Nätverksväxlar fungerar vid Layer 2 (datalänk) av OSI-modellen, medan nätverksroutrar fungerar på Layer 3 (nätverk). Denna skillnad leder till förvirring över definitionen och syftet med en Layer 3-switch, även kallad en multilayer-switch.
Vad är en Layer 3 Switch?
En Layer 3-switch är en specialiserad hårdvaruenhet som används vid nätverksruttning. Layer 3-omkopplare har tekniskt mycket gemensamt med typiska routrar, och inte bara i fysiskt utseende. Båda kan stödja samma routingsprotokoll, inspektera inkommande paket och fatta dynamiska routningsbeslut baserat på käll- och destinationsadresserna inuti. En av de största fördelarna med en Layer 3-omkoppling över en router är i det sättet som routningsbeslut utförs. Layer 3-switchar är mindre benägna att uppleva nätverkslatens eftersom paket inte behöver ta ytterligare steg genom en router.
Syfte med Layer 3-omkopplare
Layer 3-switchar var tänkt som ett sätt att förbättra prestanda för nätverksdirigering på stora lokala nätverk som företagsintranät. Huvudskillnaden mellan Layer 3-switchar och routrar ligger i hårdvaruinterna. Maskinvaran inuti en Layer 3-switch blandar den hos typiska switchar och routrar och ersätter en del av en routers mjukvarulogik med integrerad kretshårdvara för att erbjuda bättre prestanda för lokala nätverk. Dessutom, efter att ha utformats för användning på intranät, kommer en Layer 3-switch vanligtvis inte att ha WAN-portar och breda nätverksfunktioner som en standardrouter erbjuder. Dessa omkopplare används oftast för att stödja dirigering mellan virtuella LAN. Fördelarna med Layer 3-omkopplare för VLAN inkluderar:
- Minskar mängden sändningstrafik.
- Förenklad säkerhetshantering.
- Förbättrad felisolering.
Hur Layer 3-omkopplare fungerar
En typisk omkopplare dirigerar dynamiskt trafik mellan dess enskilda fysiska portar enligt de fysiska adresserna – MAC-adresserna – för anslutna enheter. Layer 3-omkopplare använder denna funktion när hanterar trafik inom ett LAN. De utökar också denna trafikhanteringsprocess genom att använda IP-adressinformation för att fatta dirigeringsbeslut när man hanterar trafik mellan LAN. Däremot faktor Layer 4 växlar också TCP eller UDP port nummer.
Använda en Layer 3 Switch med VLAN
Varje virtuellt LAN måste anges och portmappas på omkopplaren. Routningsparametrar för varje VLAN-gränssnitt måste också anges. Vissa Layer 3-omkopplare implementerar DHCP-stöd som kan användas för att automatiskt tilldela IP-adresser till enheter inom ett VLAN. Alternativt kan en extern DHCP-server användas eller statiska IP-adresser konfigureras separat. De flesta hemnätverk använder inte virtuella LAN.
Utmaningar med Layer 3 Switches
Layer 3-omkopplare kostar mer än vanliga switchar men mindre än routrar. Att konfigurera och administrera dessa switchar och VLAN kräver också ytterligare ansträngning. Tillämpningarna av Layer 3-switchar är begränsade till intranätmiljöer med en tillräckligt stor skala av enhetsundernät och trafik. Hemnätverk brukar inte använda dessa enheter. Brist på WAN-funktionalitet är Layer 3-omkopplare inte en ersättning för routrar. Namnen på dessa omkopplare kommer från begrepp i OSI-modellen, där lager 3 är känt som nätverkslagret. Den här teoretiska modellen skiljer emellertid inte väl ut praktiska skillnader mellan industriprodukter. Namngivningen har orsakat mycket förvirring på marknaden.
