什么是第二层交换机?什么是第三层交换机?什么是第四层交换机 ?
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解决时间 2021-11-21 02:08
- 提问者网友：别再叽里呱啦
- 2021-11-20 16:20
什么是第二层交换机?什么是第三层交换机?什么是第四层交换机 ?
最佳答案
- 五星知识达人网友：爱难随人意
- 2021-11-20 16:33
以上就是三层交换机工作过程的简单概括，可以看出三层交换的特点：
由硬件结合实现数据的高速转发。
这就不是简单的二层交换机和路由器的叠加，三层路由模块直接叠加在二层交换的高速背
板总线上，突破了传统路由器的接口速率限制，速率可达几十Gbit/s。算上背板带宽，这
些是三层交换机性能的两个重要参数。
简洁的路由软件使路由过程简化。
大部分的数据转发，除了必要的路由选择交由路由软件处理，都是又二层模块高速转发，
路由软件大多都是经过处理的高效优化软件，并不是简单照搬路由器中的软件。
结论
二层交换机用于小型的局域网络。这个就不用多言了，在小型局域网中，广播包影响不大
，二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小型网络用户提供了很完善的
解决方案。
路由器的优点在于接口类型丰富，支持的三层功能强大，路由能力强大，适合用于大型的
网络间的路由，它的优势在于选择最佳路由，负荷分担，链路备份及和其他网络进行路由
信息的交换等等路由器所具有功能。
三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发，加入路由功能也
是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门，地域等等因素划分成一个个小局域网，
这将导致大量的网际互访，单纯的使用二层交换机不能实现网际互访；如单纯的使用路由
器，由于接口数量有限和路由转发速度慢，将限制网络的速度和网络规模，采用具有路由
功能的快速转发的三层交换机就成为首选。
一般来说，在内网数据流量大，要求快速转发响应的网络中，如全部由三层交换机来做这
个工作，会造成三层交换机负担过重，响应速度受影响，将网间的路由交由路由器去完成
，充分发挥不同设备的优点，不失为一种好的组网策略，当然，前提是客户的腰包很鼓，
不然就退而求其次，让三层交换机也兼为网际互连。
由硬件结合实现数据的高速转发。
这就不是简单的二层交换机和路由器的叠加，三层路由模块直接叠加在二层交换的高速背
板总线上，突破了传统路由器的接口速率限制，速率可达几十Gbit/s。算上背板带宽，这
些是三层交换机性能的两个重要参数。
简洁的路由软件使路由过程简化。
大部分的数据转发，除了必要的路由选择交由路由软件处理，都是又二层模块高速转发，
路由软件大多都是经过处理的高效优化软件，并不是简单照搬路由器中的软件。
结论
二层交换机用于小型的局域网络。这个就不用多言了，在小型局域网中，广播包影响不大
，二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小型网络用户提供了很完善的
解决方案。
路由器的优点在于接口类型丰富，支持的三层功能强大，路由能力强大，适合用于大型的
网络间的路由，它的优势在于选择最佳路由，负荷分担，链路备份及和其他网络进行路由
信息的交换等等路由器所具有功能。
三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发，加入路由功能也
是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门，地域等等因素划分成一个个小局域网，
这将导致大量的网际互访，单纯的使用二层交换机不能实现网际互访；如单纯的使用路由
器，由于接口数量有限和路由转发速度慢，将限制网络的速度和网络规模，采用具有路由
功能的快速转发的三层交换机就成为首选。
一般来说，在内网数据流量大，要求快速转发响应的网络中，如全部由三层交换机来做这
个工作，会造成三层交换机负担过重，响应速度受影响，将网间的路由交由路由器去完成
，充分发挥不同设备的优点，不失为一种好的组网策略，当然，前提是客户的腰包很鼓，
不然就退而求其次，让三层交换机也兼为网际互连。
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- 1楼网友：行路难
- 2021-11-20 19:33
阿凡提 !有有带路由功能的交换机！
- 2楼网友：神也偏爱
- 2021-11-20 19:08
就是管理型的交换机，交换机没有带路由功能的
- 3楼网友：荒野風
- 2021-11-20 18:20
交换机就是交换机。层就指的7层协议里的层。交换机本身就是工作在2层的。3层交换机就是有路由功能的交换机。
- 4楼网友：逃夭
- 2021-11-20 17:30
