如何用第三层交换保证数据安全

２００７．７43１ 西安科技大学计算机系 陕西 ７１００５４２ 中国人民解放军西安通信学院 陕西 ７１０１０６三层交换技术的原理及应用温钰１，２ 龚尚福１ 王照峰２ 李红卫２摘要：本文在分析比较二、三层交换技术的基础上介绍了三层交换技术的工作原理。

从网络扩展能力、数据处理能力、多协议支持能力以及冗余通道等多方面阐述了三层交换技术的特点。

对比分析了基于硬件结构和基于软件结构的两种三层交换技术的工作流程，阐述了三层交换技术在虚拟局域网中的应用。

关键词：三层交换技术；路由；ＶＬＡＮ０ 引言计算机技术与通信技术的结合促进了计算机网络的迅猛发展，在计算机网络中，交换机和路由器起着至关重要的作用。

随着２０世纪９０年代后期千兆交换式以太网的登台亮相，短短的３０年间，局域网经历了从单工到双工、从共享到交换、从专用到普及、从第二层交换到多层交换的过程。

网络初期，采用局域网技术组网时，使用的网络互联设备是集线器，主要工作在物理层，基于ＣＳ—ＭＡ／ＣＤ协议的用户数据的冲突检测和出错重发过程，使传输的效率很低，实现的功能主要局限于主机连接、文件和打印资料的共享，此时，多个用户共享１０Ｍｂｐｓ带宽即可满足要求。

随着网络规模的日益扩大，这种网络系统已不能胜任。

因此采用了工作在数据链路层上的设备网桥，它可起到使网段细化、减小冲突域，从而优化局域网性能的目的。

但它是对高层（第三层以上）协议透明的设备，不能有效阻止广播风暴，因此引入了路由器的概念。

路由器在子网间互连、安全控制、广播风暴限制等方面起了关键的作用，但复杂的算法、较低的数据吞吐量使其成为网络的瓶颈，为此迫切需要一种具有路由转发功能，同时还能减少网络瓶颈的技术，三层交换技术孕育而生。

１ 三层交换技术的原理三层交换是相对于传统的交换概念而提出的。

传统的交换技术是在ＯＳＩ网络参考模型中的第二层（数据链路层）进行操作，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。

笔者在参与一些公司的网络工程建设中，发现一些公司对交换机的选择大多依然停留在过去，完全不考虑企业内网基于不同部门的子网划分，只要一般百兆交换机，把所有的电脑接起来就行。

这要是在ADSL等宽带技术还没有普及之前，企业接入广域网需要专门的企业级传统路由器，如；CISCO 2600系列接入路由器，来接入帧中继（FRAME RELAY）、数字数据网（DDN）、x.25等。

而企业要部署VLAN，要具有VLAN划分功能的交换机来与传统路由器配合，由传统路由器来做VLAN间通信的路由，那么面对昂贵的传统路由器，小企业无力承受，这是可以理解的。

但现在宽带技术普及之后，一般的企业都会选择ADSL或城域网，除非是非常传统的行业企业，如银行业还是采用DDN。

同时担当接入的网关设备也不在唯一的由传统路由器来承担，而是出现了种类繁多的宽带接入设备，如：宽带路由器、VPN防火墙等。

代替传统路由器做VLAN路由的三层交换机已经出现，基于硬件的路由转发比传统路由器基于软件的路由转发效率更高、更快。

现在企业部署VLAN有了更好的选择，那就是由三层交换机和有VLAN功能的二层接入交换机来配合实现。

并且随着生产三层交换机的厂家越来越多，市场供应的丰富，使原来价格也高高在上的三层交换机将很快走向平民化，特别是千兆三层交换机在高端市场的普及，促使百兆三层交换机向中低端市场普及，并且价位降到一般中小企业有能力接受的程度。

