1995年 ， 局域网中出现了三层以太网交换机 ， 它取代路由器承担起局域网内部的路由任务 。随着网络规模、流量模型的变化 ， 以及网络病毒的攻击 ， 传统三层交换机已经不能适应网络的需要 。新一代L3交换机诞生了 。
传统三层交换机采用的是流转发机制 ， 通过采用ASIC实现的“精确匹配表”来完成转发功能 。“精确匹配表”是二元表 ， 包括组成流的源IP地址和目的IP地址两个元素 。表的大小数量级为（源IP地址数目*目的IP地址数目） 。ASIC的成本和查表效率都主要取决于表的大小 ， 综合成本/性能考虑 ， 采用流转发机制的传统三层交换机更适合规模不大的网络 。即源IP地址不多 ， 目的IP地址比较少 。而传统的企业网/园区网的流量模型正好与之相符 ， 它满足2/8原则：内部流量占80％以上 ， 且路由动荡很小 ， 一般情况下是最多上千台PC访问几十台服务器 。假如同时在线数据流按极限值的1/6计算 ， “精确匹配表”的大小也不过数千 。一般ASIC的设计和制造技术在表容量为10K～20K时技术上可行 ， 且成本比较低 ， 查表速度也足够快 。传统三层交换机对传统的企业网络完全应付得了 。然而 ， 问题出现了 。
网络病毒对传统三层交换机的攻击成为三层交换机革命的导火索 。当某台PC被网络病毒感染（比如 ， 红色代码、冲击波）后 ， 在网络中产生流的源IP和目的IP地址可能多达百万个 。这样 ， 交换机的“精确匹配表”仅仅能容纳一小部分流信息 。其他流的转发要靠CPU来实现 。CPU很快不堪重负 ， 达到满负荷 ， 结果是网络被严重阻塞、瘫痪 。此外 ， 网络规模化、多业务、城域化是三层交换机革命的内因 。企业网/园区网的网络规模越来越大 ， 业务种类越来越多 ， Internet访问越来越频繁 ， 城域化应用（非凡是在电信网/运营商网络中的应用）的普及 ， 这些意味着传统的流量模型发生了改变 ， 在数据流中出现了更多的源和目的IP地址对 。鉴于ASIC的成本和查表效率的考虑 ， 以上诸多问题的解决又不能通过无限制增大“精确匹配表”容量来实现 。
新一代三层交换机的设计思想产生了 。它采用逐包转发机制 。使用“最长匹配表”实现转发 。“最长匹配表”与真正的路由表类似 ， 它记录的是目的IP网段而不是主机地址 。因此 ， 表的大小不会随着主机数目和目的IP地址数目的增加而急剧膨胀 。表的数量级为（源IP网段数目 目的IP网段数目） ， 即使源IP地址/目的IP地址对不断增长时 ， 仍能匹配命中并转发 。这样的设计可以有效的抵制网络病毒的攻击 ， 也能够很好的适应网络流量模型的变化 。另外 ， 新一代的ASIC设计、算法和工艺水平的提高 ， 也使得“最长匹配表”方式也可以用硬件实现 。即满足低成本＋线速性能 。
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