一般常用的交換器 Switch 是屬於第二層交換器 Layer 2 Switch，這種交換器是利用 OSI 第二層 MAC 位址的資訊來進行資料交換，它可以記憶學習第一個 Port 連接的 MAC 位址，透過 MAC 位址及封包目的的位址的辨別，L2 Switch 會將該封包直接傳送至連接目的地的 Port，而不會將該封包傳送到其他的 Port。若並無此目的地 IP 的資訊時，則 L2 Switch 會廣播至所有的連接埠上，待目的 IP 回應時，將新的連接埠對應學習起來，那麼下次就不用廣播而直接傳送。
如果再把路由表的功能加入 L2 Switch，那麼它就會變成 L3 Switch，可以為 VLAN 建立適當的路由表，讓效能更加提昇。L3 的交換器又稱為 IP Switch 或 Switch Router，透過專屬的 ASIC 晶片來解析第三層表頭（如 IP Header）以達到傳送目的，因此通常可以提高到每秒百萬封包的效能以及數十個高速乙太網路連接埠之容量。L3 Switch 的路由表可以對 VLAN 做更有效的管制，讓廣播封包不會無限制的傳送。
2007年12月19日 星期三
2007年12月7日 星期五
啥是L3 Switch
Layer 3 Switch 又稱為IP Switch 或Switch Router, 意即其工作於第三層網路層的通信協定(如IP)，並藉由解析第三層表頭(Header)將封包傳至目的地，有別於傳統的路由器以軟體的方式來執行路由運算與傳送，Layer 3 Switch是以硬體的方式(通常由專屬ASIC構成)來加速路由運算與封包傳送率並結合Layer 2 的彈性設定，因此其效能通常可達每秒數百萬封包(Million packet per second)的傳送率，並具備數十個至上百個以上的高速乙太網路(Fast Ethernet)連接埠，或數個至數十個超高速乙太網路(Gigabit Ethernet)連接埠之容量。
傳統路由器通常可處理Multiprotocal 多重協定路由運算(如IP，IPX AppleTalk，DEC Net...etc)但Layer 3 Switch 通常只處理IP 及IPX，此乃為簡化設計，降低路由運算與軟體的複雜性以提昇效能，並配合網路協定發展的單純化(多重協定慢慢簡化至IP一種協定)趨勢所致。
由於Layer 2 的Switch 並無法有效的阻絕廣播域(Broadcast Domain)如ARP (Address Resolution Protocol)及Win95/98 中大量使用的NetBEUI協定均大量使用廣播封包，因此就算Layer 2 Switch 以VLAN (Virtual LAN)的方式(虛擬網路)將經常要通訊的群組構成一廣播域(Broadcast Domain)來試圖降低broadcast封包對網路層的影響，但仍無法完全避免廣播風暴問題(同一個VLAN間仍會產生廣播風暴)，再加上現今網路(尤其是Campus內部間流量及對外的Internet/Intranet流量)已不是80/20規則(80%流量在本地，20%是外地)，而是漸漸成為20/80規則，且加上Client/Server 及Distributor Server之運用，因此單靠Layer 2 Switch或傳統Router路由器便無法符合對效能(傳統路由器變成瓶頸)及Intranet上對安全顧忌(Layer 2 Broadcast Domain，對因廣播而使資訊傳送被盜取的安全疑慮)之要求，因此Layer 3 Switch便大量興起，初期只運用Core端(骨幹)，現在的趨勢已漸漸走向桌面(Layer 3 down to desktop)。
如同傳統路由器(Router)，Layer 3 Switch的每一個連接埠(port)都是一個子網路(Subnet)，而一個子網路就單獨是一個Broadcast Domain廣播域，因此每一個port的廣播封包並不會流竄到另一個port，其僅負責傳送要跨越子網路的封包(Routing Forward)，並以目的地的IP位址(目的地子網路的網路號碼)來決定封包要轉送至哪一個port，並以Routing Protocol(如RIP或OSPF)來交換Routing Table並學習網路拓蹼，其通常存放於Layer 3 Switch的Routing Forward Data-Base(FDB)，並以硬體及Route Cache的方式來加速IP table lookup並予以定址與更新(目前大多以ASICIC來執行)，因此才得以提昇運算效能達成Wiring Speed Forward之目的。
Layer 3 Switch通常提供較大頻寬的交換核心(Switch Fabric)以提供較大的容量(Port Capacity)與較高的交換效能，近來各廠家並不斷附以Layer 3 Switch更強大的支援能力，如Class of Service(服務等級優先權)，Quality of Service(服務品質保證)，Policy Management(策略分級品質與頻寬管制與管理)，Multicast Routing(群組廣播路由傳送)等功能，以符合網路環境的快速變化與應用。
傳統路由器通常可處理Multiprotocal 多重協定路由運算(如IP，IPX AppleTalk，DEC Net...etc)但Layer 3 Switch 通常只處理IP 及IPX，此乃為簡化設計，降低路由運算與軟體的複雜性以提昇效能，並配合網路協定發展的單純化(多重協定慢慢簡化至IP一種協定)趨勢所致。
由於Layer 2 的Switch 並無法有效的阻絕廣播域(Broadcast Domain)如ARP (Address Resolution Protocol)及Win95/98 中大量使用的NetBEUI協定均大量使用廣播封包，因此就算Layer 2 Switch 以VLAN (Virtual LAN)的方式(虛擬網路)將經常要通訊的群組構成一廣播域(Broadcast Domain)來試圖降低broadcast封包對網路層的影響，但仍無法完全避免廣播風暴問題(同一個VLAN間仍會產生廣播風暴)，再加上現今網路(尤其是Campus內部間流量及對外的Internet/Intranet流量)已不是80/20規則(80%流量在本地，20%是外地)，而是漸漸成為20/80規則，且加上Client/Server 及Distributor Server之運用，因此單靠Layer 2 Switch或傳統Router路由器便無法符合對效能(傳統路由器變成瓶頸)及Intranet上對安全顧忌(Layer 2 Broadcast Domain，對因廣播而使資訊傳送被盜取的安全疑慮)之要求，因此Layer 3 Switch便大量興起，初期只運用Core端(骨幹)，現在的趨勢已漸漸走向桌面(Layer 3 down to desktop)。
如同傳統路由器(Router)，Layer 3 Switch的每一個連接埠(port)都是一個子網路(Subnet)，而一個子網路就單獨是一個Broadcast Domain廣播域，因此每一個port的廣播封包並不會流竄到另一個port，其僅負責傳送要跨越子網路的封包(Routing Forward)，並以目的地的IP位址(目的地子網路的網路號碼)來決定封包要轉送至哪一個port，並以Routing Protocol(如RIP或OSPF)來交換Routing Table並學習網路拓蹼，其通常存放於Layer 3 Switch的Routing Forward Data-Base(FDB)，並以硬體及Route Cache的方式來加速IP table lookup並予以定址與更新(目前大多以ASICIC來執行)，因此才得以提昇運算效能達成Wiring Speed Forward之目的。
Layer 3 Switch通常提供較大頻寬的交換核心(Switch Fabric)以提供較大的容量(Port Capacity)與較高的交換效能，近來各廠家並不斷附以Layer 3 Switch更強大的支援能力，如Class of Service(服務等級優先權)，Quality of Service(服務品質保證)，Policy Management(策略分級品質與頻寬管制與管理)，Multicast Routing(群組廣播路由傳送)等功能，以符合網路環境的快速變化與應用。
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