二层交换机与三层交换机
在网络中各种各样的网络设备要想进行通信，它们必须要采用相同的网络协议。就如同两个人相互沟通需要有双方都能理解的语言一样。网络协议对于通讯双方数据信息的格式采用、如何发送与接收都有明确的规定，内容涉及非常具体和复杂，国际标准化组织（ISO）为了使网络协议的开发简单化，定义了一个开放系统互联参考模型（OSI），共定义了应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据层和物理层７个部分，并对每个部分所要解决的问题作了明确。这种分层结构将复杂的网络通信问题具体化、简单化和标准化，这样在进行网络通信技术的开发时，技术人员就可以专注于其中的某一个或某几个部分，并可与其它层实现协同对接。
二层交换机是工作在OSI参考模型的第二层，也就是数据链路层上，它依据数据帧的MAC地址进行物理设备的位置定位。当它的某一个端口接收到数据帧时，它会读取数据帧的源MAC地址及目的MAC地址，根据动态维护着的MAC与物理端口映射表，可以很快找到目的MAC地址所对应的物理端口，实现数据帧的快速转发。
三层交换机是在二层的基础上融合了ISO参考模型第三层——网络层中的路由功能，这类交换机不但能够基于MAC地址转发数据帧，还能根据IP地址为数据包提供路由服务，这样当局域网进行了网段划分后，可由三层交换机实现不同网段之间的通信，而不必使用独立的路由器产品。
三层交换机的工作过程是这样的，假设有A和B两个网络设备使用IP协议进行通信，且二者在同一个网段时，A首先要向交换机的三层交换模块（缺省网关）发送一个ARP请求，如果三层交换模块在此前的通信过程中已经知道了B的MAC地址，则会向A回复B的MAC地址，如果三层交换模块不知道B的地址，则会发一个ARP广播，B在收到该广播后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模块再将该MAC回复给A，同时将其记录在MAC地址表中。此后A和B二者之间就可以进行快速的数据交换了。
当A和B不在同一网段的情况下如要实现二者通信，A首先向交换机的三层交换模块发送一个ARP请求，交换模块向A回复一个报文，将它的MAC地址告诉给A，A接下来进行目的MAC地址替换，将要发送给B的数据首先发送给交换模块。交换模块会在它所维护的主机路由表和网段路由表中按照IP地址来查找B的MAC地址及所对应的物理端口号，并将数据按照B的IP所对应的端口发送出去,实现A与B之间的通信。
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