Что такое коммутатор уровня 3 и зачем он нужен вашей сети?

В современных сложных корпоративных сетях, включающих множество подсетей и виртуальных локальных сетей, коммутатор уровня 3 играет важную роль во многих системах. Но нужно ли это в вашей сети? Посмотрим.

Что такое коммутатор уровня 3?

Проще говоря, коммутатор уровня 3 сочетает в себе функции коммутатора и маршрутизатора. Он действует как коммутатор для подключения устройств, которые находятся в одной подсети или виртуальной локальной сети с молниеносной скоростью, и имеет встроенную интеллектуальную IP-маршрутизацию, чтобы удвоить роль маршрутизатора. Он может поддерживать протоколы маршрутизации, проверять входящие пакеты и даже принимать решения о маршрутизации на основе адресов источника и получателя. Вот как коммутатор уровня 3 действует как коммутатор и маршрутизатор.

Часто называемый многоуровневым коммутатором, коммутатор уровня 3 добавляет сети массу гибкости.

Особенности коммутатора уровня 3

Особенности коммутатора уровня 3:

• Поставляется с 24 портами Ethernet, но без интерфейса WAN.
• Действует как коммутатор для подключения устройств в одной подсети.
• Алгоритм переключения прост и одинаков для большинства маршрутизируемых протоколов.
• Работает на двух уровнях OSI — уровне 2 и уровне 3.

Назначение коммутатора уровня 3

Существует много путаницы в отношении использования коммутатора уровня 3, потому что в традиционной конфигурации маршрутизаторы работают на уровне 3 модели OSI, а коммутаторы работают на уровне 2. Итак, как этот коммутатор уровня 3 вписывается в эту модель? Кроме того, название «коммутатор уровня 3» вызывает путаницу, поскольку коммутаторы обычно работают на уровне 2.

Первоначально коммутаторы уровня 3 были задуманы для повышения производительности маршрутизации в больших сетях, особенно в корпоративных интрасетях. Чтобы понять цель, давайте немного вернемся назад и посмотрим, как развивались эти переключатели.

Коммутаторы уровня 2 хорошо работают при малом или среднем трафике в сетях VLAN. Но эти коммутаторы зависали при увеличении трафика. Таким образом, возникла необходимость расширить функциональность уровня 2.

Одним из вариантов было использование маршрутизатора вместо коммутатора, но тогда маршрутизаторы работают медленнее, чем коммутаторы, поэтому это может привести к снижению производительности.

Чтобы преодолеть этот недостаток, исследователи подумали о реализации маршрутизатора внутри коммутатора. Хотя это технически осуществимо, это не идеальный вариант, поскольку коммутаторы уровня 2 работают только с кадром Ethernet MAC, а уровень 3 обрабатывает несколько протоколов маршрутизации.

Исследователям показалось, что это слишком сложно, поэтому они придумали коммутаторы уровня 3, которые действовали бы как маршрутизаторы с быстрой переадресацией через базовое оборудование.

Вот почему основное различие между коммутаторами уровня 3 и маршрутизаторами заключается в аппаратном обеспечении. Если вы взглянете на аппаратное обеспечение коммутатора уровня 3, вы увидите сочетание традиционных коммутаторов и маршрутизаторов, за исключением того, что программная логика маршрутизаторов заменена аппаратной интеграцией микросхем для повышения производительности.

Кроме того, маршрутизатор коммутатора уровня 3 не будет иметь портов WAN и других функций WAN, которые вы обычно видите в традиционном маршрутизаторе.

Преимущества коммутатора уровня 3

Из приведенного выше обсуждения цель/преимущества коммутатора уровня 3 заключаются в следующем:

• Поддержка маршрутизации между виртуальными локальными сетями.
• Улучшить изоляцию неисправностей.
• Упрощение управления безопасностью.
• Уменьшите объемы широковещательного трафика.
• Упростите процесс настройки VLAN, так как между каждой VLAN не требуется отдельный маршрутизатор.
• Разделяйте таблицы маршрутизации и, как следствие, лучше разделяйте трафик.
• Упростите устранение неполадок, так как устранение проблем на уровне L2 утомительно и требует много времени.
• Поддержка учета потоков и высокоскоростной масштабируемости.
• Меньшая задержка в сети, поскольку пакету не нужно делать дополнительные переходы для прохождения через маршрутизатор.

Теперь, когда вы знаете, зачем вашей организации нужен коммутатор уровня 3, давайте также рассмотрим потенциальные проблемы, связанные с ним.

Недостатки коммутатора уровня 3

Как и у любого продукта, у коммутатора уровня 3 есть свои недостатки. Мы кратко рассмотрим каждый из этих недостатков, чтобы помочь вам принять правильное решение.

Расходы

Стоимость является одним из основных недостатков коммутатора уровня 3. Он стоит намного дороже, чем традиционный коммутатор, а настройка и администрирование этих коммутаторов также требует больше усилий. Таким образом, организация должна быть готова потратить дополнительные ресурсы на настройку коммутаторов уровня 3.

Ограниченное применение

Коммутаторы уровня 3 наиболее применимы только для крупных сред интрасети с большим количеством подсетей устройств и трафика. Дома и небольшие организации не нуждаются в этих коммутаторах.

Отсутствие функциональности WAN

Отсутствие функций WAN — еще один серьезный недостаток коммутаторов уровня 3. Это означает, что вы не можете полностью отказаться от маршрутизаторов, и вам потребуются как маршрутизаторы, так и коммутаторы уровня 3 для маршрутизации трафика внутри и за пределами вашей организации.

Несколько арендаторов и виртуализация

По сравнению с коммутацией уровня 2 маршрутизация уровня 3 относительно медленнее. Это может быть проблемой, если вы хотите распределить VLAN по нескольким коммутаторам для поддержки нескольких арендаторов и виртуализации.

Отсутствие гибкости

Поскольку вы выполняете маршрутизацию на уровне доступа, виртуальные локальные сети будут локальными для этого конкретного коммутатора. Другими словами, одна VLAN будет связана с одним коммутатором и не может использоваться на других коммутаторах. Это ограничение означает, что вы должны хорошо спланировать, чтобы одна локальная сеть не использовала несколько коммутаторов.

Тебе это надо?

Теперь возникает большой вопрос: нужен ли вообще коммутатор уровня 3 для вашей сети? Ну, это зависит от конфигурации вашей сети и ее размера.

Вообще говоря, вам нужен переключатель уровня 3, если вы ответите «да» на любой из приведенных ниже вопросов.

• Есть ли в вашей сети VLAN? Планируете ли вы включить их в ближайшее время?
• Нужны ли отдельным отделам отдельные широковещательные домены для обеспечения безопасности и производительности?
• У вас есть подсети, подключенные через маршрутизатор?
• В вашей сети более 250 устройств, подключенных к одной и той же VLAN?

Если вы ответили «да» на один или несколько из приведенных выше вопросов, вам обязательно нужен коммутатор уровня 3 для повышения производительности. Во всех остальных случаях это необязательно.

Коммутаторы уровня 3 действуют как коммутаторы и маршрутизаторы. Они идеально подходят только для VLAN, так как не имеют интерфейса WAN. Но в VLAN это дает вам несколько вариантов эффективного управления пропускной способностью. Вот почему коммутаторы уровня 3 представляют собой мощную и масштабируемую технологию для создания высокопроизводительных сетей Ethernet.

Внедрили ли вы коммутатор уровня 3 в своей организации? Не могли бы вы поделиться своим опытом с нашими читателями в разделе комментариев?