什么是三层交换机？
三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，工作在OSI网络标准模型的第三层：网络层三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的资料交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。
三层交换机工作过程
装置A和装置B通过三层交换机通讯，当A要给B传送资料，已知目的IP，那么A就用子网掩码取得网络地址，判断目的IP是否与自己在同一网段：如果在同一网段，但不知道转发资料所需的MAC地址，A就传送一个ARP请求，B返回其MAC地址，A用此MAC封装资料包并发送给交换机，交换机起用二层交换模组，查询MAC地址表，将资料包转发到相应的埠。
如果目的IP地址显示不是同一网段的，那么A要实现和B的通讯，在流快取条目中没有对应MAC地址条目，就将第一个正常资料包传送向一个预设闸道器，这个预设闸道器一般在操作系统中已经设好，对应第三层路由模组，所以可见对于不是同一子网的资料，最先在MAC表中放的是预设闸道器的MAC地址；然后就由三层模组接收到此资料包，查询路由表以确定到达B的路由，将构造一个新的帧头，其中以预设闸道器的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B的MAC地址及转发埠的对应关系，并记录进流快取条目表，以后的A到B的资料，就直接交由二层交换模组完成。这就通常所说的一次路由多次转发。
三层交换机的特点
通过三层交换机工作过程，可以看出三层交换的特点：由硬件结合实现资料的高速转发三层交换机不是简单的二层交换机和路由器的叠加，三层路由模组直接叠加在二层交换的高速背板总线上，突破了传统路由器的界面速率限制，速率可达几十Gbit/s。算上背板带宽，这些是三层交换机效能的两个重要引数。
简洁的路由软件使路由过程简化大部分的资料转发，除了必要的路由选择交由路由软件处理，都是由二层模组高速转发，路由软件大多都是经过处理的高效优化软件，并不是简单照搬路由器中的软件。
简而言之，三层交换机对于资料包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而像路由资讯更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。
三层交换机作用
三层交换机的最重要的作用是加快大型局域网络内部的资料的快速转发，加入路由功能也是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门，地域等等因素划分成一个个小局域网，这将导致大量的网际互访，单纯的使用二层交换机不能实现网际互访;如单纯的使用路由器，由于界面数量有限和路由转发速度慢，将限制网络的速度和网络规模，采用具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。
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