講述第三層交換機優(yōu)勢所在
與原來的交換機和路由器相比，第三層交換機的路由速度一般要快十倍或數(shù)十倍，能實現(xiàn)線速路由轉發(fā)等功能，交換式局域網技術使專用的帶寬為用戶所獨享，極大的提高了局域網傳輸?shù)男省?/P>
局域網交換機的引入，使得網絡站點間可獨享帶寬，消除了無謂的碰撞檢測和出錯重發(fā)，提高了傳輸效率，在交換機中可并行地維護幾個獨立的、互不影響的通信進程。在交換網絡環(huán)境下，用戶信息只在源節(jié)點與目的節(jié)點之間進行傳送，其他節(jié)點是不可見的。
但有一點例外，當某一節(jié)點在網上發(fā)送廣播或組播時，或某一節(jié)點發(fā)送了一個交換機不認識的MAC 地址封包時，交換機上的所有節(jié)點都將收到這一廣播信息。整個交換環(huán)境構成一個大的廣播域。點到點是在第二層快速、有效的交換，但廣播風暴會使網絡的效率大打折扣。
第三層交換機的速度實在快，比路由器快的多，而且價格便宜的多。可以說，在網絡系統(tǒng)集成的技術中，直接面向用戶的***層接口和第二層交換技術方面已得到令人滿意的答案。交換式局域網技術使專用的帶寬為用戶所獨享，極大的提高了局域網傳輸?shù)男省?/P>
但第二層交換也暴露出弱點：對廣播風暴、異種網絡互連、安全性控制等不能有效地解決。作為網絡核心、起到網間互連作用的路由器技術卻沒有質的突破。當今絕大部分的企業(yè)網都已變成實施TCP/IP 協(xié)議的Web 技術的內聯(lián)網，用戶的數(shù)據(jù)往往越過本地的網絡在網際間傳送，因而，路由器常常不堪重負。
傳統(tǒng)的路由器基于軟件，協(xié)議復雜，與局域網速度相比，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)男瘦^低。但同時它又作為網段(子網，VLAN)互連的樞紐，這就使傳統(tǒng)的路由器技術面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。隨著Internet/Intranet 的迅猛發(fā)展和B/S(瀏覽器/服務器)計算模式的廣泛應用，跨地域、跨網絡的業(yè)務急劇增長。
業(yè)界和用戶深感傳統(tǒng)的路由器在網絡中的瓶頸效應。改進傳統(tǒng)的路由技術迫在眉睫。一種辦法是安裝性能更強的超級路由器，然而，這樣做開銷太大，如果是建設交換網，這種投資顯然是不合理的。
在這種情況下，一種新的路由技術應運而生，這就是第三層交換技術：第三層交換技術也稱為IP 交換技術、高速路由技術等。第三層交換技術是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。
眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術是在OSI 網絡標準模型中的第二層—數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，而第三層交換技術是在網絡模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉發(fā)。簡單地說，第三層交換技術就是：第二層交換技術＋第三層轉發(fā)技術。
這是一種利用第三層協(xié)議中的信息來加強第三層交換機功能的機制。一個具有第三層交換功能的設備是一個帶有第三層路由功能的第二層交換機，但它是二者的有機結合，并不是簡單的把路由器設備的硬件及軟件簡單地疊加在局域網交換機上。
從硬件的實現(xiàn)上看，目前，第二層交換機的接口模塊都是通過高速背板/總線(速率可高達幾十Gbit/s)交換數(shù)據(jù)的，在第三層交換機中，與路由器有關的第三層路由硬件模塊也插接在高速背板/總線上。
這種方式使得路由模塊可以與需要路由的其他模塊間高速的交換數(shù)據(jù)，從而突破了傳統(tǒng)的外接路由器接口速率的限制(10Mbit/s---100Mbit/s)。在軟件方面，第三層交換機也有重大的舉措，它將傳統(tǒng)的基于軟件的路由器軟件進行了界定，其作法是：
1 ．對于數(shù)據(jù)封包的轉發(fā)：如IP/IPX 封包的轉發(fā)，這些有規(guī)律的過程通過硬件得以高速實現(xiàn)。
2 ．對于第三層路由軟件：如路由信息的更新、路由表維護、路由計算、路由的確定等功能，用優(yōu)化、高效的軟件實現(xiàn)。假設兩個使用IP 協(xié)議的站點通過第三層交換機進行通信的過程，發(fā)送站點A 在開始發(fā)送時，已知目的站的IP 地址，但尚不知道在局域網上發(fā)送所需要的MAC 地址。
要采用地址解析(ARP)來確定目的站的MAC 地址。發(fā)送站把自己的IP 地址與目的站的IP 地址比較，采用其軟件中配置的子網掩碼提取出網絡地址來確定目的站是否與自己在同一子網內。
若目的站B 與發(fā)送站A 在同一子網內，A 廣播一個ARP 請求，B 返回其MAC 地址，A 得到目的站點B 的MAC 地址后將這一地址緩存起來，并用此MAC 地址封包轉發(fā)數(shù)據(jù)，第二層交換模塊查找MAC 地址表確定將數(shù)據(jù)包發(fā)向目的端口。
若兩個站點不在同一子網內，如發(fā)送站A 要與目的站C 通信，發(fā)送站A 要向"缺省網關"發(fā)出ARP(地址解析)封包，而"缺省網關"的IP 地址已經在系統(tǒng)軟件中設置。這個IP 地址實際上對應第三層交換機的第三層交換模塊。
所以當發(fā)送站A 對"缺省網關"的IP 地址廣播出一個ARP 請求時，若第三層交換模塊在以往的通信過程中已得到目的站B 的MAC 地址，則向發(fā)送站A 回復B 的MAC 地址；否則第三層交換模塊根據(jù)路由信息向目的站廣播一個ARP 請求。
目的站C 得到此ARP 請求后向第三層交換模塊回復其MAC 地址，第三層交換模塊保存此地址并回復給發(fā)送站A 。以后，當再進行A 與C 之間數(shù)據(jù)包轉發(fā)時，將用最終的目的站點的MAC 地址封包，數(shù)據(jù)轉發(fā)過程全部交給第二層交換處理，信息得以高速交換。
和傳統(tǒng)的路由器相比，第三層交換機的路由速度一般要快十倍或數(shù)十倍，能實現(xiàn)線速路由轉發(fā)。傳統(tǒng)路由器采用軟件來維護路由表，而第三層交換機采用ASIC （Application Specific Integrated Circuit ）硬件來維護路由表，因而能實現(xiàn)線速的路由。
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