Sieťové prepínače fungujú na vrstve 2 (dátové spojenie) modelu OSI, zatiaľ čo sieťové smerovače fungujú na vrstve 3 (sieť). Tento rozdiel vedie k nejasnostiam v súvislosti s definíciou a účelom prepínača vrstvy 3, nazývaného aj viacvrstvový prepínač.
Čo je to prepínač vrstvy 3?
Prepínač vrstvy 3 je špecializované hardvérové zariadenie používané pri smerovaní siete. Prepínače vrstvy 3 majú technicky veľa spoločného s typickými smerovačmi, a to nielen fyzickým vzhľadom. Oba môžu podporovať rovnaké smerovacie protokoly, kontrolovať prichádzajúce pakety a robiť dynamické rozhodnutia o smerovaní na základe zdrojovej a cieľovej adresy vo vnútri.
Jednou z hlavných výhod prepínača vrstvy 3 oproti smerovaču je spôsob, akým sa vykonávajú rozhodnutia o smerovaní. Prepínače 3. vrstvy majú menšiu pravdepodobnosť latencie siete, pretože pakety nemusia robiť ďalšie kroky cez smerovač.
Účel prepínačov vrstvy 3
Prepínače 3. vrstvy boli koncipované ako spôsob, ako zlepšiť výkon smerovania siete vo veľkých lokálnych sieťach, ako sú podnikové intranety.
Kľúčový rozdiel medzi prepínačmi a smerovačmi na 3. vrstve spočíva v hardvérových interných prvkoch. Hardvér vo vnútri prepínača vrstvy 3 spája hardvér typických prepínačov a smerovačov a nahrádza časť softvérovej logiky smerovača hardvérom s integrovaným obvodom, čím ponúka lepší výkon pre miestne siete.
Prepínač Layer 3 navyše, keďže bol navrhnutý na použitie na intranetoch, zvyčajne nemá porty WAN a funkcie rozsiahlej siete, ktoré ponúka štandardný smerovač.
Tieto prepínače sa najčastejšie používajú na podporu smerovania medzi virtuálnymi sieťami LAN. Výhody prepínačov vrstvy 3 pre siete VLAN zahŕňajú:
- Znižuje objem vysielania.
- Zjednodušená správa zabezpečenia.
- Vylepšená izolácia chýb.
Ako fungujú prepínače vrstvy 3
Typický prepínač dynamicky smeruje prevádzku medzi jednotlivými fyzickými portami podľa fyzických adries – MAC adries – pripojených zariadení. Prepínače 3. vrstvy využívajú túto schopnosť pri správe prevádzky v rámci siete LAN.
Tento proces spracovania premávky rozširujú aj pomocou informácií o adrese IP na prijímanie rozhodnutí o smerovaní pri riadení prevádzky medzi sieťami LAN. Naproti tomu prepínače vrstvy 4 zohľadňujú aj čísla portov TCP alebo UDP.
Používanie prepínača vrstvy 3 s VLAN
Každá virtuálna LAN musí byť zadaná a zmapovaná na prepínači. Musia byť špecifikované aj parametre smerovania pre každé rozhranie VLAN.
Niektoré prepínače vrstvy 3 implementujú podporu DHCP, ktorú možno použiť na automatické prideľovanie IP adries zariadeniam v rámci VLAN. Prípadne je možné použiť externý server DHCP alebo samostatne nakonfigurovať statické adresy IP.
Väčšina domácich sietí nepoužíva virtuálne siete LAN.
Výzvy s prepínačmi vrstvy 3
Prepínače 3. vrstvy stoja viac ako bežné prepínače, no menej ako smerovače. Konfigurácia a správa týchto prepínačov a sietí VLAN si tiež vyžaduje ďalšie úsilie.
Aplikácie prepínačov vrstvy 3 sú obmedzené na intranetové prostredia s dostatočne veľkým rozsahom podsietí zariadení a prevádzky. Domáce siete zvyčajne nemajú pre tieto zariadenia využitie. Prepínače 3. vrstvy, ktorým chýba funkčnosť WAN, nie sú náhradou za smerovače.
Pomenovanie týchto prepínačov pochádza z konceptov v modeli OSI, kde je vrstva 3 známa ako sieťová vrstva. Tento teoretický model však dobre nerozlišuje praktické rozdiely medzi priemyselnými produktmi. Pomenovanie spôsobilo na trhu veľa zmätku.
