二層交換機(jī)只有二層的功能，實(shí)現(xiàn)一個廣播域內(nèi)的主機(jī)間的通信。在OSI七層里，這個設(shè)備就是工作在數(shù)據(jù)鏈路層。三層交換機(jī)就是在有二層的功能上通過添加一個路由模塊，實(shí)在三層的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。也就是三層交換機(jī)可以同時工作在數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層上。不過三層交換機(jī)在路由的性能方面肯定沒有真正的路由器性能好的。

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中扮演著至關(guān)重要的角色，它們不僅能夠接入各種終端設(shè)備，組建強(qiáng)大的局域網(wǎng)，還能實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備之間的直接通信。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷演進(jìn)和應(yīng)用場景的多樣化，不同類型的交換機(jī)也得以廣泛投入應(yīng)用。

根據(jù)OSI模型（開放系統(tǒng)互連模型），網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的工作層級可以分為二層和三層。在這個層次的選擇上，最常見的就是二層交換機(jī)和三層交換機(jī)。二層交換機(jī)位于OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，而三層交換機(jī)則工作在網(wǎng)絡(luò)層。這兩者在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的不同位置引發(fā)了一個重要的問題：在特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，我應(yīng)該選擇使用二層交換機(jī)還是三層交換機(jī)？

本文瑞哥將帶大家了解一下二層交換機(jī)和三層交換機(jī)。

在深入討論這個問題之前，讓我們首先對OSI模型和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的定義進(jìn)行一番了解。這將為我們更好地理解選擇二層或三層交換機(jī)的依據(jù)奠定基礎(chǔ)。

一、什么是 OSI 模型？

OSI 模型，即開放系統(tǒng)互連模型，是一種網(wǎng)絡(luò)通信的概念框架，最早于1984年提出。盡管當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)更傾向于采用更簡單的TCP/IP模型，但OSI模型仍然是一種用于描述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要工具。該模型將網(wǎng)絡(luò)通信劃分為七個不同的抽象層，每一層負(fù)責(zé)特定的功能，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和理解更加清晰。

這七個層次分別是：

1. 物理層（第 1 層）： 主要處理硬件設(shè)備和物理媒介，如電纜、光纖等，負(fù)責(zé)傳輸比特流。

2. 數(shù)據(jù)鏈路層（第 2 層）： 負(fù)責(zé)將物理層的比特流組織成幀，同時提供錯誤檢測和糾正的功能。它定義了幀的格式和傳輸規(guī)則。

3. 網(wǎng)絡(luò)層（第 3 層）： 處理數(shù)據(jù)包的傳輸，負(fù)責(zé)尋址和路由，使數(shù)據(jù)能夠從源主機(jī)傳輸?shù)侥繕?biāo)主機(jī)，可能跨越多個網(wǎng)絡(luò)。

4. 傳輸層（第 4 層）： 提供端到端的通信服務(wù)，確保可靠的數(shù)據(jù)傳輸，同時負(fù)責(zé)流量控制和錯誤處理。

5. 會話層（第 5 層）： 主要負(fù)責(zé)建立、管理和終止應(yīng)用程序之間的會話，提供了數(shù)據(jù)交換的機(jī)制。

6. 表示層（第 6 層）： 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換和加密解密等，確保不同設(shè)備之間能夠正確地解釋數(shù)據(jù)。

7. 應(yīng)用層（第 7 層）： 提供用戶接口，為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供服務(wù)，如電子郵件、文件傳輸?shù)取?/p>

二、什么是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)？

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備（例如計算機(jī)、打印機(jī)、無線接入點(diǎn)）相互連接，并允許它們通過交換數(shù)據(jù)包進(jìn)行通信。交換機(jī)可以是管理物理網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，也可以是基于軟件的虛擬設(shè)備。

交換機(jī)工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，負(fù)責(zé)在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。

當(dāng)交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包時，它會檢查數(shù)據(jù)包的目標(biāo)MAC地址，以確定應(yīng)該將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到哪個端口。

