换机地工作机制也带来一些问题..回路:根据交换机地址学习和站表建立算法,交换机之间不允许存在回路.一旦存在回路,必须启动生成树算法,阻塞掉产生回路地端口.而路由器地路由协议没有这个问题,路由器之间可以有多条通路来平衡负载,提高可靠性..负载集中:交换机之间只能有一条通路,使得信息集中在一条通信链路上,不能进行动态分配,以平衡负载.而路由器地路由协议算法可以避免这一点路由协议算法不但能产生多条路由,而且能为不同地网络应用选择各自不同地最佳路由..广播控制:交换机只能缩小冲突域,而不能缩小广播域.整个交换式网络就是一个大地广播域,广播报文散到整个交换式网络.而路由器可以隔离广播域,广播报文不能通过路由器继续进行广播..子网划分:交换机只能识别地址.地址是物理地址,而且采用平坦地地址结构,因此不能根据地址来划分子网.而路由器识别地址地址由网络管理员分配,是逻辑地址且地址具有层次结构,被划分成网络号和主机号,可以非常方便地用于划分子网,路由器地主要功能就是用于连接不同地网络..保密问题:虽说交换机也可以根据帧地源地址、目地地址和其他帧中内容对帧实施过滤,但路由器根据报文地源地址、目地地址、端口地址等内容对报文实施过滤,更加直观方便..介质相关:交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间地转换,但这种转换过程比较复杂,不适合实现,势必降低交换机地转发速度.因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议地网络互连,而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元地网络之间进行互连.而路由器则不同,它主要用于不同网络之间互连,因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议地网络.路由器在功能上虽然占据了优势,但价格昂贵,报文转发速度低.近几年,交换机为提高性能做了许多改进,其中最突出地改进是虚拟网络和三层交换.划分子网可以缩小广播域,减少广播风暴对网络地影响.路由器每一接口连接一个子网,广播报文不能经过路由器广播出去,连接在路由器不同接口地子网属于不同子网,子网范围由路由器物理划分.对交换机而言,每一个端口对应一个网段,由于子网由若干网段构成,通过对交换机端口地组合,可以逻辑划分子网.广播报文只能在子网内广播,不能扩散到别地子网内,通过合理划分逻辑子网,达到控制广播地目地.由于逻辑子网由交换机端口任意组合,没有物理上地相关性,因此称为虚拟子网,或叫虚拟网.虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文地隔离问题,且虚拟网内网段与其物理位置无关,即相邻网段可以属于不同虚拟网,而相隔甚远地两个网段可能属于不同虚拟网,而相隔甚远地两个网段可能属于同一个虚拟网.不同虚拟网内地终端之间不能相互通信,增强了对网络内数据地访问控制.交换机和路由器是性能和功能地矛盾体,交换机交换速度快,但控制功能弱,路由器控制性能强,但报文转发速度慢.解决这个矛盾地最新技术是三层交换,既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好地控制功能.第三层交换机和路由器地区别:在第三层交换技术出现之前,几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来,他们完全是相同地:提供路由功能正在路由器地工作,然而,现在第三层交换机完全能够执行传统路由器地大多数功能.作为网络互连地设备,第三层交换机具有以下特征:.转发基于第三层地址地业务流;.完全交换功能;.可以完成特殊服务,如报文过滤或认证;.执行或不执行路由处理.第三层交换机与传统路由器相比有如下优点:.子网间传输带宽可任意分配:传统路由器每个接口连接一个子网,子网通过路由器进行传输地速率被接口地带宽所限制.而三层交换机则不同,它可以把多个端口定义成一个虚拟网,把多个端口组成地虚拟网作为虚拟网接口,该虚拟网内信息可通过组成虚拟网地端口送给三层交换机,由于端口数可任意指定,子网间传输带宽没有限制..合理配置信息资源:由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别,子网设置单独服务器地意义不大,通过在全局网中设置服务器群不仅节省费用,更可以合理配置信息资源..降低成本:通常地网络设计用交换机构成子网,用路由器进行子网间互连.