Мрежовите комутатори работят на слой 2 (връзка за данни) на OSI модела, докато мрежовите рутери работят на слой 3 (мрежа). Това разграничение води до объркване по отношение на дефиницията и предназначението на превключвател от ниво 3, наричан още многослоен превключвател.
Какво представлява превключвател на ниво 3?
Превключвател от слой 3 е специализирано хардуерно устройство, използвано при мрежово маршрутизиране. Комутаторите от ниво 3 технически имат много общо с типичните рутери, а не само във физическия вид. И двете могат да поддържат едни и същи протоколи за маршрутизиране, да проверяват входящите пакети и да вземат решения за динамично маршрутизиране въз основа на адресите на източника и местоназначението вътре.
Едно от основните предимства на превключвател на слой 3 пред рутер е в начина, по който се изпълняват решенията за маршрутизиране. Превключвателите от ниво 3 е по-малко вероятно да изпитат мрежово забавяне, тъй като пакетите не трябва да предприемат допълнителни стъпки през рутер.
Цел на превключвателите от ниво 3
Превключвателите на слой 3 са замислени като начин за подобряване на производителността на мрежовото маршрутизиране в големи локални мрежи като корпоративни интранет мрежи.
Ключовата разлика между комутаторите от ниво 3 и рутерите се крие във вътрешността на хардуера. Хардуерът в превключвателя от слой 3 съчетава този на типичните суичове и рутери, като заменя част от софтуерната логика на рутера с хардуер на интегрална схема, за да предложи по-добра производителност за локални мрежи.
Освен това, тъй като е проектиран за използване в интранет мрежи, комутаторът от слой 3 обикновено няма да притежава WAN портовете и функциите за широкообхватна мрежа, които стандартният рутер предлага.
Тези превключватели се използват най-често за поддръжка на маршрутизиране между виртуални локални мрежи. Предимствата на комутаторите на ниво 3 за VLAN включват:
- Намалява обема на излъчвания трафик.
- Опростено управление на сигурността.
- Подобрено изолиране на грешки.
Как работят превключвателите на ниво 3
Типичният комутатор динамично насочва трафика между отделните си физически портове според физическите адреси – MAC адресите – на свързаните устройства. Превключвателите на слой 3 използват тази възможност, когато управляват трафик в рамките на LAN.
Те също така разширяват този процес на обработка на трафика, като използват информация за IP адрес, за да вземат решения за маршрутизиране при управление на трафика между LAN. За разлика от това, превключвателите на ниво 4 също вземат предвид номерата на TCP или UDP портовете.
Използване на комутатор от слой 3 с VLAN
Всяка виртуална LAN трябва да бъде въведена и порт-картирана на комутатора. Параметрите за маршрутизиране за всеки VLAN интерфейс също трябва да бъдат посочени.
Някои комутатори от слой 3 прилагат DHCP поддръжка, която може да се използва за автоматично присвояване на IP адреси на устройства в рамките на VLAN. Като алтернатива може да се използва външен DHCP сървър или отделно конфигурирани статични IP адреси.
Повечето домашни мрежи не използват виртуални локални мрежи.
Предизвикателства с превключватели от слой 3
Суичовете от слой 3 струват повече от обикновените суичове, но по-малко от рутерите. Конфигурирането и администрирането на тези комутатори и VLAN също изисква допълнителни усилия.
Приложенията на комутаторите от ниво 3 са ограничени до интранет среди с достатъчно голям мащаб от подмрежи на устройства и трафик. Домашните мрежи обикновено нямат полза от тези устройства. При липса на WAN функционалност, комутаторите от ниво 3 не са заместител на рутерите.
Именуването на тези превключватели идва от концепциите в OSI модела, където слой 3 е известен като мрежов слой. Въпреки това, този теоретичен модел не се справя добре с разграничаването на практическите разлики между индустриалните продукти. Наименуването предизвика много объркване на пазара.