通過學(xué)習(xí)MAC地址表，交換機(jī)能夠智能地決定將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)設(shè)備的端口，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信。

交換機(jī)可以通過以太網(wǎng)端口、快速以太網(wǎng)端口和光纖端口連接計算機(jī)，提供多種物理連接選項。

交換機(jī)運(yùn)行操作軟件，這些軟件負(fù)責(zé)管理交換機(jī)的各個接口，并存儲與這些接口連接的設(shè)備的MAC地址，以便進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)決策。

三、二層交換機(jī)

在舊網(wǎng)絡(luò)中，使用的是網(wǎng)橋來連接不同的網(wǎng)絡(luò)段。網(wǎng)橋維護(hù)一個內(nèi)容可尋址存儲器過濾表，用于確定數(shù)據(jù)應(yīng)該傳輸?shù)侥膫€接收器。隨著技術(shù)的發(fā)展，交換機(jī)取代了網(wǎng)橋，提供更高效和快速的數(shù)據(jù)傳輸。

二層交換機(jī)維護(hù)類似于網(wǎng)橋的MAC地址表，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的精確轉(zhuǎn)發(fā)。這個表存儲了連接到交換機(jī)各個端口的設(shè)備的MAC地址，以便快速決定數(shù)據(jù)包的流向。與網(wǎng)橋相似，交換機(jī)使用這個表來避免向整個網(wǎng)絡(luò)廣播數(shù)據(jù)包，提高了網(wǎng)絡(luò)的效率。

與舊的共享介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)相比，二層交換機(jī)的每個端口都形成了自己的沖突域。這意味著每個端口獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，不再受到整個網(wǎng)絡(luò)的沖突域的限制。這有助于提高網(wǎng)絡(luò)性能和降低沖突發(fā)生的可能性。

二層交換機(jī)通過查看數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)MAC地址頭來決定將幀從一臺設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到另一臺設(shè)備。這是一種直接的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式，而無需廣播到整個網(wǎng)絡(luò)。這種轉(zhuǎn)發(fā)方式使交換機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)快速且高效的數(shù)據(jù)傳輸。

二層交換機(jī)具有自動學(xué)習(xí)功能，當(dāng)設(shè)備首次連接到某個端口時，交換機(jī)會學(xué)習(xí)該設(shè)備的MAC地址并將其添加到MAC地址表中。這確保了交換機(jī)能夠準(zhǔn)確識別和定位每個設(shè)備，提高了網(wǎng)絡(luò)的可管理性。

3.1 二層交換機(jī)工作原理

當(dāng)一個數(shù)據(jù)包到達(dá)二層交換機(jī)的某個端口時，交換機(jī)會首先讀取該數(shù)據(jù)包的源MAC地址和目標(biāo)MAC地址。然后，交換機(jī)會在其MAC地址表中查找目標(biāo)MAC地址對應(yīng)的端口。如果找到了對應(yīng)的端口，交換機(jī)就會將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該端口。如果沒有找到對應(yīng)的端口，交換機(jī)會將數(shù)據(jù)包廣播到所有端口（除了數(shù)據(jù)包到達(dá)的那個端口）。