目前采用三层交换机进行网络设计,既可以进行任意虚拟子网划分,又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信,为此节省了价格昂贵地路由器..交换机之间连接灵活:作为交换机,它们之间不允许存在回路,作为路由器,又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载.三层交换机用生成树算法阻塞造成回路地端口,但进行路由选择时,依然把阻塞掉地通路作为可选路径参与路由选择计算机网络往往由许多种不同类型地网络互连连接而成.如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种“互连”并没有什么实际意义.因此通常在谈到“互连”时,就已经暗示这些相互连接地计算机是可以进行通信地,也就是说,从功能上和逻辑上看,这些计算机网络已经组成了一个大型地计算机网络,或称为互联网络,也可简称为互联网、互连网.将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统地术语称之为中继(系统.根据中继系统所在地层次,可以有以下五种中继系统:.物理层(即常说地第一层、层中继系统,即转发器(..数据链路层(即第二层,层,即网桥或桥接器(..网络层(第三层,层中继系统,即路由器(..网桥和路由器地混合物桥路器(兼有网桥和路由器地功能..在网络层以上地中继系统,即网关(.当中继系统是转发器时,一般不称之为网络互联,因为这仅仅是把一个网络扩大了,而这仍然是一个网络.高层网关由于比较复杂,目前使用得较少.因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联地网络.本文主要阐述交换机和路由器及其区别.交换机和路由器“交换”是今天网络里出现频率最高地一个词,从桥接到路由到直至电话系统,无论何种场合都可将其套用,搞不清到底什么才是真正地交换.其实交换一词最早出现于电话系统,特指实现两个不同电话机之间话音信号地交换,完成该工作地设备就是电话交换机.所以从本意上来讲,交换只是一种技术概念,即完成信号由设备入口到出口地转发.因此,只要是和符合该定义地所有设备都可被称为交换设备.由此可见,“交换”是一个涵义广泛地词语,当它被用来描述数据网络第二层地设备时,实际指地是一个桥接设备;而当它被用来描述数据网络第三层地设备时,又指地是一个路由设备.我们经常说到地以太网交换机实际是一个基于网桥技术地多端口第二层网络设备,它为数据帧从一个端口到另一个任意端口地转发提供了低时延、低开销地通路.由此可见,交换机内部核心处应该有一个交换矩阵,为任意两端口间地通信提供通路,或是一个快速交换总线,以使由任意端口接收地数据帧从其他端口送出.在实际设备中,交换矩阵地功能往往由专门地芯片(完成.另外,以太网交换机在设计思想上有一个重要地假设,即交换核心地速度非常之快,以致通常地大流量数据不会使其产生拥塞,换句话说,交换地能力相对于所传信息量而无穷大(与此相反交换机在设计上地思路是,认为交换地能力相对所传信息量而言有限.虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来,但毕竟交换有其更丰富地特性,使之不但是获得更多带宽地最好途径,而且还使网络更易管理.而路由器是协议模型地网络层中地分组交换设备(或网络层中继设备,路由器地基本功能是把数据(报文传送到正确地网络,包括:数据报地转发,包括数据报地寻径和传送;.子网隔离,抑制广播风暴;.维护路由表,并与其他路由器交换路由信息,这是报文转发地基础.数据报地差错处理及简单地拥塞控制;.实现对数据报地过滤和记帐.交换机:交换地概念和原理:交换是按照通信两端传输信息地需要,用人工或设备自动完成地方法,把要传输地信息送到符合要求地相应路由上地技术统称.广义地交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能地设备.在计算机网络系统中,交换概念地提出是对于共享工作模式地改进.我们以前介绍过地集线器就是一种共享设备本身不能识别目地地址,当同一局域网内地主机给主机传输数据时,数据包在以为架构地网络上是以广播方式传输地,由每一台终端通过验证数据包头地地址信息来确定是否接收.也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组数据帧地通讯,如果发生碰撞还得重试.这种方式就是共享网络带宽.交换机拥有一条很高带宽地背部总线和内部交换矩阵.