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需帮助!二层交换机和三层交换机有什么区别?

归档日期:09-21       文本归类:发射设备      文章编辑:爱尚语录

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  二层交换机工作于OSI模型的第2层(数据链路层),故而称为二层交换机。二层交换技术是发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

  三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机,三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换,所具有的路由功能也是为这目的服务的,能够做到一次路由,多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现,而像路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能,由软件实现。三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术。

  传统交换技术是在OSI网络标准模型第二层--数据链路层进行操作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发,既可实现网络路由功能,又可根据不同网络状况做到最优网络性能。

  二层交换技术从网桥发展到VLAN(虚拟局域网),在局域网建设和改造中得到了广泛的应用。第二层交换技术是工作在OSI七层网络模型中的第二层,即数据链路层。它按照所接收到数据包的目的MAC地址来进行转发,对于网络层或者高层协议来说是透明的。

  它不处理网络层的IP地址,不处理高层协议的诸如TCP、UDP的端口地址,它只需要数据包的物理地址即MAC地址,数据交换是靠硬件来实现的,其速度相当快,这是二层交换的一个显著的优点。但是,它不能处理不同IP子网之间的数据交换。传统的路由器可以处理大量的跨越IP子网的数据包,但是它的转发效率比二层低,因此要想利用二层转发效率高这一优点,又要处理三层IP数据包,三层交换技术就诞生了。

  三层交换(也称多层交换技术,或IP交换技术)是相对于传统交换概念而提出的。众所周知,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行操作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术+三层转发技术。

  以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机,以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连,并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,进行无冲突地传输数据。

  以太网交换机应用最为普遍,价格也较便宜,档次齐全。因此,应用领域非常广泛,在大大小小的局域网都可以见到它们的踪影。

  二层交换技术是发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

  三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机,三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换,所具有的路由功能也是为这目的服务的,能够做到一次路由,多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现,而象路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能,由软件实现。

  三层交换技术就是二层交换技术+三层转发技术。传统交换技术是在OSI网络标准模型第二层——数据链路层进行操作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发,既可实现网络路由功能,又可根据不同网络状况做到最优网络性能。

  简单点来说,二层和三层交换机最基本的区别就是,三层交换机具有路由功能,可以看作是网络层的设备(当然,也可以做二层用)。二层交换机是数据链路层的设备,不具备路由功能。

  三层交换(也称多层交换技术,或IP交换技术)是相对于传统交换概念而提出的。众所周知,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术+三层转发技术。

  三层交换技术的出现,解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

  其原理是:假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进行通信,发送站点A在开始发送时,把自己的IP地址与B站的IP地址比较,判断B站是否与自己在同一子网内。若目的站B与发送站A在同一子网内,则进行二层的转发。若两个站点不在同一子网内,如发送站A要与目的站B通信,发送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包,而“缺省网关”的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块。

  当发送站A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时,如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的MAC地址,则向发送站A回复B的MAC地址。否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP请求,B站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址,三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC地址表中。

  从这以后,当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处理,信息得以高速交换。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理,绝大部分数据都通过二层交换转发,因此三层交换机的速度很快,接近二层交换机的速度,同时比相同路由器的价格低很多。

  二层交换机工作在数据链路层,三层交换机工作在网络层,三层交换机不仅实现了数据包的高速转发,还可以根据不同网络状况达到最优网络性能。

  二层交换机的原理是当交换机从某个端口收到一个数据包,它会先读取包中的源MAC地址,再去读取包中的目的MAC地址,并在地址表中查找对应的端口,如表中有和目的MAC地址对应的端口,就把数据包直接复制到这个端口上。

  三层交换机的原理比较简单,就是一次路由多次交换,通俗来说就是第一次进行源到目的的路由,三层交换机会将此数据转到二层,那么下次无论是目的到源还是源到目的都可以进行快速交换。

  二层交换机基于MAC地址访问,只做数据的转发,并且不能配置IP地址,而三层交换机将二层交换技术和三层转发功能结合在一起,也就是说三层交换机在二层交换机的基础上增加了路由功能,可配置不同vlan的IP地址,vlan之间可通过三层路由实现不同vlan之间通讯。

  二层交换机主要用于网络接入层和汇聚层,而三层交换机主要用于网络核心层,但是也存在少部分三层交换机用于汇聚层的现象。二层交换机用于小型局域网,三层交换机用于大型局域网。

  二层交换机支持物理层和数据链路层协议,如以太网交换机,二层交换机和集线器HUB的功能差不多,而三层交换机支持物理层、数据链路层及网络层协议。

  不需要存储,延迟非常小、交换非常快,这是它的优点。它的缺点是,因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来,所以无法检查所传送的数据包是否有误,不能提供错误检测能力。由于没有缓存,不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通,而且容易丢包。

  存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式。它在数据处理时延时大,这是它的不足,但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测,有效地改善网络性能。尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换,保持高速端口与低速端口间的协同工作。

  这是介于前两者之间的一种解决方案。它检查数据包的长度是否够64个字节,如果小于64字节,说明是假包,则丢弃该包;如果大于64字节,则发送该包。这种方式也不提供数据校验。它的数据处理速度比存储转发方式快,但比直通式慢。

