三层交换和路由的区别(网络技术基础教学资料)

三层交换和路由的区别,网络技术基础教学资料。用于教学交流。

三层交换与路由之间的区别

交换机是二层的，然后是通过ASCI芯片查MAC表，然后知道数据包是通过哪个接口进行转发的。这就是二层交换的基本概念。其使用范围是局域网，也就是基本上是用于同一个IP子网内的数据包交互。

路由器是三层的，这个三层功能的主要目的就是需要完成跨网段的任务。也就是说是要在不同的局域网之间通信。然后它是通过CPU查路由表来实现的。不同网段的通信过程，首先是要A网段的一台主机将数据包发送到ASCI交换芯片上，然后芯片查MAC表，这个时候封装的MAC是本局域网中的网关的MAC，也就是路由器的LAN口MAC。然后这时候交换芯片将数据包提交到三层，然后CPU完成路由查表，将数据包转发到另一个网段。

还有一种三层的NAT设备，是查的NAT表，NAT表查询就比较慢了。主要是它的表会很大。具体在这个问题里面先不讨论。

然后是大家关心的三层交换了。首先外形上和路由器就不一样。它外形其实和交换机是一样的，很多口。

其实这个三层交换是可以软件实现和硬件实现的。

其实它也不是三层的。因为它并不是查的路由表。而且也不是二层的，因为光查MAC表显然不能实现跨网段的功能。

三层交换这个其实可以说是用的接口路由，也就是查一张表接口路由表。直接将IP对应到接口发出。也就是常说的“一次路由，多次交换”。硬件实现的速度快，软件实现就是用LINUX的一个FAST ROUTE内核。

三层交换机上也可以和二层交换机一样划分VLAN，然后它能对每个VLAN设定一个IP，这样就相当于可以设置很多不同的网段。然后三层交换机就查它自己的接口路由表完成跨网段的数据交换，体现出来就是路由转发，就是三层的东西了。

三层交换机的速度非常快，硬件实现的能达到千兆的双向转发。

而三层的路由器，万元左右的设备，PPS大概就80到90K，通过软件实现快速转发，就是类似去模拟三层交换，可能会将转发提升很多。目前锐捷的有款设备好像是400多的PPS。

近年来随着Internet/Intranet的迅猛发展和B/S计算模式的广泛应用，跨地域、跨网络的业务急剧增长，业界和用户深感传统的路由器在网络中的瓶颈效应。

而三层交换机既可操作在网络协议的第三层，起到路由决定的作用，又具有几乎达到第二层交换的速度，且价格相对较低。

一时间，三层交换机将取代路由器成为网络界最流行的话题。但事实果真如此吗？

传统的路由器在网络中有路由转发、防火墙、隔离广播等作用，而在一个划分

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了VLAN以后的网络中，逻辑上划分的不同网段之间通信仍然要通过路由器转发。

由于在局域网上，不同VLAN之间的通信数据量很大，这样，如果路由器要对每一个数据包都路由一次，随着网络上数据量的不断增大，它将成为瓶颈。而第三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。

在对第一个数据流进行路由后，它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率。

路由器的转发采用最长匹配的方式，实现复杂，通常使用软件来实现。而三层交换机的路由查找是针对流的，它利用CACHE技术，很容易采用ASIC实现，因此，可以大大节约成本，并实现快速转发。

但从技术上讲，路由器和三层交换机在数据包交换操作上存在着明显区别。路由器一般由基于微处理器的引接执行数据包交换，而三层交换机通过硬件执行数据包交换。因此与三层交换机相比，路由器功能更为强大，像NAT、VPN等功能仍无法被完全替代。

处于同一个局域网中的各子网的互联，可以用三层交换机来代替路由器，但局域网必须与公网互联以实现跨地域的网络，这时路由器就不可缺少。一个完全构建在交换机上的网络会出现诸如碰撞、堵塞以及通信混乱等问题。使用路由器将网络划分为多个子网，通过路由所具备的功能来有效进行安全控制策略，则可以避这些问题。

三层交换机现在还不能提供完整的路由选择协议，而路由器则具备同时处理多个协议的能力。当连接不同协议的网络，像以太网和令牌环的组合网络，依靠三层交换机是不可能完成网间数据传输的。除此之外，路由器还具有第四层网络管理能力，这也是三层交换机所不具备的。

所以，三层交换机并不等于路由器，也不可能完全取代路由器。