Традиционные сетевые коммутаторы работают на уровне 2 модели OSI, а сетевые маршрутизаторы работают на уровне 3. Это часто приводит к путанице в определении и назначении коммутатора уровня 3 (также называемого многослойным коммутатором).
Переключатель уровня 3 представляет собой специализированное аппаратное устройство, используемое для сетевой маршрутизации. Переключатели уровня 3 технически имеют много общего с традиционными маршрутизаторами, а не только по внешнему виду. Оба могут поддерживать одни и те же протоколы маршрутизации, проверять входящие пакеты и принимать решения динамической маршрутизации на основе исходных и целевых адресов внутри.
Одним из основных преимуществ коммутатора уровня 3 маршрутизатора является способ решения маршрутизации. Коммутаторы уровня 3 имеют меньше шансов испытывать сетевую задержку, так как пакеты не должны выполнять дополнительные шаги через маршрутизатор.
Назначение переключателей уровня 3
Коммутаторы уровня 3 были задуманы как технология улучшения производительности сетевой маршрутизации в крупных локальных сетях (ЛВС), таких как корпоративные сети.
Ключевое различие между коммутаторами уровня 3 и маршрутизаторами заключается в внутреннем оборудовании. Аппаратное обеспечение внутри коммутатора уровня 3 сочетает традиционные коммутаторы и маршрутизаторы, заменяя часть логики программного обеспечения маршрутизатора на оборудование интегральной схемы, чтобы обеспечить лучшую производительность для локальных сетей.
Кроме того, коммутатор уровня 3, предназначенный для использования в интрасетях, обычно не имеет портов WAN и функций глобальной сети, которые традиционный маршрутизатор всегда будет иметь.
Эти коммутаторы чаще всего используются для поддержки маршрутизации между виртуальными локальными сетями (VLAN). Преимущества коммутаторов уровня 3 для сетей VLAN:
- Сокращение количества широковещательного трафика
- Упрощенное управление безопасностью
- Улучшенная изоляция ошибок
Как работают коммутаторы уровня 3
Традиционный коммутатор динамически маршрутизирует трафик между отдельными физическими портами в соответствии с физическими адресами (MAC-адресами) подключенных устройств. Переключатели уровня 3 используют эту возможность при управлении трафиком в локальной сети.
Они также расширяют это, используя информацию IP-адреса для принятия решений о маршрутизации при управлении трафиком между локальными сетями. Напротив, коммутаторы уровня 4 также используют номера портов TCP или UDP.
Использование коммутатора уровня 3 с VLAN
Каждая виртуальная локальная сеть должна быть введена и отображена на карте коммутатором. Также необходимо указать параметры маршрутизации для каждого интерфейса VLAN.
Некоторые коммутаторы уровня 3 реализуют поддержку DHCP, которая может использоваться для автоматического назначения IP-адресов устройствам в VLAN. В качестве альтернативы можно использовать внешний DHCP-сервер или статические IP-адреса, настроенные отдельно.
Проблемы с коммутаторами уровня 3
Коммутаторы уровня 3 стоят дороже традиционных коммутаторов, но меньше традиционных маршрутизаторов. Настройка и администрирование этих коммутаторов и VLAN также требует дополнительных усилий.
Приложения коммутаторов уровня 3 ограничены средами интрасети с достаточно большим масштабом подсетей и трафика устройств. Домашние сети обычно не используются для этих устройств. Не имея функциональности WAN, коммутаторы уровня 3 не заменяют маршрутизаторы.
Именование этих переключателей происходит из концепций модели OSI, где уровень 3 известен как сетевой уровень. К сожалению, эта теоретическая модель не очень хорошо отличает практические различия между промышленными продуктами. Именование вызвало много путаницы на рынке.
