网络中的哪些事儿（三）之我眼中的三层交换机

        最近接触到了三层交换机感觉很好玩，对于三层交换机的原理自己感觉一直很模糊，于是自己就查了些相关资料学习一下。（特此声明：以下图示均为本人绘制，敬请读者原谅我这惨无人道的绘图技术）

        先来晒一张三层交换机原理图：

                                                                         对不起读者！！！

一.二种情况窥三层交换原理：

       Ａ．同一个子网内通讯，如图中的Ａ和Ｂ进行通讯。

       ①计算机Ａ内部首先用Ｂ计算机的ＩＰ（１９２．１６８．１．２）与自身的子网掩码（２５５.２５５.２５５.０）做与操作，与完结果为１９２.１６８.１.０，于是Ａ就判断出Ｂ和自己是在同一个子网中。

       ②计算机Ａ发一个广播包（其中目的ＩＰ为Ｂ的）到三层交换机，这时三层交换机中二层功能会将这个广播包转发到这个子网中其他所有端口（包括网关图示Ｅ），这时在Ｖ１中其他计算机能判断出目的ＩＰ不是自己的，故将其丢掉，但当Ｂ接收到这个包后，做判断后发现是自己的ＩＰ于是会给Ａ一个回复包，这样Ａ就知道了Ｂ的ＭＡＣ地址。

       ③Ａ有了Ｂ的ＭＡＣ地址后，在以后就可以发单播与Ｂ进行通讯。

 

　   Ｂ．不同子网通讯，如图中的Ａ和Ｃ进行通讯。

　　①计算机Ａ内部首先用Ｃ计算机的ＩＰ（１９２．１６８．３．１）与自身的子网掩码（２５５.２５５.２５５.０）做与操作，与完结果为１９２.１６８.３.０，于是Ａ就判断出Ｂ和自己不是在同一个子网中。

　　②计算机Ａ此时就从自身的ＡＲＰ表中读取网关（图示Ｅ）的ＭＡＣ地址，并用网关Ｅ的ＭＡＣ地址做为目的ＭＡＣ，以Ｃ的ＩＰ做为目的ＩＰ进行封装成如下数据包，并发送到三层交换机上。

                                    

                                                                        这图表示很无语！！！

　　③三层交换机的网关Ｅ（路由模块接口中有类似于网卡的电子元器件）接受到这个数据包后进行拆包操作，读取到其中的目的ＩＰ地址（计算机Ｃ的ＩＰ地址）然后查询路由表得出需将该帧教由网关Ｆ转出，该帧到达网关Ｆ后再此进行封装，此时将目的ＭＡＣ地址写为广播地址，将源ＭＡＣ地址写为网关Ｆ，封装成如下图的数据包：

                                   

                                                                           终于没有图了！！！

　　④这样数据包从网关Ｆ发到二层模块上时，二层模块会转发到与Ｖ２在同一个子网中所有计算机，其他计算机收到后通过拆包后判断目的ＩＰ不是自己于是丢弃，当计算机Ｃ收到该包后判断是自己的ＩＰ于是给一个回馈，这样按照来的路线，回馈到Ａ这样Ａ就与Ｃ建立通路并能进行通讯。

二.对比：

       经过二种情况对比：如果同一个子网中的计算机相互之间进行通讯，其实三层交换机实现功能和二层一样，当不同子网之间进行通讯时才用到三层路由功能。

三.我眼中它的优势：

      ①三层交换机路由模块通过虚拟实现可以支持４０００多个ＶＬＡＮ互联，而路由器受物理端口数量限制（一般在５个以内）。

      ②相比与路由器三层交换机价格比较便宜，性价比相对较高。

      ③转发数据包速度来说三层交换机比传统路由器速度快１０倍左右。

       对原理学习还是很有必要，只有对原理有了比较深入的理解之后，在以后的遇到问题排除故障时才能得心应手。对三层交换机的学习才刚刚开始，相信以后在和她不断的接触过程中会对她有更深的了解。