Bộ chuyển mạch mạng hoạt động ở Lớp 2 (liên kết dữ liệu) của mô hình OSI, trong khi bộ định tuyến mạng hoạt động ở Lớp 3 (mạng). Sự khác biệt này dẫn đến sự nhầm lẫn về định nghĩa và mục đích của công tắc Lớp 3, còn được gọi là công tắc nhiều lớp.
Công tắc lớp 3 là gì?
A Switch Layer 3 là một thiết bị phần cứng chuyên dụng được sử dụng trong định tuyến mạng. Các thiết bị chuyển mạch lớp 3 về mặt kỹ thuật có rất nhiều điểm chung với các bộ định tuyến thông thường, và không chỉ về hình thức bên ngoài. Cả hai đều có thể hỗ trợ các giao thức định tuyến giống nhau, kiểm tra các gói đến và đưa ra quyết định định tuyến động dựa trên địa chỉ nguồn và đích bên trong.
Một trong những ưu điểm chính của bộ chuyển đổi Lớp 3 so với bộ định tuyến là ở cách thực hiện các quyết định định tuyến. Thiết bị chuyển mạch lớp 3 ít có khả năng gặp phải độ trễ mạng vì các gói không phải thực hiện thêm các bước thông qua bộ định tuyến.
Mục đích của Công tắc Lớp 3
Thiết bị chuyển mạch lớp 3 được hình thành như một cách để cải thiện hiệu suất định tuyến mạng trên các mạng cục bộ lớn như mạng nội bộ của công ty.
Sự khác biệt chính giữa thiết bị chuyển mạch Lớp 3 và bộ định tuyến nằm ở phần cứng bên trong. Phần cứng bên trong bộ chuyển mạch Lớp 3 kết hợp giữa bộ chuyển mạch và bộ định tuyến điển hình, thay thế một số logic phần mềm của bộ định tuyến bằng phần cứng mạch tích hợp để mang lại hiệu suất tốt hơn cho các mạng cục bộ.
Ngoài ra, đã được thiết kế để sử dụng trên mạng nội bộ, bộ chuyển mạch Lớp 3 thường sẽ không có cổng WAN và các tính năng mạng diện rộng mà bộ định tuyến tiêu chuẩn cung cấp.
Các thiết bị chuyển mạch này được sử dụng phổ biến nhất để hỗ trợ định tuyến giữa các mạng LAN ảo. Lợi ích của thiết bị chuyển mạch Lớp 3 cho VLAN bao gồm:
- Giảm lưu lượng phát sóng.
- Quản lý bảo mật được đơn giản hóa.
- Cải thiện khả năng cách ly lỗi.
Cách hoạt động của Công tắc Lớp 3
Một công tắc điển hình tự động định tuyến lưu lượng giữa các cổng vật lý riêng lẻ của nó theo địa chỉ vật lý-địa chỉ MAC-của các thiết bị được kết nối. Thiết bị chuyển mạch lớp 3 sử dụng khả năng này khi quản lý lưu lượng trong mạng LAN.
Họ cũng mở rộng quy trình xử lý lưu lượng này bằng cách sử dụng thông tin địa chỉ IP để đưa ra quyết định định tuyến khi quản lý lưu lượng giữa các mạng LAN. Ngược lại, các thiết bị chuyển mạch Lớp 4 cũng tính đến số cổng TCP hoặc UDP.
Sử dụng Công tắc Lớp 3 Với VLAN
Mỗi mạng LAN ảo phải được nhập và ánh xạ cổng trên công tắc. Các thông số định tuyến cho mỗi giao diện VLAN cũng phải được chỉ định.
Một số thiết bị chuyển mạch Lớp 3 triển khai hỗ trợ DHCP có thể được sử dụng để tự động gán địa chỉ IP cho các thiết bị trong một VLAN. Ngoài ra, có thể sử dụng máy chủ DHCP bên ngoài hoặc các địa chỉ IP tĩnh được định cấu hình riêng.
Hầu hết các mạng gia đình không sử dụng mạng LAN ảo.
Thử thách với Công tắc Lớp 3
Thiết bị chuyển mạch lớp 3 có giá cao hơn thiết bị chuyển mạch thông thường nhưng thấp hơn bộ định tuyến. Việc định cấu hình và quản trị các thiết bị chuyển mạch và VLAN này cũng cần thêm nỗ lực.
Các ứng dụng của thiết bị chuyển mạch Lớp 3 được giới hạn trong môi trường mạng nội bộ với quy mô mạng con thiết bị và lưu lượng đủ lớn. Mạng gia đình thường không được sử dụng cho các thiết bị này. Thiếu chức năng WAN, thiết bị chuyển mạch Lớp 3 không thể thay thế cho bộ định tuyến.
Việc đặt tên cho các thiết bị chuyển mạch này xuất phát từ các khái niệm trong mô hình OSI, trong đó lớp 3 được gọi là Lớp mạng. Tuy nhiên, mô hình lý thuyết này không phân biệt tốt sự khác biệt thực tế giữa các sản phẩm trong ngành. Việc đặt tên đã gây ra nhiều nhầm lẫn trên thị trường.
