第三層交換技術(shù)

　　三層交換（也稱多層交換技術(shù)，或IP交換技術(shù)）是相對(duì)于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)模型中的第二層――數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，而三層交換技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實(shí)現(xiàn)了分組的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡(jiǎn)單的說，三層交換技術(shù)就是“二層交換技術(shù) + 三層轉(zhuǎn)發(fā)”。三層交換技術(shù)的出現(xiàn)，解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后網(wǎng)段中的子網(wǎng)必須依賴路由器進(jìn)行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。

　　一個(gè)具有三層交換功能的設(shè)備，是一個(gè)帶有第三層路由功能的第二層交換機(jī)，但它是兩者的有機(jī)結(jié)合，而不是簡(jiǎn)單地把路由器設(shè)備的硬件及軟件疊加在局域網(wǎng)交換機(jī)上。我們可以通過以下例子說明三層交換機(jī)是如何工作的。

　　假設(shè)兩個(gè)使用IP協(xié)議的站點(diǎn)A、B通過第三層交換機(jī)進(jìn)行通信，發(fā)送站點(diǎn)A在開始發(fā)送時(shí)，會(huì)先拿自己的IP地址與B站的IP地址進(jìn)行比較（網(wǎng)絡(luò)地址），判斷B站是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內(nèi)，則進(jìn)行二層的轉(zhuǎn)發(fā)。具體步驟如下：為了得到站點(diǎn)B的 MAC地址，站點(diǎn)A首先發(fā)一個(gè)ARP廣播報(bào)文，請(qǐng)求站點(diǎn)B的MAC地址。該ARP請(qǐng)求報(bào)文進(jìn)入交換機(jī)后，首先進(jìn)行源MAC地址學(xué)習(xí)，芯片自動(dòng)把站點(diǎn)A的MAC地址以及進(jìn)入交換機(jī)的端口號(hào)等信息填入到芯片的MAC地址表中，然后在MAC地址表中進(jìn)行目的地址查找。由于此時(shí)是一個(gè)廣播報(bào)文，交換機(jī)則會(huì)把這個(gè)廣播報(bào)文從進(jìn)入交換機(jī)端口所屬的VLAN中進(jìn)行廣播。B站點(diǎn)收到這個(gè)ARP請(qǐng)求報(bào)文之后，會(huì)立刻發(fā)送一個(gè)ARP回復(fù)報(bào)文，這個(gè)報(bào)文是一個(gè)單播報(bào)文，目的地址為站點(diǎn)A的MAC地址。該包進(jìn)入交換機(jī)后，同樣，首先進(jìn)行源MAC地址學(xué)習(xí)，然后進(jìn)行目的地址查找，由于此時(shí)MAC地址表中已經(jīng)存在了A站點(diǎn)MAC地址的匹配條目，所以交換機(jī)直接把此報(bào)文從相應(yīng)的端口中轉(zhuǎn)發(fā)出去。通過以上一次ARP過程，交換芯片就把站點(diǎn)A和B的信息保存在其MAC地址表中。以后A、B之間進(jìn)行通信或者同一網(wǎng)段的其它站點(diǎn)想要與A或B通信，交換機(jī)就知道該把報(bào)文從哪個(gè)端口送出。還必須說明的一點(diǎn)是，當(dāng)查找MAC地址表的時(shí)候發(fā)現(xiàn)找不到匹配表項(xiàng)，該報(bào)文又不是廣播或多播報(bào)文，此時(shí)此報(bào)文被稱為DLF（Destination Lookup Failure）報(bào)文，交換機(jī)對(duì)此類報(bào)文的處理就象對(duì)收到一個(gè)廣播報(bào)文處理一樣，將此報(bào)文從進(jìn)入端口所屬的VLAN中擴(kuò)散出去。從以上過程可以看出，所有二層轉(zhuǎn)發(fā)都是由硬件完成的，無論是MAC地址表的學(xué)習(xí)過程還是目的地址查找確定輸出端口過程都沒有軟件進(jìn)行干預(yù)。