Tradycyjne przełączniki sieciowe działają na warstwie 2 modelu OSI, podczas gdy routery sieciowe działają na warstwie 3. Często prowadzi to do nieporozumień co do definicji i celu przełącznika warstwy 3 (zwanego również przełącznikiem wielowarstwowym).
Przełącznik warstwy 3 jest wyspecjalizowanym urządzeniem sprzętowym używanym w routingu sieciowym. Przełączniki warstwy 3 technicznie mają wiele wspólnego z tradycyjnymi routerami, a nie tylko z wyglądem fizycznym. Oba mogą obsługiwać te same protokoły routingu, sprawdzać przychodzące pakiety i podejmować dynamiczne decyzje dotyczące routingu na podstawie adresów źródłowych i docelowych w środku.
Jedną z głównych zalet przełącznika warstwy 3 nad routerem jest sposób przeprowadzania decyzji dotyczących routingu. Przełączniki warstwy 3 mają mniejszą szansę na opóźnienie sieci, ponieważ pakiety nie muszą wykonywać dodatkowych kroków przez router.
Cel przełączników warstwy 3
Przełączniki warstwy 3 zostały pomyślane jako technologia poprawiająca wydajność routingu sieciowego w dużych sieciach lokalnych (LAN), takich jak korporacyjne intranety.
Kluczowa różnica między przełącznikami warstwy 3 a routerami polega na wewnętrznych urządzeniach. Sprzęt wewnątrz przełącznika warstwy 3 łączy tradycyjne przełączniki i routery, zastępując część logiki oprogramowania routera sprzętem z układem scalonym, aby zapewnić lepszą wydajność dla sieci lokalnych.
Ponadto, zaprojektowany do użytku w intranetach, przełącznik warstwy 3 zwykle nie będzie posiadał portów WAN i funkcji sieci rozległej, jakie zawsze będzie miał tradycyjny router.
Te przełączniki są najczęściej używane do obsługi routingu między wirtualnymi sieciami LAN (VLAN). Zalety przełączników warstwy 3 dla sieci VLAN obejmują:
- Zmniejszenie natężenia ruchu emisji
- Uproszczone zarządzanie bezpieczeństwem
- Lepsza izolacja uszkodzeń
Jak przełączniki warstwy 3 działają
Tradycyjny przełącznik dynamicznie przesyła ruch między poszczególnymi portami fizycznymi zgodnie z fizycznymi adresami (adresami MAC) podłączonych urządzeń. Przełączniki warstwy 3 używają tej funkcji do zarządzania ruchem w sieci LAN.
Rozwijają się również w ten sposób, wykorzystując informacje o adresie IP do podejmowania decyzji dotyczących routingu podczas zarządzania ruchem między sieciami lokalnymi. Natomiast przełączniki warstwy 4 również wykorzystują numery portów TCP lub UDP.
Korzystanie z przełącznika warstwy 3 za pomocą sieci VLAN
Każda wirtualna sieć LAN musi zostać wprowadzona i zamapowana na port w przełączniku. Parametry routingu dla każdego interfejsu VLAN muszą być również określone.
Niektóre przełączniki warstwy 3 implementują obsługę DHCP, która może być używana do automatycznego przydzielania adresów IP do urządzeń w sieci VLAN. Alternatywnie można użyć zewnętrznego serwera DHCP lub statycznych adresów IP skonfigurowanych osobno.
Problemy z przełącznikami warstwy 3
Przełączniki warstwy 3 kosztują więcej niż tradycyjne przełączniki, ale mniej niż tradycyjne routery. Konfiguracja i administrowanie tymi przełącznikami i sieciami VLAN również wymaga dodatkowego wysiłku.
Aplikacje 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. Brak funkcjonalności WAN, przełączniki warstwy 3 nie zastępują routerów.
Nazwanie tych przełączników pochodzi z koncepcji w modelu OSI, gdzie warstwa 3 jest znana jako warstwa sieciowa. Niestety, ten teoretyczny model nie dobrze rozróżnia praktyczne różnice między produktami branżowymi. Nazewnictwo spowodowało wiele zamieszania na rynku.
