三层交换技术的演变以及应用发展

来源：作者：出处：巧巧读书 2007-12-16 进入讨论组

对这些协议的支持使得三层交换机可以应用在更加复杂、要求更高的环境当中。

过滤服务功能：
过滤服务功能用来设定界限，以限制不同的VLAN 成员之间和使用单个MAC 地址
和组MAC 地址的不同协议之间进行帧的转发。随着网络中用户数量的增多，用户需要对MAC地址、IP地址、TCP/UDP端口号等信息进行控制，从而实现了严格限制局域网资源的访问，同时也用这个功能限制局域网用户对网络设备自身的访问。

三层（网络层）VLAN：
第三层交换机的第三层VLAN ，不仅可以手工配置，也可以由交换机自动产生。交换机通过对数据包的分析，自动配置VLAN ，自动更新VLAN 的成员。第三层交换机能够工作在以DHCP(Dynamic Host Control Protocol)分配IP 地址的网络环。交换机能自动发现IP 地址，动态产生基于IP 子网的VLAN ，当通过DHCP 分配一个新的IP 地址时，第三层交换机能很快的定位这个地址。第三层交换机通过IGMP 、GMRP 、ARP 和包探测技术来更新其三层的VLAN 成员组。通过基于Web 的网络管理界面，可以对自动学习的范围进行设定：自动学习可以是完全不受限、部分受限或者完全禁止。

三层交换技术的不足
三层技术的不足在于，虽然第三层交换技术使得用户可在工作组之间获得无失真的100Mbps、1000Mbps的数据交换速率。但这一切还得有一个先决条件，那就是只有当用户和服务器本身都能跟上网络中的带宽增长，包的传输可以达到系统的极限，即达到CPU能够处理的最大速度，才是真正的成功。目前的主要问题在于提高服务器的能力，因为越来越多功能强大的工作站连到Ethernet交换的桌面上，用户桌面的能力并没有得到充分的发挥。

如果服务器容量能够满足需求，问题解决起来就相当简单。不幸的是，即使是最简单的对称多处理服务器的CPU升级也需要大量的时间，而且需要冗长繁杂的计划和管理。当一个网络的基础结构建立在G比特速率的第二层和第三层交换上，有高速WAN接入，服务器问题就将成为随之而来的瓶颈。也就是说如果服务器速度跟不上，即使是具有最快速交换的网络也不能完全确保端到端的性能。可以想像高优先权的业务在这种QoS使能的网络中会因服务器中低优先权的业务队列而阻塞。在更糟的情况下，服务器甚至会丧失循环处理业务的能力。在这样的需求背景下，第四层交换技术也就设计产生了，基于服务器设计的第四层交换扩展了服务器、第二层、第三层交换的性能和业务流的管理功能。

市场与前景分析
在这里我们有一组数据：高端交换机的背板带宽为30Gbps以上的机架式交换机，这类交换机一般都是三层或三层以上的交换机;中端交换机的背板带宽介于8Gbps与 30Gbps之间的盒式交换机，这类交换机有部分是三层交换机;低端交换机的背板带宽一般小于8Gbps接入层二层盒式交换机。高端交换机一般用于电信市场及部分信息化程度较高的非电信市场，如银行；中低端交换机则广泛应用于电信及非电信市场。

从以上的数据中可以看出，三层交换机在整体交换机市场中的销售占大绝大部分，销售金额方面有巨大提升。

在价格方面，三层交换机产品的价格一般至少都在1万元以上。随着三层交换机产品的价格在不断下降，产品的性价比不断提高，其市场可提升空间也在不断的扩大。

总结
三层技术从最初的仅仅为了解决广播域问题而设计的设备，到成为构建多业务融合网络的主要力量，三层交换技术及三层交换设备取得了长足的发展。这些技术的发展必将在更深层次上推动整个社会的信息化变革，在整个网络中获得越来越重要的地位。

    相关技术链接（以cisco的设备为例）：
    在交换机上起路由协议
    首先打开交换机的路由功能，通过命令ip routing 来实现，然后可以根据ios的版本等
来起相应的路由协议，命令与路由器基本相同。
    访问控制列表（ACL）
    与二层的mac访问控制列表不同，acl可以针对三层ip和四层等应用层的协议来进行访
问控制。Acl可以应用在交换机的接口，称为port acl，可以在交换机上来实现对上层流量的过滤，具体命令同路由器。
    服务质量（QOS）
    Qos被广泛应用在各种网络环境当中，它的功能不仅仅是简单的选路原则的设定，还具有对二层——七层的协议、数据进行优化等服务的功能，这些功能也部分也可以应用在交换机的端口上。
    DHCP功能
    动态主机配置协议（DHCP）是一种使网络管理员能够集中管理和自动分配 IP 网络地址的通信协议。我们知道传统的二层交换机不能识别ip的协议，而三层交换机可以识别，并可以作为dhcp服务器和客户端。