網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在OSI 模型的第 2 層（數(shù)據(jù)鏈路）運(yùn)行，而網(wǎng)絡(luò)路由器在第 3 層（網(wǎng)絡(luò)）運(yùn)行。這種區(qū)別導(dǎo)致對(duì)第 3 層交換機(jī)（也稱為多層交換機(jī)）的定義和用途的混淆。

什么是第 3 層交換機(jī)？

第 3 層交換機(jī)是用于網(wǎng)絡(luò)路由?的專用硬件設(shè)備。第 3 層交換機(jī)在技術(shù)上與典型路由器有很多共同點(diǎn)，而且不僅在物理外觀上。兩者都可以支持相同的路由協(xié)議，檢查傳入的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)內(nèi)部的源地址和目標(biāo)地址做出動(dòng)態(tài)路由決策。

與路由器相比，第 3 層交換機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)之一在于執(zhí)行路由決策的方式。第 3 層交換機(jī)不太可能遇到網(wǎng)絡(luò)延遲，因?yàn)閿?shù)據(jù)包不必通過路由器采取額外的步驟。

第 3 層交換機(jī)的用途

第 3 層交換機(jī)被認(rèn)為是提高大型局域網(wǎng)（如公司內(nèi)部網(wǎng)）的網(wǎng)絡(luò)路由性能的一種方式。

第 3 層交換機(jī)和路由器之間的主要區(qū)別在于硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第 3 層交換機(jī)內(nèi)部的硬件融合了典型交換機(jī)和路由器的硬件，用集成電路硬件替換了路由器的一些軟件邏輯，從而為本地網(wǎng)絡(luò)提供更好的性能。

此外，由于設(shè)計(jì)用于 Intranet，第 3 層交換機(jī)通常不具備標(biāo)準(zhǔn)路由器提供 的WAN端口和廣域網(wǎng)功能。

這些交換機(jī)最常用于支持虛擬 LAN 之間的路由。VLAN 的第 3 層交換機(jī)的優(yōu)勢(shì)包括：

• 減少廣播流量。

• 簡化的安全管理。

• 改進(jìn)的故障隔離。

第 3 層交換機(jī)的工作原理

典型的交換機(jī)根據(jù)連接設(shè)備的物理地址（?MAC 地址）在其各個(gè)物理端口之間動(dòng)態(tài)路由流量。第 3 層交換機(jī)在管理 LAN 內(nèi)的流量時(shí)使用此功能。

他們還通過使用IP 地址信息在管理 LAN 之間的流量時(shí)做出路由決策來?擴(kuò)展此流量處理過程。相比之下，第 4 層交換機(jī)也會(huì)考慮TCP或UDP端口號(hào)。

使用帶有 VLAN 的第 3 層交換機(jī)

必須在交換機(jī)上輸入每個(gè)虛擬 LAN 并進(jìn)行端口映射。還必須指定每個(gè) VLAN 接口的路由參數(shù)。

某些第 3 層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)了DHCP支持，可用于自動(dòng)為VLAN內(nèi)的設(shè)備分配 IP 地址?；蛘?，可以使用外部 DHCP 服務(wù)器，或單獨(dú)配置靜態(tài) IP 地址。

第 3 層交換機(jī)面臨的挑戰(zhàn)

第 3 層交換機(jī)的成本高于普通交換機(jī)，但低于路由器。配置和管理這些交換機(jī)和 VLAN 也需要額外的努力。

三層交換機(jī)的應(yīng)用僅限于設(shè)備子網(wǎng)和流量規(guī)模足夠大的內(nèi)網(wǎng)環(huán)境。家庭網(wǎng)絡(luò)通常不需要這些設(shè)備。由于缺乏 WAN 功能，第 3 層交換機(jī)不能替代路由器。

這些交換機(jī)的命名來自 OSI 模型中的概念，其中第 3 層稱為網(wǎng)絡(luò)層。然而，這種理論模型并不能很好地區(qū)分行業(yè)產(chǎn)品之間的實(shí)際差異。該命名在市場(chǎng)上引起了很大的混亂。