三層交換技術(shù)

1、三層交換技術(shù) 目錄隱藏簡(jiǎn)介 三層交換概念 三層交換技術(shù)的產(chǎn)生 三層交換原理 三層交換機(jī)種類 市場(chǎng)產(chǎn)品選型 三層交換技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用實(shí)例 發(fā)展前景 三層交換技術(shù)的概述 三層交換的起源 三層交換技術(shù) 與路由器的比較 三層交換技術(shù)的發(fā)展及變革 三層交換技術(shù)的演變 三層交換技術(shù)的不足 市場(chǎng)與前景分析 相關(guān)技術(shù)鏈接（以cisco的設(shè)備為例） 訪問(wèn)控制列表（ACL） 服務(wù)質(zhì)量（QOS） DHCP功能簡(jiǎn)介三層交換概念三層交換技術(shù)的產(chǎn)生三層交換原理三層交換機(jī)種類市場(chǎng)產(chǎn)品選型三層交換技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用實(shí)例發(fā)展前景· 三層交換技術(shù)的概述· 三層交換的起源· 三層交換技術(shù)· 與

2、路由器的比較· 三層交換技術(shù)的發(fā)展及變革· 三層交換技術(shù)的演變· 三層交換技術(shù)的不足· 市場(chǎng)與前景分析· 相關(guān)技術(shù)鏈接（以cisco的設(shè)備為例）· 訪問(wèn)控制列表（ACL）· 服務(wù)質(zhì)量（QOS）· DHCP功能 編輯本段簡(jiǎn)介隨著Internet的發(fā)展，局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。數(shù)據(jù)交換技術(shù)從簡(jiǎn)單的電路交換發(fā)展到二層交換，從二層交換又逐漸發(fā)展到今天較成熟的三層交換，以致發(fā)展到將來(lái)的高層交換。 三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。它解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面

3、，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題。 編輯本段三層交換概念三層交換（也稱多層交換技術(shù)，或IP交換技術(shù)）是相對(duì)于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。 三層交換技術(shù)的出現(xiàn)，解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題。 編輯本段三層交換技術(shù)的產(chǎn)生二層交換技術(shù)從網(wǎng)橋發(fā)展到VLAN（虛擬局域網(wǎng)），在局域網(wǎng)建設(shè)和改造中得到了廣泛的應(yīng)用。第二層交換

4、技術(shù)是工作在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。它按照所接收到數(shù)據(jù)包的目的MAC地址來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層或者高層協(xié)議來(lái)說(shuō)是透明的。它不處理網(wǎng)絡(luò)層的IP地址，不處理高層協(xié)議的諸如TCP、UDP的端口地址，它只需要數(shù)據(jù)包的物理地址即MAC地址，數(shù)據(jù)交換是靠硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其速度相當(dāng)快，這是二層交換的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。但是，它不能處理不同IP子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換。傳統(tǒng)的路由器可以處理大量的跨越IP子網(wǎng)的數(shù)據(jù)包，但是它的轉(zhuǎn)發(fā)效率比二層低，因此要想利用二層轉(zhuǎn)發(fā)效率高這一優(yōu)點(diǎn)，又要處理三層IP數(shù)據(jù)包，三層交換技術(shù)就誕生了。 編輯本段三層交換原理一個(gè)具有三層交換功能的設(shè)備，是一個(gè)帶有第三層路由功能的第二

5、層交換機(jī)，但它是二者的有機(jī)結(jié)合，并不是簡(jiǎn)單地把路由器設(shè)備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機(jī)上。 第三層交換工作在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層即網(wǎng)絡(luò)層，是利用第三層協(xié)議中的IP包的包頭信息來(lái)對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流進(jìn)行標(biāo)記，具有同一標(biāo)記的業(yè)務(wù)流的后續(xù)報(bào)文被交換到第二層數(shù)據(jù)鏈路層，從而打通源IP地址和目的IP地址之間的一條通路。這條通路經(jīng)過(guò)第二層鏈路層。有了這條通路，三層交換機(jī)就沒(méi)有必要每次將接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行拆包來(lái)判斷路由，而是直接將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，將數(shù)據(jù)流進(jìn)行交換。 其原理是：假設(shè)兩個(gè)使用IP協(xié)議的站點(diǎn)A、B通過(guò)第三層交換機(jī)進(jìn)行通信，發(fā)送站點(diǎn)A在開(kāi)始發(fā)送時(shí)，把自己的IP地址與B站的IP地址比較，判斷B站是

