三層交換和路由器

近年來隨著Internet/Intranet的迅猛發(fā)展和B/S計(jì)算模式的廣泛應(yīng)用，跨地域、跨網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)急劇增長(zhǎng)，業(yè)界和用戶深感傳統(tǒng)的路由器在網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸效應(yīng)。

而三層交換機(jī)既可操作在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的第三層，起到路由決定的作用，又具有幾乎達(dá)到第二層交換的速度，且價(jià)格相對(duì)較低。 一時(shí)間，三層交換機(jī)將取代路由器成為網(wǎng)絡(luò)界最流行的話題。但事實(shí)果真如此嗎?

傳統(tǒng)的路由器在網(wǎng)絡(luò)中有路由轉(zhuǎn)發(fā)、防火墻、隔離廣播等作用，而在一個(gè)劃分了VLAN以后的網(wǎng)絡(luò)中，邏輯上劃分的不同網(wǎng)段之間通信仍然要通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)。 由于在局域網(wǎng)上，不同VLAN之間的通信數(shù)據(jù)量很大，這樣，如果路由器要對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)包都路由一次，隨著網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)量的不斷增大，它將成為瓶頸。而第三層交換技術(shù)就是將路由技術(shù)與交換技術(shù)合二為一的技術(shù)。

在對(duì)第一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行路由后，它將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)MAC地址與IP地址的映射表，當(dāng)同樣的數(shù)據(jù)流再次通過時(shí)，將根據(jù)此表直接從二層通過而不是再次路由，從而消除了路由器進(jìn)行路由選擇而造成網(wǎng)絡(luò)的延遲，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。

路由器的轉(zhuǎn)發(fā)采用最長(zhǎng)匹配的方式，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，通常使用軟件來實(shí)現(xiàn)。而三層交換機(jī)的路由查找是針對(duì)流的，它利用CACHE技術(shù)，很容易采用ASIC實(shí)現(xiàn)，因此，可以大大節(jié)約成本，并實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。 但從技術(shù)上講，路由器和三層交換機(jī)在數(shù)據(jù)包交換操作上存在著明顯區(qū)別。路由器一般由基于微處理器的引接執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換，而三層交換機(jī)通過硬件執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換。因此與三層交換機(jī)相比，路由器功能更為強(qiáng)大，像NAT、VPN等功能仍無法被完全替代。 處于同一個(gè)局域網(wǎng)中的各子網(wǎng)的互聯(lián)，可以用三層交換機(jī)來代替路由器，但局域網(wǎng)必須與公網(wǎng)互聯(lián)以實(shí)現(xiàn)跨地域的網(wǎng)絡(luò)，這時(shí)路由器就不可缺少。

一個(gè)完全構(gòu)建在交換機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)諸如碰撞、堵塞以及通信混亂等問題。使用路由器將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng)，通過路由所具備的功能來有效進(jìn)行安全控制策略，則可以避這些問題。 三層交換機(jī)現(xiàn)在還不能提供完整的路由選擇協(xié)議，而路由器則具備同時(shí)處理多個(gè)協(xié)議的能力。當(dāng)連接不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，像以太網(wǎng)和令牌環(huán)的組合網(wǎng)絡(luò)，依靠三層交換機(jī)是不可能完成網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。除此之外，路由器還具有第四層網(wǎng)絡(luò)管理能力，這也是三層交換機(jī)所不具備的。

所以，三層交換機(jī)并不等于路由器，也不可能完全取代路由器。