三層交換機和路由器工作原理

　　交換機的主要功能包括物理編址、網路拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN***虛擬區域網***的支援、對鏈路匯聚的支援，甚至有的還具有防火牆的功能。可能很多使用者對三層交換機不太熟悉，本文主要介紹了三層交換機和路由器的一些相關知識，有興趣的朋友可以一起來看看

　　方法步驟

　　三層交換機既可操作在網路協議的第三層，起到路由決定的作用，又具有幾乎達到第二層交換的速度，且價格相對較低。 一時間，三層交換機將取代路由器成為網路界最流行的話題。但事實果真如此嗎?

　　傳統的路由器在網路中有路由轉發、防火牆、隔離廣播等作用，而在一個劃分了VLAN以後的網路中，邏輯上劃分的不同網段之間通訊仍然要通過路由器轉發。 由於在區域網上，不同VLAN之間的通訊資料量很大，這樣，如果路由器要對每一個數據包都路由一次，隨著網路上資料量的不斷增大，它將成為瓶頸。而第三層交換技術就是將路由技術與交換技術合二為一的技術。

　　在對第一個資料流進行路由後，它將會產生一個MAC地址與IP地址的對映表，當同樣的資料流再次通過時，將根據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行路由選擇而造成網路的延遲，提高了資料包轉發的效率。

　　路由器的轉發採用最長匹配的方式，實現複雜，通常使用軟體來實現。而三層交換機的路由查詢是針對流的，它利用CACHE技術，很容易採用ASIC實現，因此，可以大大節約成本，並實現快速轉發。 但從技術上講，路由器和三層交換機在資料包交換操作上存在著明顯區別。路由器一般由基於微處理器的引接執行資料包交換，而三層交換機通過硬體執行資料包交換。因此與三層交換機相比，路由器功能更為強大，像NAT、VPN等功能仍無法被完全替代。 處於同一個區域網中的各子網的互聯，可以用三層交換機來代替路由器，但區域網必須與公網互聯以實現跨地域的網路，這時路由器就不可缺少。

　　一個完全構建在交換機上的網路會出現諸如碰撞、堵塞以及通訊混亂等問題。使用路由器將網路劃分為多個子網，通過路由所具備的功能來有效進行安全控制策略，則可以避這些問題。 三層交換機現在還不能提供完整的路由選擇協議，而路由器則具備同時處理多個協議的能力。當連線不同協議的網路，像乙太網和令牌環的組合網路，依靠三層交換機是不可能完成網間資料傳輸的。除此之外，路由器還具有第四層網路管理能力，這也是三層交換機所不具備的。

　　補充：交換機基本使用方法

　　作為基本核心交換機使用，連線多個有線裝置使用：網路結構如下圖，基本連線參考上面的【方法/步驟1：基本連線方式 】

　　作為網路隔離使用：對於一些功能好的交換機，可以通過模式選擇開關選擇網路隔離模式，實現網路隔離的作用，可以只允許普通埠和UPlink埠通訊，普通埠之間是相互隔離不可以通訊的

　　除了作為核心交換機***中心交換機***使用，還可以作為擴充套件交換機***接入交換機***來擴充套件網路

　　放在路由器上方，擴充套件網路供應商的網路線路***用於一條線路多個IP的網路***，連線之後不同的路由器用不同的IP連線至公網

　　相關閱讀：交換機硬體故障常見問題

　　電源故障：

　　由於外部供電不穩定，或者電源線路老化或者雷擊等原因導致電源損壞或者風扇停止，從而不能正常工作。

　　由於電源緣故而導致機內其他部件損壞的事情也經常發生。

　　如果面板上的POWER指示燈是綠色的，就表示是正常的;如果該指示燈滅了，則說明交換機沒有正常供電。

　　這類問題很容易發現，也很容易解決，同時也是最容易預防的。

　　針對這類故障，首先應該做好外部電源的供應工作，一般通過引入獨立的電力線來提供獨立的電源，並新增穩壓器來避免瞬間高壓或低壓現象。

　　如果條件允許，可以新增UPS***不間斷電源***來保證交換機的正常供電，有的UPS提供穩壓功能，而有的沒有，選擇時要注意。

　　在機房內設定專業的避雷措施，來避免雷電對交換機的傷害。現在有很多做避雷工程的專業公司，實施網路佈線時可以考慮。