第四层交换的一个简单定义是：它是一种功能，它决定传输不仅仅依据MAC 地址(第二层网
桥)或源/目标IP 地址(第三层路由),而且依据TCP/UDP(第四层) 应用端口号。第四层交换功
能就象是虚IP，指向物理服务器。它传输的业务服从的协议多种多样，有HTTP、FTP、NFS
、Telnet或其他协议。这些业务在物理服务器基础上，需要复杂的载量平衡算法。在IP 世
界，业务类型由终端TCP 或UDP 端口地址来决定，在第四层交换中的应用区间则由源端和终
端IP 地址、TCP 和UDP 端口共同决定。
在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚IP 地址（VIP），每组服务器支持
某种应用。在域名服务器（DNS）中存储的每个应用服务器地址是VIP，而不是真实的服务
器地址。
当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的VIP 连接请求（例如一个TCP SYN包）发
给服务器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务器，将终端地址中的VIP 用实际服务
器的IP 取代，并将连接请求传给服务器。这样，同一区间所有的包由服务器交换机进行映
射，在用户和同一服务器间进行传输。
第四层交换的原理
OSI模型的第四层是传输层。传输层负责端对端通信，即在网络源和目标系统之间协调
通信。在IP 协议栈中这是TCP（一种传输协议）和UDP（用户数据包协议）所在的协议层。
在第四层中，TCP 和UDP标题包含端口号（portnumber），它们可以唯一区分每个数据包
包含哪些应用协议（例如HTTP、FTP 等）。端点系统利用这种信息来区分包中的数据，尤其
是端口号使一个接收端计算机系统能够确定它所收到的IP 包类型，并把它交给合适的高层
软件。端口号和设备IP 地址的组合通常称作“插口（socket）”。
1和255之间的端口号被保留，他们称为“熟知”端口，也就是说，在所有主机TCP/I
P 协议栈实现中，这些端口号是相同的。除了“熟知”端口外，标准UNIX 服务分配在256到
1024端口范围，定制的应用一般在1024以上分配端口号.
分配端口号的最近清单可以在RFc1700”Assigned Numbers”上找到。TCP／UDP 端
口号提供的附加信息可以为网络交换机所利用，这是第4 层交换的基础。
"熟知"端口号举例:
应用协议 端口号
FTP 20（数据）
21（控制）
TELNET 23
SMTP 25
HTTP 80
NNTP 119
NNMP 16
162（SNMP traps）
TCP/UDP端口号提供的附加信息可以为网络交换机所利用，这是第四层交换的基础。
具有第四层功能的交换机能够起到与服务器相连接的“虚拟IP”(VIP)前端的作用。
每台服务器和支持单一或通用应用的服务器组都配置一个VIP 地址。这个VIP 地址被发送出
去并在域名系统上注册。
在发出一个服务请求时，第四层交换机通过判定TCP 开始，来识别一次会话的开始。然
后它利用复杂的算法来确定处理这个请求的最佳服务器。一旦做出这种决定，交换机就将
会话与一个具体的IP 地址联系在一起，并用该服务器真正的IP 地址来代替服务器上的VIP 地
址。
每台第四层交换机都保存一个与被选择的服务器相配的源IP 地址以及源TCP 端口相
关联的连接表。然后第四层交换机向这台服务器转发连接请求。所有后续包在客户机与服
务器之间重新影射和转发，直到交换机发现会话为止。
在使用第四层交换的情况下，接入可以与真正的服务器连接在一起来满足用户制定的规
则，诸如使每台服务器上有相等数量的接入或根据不同服务器的容量来分配传输流。
如何选用合适的第四层交换
a,速度
为了在企业网中行之有效，第四层交换必须提供与第三层线速路由器可比拟的性能。也
就是说，第四层交换必须在所有端口以全介质速度操作，即使在多个千兆以太网连接上亦
如此。千兆以太网速度等于以每秒1488000 个数据包的最大速度路由(假定最坏的情形,即
所有包为以及网定义的最小尺寸,长64 字节)。
b,服务器容量平衡算法
依据所希望的容量平衡间隔尺寸，第四层交换机将应用分配给服务器的算法有很多种，
有简单的检测环路最近的连接、检测环路时延或检测服务器本身的闭环反馈。在所有的预
测中，闭环反馈提供反映服务器现有业务量的最精确的检测。
c,表容量
应注意的是，进行第四层交换的交换机需要有区分和存贮大量发送表项的能力。交换机
在一个企业网的核心时尤其如此。许多第二/ 三层交换机倾向发送表的大小与网络设备的
数量成正比。对第四层交换机，这个数量必须乘以网络中使用的不同应用协议和会话的数
量。因而发送表的大小随端点设备和应用类型数量的增长而迅速增长。第四层交换机设计
者在设计其产品时需要考虑表的这种增长。大的表容量对制造支持线速发送第四层流量的
高性能交换机至关重要.
