Οι μεταγωγείς δικτύου λειτουργούν στο επίπεδο 2 (σύνδεσμος δεδομένων) του μοντέλου OSI, ενώ οι δρομολογητές δικτύου λειτουργούν στο επίπεδο 3 (δίκτυο). Αυτή η διάκριση οδηγεί σε σύγχυση σχετικά με τον ορισμό και τον σκοπό ενός διακόπτη επιπέδου 3, που ονομάζεται επίσης διακόπτης πολλαπλών επιπέδων.
Τι είναι ένας διακόπτης επιπέδου 3;
Ο διακόπτης Layer 3 είναι μια εξειδικευμένη συσκευή υλικού που χρησιμοποιείται στη δρομολόγηση δικτύου. Οι διακόπτες επιπέδου 3 έχουν τεχνικά πολλά κοινά με τους τυπικούς δρομολογητές, και όχι μόνο στη φυσική εμφάνιση. Και τα δύο μπορούν να υποστηρίξουν τα ίδια πρωτόκολλα δρομολόγησης, να επιθεωρήσουν τα εισερχόμενα πακέτα και να λάβουν δυναμικές αποφάσεις δρομολόγησης με βάση τις διευθύνσεις προέλευσης και προορισμού μέσα.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα ενός διακόπτη Layer 3 έναντι ενός δρομολογητή είναι ο τρόπος με τον οποίο εκτελούνται οι αποφάσεις δρομολόγησης. Οι διακόπτες επιπέδου 3 είναι λιγότερο πιθανό να εμφανίσουν καθυστέρηση δικτύου, καθώς τα πακέτα δεν χρειάζεται να κάνουν επιπλέον βήματα μέσω ενός δρομολογητή.
Σκοπός των διακοπτών επιπέδου 3
Οι διακόπτες Layer 3 σχεδιάστηκαν ως ένας τρόπος για τη βελτίωση της απόδοσης δρομολόγησης δικτύου σε μεγάλα τοπικά δίκτυα όπως εταιρικά intranet.
Η βασική διαφορά μεταξύ των διακοπτών Layer 3 και των δρομολογητών έγκειται στα εσωτερικά του υλικού. Το υλικό μέσα σε έναν διακόπτη επιπέδου 3 συνδυάζει αυτό των τυπικών μεταγωγέων και δρομολογητών, αντικαθιστώντας μέρος της λογικής λογισμικού ενός δρομολογητή με υλικό ολοκληρωμένου κυκλώματος για να προσφέρει καλύτερη απόδοση για τοπικά δίκτυα.
Επιπλέον, αφού έχει σχεδιαστεί για χρήση σε intranet, ένας διακόπτης επιπέδου 3 συνήθως δεν διαθέτει τις θύρες WAN και τις δυνατότητες δικτύου ευρείας περιοχής που προσφέρει ένας τυπικός δρομολογητής.
Αυτοί οι διακόπτες χρησιμοποιούνται συνήθως για την υποστήριξη δρομολόγησης μεταξύ εικονικών δικτύων LAN. Τα πλεονεκτήματα των διακοπτών επιπέδου 3 για VLAN περιλαμβάνουν:
- Μειώνει την επισκεψιμότητα μετάδοσης.
- Απλοποιημένη διαχείριση ασφάλειας.
- Βελτιωμένη απομόνωση σφαλμάτων.
Πώς λειτουργούν οι διακόπτες επιπέδου 3
Ένας τυπικός διακόπτης δρομολογεί δυναμικά την κυκλοφορία μεταξύ των επιμέρους φυσικών θυρών του σύμφωνα με τις φυσικές διευθύνσεις -τις διευθύνσεις MAC- των συνδεδεμένων συσκευών. Οι διακόπτες επιπέδου 3 χρησιμοποιούν αυτήν τη δυνατότητα κατά τη διαχείριση της κυκλοφορίας εντός ενός LAN.
Επεκτείνονται επίσης σε αυτήν τη διαδικασία διαχείρισης κίνησης χρησιμοποιώντας πληροφορίες διεύθυνσης IP για τη λήψη αποφάσεων δρομολόγησης κατά τη διαχείριση της κίνησης μεταξύ LAN. Αντίθετα, οι διακόπτες επιπέδου 4 συνυπολογίζουν επίσης τους αριθμούς θύρας TCP ή UDP.
Χρήση διακόπτη επιπέδου 3 με VLAN
Κάθε εικονικό LAN πρέπει να εισαχθεί και να αντιστοιχιστεί στη θύρα στο μεταγωγέα. Πρέπει επίσης να καθοριστούν οι παράμετροι δρομολόγησης για κάθε διεπαφή VLAN.
Μερικοί διακόπτες επιπέδου 3 παρέχουν υποστήριξη DHCP που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αυτόματη εκχώρηση διευθύνσεων IP σε συσκευές εντός ενός VLAN. Εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξωτερικός διακομιστής DHCP ή οι στατικές διευθύνσεις IP να ρυθμιστούν ξεχωριστά.
Τα περισσότερα οικιακά δίκτυα δεν χρησιμοποιούν εικονικά LAN.
Challenges With Layer 3 Switches
Οι διακόπτες επιπέδου 3 κοστίζουν περισσότερο από τους συνηθισμένους διακόπτες αλλά λιγότερο από τους δρομολογητές. Η διαμόρφωση και η διαχείριση αυτών των διακοπτών και των VLAN απαιτεί επίσης πρόσθετη προσπάθεια.
Οι εφαρμογές των διακοπτών επιπέδου 3 περιορίζονται σε περιβάλλοντα ενδοδικτύου με αρκετά μεγάλη κλίμακα υποδικτύων συσκευών και κίνησης. Τα οικιακά δίκτυα συνήθως δεν έχουν καμία χρήση για αυτές τις συσκευές. Λόγω έλλειψης λειτουργικότητας WAN, οι διακόπτες επιπέδου 3 δεν αντικαθιστούν τους δρομολογητές.
Η ονομασία αυτών των διακοπτών προέρχεται από έννοιες στο μοντέλο OSI, όπου το επίπεδο 3 είναι γνωστό ως επίπεδο δικτύου. Ωστόσο, αυτό το θεωρητικό μοντέλο δεν κάνει καλά τη διάκριση των πρακτικών διαφορών μεταξύ των προϊόντων της βιομηχανίας. Η ονομασία έχει προκαλέσει μεγάλη σύγχυση στην αγορά.
