双十一的“安利周”过完了，准备写点科普向的东西，今天看到知乎上一个提问，是关于二层交换和三层交换分别啥意思，想到这个和过去很多人问的交换机和路由器是啥区别其实是殊途同归的问题，就一并写在这里。
我们先从最简单的结构讲起：一个纯二层最简单的一台交换机上，比如下面这种：
有设备A、B、C，它们各有一个在同网段的IP，它们之间通讯的时候，是怎么通讯的呢？可能有人会以为是A直接就可以把数据发给交换机第5个端口的B，可是你想想，A怎么知道B在哪里呢？所以当有数据传输的需求的时候，它需要大声吼一句“谁是B？”，注意这句话所有在这台非网管交换机上的设备都是“听得见”的，所以B和C都听到A在喊。——这就是广播（）。但是B和C的不同是B听到这个提问之后，会回复，我是B，我的MAC地址是BBBB.BBBB.BBBB，C则不会理会。
当A知道了B的MAC地址，就会在发送数据的时候，加上发送给IP B.B.B.B，MAC地址BBBB.BBBB.BBBB。然后发送到交换机后，由交换机查询MAC地址表之后来把数据送到B手里。这就是一个最基本的局域网里的通讯，也是地址解析协议（ARP）协议的工作原理。
我们再继续往下思考，那如果我把两台二层交换机像下面这样连在一起呢？ABCDE还在同一个网络内吗？答案是是的，而且A找B的广播就会扩展到让D和E也听到。
可是广播这种方式这么落后，总不能我在北京发个消息找隔壁的，结果海南的人都收到我的广播了吧？，没错，所以我们需要将这些局域网一个一个区隔起来。于是有了三层的概念。一个局域网，可以是像上面物理的，也可以是通过虚拟局域网（VLAN）来分配的，比如像下面这样，引入第三个交换机，并且这个交换机可以指定1-3口为一个VLAN，4-8口为另一个VLAN。
ABC因为在同一个局域网，所以ABC的IP地址是不能相同的，会冲突，但是A和DEF却可以，因为分属不同的局域网。但是到这里为止，绿色的局域网里网关和路由器的区别，和橙色的局域网里的设备是不能够互相通讯的，因为它们分属不同的局域网。
那如何让它们能够通讯呢？这时候就需要网关（）来发生作用了。我们在给设备配IP的时候会看到这个参数，它就是这个局域网的“出口”。
可是，我们总不能说我这个电脑说它是网关，它就是网关吧。这个网关总得配在某个地方，我才能够把信息传达给网关吧？而这个承载网关的地方，就是三层交换机/路由器。没错，三层交换仅就这个“三层交换”上，它和路由器是一回事。但它为什么叫三层交换机不叫路由器呢？因为它有交换机的功能，我们家用的无线路由器，其实严格来说其实都算是三层交换机。真正的路由器是类似下面的思科的路由器的这种。
路由器或者三层交换机，可以承载不同局域网的网关，然后通过路由协议，产生“路由表（ Table）”，路由表就是一个地址查询的表，用来了解到哪个网络需要经过哪个端口。
那如果还是这个网络内，A要跟E通讯的话，A就需要把IP交给网关，路由器把橙色局域网的网关出来的信息再发到绿色局域网的网关去网关和路由器的区别，再达到E那里。
OK，回过头我们再来说说为什么是“二层”，为什么是“三层”，非网络专业的人可能听到过最多的是TCP/IP模型，OSI模型知识分的更细。你就记住，MAC地址是属于OSI的第二层，因为局域网里通讯实际上是靠的MAC地址而不是IP地址，所以它叫二层交换机。
而当你要跨过这个局域网，与另一个局域网内的设备通讯，就需要通过IP来通讯了，IP地址属于这个参考模型里的第三层，所以它叫“三层交换”。
文中没有出现具体的IP地址是怕大家因为太细节反而搞的混混沌沌的，关于IP地址划分、IP地址池计算，又可以开启另外一个话题了。
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