2025年局域网L3与L4交换技术 .pdfVIP

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

局域网L3与L4交换技术

L3交换发展的背景和主要解决的问题？

L3交换发展的背景

当以太网交换技术大力发展之后，如何使路由器提速，如何构造高速IP核心骨干网成

为技术人员关注的重点。

1、路由器是无连接的、转发并遗忘的设备，所以对每个IP包都要进行不断的“拆/

封”过程，即使同源/同目的地的IP包也要进行重复的“拆/封”处理；以致路由器的“吞

吐量”受到限制，在高速LAN（10M、100M、1G）前面，路由器转发的瓶径效应逐渐明

显。

2、路由器路由算法和其它的“复杂处理”过程通常由软件完成，当路由器输入的流量

超过其吞吐能力时，将导致内部拥塞或缓存溢出，IP包将被延误或丢弃。

3、路由器的复杂性不仅带来网络管理的负担，也使网络结构在发生变化时，路由器的

重新配置过程十分复杂；此外，路由器相对交换机，价格昂贵。

L3主要解决的问题

1、主要完成园区网和局域网的内部IP转发问题（如LAN、VLAN间），而不是广域

IP转发。

以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。——《管子》

2、必须实现传统路由器的基本功能，如IP路由转发、路由协议、广播/组播、安全和

管理策略等。

3、LAN间对L3数据包（IP分组）流量能够提供线速（或接近线速）的交换。

4、对园区网和局域网L3处理必须考虑如何与已有的WAN的IP传输进行无缝连接。

5、同时提供和目前以太网交换机产品的相近价格。目前主要在以太网交换机上增加相

应L3模块功能。

以太网L3交换实现的基本原理？

方法1、要解决线速交换，采用类似ATM交换机制，直接解决不同长度IP数据分组

交换，采用ASIC硬件路由转发，实现线速转发能力，以及流量控制、QoS控制等功能。

第三层路由硬件模块插接在交换机的高速背板/总线上，这种方式使得路由模块可以与

其他模块高速的交换数据，从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制；

如3COM公司FIRE的交换机，BayG公司的IPRoutingSwitch交换机。

方法2：

优化L3路由软件（如路由信息的更新、路由表维护、路由计算、路由的确定等功能）；

采用L2、L3混合处理，实现快速IP转发；比如在第3层路由一次，然后在二层端到

端交换，即“一次路由、随后交换”策略；

去留无意，闲看庭前花开花落；宠辱不惊，漫随天外云卷云舒。——《幽窗小记》

相关的产品主要有3COM公司的FastIP,Cascade公司的IP导航（IPNavigator）

什么是局域网L3交换，使用在什么环境中。（来源于网络）

三层交换（也称多层交换技术，或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。众

所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层――数据链路层进行操作的，而

三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。简单地说，三层交换技

术就是：二层交换技术+三层转发技术。

三层交换技术的出现，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进

行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

局域网L3交换FastIP、Netflow思想的基础是什么，能否推广到广域网。

（虽然来源于PPT，但PPT上面的说明很不清晰~）

FastIP

在一个通过VLAN划分的局域网中，每个VLAN是独立的子网，中间通过路由器转发