如图所示,网络基础架构设备(如网桥、路由器和交换机)在传统上一直按 OSI 分层模型分类。 这种 OSI 模型目前仍然是数据网络的参考分层典范,因为它简化了两台计算机进行通信所要执行的任务,每层都具有特定的功能。OSI 模型定义了这些层的交互方式,并依次定义了各个网络组件的角色,从而决定了这些组件如何实现与分层网络的集成。 网络组件 交换机(第二层) 交换机在每个端口提供一个独特的网络段,从而分离了冲突域。
路由器(第三层) 路由器可分离广播域,并能连接不同的网络。路由器是根据目标网络层的地址(第三层)而不是工作站数据链路层 MAC 地址来引导网络信息流。路由器通常基于软件,因此性能比第二层交换机相对迟缓。
第三层寻址系统还比第二层系统更加动态。假如用户移动到另一个位置,其终端站会收到一个新的第三层地址,但第二层 MAC 地址保持不变。这类似于某个人从一个城市搬到另一个城市: 邮政地址将会改变,但个人姓名和身份保持不变。因此,第三层路由网络能将逻辑寻址结构连接到物理基础架构,从而提供了一个比第二层网络更加灵活和更加可扩充的分层结构。
第三层交换的优点 第三层交换提供以下优点: l 提高了网络效率:第三层交换机通过答应网络治理员在第二层 VLAN 进行路由业务,确保将第二层广播控制在一个 VLAN 内,降低了业务量负载。 l 可持续发展:由于 OSI 层模型的分层特点,第三层交换机能够创建更加易于扩展和维护的更大规模的网络。 l 更加广泛的拓扑选择:基于路由器的网络支持任何拓扑,并能更轻易超过类似第二层交换网络的更大规模和复杂程度。 l 工作组和服务器安全:第三层设备能根据第三层网络地址创建接入策略,这答应网络治理员控制和阻塞某些 VLAN 到 VLAN 通信,阻塞某些 IP 地址,甚至能防止某些子网访问特定的信息。 l 更加优异的性能:通过使用先进的 ASIC 技术,第三层交换机可提供远远高于基于软件的传统路由器的性能。比如,每秒 4000 万个数据包对每秒 30 万个数据包。第三层交换机为千兆网络这样的带宽密集型基础架构提供了所需的路由性能。因此,第三层交换机可以部署在网络中许多具有更高战略意义的位置。 第三层交换机的部署 了解了第二层和第三层交换机的相对优点之后,就可以知道每一种交换机能够在网络中的哪些地方产生最大的效应。
l 布线室集中点:分支机构的用户可以组合到不同的 VLAN 中,以增进安全和性能。第三层交换机不仅使部门间 VLAN 通信成为可能,同时也对本地服务器提供了广播流保护。这可以拦截这些链接的接入业务,因而改进了性能。
解决方案 2: 总部 根据网络基础架构和逻辑拓扑要求,第三层交换机可以部署在网络的某些或所有区域。
l 布线室集中点 (1):将第三层交换机进一步推进到桌面接入交换机,可将主干网从通常仅在终端站之间传送的实时电视会议和局域网电话业务中解脱出来。 该集中点的第三层交换机也可以作为 VLAN 路由设备,以帮助路由本地业务,而不必向核心交换机传播不必要的第二层广播业务。此外,该配置还有助于跨网络部署安全的部门服务器和 web 高速缓存,从而通过将信息路由到本地资源,帮助进一步减轻核心第三层交换机的负载。 为提供进一步的保护,可将第三层接入控制应用于每一个部门 IP 子网,从而在不影响总体性能的情况下提高安全性。 l 核心集中点 (2):将第三层交换机部署在核心,能使部门间 VLAN 通信不影响服务器库链接和其它主干网连接。这通过使用更加分层的第三层寻址系统,也有助于提高网络的扩充能力。 l 服务器集中点 (3):由于服务器被直接连接到第三层交换机,因此每台服务器都能在第二层(广播保护)和第三层(接入保护)隔离。 这提供了部门到服务器的完全隔离,因此可保护主干网和其它要害业务免受广播流和未授权连接的干扰。 将第三层交换机部署为桌面接入设备 网络治理员的另一个选项是将第三层交换机部署为桌面接入设备。
第三层交换从一开始就被设计用来支持分层网络结构,这种结构可促进网络扩展,并避免性能降低和控制丢失等问题。但是。第三层技术的这些优点与桌面接入设备毫不相干。性能在桌面接入点不是问题,而且广播业务的控制已采用 Virtual LAN 手段予以解决。
l 额外的治理:假如在桌面接入点部署第三层交换机,网络治理员就必须建立 VLAN、单目路由协议、组播路由协议和静态路由。这些额外配置给网络增加了不必要的复杂性,使安装成为治理上的噩梦。而第二(四)层交换机消除了这些额外配置步骤,因为它不关心第三层寻址。 l 额外的成本:每一个桌面接入点部署第三层交换机对许多企业都是无法承受的。第三层交换机的成本大约为同级别第二(四)层交换机的两到三倍,而且这还没有考虑安装所需的额外配置时间。