局域網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，迄今為止已經(jīng)經(jīng)歷了三十多年，在這三十多年的發(fā)展歷程中，從初的無(wú)線技術(shù)ALOHA引出CSMA/CD技術(shù)，直到快速以太網(wǎng)（802.3u）及現(xiàn)代的GE（802.3z）10GE以太網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，不斷的推陳出新。這就引發(fā)了一個(gè)問(wèn)題，對(duì)于一個(gè)具體的網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榭蛇x擇的組網(wǎng)方式的多樣化，如何選擇一種好的組網(wǎng)技術(shù)成為困惑。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，在減低成本的前提下，保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性，高性能，易維護(hù)，易擴(kuò)展，與采用何種組網(wǎng)技術(shù)密切相關(guān)；對(duì)于設(shè)備廠商來(lái)說(shuō)，在保證用戶的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，如何能夠取的更為可觀的利潤(rùn)，采用組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)劣，也是提高利潤(rùn)的其中一個(gè)手段。

　　目前技術(shù)的發(fā)展，可以說(shuō)直接面向用戶的層接口和第二層交換技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，它們的發(fā)展現(xiàn)狀令人滿意，所以說(shuō)選擇的重點(diǎn)不在這個(gè)層次。但是，作為網(wǎng)絡(luò)的，起網(wǎng)間互連作用的路由器技術(shù)卻沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破。于是一種新的路由技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生----三層交換技術(shù)，說(shuō)它是路由技術(shù)，因?yàn)樗ぷ髟诰W(wǎng)絡(luò)協(xié)議的三層；說(shuō)它是交換技術(shù)，交換速度特別快，幾乎可以達(dá)到二層交換速度。

　　從硬件上看，第二層交換機(jī)的接口模塊都是通過(guò)高速背板/總線（速率可高達(dá)幾十Gbit/s）交換數(shù)據(jù)的，在第三層交換機(jī)中，與路由器有關(guān)的第三層路由硬件模塊也插接在高速背板/總線上，這種方式使得路由模塊可以與需要路由的其他模塊間高速的交換數(shù)據(jù)，從而突破了傳統(tǒng)的外接路由器接口速率的限制。在軟件方面，第三層交換機(jī)也有重大的舉措，它將傳統(tǒng)的基于軟件的路由器軟件進(jìn)行了界定。其做法是：

　　對(duì)于數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)：如IP/IPX包的轉(zhuǎn)發(fā)，這些規(guī)律的過(guò)程通過(guò)硬件得以高速實(shí)現(xiàn)。對(duì)于第三層路由軟件：如路由信息的更新、路由表維護(hù)、路由計(jì)算、路由的確定等功能，用優(yōu)化、高效的軟件實(shí)現(xiàn)。假設(shè)兩個(gè)使用IP協(xié)議的機(jī)器通過(guò)第三層交換機(jī)進(jìn)行通信的過(guò)程，機(jī)器A在開(kāi)始發(fā)送時(shí)，已知目的IP地址，但尚不知道在局域網(wǎng)上發(fā)送所需要的MAC地址。要采用地址解析（ARP）來(lái)確定目的MAC地址。機(jī)器A把自己的IP地址與目的IP地址比較，從其軟件中配置的子網(wǎng)掩碼提取出網(wǎng)絡(luò)地址來(lái)確定目的機(jī)器是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若目的機(jī)器B與機(jī)器A在同一子網(wǎng)內(nèi)，A廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求，B返回其MAC地址，A得到目的機(jī)器B的MAC地址后將這一地址緩存起來(lái)，并用此MAC地址封包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，第二層交換模塊查找MAC地址表確定將數(shù)據(jù)包發(fā)向目的端口。

