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TCP/IP 協定與 Internet 網路：第三章 區域網路連結 上一頁 下一頁
翻轉工作室：粘添壽
3-7 第三層交換器
如同前一節提到的，路由器在區域網路上應用，仍以分割子網路為主要用途，況且目前區域網路範圍愈來愈大，傳輸速度也愈來愈快，一般路由器的轉送速度已漸不及。又同一區域網路也大多是同一種網路型態（如 Ethernet 網路及 IP 網路），路由器上的協定轉換功能也較少使用，因此，第三層交換器（Layer 3 Switch）也就因應而生，基本上，第三層交換器也如同第二層交換器一樣，並不具有轉換通訊協定（轉換協定單元格式）功能，只純粹作封包轉送功能（第二層交換器為訊框轉送），所以稱之為『交換器』。但一般第三層交換器同時具有第二層交換器之功能，表示交換器可以依照路由表轉送封包（IP）外，各連接埠口也具有學習紀錄及過濾 MAC 位址的功能，也因此稱之為『Layer 3/2 Switch』。
交換器也可稱為『多埠口路由器』（Multi-port Router），依各廠商製造有 8 ~ 24 埠口之第三層交換器。如果以圖 3-14 通訊協定堆疊的運作程序而言，封包由某一埠口進入交換器，交換器必須將該封包拆解到第三層之 NL-PDU，再由 NH（Network Header）（或 IP Header）上得知該封包的目的位址，再由路由表（Routing Table）上查詢出，應該轉向哪一埠口上。但第三層交換器具有第二層交換（MAC 位址）之功能，當進入之封包拆解到第二層時，已知該封包的 MAC 位址，如果已知該 MAC 位址是屬於哪一埠口上，就可以直接轉送出去，不必每一封包都要拆解到第三層才轉送。因此，第三層交換器的處理速度會比原來之路由器還快外，更適合目前之高速區域網路的應用。
既然，第三層交換器也具有第二層交換功能，表示在交換器內可以建立 IP-MAC 的對照表。依照 IP-MAC 對照表規劃成『虛擬網路』，每一虛擬網路都是一個廣播網域（或碰撞網域），也相當於一個子網路。在虛擬網路（子網路）的內部通訊以第二層交換方式進行（MAC 位址），虛擬網路之間的通訊，則以第三層交換方式（IP 位址）進行。當進行第三層交換時，也許需要查詢 IP 路由表（或許交換器以外之位址）或 IP-MAC 對照表（交換器內部之位址）。早期設計第三層交換器，主要是以分割一個快速區域網路（Mbps 或 Gbps 網路）成為若干個子網路為目的，各埠口之間的路徑選擇，也大多採用固定路由方式。因此，欲連結到外部網路都必須另外透過一個路由器來處理，但目前交換器大多有配置路徑選擇功能（RIP 或 OSPF）的埠口（類似路由器和交換器整合成一體），其結構如圖 3-16 所示。
圖 3-16 第三層交換器結構圖