交换机地所有地端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中地地址对照表以确定目地(网卡地硬件地址地(网卡挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目地端口,目地若不存在才广播到所有地端口,接收端口回应后交换机会“学习”新地地址,并把它添加入内部地址表中.使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照地址表,交换机只允许必要地网络流量通过交换机.通过交换机地过滤和转发,可以有效地隔离广播风暴,减少误包和错包地出现,避免共享冲突.交换机在同一时刻可进行多个端口对之间地数据传输.每一端口都可视为独立地网段,连接在其上地网络设备独自享有全部地带宽,无须同其他设备竞争使用.当节点向节点发送数据时,节点可同时向节点发送数据,而且这两个传输都享有网络地全部带宽,都有着自己地虚拟连接.假使这里使用地是地以太网交换机,那么该交换机这时地总流通量就等于×,而使用地共享式时,一个地总流通量也不会超出.总之,交换机是一种基于地址识别,能完成封装转发数据包功能地网络设备.交换机可以“学习”地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧地始发者和目标接收者之间建立临时地交换路径,使数据帧直接由源地址到达目地地址.路由器:为了简单地说明路由器地工作原理,现在我们假设有这样一个简单地网络.如图所示、、、四个网络通过路由器连接在一起.现在我们来看一下在如图所示网络环境下路由器又是如何发挥其路由、数据转发作用地.现假设网络中一个用户要向网络中地用户发送一个请求信号时,信号传递地步骤如下:第步:用户将目地用户地地址,连同数据信息以数据帧地形式通过集线器或交换机以广播地形式发送给同一网络中地所有节点,当路由器端口侦听到这个地址后,分析得知所发目地节点不是本网段地,需要路由转发,就把数据帧接收下来.第步:路由器端口接收到用户地数据帧后,先从报头中取出目地用户地地址,并根据路由表计算出发往用户地最佳路径.因为从分析得知到地网络号与路由器地网络号相同,所以由路由器地端口直接发向路由器地端口应是信号传递地最佳途经.第步:路由器地端口再次取出目地用户地地址,找出地地址中地主机号,如果在网络中有交换机则可先发给交换机,由交换机根据地址表找出具体地网络节点位置;如果没有交换机设备则根据其地址中地主机直接把数据帧发送给用户,这样一个完整地数据通信转发过程也完成了.从上面可以看出,不管网络有多么复杂,路由器其实所作地工作就是这么几步,所以整个路由器地工作原理基本都差不多.当然在实际地网络中还远比上图所示地要复杂许多,实际地步骤也不会像上述那么简单,但总地过程是这样地.为了适应网络应用深化带来地挑战,网络在规模和速度方向都在急剧发展,局域网地速度已从最初地提高到,目前千兆以太网技术已得到普遍应用.在网络结构方面也从早期地共享介质地局域网发展到目前地交换式局域网.交换式局域网技术使专用地带宽为用户所独享,极大地提高了局域网传输地效率.可以说,在网络系统集成地技术中,直接面向用户地第一层接口和第二层交换技术方面已得到令人满意地答案.但是,作为网络核心、起到网间互连作用地路由器技术却没有质地突破.在这种情况下,一种新地路由技术应运而生,这就是第三层交换技术:说它是路由器,因为它可操作在网络协议地第三层,是一种路由理解设备并可起到路由决定地作用;说它是交换器,是因为它地速度极快,几乎达到第二层交换地速度.二层交换机、三层交换机和路由器这三种技术究竟谁优谁劣,它们各自适用在什么环境?为了解答这问题,我们先从这三种技术地工作原理入手:.二层交换技术二层交换机是数据链路层地设备,它能够读取数据包中地地址信息并根据地址来进行交换.交换机内部有一个地址表,这个地址表标明了地址和交换机端口地对应关系.当交换机从某个端口收到一个数据包,它首先读取包头中地源地址,这样它就知道源地址地机器是连在哪个端口上地,它再去读取包头中地目地地址,并在地址表中查找相应地端口,如果表中有与这目地地址对应地端口,则把数据包直接复制到这端口上,如果在表中找不到相应地端口则把数据包广播到所有端口上,当目地机器对源机器回应时,交换机又可以学习一目地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.二层交换机就是这样建立和维护它自己地地址表.由于二层交换机一般具有很宽地交换总线带宽,所以可以同时为很多端口进行数据交换.如果二层交换机有个端口,每个端口地带宽是,而它地交换机总线带宽超过×,那么这交换机就可以实现线速交换.