6、否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內(nèi)，則進(jìn)行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。若兩個(gè)站點(diǎn)不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送站A要與目的站B通信，發(fā)送站A要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出ARP(地址解析)封包，而“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址其實(shí)是三層交換機(jī)的三層交換模塊。當(dāng)發(fā)送站A對(duì)“缺省網(wǎng)關(guān)”的IP地址廣播出一個(gè)ARP請(qǐng)求時(shí)，如果三層交換模塊在以前的通信過(guò)程中已經(jīng)知道B站的MAC地址，則向發(fā)送站A回復(fù)B的MAC地址。否則三層交換模塊根據(jù)路由信息向B站廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求，B站得到此ARP請(qǐng)求后向三層交換模塊回復(fù)其MAC地址，三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送站A,同時(shí)將B站的MAC地址發(fā)送到二層交換引擎的MAC地址表中。從這以后

7、，當(dāng)A向B發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理，信息得以高速交換。由于僅僅在路由過(guò)程中才需要三層處理，絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)都通過(guò)二層交換轉(zhuǎn)發(fā)，因此三層交換機(jī)的速度很快，接近二層交換機(jī)的速度，同時(shí)比相同路由器的價(jià)格低很多。 編輯本段三層交換機(jī)種類三層交換機(jī)可以根據(jù)其處理數(shù)據(jù)的不同而分為純硬件和純軟件兩大類。 （1）純硬件的三層技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)技術(shù)復(fù)雜，成本高，但是速度快，性能好，帶負(fù)載能力強(qiáng)。其原理是，采用ASIC芯片，采用硬件的方式進(jìn)行路由表的查找和刷新。如圖1所示。 圖1 純硬件三層交換機(jī)原理 當(dāng)數(shù)據(jù)由端口接口芯片接收進(jìn)來(lái)以后，首先在二層交換芯片中查找相應(yīng)的目的MAC地址，如果查到，就進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，否則將

8、數(shù)據(jù)送至三層引擎。在三層引擎中，ASIC芯片查找相應(yīng)的路由表信息，與數(shù)據(jù)的目的IP地址相比對(duì)，然后發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包到目的主機(jī)，得到該主機(jī)的MAC地址，將MAC地址發(fā)到二層芯片，由二層芯片轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包。 （2）基于軟件的三層交換機(jī)技術(shù)較簡(jiǎn)單，但速度較慢，不適合作為主干。其原理是，采用CPU用軟件的方式查找路由表。如圖2所示。 圖2 軟件三層交換機(jī)原理 當(dāng)數(shù)據(jù)由端口接口芯片接收進(jìn)來(lái)以后，首先在二層交換芯片中查找相應(yīng)的目的MAC地址，如果查到，就進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)否則將數(shù)據(jù)送至CPU。CPU查找相應(yīng)的路由表信息，與數(shù)據(jù)的目的IP地址相比對(duì)，然后發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包到目的主機(jī)得到該主機(jī)的MAC地址，將MAC地址

9、發(fā)到二層芯片，由二層芯片轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包。因?yàn)榈蛢r(jià)CPU處理速度較慢，因此這種三層交換機(jī)處理速度較慢。 編輯本段市場(chǎng)產(chǎn)品選型近年來(lái)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為熱點(diǎn)，下面以適合定位于接入層或中小規(guī)模匯聚層的第三層交換機(jī)產(chǎn)品為例，介紹一些三層交換機(jī)的具體技術(shù)。在市場(chǎng)上的主流接入第三層交換機(jī)，主要有Cisco的Catalyst 2948G-L3、Extreme的Summit24和AlliedTelesyn的Rapier24等，這幾款三層交換機(jī)產(chǎn)品各具特色，涵蓋了三層交換機(jī)大部分應(yīng)用特性。當(dāng)然在選擇第三層交換機(jī)時(shí)，用戶可根據(jù)自己的需要，判斷并選擇上述產(chǎn)品或其他廠家的產(chǎn)品，如北電網(wǎng)絡(luò)的Passport/Accele