3.2 二層交換機(jī)通信過程

假如我們有兩臺主機(jī)，分別是主機(jī) A 和主機(jī) B，它們連接到同一個第 2 層交換機(jī)上。以下是通信的步驟：

1. 主機(jī) A想要與主機(jī) B通信：

2. 主機(jī) A知道主機(jī) B的IP地址，但不知道主機(jī) B的MAC地址。

3. 主機(jī) A發(fā)送ARP請求：

4. ARP請求是一個廣播消息，它被發(fā)送到交換機(jī)上的所有其他主機(jī)。

5. ARP請求包含了主機(jī) A想要通信的主機(jī) B的IP地址，但缺乏對應(yīng)的MAC地址。

6. ARP請求的目的是詢問：“嘿，誰知道IP地址為abcd的主機(jī)的MAC地址是多少？”

7. 交換機(jī)廣播ARP請求：

8. 交換機(jī)將ARP請求廣播到所有連接在同一二層廣播域上的主機(jī)。

9. 主機(jī) B回復(fù)ARP：

10. 如果主機(jī) B正好在同一二層廣播域上，它收到ARP請求并回復(fù)包含自己MAC地址的ARP響應(yīng)。

11. 主機(jī) A現(xiàn)在知道了主機(jī) B的MAC地址。

12. 通信建立：

13. 主機(jī) A可以使用主機(jī) B的MAC地址發(fā)送數(shù)據(jù)幀到交換機(jī)。

14. 由于交換機(jī)已知主機(jī)B的位置（MAC地址和與之關(guān)聯(lián)的物理端口），它會將數(shù)據(jù)幀直接發(fā)送到主機(jī)B，而不是廣播到所有主機(jī)。

這種通信模式在同一二層廣播域內(nèi)工作得很好。然而，如果主機(jī) A和主機(jī) B不在同一廣播域上，比如連接到不同的VLAN，那么路由器或者具有三層交換機(jī)就會介入，負(fù)責(zé)在不同VLAN之間進(jìn)行通信。這種情況下，數(shù)據(jù)需要經(jīng)過路由器進(jìn)行跨VLAN傳輸。

3.3 二層交換功能

1. 地址學(xué)習(xí)（Address Learning）：

二層交換機(jī)通過地址學(xué)習(xí)功能來動態(tài)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中各個設(shè)備的MAC地址。當(dāng)交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)幀時，它會檢查幀頭中的源MAC地址，并將該地址與接收到幀的端口相關(guān)聯(lián)。這樣，交換機(jī)逐漸建立了一個MAC地址表，記錄了哪個MAC地址連接到了哪個端口。這種動態(tài)學(xué)習(xí)使得交換機(jī)能夠了解整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備位置，為后續(xù)的幀轉(zhuǎn)發(fā)提供便利。

2. 幀轉(zhuǎn)發(fā)（Frame Forwarding）：

幀轉(zhuǎn)發(fā)是二層交換機(jī)的核心功能之一。當(dāng)交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)幀時，它會檢查幀頭中的目標(biāo)MAC地址，并查找與該地址相關(guān)聯(lián)的端口。交換機(jī)隨后將數(shù)據(jù)幀僅轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)設(shè)備所在的端口，而不是廣播到整個網(wǎng)絡(luò)。這種點(diǎn)對點(diǎn)的直接轉(zhuǎn)發(fā)方式使得數(shù)據(jù)傳輸更加迅速和高效，避免了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的廣播風(fēng)暴。

3. 環(huán)路避免（Loop Avoidance）：

為了防止網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路，二層交換機(jī)使用了環(huán)路避免的技術(shù)。在一個網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)存在多個交換機(jī)連接時，如果不謹(jǐn)慎配置，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中無限循環(huán)的情況。為了避免這種情況，二層交換機(jī)使用諸如STP（Spanning Tree Protocol）等協(xié)議來檢測并關(guān)閉形成環(huán)路的冗余鏈路，保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

3.4 二層交換的環(huán)路避免

在一個網(wǎng)絡(luò)中，如果存在多個交換機(jī)并且它們通過冗余鏈路相互連接，就有可能形成環(huán)路。環(huán)路可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中無限循環(huán)，最終導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞和性能下降。為了解決這個問題，二層交換引入了環(huán)路避免功能，其中生成樹協(xié)議（Spanning Tree Protocol，STP）是最常用的機(jī)制。

生成樹協(xié)議（STP）的工作原理：

1. 選舉根交換機(jī)： 在一個網(wǎng)絡(luò)中，生成樹協(xié)議首先進(jìn)行根交換機(jī)的選舉。根交換機(jī)是擁有最小橋接優(yōu)先級（Bridge Priority）的交換機(jī)。如果優(yōu)先級相同，則通過MAC地址來比較。

2. 選擇根端口： 每個交換機(jī)選擇到根交換機(jī)最短路徑的端口作為根端口。這決定了數(shù)據(jù)包從哪個端口離開以達(dá)到根交換機(jī)。

