二层交换机与三层交换机，您选哪一个？

通常，二层交换机是连接所有网络和客户端设备的基本设备之一。但就目前而言，随着网络应用的日益多样化和融合网络的实施，三层交换机在数据中心、复杂的企业网络和商业应用中蓬勃发展。问题来了：第2层与第3层交换机，哪个是首选的网络交换机？

二层交换机和三层交换机：它们是什么？

开放系统互连（OSI）模型采用二层交换机和三层交换机，是描述和解释网络通信的参考模型。OSI模型有七层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层，其中第2层和第3层分别指数据链路层和网络层，交换机工作在这些层中的称为第2层交换机和第3层交换机。

图 1：OSI 模型中的第2层和第3层。

第2层与第3层交换机

Layer 2和Layer 3的主要区别在于路由功能。第2层交换机仅使用 MAC 地址，不关心 IP 地址或更高层的任何项目。三层交换机，或多层交换机，可以完成第2层交换机的所有工作以及附加的静态路由和动态路由。也就是说，三层交换机既有MAC地址表又有IP路由表，处理VLAN内通信和不同VLAN间的数据包路由。还有仅添加静态路由的第2+ 层（第3层精简版）交换机。除了路由数据包之外，第3层交换机还包括需要了解进入交换机的数据的 IP 地址信息的功能，例如根据 IP 地址标记 VLAN 流量，而不是手动配置端口。第3层交换机的功率和安全性会根据需要增加。

在第2层和第3层交换机之间徘徊时，您应该考虑它将用在什么地方。如果您有一个纯第2层域，您可以直接使用第2层交换机。纯第2层域是主机连接的地方，因此第2层交换机可以在那里正常工作。这在网络拓扑中通常称为接入层。如果需要交换机聚合多台接入交换机，做VLAN间路由，那么就需要三层交换机。这在网络拓扑中称为分布层。

图2：什么时候使用二层交换机、三层交换机和路由器？

物品	二层交换机	三层交换机
路由功能	仅 Mac 地址	支持静态路由、动态路由等高级路由
基于 IP 地址的 VLAN 标记	不	是的
跨VLAN	不	是的
使用场景	纯二层域	汇聚多台接入交换机

第2层与第3层交换机：购买时要考虑的关键参数

如果您购买的是二层或三层交换机，您应该检查一些关键参数，包括转发速率、背板带宽、VLAN 数量、MAC 地址的内存、延迟等。

转发率（或吞吐率）是背板（或交换结构）的转发能力。当转发能力大于所有端口速度的总和时，我们称背板为非阻塞。转发速率以每秒数据包数 (pps) 表示。以下公式给出了如何计算交换机的转发率：

转发率（pps）=10Gbit/s端口数*14880950pps+1Gbit/s端口数*1488095pps+100Mbit/s端口数*148809pps

例如FS S5850-32S2Q有32个10Gbit/s端口和2个40Gbit/s端口，那么它的转发速率为：

32*14,880,950pps + 2*4*14,880,950pps = 595,238,000 pps ≈596Mpps

下一个参数是背板带宽或交换结构容量，它是所有端口速度的总和。所有端口的速度总和被计算两次，一次用于Tx方向，一次用于Rx方向。背板带宽以每秒位数（bps 或 bit/s）表示。

背板带宽（bps）=端口号*端口数据速率*2

所以S5850-32S2Q的背板带宽为：

(32*10Gbps + 2*40Gbps) *2= 800 Gbps

其他重要参数是可以配置的 VLAN 数。一般二层交换机1K=1024个VLAN就够用了，三层交换机典型的VLAN个数是4k=4096个。MAC地址表的内存是一个交换机能保留的MAC地址个数，通常用8k表示或 128k。延迟是数据传输遭受的延迟时间。它要求尽可能短，因此延迟通常以纳秒（ns）表示。

概括

这篇文章解释了第2层与第3层交换机的区别。还对它们的功能进行了比较，希望能解决这些设备之间的取舍问题。此外，还讨论了测量第2层或第3层交换机的关键参数。并非总是越先进的设备越好，但为您的特定应用选择最合适的设备是正确的。