10、r系列、原Cabletron的SSR系列（在Cabletron一分四后，大部分SSR三層交換機(jī)已并入Riverstone公司）、Avaya的Cajun M系列、3Com的Superstack3 4005系列等。此外，國(guó)產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)廠商神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)、TCL網(wǎng)絡(luò)、上海廣電應(yīng)確信、紫光網(wǎng)聯(lián)、首信等都已推出了三層交換機(jī)產(chǎn)品。下面就其中三款產(chǎn)品進(jìn)行介紹，使您能夠較全面地了解三層交換機(jī)，并針對(duì)自己的情況選擇合適的機(jī)型。 Cisco Catalyst 2948G-L3交換機(jī)結(jié)合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)IOS提供完整解決方案，在版本12.0(10)以上全面支持IOS訪問(wèn)控制列表 ACL，配合核心Catalyst 6000，可完成端

11、到端全面寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)（Catalyst 6000使用MSFC模塊完成其多層交換服務(wù)，并已停止使用RSM路由交換模塊，IOS版本6.1以上全面支持ACL)。 Extreme公司三層交換產(chǎn)品解決方案，能夠提供獨(dú)特的以太網(wǎng)帶寬分配能力，切割單位為500kbps或200kbps，服務(wù)供應(yīng)商可以根據(jù)帶寬使用量收費(fèi)，可實(shí)現(xiàn)音頻和視頻的固定延遲傳輸。 AlliedTelesyn公司Rapier24三層交換機(jī)提供的PPPoE特性，豐富和完善了用戶認(rèn)證計(jì)費(fèi)手段，可適合多種接入網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用靈活，易于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)選擇，同時(shí)又保護(hù)目前用戶的已有投資，另可配合NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）和DHCP的Server等功能，為許多服

12、務(wù)供應(yīng)商看好。 總之，三層交換機(jī)從概念的提出到今天的普及應(yīng)用，雖然只歷經(jīng)了幾年的時(shí)間，但其擴(kuò)展的功能也不斷結(jié)合實(shí)際應(yīng)用得到豐富。隨著ASIC硬件芯片技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的推廣，三層交換的技術(shù)與產(chǎn)品也會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展。 編輯本段三層交換技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用實(shí)例三層交換技術(shù)可以在以太網(wǎng)交換機(jī)和ATM交換機(jī)中實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)的原理一樣，但實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度稍有不同，封裝方式不同。 基于不同的考慮，各公司的產(chǎn)品在具體的實(shí)現(xiàn)上略有不同，采用的芯片也有不同，有的公司采用ASIC，有的采用RISC，有的采用網(wǎng)絡(luò)處理器等等。當(dāng)然，采用不同等級(jí)的芯片，對(duì)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)效率，網(wǎng)絡(luò)流量的控制和三層交換機(jī)的整體性能是有影響的。 在

13、當(dāng)今信息高速發(fā)展過(guò)程中，三層交換機(jī)廣泛地應(yīng)用到了一些大型企業(yè)網(wǎng)和教育網(wǎng)中，尤其是ATM交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中更為火爆，廣泛地深入到了網(wǎng)絡(luò)的骨干層、匯聚層和接入層。 建立大容量的三層交換系統(tǒng)是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商的當(dāng)務(wù)之急，中興通訊公司的寬帶網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品ZXB10系列正是基于這種考慮而研制出的，具有三層交換技術(shù)業(yè)務(wù)的ZXB10系列包括四個(gè)品種，即ZXB10-BX：寬帶核心交換機(jī)；ZXB10-AX： 寬帶接入交換機(jī)； ZXB10-MX： 寬帶業(yè)務(wù)復(fù)用器；ZXB10-SX：寬帶業(yè)務(wù)接入器，均屬于ATM交換機(jī)系列。 編輯本段發(fā)展前景交換技術(shù)在不斷地發(fā)展，將來(lái)要發(fā)展到什么地步，很難以定論，但可以肯定，OSI七層網(wǎng)

