三层交换机为啥比路由器使用场景更多？（三层交换机具备路由功能吗）

RIP（路由信息协议）：基于距离矢量算法的协议，通过周期性地广播路由信息来更新和维护路由表。 OSPF（开放最短路径优先）：基于链路状态算法的协议。它发送链路状态通告(LSA) 并构建链路状态数据库，以提供对网络拓扑的全面了解并计算最短路径。 EIGRP（增强型内部网关路由协议）：由Cisco 开发的高级距离矢量协议。它结合了距离向量和链路状态的优点，提供高效的路径选择和快速收敛能力。

路由器在提供网络隔离和安全方面发挥着重要作用。不同子网之间的数据通信必须经过路由器，因此路由器可以控制和过滤子网之间的数据流。路由器使用访问控制列表(ACL) 来定义允许和禁止的数据流，以增强网络安全性。此外，路由器还可以实现网络地址转换（NAT）。 NAT在内部私有网络和外部公共网络之间进行地址转换，保护内部网络免受外部攻击。

路由器通常具有多个WAN 接口，允许它们连接到不同的网络，例如LAN 和WAN、企业内部网和Internet。该路由器还支持虚拟专用网络（VPN）技术，通过加密和隧道技术实现区域之间的安全数据传输。常见的VPN协议包括IPsec（互联网协议安全）、SSL（安全套接字层）等，可以提供安全可靠的数据传输解决方案。

三层交换机

路由器

第3 层交换机：第3 层交换机在OSI 模型的第2 层（数据链路层）和第3 层（网络层）上运行。它可以基于MAC地址进行数据包的二层交换，也可以基于IP地址进行三层路由转发。第3 层交换机通常在LAN 中使用，以实现高效的数据交换和路由功能。

路由器：路由器主要在OSI 模型的第3 层（网络层）运行。根据数据包中的目的IP地址，选择最佳路径并将数据包转发到下一跳。路由器通常用于连接不同的网络，实现网络之间的数据传输，例如LAN和WAN之间的连接。

三层交换机与路由器的核心区别

三层交换机：三层交换机通过硬件加速技术实现数据包转发，并使用专门的ASIC（专用集成电路）进行路由计算和数据转发。因此，三层交换机具有非常高的传输速度和低延迟，适合需要高速数据传输的环境，例如数据中心和高性能计算环境。

路由器：路由器通常通过软件实现路由功能，传输速度相对较慢。高端路由器也采用了硬件加速技术，但其转发性能不如三层交换机。此外，路由器在处理复杂的路由策略或高级网络功能时可能会引入额外的延迟。

工作层次

三层交换机：三层交换机主要用于局域网内，尤其是需要高速数据交换和路由的场景。广泛应用于企业局域网、数据中心、园区网等环境，提供高效的网络性能和灵活的管理能力。

路由器：路由器主要用于连接不同的网络，例如LAN和WAN之间的连接。它在企业网络边缘、WAN 连接、VPN 支持等方面发挥着关键作用，提供全面的路由功能和丰富的安全功能。

性能与转发速度

三层交换机相对于传统路由器和二层交换机有很多优点，因此被广泛应用于各种网络环境中。

主要用途

三层交换机通过硬件加速技术实现数据包转发和路由功能，并使用专门的专用集成电路（ASIC）进行处理。这种硬件加速技术显着提高了数据包处理速度和传输性能，减少了数据传输延迟。三层交换机的高性能在需要高速数据传输和高吞吐量的环境中尤其具有优势，例如数据中心、高性能计算环境和大型企业网络。

为啥三层交换机更有优势？

虚拟LAN (VLAN) 是逻辑分区和分离网络的有效方法。三层交换机可以在同一设备上创建多个VLAN，以提供不同子网之间的逻辑隔离。通过VLAN配置，网络管理员可以将物理网络划分为多个逻辑子网，提高网络管理和配置的灵活性。同时，三层交换机还支持VLAN间路由，可以高效处理VLAN间的数据通信。

高性能与低延迟

虽然高端三层交换机的初始采购成本较高，但在大规模网络环境中，其高性能和多功能的特性可以显着降低整体网络建设和维护成本。三层交换机集成了交换和路由功能，减少了网络设备的数量和复杂性，简化了网络管理和维护。因此，长期使用三层交换机具有成本效益。

支持大规模的VLAN

三层交换机集成了交换和路由功能，并提供丰富的网络管理和安全功能。例如，第3 层交换机支持高级访问控制列表(ACL)，可以对数据流进行细粒度控制和过滤，并增强网络安全性。此外，三层交换机还支持服务质量（QoS）策略，保证关键业务的数据传输优先级，提高网络服务质量。

成本效益

三层交换机的优点使其广泛应用于各种网络环境。

多功能集成

在企业局域网中，三层交换机通常用于连接不同的VLAN，以实现高效的数据交换和路由。 VLAN支持和三层交换机的路由能力使企业网络能够实现逻辑分离和高效的数据传输。此外，三层交换机的高性能和低延迟特性可以满足企业内部网络高吞吐量和快速响应的需求。