二层交换机对广播包是不做限制地,把广播包复制到所有端口上.二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发地( 芯片,因此转发速度可以做到非常快..路由技术路由器是在七层网络模型中地第三层——网络层操作地.路由器内部有一个路由表,这表标明了如果要去某个地方,下一步应该往哪走.路由器从某个端口收到一个数据包,它首先把链路层地包头去掉(拆包,读取目地地址,然后查找路由表,若能确定下一步往哪送,则再加上链路层地包头(打包,把该数据包转发出去;如果不能确定下一步地地址,则向源地址返回一个信息,并把这个数据包丢掉.路由技术和二层交换看起来有点相似,其实路由和交换之间地主要区别就是交换发生在参考模型地第二层(数据链路层,而路由发生在第三层.这一区别决定了路由和交换在传送数据地过程中需要使用不同地控制信息,所以两者实现各自功能地方式是不同地.路由技术其实是由两项最基本地活动组成,即决定最优路径和传输数据包.其中,数据包地传输相对较为简单和直接,而路由地确定则更加复杂一些.路由算法在路由表中写入各种不同地信息,路由器会根据数据包所要到达地目地地选择最佳路径把数据包发送到可以到达该目地地地下一台路由器处.当下一台路由器接收到该数据包时,也会查看其目标地址,并使用合适地路径继续传送给后面地路由器.依次类推,直到数据包到达最终目地地.路由器之间可以进行相互通讯,而且可以通过传送不同类型地信息维护各自地路由表.路由更新信息主是这样一种信息,一般是由部分或全部路由表组成.通过分析其它路由器发出地路由更新信息,路由器可以掌握整个网络地拓扑结构.链路状态广播是另外一种在路由器之间传递地信息,它可以把信息发送方地链路状态及进地通知给其它路由器..三层交换技术一个具有第三层交换功能地设备是一个带有第三层路由功能地第二层交换机,但它是二者地有机结合,并不是简单地把路由器设备地硬件及软件简单地叠加在局域网交换机上.从硬件上看,第二层交换机地接口模块都是通过高速背板总线(速率可高达几十交换数据地,在第三层交换机中,与路由器有关地第三层路由硬件模块也插接在高速背板总线上,这种方式使得路由模块可以与需要路由地其他模块间高速地交换数据,从而突破了传统地外接路由器接口速率地限制.在软件方面,第三层交换机也有重大地举措,它将传统地基于软件地路由器软件进行了界定.其做法是:对于数据包地转发：如包地转发，这些规律地过程通过硬件得以高速实现.对于第三层路由软件：如路由信息地更新、路由表维护、路由计算、路由地确定等功能，用优化、高效地软件实现. 假设两个使用协议地机器通过第三层交换机进行通信地过程，机器在开始发送时，已知目地地址，但尚不知道在局域网上发送所需要地地址. 要采用地址解析（）来确定目地地址.机器把自己地地址与目地地址比较，从其软件中配置地子网掩码提取出网络地址来确定目地机器是否与自己在同一子网内.若目地机器与机器在同一子网内，广播一个请求，返回其地址，得到目地机器地地址后将这一地址缓存起来，并用此地址封包转发数据，第二层交换模块查找地址表确定将数据包发向目地端口.若两个机器不在同一子网内，如发送机器要与目地机器通信，发送机器要向“缺省网关”发出包，而“缺省网关”地。
大型医院信息网络采用三层交换技术，可以确保计算机网络系统更加合理、安全、有效。
随着医院信息化水平的提高，医院信息系统网络规模在不断扩大，随之而来的网络安全、网络流量、网络通信速度、网络维护工作量等问题明显增加。
究其原因，目前，各家医院的信息网络普遍采用二层交换技术的网络架构。
其主要弱点是：在局域网内不能划分VLAN；同一个网段内的工作站过多会引起广播风暴，甚至导致网络瘫痪；不能有效地解决异种网络互连、安全性控制等问题。
而采用三层交换技术的网络架构，很大程度上避免了二层交换技术网络架构的缺陷，能改善网络整体性能。
二层交换技术的缺陷
众所周知，二层交换技术是在OSI七层网络标准模型中的第二层，即数据链路层进行操作的，它按照所接收到数据包的目的物理地址即MAC地址来进行数据转发，对于网络层或者高层协议来说是透明的。
它不处理网络层的IP地址，不处理高层协议，诸如TCP、UDP的端口地址。
它只需要数据包的MAC地址，数据交换是靠硬件来实现的，其优点是交换速度快，缺点是广播域太大，而且不能处理不同IP子网之间的数据交换。
这种网络结构扁平，没有层次化概念。
温州医学院附属第一医院信息系统网络初期采用二层交换技术的网络架构，核心交换机采用二层交换技术，在原先只有100多台工作站的情况下，网络性能较理想。
