通信工程師考試三層交換機(jī)的功能模型

4.3 三層交換機(jī)的功能模型

為了便于大家對(duì)三層交換機(jī)有一個(gè)感性的了解，我們以下圖來說明。

三層交換機(jī)功能模型

圖中，右邊是一個(gè)三層交換機(jī)，其實(shí)現(xiàn)的功能等同于左邊一個(gè)VLAN二層交換機(jī)和路由器組成的網(wǎng)絡(luò)。也就是說，三層交換機(jī)把支持VLAN的二層交換機(jī)和路由器的功能集成在一起了，既有二層交換功能，也有三層路由功能。因此，三層交換機(jī)也稱為路由交換機(jī)。一般來說，三層交換機(jī)的功能分別通過二層VLAN轉(zhuǎn)發(fā)引擎和三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎兩個(gè)部分來實(shí)現(xiàn)：二層VLAN引擎與支持VLAN的二層交換機(jī)的二層轉(zhuǎn)發(fā)引擎是相同的，是用硬件支持多個(gè)VLAN的二層轉(zhuǎn)發(fā)；三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎使用硬件ASIC技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速的IP轉(zhuǎn)發(fā)。三層交換機(jī)對(duì)應(yīng)到IP網(wǎng)絡(luò)模型中，每個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)一個(gè)IP網(wǎng)段，三層交換機(jī)中的三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎在各個(gè)網(wǎng)段（VLAN）間轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，實(shí)現(xiàn)VLAN之間的互通，因此三層交換機(jī)的路由功能通常叫做VLAN間路由（Inter-VLAN Routing）

對(duì)應(yīng)于二層交換引擎，三層交換機(jī)的如下圖所示：

三層交換引擎

在二層上，VLAN之間是隔離的，VLAN內(nèi)主機(jī)可以互通，這一點(diǎn)跟二層交換機(jī)中的交換引擎的功能一模一樣。一般來說，三層交換機(jī)的每個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)一個(gè)網(wǎng)段，不同的IP網(wǎng)段之間的訪問要跨越VLAN，要使用三層交換引擎提供的VLAN間路由功能（相當(dāng)于路由器）。 在使用二層交換機(jī)和路由器的組網(wǎng)中，每個(gè)需要與其它IP網(wǎng)段（VLAN）通信的IP網(wǎng)段（VLAN）都需要使用一個(gè)路由器接口做網(wǎng)關(guān)。三層交換機(jī)的應(yīng)用也同樣符合IP的組網(wǎng)模型，三層轉(zhuǎn)發(fā)引擎就相當(dāng)于傳統(tǒng)組網(wǎng)中的路由器的功能，當(dāng)需要與其他VLAN通信的時(shí)候也要為之在三層交換引擎上分配一個(gè)路由接口，用來做VLAN內(nèi)主機(jī)的網(wǎng)關(guān)。三層交換機(jī)上的這個(gè)路由接口是通過配置轉(zhuǎn)發(fā)芯片來實(shí)現(xiàn)的，與路由器的接口不同，這個(gè)接口不是直觀可見的。給VLAN指定路由接口的操作，實(shí)際上就是為VLAN指定一個(gè)IP地址、子網(wǎng)掩碼和MAC地址，MAC地址是由設(shè)備制造過程中分配的，在配置過程中由交換機(jī)自動(dòng)配置。

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