三層交換技術(shù)特點(diǎn)在使用時(shí)參考的因素，線速路由，IP 路由，路由功能，路由協(xié)議支持，以及引起路由表的變化可能的原因都會(huì)在下面的文章中涉及到。本文可以作為從業(yè)者的參考文獻(xiàn)。

三層交換技術(shù)特點(diǎn)線速路由：

和傳統(tǒng)的路由器相比，第三層交換機(jī)的路由速度一般要快十倍或數(shù)十倍，能實(shí)現(xiàn)線速路由轉(zhuǎn)發(fā)。傳統(tǒng)路由器采用軟件來維護(hù)路由表，而第三層交換機(jī)采用ASIC （Application Specific Integrated Circuit ）硬件來維護(hù)路由表，因而能實(shí)現(xiàn)線速的路由。

三層交換技術(shù)特點(diǎn)IP 路由：

在局域網(wǎng)上，二層的交換機(jī)通過源MAC 地址來標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)包的發(fā)送者，根據(jù)目的MAC 地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。對(duì)于一個(gè)目的地址不在本局域網(wǎng)上的數(shù)據(jù)包，二層交換機(jī)不可能直接把它送到目的地，需要通過路由設(shè)備（比如傳統(tǒng)的路由器）來轉(zhuǎn)發(fā)，這時(shí)就要把交換機(jī)連接到路由設(shè)備上。

如果把交換機(jī)的缺省網(wǎng)關(guān)設(shè)置為路由設(shè)備的IP 地址，三層交換技術(shù)特點(diǎn)會(huì)把需要經(jīng)過路由轉(zhuǎn)發(fā)的包送到路由設(shè)備上。路由設(shè)備檢查數(shù)據(jù)包的目的地址和自己的路由表，如果在路由表中找到轉(zhuǎn)發(fā)路徑，路由設(shè)備把該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到其它的網(wǎng)段上，否則，丟棄該數(shù)據(jù)包。

專用（傳統(tǒng)）路由器昂貴，復(fù)雜，速度慢，易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸，因?yàn)樗治鏊械膹V播包并轉(zhuǎn)發(fā)其中的一部分，還要和其它的路由器交換路由信息，而且這些處理過程都是由CPU 來處理的（不是專用的ASIC ），所以速度慢。

第三層交換機(jī)既能象二層交換機(jī)那樣通過MAC 地址來標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，也能象傳統(tǒng)路由器那樣在兩個(gè)網(wǎng)段之間進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。而且由于是通過專用的芯片來處理路由轉(zhuǎn)發(fā)，第三層交換機(jī)能實(shí)現(xiàn)線速路由。

三層交換技術(shù)特點(diǎn)路由功能

比較傳統(tǒng)的路由器，第三層交換機(jī)不僅路由速度快，而且配置簡(jiǎn)單。在最簡(jiǎn)單的情況（即第三層交換機(jī)默認(rèn)啟動(dòng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能時(shí)），一旦交換機(jī)接進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，只要設(shè)置完VLAN ，并為每個(gè)VLAN 設(shè)置一個(gè)路由接口。

第三層交換機(jī)就會(huì)自動(dòng)把子網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)流限定在子網(wǎng)之內(nèi)，并通過路由實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)包交換。管理員也可以通過人工配置路由的方式：設(shè)置基于端口的VLAN ，給每個(gè)VLAN 配上IP 地址和子網(wǎng)掩碼，就產(chǎn)生了一個(gè)路由接口。隨后，手工設(shè)置靜態(tài)路由或者啟動(dòng)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。

三層交換技術(shù)特點(diǎn)路由協(xié)議支持：

第三層交換機(jī)可以通過自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能來處理本地IP 包的轉(zhuǎn)發(fā)及學(xué)習(xí)鄰近路由器的地址，同時(shí)也可以通過動(dòng)態(tài)路由協(xié)議RIP1 ，RIP2 ，OSPF 來計(jì)算路由路徑。下面介紹一下RIP 協(xié)議和OSPF 協(xié)議。

路由信息協(xié)議（RIP ）是一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP ），主要應(yīng)用在中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，RIP 協(xié)議采用距離向量算法，在路由信息中包括了到達(dá)目的IP （向量）的跳躍次數(shù)（距離），跳躍次數(shù)最小的路徑是***路徑。

RIP 允許的***跳躍次數(shù)為15 ，需要跳躍16 次及其以上的目的地址被認(rèn)為是不可達(dá)的。RIP 路由器通過周期性廣播來與鄰近的RIP 路由器交換路由信息，廣播的時(shí)間間隔可以設(shè)定。廣播的內(nèi)容就是整個(gè)路由表。

當(dāng)RIP 路由器收到鄰近路由器的路由表后，要經(jīng)過計(jì)算來決定是否更新自己的路由表。如果自己的路由表需要更新，路由器在更新完畢后會(huì)立即把更新的內(nèi)容發(fā)到鄰近的路由器而不必等待廣播間隔時(shí)間的結(jié)束。

引起路由表的變化可能會(huì)有如下原因：
◆啟動(dòng)了一個(gè)新的接口；
◆使用中的接口出現(xiàn)了故障；
◆鄰近路由器的路由表改變；
◆路由表中的某條記錄的生存周期結(jié)束，被自動(dòng)刪除。

