三层交换机工作流程

引言：对于三层交换机这个名词，大家应该不陌生，但大家是否正真了解它，对于它我有太多的疑问：

* 为什么叫三层？
* 为什么要有三层，二层不够？
* 其工作流程是怎样？
* 为什么同时可以工作在二层模式也可以工作在三层模式下？
* 什么是一次路由多次转发？
* ...

这里面含有着种种的疑问，在这里我也会给出我理解的答案：

• 为什么叫三层？ - 工作在网络层（OSI中属于第三层）
• 为什么要有三层，二层不够？ - 应该是为了满足大型网络的通信效率，二层交换机承受的主机数毕竟有限，而路由器效率不高

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以上都是概念性的，下面来点真功夫，先上图

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|           三层交换机          |
|   -------         -------    | 
|  |  网关1 |      |  网关2  |  |
 ----1---2-------------3-------
     |   |             |
     |   |             |
     |   |             |
     |   |             |
     A   B             C

1、2、3 - 交换机网口
网关1 - 192.168.2.1
网关2 - 192.168.3.1
主机A - 192.168.2.2
主机B - 192.168.2.3
主机C - 192.168.3.2

• 二层交换机工作流程

  • 从一个端口接收数据包，解析源MAC，并更新CAM表
  • 解析目的MAC，并从CAM表查找该MAC对应的网口
  • 若找到则直接复制数据包到相应网口上
  • 若未找到，则广播数据到所有端口，并记录结果到CAM中

• 工作在二层（主机A to 主机B）

  • 交换机检测主机A与主机B的IP，发现是在同一个网络下
  • 采用二层交换机工作流程与B通信（参考二层交换机工作流程）

• 工作在三层（主机A to 主机C）

  • 交换机发现主机A与主机C不在同一个网络下
  • 通过路由规则，网关1将数据发给网关2（参看路由器路由过程）
  • 网关2将数据发给主机C

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从以上可以看成，若主机在同一个网段，则采用二层工作模式，若主机不在同一个网络，则采用三层工作模式