第三層交換技術

　　三層交換（也稱多層交換技術，或IP交換技術）是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術是在OSI網(wǎng)絡標準模型中的第二層――數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，而三層交換技術在網(wǎng)絡模型中的第三層實現(xiàn)了分組的高速轉發(fā)。簡單的說，三層交換技術就是“二層交換技術 + 三層轉發(fā)”。三層交換技術的出現(xiàn)，解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后網(wǎng)段中的子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復雜所造成的網(wǎng)絡瓶頸問題。

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

　　假設兩個使用IP協(xié)議的站點A、B通過第三層交換機進行通信，發(fā)送站點A在開始發(fā)送時，會先拿自己的IP地址與B站的IP地址進行比較（網(wǎng)絡地址），判斷B站是否與自己在同一子網(wǎng)內。若目的站B與發(fā)送站A在同一子網(wǎng)內，則進行二層的轉發(fā)。具體步驟如下：為了得到站點B的 MAC地址，站點A首先發(fā)一個ARP廣播報文，請求站點B的MAC地址。該ARP請求報文進入交換機后，首先進行源MAC地址學習，芯片自動把站點A的MAC地址以及進入交換機的端口號等信息填入到芯片的MAC地址表中，然后在MAC地址表中進行目的地址查找。由于此時是一個廣播報文，交換機則會把這個廣播報文從進入交換機端口所屬的VLAN中進行廣播。B站點收到這個ARP請求報文之后，會立刻發(fā)送一個ARP回復報文，這個報文是一個單播報文，目的地址為站點A的MAC地址。該包進入交換機后，同樣，首先進行源MAC地址學習，然后進行目的地址查找，由于此時MAC地址表中已經(jīng)存在了A站點MAC地址的匹配條目，所以交換機直接把此報文從相應的端口中轉發(fā)出去。通過以上一次ARP過程，交換芯片就把站點A和B的信息保存在其MAC地址表中。以后A、B之間進行通信或者同一網(wǎng)段的其它站點想要與A或B通信，交換機就知道該把報文從哪個端口送出。還必須說明的一點是，當查找MAC地址表的時候發(fā)現(xiàn)找不到匹配表項，該報文又不是廣播或多播報文，此時此報文被稱為DLF（Destination Lookup Failure）報文，交換機對此類報文的處理就象對收到一個廣播報文處理一樣，將此報文從進入端口所屬的VLAN中擴散出去。從以上過程可以看出，所有二層轉發(fā)都是由硬件完成的，無論是MAC地址表的學習過程還是目的地址查找確定輸出端口過程都沒有軟件進行干預。