走近三层交换机

网络设备

三层交换机在现有各类网络中的作用、功能都是非常显著的,而对于很多刚刚步入网管行列的新人来说,三层交换机是肯定会接触到的产品,不了解三层交换机的人肯定不会成为一名合格的网管。如果你还不了解它、熟悉它,那么就请和百通一起走近三层交换机。

了解应用

随着我国企业内部网、行政机关网、校园网以及小区宽带的蓬勃发展,三层交换机也从最初只应用在骨干层、汇聚层延伸到了网络边缘的接入层。可以说三层交换机已被广泛应用,进入了各类局域网。

除此之外,三层交换机还被主要应用于连接子网。在一个局域网中,如果计算机数量超过一定数量,就很可能在局域网内出现大量的“广播”,从而导致网络传输效率的降低。一般情况下,防止在大型交换机上引起广播风暴的方法是将局域网进一步划分为多个虚拟网络(VLAN),而VLAN之间的通信必须通过路由器来实现。显然一般的路由器是很难胜任VLAN之间的通信任务的,而千兆级路由器的价格一般用户又难以接受,这时三层交换机就可大显身手了。

如果使用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN,在保持性能的前提下,可以很好地解决子网划分之后子网之间必须依赖路由器进行通信的问题,所以三层交换机是连接子网的理想设备。

在此,我们以组建一个拥有700台计算机的网吧为例,说明三层交换机的应用方式。找一台有扩展能力的三层交换机作为整个网吧的核心层交换机(见图),交换机能将网络划分为几个VLAN有效抑制网络广播风暴,通过三层交换机的划分可以把一个物理的交换机当作多个逻辑的交换机使用,这样可以提高网络的快速组建能力。

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什么是三层交换机

在了解三层交换机的应用之后,我们再来看看究竟什么是三层交换机。三层交换技术是相对于传统交换概念而提出的。通俗地说,三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机。人们应用三层交换机最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换速度,而它所具有的路由功能也是为这一目的服务的,因为它能做到一次路由,多次转发。在三层交换机的工作过程中,数据包转发等功能由硬件实现,路由信息更新、路由表维护、路由计算等功能由软件实现。

传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的数据链路层实现的,三层交换技术将交换技术引入到网络层,在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。因此,简单地说,三层交换技术就是“二层交换技术+三层转发技术”。一个具有三层交换功能的设备,可以理解为是一个带有第三层路由功能的二层交换机。

三层交换机虽然与路由器一样具有“路由”功能,但两者之间存在着相当大的本质区别。三层交换机并不等于路由器,同时也不可能取代路由器,它非常适合应用于局域网环境,而路由器非常适合应用于广域网。

构成

一台三层交换机的硬件结构一般分为两个部分,交换模块和路由模块。和传统的路由器相比,三层交换机可以实现高速路由,并且路由与交换模块是汇聚链接的,它们之间的内部连接可以确保相当大的带宽。

三层交换机的软件系统采用了模块化、分布式的设计方法,基于实时多任务操作系统。软件系统的结构呈层次结构,一层建立在另一层的基础上,每一层都使用它的下一层所提供的服务,并且为它的上一层提供更高一级的服务。