三层交换机功能介绍及工作原理

交换机怎么设置实现三层交换功能

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。那么交换机怎么设置实现三层交换功能呢?

方法步骤

1什么是三层交换技术：

简单的说三层交换技术就是：二层交换技术+三层转发技术。(交换机工作在二层，路由器工作在三层.)

2三层交换机的配置:

1 在三层交换机上配置启动路由,

(如果要在三层交换机上配置路由,首先需要在三层交换机上启动路由功能,否则三层交换不具备路由功能)

Switch(config)#ip routing

2 配置VLAN 的IP 地址：

与在二层上配置管理VLAN 的IP地址的命令相同， 因为三层交换机支持VLAN之间的路由,三层交换机的每个

VLAN 都可以配置IP地址。

Switch(config)#interfacevlanvlan-id

Switch(config)#ip addreesip-address subnet-mask

3 三层交换机上配置路由接口

三层交换机的接口在默认情况下属于VLAN 1， 如果需要让三层交换机与路由器实现点到点的连接，需要在交换机的某个接口配置为路由接口。

Swith(config)#interface接口

Switch(config)#noswitchport

Switch(config)#ip addreesip-address subnet-mask

Switch(config)#noshutdown

4 在三层交换机上配置静态路由或动态路由： 在三层交换机上配置静态路由的方法和在路由器上配置的方法相同。

动态 ：Router(config)#router rip

Router(config-router)#network network-number (把直连的网段宣告出去)

三层交换机定义和工作原理的讲解

三层交换机是一种网络交换设备，用于在计算机网络中传输数据包。它可以在不同的网络层之间转发数据包，实现数据的路由和转发功能。三层交换机工作原理基于网络层的IP地址信息和路由表，通过查找和匹配目标IP地址，找到合适的输出接口进行转发。

三层交换机是在数据链路层和网络层之间工作的网络交换设备。它不仅可以实现数据的交换和转发，还可以根据网络层的IP地址信息进行路由选择，将数据包从源主机转发到目标主机。三层交换机具有高性能、高可靠性、高扩展性和高安全性的特点，广泛应用于大型企业、数据中心等网络环境。

1.地址学习：

三层交换机通过监听网络中的数据包，学习源主机的MAC地址和IP地址的映射关系，并将其存储在交换表中。当收到一个数据包时，交换机会首先查找目标主机的MAC地址，如果该地址已经在交换表中，则直接将数据包转发到相应的端口，如果地址不在交换表中，则将数据包广播到所有的端口，并记录下源主机的MAC地址和输入端口信息。这样，在下次收到相同的目标主机数据包时，交换机就能够通过查找交换表快速地找到目标地址，提高转发效率。

2.路由选择：

当三层交换机收到一个数据包时，它首先会检查目标IP地址与交换表中已有的路由信息进行匹配。交换表中的路由信息包括目标IP地址和下一跳的IP地址。三层交换机通过查找路由表，找到与目标IP地址最匹配的路由信息，并获取下一跳的IP地址。如果交换表中没有匹配的路由信息，交换机将会选择默认路由（0.0.0.0）进行转发，或者丢弃数据包。

3.转发处理：

根据路由选择结果，三层交换机将数据包转发到下一跳的IP地址。它会重新封装数据包的链路层头部，并根据下一跳的MAC地址进行转发。如果下一跳的MAC地址不在交换表中，交换机会将数据包广播到所有的端口，以便下一跳的设备能够收到数据包并回应。

综上所述，三层交换机通过地址学习、路由选择和转发处理等过程，实现了在网络层的IP地址信息的转发和路由选择。它通过存储和检索交换表中的信息，快速地找到目标IP地址，并通过链路层的转发实现数据包的传输。三层交换机的工作原理使得数据包能够高效地在网络中传输，并提高了网络的可靠性和性能。

图解三层交换机的全程工作原理

2010-03-19 14:57 佚名 博客园 我要评论(0) 字号：T | T

三层交换机和还有一种路由器，它设计的目的就不是用于不同类型网络的连接，所以所支持的网络协议比较单一，背板带宽也较小

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如单纯的使用路由器，由于接口数量有限和路由转发速度慢，一般来说，在内网数据流量大，要求快速转发响应的网络中，如全部由三层交换机来做这个工作。

大家都知道，路由器可以连接企业局域网和广域网（如因特网），但却忽略了一路由器的另一个应用，那就是它的局域网连接功能。路由器的广域网连接可参见拓扑图图和三层交换机的路由连接图。

路由器的作用因不同的路由器类型而定，我们常说的路由器通常是指边界路由器，就是位于不同类型网络的边界，如拓扑图图和三层交换机的路由连接图所示。还有一种路由器，它设计的目的就不是用于不同类型网络的连接，而是用于同为局域网的不同局域网或不同子网之间的连接，这就是“中间节点路由器”。

它的网络结构如下图所示。它与三层交换机的路由连接图相比，只是用中间节点路由器接替了原来的三层交换机。

<“边界路由器”处于网络边界的边缘或末端，用于不同网络路由器的连接，这也是目前大多数路由器的类型。如前面介绍的互联网接入路由器和后面要介绍的VPN路由器都属于边界路由器。这类路由器所支持的网络协议和路由协议比较广，背板带宽非常高，具有较高的吞吐能力，以满足各类不同类型网络（包括局域网和广域网）的互联。

而“中间节点路由器”则处于局域网的内部，通常用于连接不同局域网，起到一个数据转发的桥梁作用。中间节点路由器更注重MAC地址的记忆能，要求较大的缓存。因为所连接的网络基本上是局域网，所以所支持的网络协议比较单一，背板带宽也较小，这些都是为了获得最高的性价比，适应一般企业的随能力。

它与三层交换机的路由功能相比，在路由功能上肯定比三层交换机的强，但在局域网这种数据交换频繁的网络中，采用中间节点路由器来进行局域网的连接，网络性能可能会受到一定影响。

三层交换机路由功能

三层交换机是在二层交换机的基础上增加了路由功能的设备。它不仅可以实现二层交换机的快速转发功能，还可以实现网络层的路由功能，能够根据目的IP地址对数据包进行转发。

三层交换机具有以下路由功能：

1. 路由表管理：三层交换机内置了路由表，用于存储网络中所有可达的目的IP地址。路由表的构建可以通过手动配置静态路由，也可以通过动态路由协议自动学习路由信息。

2. 路由选择：当三层交换机收到一个数据包时，根据目的IP地址在路由表中查找下一跳地址，并将数据包转发到对应的端口。路由选择可以根据最长前缀匹配规则进行。

3. 网络分割：三层交换机可以根据不同的IP地址段将网络划分为多个子网，实现不同子网之间的通信。可以通过静态路由或动态路由协议来实现不同子网之间的路由。

4. 路由过滤：三层交换机可以通过路由过滤功能，对进出的数据包进行过滤和控制。可以根据源IP地址、目的IP地址、协议类型等条件设置路由过滤规则，实现安全策略的控制。

5. 路由更新：三层交换机可以通过动态路由协议自动学习和更新路由信息。通过与其他三层交换机或路由器之间的路由协议通信，可以获取最新的路由信息，并更新路由表。

三层交换机的路由功能能够增加网络的灵活性和可扩展性，使网络能够更加高效地进行数据包转发和路由选择。它可以减轻核心路由器的负担，分担网络流量和提高网络性能。同时，它还可以提供更多的网络安全和管理功能，保障网络的安全和稳定运行。