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第二层交换机，是根据第二层数据链路层的MAC地址和经过站表选择路由来完成端到端的数据交换的。由于站表的创建与维护是由交换机自动完成，而路由器又是属于第三层设备，其寻址过程是根据IP地址寻址和经过路由表与路由协议产生的。因此，第二层交换机的最大好处是数据传输速度快，由于它只须识别数据帧中的MAC地址，而直接根据MAC地址产生选择转发端口的算法又十分简单，很是便于采用ASIC专用芯片实现。显然，第二层交换机的解决方案，其实是一个“到处交换”的廉价方案，虽然该方案也能划分子网、限制广播、创建VLAN，但它的控制能力较小、灵活性不够，也没法控制各信息点的流量，缺泛方便实用的路由功能。

 

　　第三层交换机，是直接根据第三层网络层IP地址来完成端到端的数据交换的。表面上看，第三层交换机是第二层交换器与路由器的合二而一，然而这种结合并不是简单的物理结合，而是各取所长的逻辑结合。其重要表现是，当某一信息源的第一个数据流进行第三层交换后，其中的路由系统将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，并将该表存储起来，当同一信息源的后续数据流再次进入交换环境时，交换机将根据第一次产生并保存的地址映射表，直接从第二层由源地址传输到目的地址，再也不通过第三路由系统处理，从而消除了路由选择时形成的网络延迟，提升了数据包的转发效率，解决了网间传输信息时路由产生的速率瓶颈。因此说，第三层交换机既可完成第二层交换机的端口交换功能，又可完成部分路由器的路由功能。即第三层交换机的交换机方案，其实是一个可以支持多层次动态集成的解决方案，虽然这种多层次动态集成功能在某些程度上也能由传统路由器和第二层交换机搭载完成，但这种搭载方案与采用三层交换机相比，不只须要更多的设备配置、占用更大的空间、设计更多的布线和花费更高的成本，并且数据传输性能也要差得多，由于在海量数据传输中，搭载方案中的路由器没法克服路由传输速率瓶颈。

 

　　显然，第二层交换机和第三层交换机都是基于端口地址的端到端的交换过程，虽然这种基于MAC地址和IP地址的交换机技术，可以极大地提升各节点之间的数据传输率，但却没法根据端口主机的应用需求来自主肯定或动态限制端口的交换过程和数据流量，即缺少第四层智能应用交换需求。第四层交换机不只能够完成端到端交换，还能根据端口主机的应用特色，肯定或限制它的交换流量。简单地说，第四层交换机是基于传输层数据包的交换过程的，是一类基于TCP/IP协议应用层的用户应用交换需求的新型局域网交换机。第四层交换机支持TCP/UDP第四层如下的全部协议，可识别至少80个字节的数据包包头长度，可根据TCP/UDP端口号来区分数据包的应用类型，从而实现应用层的访问控制和服务质量保证。因此，与其说第四层交换机是硬件网络设备，还不如说它是软件网络管理系统。也就是说，第四层交换机是一类以软件技术为主，以硬件技术为辅的网络管理交换设备。

 

　　最后值得指出的是，某些人在不一样程度上还存在一些模糊概念，认为所谓第四层交换机实际上就是在第三层交换机上增长了具备经过辨别第四层协议端口的能力，仅在第三层交换机上增长了一些增值软件罢了，于是并不是工做在传输层，而是仍然在第三层上进行交换操做，只不过是对第三层交换更加敏感而已，从根本上否认第四层交换的关键技术与做用。咱们知道，数据包的第二层IEEE802.1P字段或第三层IPToS字段能够用于区分数据包自己的优先级，咱们说第四层交换机基于第四层数据包交换，这是说它能够根据第四层TCP/UDP端口号来分析数据包应用类型，即第四层交换机不只彻底具有第三层交换机的全部交换功能和性能，还能支持第三层交换机不可能拥有的网络流量和服务质量控制的智能型功能。