什么是二层、三层交换机？

2022

01-12

17:07:26

 85

来源：广州邮科网络设备有限公司

什么是二层、三层交换机？
二层交换机：二层交换机工作在OSI模型的第2层（数据链路层），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。因此，二层交换机需要强大的数据识别和转发能力。

第二层交换机依赖于链路层中的信息（如MAC地址）完成不同端口数据间的线速交换，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及数据流控制。桌面型的交换机一般来说所承担的工作复杂性不是很强，又处于网络的最基层，所以也就只需要提供最基本的数据链接功能即可。此外，有些企业级二层交换机可以实施VLAN，DHCP中继、QoS和端口安全、端像等功能。

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；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；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；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。

三层交换机：三层交换机实质就是一种特殊的路由器，是一种在性能上侧重于交换的路由器。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，而三层交换机是为IP设计的，接口类型简单，拥有很强二层包处理能力，它既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度。

二层交换机工作原理：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；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；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；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。

三层交换机工作原理：一般来说，大型局域网按功能或地域等因素会被划成一个个小的局域网。通常，局域网之间通过路由器连接，这使VLAN（Virtual Local Area Network虚拟局域网）技术在网络中得以大量应用。不过，传统的普通路由器的路由能力太弱。单纯使用路由器来实现网间访问，端口数量有限，路由速度较慢，从而限制了网络的规模和访问速度。如果使用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN，就在保持性能的前提下，经济地解决了子网划分之后子网之间必须依赖路由器进行通信的问题。

三层交换机和二层交换机的区别在于：三层交换机工作于OSI模型的第三层（网络层），二层交换机工作于OSI模型的第2层(数据链路层)。

二层交换机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。三层交换技术就是二层交换技术上增加三层转发技术，实现数据包的高速转发，加快大型局域网内部的数据交换。

A要给B发送数据，已知目的IP，那么A就用子网掩码取得网络地址，判断目的IP是否与自己在同一网段。如果在同一网段，但不知道转发数据所需的MAC地址，A就发送一个请求，B返回其MAC地址，A用此MAC封装数据包并发送给交换机，交换机起用二层交换模块，查找MAC地址表，将数据包转发到相应的端口。

如果目的IP地址不是同一网段的，且在流缓存条目中没有对应MAC地址条目时，就将个正常数据包发送向一个缺省网关，对应第三层路由模块。然后就由三层模块接收到此数据包，查询路由表以确定到达B的路由，三层交换机就充当起路由和转发的角色。当随后确立主机A与B的MAC地址及转发端口的对应关系时，以后的A到B的数据，就直接交由二层交换模块完成。这就通常所说的一次路由多次转发。

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