本文我们将学习和探讨OSI参考模型中二层和三层交换机的各种特性和应用，以及它们之间工作方式的区别。
这两种类型交换机的工作方式有所不同：
二层交换机
冲突和广播域
VLAN
为了克服冲突和广播域问题，在计算机网络系统中引入了VLAN(虚拟局域网)技术。分隔广播域有两种方法：1. 物理分隔：将网络从物理上划分为若干个小网络2. 逻辑分隔：将网络从逻辑上划分为若干个小的虚拟网络，即VLAN物理分隔有很多缺点，会使得局域网的设计缺乏灵活性，而VLAN则具有灵活性和可扩展性。VLAN配置是在交换机级通过使用不同的接口完成的，不同的交换机可以有不同或相同的 VLAN 配置，并可以根据网络的需要进行设置。在同一个 VLAN 内的设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像在同一个网段中一样。因此，与不同交换机相连的主机可以共享同一个广播域。为了更好地理解 VLAN ，我们举个栗子，其中一个使用 VLAN，另一个不使用 VLAN。
如果没有 VLAN，从主机 1 发送的广播消息将到达网络中的所有设备。
未使用VLAN如果给网络中的两个交换机添加一个名为 fast Ethernet 0 和 fast Ethernet 1 的接口卡（通常表示为 Fa0/0）来配置 VLAN，来自主机1 的广播消息将仅发送到主机2。
使用了VLAN的网络在进行配置时会发生这种情况：只有主机 1 和主机 2 定义在同一组 VLAN 下，而其他设备组件是别的 VLAN 网络的成员。需要注意的是，二层交换机只能允许主机设备与同一个VLAN的主机通信。要到达另一个网络的主机设备，需要三层交换机或路由器。VLAN 网络高度安全，因为其配置类型，任何文件都可以通过两个预定义的、物理上没有连接的同一VLAN的主机发送。广播流量也由它管理，因为消息将仅发送和接收到定义的 VLAN集，而不是网络上的每个设备。访问和中继端口在交换机端口上可以完成各种类型的配置，给VLAN 分配一个访问端口，就可以访问单个 VLAN 网络。当我们只需要简单地将主机终端设备配置到特定的 VLAN 网络时，就会使用访问端口。如果需要访问多个交换机，且需要访问不同的VLAN，则将接口配置为交换机的中继端口。中继端口的智能程度足以承受多个VLAN的流量。配置 VLAN
要在交换机上配置 VLAN，首先要在交换机上启用 IOS 模式。
创建 VLAN 的命令为onfig mode VLAN NUMBER i.e. Switch(config)# VLAN 10。
通过使用接口命令，我们可以在 VLAN 下分配快速以太网端口。
通过使用 switchport 访问命令行，我们可以指定接口是访问模式。
下一条命令将分配 VLAN 编号到交换机端口访问模式。
Switch(config) #vlan 10
Switch(config-vlan) #exit
Switch(config) #int fa0/1
Switch(config-if) #switchport mode access
Switch(config-if) #switchport access vlan 10
switchport access mode 命令只能分配给单个 VLAN。当需要配置多个 VLAN，使用 switchport trunk mode interface 命令，因为它可以承载多个 VLAN 的流量。
二层交换机的特点
下面列出了二层交换机的各种特性。
二层交换机可以充当网桥，将计算机网络系统的各种终端设备连接在一个平台上。它们能够非常快速且有效地将数据从LAN 网络的源端传输到目标端。
二层交换机将庞大复杂的 LAN 网络拆分为一个个小的VLAN网络。
通过在一个大型的 LAN 网络中配置多个 VLAN，在没有物理连接的情况下，交换变得更快。
二层交换机的应用
下面给出了二层交换机的各种应用。
通过二层交换机，我们可以轻松地将位于同一VLAN内的数据帧从源端发送到目的端，而无需物理连接或位于同一位置。
因此，软件公司的服务器可以集中放置在一个位置，而分散在其他位置的客户端可以轻松访问数据而没有延迟，从而节省服务器成本和时间。
组织可以通过使用这些类型的交换机将主机配置在同一个VLAN中，而不需要任何互联网连接，从而实现内部通信。
三层交换机
三层交换机的特点
三层交换机的各种特性如下所示：
执行静态路由，以在不同 VLAN 之间传输数据。而二层设备只能在同一 VLAN网络之间传输数据。
以与路由器相同的方式执行动态路由，这种动态路由技术允许交换机执行最佳数据包路由。
根据网络的实时场景提供一组多路径来传递数据包。交换机可以选择最可行的路径来路由数据包，目前流行的路由技术包括 RIP 和 OSPF。
能够根据子网划分或 VLAN 流量标记部署 QoS 分类，而不是像二层交换机那样手动配置交换机端口。
需要更多的功率来运行，并在交换机之间提供更高带宽的链路，这些链路几乎超过 10Gbits。
为数据交换提供高度安全的路径。
三层交换机的应用
三层交换机的应用如下:
被广泛用于数据中心等大型园区。三层交换机具有静态路由和动态路由等特点，且交换速度比路由器快，因此它被用于局域网连接中，用于多个VLAN和LAN网络的互连。
三层交换机与多台二层交换机相结合，可以支持更多用户接入网络，无需额外部署三层交换机和更多带宽。如果一个网络平台上的终端用户数量增加，那么无需对网络进行任何增强，就可以轻松地将其容纳在同一个运行场景中。
三层交换机可以轻松处理高带宽资源和最终用户应用，它提供了 10Gbits 带宽。
三层交换机有能力解除过载的路由器的负担。在广域网场景中，每个三层交换机都有一个主路由器，这样交换机就可以管理所有的本地VLAN路由。
通过遵循上述类型的场景，路由器的工作效率将会提高，并且可以专门用于长距离（WAN）连接和数据传输。
三层交换机十分智能，可以利用其高带宽处理和管理本地连接的服务器和终端设备的路由和流量控制。因此，公司通常使用三层交换机来连接其监控服务器和子系统NOC中心的主机节点。
三层交换机的 VLAN 间路由
下图显示了三层交换机与二层交换机相结合的跨 VLAN 路由操作。我们再举个栗子来帮助理解：
在大学中，教职员工和学生的 PC 通过二层和三层交换机连接在不同的VLAN上。
总 结
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