在中大型規模網路建設中，以千兆三層交換機為核心的主流網路模型不勝列舉。隨著我國企業網、校園網以及寬頻建設的迅速發展，三層交換機再次找到了新的市場增長點，它的應用也從最初的骨幹層，匯聚層一直滲透到邊緣的接入層。而該領域也不再由國外廠商獨領**，tcl網路等國產廠商都推出了各具特色的三層交換產品。
交換式技術發展過程
計算機技術與通訊技術的結合促進了計算機區域網路的飛速發展，從60年代末aloha的出現到90年代中期1000m交換式乙太網的登台亮相，短短的三十年間經過了從單工到雙工、從共享到交換、從低速到高速、從簡單到複雜、從昂貴到普及、從二層交換到多層交換的飛躍。
1.二層交換
回顧網路初期，開始應用區域網技術組網時，主要侷限於主機連線、檔案和列印共享，多個使用者共享10mbit/s頻寬就能滿足要求。隨著網路規模的日益擴大，網路系統已不能勝任，這是因為區域網最早的網路互聯裝置是集線器，它是一層裝置。基於csma/cd物理協議的使用者資料的衝突檢測和出錯重發過程，使傳輸的效率大大降低。當時採用了二層裝置網橋，它可起到使網段細化、減小衝突域，從而優化區域網效能的目的。但它是對高層（第三層以上）協議透明的裝置，不能有效阻止廣播風暴，因此需要路由器。路由器在子網間互連、安全控制、廣播風暴限制等方面起了關鍵的作用，但複雜的演算法、較低的資料吞吐量使其成為網路的瓶頸。意識到以上問題，業界對網橋進行了改進，製造出區域網交換機，用它替代集線器，以提高網路的效能。
區域網交換機是一種二層網路裝置，它在操作過程中不斷收集並建立它本身的mac位址表，而且定時重新整理。它的引入使網路站點間可獨享寬頻，消除了無謂的衝突檢測和出錯重發，提高了傳輸效率。而且使用者資訊是點對點進行傳送，其他節點是不可見的。但二層交換也暴露出它的弱點：不能有效解決廣播風暴、異種網路互連、完全性控制等問題。因此，產生了交換機上的vlan（虛擬區域網）技術。
2.三層交換
二層交換機工作在osi參考模型的第二層－－資料鏈路層上，主要功能包括物理編址、網路拓樸結構、錯誤校驗、幀序列以及流量控制。目前交換機還具備了一些新的功能，如對vlan的支援、對鏈路匯聚的支援，甚至有的具有防火牆的功能，這就是第三層交換機所具有的功能。所謂的第三層交換機就是基於協議的vlan劃分時，增加了路由功能。
三層交換機是採用intranet應用的關鍵，它將二層交換機和三層路由器兩者的優勢有機而智慧型化地結合成乙個靈活的解決方案，可以各個層次提供線速效能。這種整合化的結構還引進了策略管理屬性，不僅使二層與三層相互關聯起來，而且還提供流量優先化處理、安全訪問機制以及多種其它的靈活功能。
*在所有埠，針對所有網路介面和協議的無阻塞線速交換和路由。
*極高的吞吐量**發包/每秒），通常比中高階路由器要快10倍-100倍。
*多協議路由選擇：ip（ripv1/v2、ospf）、ip multicast（dvmrp、pim）、ipx等。
*具有頻寬預留（rsvp）及具有cos和qos的業務量優先順序處理，支援ieee802.1、differserv。
*可設定訪問列表控制（access list control）的過濾規則，或基於防火牆的安全策略。
*支援pppoe，支援安全使用者認證，配合使用者計費，增強使用者管理特性。
*支援以及網頻寬單元遞增分配服務。
*asic的可程式設計性，支援諸如ipv6的技術和其他未來技術，保護使用者投資。
三層交換與路由器的比較
在過去，網路中的資料在一般情況下遵守「80/20」規則，即只有大約20％是通過骨幹路由器與**伺服器或企業網路的其他部分進行通訊，而80％的網路流量主要仍集中在不同的部門子網內。而在今天這個比例已經被提高到了50％乃至80％。為了應付不斷增長的資料流量，共享介質型的網路紛紛被交換型網路所替代。這種變化對原來用於網路分段的傳統路由器產生了直接的衝擊。鑑於有如此之大的流量跨越ip或ipx子網，路由器事實上已經成為了網路傳輸的瓶頸。
傳統路由器的主要功能是實現路由選擇與網路互連，即通過一定途徑獲知子網的拓撲資訊與各物理線路的網路特性，並通過一定的路由演算法獲得到達各子網的最佳路徑，建立相應路由表，從而將每個ip包跳到跳（hop to hop）傳到目的地，其次它必須處理不同的鏈路協議。ip包途徑每個路由器時，需經過排隊、協議處理、定址選擇路由等軟體處理環節，造成延時加大。同時路由器採用共享匯流排方式，總的吞吐量受限，當使用者數量增加時，每個使用者的接入速率降低。路由器更注重對多種介質型別和多種傳輸速度的支援，而目前資料緩衝和轉換能力比線速吞吐能力和低時延更為重要。雖然路由器的效能最近也得到了一定的提高，大約達到1mpps，但採用這種路由器的費用也高得驚人。