3. 禁用非根端口： 每個非根端口都被關(guān)閉，確保網(wǎng)絡(luò)中沒有環(huán)路。

4. 端口狀態(tài)監(jiān)測： STP通過定期的BPDU（Bridge Protocol Data Unit）交換來監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。如果檢測到環(huán)路或鏈路故障，STP將重新計算生成樹，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

冗余鏈路和環(huán)路的平衡：

冗余鏈路是確保網(wǎng)絡(luò)高可用性的重要手段，但它們也可能導(dǎo)致環(huán)路。因此，在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r，需要平衡冗余鏈路的使用和避免潛在的環(huán)路。

3.5 二層交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

1. 根據(jù)唯一的 MAC 地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包： 二層交換機(jī)通過學(xué)習(xí)和存儲設(shè)備的 MAC 地址，可以直接根據(jù)目標(biāo) MAC 地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

2. 不涉及設(shè)置或管理： 部署和維護(hù)二層交換機(jī)相對簡單，不涉及復(fù)雜的設(shè)置和管理。

3. 可以以較低的成本快速部署： 由于功能較為簡單，二層交換機(jī)的部署成本相對較低。

4. 流量核算能力： 二層交換機(jī)可以對流量進(jìn)行基本的核算，提供對網(wǎng)絡(luò)使用情況的簡單監(jiān)測。

5. 低延遲并提高安全性： 由于直接根據(jù) MAC 地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，二層交換機(jī)通常具有較低的延遲，并提供一定程度的安全性。

缺點(diǎn)

1. 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時無法實(shí)現(xiàn)任何智能： 二層交換機(jī)主要基于 MAC 地址進(jìn)行操作，無法執(zhí)行更高層次的智能操作，如路由或過濾基于 IP 地址的流量。

2. 無法執(zhí)行基于 IP 地址的路由或交換： 由于僅關(guān)注 MAC 地址，二層交換機(jī)無法進(jìn)行基于 IP 地址的路由，限制了其在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

3. 無法保證 VoIP（IP 語音）用戶所需的帶寬： 對于對帶寬要求敏感的應(yīng)用，如VoIP，二層交換機(jī)難以提供對帶寬的精確保證。

四、三層交換機(jī)

三層交換機(jī)能夠在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由，不僅基于 MAC 地址，還能夠識別和處理 IP 地址。這使得它在處理網(wǎng)絡(luò)層信息時更為靈活。

不同于二層交換機(jī)僅使用 MAC 地址，三層交換機(jī)使用 IP 地址和 MAC 地址來進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和路由決策。

與二層交換機(jī)相似，三層交換機(jī)也能夠創(chuàng)建并存儲虛擬局域網(wǎng)（VLAN），將大的廣播域分割成小的廣播域，提高網(wǎng)絡(luò)的可管理性和性能。

通常情況下，三層交換機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸速度比二層交換機(jī)更快。這是因為它能夠在網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行更智能的路由決策，適用于更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

盡管在工作層次上有所不同，三層交換機(jī)的地址學(xué)習(xí)和環(huán)路避免功能與二層交換機(jī)非常相似。它們?nèi)匀恍枰獙W(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備地址，并采取措施防止網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)路。

4.1 三層交換機(jī)工作原理

三層交換機(jī)的工作流程與二層交換機(jī)類似，但是它在處理數(shù)據(jù)包時會額外考慮IP地址。當(dāng)一個數(shù)據(jù)包到達(dá)三層交換機(jī)的某個端口時，交換機(jī)會首先讀取該數(shù)據(jù)包的源IP地址和目標(biāo)IP地址。然后，交換機(jī)會在其IP路由表中查找目標(biāo)IP地址對應(yīng)的端口。如果找到了對應(yīng)的端口，交換機(jī)就會將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該端口。如果沒有找到對應(yīng)的端口，交換機(jī)會使用路由協(xié)議（如RIP、OSPF等）來確定應(yīng)該將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到哪個端口。