  第二层交换机和第三层交换机的具体区别如下:工作的方式不相同、工作的模式不同、交换的方式不同

  二层交换技术是发展比较成熟,二层交换机属数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机,三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换,所具有的路由功能也是为这目的服务的,能够做到一次路由,多次转发。对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现。

  传统交换技术是在OSI网络标准模型第二层——数据链路层进行操作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发,既可实现网络路由功能,又可根据不同网络状况做到最优网络性能。

  二层和三层交换机最基本的区别就是,三层交换机具有路由功能,可以看作是网络层的设备(当然,也可以做二层用)。二层交换机是数据链路层的设备,不具备路由功能。

  三层交换是相对于传统交换概念而提出的。众所周知,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行操作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。

  简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术+三层转发技术。它解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

  三层交换(也称多层交换技术,或IP交换技术)是相对于传统交换概念而提出的。众所周知,传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层——数据链路层进行*作的,而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说,三层交换技术就是:二层交换技术+三层转发技术。

  三层交换技术的出现,解决了局域网中网段划分之后,网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面,解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

  一个具有三层交换功能的设备,是一个带有第三层路由功能的第二层交换机,但它是二者的有机结合,并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。

  其原理是:假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进行通信,发送站点A在开始发送时,把自己的IP地址与B站的IP地址比较,判断B站是否与自己在同一子网内。若目的站B与发送站A在同一子网内,则进行二层的转发。若两个站点不在同一子网内,如发送站A要与目的站B通信,发送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包,而“缺省网关”的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块。当发送站A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时,如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的MAC地址,则向发送站A回复B的MAC地址。否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP请求,B站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址,三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC地址表中。从这以后,当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处理,信息得以高速交换。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理,绝大部分数据都通过二层交换转发,因此三层交换机的速度很快,接近二层交换机的速度,同时比相同路由器的价格低很多。

  (1)纯硬件的三层技术相对来说技术复杂,成本高,但是速度快,性能好,带负载能力强。其原理是,采用ASIC芯片,采用硬件的方式进行路由表的查找和刷新。

  当数据由端口接口芯片接收进来以后,首先在二层交换芯片中查找相应的目的MAC地址,如果查到,就进行二层转发,否则将数据送至三层引擎。在三层引擎中,ASIC芯片查找相应的路由表信息,与数据的目的IP地址相比对,然后发送ARP数据包到目的主机,得到该主机的MAC地址,将MAC地址发到二层芯片,由二层芯片转发该数据包。

  (2)基于软件的三层交换机技术较简单,但速度较慢,不适合作为主干。其原理是,采用CPU用软件的方式查找路由表.

  当数据由端口接口芯片接收进来以后,首先在二层交换芯片中查找相应的目的MAC地址,如果查到,就进行二层转发否则将数据送至CPU。CPU查找相应的路由表信息,与数据的目的IP地址相比对,然后发送ARP数据包到目的主机得到该主机的MAC地址,将MAC地址发到二层芯片,由二层芯片转发该数据包。因为低价CPU处理速度较慢,因此这种三层交换机处理速度较慢。

  近年来宽带IP网络建设成为热点,下面以适合定位于接入层或中小规模汇聚层的第三层交换机产品为例,介绍一些三层交换机的具体技术。在市场上的主流接入第三层交换机,主要有Cisco的Catalyst 2948G-L3、Extreme的Summit24和AlliedTelesyn的Rapier24等,这几款三层交换机产品各具特色,涵盖了三层交换机大部分应用特性。当然在选择第三层交换机时,用户可根据自己的需要,判断并选择上述产品或其他厂家的产品,如北电网络的Passport/Acceler系列、原Cabletron的SSR系列(在Cabletron一分四后,大部分SSR三层交换机已并入Riverstone公司)、Avaya的Cajun M系列、3Com的Superstack3 4005系列等。此外,国产网络厂商神州数码网络、TCL网络、上海广电应确信、紫光网联、首信等都已推出了三层交换机产品。下面就其中三款产品进行介绍,使您能够较全面地了解三层交换机,并针对自己的情况选择合适的机型。

  Cisco Catalyst 2948G-L3交换机结合业界标准IOS提供完整解决方案,在版本12.0(10)以上全面支持IOS访问控制列表 ACL,配合核心Catalyst 6000,可完成端到端全面宽带城域网的建设(Catalyst 6000使用MSFC模块完成其多层交换服务,并已停止使用RSM路由交换模块,IOS版本6.1以上全面支持ACL)。

  Extreme公司三层交换产品解决方案,能够提供独特的以太网带宽分配能力,切割单位为500kbps或200kbps,服务供应商可以根据带宽使用量收费,可实现音频和视频的固定延迟传输。

  AlliedTelesyn公司Rapier24三层交换机提供的PPPoE特性,丰富和完善了用户认证计费手段,可适合多种接入网络,应用灵活,易于实现业务选择,同时又保护目前用户的已有投资,另可配合NAT(网络地址转换)和DHCP的Server等功能,为许多服务供应商看好。

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