　　若兩個(gè)機(jī)器不在同一子網(wǎng)內(nèi)，如發(fā)送機(jī)器A要與目的機(jī)器C通信，發(fā)送機(jī)器A要向"缺省網(wǎng)關(guān)"發(fā)出ARP包，而"缺省網(wǎng)關(guān)"的IP地址已經(jīng)在系統(tǒng)軟件中設(shè)置。這個(gè)IP地址實(shí)際上對(duì)應(yīng)第三層交換機(jī)的第三層交換模塊。所以當(dāng)發(fā)送機(jī)器A對(duì)"缺省網(wǎng)關(guān)"的IP地址廣播出一個(gè)ARP請(qǐng)求時(shí)，若第三層交換模塊在以往的通信過(guò)程中已得到目的機(jī)器C的MAC地址，則向發(fā)送機(jī)器A回復(fù)C的MAC地址；否則第三層交換模塊根據(jù)路由信息向目的機(jī)器廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求，目的機(jī)器C得到此ARP請(qǐng)示后向第三層交換模塊回復(fù)其MAC地址，第三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送機(jī)器A.以后，當(dāng)再進(jìn)行A與C之間數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)，將用終的目的機(jī)器的MAC地址封裝，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程全部交給第二層交換處理，信息得以高速交換。既所謂的選路，多次交換。

　　第三層交換具有以下突出特點(diǎn)：有機(jī)的硬件結(jié)合使得數(shù)據(jù)交換加速；優(yōu)化的路由軟件使得路由過(guò)程效率提高；除了必要的路由決定過(guò)程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程由第二層交換處理；多個(gè)子網(wǎng)互連時(shí)只是與第三層交換模塊的邏輯連接，不象傳統(tǒng)的外接路由器那樣需增加端口，保護(hù)了用戶的投資。

　　三種技術(shù)的對(duì)比

　　二層交換機(jī)用于小型的局域網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)就不用多言了，在小型局域網(wǎng)中，廣播包影響不大，二層交換機(jī)的快速交換功能、多個(gè)接入端口和低謙價(jià)格為小型網(wǎng)絡(luò)用戶提供了很完善的解決方案。路由器的優(yōu)點(diǎn)在于接口類型豐富，支持的三層功能強(qiáng)大，路由能力強(qiáng)大，適合用于大型的網(wǎng)絡(luò)間的路由，它的優(yōu)勢(shì)在于選擇路由，負(fù)荷分擔(dān)，鏈路備份及和其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由信息的交換等等路由器所具有功能。

　　三層交換機(jī)的重要的功能是加快大型局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)，加入路由功能也是為這個(gè)目的服務(wù)的。如果把大型網(wǎng)絡(luò)按照部門，地域等等因素劃分成一個(gè)個(gè)小局域網(wǎng)，這將導(dǎo)致大量的網(wǎng)際互訪，單純的使用二層交換機(jī)不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際互訪；如單純的使用路由器，由于接口數(shù)量有限和路由轉(zhuǎn)發(fā)速度慢，將限制網(wǎng)絡(luò)的速度和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，采用具有路由功能的快速轉(zhuǎn)發(fā)的三層交換機(jī)就成為。一般來(lái)說(shuō)，在內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量大，要求快速轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)中，如全部由三層交換機(jī)來(lái)做這個(gè)工作，會(huì)造成三層交換機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重，響應(yīng)速度受影響，將網(wǎng)間的路由交由路由器去完成，充分發(fā)揮不同設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，不失為一種好的組網(wǎng)策略，當(dāng)然，前提是客戶的腰包很鼓，不然就退而求其次，讓三層交換機(jī)也兼為網(wǎng)際互連。

　　在這種情況下，自然不可能使用二層交換機(jī)，但是否使用三層交換機(jī)，則視具體情況而下。影響的因素主要有網(wǎng)絡(luò)流量、響應(yīng)速度要求和投資預(yù)算等。三層交換機(jī)的重要目的是加快大型局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，揉合進(jìn)去的路由功能也是為這目的服務(wù)的，所以它的路由功能沒(méi)有同一檔次的路由器強(qiáng)。在網(wǎng)絡(luò)流量很大的情況下，如果三層交換機(jī)既做網(wǎng)內(nèi)的交換，又做網(wǎng)間的路由，必然會(huì)大大加重了它的負(fù)擔(dān)，影響響應(yīng)速度。在網(wǎng)絡(luò)流量很大，但又要求響應(yīng)速度很高的情況下由三層交換機(jī)做網(wǎng)內(nèi)的交換，由路由器專門負(fù)責(zé)網(wǎng)間的路由工作，這樣可以充分發(fā)揮不同設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，是一個(gè)很好的配合。當(dāng)然，如果受到投資預(yù)算的限制，由三層交換機(jī)兼做網(wǎng)間互連，也是個(gè)不錯(cuò)的選擇。