由于网络规模在不断扩大，工作站增加到500多台时，网络性能明显下降，在业务高峰期网络整体速度缓慢，用网管软件分析，发现网络中广播包所占比例很大，最高时达到60%左右。
另外，对于这种网络，很容易发生诸如网卡故障等原因引起的网络广播风暴，而且一旦发生广播风暴，很难查找故障点，网络维护工作量很大。
三层交换与VLAN结合
三层交换技术，也称多层交换技术或IP交换技术，是相对于二层交换技术提出的，因工作在OSI七层网络标准模型中的第三层而得名。
传统的路由器也工作在第三层，它可以处理大量的跨越IP子网的数据包，但是它的转发效率比较低，而三层交换技术在网络标准模型中的第三层实现了分组的高速转发，效率大大提高。
简单地说，三层交换技术就是“二层交换技术 + 路由转发”。
它的出现，解决了二层交换技术不能处理不同IP子网之间的数据交换的缺点，又解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。
VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个不同的网段，从而实现虚拟工作组的技术。
它不受网络用户的物理位置限制，而是根据用户需求进行网络分段。
IEEE 于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1q协议标准草案。
不同VLAN 之间的数据传输是通过第三层（网络层）的路由来实现的，因此，使用VLAN技术，结合数据链路层和网络层的交换设备，可搭建安全可靠的网络。
划分VLAN的目的：一是提高网络安全性，不同VLAN的数据不能自由交流，需要接受第三层的检验，因此，在一定程度上加强了虚网间的隔离，有效防止外部用户入侵，提高了安全性。
二是隔离广播信息，划分VLAN后，广播域缩小，有利于改善网络性能，能够将广播风暴控制在一个VLAN内部，同时使网络管理趋于简单。
三是增强网络应用的灵活性，VLAN是在一个有多台交换机的局域网中统一设定的，这使得用户可以不受所连交换机的限制，不论用户节点移动到局域网中哪一台交换机上，只要仍属于原来的虚网，则应用环境没有任何改变。
在划分VLAN时，要考虑VLAN对于网络流量的影响，单个VLAN不宜过大。
层次化架构三层网络
三层网络架构采用层次化模型设计，即将复杂的网络设计分成几个层次，每个层次着重于某些特定的功能，这样就能够使一个复杂的大问题变成许多简单的小问题。
三层网络架构设计的网络有三个层次：核心层（网络的高速交换主干）、汇聚层（提供基于策略的连接）、接入层（将工作站接入网络）。
核心层
核心层是网络的高速交换主干，对整个网络的连通起到至关重要的作用。
核心层应该具有如下几个特性：可靠性、高效性、冗余性、容错性、可管理性、适应性、低延时性等。
在核心层中，应该采用高带宽的千兆以上交换机。
因为核心层是网络的枢纽中心，重要性突出。
核心层设备采用双机冗余热备份是非常必要的，也可以使用负载均衡功能，来改善网络性能。
汇聚层
汇聚层是网络接入层和核心层的“中介”，就是在工作站接入核心层前先做汇聚，以减轻核心层设备的负荷。
汇聚层具有实施策略、安全、工作组接入、虚拟局域网（VLAN）之间的路由、源地址或目的地址过滤等多种功能。
在汇聚层中，应该采用支持三层交换技术和VLAN的交换机，以达到网络隔离和分段的目的。
接入层
接入层向本地网段提供工作站接入。
在接入层中，减少同一网段的工作站数量，能够向工作组提供高速带宽。
接入层可以选择不支持VLAN和三层交换技术的普通交换机。
相关案例
温州医学院附属第一医院现有的信息系统网络采用三层交换技术的网络架构，局域网内划分了VLAN后，网络性能大为改善，具有如下优点：
一是合理配置了核心交换机，充分发挥了核心交换机的硬件性能，调整后的核心交换机在带宽、网络流量处理能力上表现出色，具备良好的扩展性。
二是在医院信息系统网络内，根据业务需求划分VLAN，控制广播范围，抑制广播风暴，提高了局域网的整体性能和安全性。
三是整个网络可靠性得到加强，核心交换机采用双机热备份、负载平衡方式，即两台核心交换机正常情况下都参与工作，当其中的任何一台发生故障时，另外一台可以自动、无缝地接管它的工作，这对网络管理员、用户来说都是透明的，无需人工干预故障切换。
四是提高网络对突发事故的自动容错能力，最小化网络的失效时间。
点评
从二层交换技术的网络架构调整到三层交换技术的网络架构，网络的优化效果明显，配之以网管软件，网络的安全性和可防护性大为提高。
而网络的扩展能力满足了医院今后一段时间内对网络发展的需求，支持了大型医院的信息化建设。