4.2 三層交換機(jī)通信過程

1. 同一 VLAN 內(nèi)通信（二層交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)）：

• 當(dāng)兩臺主機(jī)在同一 VLAN 內(nèi)時，三層交換機(jī)就像二層交換機(jī)一樣，通過查找 MAC 地址表將幀直接轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)主機(jī)。

1. 不同 VLAN 之間通信（三層交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)）：

• 當(dāng)主機(jī)需要與另一子網(wǎng)中的設(shè)備通信時，幀被發(fā)送到默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，即三層交換機(jī)。

• 三層交換機(jī)執(zhí)行以下步驟：

• 解封裝 IP 數(shù)據(jù)包。

• 與路由表比較，查找匹配的路由。

• 封裝數(shù)據(jù)包并通過匹配路由表的出接口發(fā)送。

• 根據(jù)目標(biāo) MAC 地址確定轉(zhuǎn)發(fā)路徑。

1. SVI（Switch Virtual Interface）：

• SVI 是交換機(jī)上的虛擬接口，與特定 VLAN 相關(guān)聯(lián)，允許交換機(jī)像其他 IP 設(shè)備一樣在該 VLAN 中發(fā)送和接收 IP 數(shù)據(jù)包。

• SVI 具有與 VLAN 相關(guān)聯(lián)的 IP 地址。

1. 目標(biāo) MAC 地址決定轉(zhuǎn)發(fā)路徑：

• 如果目標(biāo) MAC 地址是廣播或多播，則幀將從分配給傳出 VLAN 的所有物理端口廣播出去。

• 如果目標(biāo) MAC 地址是單播，則根據(jù) MAC 地址表找到匹配的物理端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

4.3 三層交換機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

1. 提供有保證的 QoS（服務(wù)質(zhì)量）： 三層交換機(jī)支持服務(wù)質(zhì)量配置，可以提供對關(guān)鍵應(yīng)用的有保證的服務(wù)質(zhì)量。

2. 增強(qiáng)的安全協(xié)議以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問： 三層交換機(jī)支持更復(fù)雜的安全協(xié)議，提供對網(wǎng)絡(luò)的更強(qiáng)大的安全性。

3. 可以將單個 LAN 分割為兩個或多個虛擬 LAN (VLAN)： 能夠?qū)崿F(xiàn) VLAN 分割，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和管理能力。

4. 啟用連接不同子網(wǎng)的路由器： 具備路由功能，能夠連接不同子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更廣泛的網(wǎng)絡(luò)通信。

5. 提供基于 IP 地址的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)（路由）： 具備更高層次的智能，能夠根據(jù) IP 地址進(jìn)行路由和交換操作。

6. 利用邏輯尋址找到到達(dá)目標(biāo)主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑： 三層交換機(jī)通過邏輯尋址找到最佳路徑，優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸。

缺點(diǎn)

1. 比二層交換機(jī)成本更高： 三層交換機(jī)通常涉及更復(fù)雜的硬件和軟件，因此成本較高。

2. 涉及設(shè)置和管理： 配置和管理三層交換機(jī)需要更多的技術(shù)知識和時間。

3. 三層交換機(jī)需要額外的處理內(nèi)存和電源： 為了支持更復(fù)雜的功能，三層交換機(jī)通常需要更多的內(nèi)存和電源，增加了設(shè)備的復(fù)雜性。

4.4 什么時候應(yīng)該使用三層交換機(jī)？

使用三層交換機(jī)的決定通常取決于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、復(fù)雜性和管理需求。

1. 多個 VLAN 的需要： 當(dāng)您的網(wǎng)絡(luò)需要支持多個 VLAN 時，三層交換機(jī)變得非常有用。它們能夠在不同的 VLAN 之間執(zhí)行路由功能，使得不同子網(wǎng)的設(shè)備能夠相互通信。

2. 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)： 當(dāng)您的網(wǎng)絡(luò)涉及數(shù)十個、數(shù)百個或數(shù)千個用戶時，使用三層交換機(jī)有助于更好地管理網(wǎng)絡(luò)流量和實(shí)現(xiàn)更高級的路由策略。這對于大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)尤為重要。

