Οι παραδοσιακοί διακόπτες δικτύου λειτουργούν στο Layer 2 του μοντέλου OSI ενώ οι δρομολογητές δικτύου λειτουργούν στο Layer 3. Αυτό συχνά οδηγεί σε σύγχυση σχετικά με τον ορισμό και τον σκοπό ενός διακόπτη Layer 3 (που ονομάζεται επίσης διακόπτης πολλαπλών στρώσεων).
Ένας διακόπτης Layer 3 είναι μια εξειδικευμένη συσκευή υλικού που χρησιμοποιείται στη δρομολόγηση δικτύου. Οι τεχνικές μεταγωγής του Layer 3 έχουν πολλά κοινά με τους παραδοσιακούς δρομολογητές και όχι μόνο με τη φυσική εμφάνιση. Και οι δύο μπορούν να υποστηρίξουν τα ίδια πρωτόκολλα δρομολόγησης , να επιθεωρήσουν τα εισερχόμενα πακέτα και να λάβουν αποφάσεις δυναμικής δρομολόγησης με βάση τις διευθύνσεις προέλευσης και προορισμού μέσα.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα ενός switch Layer 3 μέσω ενός δρομολογητή είναι ο τρόπος με τον οποίο εκτελούνται οι αποφάσεις δρομολόγησης. Οι μεταγωγείς του Layer 3 είναι λιγότερο πιθανό να βιώσουν την καθυστέρηση του δικτύου, δεδομένου ότι τα πακέτα δεν χρειάζεται να κάνουν πρόσθετα βήματα μέσω ενός δρομολογητή.
Σκοπός των διακοπτών του Layer 3
Οι μεταγωγείς του Layer 3 σχεδιάστηκαν ως μια τεχνολογία για τη βελτίωση της απόδοσης δρομολόγησης δικτύου σε μεγάλα τοπικά δίκτυα (LAN) όπως τα εταιρικά intranets .
Η βασική διαφορά μεταξύ των μεταγωγέων Layer 3 και των δρομολογητών βρίσκεται στα εσωτερικά του υλικού. Το υλικό μέσα σε ένα διακόπτη Layer 3 συνδυάζεται με αυτό των παραδοσιακών διακοπτών και των δρομολογητών, αντικαθιστώντας μερικές από τις λογικές λογισμικού ενός δρομολογητή με ολοκληρωμένο υλικό κυκλώματος για να προσφέρουν καλύτερες επιδόσεις στα τοπικά δίκτυα.
Επιπλέον, έχοντας σχεδιαστεί για χρήση σε intranets, ένας διακόπτης Layer 3 συνήθως δεν διαθέτει τις θύρες WAN και τα χαρακτηριστικά ευρείας περιοχής που διαθέτει ένας παραδοσιακός δρομολογητής.
Αυτοί οι διακόπτες χρησιμοποιούνται συνήθως για την υποστήριξη δρομολόγησης μεταξύ εικονικών LAN (VLAN). Τα πλεονεκτήματα των διακλαδωτών Layer 3 για VLAN περιλαμβάνουν:
- Μείωση του όγκου της κυκλοφορίας εκπομπής
- Απλοποιημένη διαχείριση ασφάλειας
- Βελτιωμένη απομόνωση σφαλμάτων
Πώς λειτουργεί ο διακόπτης Layer 3
Ένας παραδοσιακός διακόπτης διακινεί δυναμικά την κυκλοφορία μεταξύ των φυσικών θυρών του σύμφωνα με τις φυσικές διευθύνσεις ( διευθύνσεις MAC ) συνδεδεμένων συσκευών. Οι διακόπτες επιπέδου 3 χρησιμοποιούν αυτή τη δυνατότητα κατά τη διαχείριση της κυκλοφορίας εντός ενός τοπικού δικτύου.
Επίσης επεκτείνονται σε αυτό χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες διεύθυνσης IP για να λαμβάνουν αποφάσεις δρομολόγησης κατά τη διαχείριση της κυκλοφορίας μεταξύ των τοπικών δικτύων. Αντίθετα, οι διακόπτες του Layer 4 χρησιμοποιούν επίσης αριθμούς θύρας TCP ή UDP .
Χρήση διακ πτη Layer 3 με VLAN
Κάθε εικονικό τοπικό δίκτυο πρέπει να εισαχθεί και να χαρτογραφηθεί στη θύρα του διακόπτη. Πρέπει επίσης να προσδιοριστούν οι παράμετροι δρομολόγησης για κάθε διεπαφή VLAN.
Ορισμένοι διακόπτες του Layer 3 εφαρμόζουν υποστήριξη DHCP που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αυτόματη εκχώρηση διευθύνσεων IP σε συσκευές εντός ενός VLAN. Εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας εξωτερικός διακομιστής DHCP ή να ρυθμιστούν ξεχωριστά οι στατικές διευθύνσεις IP .
Ζητήματα με διακόπτες Layer 3
Οι διακόπτες Layer 3 κοστίζουν περισσότερο από τους παραδοσιακούς διακόπτες, αλλά λιγότερο από τους παραδοσιακούς δρομολογητές. Η διαμόρφωση και διαχείριση αυτών των διακοπτών και των VLAN απαιτεί επιπλέον προσπάθεια.
Οι εφαρμογές των μεταγωγέων του Layer 3 περιορίζονται σε περιβάλλοντα intranet με μια αρκετά μεγάλη κλίμακα υποδικτύων συσκευών και κυκλοφορίας. Τα οικιακά δίκτυα συνήθως δεν έχουν καμία χρήση για αυτές τις συσκευές. Αν λείπουν οι λειτουργίες WAN, οι διακόπτες Layer 3 δεν αποτελούν αντικατάσταση των δρομολογητών.
Η ονομασία αυτών των διακοπτών προέρχεται από έννοιες στο μοντέλο OSI, όπου το επίπεδο 3 είναι γνωστό ως Layer Network. Δυστυχώς, αυτό το θεωρητικό μοντέλο δεν κάνει καλά να διακρίνει τις πρακτικές διαφορές μεταξύ των προϊόντων της βιομηχανίας. Η ονομασία έχει προκαλέσει μεγάλη σύγχυση στην αγορά.