三层交换机原理概述(交换机路由器区别通俗理解)

三层交换机原理概述(交换机路由器区别通俗理解)

很多朋友问到,路由器与三层交换机有什么区别?这是个好问题,今天我们一起来了解下。

一、交换机的工作原理

4、广播帧和组播帧向所有的端口转发。

例:某网络如图1所示。

交换机的三个基本功能

1、学习

2、转发/过滤

3、消除回路

当交换机包括一个冗余回路时,以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生,同时允许存在后备路径。

二、二/三层交换机对比

1、二层交换技术

具体的工作流程如下:

从二层交换机的工作原理可以推知以下三点:

(1) 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换,这就要求具有很宽的交换总线带宽,如果二层交换机有N个端口,每个端口的带宽是M,交换机总线带宽超过N×M,那么这交换机就可以实现线速交换;

(3) 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC芯片,因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用ASIC不同,直接影响产品性能。

2、三层交换机

举个例子

使用IP的设备A————三层交换机—————-使用IP的设备B

可以看出三层交换的特点:

a、由硬件结合实现数据的高速转发。

b、这就不是简单的二层交换机和路由器的叠加,三层路由模块直接叠加在二层交换的高速背板总线上,突破了传统路由器的接口速率限制,速率可达几十Gbit/s。算上背板带宽,这些是三层交换机性能的两个重要参数。

c 、简洁的路由软件使路由过程简化。

d、大部分的数据转发,除了必要的路由选择交由路由软件处理,都是又二层模块高速转发,路由软件大多都是经过处理的高效优化软件,并不是简单照搬路由器中的软件。

所以:

三、路由器与三层交换机的区别

路由器是三层设备,可是三层交换机却可以同时工作在三层和二层。

事实上三层交换机与路由器还是存在很大的差别:

1、主要功能不同。虽然三层交换机与路由器都具有路由功能,但不能因此而把它们等同起来。路由器不仅具有路由功能,还提供了交换机端口、硬件防火墙附加功能,其目的是使设备适用面更广、使其更加实用。

三层交换机也一样,主要功能仍是数据交换,只不过它是具备了一些基本的路由功能的交换机。三层交换机同时具备了数据交换和路由转发两种功能,但其主要功能还是数据交换;而路由器仅具有路由转发这一种主要功能。

2. 主要适用的环境不一样。三层交换机的路由功能通常比较简单,因为它所面对的主要是简单的局域网连接。特性远没有路由器那么复杂。它用在局域网中的主要用途还是提供快速数据交换功能,满足局域网数据交换频繁的应用特点。

而路由器则不同,虽然也适用于局域网之间的连接,但它的路由功能更多的体现在不同类型网络之间的互联上,如局域网与广域网之间的连接、不同协议的网络之间的连接等,优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等。另外,为了与各种类型的网络连接,路由器的接口类型非常丰富,而三层交换机则一般仅同类型的局域网接口,非常简单。

3、技术实现不一样。路由器和三层交换机在数据包交换操作上存在着明显区别。

路由器一般由基于网络处理器或多核的路由引擎执行数据包交换。

提高了数据包转发的效率。三层交换机的路由查找是针对数据流的,它利用缓存技术,很容易利用ASIC技术来实现,因此,可以大大节约成本,并实现快速转发。

而路由器的转发采用最长匹配的方式,实现复杂,一般采用价格高昂的网络处理器或多核处理器实现,并且路由表数目庞大,成本相当高。

四、总结

二层交换机用于小型的局域网络。在小型局域网中,广播包影响不大,二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小型网络用户提供了很完善的解决方案。

三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发,加入路由功能也是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门,地域等等因素划分成一个个小局域网,这将导致大量的网际互访,单纯的使用二层交换机不能实现网际互访;

如单纯的使用路由器,由于接口数量有限和路由转发速度慢,将限制网络的速度和网络规模,采用具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。

END

本篇完

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