Различия коммутатора l3 и маршрутизатора
Обновлено: 21.11.2024
В этой статье обсуждается разница между коммутаторами уровня 2 и уровня 3, а также соответствующие варианты использования каждого из них.
Обзор
Традиционная коммутация работает на уровне 2 модели OSI, где пакеты отправляются на определенный порт коммутатора на основе MAC-адресов назначения. Маршрутизация работает на уровне 3, где пакеты отправляются на определенный IP-адрес следующего перехода на основе IP-адреса назначения. Устройствам в одном и том же сегменте уровня 2 не требуется маршрутизация для доступа к локальным одноранговым узлам. Однако необходим MAC-адрес назначения, который можно разрешить с помощью протокола разрешения адресов (ARP), как показано ниже:
Здесь ПК А хочет отправить трафик на ПК Б по IP-адресу 192.168.1.6. Однако он не знает уникальный MAC-адрес, пока не обнаружит его через ARP, который широковещательно рассылается по всему сегменту уровня 2:
Затем он отправляет пакет на соответствующий MAC-адрес назначения, который коммутатор затем перенаправляет на правильный порт на основе своей таблицы MAC-адресов.
В среде коммутатора уровня 2 существует широковещательный домен. Любой широковещательный трафик на коммутаторе будет пересылаться на все порты, за исключением порта, на который прибыл широковещательный пакет. Широковещательные сообщения содержатся в одном и том же сегменте уровня 2, поскольку они не пересекают границу уровня 3.
Большие широковещательные домены уровня 2 могут быть подвержены некоторым непреднамеренным проблемам, таким как широковещательные штормы, которые могут вызвать перебои в работе сети. Кроме того, может быть предпочтительнее разделить определенных клиентов на разные широковещательные домены по соображениям безопасности и политики. Именно тогда становится полезным настроить VLAN. Коммутатор уровня 2 может назначать виртуальные локальные сети определенным портам коммутатора, которые, в свою очередь, находятся в разных подсетях уровня 3 и, следовательно, в разных широковещательных доменах. VLAN обеспечивают большую гибкость, позволяя различным сетям уровня 3 совместно использовать одну и ту же инфраструктуру уровня 2. На изображении ниже показан пример среды с несколькими VLAN на коммутаторе уровня 2:
Поскольку виртуальные локальные сети существуют в собственной подсети уровня 3, для передачи трафика между виртуальными локальными сетями потребуется маршрутизация. Здесь можно использовать коммутатор уровня 3. Коммутатор уровня 3 — это, по сути, коммутатор, который может выполнять функции маршрутизации в дополнение к коммутации. Клиентскому компьютеру требуется шлюз по умолчанию для подключения уровня 3 к удаленным подсетям. Когда компьютер отправляет трафик в другую подсеть, MAC-адрес назначения в пакете будет адресом шлюза по умолчанию, который затем примет пакет на уровне 2 и перенаправит трафик в соответствующий пункт назначения на основе своей таблицы маршрутизации.
На приведенной ниже диаграмме показан пример коммутационной маршрутизации уровня 3 между сетями VLAN через два интерфейса VLAN. Как и прежде, устройству уровня 3 по-прежнему необходимо разрешить MAC-адрес ПК B с помощью запроса ARP, переданного в сеть VLAN 20. Затем оно перезаписывает соответствующий MAC-адрес назначения и пересылает пакет обратно из сегмента уровня 2:
Дополнительные ресурсы
Обзор коммутатора уровня 3 — обзор настройки маршрутизации уровня 3 на коммутаторах Cisco Meraki
Пример коммутатора уровня 3 — пример конфигурации с использованием маршрутизации уровня 3 на коммутаторах Cisco Meraki
Рекомендации по тегированию VLAN 802.1q – информация о правильном использовании тегов VLAN
В сетевом мире часто используются такие термины, как коммутатор уровня 3 и маршрутизатор, поскольку оба эти термина широко применяются при передаче данных по сети. Вообще говоря, коммутатор уровня 3 соединяет хосты для формирования локальных сетей (LAN), в то время как маршрутизаторы соединяют несколько локальных сетей в глобальные сети (WAN). Мы можем запутаться в отношении коммутатора уровня 3 и маршрутизатора: они имеют много общего, поскольку оба поддерживают одни и те же протоколы маршрутизации, проверяют входящие пакеты и принимают решения о динамической маршрутизации на основе адресов источника и назначения внутри. Но они также различаются по производительности, гибкости, стоимости и т. д. Поэтому мы объясним их подробно и поможем вам принять правильное решение.
Коммутатор уровня 3: коммутация уровней 2/3
Коммутатор уровня 3 – это устройство, которое перенаправляет трафик (кадры) на основе информации уровня 3 (в основном через mac-адрес). Коммутатор уровня 3 поддерживает все функции коммутации, а также имеет некоторые базовые функции маршрутизации для маршрутизации между VLAN. Коммутатор уровня 3 задуман как технология для повышения производительности сетевой маршрутизации в крупных локальных сетях.Переадресация уровня коммутатора 3 выполняется специализированными ASIC — они быстрее, чем маршрутизаторы, но им обычно не хватает некоторых расширенных функций маршрутизаторов. В отличие от маршрутизаторов, коммутатор уровня 3 с меньшей вероятностью будет испытывать сетевую задержку, поскольку пакетам не нужно выполнять дополнительные шаги через маршрутизатор. Учитывая, что коммутаторы уровня 3 выполняют функции, связанные как с уровнем 2, так и с уровнем 3, его также называют «многоуровневым коммутатором», и некоторые коммутаторы 10GbE и Gigabit PoE относятся к этому типу.
