三層交換機(jī)有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里我們主要介紹三層交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的重要作用。要說(shuō)三層交換機(jī)在諸多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的作用，用“中流砥柱”形容并不為過(guò)。在校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)中，從骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)骨干、匯聚層都有三層交換機(jī)的用武之地，尤其是核心骨干網(wǎng)一定要用三層交換機(jī)，否則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成千上萬(wàn)臺(tái)的計(jì)算機(jī)都在一個(gè)子網(wǎng)中，不僅毫無(wú)安全可言，也會(huì)因?yàn)闊o(wú)法分割廣播域而無(wú)法隔離廣播風(fēng)暴。

如果采用傳統(tǒng)的路由器，雖然可以隔離廣播，但是性能又得不到保障。而三層交換機(jī)的性能非常高，既有三層路由的功能，又具有二層交換的網(wǎng)絡(luò)速度。二層交換是基于MAC尋址，三層交換則是轉(zhuǎn)發(fā)基于第三層地址的業(yè)務(wù)流;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)程由二層交換處理，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率。三層交換機(jī)通過(guò)使用硬件交換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了IP的路由功能，其優(yōu)化的路由軟件使得路由過(guò)程效率提高，解決了傳統(tǒng)路由器軟件路由的速度問(wèn)題。因此可以說(shuō)，三層交換機(jī)具有“路由器的功能、交換機(jī)的性能”。

連接子網(wǎng)少不了三層交換

同一網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)如果超過(guò)一定數(shù)量(通常在200臺(tái)左右，視通信協(xié)議而定)，就很可能會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上大量的廣播而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸效率低下。為了避免在大型交換機(jī)上進(jìn)行廣播所引起的廣播風(fēng)暴，可將其進(jìn)一步劃分為多個(gè)虛擬網(wǎng)(VLAN)。但是這樣做將導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)題:VLAN之間的通信必須通過(guò)路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是傳統(tǒng)路由器也難以勝任VLAN之間的通信任務(wù)，因?yàn)橄鄬?duì)于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的普通路由器的路由能力太弱。

而且千兆級(jí)路由器的價(jià)格也是非常難以接受的。如果使用三層交換機(jī)上的千兆端口或百兆端口連接不同的子網(wǎng)或VLAN，就在保持性能的前提下，經(jīng)濟(jì)地解決了子網(wǎng)劃分之后子網(wǎng)之間必須依賴路由器進(jìn)行通信的問(wèn)題，因此三層交換機(jī)是連接子網(wǎng)的理想設(shè)備。使用三層交換機(jī)的好處:除了優(yōu)秀的性能之外，三層交換機(jī)還具有一些傳統(tǒng)的二層交換機(jī)沒(méi)有的特性，這些特性可以給校園網(wǎng)和城域教育網(wǎng)的建設(shè)帶來(lái)許多好處，列舉如下。

1、高可擴(kuò)充性

三層交換機(jī)在連接多個(gè)子網(wǎng)時(shí)，子網(wǎng)只是與第三層交換模塊建立邏輯連接，不像傳統(tǒng)外接路由器那樣需要增加端口，從而保護(hù)了用戶對(duì)校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)的投資。并滿足學(xué)校3~5年網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用快速增長(zhǎng)的需要。

2、高性價(jià)比

三層交換機(jī)具有連接大型網(wǎng)絡(luò)的能力，功能基本上可以取代某些傳統(tǒng)路由器，但是價(jià)格卻接近二層交換機(jī)。現(xiàn)在一臺(tái)百兆三層交換機(jī)的價(jià)格只有幾萬(wàn)元，與高端的二層交換機(jī)的價(jià)格差不多。

3、內(nèi)置安全機(jī)制

三層交換機(jī)可以與普通路由器一樣，具有訪問(wèn)列表的功能，可以實(shí)現(xiàn)不同VLAN間的單向或雙向通訊。如果在訪問(wèn)列表中進(jìn)行設(shè)置，可以限制用戶訪問(wèn)特定的IP地址，這樣學(xué)校就可以禁止學(xué)生訪問(wèn)不健康的站點(diǎn)。訪問(wèn)列表不僅可以用于禁止內(nèi)部用戶訪問(wèn)某些站點(diǎn)，也可以用于防止校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)外部的非法用戶訪問(wèn)校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)資源，從而提高網(wǎng)絡(luò)的安全。

4、適合多媒體傳輸

教育網(wǎng)經(jīng)常需要傳輸多媒體信息，這是教育網(wǎng)的一個(gè)特色。三層交換機(jī)具有QoS(服務(wù)質(zhì)量)的控制功能，可以給不同的應(yīng)用程序分配不同的帶寬。例如，在校園網(wǎng)、城域教育網(wǎng)中傳輸視頻流時(shí)，就可以專門為視頻傳輸預(yù)留一定量的專用帶寬，相當(dāng)于在網(wǎng)絡(luò)中開辟了專用通道，其他的應(yīng)用程序不能占用這些預(yù)留的帶寬，因此能夠保證視頻流傳輸?shù)姆€(wěn)定性。而普通的二層交換機(jī)就沒(méi)有這種特性，因此在傳輸視頻數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)視頻忽快忽慢的抖動(dòng)現(xiàn)象。

另外，視頻點(diǎn)播(VOD)也是教育網(wǎng)中經(jīng)常使用的業(yè)務(wù)。但是由于有些視頻點(diǎn)播系統(tǒng)使用廣播來(lái)傳輸，而廣播包是不能實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段的，這樣VOD就不能實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段進(jìn)行;如果采用單播形式實(shí)現(xiàn)VOD，雖然可以實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段，但是支持的同時(shí)連接數(shù)就非常少，一般幾十個(gè)連接就占用了全部帶寬。而三層交換機(jī)具有組播功能，VOD的數(shù)據(jù)包以組播的形式發(fā)向各個(gè)子網(wǎng)，既實(shí)現(xiàn)了跨網(wǎng)段傳輸，又保證了VOD的性能。

計(jì)費(fèi)功能

在高校校園網(wǎng)及有些地區(qū)的城域教育網(wǎng)中，很可能有計(jì)費(fèi)的需求，因?yàn)槿龑咏粨Q機(jī)可以識(shí)別數(shù)據(jù)包中的IP地址信息，因此可以統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)流量，可以按流量計(jì)費(fèi)，也可以統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)連接在網(wǎng)絡(luò)上的時(shí)間，按時(shí)間進(jìn)行計(jì)費(fèi)。而普通的二層交換機(jī)就難以同時(shí)做到這兩點(diǎn)。