因此在这里进一步点出本文的题目“三层交换，你也可以”的主旨。

在网络核心部署三层交换对中小企业已不是什么新鲜话题。

划分VLAN子网的好处VLAN（Virtual Local Area Network）称为虚拟局域网，是指在逻辑上将物理的LAN分成不同小的逻辑子网，每一个逻辑子网就是一个单独的播域。

简单地说，就是将一个大的物理的局域网（LAN）在交换机上通过软件划分成若干个小的虚拟的局域网（VLAN）。

因为交换机通信的原理就是要通过“广播”来发现通往的目的MAC地址，以便在交换机内部的MAC 数据库建立MAC地址表，而广播不能跨越不同网段。

三层交换机规则及用途三层交换机是一种网络设备，可以根据网络层（IP层）地址进行路由转发，并提供一些其他的功能。

以下是三层交换机的规则及用途：1. 路由转发规则：三层交换机可以根据IP地址对数据包进行路由转发，通过查找路由表，选择最佳路径将数据包从源地址送至目的地址。

它可以实现不同网络之间的通信，提高网络的连接性和整体性能。

2. VLAN 划分：三层交换机可以将端口按照不同的VLAN进行划分，不同的VLAN之间是逻辑隔离的。

这样可以实现安全隔离、降低冲突和广播风暴，并优化网络性能。

3. 逆地址解析协议（ARP）缓存：三层交换机会维护一个动态的ARP缓存表，存储IP 地址和对应的MAC地址。

当接收到数据包时，它会首先查询ARP缓存表，以快速确定目标MAC地址，从而加速数据包的转发过程。

4. QoS 控制：三层交换机可以通过配置不同的服务质量（QoS）策略，对数据包进行分级和处理。

这可以用来保证实时数据的优先传输，提高网络性能和用户体验。

5. 安全性控制：三层交换机可以实现基于端口的访问控制列表（ACL）和安全终端认证等安全机制，以保护网络安全。

通过限制访问权限和防御网络攻击，确保网络的安全性和稳定性。

6. 负载均衡：三层交换机可以根据规则将数据流量分发到不同的服务器上，实现负载均衡。

这可以提高服务器利用率，同时避免单一服务器过载，提高网络的性能和可靠性。

7. 高可用性和冗余：三层交换机支持冗余配置，可以实现网络的高可用性。

通过冗余的链路和备份设备，即使某个接口或设备故障，仍能保持网络的连通性。

三层交换机在现代网络中扮演着关键的角色，可以提供快速的数据转发和路由功能，同时具有安全性、可靠性和可扩展性等优点。

它广泛应用于企业内部网络、数据中心和云计算等环境中。

举例讲解H3C配置三层交换机4个步骤详细用法H3C是一家网络设备制造商，其三层交换机是其主要产品之一、配置H3C三层交换机可以提供强大的网络管理和控制功能。

下面将详细介绍配置H3C三层交换机的四个步骤及其用法。

第一步：基本设置在配置H3C三层交换机之前，首先需要进行基本设置，包括设置设备的管理IP地址、主机名、密码等。

以下是一个基本设置的例子：1.登录到H3C三层交换机的控制台，输入用户名和密码。

2. 进入系统视图，通过命令"system-view"进入。

3. 设置设备的主机名，使用命令"sysname [主机名]"进行设置。

例如，"sysname switch1"将设备主机名设置为switch14. 设置设备的管理IP地址，使用命令"interface vlan-interface [vlan号]"进入VLAN接口模式。

然后使用命令"ip address [IP地址] [子网掩码]"设置IP地址。

例如，"interface vlan-interface 1"进入VLAN接口1模式，"ip address 192.168.1.1 255.255.255.0"设置IP地址为192.168.1.1，子网掩码为255.255.255.0。

