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三層交換機(jī)的工作原理 三層交換機(jī)不能完全取代路由器的原因

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)干貨圈 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)干貨圈 ? 2024-03-29 09:29 ? 次閱讀
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1. 三層交換機(jī)工作原理

三層交換機(jī)的工作原理可以用一句話概括為:”一次路由,多次交換“。

首先簡(jiǎn)單回顧一下二層交換機(jī)的工作原理:

當(dāng)二層交換機(jī)收到一個(gè)陌生的數(shù)據(jù)幀時(shí),

會(huì)先將該數(shù)據(jù)幀的源MAC地址以及收到該幀的接口映射到MAC地址表中;

之后再根據(jù)MAC地址表查找該數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址及其所對(duì)應(yīng)的接口,若有則轉(zhuǎn)發(fā),若無則泛洪。

而到了三層交換機(jī),由于三層交換機(jī)既有交換功能,也有路由功能,那么三層交換機(jī)的工作原理:

當(dāng)三層交換機(jī)收到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí),

首先會(huì)查看源MAC地址,若是本地MAC地址,則解二層封裝,若不是則丟棄;

解封裝后,查看路由表,找到目的IP地址所對(duì)應(yīng)的出接口和下一跳,然后找到出接口和下一跳的MAC地址,分別作為源MAC地址和目的MAC地址,進(jìn)行新的二層封裝;

若找不到下一跳的MAC地址,則進(jìn)行ARP泛洪,若仍未找到則丟棄。

以上過程就是所謂的“一次路由”,此時(shí)由于三層交換機(jī)經(jīng)過了路由表、MAC地址表的查找,形成了源IP地址、目的IP地址、源MAC地址、目的MAC地址、入接口、出接口的總的相互映射關(guān)系,也就是形成了一張“IP-MAC-接口”的總表,那么三層交換機(jī)再次收到相同的數(shù)據(jù)包時(shí),就可以不再走路由,而是查找這張“總表”直接進(jìn)行交換過程,這就是所謂的“多次交換”。

路由的查找需要軟件的參與而消耗大量時(shí)間,而交換過程可以通過硬件(CAM芯片)可以快速實(shí)現(xiàn)。由于三層交換機(jī)的“一次路由,多次交換”的工作原理,使得三層交換機(jī)節(jié)省了大量因查找路由表而損耗的時(shí)間,從而大大提高了轉(zhuǎn)發(fā)效率。因此三層交換機(jī)廣泛應(yīng)用在園區(qū)網(wǎng)的三層架構(gòu)中的匯聚層,給內(nèi)網(wǎng)提供子網(wǎng)間路由,大大提高園區(qū)內(nèi)網(wǎng)的通信速度。

2. 三層交換機(jī)不能完全取代路由器的原因

雖然三層交換機(jī)有優(yōu)于路由器的地方,但三層交換機(jī)是不可能完全替代路由器的,原因在于:

路由器可以實(shí)現(xiàn)不同種網(wǎng)絡(luò)的連接,支持更多的路由協(xié)議

路由器一般情況下路由性能比三層交換機(jī)更強(qiáng)(如CPU,內(nèi)存等)

路由器能夠?qū)崿F(xiàn)NAT,而一般交換機(jī)沒有NAT功能

歸根結(jié)底還是因?yàn)槠胀ㄈ龑咏粨Q機(jī)的物理性能通常不如路由器,無法承載路由器某些繁雜的工作(高端三層交換機(jī)除外)。




審核編輯:劉清

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原文標(biāo)題:三層交換機(jī)的工作原理

文章出處:【微信號(hào):網(wǎng)絡(luò)技術(shù)干貨圈,微信公眾號(hào):網(wǎng)絡(luò)技術(shù)干貨圈】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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