دلایل نیاز به سوئیچ لایه 3

سوییچ‌های شبکه سنتی در لایه 2 از مدل OSI کار می‌کنند، در حالی که روترهای شبکه در لایه 3 مشغول فعالیت هستند. همین امر اغلب منجر به سردرگمی‌ در تعریف و اهداف سویچ‌های لایه 3 (که به سویچ چند لایه نیز معروف هستند) می‌شود.

یک سویچ لایه 3 یک دستگاه سخت افزاری خاص است که برای مسیریابی شبکه استفاده می‌شود. سویچ‌های لایه 3 از لحاظ فنی بسیار شبیه به روترهای سنتی هستند. هر دو می‌توانند از پروتکل‌های مسیریابی یکسان پشتیبانی کنند، پکت‌های ورودی را بررسی کرده و مسیریابی پویا را بر اساس آدرسه‌ای منبع و مقصد انجام دهند.

یکی از اصلی‌ترین مزایای یک سویچ لایه 3 نسبت به یک روتر روشی است که توسط آن تصمیمات مسیریابی اتخاذ می‌شود. از آنجا که پکت‌ها در یک مسیر به مراحل اضافه کمتری نیاز دارد احتمال تأخیر شبکه در سویچ‌های لایه 3 به مراتب کمتر است.

هدف سویچ‌های لایه 3

سویچ‌های لایه 3 به عنوان یک فناوری در نظر گرفته شده بود تا عملکرد مسیریابی شبکه را در شبکه‌های محلی در مقیاس بزرگ مثل اینترانت‌های سازمانی را بهبود بخشد.

اختلاف اصلی بین سویچ‌های لایه 3 و روترها به سخت افزار داخلی آنها مربوط می‌شود. سخت افزار داخل یک سویچ لایه 3 ترکیبی از سویچ‌های سنتی و روترها است که با جایگزینی برخی منطق‌های نرم افزاری روتر با سخت افزار مدار مجتمع عملکرد بهتری را برای شبکه‌های محلی فراهم می‌کند.

علاوه بر این، یک سویچ لایه 3 در زمانی که برای استفاده در اینترانت‌ها طراحی می‌شود معمولاً از پورتهای WAN و قابلیت‌های مربوط به آن برخوردار نخواهد بود. این سویچ‌ها اغلب برای پشتیبانی مسیریابی بین شبکه‌های محلی مجازی (VLANs) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایای سویچ‌های لایه 3 برای VLANها شامل این موارد است:

·         کاهش میزان ترافیک منتشر شده

·         ساده کردن مدیریت امنیتی

·         ایزولاسیون خطای بهبود یافته

·         سویچ‌های لایه 3 چگونه کار می‌کنند

یک سویچ سنتی به طور پویا ترافیک را بین هر یک از پورت‌های فیزیکی تا آدرس‌های فیزیکی (آدرس مک) دستگاه‌های متصل جابجا می‌کند. سویچ‌های لایه 3 از این قابلیت در زمان مدیریت ترافیک داخل شبکه محلی استفاده می‌کنند.

آنها همچنین با به کار گیری اطلاعات آدرس ای‌پی برای اتخاذ تصمیمات مسیریابی در زمان مدیریت ترافیک بین شبکه‌های محلی توانایی شبکه را افزایش می‌دهند. در مقابل، سویچ‌های لایه 4 شماره پورت‌های UDP یا TCP را نیز به کار می‌گیرند.

استفاده از سویچ لایه 3 به همراه شبکه محلی مجازی

هر شبکه محلی مجازی و نقشه پورت باید در این سویچ وارد شود. پارامترهای مسیریابی برای هر رابط VLAN نیز باید مشخص شود.

بعضی از سویچ‎های لایه 3 پشتیبانی از DHCP را نیز انجام می‎دهند که می‎تواند برای خودکارسازی اختصاص آدرس‎های ای‎پی به دستگاه‎های موجود در شبکه محلی مجازی مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان یک راهکار جایگزین از یک سرور DHCP بیرونی یا آدرس‎های ای‎پی استاتیک که به صورت جداگانه تنظیم شده‎اند نیز می‎توان استفاده کرد.

مشکلات پیش روی سویچ‌های لایه 3

قیمت سویچ‌های لایه 3 بیشتر از سویچ‌های سنتی اما کمتر از روترهای سنتی است. پیکربندی و مدیریت این سویچ‌ها و VLANها نیز به تلاش بیشتری نیاز دارد. کاربردهای سویچ‌های لایه 3 به محیط‌های اینترانت با دستگاه‌ها و ترافیک به اندازه کافی بزرگ محدود می‌شود. شبکه‌های خانگی معمولاً از این دستگاه‌ها استفاده نمی‌کنند. نداشتن قابلیت WAN باعث شده تا نتوان سویچ‌های لایه 3 را جایگزین روترها کرد.

نام گذاری این نوع از سویچ‌ها بر مبنای مفاهیم مدل OSI انجام شده است که در آن لایه 3 به معنای لایه شبکه است.

متاسفانه، این مدل نظری تفاوت‌های عملی بین محصولات صنعتی را به خوبی نشان نمی‌دهد. و این نام گذاری موجب سردرگمی‌ در بازار شده است.