d,冗余
第四层交换机内部有支持冗余拓扑结构的功能。在具有双链路的网卡容错连接时，就可
能建立从一个服务器到网卡，链路和服务器交换器的完全冗余系统。
桥)或源/目标IP 地址(第三层路由),而且依据TCP/UDP(第四层) 应用端口号。第四层交换功
能就象是虚IP，指向物理服务器。它传输的业务服从的协议多种多样，有HTTP、FTP、NFS
、Telnet或其他协议。这些业务在物理服务器基础上，需要复杂的载量平衡算法。在IP 世
界，业务类型由终端TCP 或UDP 端口地址来决定，在第四层交换中的应用区间则由源端和终
端IP 地址、TCP 和UDP 端口共同决定。
在第四层交换中为每个供搜寻使用的服务器组设立虚IP 地址（VIP），每组服务器支持
某种应用。在域名服务器（DNS）中存储的每个应用服务器地址是VIP，而不是真实的服务
器地址。
当某用户申请应用时，一个带有目标服务器组的VIP 连接请求（例如一个TCP SYN包）发
给服务器交换机。服务器交换机在组中选取最好的服务器，将终端地址中的VIP 用实际服务
器的IP 取代，并将连接请求传给服务器。这样，同一区间所有的包由服务器交换机进行映
射，在用户和同一服务器间进行传输。
第四层交换的原理
OSI模型的第四层是传输层。传输层负责端对端通信，即在网络源和目标系统之间协调
通信。在IP 协议栈中这是TCP（一种传输协议）和UDP（用户数据包协议）所在的协议层。
在第四层中，TCP 和UDP标题包含端口号（portnumber），它们可以唯一区分每个数据包
包含哪些应用协议（例如HTTP、FTP 等）。端点系统利用这种信息来区分包中的数据，尤其
是端口号使一个接收端计算机系统能够确定它所收到的IP 包类型，并把它交给合适的高层
软件。端口号和设备IP 地址的组合通常称作“插口（socket）”。
1和255之间的端口号被保留，他们称为“熟知”端口，也就是说，在所有主机TCP/I
P 协议栈实现中，这些端口号是相同的。除了“熟知”端口外，标准UNIX 服务分配在256到
1024端口范围，定制的应用一般在1024以上分配端口号.
分配端口号的最近清单可以在RFc1700”Assigned Numbers”上找到。TCP／UDP 端
口号提供的附加信息可以为网络交换机所利用，这是第4 层交换的基础。
"熟知"端口号举例:
应用协议 端口号
FTP 20（数据）
21（控制）
TELNET 23
SMTP 25
HTTP 80
NNTP 119
NNMP 16
162（SNMP traps）
TCP/UDP端口号提供的附加信息可以为网络交换机所利用，这是第四层交换的基础。
具有第四层功能的交换机能够起到与服务器相连接的“虚拟IP”(VIP)前端的作用。
每台服务器和支持单一或通用应用的服务器组都配置一个VIP 地址。这个VIP 地址被发送出
去并在域名系统上注册。
在发出一个服务请求时，第四层交换机通过判定TCP 开始，来识别一次会话的开始。然
后它利用复杂的算法来确定处理这个请求的最佳服务器。一旦做出这种决定，交换机就将
会话与一个具体的IP 地址联系在一起，并用该服务器真正的IP 地址来代替服务器上的VIP 地
址。
每台第四层交换机都保存一个与被选择的服务器相配的源IP 地址以及源TCP 端口相
关联的连接表。然后第四层交换机向这台服务器转发连接请求。所有后续包在客户机与服
务器之间重新影射和转发，直到交换机发现会话为止。
在使用第四层交换的情况下，接入可以与真正的服务器连接在一起来满足用户制定的规
则，诸如使每台服务器上有相等数量的接入或根据不同服务器的容量来分配传输流。
如何选用合适的第四层交换
a,速度
为了在企业网中行之有效，第四层交换必须提供与第三层线速路由器可比拟的性能。也
就是说，第四层交换必须在所有端口以全介质速度操作，即使在多个千兆以太网连接上亦
如此。千兆以太网速度等于以每秒1488000 个数据包的最大速度路由(假定最坏的情形,即
所有包为以及网定义的最小尺寸,长64 字节)。
b,服务器容量平衡算法
依据所希望的容量平衡间隔尺寸，第四层交换机将应用分配给服务器的算法有很多种，
有简单的检测环路最近的连接、检测环路时延或检测服务器本身的闭环反馈。在所有的预
测中，闭环反馈提供反映服务器现有业务量的最精确的检测。
c,表容量
应注意的是，进行第四层交换的交换机需要有区分和存贮大量发送表项的能力。交换机
在一个企业网的核心时尤其如此。许多第二/ 三层交换机倾向发送表的大小与网络设备的
数量成正比。对第四层交换机，这个数量必须乘以网络中使用的不同应用协议和会话的数
量。因而发送表的大小随端点设备和应用类型数量的增长而迅速增长。第四层交换机设计
者在设计其产品时需要考虑表的这种增长。大的表容量对制造支持线速发送第四层流量的
高性能交换机至关重要.
d,冗余
第四层交换机内部有支持冗余拓扑结构的功能。在具有双链路的网卡容错连接时，就可
能建立从一个服务器到网卡，链路和服务器交换器的完全冗余系统。
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