交換技術相對於路由技術的好處就是快，當網路規模很大時，高速、大容量路由器是十分必要的。另一方面，由於現代通訊網路大都採用光纖技術，所以現在資料網路的主要瓶頸是節點/路由器。現在的l3交換、路由交換或其它名詞都是這種思路的結果。雖然三層交換最初是為lan設計的，它採用目的ip位址進行交換，但是現在這種技術也已經開始在wan中使用。
第三層交換在現在的網路建設中起著越來越重要的作用，它可以不將廣播封包擴散，直接利用動態建立的mac位址來通訊，如ip位址、arp等，具有多路廣播和虛擬網間基於ip、ipx等協議的路由功能，這方面功能的順利實現得力於專用積體電路（asic）的加入，把傳統的由軟體處理的指令改為asic晶元的嵌入式指令，從而加速了對包的**過濾，使得高速下的線性路由和服務質量都有了可靠的保證。
三層交換的應用
三層交換機的應用其實很簡單，主要用途是代替傳統路由器作為網路的核心。因此，凡是沒有廣域網連線需求，同時需要路由器的地方，都可以用三層交換機代替。
在企業網和教學網中，一般會將三層交換機用在千兆埠或百兆埠連線不同的子網或vlan。因為其網路結構相對簡單，節點數相對較少。另外，它不需要較多的控制功能，並且要求成本較低。
在目前火爆的寬頻網路建設中，三層交換機一般被放置在小區的中心和多個小區的匯聚層，三層交換機的出現動搖了企業路由器的地位。正如路由器統治廣域網一樣，三層交換機將在今後主宰區域網已成為不爭的事實。
從當前國內的情況來看，三層交換機發展勢頭良好。tcl網路裝置公司最新推出s4326mf就是一款效能優良的三層乙太網交換機。該款可用做網路交換機、網路節點交換機和伺服器**換機，同tcl網路系列乙太網交換機配合使用，網路管理者能構造無縫的10/100/1000mbit/s以太交換網路系統，為整個網路系統提供統一的網路服務。這樣的網路系統結構簡單，同時融合了可伸縮的網路速率、效能、網路規模和基於策略的qos服務。s4326mf三層乙太網交換機為網路提供qos服務，包括優先順序管理、頻寬管理、vlan交換等。基於策略的qos使得網路管理者能為各種不同型別的網路流量包括tcp/udp會話按優先順序分配頻寬而沒有任何交換效能上的損失。
s4326mf有24個10/100m自適應以太口和2個擴充套件插槽，百兆擴充套件插槽可配百兆光纖模組，千兆擴充套件插槽可選配千兆電口模組和千兆光纖模組並提供高效能的背板通道。
對於乙太網交換機相互連線或乙太網交換機與伺服器相連的情況，相互之間的單根連線線往往會成會連線的瓶頸。採用trunk技術能將幾根相同源交換機與目的交換機的乙太網連線線從邏輯上看成一根連線線，這樣好保證區域網保證不會出現環路，同時也有效地加大了連線頻寬。tcl s4326mf全面支援trunk協議，最大可支援8組trunk，從而能有效解決企業區域網中的連線頻寬問題。
s4326mf除了支援動態路由協議rip和ospf外，針對日漸流行的要求使用多點組播（multicast）支援的應用程式，s4326mf還能夠實施基於標準的多點組播協議，如距離向量多點組播由協議（dvmrp）。
s4326mf支援自學習功能，它能自動發現主機的ip位址與連線埠的對應關係，而不使用任何路由協議。從交換機連線到網路開始，它就不斷地偵聽arp、rip和icmp資料報來學習所有連線主機的ip位址和子網掩碼資訊。根據學習到的資訊，交換機將建立和維護路由表中的路由資訊，並且自動地為所有ip資料報提供路由服務。
對於需要經過s4326mf進行三層交換的資料報，出於安全的考慮，需要根據多規則對資料進行過濾。確保只有符合規定的資料報通過路由交換機。s4326mf交換機支援內部具有硬體的過濾器，能在不降低系統效能的情況下對所有資料報進行過濾，且能基於從二層到七層的任意內容對資料報進行過濾。
通過中心交換機s4326mf來劃分不同功能的邏輯子網（vlan），並通過網路管理系統對整個網路進行集中式控制和管理，包括監控、調整網路的執行狀態、自動分配使用者的ip位址、統計網上資訊流量及使用者的使用情況等內容。可直接連到中心交換機ｓ4326的裝置有路由器、各種伺服器、中心工作站和二級交換機。可選的二級交換機包括s4426mfb/s4228mf/s4125sf等。
路由功能 交換效能的三層交換
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15 三層交換與二層交換 策略路由與路由策略
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二層交換 路由和三層交換
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