3. 需要安全策略： 如果您的網(wǎng)絡(luò)需要強(qiáng)大的安全性，包括在不同網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備之間設(shè)置訪問控制規(guī)則、對流量進(jìn)行深度數(shù)據(jù)包檢查等，使用三層交換機(jī)結(jié)合防火墻功能可能更合適。

4. 管理簡化需求： 引入三層交換機(jī)可能有助于簡化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的管理。通過減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量，您可能能夠更輕松地進(jìn)行修補(bǔ)、策略更新和其他管理任務(wù)。

5. 需要 QoS 支持： 如果您的網(wǎng)絡(luò)需要提供有保證的服務(wù)質(zhì)量（QoS），以確保對關(guān)鍵應(yīng)用的良好性能，三層交換機(jī)通常提供了更靈活的 QoS 配置選項。

6. 連接不同子網(wǎng)的需求： 當(dāng)您需要在不同子網(wǎng)之間進(jìn)行路由時，例如連接不同辦公室或遠(yuǎn)程站點(diǎn)，三層交換機(jī)是一個理想的選擇。

五、二層交換機(jī) vs 三層交換機(jī)

六、總結(jié)

本文瑞哥花大篇幅給大家介紹了二層交換機(jī)和三層交換機(jī)，文章的最后，給大家做個總結(jié)。

二層交換機(jī)，也被稱為數(shù)據(jù)鏈路層交換機(jī)或橋接器，主要在OSI模型的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層工作。它通過讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的硬件地址（MAC地址）來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。二層交換機(jī)會建立一個MAC地址表，當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)時，交換機(jī)會查看其目標(biāo)MAC地址，并將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的端口。

三層交換機(jī)，也被稱為網(wǎng)絡(luò)層交換機(jī)或路由交換機(jī)，主要在OSI模型的第三層——網(wǎng)絡(luò)層工作。它不僅可以讀取MAC地址，還可以讀取IP地址。三層交換機(jī)會建立一個IP路由表，當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)時，交換機(jī)會查看其目標(biāo)IP地址，并根據(jù)路由表將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的端口。

二層交換機(jī)和三層交換機(jī)的本質(zhì)區(qū)別在于它們工作的網(wǎng)絡(luò)層次和處理數(shù)據(jù)包的方式。

1. 工作層次 ：二層交換機(jī)主要在數(shù)據(jù)鏈路層工作，處理的是幀；而三層交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)層工作，處理的是數(shù)據(jù)包。

2. 地址類型 ：二層交換機(jī)使用MAC地址進(jìn)行通信，而三層交換機(jī)使用IP地址進(jìn)行通信。

3. 轉(zhuǎn)發(fā)決策 ：二層交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)決策基于MAC地址，而三層交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)決策基于IP地址。

4. 通信范圍 ：二層交換機(jī)只能在同一廣播域內(nèi)進(jìn)行通信，而三層交換機(jī)可以跨越不同的廣播域進(jìn)行通信。

在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，二層交換機(jī)和三層交換機(jī)的應(yīng)用場景也有所不同：

1. 小型網(wǎng)絡(luò) ：對于小型網(wǎng)絡(luò)，如家庭或小型辦公室，二層交換機(jī)通常已經(jīng)足夠使用。因為這些環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)需求相對簡單，二層交換機(jī)的性能和功能已經(jīng)可以滿足需求，而且成本更低。

2. 大型網(wǎng)絡(luò) ：對于大型網(wǎng)絡(luò)，如企業(yè)或校園網(wǎng)絡(luò)，三層交換機(jī)更為常見。因為這些環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)需求更復(fù)雜，需要更高級的功能和更好的性能。此外，三層交換機(jī)可以提供更好的網(wǎng)絡(luò)劃分和管理能力。

3. 數(shù)據(jù)中心 ：在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，通常會使用更高級的交換機(jī)，如多層交換機(jī)或者稱為核心交換機(jī)。這些交換機(jī)可以在多個網(wǎng)絡(luò)層次上工作，提供更高的性能和更多的功能。