2层网络与3层网络融合的趋势:根本原因是各自存在扩展性问题。
在实际应用中,对于刚刚讨论过的互联网控制面是由位于网络第 2 层或第 3 层控制面组
成的。因此,十分自然的,这种控制面会随着第 2 层或第 3 层网络或协议的改进而发生演变。 事实上,正因为这些协议的改进才导致了网络的进步,这些改进包括功能性的改进以及硬件
厂商实现其高扩展性和高可靠性方面的改进。
位于第 2 层的控制面一般侧重于硬件或物理层地址的处理,如 IEEE MAC 地址。第 3 层 控制面是为了诸如 IP 协议一类的网络层地址的便利操作而建立的。在第 2 层网络,通过对 习 MAC
地址的学习,该机制(通过大部分读者熟悉的生成树协议)可产生一个无环图,但 因为了提高扩展性而产生的 BUM(Broadcast, Unicast unknown, and
Multicast,广播,未知单 播和多播)的洪泛流量也限制了其可扩展性。现在已经有几种基于迭代或生成的第 2 层控制 协议标准,它们的目标都是为了解决扩展性和其他问题。其中 IEEE 的
SPB/802.1aq 标准和 IETF 的 TRILL 标准尤其值得注意。
概括的来讲,对第 2 层和第 3 层扩展性的关注也许会导致各种类型控制面的合并,因为
第 2 层网络最终难以在由大量的终端主机组成的网络中的得以扩展。存在扩展性问题的根本 原因是由于终端主机在网内的不断迁移,从而导致转发表中大量条目失效,但又无法在不影
响正常网络流量的情况下,对转发表内的信息进行快速的更新。第二层网络的转发侧重于 MAC 地址的可达性。因此,第二层网络主要对与存储 MAC 地址相关的数据包进行目的转发。 在大型企业网络中,主机
MAC 地址的数目十分巨大,因此对这些地址管理极其困难。管理 多个企业网络或互联网的 MAC 地址的难度则更加难以想象。
在第三层网络中,转发的重点在于网络地址的可达性。第三层网络(IP)地址的可达性, 主要取决于其本身 IP 地址前缀的可达性。这包括以单播和组播方式形成的地质簇的网络前
缀。所有的第三层网络都使用将网络分段或聚合的方式,以克服第二层网络的扩展性问题。 具体来说,在第二层通过网桥的连接形成 IP 子网,这些 IP 子网在第三层中通常通过路由器
连接到一起。第三层中的各路由器连接在一起,形成更大的网络,这与 IP 子网的地址范围 有巨大的差别。更大的网络通过功能十分专一的网关路由器相互连接。然而,在所有情况下,
第三层网络上的路由器如果知道数据包可以到达第三层网络中的最终目的地,并会被递交给 一台特定的主机,则只需将要转发的数据包交给第二层处理即可。