第三层交换技术的工作原理

    传统的路由器需要对每个路由的包进行大量的处理，由于传统的路由器能够支持多种协议，它们是通过软件来实现的，因此基于软件的执行速度比基于硬件的要慢，使得路由器成为网络性能的瓶颈。为了解决路由器的通信瓶颈问题，出现了第三层交换。

    第三层交换改善了路由器的性能，使网络具有更高的智能性。第三层交换的运行方式类似于LAN交换机，不同的只是它是基于IP地址而不是MAC地址转发数据的。

    假设两个使用IP协议的站点通过第三层交换机，通信的过程：发送站点A在开始发送时，已知目的站的IP地址，但尚不知道在局域网上发送所需要的MAC地址。要采用地址解析（ARP）来确定目的站的MAC地址。

    发送站把自己的IP地址与目的的站的IP地址比较，采用其软件中配置的子网掩码提取内。若目的站B与发送站A在同一子网内，站点A广播一个ARP请求，B站返回其MAC地址，A站得到目的站点B的MAC地址后将这一地址缓存起来，并用此MAC地址封装包后转发数据，第二层交换模块查找MAC地址表确定将数据包发向目的端口。

    若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站C通信，发送站A要向“缺省路径”发出ARP封装包，而“缺省路径”的IP地址已经在系统软件中设置。这个IP地址实际上对应第三层交换机的第三层交换模块。

    所以当发送站A对“缺省路径”的IP地址广播出一个ARP请求时，若第三层交换模块在以往的通信过程中已得到目的站C的MAC地址，则向发送站A回复目的站C的MAC地址；否则第三层交换模块根据路由信息向目的站广播一个ARP请求，目的站C得到此ARP请求后，向第三层交换模块回复其MAC地址，第三层交换模块保存此地址并回复发送站A。

    以后，当再进行站点A与站点C之间的数据包转发时，将用最终的目的站点C的MAC地址封装包，数据转发过程全部交给第二层交换处理，因此信息得到高速交换。