在学习HCIE培训（Datacom）课程中三层交换机与路由器有什么区别？

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1、产品功能及硬件接口

路由器是为了满足不同类型、各种复杂路径的网络连接，如局域网与广域网、不同协议的网络连接等。

它的优势在于选择最佳路由、负荷分担、链路备份及和其它网络进行路由信息交换等。可实现异构网络的互联互通，进行广播域的隔离及三层互通，所以路由器接口种类多（以太网口、POS口、SA口等）， 但盒式路由器固定端口数量较少，可通过插插卡扩充接口数量。

（AR路由器可支持板卡及接口如下图，摘自产品文档）

三层交换机，一般而言指的都是以太网交换机，三层交换机在二层交换机的基础上增加了三层功能（可支持三层转发，可支持部分路由协议，但不支持其它数据链路层协议），可以在逻辑上拆分成如下图所示：

另外，只支持以太网接口（接口为二层接口），接口数量多。

转发原理：

路由器由基于软件路由引擎执行数据包交换，而路由器的转发采用最长匹配的方式，转发效率较低。当路由器收到一单播报文，会查找FIB，如果FIB 中有对应表项则按照对应表项进行转发，如果没有表项则丢弃报文；当路由器收到一组播报文，若未开启组播路由功能则丢弃，如果开启组播路由功能， 则按照组播路由表项进行转发，如果没有表项，则丢弃。当路由器收到一广播报文（目的地址为255.255.255.255）接收处理，不从其他接口转发或洪泛。

三层交换机通过硬件执行交换。当三层交换机收到一单播，判断此以太网帧的目的MAC地址是否为自己，如果不是自己查看MAC地址表，如果MAC地址表中有对应表项则按照对应表项进行转发，如果没有表项则在同一广播域中泛洪；如果目的MAC为自己则三层转发，三层交换机在对第一个数据流进行路由后，将产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过，从而消除网络延迟，提高数据包转发的效率。同时，三层交换机的路由查找是针对数据流的，它利用缓存技术，实现快速转发。当交换机收到组播报文或广播报文就在同一广播域中泛洪处理， 同时泛洪的接口包括vlanif接口，交由三层转发引擎进行基于IP的处理，若未开启组播路由功能则丢弃，如果开启组播路由功能，则按照组播路由表项进行转发，如果没有表项，则丢弃。当路由器收到一广播报文（目的地址为

255.255.255.255）接收处理，不从其他接口转发或洪泛。

3、支持特性

路由器支持多种数据链路层协议，如ppp、hdlc、fr、ATM、；支持多种VPN 功能，如IPSEC VPN 、GRE VPN 、L2TP VPN等；

三层交换机仅支持以太网一种数据链路层协议，不支持VPN技术（MPLS VPN

除外）。

4、部署场景

三层交换机非常适用于数据交换频繁的局域网中；

路由器更适合于数据交换不是很频繁的不同类型网络的互联，如局域网与互联网的互联。

高端路由器用于运营商骨干网互联中，运营商骨干网中有大量的路由条目需要维护和承载，交换机在路由协议的支持上不如路由器强，且高端路由器同样采用硬件转发（配有专用的交换网板），转发速率高，可满足运营商环境中高速率、低延迟、多路由协议及路由条目的场景。HCIE培训（Datacom）循环开班联系WOLFLAB预约免费试听

扩展问题1：你说的NAT功能，你听说过框式设备么，插个板卡都能实现的，这怎么是区别呢？

框式交换机（S7700以上）需要插板卡相当于扩展支持，而所有的路由器实现一些功能打上相应的licence就可以实现了，几乎是原生支持。

扩展问题2：你说一个在出口，一个在汇聚，那你知道什么场景必须要用路由不用交换机么？

高端路由器用于运营商骨干网互联中，运营商骨干网中有大量的路由条目需要维护和承载，交换机在路由协议的支持上不如路由器强，且高端路由器同样采用硬件转发（配有专用的交换网板），转发速率高，可满足运营商环境中高速率、低延迟、多路由协议及路由条目的场景。

扩展问题3：三层交换机和路由器收到免费ARP的时候有什么区别？

三层交换机收到免费ARP时，会在同一广播域泛洪并处理（刷新对应IP地址的ARP信息），ARP报文中目标IP是自己的话就会回应，不是自己的话就丢弃；路由器收到免费ARP时，先处理（刷新对应IP地址的ARP信息），ARP报文

中目标IP是自己的话就会回应，不是自己的话，就会直接丢弃掉；

扩展问题4：有什么办法避免路由器CPU负载过高？具体怎么实现？ 汇总路由，减少路由器计算路由的次数；

在OSPF中的话，可以使用特殊区域减少区域内路由表和LSDB的规模；

扩展问题5：ARP哪种报文会携带MAC？

ARP报文都会携带MAC地址。

扩展问题 6：说一下三层和二层的转发答：

a. 二层转发的情况：

交换机收到一个数据帧，查看目的 MAC 地址，发现目的 MAC 地址不是自己，那么就会根据目的 IP 地址，查看 MAC 地址表，进行二层转发。

b. 三层转发的情况：

交换机收到一个数据帧，查看目的 MAC 地址，发现目的 MAC 地址是自己，那么就会解封装二层，读到第三层，然后根据目的 IP 地址，查看路由表进行三层转发。

扩展问题 7：交换机上有 mac 地址吗？ 答：

有，每台交换机都会有个 MAC 地址。

扩展问题 8：交换机怎么控制组播的转发？

答：

a. 二层转发的情况：

交换机上没有开启 PIM-SM，或者 IGMP-snooping 的功能。此时，交换机收到组播数据帧，会直接泛洪出去。

b. 三层转发的情况：

交换机上开启了 PIM-SM，或者 IGMP-snooping 功能。

假设交换机开启了 PIM-SM，那么当交换机收到组播数据帧时，会查看组播转发表项进行转发。 （备注：组播转发表项为 （S，G）表项）

假设交换机开启了 IGMP-snooping，那么当交换机从路由端口收到数据帧时，会根据二层组播转发表项，从相应的成员端口转发出去。 （备注：二层组播转发表项的内容有 路由端口、成员端口和组播 IP 地址）

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