Przełączniki sieciowe działają w warstwie 2 (łącze danych) modelu OSI, podczas gdy routery sieciowe działają w warstwie 3 (sieć). To rozróżnienie prowadzi do nieporozumień dotyczących definicji i przeznaczenia przełącznika warstwy 3, zwanego także przełącznikiem wielowarstwowym.
Co to jest przełącznik warstwy 3?
Przełącznik warstwy 3 to wyspecjalizowane urządzenie sprzętowe używane w routingu sieciowym. Przełączniki warstwy 3 technicznie mają wiele wspólnego z typowymi routerami i to nie tylko fizycznym wyglądem. Oba mogą obsługiwać te same protokoły routingu, sprawdzać przychodzące pakiety i podejmować dynamiczne decyzje dotyczące routingu na podstawie znajdujących się w nich adresów źródłowych i docelowych.
Jedną z głównych zalet przełącznika warstwy 3 nad routerem jest sposób podejmowania decyzji dotyczących routingu. Przełączniki warstwy 3 rzadziej doświadczają opóźnień w sieci, ponieważ pakiety nie muszą wykonywać dodatkowych czynności przez router.
Cel przełączników warstwy 3
Przełączniki warstwy 3 zostały pomyślane jako sposób na poprawę wydajności routingu sieciowego w dużych sieciach lokalnych, takich jak intranet korporacyjny.
Kluczowa różnica między przełącznikami i routerami warstwy 3 leży w wewnętrznej części sprzętu. Sprzęt w przełączniku warstwy 3 łączy w sobie typowe przełączniki i routery, zastępując część logiki oprogramowania routera sprzętem z układem scalonym, aby zapewnić lepszą wydajność sieci lokalnych.
Ponadto, ponieważ został zaprojektowany do użytku w intranecie, przełącznik warstwy 3 zazwyczaj nie posiada portów WAN i funkcji sieci rozległej, które oferuje standardowy router.
Te przełączniki są najczęściej używane do obsługi routingu między wirtualnymi sieciami LAN. Zalety przełączników warstwy 3 dla sieci VLAN obejmują:
- Zmniejsza ilość ruchu rozgłoszeniowego.
- Uproszczone zarządzanie bezpieczeństwem.
- Ulepszona izolacja usterek.
Jak działają przełączniki warstwy 3
Typowy przełącznik dynamicznie kieruje ruch między swoimi indywidualnymi portami fizycznymi zgodnie z fizycznymi adresami - adresami MAC - podłączonych urządzeń. Przełączniki warstwy 3 wykorzystują tę funkcję podczas zarządzania ruchem w sieci LAN.
Rozwijają również ten proces obsługi ruchu, wykorzystując informacje o adresie IP do podejmowania decyzji dotyczących routingu podczas zarządzania ruchem między sieciami LAN. Natomiast przełączniki warstwy 4 uwzględniają również numery portów TCP lub UDP.
Korzystanie z przełącznika warstwy 3 z sieciami VLAN
Każda wirtualna sieć LAN musi zostać wprowadzona i zmapowana na przełączniku. Należy również określić parametry routingu dla każdego interfejsu VLAN.
Niektóre przełączniki warstwy 3 implementują obsługę DHCP, która może być używana do automatycznego przypisywania adresów IP urządzeniom w sieci VLAN. Alternatywnie można użyć zewnętrznego serwera DHCP lub osobno skonfigurować statyczne adresy IP.
Większość sieci domowych nie korzysta z wirtualnych sieci LAN.
Wyzwania związane z przełącznikami warstwy 3
Przełączniki warstwy 3 kosztują więcej niż zwykłe przełączniki, ale mniej niż routery. Konfiguracja i administrowanie tymi przełącznikami i sieciami VLAN również wymaga dodatkowego wysiłku.
Zastosowania przełączników warstwy 3 są ograniczone do środowisk intranetowych o wystarczająco dużej skali podsieci urządzeń i ruchu. Sieci domowe zwykle nie mają zastosowania do tych urządzeń. Przełączniki warstwy 3, które nie mają funkcji WAN, nie zastępują routerów.
Nazwy tych przełączników pochodzą z koncepcji modelu OSI, w którym warstwa 3 jest znana jako warstwa sieci. Jednak ten model teoretyczny nie radzi sobie dobrze z rozróżnianiem praktycznych różnic między produktami przemysłowymi. Nazewnictwo spowodowało wiele zamieszania na rynku.
