基本特點：介紹三層交換機技術(shù)精確匹配查詢，關(guān)于公司之間互聯(lián)的三層交換機技術(shù)，或者公司的大型網(wǎng)路連接，都是很復雜的事情，對于很多人而言，這簡直讓人摸不著頭腦，盡管這樣，還是有很多人士需要了解三層交換機技術(shù)的構(gòu)建。

在路由器上，每當接收到一個數(shù)據(jù)報，路由器便進行路由表的查詢來找出該數(shù)據(jù)報的下一跳，然后通過相應的接口發(fā)送出去。路由器查詢路由表采用的是最長匹配算法，在以前的路由器中，最長匹配算法采用軟件實現(xiàn)，而且實現(xiàn)起來非常復雜，導致了效率特別低。

我們可以設(shè)想，能否改變這種最長匹配的查找思想，而采用精確匹配的查找技術(shù)實現(xiàn)呢？可以引入一個高速緩沖區(qū)，用來存放精確查詢所需要的信息（一般是三層 IP地址跟出口的對應fib表，還關(guān)聯(lián)有一些二層封裝信息Arp表，比如鏈路層頭等），當接收到一個需要進行三層轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀的時候。

路由器先查詢高速緩沖區(qū)（采用精確匹配算法，即直接根據(jù)目的IP地址進行索引），如果命中，則根據(jù)查詢出的信息進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，如果不能命中，則查詢路由表（采用最長匹配算法），根據(jù)查詢的結(jié)果進行轉(zhuǎn)發(fā)，同時更新相應的精確查詢緩沖區(qū)，這樣當?shù)竭_同一個目的地的數(shù)據(jù)報來的時候，就可以直接查詢精確匹配緩沖區(qū)進行轉(zhuǎn)發(fā)了。

跟CAM表一樣，精確匹配查詢項也有一個定時機制，超過了一定的時間限制就從緩沖區(qū)中刪除掉，跟CAM表不同的是，三層精確匹配查詢項跟路由表同步，每當路由表變化，必定修改精確轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)，來保證跟路由表的同步。如果數(shù)據(jù)鏈路層是以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層是IP，則這個三層高速轉(zhuǎn)發(fā)緩沖區(qū)是通過ARP協(xié)議建立的，我們說明它的工作過程。

開始的時候，三層交換機技術(shù)只有一張用于路由的路由表（該路由表是通過路由協(xié)議建立的），而精確匹配的三層轉(zhuǎn)發(fā)表為空，這樣當三層交換機技術(shù)接收到一個需要進行三層交換的數(shù)據(jù)幀時，它首先查詢?nèi)龑泳_匹配緩沖區(qū)，因為三層轉(zhuǎn)發(fā)表為空，查詢失敗，于是，三層交換機技術(shù)通過最長匹配算法查詢路由表（根據(jù)數(shù)據(jù)報的目的IP地址），查詢的結(jié)果是一個出口（一般是一個VLAN接口）和一個下一跳。于是，有兩中可能的情況：
◆數(shù)據(jù)報的目的地址跟VLAN接口不在同一個網(wǎng)段；
◆數(shù)據(jù)報的目的地址跟VLAN接口在同一個網(wǎng)段。

在***種情況下，三層交換機技術(shù)通過ARP解析來解析下一跳IP地址，獲得下一跳的MAC地址后，三層交換機技術(shù)把接收的數(shù)據(jù)幀進行二層封裝，然后發(fā)送給下一跳。在第二種情況下，三層交換機技術(shù)直接解析數(shù)據(jù)報的目的IP地址，獲得目的IP地址對應的主機MAC地址后，直接把該數(shù)據(jù)幀發(fā)送給目的主機。

不論哪種情況，交換機進行ARP解析的時候，都會獲得一個IP地址跟出口的對應關(guān)系，同時還通過ARP協(xié)議獲得了下一跳的MAC地址，于是，三層交換機技術(shù)會把這些數(shù)據(jù)組合成一個三層精確匹配項，并插入到三層精確匹配緩沖區(qū)里面。這樣當?shù)竭_同一目的地的數(shù)據(jù)報到來后，三層交換機技術(shù)使用精確匹配算法直接查詢高速緩沖區(qū)，根據(jù)查詢的結(jié)果進行轉(zhuǎn)發(fā)。

需要說明的是，實現(xiàn)三層精確匹配并不是三層交換機技術(shù)必須具備的特性。在一些低端交換機的場合下，最長匹配查詢采用軟件實現(xiàn)，效率特別低，因而引入三層精確匹配算法，這是合理而且必須的，但對一些高端場合，就不適應了，在一些高端交換機上。

最長匹配算法都是基于硬件實現(xiàn)的，而且采用了效率很高的樹查找算法，其效率跟精確匹配算法相差無幾，而且只采用最長匹配算法還減少了精確匹配緩沖區(qū)和路由表的同步問題，因而在一些基于硬件實現(xiàn)的三層交換機技術(shù)上，精確匹配不是必須的。在后面介紹典型實例分析的時候，我們會介紹僅僅采用最長匹配算法實現(xiàn)高端三層的交換機。

本部分有下列要點：三層交換機技術(shù)為了提高效率，采用了精78確匹配查找算法，在一些高端三層交換機技術(shù)上，該特性不是必須的，因為采用最長匹配查找算法的效率并不一定比采用精確匹配查找算法效率差。