二层交换机，正如其名，工作在OSI模型的第二层——数据链路层。它的核心任务是依据MAC地址对数据包进行转发，这在局域网（LAN）内部设备连接中发挥着重要作用。具体来说，二层交换机通过接收数据包、读取MAC地址、查找MAC地址表、转发数据包等步骤，实现设备间的数据交换。这种交换机适用于小型企业、家庭网络等环境，主要作为接入层设备连接终端设备，如PC、打印机等。
相比之下，三层交换机工作在OSI模型的第三层——网络层。它不仅具备二层交换机的所有功能，还能基于ip地址进行路由选择，支持不同网络段之间的数据传输。三层交换机在接收数据包后，会读取IP地址，然后查找路由表，根据查找到的信息将数据包转发到正确的接口。这使得它适合用于中大型企业、校园网等需要跨网段通信的环境。
在应用场景上，二层交换机通常用于小型局域网，而三层交换机则更多应用于中大型局域网、汇聚层设备以及数据中心。例如，在数据中心环境中，三层交换机能够提供高性能的路由和交换功能，满足大规模数据流量的处理需求。
两者在数据包转发、广播域和冲突域、VLAN支持、路由功能、质量服务（QoS）、交换性能、端口密度、管理功能以及配置复杂度等方面也各有特点。二层交换机基于MAC地址进行数据包转发，适用于同一局域网内的通信，而三层交换机则能在二层转发的的基础上，实现基于IP地址的三层路由，适用于不同网络段之间的通信。
在广播域和冲突域的划分上，二层交换机只能分割冲突域，不能分割广播域，而三层交换机则能同时分割冲突域和广播域，提高网络的稳定性和安全性。在VLAN支持上，二层交换机虽然支持VLAN划分，但VLAN间通信需要三层设备进行转发，而三层交换机则可以直接在交换机内部实现VLAN间的路由。
路由功能是三层交换机的一大特色，它具备完整的路由功能，支持静态路由、动态路由协议等多种路由方式。而二层交换机则没有路由功能，仅能进行MAC层的转发。在质量服务（QoS）方面，三层交换机提供更高级的流量分类和优先级控制，能够更好地保障关键业务的服务质量。
交换性能方面，二层交换机专注于二层数据包的高速转发，提供线速转发性能。而三层交换机除了二层转发外，还需处理三层路由，其转发性能相对稍逊，但现代高端三层交换机已能提供接近线速的三层转发性能。
端口密度方面，二层交换机一般提供较高的端口密度，适用于大量设备的接入。三层交换机由于集成了更多的功能，端口密度相对较低，但也有高密度端口配置的型号。
在管理功能上，三层交换机提供了比二层交换机更为丰富的管理选项，如路由协议配置、访问控制列表（ACL）、高级QoS设置等。这也意味着三层交换机的配置相对复杂，需要具备一定的网络知识和经验。
总体而言，二层交换机和三层交换机各有千秋。选择哪种交换机，取决于具体的网络需求和预算。对于简单的局域网环境，二层交换机足以满足需求；而对于需要跨网段通信和高级管理功能的中大型网络环境，三层交换机则是更为合适的选择。
转载请注明以下内容：
来源：公众号【网络技术干货圈】
作者：圈圈
ID：wljsghq
交换机分为二层交换机和三层交换机，它们在功能、应用场景和技术实现上有明显区别。
二层交换机
二层交换机，顾名思义，工作在OSI模型的第二层——数据链路层。其主要功能是根据MAC地址转发数据包，主要用于局域网（LAN）内的设备连接。
二层交换机通过以下步骤进行数据包转发：
接收数据包：交换机从一个端口接收到数据包。
读取MAC地址：交换机读取数据包中的源MAC地址和目的MAC地址。
MAC地址表查找：交换机在其MAC地址表中查找目的MAC地址对应的端口。
转发数据包：如果找到匹配的端口，交换机将数据包转发到该端口；如果没有找到，交换机将数据包广播到所有端口（除源端口外）。
二层交换机的应用场景：
