第 2 层与第 3 层交换机的区别

通常，二层交换机用于连接所有网络和客户端设备，随着网络应用和融合网络实施的日益多样化，第 3 层交换机在数据中心、复杂的企业网络和商业应用中蓬勃发展。

问题来了：二层交换机与三层交换机，哪个是首选的网络交换机？

什么是二层交换机？什么是三层交换机？

解释这两个概念前，我们先来了解一下OSI七层模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

其中第2层和第3层分别指数据链路层和网络层，工作在这些层的交换机称为第 2 层交换机和第 3 层交换机。

OSI 模型中的第 2 层和第 3 层

第 2 层与第 3 层交换机

二层和三层的区别主要在于路由功能。

二层交换机只关心MAC地址，不关心IP地址或更高层中的任何东西。

三层交换机或多层交换机，可以完成第 2 层交换机以及附加静态路由和动态路由的所有工作，也就是说，三层交换机同时拥有 MAC 地址表和 IP 路由表，处理 VLAN 内通信和不同 VLAN 之间的数据包路由，还有仅添加静态路由的第 2+ 层（第 3 层精简版）交换机，除了路由数据包之外，三层交换机还包括需要了解进入交换机的数据的IP地址信息的功能，例如基于IP地址标记VLAN流量而不是手动配置端口，第 3 层交换机根据需要增加了功率和安全性。

在二层和三层交换机之间徘徊时，您应该考虑将其用于何处：

如果您有一个纯第 2 层域，您可以简单地使用第 2 层交换机，纯第 2 层域是连接主机的地方，因此第 2 层交换机在那里可以正常工作，这在网络拓扑中通常称为接入层。

如果您需要交换机聚合多个接入交换机并进行 VLAN 间路由，则需要一个第 3 层交换机，这在网络拓扑中称为分布层，也就是常说的汇聚层。

什么时候使用二层交换机、三层交换机和路由器？

	二层交换机	三层交换机
路由功能	仅 Mac 地址	支持静态路由、动态路由等高级路由
基于 IP 地址的 VLAN 标记	不	是的
VLAN间路由	不	是的
使用场景	纯二层域	聚合多个接入交换机

购买二层交换机和三层交换机应该注意哪些参数？

如果您购买的是第 2 层或第 3 层交换机，您应该检查一些关键参数，包括转发速率、背板带宽、VLAN 数量、MAC 地址内存、延迟等。

转发速率

转发速率（或吞吐率）是背板（或交换结构）的转发能力，当转发能力大于所有端口速度之和时，我们称背板无阻塞，转发速率以每秒数据包数 (pps) 表示。下面的公式给出了如何计算交换机的转发速率：

 

转发速率（pps）=10Gbit/s端口数*14880950pps+1Gbit/s端口数*1488095pps+100Mbit/s端口数*148809pps

 

例如某交换机有32个10Gbit/s端口和2个40Gbit/s端口，因此其转发速率为：

 

32 * 14,880,950 pps + 2 * 4 * 14,880,950 pps = 595,238,000 pps ≈ 596 Mpps

 

背板带宽

下一个参数是背板带宽或交换结构容量，它是所有端口速度的总和。所有端口的速度总和计算两次，一次用于 Tx 方向，一次用于 Rx 方向。背板带宽以每秒位数（bps 或 bit/s）表示。

 

背板带宽 (bps) = 端口号 * 端口数据速率 * 2

 

上面例子中的交换机的背板带宽为：

 

(32 * 10 Gbps + 2 * 40 Gbps) * 2 = 800 Gbps

 

VLAN 数量

其他重要参数是可以配置的 VLAN 数量，一般一个二层交换机1K=1024个VLAN就够了，三层交换机典型的VLAN数量是4k=4096个。

MAC地址表

MAC地址表的内存是一个交换机可以保存的MAC地址的个数，通常表示为8k或 128k。

延迟

延迟是数据传输遭受的延迟时间，它要求尽可能短，因此延迟通常以纳秒 (ns) 表示。

总结

本文向大家介绍了第 2 层与第 3 层交换机的区别，还对它们的功能进行了比较，此外，还讨论了第 2 层或第 3 层交换机的关键参数，并非总是越先进的设备越好，按需选择才是王道。　　

      审核编辑：彭静