二层交换机与三层交换机

第 2 层 CISCO 交换机类似于网桥。它们在第 2 层（主要是 MAC 子层）连接网络，并充当网桥。它为系统之间的帧传输构建表。

第 2 层以太网交换机比路由器更快，因为它们不需要花费太多时间评估网络层报头信息。相反，它们应该查看帧的硬件地址，这有助于您决定需要采取什么操作，例如转发、泛洪或丢弃它。

什么是第 3 层交换？

第 3 层交换机是一种除了交换之外还执行路由功能的交换机。客户端计算机需要默认网关才能与任何远程子网建立第 3 层连接。

这种类型的层可帮助您结合交换机和路由器的功能。它充当交换机，连接位于同一子网或虚拟 LAN 上的设备。

这种类型的 CISCO 网络交换机支持路由协议。它有助于检查传入的数据包并根据源地址和目标地址做出路由决策。这就是第 3 层交换机既充当交换机又充当路由器的方式。

第 2 层交换如何工作？

这是一个网络示例，其中交换机连接到四个主机设备，分别称为 D1、D2、D3 和 D4。

• D1 第一次想要发送数据包给 D2。
• 由于这是 D1 与 D2 首次通信，因此 DXNUMX 知道 DXNUMX 的 IP 地址。但是，它不知道接收方主机的 MAC（硬件）地址。
• 因此，D1 使用 ARP 来发现 D2 的 MAC 地址。
• 该层交换机将 ARP 请求发送到除 D1 所连接的端口之外的所有端口。
• D2 收到 ARP 请求后，用自己的 MAC 地址回复 ARP 响应报文，同时 D2 也收集了 D1 的 MAC 地址。
• 在这里，借助上述消息，交换机可以了解哪些 MAC 地址被分配给哪些端口。
• 类似地，D2 也在 ARP 报文中发送其 MAC 地址，交换机现在获取 D2 的 MAC 地址并将其存入 MAC 地址表中。
• 它还将 D1 的 MAC 地址存储在地址表中，因为它是 D1 通过 ARP 请求消息发送给交换机的。
• 因此，每当 D1 想要向 D2 发送任何数据时，交换机都会检查该表并将其转发到 D2 的另一个目标端口。
• 类似地，该层交换机将继续维护每个连接主机的硬件地址。

第 2 层交换的功能

第 2 层交换的重要功能如下：

• 从所有传入帧的源地址中可以获知 MAC 地址。
• 网桥和交换机使用 STP 相互通信以消除桥接环路。
• 为未知位置设计的帧将溢出到除接收帧的端口之外的所有端口。
• 它执行与透明桥相同的功能。
• 帧使用专用硬件转发，该硬件称为专用集成电路 (ASIC)。
• 第 2 层交换机还执行交换功能，以重新排列从源到其目标网络的数据帧。
• 第 2 层交换机将复杂的 LAN（局域网）划分为小的 VLAN 网络。

第 3 层交换的功能

第 3 层交换的重要功能如下：

• 根据逻辑寻址定义路径
• 提供安全性
• 运行第三层校验和
• 处理并响应任何选项信息
• 允许您更新简单的网络管理
• 信息库 (MIB) 信息

二层交换机的应用

以下是二层交换机的一些重要应用。

• 您可以将数据帧从源发送到位于同一 VLAN 中的目的地，而无需物理连接。
• IT公司的服务器可以集中放在一个地方，其他地点的客户端可以无延迟地访问数据链路层，节省了服务器成本和时间。
• 公司还通过使用第 2 层交换机配置同一 VLAN 上的主机（无需任何互联网连接）将其用于内部通信。
• 软件专业人员还使用这些交换机来共享他们的工具，将它们集中在一个服务器位置。

第 2 层和第 3 层交换机之间的区别

以下是第 2 层和第 3 层交换之间的一些重要区别：

图层2	图层3
采用第2层交换来减少本地网络上的流量。	它主要用于实现VLAN。
在第 2 层，交换数据包从源端口重新路由到目标端口。	在第 3 层交换中，交换机需要花费一点时间检查数据包，然后找到最佳可用路由将数据包引导至目标端口。
第 2 层使用地址解析协议 (ARP) 来发现其他设备的 MAC 地址。	第 3 层设备利用 IP 地址在虚拟局域网 (VLAN) 内进行路由。
第 2 层交换机具有将数据包从一个端口交换到另一个端口的倾向。	第 3 层交换也有助于设备与网络外部进行通信。
第 2 层交换机通过查找和维护 MAC 地址表进行简单的交换。	第 3 层交换机是一种专门用于通过以下方式路由数据包的设备： IP地址.

第 2 层与第 3 层交换机

名称	二层交换机	二层交换机
路由功能	仅限 Mac 地址	支持静态路由、动态路由等高级路由，
基于 IP 地址的 VLAN 标记	没有	Yes
VLAN间	没有	Yes
应用程序	纯二层域	聚合多个接入交换机

第 2 层交换的优势

以下是第 2 层交换交换机的优点/好处：

• 帮助根据唯一 MAC地址
• 不提供任何设置或管理
• 可以以较低的成本快速部署
• L2 交换机流量统计功能
• 低延迟和更高的安全性

第 3 层交换的优势

以下是第 3 层交换的优点/好处：

• L3支持虚拟局域网之间的路由。
• 提高故障隔离。
• 提供便捷的安全管理。
• 减少广播流量。
• 简化 VLAN 的配置过程，因为每个 VLAN 之间不需要单独的路由器。
• 分离路由表，从而更好地隔离流量。
• 提供流量核算和高速可扩展性。
• 由于数据包不需要经过路由器进行额外的跳跃，因此网络延迟较低。

第 2 层交换的局限性

以下是第 2 层交换的缺点/缺点：

• 第 2 层交换机必须正确划分冲突域。
• 默认情况下它不会分解广播域。
• L2 交换机不允许您在转发数据包时实现任何智能。
• 不帮助您执行交换或基于 IP 地址的路由。
• 从未向 VoIP 用户保证所需带宽

第 3 层交换的局限性

以下是第 2 层交换的缺点/缺点：

• 与第 3 层交换机相比，第 2 层交换机的成本相当高。
• 第 3 层交换机不提供 WAN 功能。
• 多租户和虚拟化。
• 不提供任何功能。

总结

• 第 2 层是使用 LAN 上的设备和 MAC 地址来分割网络的过程。
• 三层交换机是除了交换之外还执行路由功能的交换机。
• 第 2 层交换机执行交换功能，将数据帧从源网络重新排列到其目标网络。
• 第 3 层交换机根据逻辑寻址定义路径。
• 二层交换机用于减少本地网络上的流量，而三层交换机主要用于实现VLAN。
• 第 2 层交换机的优点是它有助于根据唯一的 MAC 地址转发数据包
• 三层交换机的优势在于流量统计和高速可扩展性。
• 第 2 层交换机的主要缺点是它不允许您在转发数据包时实现任何智能。
• 三层交换机的主要缺点是不提供 WAN 功能。