二三四层交换机的区别
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2009-09-28
16:53:16
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二层交换机 三层交换机 四层交换机的区别
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。具体的工作流程如下：
（1） 当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源 MAC 地址，这样它就
知道源 MAC 地址的机器是连在哪个端口上的；
（2） 再去读取包头中的目的 MAC 地址，并在地址表中查找相应的端口；
（3） 如表中有与这目的 MAC 地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；
（4） 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应
时，交换机又可以学习一目的 MAC 地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要
对所有端口进行广播了。不断的循环这个过程，对于全网的 MAC 地址信息都可以学习
到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
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；
（2） 学习端口连接的机器的 MAC 地址，写入地址表，地址表的大小（一般两种表示方
式：
一为 BEFFER RAM，一为 MAC 表项数值），地址表大小影响交换机的接入容量；
（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 （Applicati
on specic Integrated Circuit）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。
以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数，这一点请大家在考虑设备选型
时注意比较。
（二）路由技术
路由器工作在 OSI 模型的第三层---网络层操作，其工作模式与二层交换相似，但路由器工
作在第三层，这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息，实现功能的方
式就不同。工作原理是在路由器的内部也有一个表，这个表所标示的是如果要去某一个地
方，下一步应该向那里走，如果能从路由表中找到数据包下一步往那里走，把链路层信息
加上转发出去；如果不能知道下一步走向那里，则将此包丢弃，然后返回一个信息交给源
地址。
路由技术实质上来说不过两种功能：决定最优路由和转发数据包。路由表中写入各种信息
，由路由算法计算出到达目的地址的最佳路径，然后由相对简单直接的转发机制发送数据
包。接受数据的下一台路由器依照相同的工作方式继续转发，依次类推，直到数据包到达
目的路由器。
而路由表的维护，也有两种不同的方式。一种是路由信息的更新，将部分或者全部的路由
信息公布出去，路由器通过互相学习路由信息，就掌握了全网的拓扑结构，这一类的路由
协议称为距离矢量路由协议；另一种是路由器将自己的链路状态信息进行广播，通过互相
学习掌握全网的路由信息，进而计算出最佳的转发路径，这类路由协议称为链路状态路由
协议。由于路由器需要做大量的路径计算工作，一般处理器的工作能力直接决定其性能的
优劣。当然这一判断还是对中低端路由器而言，因为高端路由器往往采用分布式处理系统
体系设计。
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