一、三层交换目的

目的：

三层交换（三层交换机）融合了二层和三层的功能，既可以划分vlan也可以实现路由；也是用来解决不同vlan间的通信。

问题：

使用单臂路由可以解决不同vlan的通信，为什么还要使用三层交换？

单臂路由容易造成网络瓶颈，子接口依托于物理接口，当vlan过多，物理接口压力就会过大。单臂路由技术主要是利用路由器转发，每一次数据来了之后都需要进行路由，路由器工作量比较大

二、传统三层交换

三层交换：

传统的三层交换机：（交换机和路由器的功能结合起来），一次路由，多次交换的方式

VLAN1发送一个数据帧，通过接口0/1到达三层交换机，会记录vlan1 主机的MAC地址，接口号，vlan等信息。查看数据帧，目的mac不在同一个广播域中交给三层引擎处理，处理路由的过程，处理完成后，帧的头部会重新封装，封装完成后，进行转发、vlan 2 主机回应时，记录vlan 2 接口的对应关系下一次传输时，三层交换机已经形成三层路由条目，可以之间进行转发。

传统的三层交换技术

交换机将数据流中的第一个数据包转发给第三层引擎，后者以软件交换的方式对数据包进行处理。对数据流中的第一个数据包进行处理后，第三层引擎对硬件交换组织进行编程，是之为后续的数据包选择路由。即后续只需要通过交换转发，无需路由

三、基于CEF的三层交换（MLS）

CEF预先根据路由表（ip地址与接口对应关系）学习路由信息后，直接存储在FIB（转发信息库）。CEF预先根据ARP表（ip地址与MAC地址对应关系）生成邻接关系表，直接由硬件进行转发，传统的MLS至少需要软件查询一次路由表后，建立转发条目，才能使用硬件进行转发

基于路由表，直接生成临接关系表、直接进行转发（硬件转发）

维护了两张表：路由表（转发信息库FIB）临接关系表（MAC地址信息）

工作原理：

FIB（转发信息库）：IP 地址与VLAN ID对应关系

邻接关系表：邻接主机和交换机MAC地址的对应关系

四、虚接口

交换机不是路由器，不能设置IP地址。那么就引入虚接口概念，那就是相当于逻辑接口充当路由器的接口、三层交换机具备路由功能，所以两个vlan之间可以相互访问，每一个vlan虚接口就是网段的网关。

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