5. 保存配置，使用命令"save"保存配置。

第二步：VLAN配置VLAN是虚拟局域网的缩写，通过配置VLAN可以将交换机的端口分成不同的虚拟网络，从而实现更好的网络管理和控制。

以下是一个VLAN配置的例子：1. 创建VLAN，使用命令"vlan [vlan号]"进行创建。

例如，"vlan 10"将创建一个VLAN编号为10的VLAN。

2. 将端口加入VLAN，使用命令"port vlan [vlan号] [端口号]"进行配置。

三层交换百科名片三层交换技术三层交换技术就是：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。

目录部署简介第三层交换技术的基本原理第三层交换技术的简单拓扑结构了解网络各层第三层交换的优点第三层交换机的部署什么是三层交换部署简介第三层交换技术的基本原理第三层交换技术的简单拓扑结构了解网络各层第三层交换的优点第三层交换机的部署什么是三层交换•三层交换原理•三层交换机种类•三层交换技术与其他技术的对比展开第三层交换正迅速发展成可作为下一代应用启动平台的最适合的网络技术。

本文将详细介绍此项技术以及如何部署第三层交换才能获得最大效率。

第三层交换是局域网许多区域(包括核心和服务器集中点)的关键组件，因为该项技术能解决许多在性能、安全和控制等方面的问题。

然而，在一些网络区域，该项技术的使用效果并不十分显著，尤其是在桌面连接方面。

本文将会重点讨论这种网络性能较低的情况，特别是在新一代高级第四层桌面交换技术已经能够提供高性能和控制能力的今天。

本文也将详细阐述第二(四)层交换机是如何提供成本更低、更加简单、更易于管理的桌面解决方案。

编辑本段简介任何一种新技术进入市场时，都要经历业界专业人员对伴随这种技术的新术语和“技术行话”进行筛选的阶段。

这些新的技术术语往往会造成迷惑，甚至自相矛盾，具体情况取决于供应商使用它们的方式。

“第三层交换”和有关的技术也不例外，随着越来越多交换机和路由器技术的推出，有关它们技术术语的迷惑只会增多。

比如，第三层交换、第四层交换、多层交换、多层数据包分类和路由交换机等新术语就令交换机和路由器之间的传统区别变得模糊起来。

此外，由于许多供应商在原本用于布线室的第二层交换机平台上提供了第三层交换技术，从而让人更加迷惑不解。

这些变化使网络设计人员很难了解如何部署高效的网络解决方案。

因此，必须去伪存真，并专注于基础知识，才能真正了解何时、何地以及为什么采用第三层交换。

阐述第三层交换机原理及其使用技巧第三层交换机是一种用于构建网络的网络设备，也被称为路由器（Router）。

它在网络中负责从一个子网传送数据包到另一个子网，使得数据包能够跨越不同的网络进行传输。

第三层交换机通过识别网络数据包中的目的IP地址，将数据包路由到正确的目的地。

下面将详细阐述第三层交换机的原理及其使用技巧。

一、第三层交换机的原理第三层交换机的原理主要基于路由技术，它的核心功能是根据目的IP地址选择最佳的路径进行数据传送。

具体来说，第三层交换机通过建立路由表和邻居表来实现数据包的转发。

1.路由表：第三层交换机中存储了一个路由表，包含了目的IP地址与对应出口端口的映射关系。

当数据包到达第三层交换机时，它会查找路由表，根据目的IP地址找到正确的出口端口，并将数据包发送给该端口。

路由表的更新是通过路由协议（如RIP、OSPF等）来实现的，它能够动态地根据网络状况更新路由信息。

2.邻居表：第三层交换机中还存储了一个邻居表，记录了与该交换机直接相连的设备的信息，包括相邻设备的IP地址和MAC地址。

邻居表的作用是帮助第三层交换机识别与其相邻的设备，从而确定数据包的转发路径。

基于以上原理，第三层交换机能够将数据包路由到正确的目的地，实现不同子网之间的通信。

二、第三层交换机的使用技巧1. 配置IP地址和子网掩码：为了使第三层交换机能够正确地识别不同子网，需要对其进行IP地址和子网掩码的配置。

可以通过命令行界面或Web界面进行配置。

2.配置路由协议：如果网络较为复杂，可以使用路由协议来实现路由表的动态更新。

在配置路由协议时，需要选择适合的协议类型，并进行相应的配置。

3.配置静态路由：如果网络比较简单，可以使用静态路由来手动配置路由表。

静态路由需要手动添加路由表项，包括目的IP地址和出口端口。

