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來(lái)源：公眾號(hào)【網(wǎng)絡(luò)技術(shù)干貨圈】

作者：圈圈

ID：wljsghq

交換機(jī)分為二層交換機(jī)和三層交換機(jī)，它們?cè)诠δ堋?yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有明顯區(qū)別。

二層交換機(jī)

二層交換機(jī)，顧名思義，工作在OSI模型的第二層——數(shù)據(jù)鏈路層。其主要功能是根據(jù)MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，主要用于局域網(wǎng)（LAN）內(nèi)的設(shè)備連接。

二層交換機(jī)通過(guò)以下步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)：

接收數(shù)據(jù)包：交換機(jī)從一個(gè)端口接收到數(shù)據(jù)包。

讀取MAC地址：交換機(jī)讀取數(shù)據(jù)包中的源MAC地址和目的MAC地址。

MAC地址表查找：交換機(jī)在其MAC地址表中查找目的MAC地址對(duì)應(yīng)的端口。

轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包：如果找到匹配的端口，交換機(jī)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到該端口；如果沒(méi)有找到，交換機(jī)將數(shù)據(jù)包廣播到所有端口（除源端口外）。

二層交換機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景：

小型局域網(wǎng)：適用于小型企業(yè)、家庭網(wǎng)絡(luò)等局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備連接。

接入層設(shè)備：作為接入層交換機(jī)，連接終端設(shè)備（如PC、打印機(jī)）到網(wǎng)絡(luò)中。

三層交換機(jī)

三層交換機(jī)則工作在OSI模型的第三層——網(wǎng)絡(luò)層。除了具備二層交換機(jī)的功能外，它還能基于IP地址進(jìn)行路由選擇，支持跨網(wǎng)絡(luò)段的數(shù)據(jù)傳輸。

三層交換機(jī)除了具備二層交換機(jī)的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)功能外，還能進(jìn)行IP路由，具體步驟如下：

接收數(shù)據(jù)包：交換機(jī)從一個(gè)端口接收到數(shù)據(jù)包。

讀取IP地址：交換機(jī)讀取數(shù)據(jù)包中的源IP地址和目的IP地址。

查找路由表：交換機(jī)在其路由表中查找目的IP地址對(duì)應(yīng)的下一跳路由和出接口。

轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包：交換機(jī)根據(jù)查找到的路由信息，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)慕涌凇?/p>

三層交換機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景：

中大型局域網(wǎng)：適用于中大型企業(yè)、校園網(wǎng)等需要跨網(wǎng)段通信的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

匯聚層設(shè)備：作為匯聚層交換機(jī)，連接多個(gè)接入層交換機(jī)，提供跨VLAN、跨網(wǎng)段的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由功能。

數(shù)據(jù)中心：在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，三層交換機(jī)能夠提供高性能的路由和交換功能，支持大規(guī)模的數(shù)據(jù)流量處理。

二層交換機(jī) vs 三層交換機(jī)

數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)

二層交換機(jī)：基于MAC地址進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，僅適用于同一局域網(wǎng)內(nèi)的通信。

三層交換機(jī)：不僅能基于MAC地址進(jìn)行二層轉(zhuǎn)發(fā)，還能基于IP地址進(jìn)行三層路由，適用于不同網(wǎng)絡(luò)段之間的通信。

廣播域和沖突域

二層交換機(jī)：分割沖突域，但不能分割廣播域，整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)廣播域。

三層交換機(jī)：分割沖突域和廣播域，每個(gè)端口或VLAN都是獨(dú)立的廣播域。

VLAN支持

二層交換機(jī)：支持VLAN劃分，但VLAN間通信需要三層設(shè)備（如路由器）進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

三層交換機(jī)：不僅支持VLAN劃分，還能直接在交換機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)VLAN間的路由，提高了網(wǎng)絡(luò)性能和效率。

路由功能

二層交換機(jī)：沒(méi)有路由功能，不能進(jìn)行IP層的轉(zhuǎn)發(fā)。

三層交換機(jī)：具備完整的路由功能，支持靜態(tài)路由、動(dòng)態(tài)路由協(xié)議（如OSPF、RIP等）。

質(zhì)量服務(wù)（QoS）

二層交換機(jī)：提供基本的QoS功能，如基于MAC地址的流量?jī)?yōu)先級(jí)控制。

三層交換機(jī)：提供高級(jí)QoS功能，如基于IP地址、端口號(hào)、協(xié)議類(lèi)型的流量分類(lèi)和優(yōu)先級(jí)控制，能夠更好地保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。

交換性能

二層交換機(jī)：專(zhuān)注于二層數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)，能夠提供線(xiàn)速轉(zhuǎn)發(fā)性能。

三層交換機(jī)：除了二層轉(zhuǎn)發(fā)外，還需處理三層路由，通常在轉(zhuǎn)發(fā)性能上稍遜于純二層交換機(jī)，但現(xiàn)代高端三層交換機(jī)也能提供接近線(xiàn)速的三層轉(zhuǎn)發(fā)性能。

處理延遲

二層交換機(jī)：由于只進(jìn)行MAC地址查找和轉(zhuǎn)發(fā)，處理延遲較低。

三層交換機(jī)：需進(jìn)行IP地址查找和路由選擇，處理延遲較高，但高端設(shè)備通過(guò)硬件加速可有效降低延遲。

端口密度

二層交換機(jī)：一般提供較高的端口密度，適用于大量設(shè)備的接入。

三層交換機(jī)：由于增加了三層處理功能，端口密度相對(duì)較低，但也有高密度端口配置的型號(hào)。

管理功能

二層交換機(jī)：提供基本的管理功能，如SNMP監(jiān)控、端口鏡像、VLAN管理等。

三層交換機(jī)：提供豐富的管理功能，如路由協(xié)議配置、ACL（訪問(wèn)控制列表）、更高級(jí)的QoS設(shè)置等。

配置復(fù)雜度

二層交換機(jī)：配置相對(duì)簡(jiǎn)單，適合初級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理員。

三層交換機(jī)：配置較為復(fù)雜，需要具備一定的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的管理員進(jìn)行配置和維護(hù)。

價(jià)格差異

一般來(lái)說(shuō)，三層交換機(jī)的價(jià)格高于二層交換機(jī)，因?yàn)槠浼闪烁嗟挠布凸δ埽m用于更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

總結(jié)

二層交換機(jī)和三層交換機(jī)在功能、應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有顯著區(qū)別。二層交換機(jī)主要用于局域網(wǎng)內(nèi)部的設(shè)備連接和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，而三層交換機(jī)則在此基礎(chǔ)上增加了IP路由功能，支持跨網(wǎng)段通信和更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。選擇哪種交換機(jī)取決于具體的網(wǎng)絡(luò)需求和預(yù)算。對(duì)于簡(jiǎn)單的局域網(wǎng)，二層交換機(jī)已經(jīng)足夠；而對(duì)于需要跨網(wǎng)段通信和高級(jí)管理功能的中大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，三層交換機(jī)則是更好的選擇。