RIP 路由器要求在每個(gè)廣播周期內(nèi)，都能收到鄰近路由器的路由信息，如果不能收到，路由器將會(huì)放棄這條路由：如果在90 秒內(nèi)沒有收到，路由器將用其它鄰近的具有相同跳躍次數(shù)（HOP ）的路由取代這條路由；如果在180 秒內(nèi)沒有收到，該鄰近的路由器被認(rèn)為不可達(dá)。

RIP 將路由器分為兩種類型，一種是主動(dòng)的，一種是被動(dòng)的。主動(dòng)路由器既可以發(fā)送自己的路由表，也可以接受鄰近路由器的路由表。被動(dòng)路由器只能接受鄰近路由器的路由表。一旦啟動(dòng)了RIP 協(xié)議的某個(gè)端口學(xué)到了一條路由，它將保留這條路由，直到學(xué)到更好的路由。

一旦有端口廣播說某條路由失敗了，其它收到這條消息的端口都應(yīng)該對(duì)通過RIP 獲得的路由信息做過時(shí)處理。一條路由如果在180 秒內(nèi)沒有對(duì)外廣播路由信息的話，該路由將會(huì)被認(rèn)為是無效。

此外，當(dāng)接口啟動(dòng)RIP 時(shí)，它通過和其直接相連的接口建立路由表。在和鄰近路由器交換路由信息，建立一個(gè)穩(wěn)定的***化的路由表的過程中，有可能出現(xiàn)信息回路。一旦路由器收到了以自己作為中間跳轉(zhuǎn)的路由，肯定出現(xiàn)了信息回路。

例如：R2 有一條通往RA 的路由，它把這條路由廣播給了R1 ，但是，在R1 給R2 的路由信息中也有到RA 的路由，而且是以R2 作為轉(zhuǎn)跳路由器，這時(shí)就出現(xiàn)了信息回路。水平分割技術(shù)可以避免這種信息回路的產(chǎn)生。

三層交換技術(shù)特點(diǎn)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能：

有些第三層交換機(jī)具有自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能，該功能可以減少配置的復(fù)雜性。第三層交換機(jī)可以通過監(jiān)視數(shù)據(jù)流來學(xué)習(xí)路由信息，通過對(duì)端口入站數(shù)據(jù)包的分析，第三層交換機(jī)能自動(dòng)的發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)生一個(gè)廣播域、VLAN 、IP 子網(wǎng)和更新他們的成員。

自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能在不改變?nèi)魏闻渲玫那闆r下，提高網(wǎng)絡(luò)的性能。第三層交換機(jī)啟動(dòng)后就自動(dòng)具有IP 包的路由功能，它檢查所有的入站數(shù)據(jù)包來學(xué)習(xí)子網(wǎng)和工作站的地址，它自動(dòng)地發(fā)送路由信息給鄰近的路由器和三層交換機(jī)，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

一旦第三層交換機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)，它就開始監(jiān)聽網(wǎng)上的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)學(xué)習(xí)到的內(nèi)容建立并不斷更新路由表。交換機(jī)在自動(dòng)發(fā)現(xiàn)過程中，不需要額外的管理配置，也不會(huì)發(fā)送探測(cè)包來增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。用戶可以先用自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能來獲得簡(jiǎn)單高效的網(wǎng)絡(luò)性能，然后根據(jù)需要來添加其他的路由、VLAN 等功能。

在第三層，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)有如下過程：

◆通過偵察ARP ，RARP 或者DHCP 響應(yīng)包的原IP 地址，在幾秒終之內(nèi)發(fā)現(xiàn)IP 子網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

◆在同一網(wǎng)絡(luò)的不同網(wǎng)段之間建立一個(gè)邏輯連接，即在網(wǎng)段間進(jìn)行路由，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段間信息通訊。

◆學(xué)習(xí)地址，根據(jù)IP 子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或組播地址來配置VLAN ，使用IGMP （Internet Group Management Protocol ）來動(dòng)態(tài)更新VLAN 成員。

◆支持ICMP （Internet Control Message Protocol ）路由發(fā)現(xiàn)選項(xiàng)。

◆存儲(chǔ)學(xué)習(xí)到的路由到硬件中，用線速轉(zhuǎn)發(fā)這些地址的數(shù)據(jù)包。

◆把目的地址不在路由表中的包送到網(wǎng)絡(luò)上的其他路由器。

◆通過偵聽ARP 請(qǐng)求來學(xué)習(xí)每一臺(tái)工作站的地址。

◆在子網(wǎng)之內(nèi)實(shí)現(xiàn)IP 包的交換。

在第二層，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)有如下過程：

◆通過硬件地址（MAC ）的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)基于硬件地址（MAC ）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

◆根據(jù)ARP 請(qǐng)求，建立路由表。

◆交換各種非IP 包。

◆查看收到的數(shù)據(jù)包的目的地址，如果目的地址是已知的，將包轉(zhuǎn)發(fā)到已知端口，否則將包廣播到它所在的VLAN 的所有成員。