新手配置交换机详细教程 2层交换机和3层交换机的区别和特点

此篇文章可以让我们了解，二层交换机转发原理，三层交换机转发原理，以及二层交换机和多层交换机之间的区别。

二层交换机只会在 VLAN 内交换以太网帧，如果我们愿意，我们可以根据第 2 层过滤流量（例如使用端口安全，MAC ACL等）。多层交换机可以执行相同的操作，但也可以在 VLAN 之间进行路由，并使用访问列表在第 3 层或第 4 层进行过滤。

二层上的转发基于目标 MAC 地址，交换机通过传入帧学习源 MAC 地址并构建 MAC 地址表。每当以太网帧进入交换机接口时，交换机将检查 MAC 地址表以找到目标 MAC 地址，然后将其发送到正确的接口，如果未找到目标MAC， 将会flood到trunk口以及本vlan内的其它接口。

第 三 层转发基于目标 IP 地址，当交换机收到源 IP 地址与目标 IP 地址位于不同子网的 IP 数据包时，就会发生转发。

当多层交换机在以太网报头中接收到一个以自己的 MAC 地址作为目的地的 IP 数据包时，有两种可能性：

• 如果目标 IP 地址是在多层交换机上配置的地址，则 IP 数据包的目的地是该交换机。
• 如果目标 IP 地址是多层交换机上未配置的地址，那么我们必须充当网关并“路由”数据包。这意味着必须在路由表中进行查找以检查最长匹配。如果配置了 ACL，则还必须检查是否允许 IP 数据包通过。

过去……数据包交换机是以硬件速度完成的转发，而路由器是以软件速度完成的，如今，交换和路由都是以硬件转发数据包。

首先让我们来看看处理以太网帧和 IP 数据包的区别：

二层交换机转发的生命周期很简单：

• 交换机将验证以太网帧的校验和，以确保它没有损坏或更改。
• 交换机接收到一个以太网帧，并将源 MAC 地址添加到 MAC 地址表中。
• 如果知道目标 MAC 地址，交换机会将以太网帧转发到正确的接口。如果没有，它将被泛洪。

现在让我们看看在多层交换机上收到 IP 数据包时必须做什么：

在上面的例子中，H1 正在向 H2 发送一个 IP 数据包，它们位于不同的子网中，因此我们必须对其进行路由。当我们的多层交换机收到 IP 数据包时，会发生以下情况：

• 交换机将验证以太网帧的校验和，以确保它没有损坏或更改。
• 交换机将验证 IP 数据包的校验和，以确保它没有损坏或更改。

多层交换机会检查路由表，发现192.168.20.0/24 是直连的，并将会发生以下情况：

• 检查 ARP 表以查看是否存在 H2 的第 2 层到第 3 层映射，如果没有映射，多层交换机将发送一个 ARP 请求。
• 目标 MAC 地址从 FFF（多层交换机 Fa0/1）更改为 BBB（H2）。
• 源 MAC 地址从 AAA (H1) 更改为 GGG（多层交换机 Fa0/2）。
• IP 数据包中的 TTL（生存时间）字段减 1，因此将重新计算 IP 报头校验和。
• 必须重新计算以太网帧校验和。
• 携带 IP 数据包的以太网帧将从接口向 H2 发送。

如您所见，如果要路由 IP 数据包，需要执行相当多的步骤。