全程图解交换机及路由器的应用

三、三层交换机的路由连接

前面我们介绍到，三层交换机也具有一定的“路由”功能，可以实现不同子网的连接。但要注意的是，它的路由功能相对路由器来说还是要弱许多的。三层交换机的路由功能只能用于同一类型的网络互联，而且通常只是局域网子网之间的互联，并不能把局域网与广域网，或者互联网连接起来，因为三层交换机所支持的路由协议非常有限，毕竟这不是它的主要功能。

我们知道，在局域网上，二层的交换机通过源MAC 地址来标识数据包的发送者，根据目的MAC 地址来转发数据包。对于一个目的地址不在本局域网上的数据包，二层交换机不可能直接把它送到目的地，需要通过路由设备(比如传统的路由器)来转发，这时就要把交换机连接到路由设备上。如果把交换机的缺省网关设置为路由设备的IP 地址，交换机会把需要经过路由转发的包送到路由设备上。

路由设备检查数据包的目的地址和自己的路由表，如果在路由表中找到转发路径，路由设备把该数据包转发到其它的网段上，否则，丢弃该数据包。专用路由器昂贵、复杂、速度慢、易成为网络瓶颈，因为它要分析所有的广播包并转发其中的一部分，还要和其它的路由器交换路由信息，而且这些处理过程都是由CPU 来处理的(不是专用的ASIC )。

第三层交换机既能像二层交换机那样通过MAC 地址来标识转发数据包，也能像传统路由器那样在两个网段之间进行路由转发。传统路由器采用软件来维护路由表，而三层交换机是通过专用的ASIC芯片来处理路由转发的。与传统路由器相比，第三层交换机的路由速度一般要快十倍或数十倍。

三层交换机的路由连接如下图所示。

三层交换机的路由连接

路由器的局域网连接

大家都知道，路由器可以连接企业局域网和广域网(如因特网)，但却忽略了一路由器的另一个应用，那就是它的局域网连接功能。路由器的广域网连接可参见拓扑图图和三层交换机的路由连接图。

路由器的作用因不同的路由器类型而定，我们常说的路由器通常是指边界路由器，就是位于不同类型网络的边界，如拓扑图图和三层交换机的路由连接图所示。还有一种路由器，它设计的目的就不是用于不同类型网络的连接，而是用于同为局域网的不同局域网或不同子网之间的连接，这就是“中间节点路由器”。它的网络结构如下图所示。它与三层交换机的路由连接图相比，只是用中间节点路由器接替了原来的三层交换机。

                                                       中间节点路由器连接

“边界路由器”处于网络边界的边缘或末端，用于不同网络路由器的连接，这也是目前大多数路由器的类型。如前面介绍的互联网接入路由器和后面要介绍的VPN路由器都属于边界路由器。这类路由器所支持的网络协议和路由协议比较广，背板带宽非常高，具有较高的吞吐能力，以满足各类不同类型网络(包括局域网和广域网)的互联。

而“中间节点路由器”则处于局域网的内部，通常用于连接不同局域网，起到一个数据转发的桥梁作用。中间节点路由器更注重MAC地址的记忆能，要求较大的缓存。因为所连接的网络基本上是局域网，所以所支持的网络协议比较单一，背板带宽也较小，这些都是为了获得最高的性价比，适应一般企业的随能力。

它与三层交换机的路由功能相比，在路由功能上肯定比三层交换机的强，但在局域网这种数据交换频繁的网络中，采用中间节点路由器来进行局域网的连接，网络性能可能会受到一定影响。总的来说，如果所连接的局域网或子网较多、网络互访不是很频繁、路由较复杂的环境中，最好采用中间节点路由器连接方案。但在少数子网连接、网络间互访频繁的环境中，最好还是采用三层交换机连接方式。而且还可节省设备投资，因为三层交换机不仅具有满足应用需求的路由功能，还可当作交换机用，连接许多网络设备。

交换机的VPN应用

现在许多交换机设备厂商都开始提供支持VPN通信的交换机，在这其中又以3COM公司的隧道交换机VPN方案最为典型，功能也最为强大。它的网络结构如下图所示。