小型局域网：适用于小型企业、家庭网络等局域网内的设备连接。
接入层设备：作为接入层交换机，连接终端设备（如PC、打印机）到网络中。
三层交换机
三层交换机则工作在OSI模型的第三层——网络层。除了具备二层交换机的功能外，它还能基于IP地址进行路由选择，支持跨网络段的数据传输。
三层交换机除了具备二层交换机的MAC地址转发功能外，还能进行IP路由，具体步骤如下：
接收数据包：交换机从一个端口接收到数据包。
读取IP地址：交换机读取数据包中的源IP地址和目的IP地址。
查找路由表：交换机在其路由表中查找目的IP地址对应的下一跳路由和出接口。
转发数据包：交换机根据查找到的路由信息，将数据包转发到适当的接口。
三层交换机的应用场景：
中大型局域网：适用于中大型企业、校园网等需要跨网段通信的网络环境。
汇聚层设备：作为汇聚层交换机，连接多个接入层交换机，提供跨VLAN、跨网段的数据转发和路由功能。
数据中心：在数据中心环境中，三层交换机能够提供高性能的路由和交换功能，支持大规模的数据流量处理。
二层交换机 vs 三层交换机
数据包转发
二层交换机：基于MAC地址进行数据包转发，仅适用于同一局域网内的通信。
三层交换机：不仅能基于MAC地址进行二层转发，还能基于IP地址进行三层路由，适用于不同网络段之间的通信。
广播域和冲突域
二层交换机：分割冲突域，但不能分割广播域，整个交换网络共享一个广播域。
三层交换机：分割冲突域和广播域，每个端口或VLAN都是独立的广播域。
VLAN支持
二层交换机：支持VLAN划分，但VLAN间通信需要三层设备（如路由器）进行转发。
三层交换机：不仅支持VLAN划分，还能直接在交换机内部实现VLAN间的路由，提高了网络性能和效率。
路由功能
二层交换机：没有路由功能，不能进行IP层的转发。
三层交换机：具备完整的路由功能，支持静态路由、动态路由协议（如OSPF、RIP等）。
质量服务（QoS）
二层交换机：提供基本的qos功能，如基于MAC地址的流量优先级控制。
三层交换机：提供高级QoS功能，如基于IP地址、端口号、协议类型的流量分类和优先级控制，能够更好地保障关键业务的服务质量。
交换性能
二层交换机：专注于二层数据包的高速转发，能够提供线速转发性能。
三层交换机：除了二层转发外，还需处理三层路由，通常在转发性能上稍逊于纯二层交换机，但现代高端三层交换机也能提供接近线速的三层转发性能。
处理延迟
二层交换机：由于只进行MAC地址查找和转发，处理延迟较低。
三层交换机：需进行IP地址查找和路由选择，处理延迟较高，但高端设备通过硬件加速可有效降低延迟。
端口密度
二层交换机：一般提供较高的端口密度，适用于大量设备的接入。
三层交换机：由于增加了三层处理功能，端口密度相对较低，但也有高密度端口配置的型号。
管理功能
二层交换机：提供基本的管理功能，如SNMP监控、端口镜像、VLAN管理等。
三层交换机：提供丰富的管理功能，如路由协议配置、ACL（访问控制列表）、更高级的QoS设置等。
配置复杂度
二层交换机：配置相对简单，适合初级网络管理员。
三层交换机：配置较为复杂，需要具备一定的网络知识和经验的管理员进行配置和维护。
价格差异
一般来说，三层交换机的价格高于二层交换机，因为其集成了更多的硬件和功能，适用于更复杂的网络环境。
总结
二层交换机和三层交换机在功能、应用场景和技术实现上有显著区别。二层交换机主要用于局域网内部的设备连接和数据转发，而三层交换机则在此基础上增加了IP路由功能，支持跨网段通信和更复杂的网络环境。选择哪种交换机取决于具体的网络需求和预算。对于简单的局域网，二层交换机已经足够；而对于需要跨网段通信和高级管理功能的中大型网络环境，三层交换机则是更好的选择。