4.配置网络安全：第三层交换机通常具备一定的安全功能，可用于实现访问控制列表（ACL）、入侵检测系统（IDS）等功能，以提高网络的安全性。

三层交换机的基本配置方法一、前言三层交换机是一种高级网络设备，它能够实现数据包的转发和路由功能。

在企业网络中，三层交换机的应用非常广泛，因为它可以提高网络性能和安全性。

本文将介绍三层交换机的基本配置方法，帮助读者了解如何正确地配置和管理这种设备。

二、基础知识在进行三层交换机的配置之前，需要了解一些基础知识：1. VLAN（Virtual Local Area Network）：虚拟局域网，是一种将物理上分散的计算机连接起来形成逻辑上的局域网的技术。

2. STP（Spanning Tree Protocol）：生成树协议，用于避免网络中出现环路。

3. OSPF（Open Shortest Path First）：开放式最短路径优先协议，用于计算网络中最短路径。

4. ACL（Access Control List）：访问控制列表，用于限制对网络资源的访问。

5. DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）：动态主机配置协议，用于自动分配IP地址和其他网络参数。

6. NAT（Network Address Translation）：网络地址转换，用于将内部IP地址映射为外部IP地址。

7. QoS（Quality of Service）：服务质量，用于优化数据流量传输并确保网络性能。

三、配置步骤下面是三层交换机的基本配置步骤：1. 连接设备首先，需要将三层交换机与其他设备连接起来。

可以使用网线或光纤连接，然后通过串口或SSH等方式进行管理。

2. 设置管理IP地址设置管理IP地址是非常重要的一步，它允许管理员通过网络访问交换机进行配置和管理。

可以使用命令行界面或Web界面设置IP地址。

3. 配置VLANVLAN是将不同的网络设备划分为逻辑上的不同区域，从而提高网络安全性和性能。

可以使用命令行界面或Web界面创建和配置VLAN。

4. 配置STPSTP用于避免网络中出现环路，从而保证网络稳定性和可靠性。

能够做到一次路由，多次转发。

对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。

应用背景出于安全和管理方便的考虑，主要是为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等因素划成一个个小的局域网，这就使VLAN技术在网络中得以大量应用，而各个不同VLAN间的通信都要经过路由器来完成转发，随着网间互访的不断增加。

单纯使用路由器来实现网间访问，不但由于端口数量有限，而且路由速度较慢，从而限制了网络的规模和访问速度。

基于这种情况三层交换机便应运而生，三层交换机是为IP设计的，接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，非常适用于大型局域网内的数据路由与交换，它既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度，且价格相对便宜些。

在企业网和教学网中，一般会将三层交换机用在网络的核心层，用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN。

不过应清醒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，所具备的路由功能也多是围绕这一目的而展开的，所以它的路由功能没有同一档次的专业路由器强。

毕竟在安全、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。

在实际应用过程中，典型的做法是：处于同一个局域网中的各个子网的互联以及局域网中VLAN间的路由，用三层交换机来代替路由器，而只有局域网与公网互联之间要实现跨地域的网络访问时，才通过专业路由器。

三层交换机工作原理三层交换技术就是二层交换技术＋三层转发技术。

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。

应用第三层交换技术即可实现网络路由的功能，又可以根据不同的网络状况做到最优的网络性能。

为什么使用三层交换机？1、网络骨干少不了三层交换要说三层交换机在诸多网络设备中的作用，用“中流砥柱”形容并不为过。