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知识路径： > 网络技术 > 因特网与物联网 > 路由技术 > 第三层交换技术 >
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考试要求：掌握
相关知识点：2个
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第三层交换技术是指利用第二层交换的高带宽和低延迟优势尽快地传送网络层分组的技术。交换和路由不同，前者用硬件实现，速度快，而后者由软件实现，速度慢。3层交换机的工作原理可以概括为：一次路由，多次交换。也就是说，当3层交换机第一次收到一个数据包时必须通过路由功能寻址转发端口，同时记住目标MAC地址和源MAC地址，以及其他有关信息，当再次收到目标地址和源地址相同的帧就直接进行交换，不再调用路由功能。所以3层交换机不但具有路由功能，而且比通常的路由器转发得更快。
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下面将通过一个简单的网络来看看3层交换机的工作过程。
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假设有两台主机（分别是主机A、主机B）挂接在3层交换机上。比如，主机A要给主机B发送数据，则3层交换机的工作过程如下。
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（1）已知目的IP，那么主机A就用其本身的子网掩码与该目的IP相与，取得目的网络号，判断目的IP是否与自己在同一网段。
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（2）如果在同一网段，但不知道转发数据所需的MAC地址，主机A就发送一个ARP请求，主机B返回其MAC地址；然后，主机A用此MAC封装数据包并发送给交换机，交换机启用2层交换模块，查找MAC地址表，将数据包转发到相应的端口。
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（3）如果目的IP地址不是同一网段的，那么主机A要实现和主机B的通信，主机A就将第一个正常数据包发送给一个默认网关。这个默认网关一般在操作系统中已经设好，对应第三层路由模块；所以对于不是同一子网的数据，最先在数据包中目的MAC地址中放入的是默认网关的MAC地址。然后由3层模块接收此数据包，查询路由表以确定到达主机B的路由。构造一个新的帧头，其中以默认网关的MAC地址为源MAC地址，以主机B的MAC地址为目的MAC地址。通过一定的识别触发机制，确立主机A与主机B的MAC地址及转发端口的对应关系，并记录进3层交换机流缓存条目表。以后的主机A到主机B的数据，就直接交由2层交换模块完成。这就是通常所说的一次路由，多次转发。
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