二層交換機和三層交換機的區別
時間：2023-11-01 來源：華清遠見
什么是二層交換機？
二層交換機也稱為數據鏈路層交換機，工作在OSI模型的第二層，主要功能是根據目的MAC地址將數據包從一個接口轉發到另一個接口，實現局域網內部的數據交換。
二層交換機的工作原理：
（1）當交換機從某個端口收到一個數據包，它先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的。
（2）再去讀取包頭中的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找相應的端口。
（3）如果MAC地址表中有與目的MAC地址對應的端口，把數據包直接復制到該端口上。
（4）如果MAC地址表中找不到相應的端口，則把數據包廣播到所有端口上。當目的機器對源機器回應時，二層交換機又學習到目的MAC地址與哪個端口對應，在下次傳送數據時就不再需要對所有端口進行廣播了。
（5）不斷的循環這個過程，可以學習到整個局域網的MAC地址信息，二層交換機就是這樣建立和維護自己的MAC地址表。
什么是三層交換機？
三層交換機也稱為網絡層交換機，工作在OSI模型的第三層，結合了二層交換機和路由器的功能。它不僅能夠實現局域網內部的數據交換，還能夠連接不同子網，并根據目的IP地址進行數據包的轉發。
主要功能：
數據包的轉發：三層交換機能夠根據目的IP地址查找路由表，找到最佳的路徑，并將數據包轉發到相應的接口。它通過學習和維護路由表來實現數據包的轉發。
跨網段通信：三層交換機能夠連接不同的子網，實現跨網段的數據轉發。它可以將數據包從一個子網轉發到另一個子網，實現不同子網之間的通信。
路由功能：三層交換機具備路由器的功能，能夠進行路由計算和路由協議的學習，實現不同網絡之間的數據轉發。
三層交換機的工作原理：
IP設備A--------------------三層交換機--------------------IP設備B
（1）比如A要給B發送數據，已知目的IP，那么A就用子網掩碼取得網絡地址，判斷目的IP是否與自己在同一網段。
（2）如果在同一網段，但不知道轉發數據所需的MAC地址，A就發送一個ARP請求，B返回其MAC地址，A用此MAC封裝數據包并發送給交換機，交換機起用二層交換模塊，查找MAC地址表，將數據包轉發到相應的端口。
（3）如果目的IP地址顯示不是同一網段的，那么A要實現和B的通訊，在流緩存條目中沒有對應MAC地址條目，就將第一個正常數據包發送向一個缺省網關，這個缺省網關一般在操作系統中已經設好，對應第三層路由模塊，所以可見對于不是同一子網的數據，最先在MAC地址表中放的是缺省網關的MAC地址;然后就由三層模塊接收到此數據包，查詢路由表以確定到達B的路由，將構造一個新的幀頭，其中以缺省網關的MAC地址為源MAC地址，以主機B的MAC地址為目的MAC地址。通過一定的識別觸發機制，確立主機A與B的MAC地址及轉發端口的對應關系，并記錄進流緩存條目表，以后的A到B的數據，就直接交由二層交換模塊完成。這就通常所說的一次路由多次轉發。
二層交換機和三層交換機有什么區別？
功能區別：
二層交換機只能在局域網內進行MAC地址之間的轉發，不具備路由功能。
三層交換機除了可以實現與二層交換機相同的MAC地址表轉發外，還可以實現IP地址的路由功能。
工作方式區別：
二層交換機通過學習每個接口連接的設備的MAC地址來構建一個MAC地址表，用于處理后續數據包的轉發。
三層交換機除了構建MAC地址表，還會生成一個路由表，以便在不同的子網之間轉發數據包。
范圍區別：
二層交換機適用于局域網內部，通常用于連接局域網中的計算機、服務器等設備。
三層交換機則適用于大型企業網絡中，可以實現跨子網的互聯，支持更復雜的網絡拓撲結構。
綜上所述，二層交換機主要負責局域網內部的數據轉發，而三層交換機則更加強大，可實現跨子網的路由功能。
