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第二層交換機，是根據第二層數據鏈路層的MAC地址和經過站表選擇路由來完成端到端的數據交換的。由於站表的創建與維護是由交換機自動完成，而路由器又是屬於第三層設備，其尋址過程是根據IP地址尋址和經過路由表與路由協議產生的。因此，第二層交換機的最大好處是數據傳輸速度快，由於它只須識別數據幀中的MAC地址，而直接根據MAC地址產生選擇轉發端口的算法又十分簡單，很是便於採用ASIC專用芯片實現。顯然，第二層交換機的解決方案，其實是一個「到處交換」的廉價方案，雖然該方案也能劃分子網、限制廣播、創建VLAN，但它的控制能力較小、靈活性不夠，也沒法控制各信息點的流量，缺泛方便實用的路由功能。

 

　　第三層交換機，是直接根據第三層網絡層IP地址來完成端到端的數據交換的。表面上看，第三層交換機是第二層交換器與路由器的合二而一，然而這種結合並不是簡單的物理結合，而是各取所長的邏輯結合。其重要表現是，當某一信息源的第一個數據流進行第三層交換後，其中的路由系統將會產生一個MAC地址與IP地址的映射表，並將該表存儲起來，當同一信息源的後續數據流再次進入交換環境時，交換機將根據第一次產生並保存的地址映射表，直接從第二層由源地址傳輸到目的地址，再也不通過第三路由系統處理，從而消除了路由選擇時形成的網絡延遲，提升了數據包的轉發效率，解決了網間傳輸信息時路由產生的速率瓶頸。因此說，第三層交換機既可完成第二層交換機的端口交換功能，又可完成部分路由器的路由功能。即第三層交換機的交換機方案，其實是一個可以支持多層次動態集成的解決方案，雖然這種多層次動態集成功能在某些程度上也能由傳統路由器和第二層交換機搭載完成，但這種搭載方案與採用三層交換機相比，不只須要更多的設備配置、佔用更大的空間、設計更多的佈線和花費更高的成本，並且數據傳輸性能也要差得多，由於在海量數據傳輸中，搭載方案中的路由器沒法克服路由傳輸速率瓶頸。

 

　　顯然，第二層交換機和第三層交換機都是基於端口地址的端到端的交換過程，雖然這種基於MAC地址和IP地址的交換機技術，可以極大地提升各節點之間的數據傳輸率，但卻沒法根據端口主機的應用需求來自主肯定或動態限制端口的交換過程和數據流量，即缺少第四層智能應用交換需求。第四層交換機不只能夠完成端到端交換，還能根據端口主機的應用特色，肯定或限制它的交換流量。簡單地說，第四層交換機是基於傳輸層數據包的交換過程的，是一類基於TCP/IP協議應用層的用戶應用交換需求的新型局域網交換機。第四層交換機支持TCP/UDP第四層如下的全部協議，可識別至少80個字節的數據包包頭長度，可根據TCP/UDP端口號來區分數據包的應用類型，從而實現應用層的訪問控制和服務質量保證。因此，與其說第四層交換機是硬件網絡設備，還不如說它是軟件網絡管理系統。也就是說，第四層交換機是一類以軟件技術爲主，以硬件技術爲輔的網絡管理交換設備。

 

　　最後值得指出的是，某些人在不一樣程度上還存在一些模糊概念，認爲所謂第四層交換機實際上就是在第三層交換機上增長了具備經過辨別第四層協議端口的能力，僅在第三層交換機上增長了一些增值軟件罷了，於是並不是工做在傳輸層，而是仍然在第三層上進行交換操做，只不過是對第三層交換更加敏感而已，從根本上否認第四層交換的關鍵技術與做用。咱們知道，數據包的第二層IEEE802.1P字段或第三層IPToS字段能夠用於區分數據包自己的優先級，咱們說第四層交換機基於第四層數據包交換，這是說它能夠根據第四層TCP/UDP端口號來分析數據包應用類型，即第四層交換機不只徹底具有第三層交換機的全部交換功能和性能，還能支持第三層交換機不可能擁有的網絡流量和服務質量控制的智能型功能。