14、絡(luò)模型的每一層是可以實(shí)現(xiàn)的。在2000年，國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部針對(duì)第二層和第三層相結(jié)合的技術(shù)制定出了多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）總體技術(shù)要求，這是交換技術(shù)的又一大進(jìn)步。目前，學(xué)術(shù)界已經(jīng)提出了從第四層到第七層的高層交換技術(shù)的概念，我們期盼成熟的高層交換機(jī)早日面世。交換技術(shù)能否超越OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型？這是擺在我們面前的一個(gè)新課題。 編輯本段三層交換技術(shù)的概述近來(lái)三層交換技術(shù)越來(lái)越受到企業(yè)用戶的關(guān)注，應(yīng)用也越廣泛，如公司和校園的網(wǎng)絡(luò)全是具有三層功能的交換網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)是三層交換機(jī)?？梢?jiàn)，三層交換技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各大企業(yè)、校園等場(chǎng)所的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)當(dāng)中。 那么三層交換技術(shù)到底是一種什么樣的技術(shù)，它如何在幾年的時(shí)間迅速

15、成為構(gòu)建多業(yè)務(wù)融合網(wǎng)絡(luò)的主要力量？三層交換技術(shù)有那些變化？其發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)市場(chǎng)又會(huì)是什么樣的？下面將對(duì)上述問(wèn)題，作出自己的看法。 編輯本段三層交換的起源二層交換技術(shù)從最早的網(wǎng)橋發(fā)展到VLAN（虛擬局域網(wǎng)），在局域網(wǎng)建設(shè)和改造中得到了廣泛的應(yīng)用。第二層交換技術(shù)工作在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。它按照所接收到數(shù)據(jù)包的目的MAC地址來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層或者高層協(xié)議來(lái)說(shuō)是透明的。它不處理網(wǎng)絡(luò)層的IP地址，不處理高層協(xié)議的諸如TCP、UDP的端口地址，更不可能識(shí)別來(lái)自應(yīng)用層的協(xié)議，它只需要知道數(shù)據(jù)包的物理地址即MAC地址，數(shù)據(jù)交換是靠純硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其速度相當(dāng)快，從10mb、100mb

16、、到如今的1000mb或更高，其發(fā)展相當(dāng)迅速，這是二層交換的一個(gè)顯優(yōu)點(diǎn)。但是，它不能處理不同IP子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換。傳統(tǒng)的路由器可以處理大量的跨越IP子網(wǎng)的數(shù)據(jù)包，但是它的轉(zhuǎn)發(fā)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)比二層要低的多，因此要想利用二層轉(zhuǎn)發(fā)效率高這一優(yōu)點(diǎn)，又要處理三層的IP數(shù)據(jù)包，三層交換技術(shù)就誕生了。 三層交換技術(shù)的產(chǎn)生，憑借其革新的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，迅速替代了純二層交換技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在各種場(chǎng)合。 編輯本段三層交換技術(shù)三層交換（也稱多層交換技術(shù)，或IP交換技術(shù)）是相對(duì)于傳統(tǒng)交換概念而提出的，從其起源就可以總結(jié)出什么是三層交換技術(shù)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。它解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段

17、中子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題。 三層交換工作在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層即網(wǎng)絡(luò)層，是利用第三層協(xié)議中的ip包的包頭信息來(lái)對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行標(biāo)記，三層交換機(jī)就沒(méi)有必要將每次接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行拆包來(lái)判斷路由，而是直接將數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，將數(shù)據(jù)流進(jìn)行交換，即，我們經(jīng)常聽(tīng)到的“一次路由，處處交換”就是這個(gè)原理。 編輯本段與路由器的比較與路由器的比較 有些人會(huì)問(wèn)，有了三層交換機(jī)還要路由器做什么呢？當(dāng)然路由器有其不具備的功能。路由器端口類型多，支持的三層協(xié)議多，路由能力強(qiáng)，所以適合于在大型網(wǎng)絡(luò)之間的互連，雖然不少三層交換機(jī)甚至二層交換機(jī)都有異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的互連

18、端口，但一般大型網(wǎng)絡(luò)的互連端口不多，互連設(shè)備的主要功能不在于在端口之間進(jìn)行快速交換，而是要選擇最佳路徑，進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)，鏈路備份和最重要的與其它網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由信息交換，所有這些都是路由器才能完成的功能。 編輯本段三層交換技術(shù)的發(fā)展及變革由于應(yīng)用環(huán)境正在面臨巨大的變化，因此即使在三層交換技術(shù)相當(dāng)成熟的現(xiàn)在，三層交換機(jī)也從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)它的發(fā)展。 隨著時(shí)間的推移、技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)的傳輸速度從10Mbps逐步擴(kuò)展到100Mbps、1Gbps、甚至更高，以太網(wǎng)的價(jià)格也跟隨規(guī)模經(jīng)濟(jì)而迅速下降。如今，以太網(wǎng)已經(jīng)成為局域網(wǎng)(LAN)中的主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而且隨著萬(wàn)兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)正在向城域網(wǎng)(MAN)大步邁進(jìn)

