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Layer 3 Switch 第三層交換機(jī)

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Layer 3 Switch 又稱為IP Switch 或Switch Router, 意即其工作于第三層網(wǎng)絡(luò)層的通信協(xié)議(如IP)，并藉由解析第三層表頭(Header)將封包傳至目的地，有別于傳統(tǒng)的路由器以軟件的方式來(lái)執(zhí)行路由運(yùn)算與傳送，Layer 3 Switch是以硬件的方式(通常由專屬ASIC構(gòu)成)來(lái)加速路由運(yùn)算與封包傳送率并結(jié)合Layer 2 的彈性設(shè)定，因此其效能通?？蛇_(dá)每秒數(shù)百萬(wàn)封包(Million packet per second)的傳送率，并具備數(shù)十個(gè)至上百個(gè)以上的高速以太網(wǎng)絡(luò)(Fast Ethernet)連接端口，或數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)超高速以太網(wǎng)絡(luò)(Gigabit Ethernet)連接端口之容量 。
傳統(tǒng)路由器通?？商幚鞰ultiprotocal 多重協(xié)議路由運(yùn)算(如IP，IPX AppleTalk，DEC Net...etc)但Layer 3 Switch 通常只處理IP 及IPX，此乃為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，降低路由運(yùn)算與軟件的復(fù)雜性以提升效能，并配合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)展的單純化(多重協(xié)議慢慢簡(jiǎn)化至IP一種協(xié)議)趨勢(shì)所致 。
由于Layer 2 的Switch 并無(wú)法有效的阻絕廣播域(Broadcast Domain)如ARP (Address Resolution Protocol)及Win95/98 中大量使用的NetBEUI協(xié)議均大量使用廣播封包，因此就算Layer 2 Switch 以VLAN (Virtual LAN)的方式(虛擬網(wǎng)絡(luò))將經(jīng)常要通訊的群組構(gòu)成一廣播域(Broadcast Domain)來(lái)試圖降低broadcast封包對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的影響，但仍無(wú)法完全避免廣播風(fēng)暴問(wèn)題(同一個(gè)VLAN間仍會(huì)產(chǎn)生廣播風(fēng)暴)，再加上現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)(尤其是Campus內(nèi)部間流量及對(duì)外的Internet/Intranet流量)已不是80/20規(guī)則(80%流量在本地，20%是外地)，而是漸漸成為20/80規(guī)則，且加上Client/Server 及Distributor Server之運(yùn)用，因此單靠Layer 2 Switch或傳統(tǒng)Router路由器便無(wú)法符合對(duì)效能(傳統(tǒng)路由器變成瓶頸)及Intranet上對(duì)安全顧忌(Layer 2 Broadcast Domain，對(duì)因廣播而使信息傳送被盜取的安全疑慮)之要求，因此Layer 3 Switch便大量興起，初期只運(yùn)用Core端(骨干)，現(xiàn)在的趨勢(shì)已漸漸走向桌面(Layer 3 down to desktop) 。
如同傳統(tǒng)路由器(Router)，Layer 3 Switch的每一個(gè)連接埠(port)都是一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)(Subnet)，而一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)就單獨(dú)是一個(gè)Broadcast Domain廣播域，因此每一個(gè)port的廣播封包并不會(huì)流竄到另一個(gè)port，其僅負(fù)責(zé)傳送要跨越子網(wǎng)絡(luò)的封包(Routing Forward)，并以目的地的IP地址(目的地子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼)來(lái)決定封包要轉(zhuǎn)送至哪一個(gè)port，并以Routing Protocol(如RIP或OSPF)來(lái)交換Routing Table并學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)拓蹼，其通常存放于Layer 3 Switch的Routing Forward Data-Base(FDB)，并以硬件及Route Cache的方式來(lái)加速I(mǎi)P table lookup并予以尋址與更新(目前大多以ASICIC來(lái)執(zhí)行)，因此才得以提升運(yùn)算效能達(dá)成Wiring Speed Forward之目的 。
Layer 3 Switch通常提供較大頻寬的交換核心(Switch Fabric)以提供較大的容量(Port Capacity)與較高的交換效能，近來(lái)各廠家并不斷附以Layer 3 Switch更強(qiáng)大的支持能力，如Class of Service(服務(wù)等級(jí)優(yōu)先權(quán))，Quality of Service(服務(wù)品質(zhì)保證)，Policy Management(策略分級(jí)品質(zhì)與頻寬管制與治理)，Multicast Routing(群組廣播路由傳送)等功能，以符合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的快速變化與應(yīng)用 。

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