交换(switching)是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。
交换机是局域网中的设备,交换机是基于MAC 来进行工作的。和路由器类似,交换机也有IOS,IOS 的基本使用方法是一样的。CISCO 交换机和路由器一样,本质上也是一台特殊的计算机,也有CPU、RAM 等部件。也采用IOS,所以交换机的很多基本配置(例如密码、主机名等)和路由器是类似的。
交换机是第二层的设备,可以隔离冲突域。
交换机是基于收到的数据帧中的源MAC 地址和目的MAC 地址来进行工作。
交换机原理:
交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射,并将其写入MAC地址表中。交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较,以决定由哪个端口进行转发。如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中,则向所有端口转发。这一过程称之为泛洪(flood)。广播帧和组播帧向所有的端口转发。
1.基于源MAC地址学习,基于目标MAC地址转发。
2. 对于没有目标MAC地址表项的帧,向本VLAN的其他所有接口转发
3.收到广/组播帧,h3c 3层交换机, 向本VLAN的其他所有接口转发
4. 同一个MAC地址被多个接口学习到,选择后学习到的接口
5.同一接口可以学习到多个MAC地址
①路由器与三层交换机的转发依据不同
路由器则是利用IP地址(网络地址)来确定数据转发的地址,而三层交换机是利用MAC地址(物理地址)来确定转发数据的目的地址。
②路由器与三层交换机的功能不同
路由器的功能主要是路由转发,交换机,但也会附带一些备用功能,如硬件防火墙、二层交换机技术等功能;而三层交换机本质上属于交换机,h3c交换机汇聚,其主要功能仍旧是数据交换,只不过附带了一些路由转发功能,使其使用更加广泛、增强了扩展性。
③路由器与三层交换机的应用范围不同
由上述提及的两者功能区别可知,路由器的主要功能是路由转发,专用于处理复杂的路由路径和网络连接,实现跨网段连接,其具备选择路由、负荷分担、链路备份以及与其他网络进行路由信息的交换等功能,因此路由器适用于任何网络之间的连接,如局域网与广域网之间等。而三层交换机的主要功能是以太网数据交换,路由转发功能属于附加功能,因此三层交换机适用于简单的接入网连接。
④路由器与三层交换机的性能不同
路由器的路由转发是通过软件实现的,需在CPU中运行一段程序来处理路由转发;而三层交换机的路由转发是通过硬件实现的,一般使用ASIC芯片来处理路由转发;因此相对来说,三层交换机的转发效率会高过路由器。另外,由于三层交换机的路由转发功能在硬件上,因此它不具备软件的可扩展性以及路由器的附加功能(如防火墙)。
⑤路由器与三层交换机的接口不同
为了能够适应各种类型的网络连接,路由器支持多种不同的有线传输介质,如光纤、电话线、串行线缆等,其接口类型种类繁多,如以太网接口、令牌环接口、FDDI接口、E1/T1接口、WLAN网卡等;而三层交换机一般只有以太网接口,如RJ-45接口、光纤接口等。
在实际应用过程中,典型的做法是:处于同一个局域网中的各个子网的互联以及局域网中VLAN间的路由,用三层交换机来代替路由器,而只有局域网与公网互联之间要实现跨地域的网络访问时,才通过***路由器。
要说三层交换机在诸多网络设备中的作用,用“中流砥柱”形容并不为过。在校园网、城域教育网中,h3c网络交换机,从骨干网、城域网骨干、汇聚层都有三层交换机的用武之地,尤其是核心骨干网一定要用三层交换机,否则整个网络成千上万台的计算机都在一个子网中,不仅毫无安全可言,也会因为无法分割广播域而无法隔离广播风暴。
如果采用传统的路由器,虽然可以隔离广播,但是性能又得不到保障。而三层交换机的性能非常高,既有三层路由的功能,又具有二层交换的网络速度。二层交换是基于MAC寻址,三层交换则是转发基于第三层地址的业务流;除了必要的路由决定过程外,大部分数据转发过程由二层交换处理,提高了数据包转发的效率。
三层交换机通过使用硬件交换机构实现了IP的路由功能,其优化的路由软件使得路由过程效率提高,解决了传统路由器软件路由的速度问题。因此可以说,三层交换机具有“路由器的功能、交换机的性能”。
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