某大公司需要通过局域网将总部和多个分支机构连接起来。通过在总部和分支机构部署三层交换机，企业网络可以实现高速数据交换和高效路由。三层交换机支持VLAN，可以实现不同部门或业务单元之间网络的逻辑隔离，确保网络安全和易于管理。

三层交换机的典型应用场景

数据中心通常需要处理大量数据的交换和路由，三层交换机的高性能和低延迟特性使其成为数据中心的理想选择。数据中心可以使用三层交换机连接大群服务器，并提供高速数据交换和路由能力。此外，数据中心虚拟化技术的进步使得三层交换机能够提供灵活的VLAN和网络隔离支持，以适应虚拟化环境的网络需求。

云计算数据中心必须为其客户提供高性能、可靠的网络服务。数据中心可以部署第3层交换机，为大型服务器组提供高速连接和数据交换。此外，三层交换机的VLAN和虚拟路由功能使数据中心能够灵活地管理和配置不同客户的网络需求，从而提高整体服务质量和客户满意度。

企业局域网

在校园网络中，不同大学、不同院系往往需要独立的网络管理和隔离。三层交换机通过VLAN 和路由功能提供园区网络的逻辑分段和分离，提高网络管理的灵活性和安全性。此外，三层交换机的高性能、低时延特性可以满足校园内大数据量传输和高吞吐量的需求。

大学需要建设覆盖全校的高性能校园网络，以满足教学、科研和行政管理的需要。通过在校园和各大学的核心区域部署三层交换机，为大学网络提供高速的数据传输和高效的路由。三层交换机的VLAN功能实现了大学和院系之间网络的逻辑分离，保证了网络安全并简化了管理。

数据中心

在企业广域网边缘，可以使用三层交换机连接总部和分支机构网络，提供高速数据交换和有效的网络隔离。三层交换机的路由能力使企业能够在分支机构和总部之间提供高效的数据传输和网络互连。此外，三层交换机还支持WAN接口，可以直接连接不同网络，实现区域间的数据通信。

跨国公司需要连接其总部和世界各地的多个分支机构。通过在总部和分支机构的广域网边缘部署三层交换机，企业网络可以提供高速的数据交换和高效的路由。第3 层交换机上的WAN 接口支持使企业能够直接连接到不同的网络并跨地域传输数据，从而提高整体网络性能和管理灵活性。

校园网

假设您有一台三层交换机，希望将其端口划分为多个VLAN，并实现VLAN间路由。

第1 步：创建VLAN 并分配端口

交换机(配置)# vlan 10

Switch(config-vlan)# 名称销售

交换机(配置-vlan)#结束

交换机(配置)# vlan 20

Switch(config-vlan)# 名称工程

交换机(配置-vlan)#结束

Switch(config)# 接口范围gigabitethernet0/1-10

Switch(config-if-range)# switchport模式接入

switch(config-if-range)# 交换机端口访问VLAN 10

开关(config-if-range)#结束

Switch(config)# 接口范围gigabitethernet0/11-20

Switch(config-if-range)# switchport模式接入

switch(config-if-range)# 交换机端口访问VLAN 20

开关(config-if-range)#结束

步骤2：配置VLAN 间路由

交换机（配置）# 接口VLAN 10

开关(config-if)# IP 地址192.168.10.1 255.255.255.0

开关（配置-if）#退出

交换机（配置）# 接口VLAN 20

交换机(config-if)#ip地址192.168.20.1 255.255.255.0

开关（配置-if）#退出

交换机（配置）#ip 路由

通过上述配置，通过三层交换机的路由功能实现了VLAN 10和VLAN 20之间的数据通信。

假设您要限制VLAN 10 中的主机访问VLAN 20 中的某些主机。

创建ACL并将其应用到接口

switch(config)# 访问列表100 拒绝ip 192.168.10.0 0.0.0.255 192.168.20.100 0.0.0.0

switch(config)# 访问列表100 允许ip 任何任何

交换机（配置）# 接口VLAN 10

switch(config-if)#ip 访问组100

开关（配置-if）#退出

上述配置将阻止VLAN 10内的主机访问主机192.168.20.100，其他流量不受影响。

假设您想要确定VLAN 10 视频流量的优先级，以便优先在您的网络内发送。

对视频流量进行分类和标记

Switch(config)# 类映射匹配任何VideoTraffic

Switch(config-cmap)# 匹配ip dscp 46

开关(config-cmap)#退出

Switch(config)#策略映射QoS策略

开关(config-pmap)# VideoTraffic 类

开关(config-pmap-c)#优先级

开关(config-pmap-c)#结束

开关(config-pmap)#结束

在接口上应用QoS策略

交换机（配置）# 接口VLAN 10

Switch(config-if)#服务策略输入QoS策略

开关（配置-if）#退出

上述设置将优先考虑VLAN 10 上的视频流量，保证网络内的传输质量。

#上面我们解释了为什么三层交换机的使用场景比路由器更多。相关内容来源网络仅供参考。相关信息请参见官方公告。