19、，可見(jiàn)市場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境的不斷擴(kuò)大給三層交換技術(shù)的更深層次的變革提供了廣泛的空間。 這種在技術(shù)上的變革不僅體現(xiàn)在其內(nèi)在結(jié)構(gòu)及功能變化上，還體現(xiàn)在其應(yīng)用上。 首先，從交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)上，從最早的總線及共享內(nèi)存的結(jié)構(gòu)發(fā)展的今天的共享距陣式結(jié)構(gòu)（crossbar技術(shù)），真正實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部無(wú)阻礙。使交換機(jī)的結(jié)構(gòu)更合理，轉(zhuǎn)發(fā)速度更快。當(dāng)然成本也相對(duì)較高。 其次，在對(duì)業(yè)務(wù)的承載能力上，由于三層交換技術(shù)的出現(xiàn)，使原來(lái)必須要核心設(shè)備處理的業(yè)務(wù)流量，可以在有三層交換機(jī)的匯聚層完成。因此，匯聚層設(shè)備則要同時(shí)兼顧性能和多業(yè)務(wù)支持能力。 再次，在應(yīng)用操作上三層交換機(jī)具有更加豐富和簡(jiǎn)易的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理能力。如，交換機(jī)和IDS、流量

20、分析儀等其他設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)流提供強(qiáng)有力的管理手段和強(qiáng)大的分析監(jiān)控能力，保證交換機(jī)上所有業(yè)務(wù)的有效轉(zhuǎn)發(fā)。 所以，不難看出，在市場(chǎng)飛快變化、技術(shù)飛速變革的現(xiàn)代社會(huì)，三層交換技術(shù)也在隨之不斷變化與革新，以滿足市場(chǎng)和企業(yè)用戶的需要。 編輯本段三層交換技術(shù)的演變CrossBar技術(shù)： 隨著核心交換機(jī)的交換容量從幾10Gbps到現(xiàn)在的幾百Gbps,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也從總線、共享內(nèi)存發(fā)展到今天的crossbar結(jié)構(gòu)， 使得其共享交換架構(gòu)中的線路卡到交換結(jié)構(gòu)的物理連接簡(jiǎn)化為點(diǎn)到點(diǎn)連接，實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加方便，從而更加容易保證大容量交換機(jī)的穩(wěn)定性。并且crossbar技術(shù)支持所有端口同時(shí)線速交換數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)內(nèi)

21、部無(wú)阻礙，因此它能很好地彌補(bǔ)共享內(nèi)存模式的一些不足。 基于硬件的線速路由： 和傳統(tǒng)的路由器相比，第三層交換機(jī)的路由速度一般要快十倍或數(shù)十倍，能實(shí)現(xiàn)線速路 由轉(zhuǎn)發(fā)。傳統(tǒng)路由器采用軟件來(lái)維護(hù)路由表，而第三層交換機(jī)采用ASIC （Application Specific Integrated Circuit ）硬件來(lái)維護(hù)路由表，因而能實(shí)現(xiàn)線速的路由。 路由功能： 傳統(tǒng)的二層交換機(jī)由于vlan間屬于不同網(wǎng)段，無(wú)法識(shí)別ip地址并進(jìn)行通信，而具有三層交換技術(shù)的交換機(jī)，只要設(shè)置完VLAN ，并為每個(gè)VLAN 設(shè)置一個(gè)路由接口，第三層交換機(jī)就會(huì)自動(dòng)把子網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)流限定在子網(wǎng)之內(nèi)，并通過(guò)路由實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)

