第三层交换技术及在VLAN子网规划中的应用(1)

在传统的校园网模式中，网络互连一般是一个或多个主干交换机下连多级交换机，交换机间通过路由器来进行通信的结构，传统路由器工作在OSI模型的网络层，并且基于软件进行路由的计算和包的转发。

第三层交换技术工作原理和功能

传统路由器工作在OSI七层模型的网络层,它在网络中收到任何一个数据包（包括广播包），就将该包第二层（数据链路层）的信息去掉，查看第三层的信息。再根据路由表确定数据包的路由，进行第二层信息的封装，最后将该数据包转发。路由器的瓶颈表现在：它是一个无连接设备，其工作机制使其成为一个转发并遗忘的网络设备。即使是同一源地址向同一目的地址发出的所有数据包，也要重复相同的路由过程，这导致路由器不可能具有很高的吞吐量，另外，路由器的复杂的处理和强大的功能主要是由软件来实现，这必然使得它成为网络瓶颈。

在路由技术发展的同时，作为解决网络传输带宽的方案之一的交换技术得到很快的发展，交换网络是以交换器为中心构造的网络体系。网络交换机与多端口网桥非常相似，因为它们都工作在数据链路层，网络交换机在不同端口间传递数据时也是基于数据包的目的MAC地址。交换机的实现通常采用全硬件结构实现，速度快，但它和网桥一样不具有隔离广播数据包的能力。

L3交换技术（LAYER３SWITCHING）就是综合以上两种技术的优点扬长避短而出现的一种新兴的网络互连技术，也称第三层交换技术。如果仅考虑ＩＰ，就称为ＩＰ交换技术。第三层交换式路由器采用了在专门处理数据包转发功能的基础上又集成了路由处理功能的ASIC蕊片，将传统二层交换机的高速转发和路由器的路由功能结合起来，实现线速路由，解决了路由器的瓶颈问题。Ｌ３交换技术的解决方案一般有两类：基于核心模型和基于边缘多层混合交换模型。前者的代表有cisco公司的netflow交换和tagswitching交换，强调交换机核心层的速度，完全用ASIC硬件以线速实现路由和交换，后者的代表有３com公司的fast ip ,cabletron公司的虚拟快速安全网络，所采用的方法是在第三层路由一次，然后在第二层交换端到端的网络流数据分组，这就是“一次路由，随后交换”的策略。

第三层交换式路由器的强大功能体现在：

（1）根据L3协议对路由进行计算，其支持路由协议有：RIPV1、V2和OSPF等。

（2）支持IGMP，DVMRP等各种常用的IP组播协议，当交换式路由器收到组播报文后，首先将报文转发到包含组播组成员的VLAN上，继而再把报文转发到组播组成员的端口上。

（3）服务质量Q oS，将报文赋予特定的优先级，不同优先级的报文送到不同的队列按先后转发。

（4）支持标准的SNMP网管协议，支持传统的命令行接口（CLI）。

（5）对虚拟网的多种划分策略，尤其是它不仅支持传统的基于端口的VLAN划分，而且还支持基于IP地址，子网号和协议类型的VLAN划分，这对园区网的管理带来及大的方便。

因此新型的第三层交换式路由器典型应用在园区和大楼的局域网中，用它做为主干设备，除了提供报文转发的高带宽外和以上所述功能外，还提供安全，监控以及管理和配置等服务。

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