首批Cisco交换机不具有任何第3层路由功能。他们只是在同一VLAN的主机之间的第2层交换帧。所有VLAN间的交换都转发到路由器。交换机在交换数据包方面比路由器快许多倍。当路由器一定要在第3层转发数据包时，其等待时间更长。要解决此问题，如前几章所述，VLAN已扩大到全部LAN园区，从而最大限度地减少了路由器在LAN网络中的作用。

交换机和路由器之间的实际连接有两种情势。第一个是在交换机上配置的每一个VLAN的一条物理链路。第二种方法触及启用中继的交换机和路由器之间的一条物理电缆。前者之所以被广泛部署，是由于大多数LAN设计不需要路由器和交换机之间的中继。数据包到达路由器的接口后，路由器对媒体访问控制(MAC)进行了重写，然后软件将数据包从其其他接口之一中移出。当时流行的路由器4000路由器只能以每秒14,000个数据包(pps)的速度不错速交换数据包。具有RSP2卡的7500系列企业路由器只能履行150,000pps。Catalyst5000交换机可以以数百万pps(Mpps)的速度交换数据包。

多层交换机制支持使用Catalyst5000硬件在硬件中的不同子网之间交换数据包，从而提高了网络上数据包处理的性能。

带有Cisco快速转发(CEF)实行的Catalyst6500的较新硬件可以以很高的速率交换数据包。例如，带有交换结构模块(SFM)卡的SupervisorII可以以高达210Mpps的速率交换数据包。

MLS包括三个组件：

1.多层交换路由处理器(MLSRP)。负责初始数据包转发的路由器组件。它通知多层交换引擎(MLSSE)它用于重写的MAC地址和对接口的任何更改，例如路由，访问列表等。

2.多层交换引擎(MLSSE)。了解第3层流，重写MAC并交换数据包。

3.多层交换协议(MLSP)。MLSP是MLSRP和MLSSE进行通讯的方式。MLSP使用Cisco组管理协议(CGMP)多播MAC地址01000cdddddd。MLSP数据包包括VLAN中继协议(VTP)域名，版本号，路由器ID和序列号。它还发送有关访问列表和路由表更改/更新的信息。交换机添加一个1字节的XTAG，以标识与单个路由器关联的所有MAC地址。每15秒发送一次Hello，失效定时器设置为45秒。

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