22、包交換。 多協(xié)議支持： 三層交換技術(shù)的交換機(jī)不僅可以支持二層協(xié)議，還要支持大部分三層協(xié)議。比如一個(gè)具 備三層功能的交換機(jī)不能僅僅是通過(guò)劃分vlan來(lái)達(dá)到互相訪問(wèn)的目的，還要能夠通過(guò)路由協(xié)議來(lái)選擇路徑，因此要支持常用的路由協(xié)議，如，rip、ospf等。 對(duì)這些協(xié)議的支持使得三層交換機(jī)可以應(yīng)用在更加復(fù)雜、要求更高的環(huán)境當(dāng)中。 過(guò)濾服務(wù)功能： 過(guò)濾服務(wù)功能用來(lái)設(shè)定界限，以限制不同的VLAN 成員之間和使用單個(gè)MAC 地址 和組MAC 地址的不同協(xié)議之間進(jìn)行幀的轉(zhuǎn)發(fā)。隨著網(wǎng)絡(luò)中用戶數(shù)量的增多，用戶需要對(duì)MAC地址、IP地址、TCP/UDP端口號(hào)等信息進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格限制局域網(wǎng)資源的訪問(wèn)，同時(shí)也

23、用這個(gè)功能限制局域網(wǎng)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身的訪問(wèn)。 三層（網(wǎng)絡(luò)層）VLAN： 第三層交換機(jī)的第三層VLAN ，不僅可以手工配置，也可以由交換機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生。交換機(jī)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)包的分析，自動(dòng)配置VLAN ，自動(dòng)更新VLAN 的成員。第三層交換機(jī)能夠工作在以DHCP(Dynamic Host Control Protocol)分配IP 地址的網(wǎng)絡(luò)環(huán)。交換機(jī)能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)IP 地址，動(dòng)態(tài)產(chǎn)生基于IP 子網(wǎng)的VLAN ，當(dāng)通過(guò)DHCP 分配一個(gè)新的IP 地址時(shí)，第三層交換機(jī)能很快的定位這個(gè)地址。第三層交換機(jī)通過(guò)IGMP 、GMRP 、ARP 和包探測(cè)技術(shù)來(lái)更新其三層的VLAN 成員組。通過(guò)基于Web 的網(wǎng)絡(luò)管理界面

24、，可以對(duì)自動(dòng)學(xué)習(xí)的范圍進(jìn)行設(shè)定：自動(dòng)學(xué)習(xí)可以是完全不受限、部分受限或者完全禁止。 編輯本段三層交換技術(shù)的不足三層技術(shù)的不足在于，雖然第三層交換技術(shù)使得用戶可在工作組之間獲得無(wú)失真的100Mbps、1000Mbps的數(shù)據(jù)交換速率。但這一切還得有一個(gè)先決條件，那就是只有當(dāng)用戶和服務(wù)器本身都能跟上網(wǎng)絡(luò)中的帶寬增長(zhǎng)，包的傳輸可以達(dá)到系統(tǒng)的極限，即達(dá)到CPU能夠處理的最大速度，才是真正的成功。目前的主要問(wèn)題在于提高服務(wù)器的能力，因?yàn)樵絹?lái)越多功能強(qiáng)大的工作站連到Ethernet交換的桌面上，用戶桌面的能力并沒(méi)有得到充分的發(fā)揮。 如果服務(wù)器容量能夠滿足需求，問(wèn)題解決起來(lái)就相當(dāng)簡(jiǎn)單。不幸的是，即使是最簡(jiǎn)單的對(duì)

25、稱多處理服務(wù)器的CPU升級(jí)也需要大量的時(shí)間，而且需要冗長(zhǎng)繁雜的計(jì)劃和管理。當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建立在G比特速率的第二層和第三層交換上，有高速WAN接入，服務(wù)器問(wèn)題就將成為隨之而來(lái)的瓶頸。也就是說(shuō)如果服務(wù)器速度跟不上，即使是具有最快速交換的網(wǎng)絡(luò)也不能完全確保端到端的性能?？梢韵胂窀邇?yōu)先權(quán)的業(yè)務(wù)在這種QoS使能的網(wǎng)絡(luò)中會(huì)因服務(wù)器中低優(yōu)先權(quán)的業(yè)務(wù)隊(duì)列而阻塞。在更糟的情況下，服務(wù)器甚至?xí)适аh(huán)處理業(yè)務(wù)的能力。在這樣的需求背景下，第四層交換技術(shù)也就設(shè)計(jì)產(chǎn)生了，基于服務(wù)器設(shè)計(jì)的第四層交換擴(kuò)展了服務(wù)器、第二層、第三層交換的性能和業(yè)務(wù)流的管理功能。 編輯本段市場(chǎng)與前景分析在這里我們有一組數(shù)據(jù)：高端交換機(jī)的背板帶寬為30Gbps以上的機(jī)架式交換機(jī)，