第三层交换技术

第三层交换技术介绍第二层交换机工作在OSI参考模型的第二层--数据链路层上，主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制等。

为了改良交换机的性能，又推出了第三层交换机，它在保存第二层计算机所有功能的前提上，增加了许多新的功能，如对VLAN的支持、对链路会聚的支持，甚至具有防火墙的功能等。

简单来说，第三层交换机就是在基于协议的VLAN划分时，增加了路由功能。

第三层交换机是Intra应用的关键，它将第二层交换机和第三层路由器两者的优势有机而智能化地结合成一个灵活的解决方案，可在各个层次提供线速性能。

这种集成化的结构还引进了策略管理属性，不仅使第二层与第三层相互关联起来，而且还提供流量优先化处理、平安访问机制以及其他多种功能。

第三层交换机分为接口层、交换层和路由层等3个局部。

接口层包含了所有重要的局域网接口，如10/100Mbps以太网、千兆以太网、FDDI和ATM等;交换层集成了多种局域网接口，并辅之以策略管理，同时还提供链路会聚、VLAN和标记机制;路由层提供主要的局域网路由协议，包括IP、IPX和AppleTalk等，并通过策略管理，提供传统路由或直通的第三层转发技术。

策略管理和行政管理相结合，使得网络管理员能够根据企业的特定需求调整网络。

一般来说，第三层交换产品都采用可编程可扩展的ASIC芯片技术，可以提供以下一些丰富的特性：(1)在所有端口，针对所有网络接口和协议的无阻塞线速交换和路由;(2)具有极高的吞吐量，数据包的转发速度(即转发包/每秒，pps)通常比中高端路由器还要快10～100倍;(3)多种协议的路由选择，如IP(RIPv1/v2、OSPF)、IP Multicast(DVMRP、PIM)和IPX等;(4)支持多种VLAN的划分，能够根据端口/MAC地址、协议、IP 子网、IEEE 802.1Q或Cisco ISL等划分;(5)具有带宽预留(RSVP)及具有效劳类别(CoS)和效劳质量(QoS)的业务量优先级处理，支持IEEE 802.1p和业务分类(DifferServ);(6)可设定访问列表控制(Aess List Control)的过滤规那么，或基于防火墙的平安策略;(7)支持通过以太网的点到点协议(PPPoE)，支持平安用户认证，配合用户计费，增强用户管理特性;(8)支持以太网带宽单元递增分配效劳;(9)ASIC的可编程性，支持诸如IPv6的技术和其他未来技术，保护用户投资。

三层交换的基本配置方法一、引言三层交换技术是现代网络中重要的组成部分，它能够提供高效的数据交换和路由功能。

在网络中，三层交换机扮演着连接不同网络之间的桥梁作用，它能够减少网络通信的延迟和提高网络吞吐量。

本文将介绍三层交换机的基本配置方法。

二、三层交换机基础知识1. 三层交换机工作原理三层交换机能够实现路由和交换功能，通过学习MAC地址和IP地址等信息建立转发表，实现数据包的转发。

当数据包到达三层交换机时，它会根据目标IP地址查找路由表，并将数据包发送到相应的端口。

2. 三层交换机端口类型三层交换机有不同类型的端口，包括：(1) Access端口：连接终端设备如PC、服务器等。

(2) Trunk端口：连接其他交换机或路由器。

(3) VLAN接口：连接不同VLAN之间的通信。

3. 三层交换机VLAN技术VLAN是虚拟局域网技术，通过逻辑划分实现物理隔离。

在一个物理网络中可以划分为多个逻辑网段，从而提高网络的安全性和管理性。

三层交换机支持VLAN技术，可以实现不同VLAN之间的通信。

三、三层交换机基本配置方法1. 连接三层交换机将电脑通过网线连接到三层交换机的Console端口，使用超级终端软件连接。

在超级终端中设置波特率为115200，数据位为8，校验位为无，停止位为1。

2. 配置基本参数进入三层交换机的配置模式，设置主机名、域名、管理IP地址等参数。

命令如下：Switch(config)#hostname Switch1Switch(config)#ip domain-name Switch(config)#interface vlan 1Switch(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.03. 配置VLAN创建VLAN并将端口分配到相应的VLAN中。

命令如下：Switch(config)#vlan 10Switch(config-vlan)#name SalesSwitch(config-vlan)#exit4. 配置端口类型和模式将端口设置为Access或Trunk类型，并设置相应的模式。

三层交换(L3交换)的发展及应用简述一、L3交换原理和分类最早的第三层交换，是基于A TM技术的MPOA和IP Switch，分别基于ATMF 和IETF标准（RFC1953和RFC1987）。

其基本原理相近，把路由功能分为第三层路径选择（智能路由选择）和第三层交换（快速转发）。

趋势是把第三层交换放到骨干网ATM交换机中去，把路由器和A TM骨干网融为一体。

MPOA方式的前提是一定要由ATM网络事先建立一条端到端的连接，再采用“Short Cut”方式对IP包进行路由。

IP Switch方式中的RFC1953解决了“多跳”数量增长的问题，通过软件提供一种“直通”（Cut-through）来满足多IP业务要求，它与RFC1987共同构成IP Switch基础。

IP Switch对数据包的处理多采用以ATM交换机跨接路由器直通（CUT-THROUGH）处理的方式，即第一个包通过路由器进行检查、鉴别和处理，以后相同的包由ATM交换机跨接直通传输，不再通过路由器。

无论是IP Switch还是MPOA，这个IP数据流都是在虚电路里传输，所有IP 包都在一个已经选定的路由中传输，不存在不同的IP包经过不同的路由。

只是IP Switch方式每个ATM交换机可独立处理IP交换，以直通IP数据流。

但MPOA 一定要所有ATM交换机统一动作，所以MPOA方式实施前一定要先建立一条端到端的SVC。

除了以上两种L3交换之外，在其他领域也相继产生了第三层交换技术。

如思科公司的专有技术CEF（思科快速转发）、普遍被所有第三层交换机厂家采用的多层交换技术MLS以及当前被广泛推广的基于IETF标准的多协议标记交换MPLS。

二、L3交换的起源和发展基于L2以太网交换技术的多层交换最早起源于校园网络，后来在IDC中也有较多应用。

早期互联网业务流量模型符合20:80规则，即80%的流量为本地，20%的流量出网。

后来此流量模型发生逆转，80%流量来自网段外部，内部通信只有20%。

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。

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。