Маршрутизатор: для разных сетей и протоколов
Маршрутизатор – это универсальное оборудование, которое используется в домашних сетях и сетях малого бизнеса. Он обеспечивает связь между подключенными к нему устройствами и Интернетом. Маршрутизатор может пересылать трафик (пакеты) на основе информации уровня 3, используя IP-адрес. Это позволяет сети проходить через разные протоколы. Маршрутизаторы также служат первой линией безопасности, защищающей сеть от любых атак и вторжений. Работая над маршрутизацией пакетов к месту назначения, маршрутизатор анализирует адрес назначения уровня 3 для каждого пакета и выбирает для него наилучший следующий переход. Этот процесс требует времени, поэтому каждый пакет сталкивается с некоторой задержкой из-за этого.
Основные характеристики коммутатора и маршрутизатора уровня 3 перечислены ниже:
Коммутатор уровня 3 и маршрутизатор: сходства и различия
Сходства:
Коммутатор уровня 3 является одновременно коммутатором и маршрутизатором: его можно рассматривать как маршрутизатор с несколькими портами Ethernet и с функцией переключения. Коммутатор уровня 3 позволяет коммутировать пакеты, проверяя как их IP-адреса, так и их MAC-адреса. Таким образом, коммутаторы уровня 3 могут разделять порты на отдельные VLAN и выполнять маршрутизацию между ними. Как и традиционный маршрутизатор, коммутатор уровня 3 также можно настроить для поддержки таких протоколов маршрутизации, как RIP, OSPF и EIGRP.
Различия:
Аппаратное обеспечение. Основное различие между коммутатором уровня 3 и маршрутизатором заключается в аппаратном обеспечении. Аппаратное обеспечение внутри коммутатора уровня 3 сочетает в себе аппаратное обеспечение традиционных коммутаторов и маршрутизаторов, улучшая часть логики программного обеспечения маршрутизатора с помощью аппаратных средств на основе интегральных схем, чтобы обеспечить более высокую производительность для локальных сетей. Кроме того, коммутатор 3-го уровня, разработанный специально для использования во внутренних сетях, обычно не имеет портов WAN и обладает функциями, обычно доступными традиционному маршрутизатору. Таким образом, коммутатор уровня 3 чаще всего используется для поддержки маршрутизации между сетями VLAN.
Интерфейсы. Еще одно отличие коммутатора уровня 3 от маршрутизатора заключается в том, что коммутатор уровня 3 ограничен в поддерживаемых им интерфейсах (обычно только Ethernet для RJ45 и одномодовое/многомодовое оптоволокно). В то время как маршрутизатор имеет больше возможностей, таких как SDH, SONET, E1/T1 и т. д. Кроме того, маршрутизаторы были устройствами, которые соединяли локальную сеть с глобальной сетью, а коммутаторы были просто устройствами локальной сети.
Принцип работы. Коммутатор уровня 3 просматривает MAC-адрес узла назначения и отправляет кадр только этому получателю. Маршрутизатор относится к целевому IP-адресу, а не к его MAC-адресу, поэтому он обычно предоставляет больше возможностей, чем простая маршрутизация пакетов, например назначение IP-адреса (DHCP) и фильтрация брандмауэра.
За исключением трех основных различий между коммутатором уровня 3 и маршрутизатором, некоторые другие аспекты приведены в следующей таблице, чтобы помочь отличить коммутатор уровня 3 от маршрутизатора.
Ключевое различие между маршрутизаторами и коммутаторами в сетях TCP/IP заключается в том, что коммутаторы в основном обеспечивают подключение уровня 2, а маршрутизаторы обеспечивают подключение уровня 3 (как описано в модели уровней OSI).
Что именно это означает? С точки зрения высокого уровня это означает, что коммутаторы позволяют хостам обмениваться данными, пока они находятся в общей сети (например, в локальной сети — LAN).
Маршрутизаторы, с другой стороны, позволяют разным сетям взаимодействовать друг с другом, а также обеспечивают связь между разными хостами, даже если они подключены к разным и удаленным сетям.
В этой статье мы также обсудим коммутаторы уровня 3 (функции которых частично совпадают с функциями маршрутизаторов уровня 3), а также опишем сходства и различия между коммутаторами уровня 3 и маршрутизаторами.
Прежде чем двигаться дальше, давайте сначала рассмотрим сетевую диаграмму, на которой изображена популярная топология, используемая в корпоративных сетях. Диаграмма поможет в нашем обсуждении при сравнении коммутаторов L2/L3 и маршрутизаторов.
Оглавление
Функции коммутатора уровня 2
Наиболее распространенным типом коммутатора является коммутатор уровня 2, который работает только на уровне 2 модели OSI (уровень канала передачи данных). Существуют также усовершенствованные коммутаторы, которые могут работать как на уровне 2, так и на уровне 3 модели OSI. Они называются коммутаторами уровня 3, как мы обсудим позже.
В этом разделе мы сосредоточимся на коммутаторах уровня 2.
Давайте опишем упрощенный сценарий связи между двумя хостами на одном коммутаторе уровня 2, чтобы понять его функциональные возможности.
Когда хост A хочет связаться с другим хостом B в сети TCP/IP, он отправляет запрос ARP, чтобы узнать MAC-адрес хоста назначения B. Имейте в виду, что хост A знает IP-адрес хоста. B, но точно не знает, как связаться с этим хостом (он не знает его MAC-адреса).
Запрос ARP передается всем остальным узлам на коммутаторе и задает вопрос: «Эй, я хочу связаться с узлом, имеющим IP-адрес a.b.c.d. Какой MAC-адрес у этого хоста?»
Если узел B находится на том же коммутаторе (или в широковещательном домене уровня 2), что и узел A, он ответит на запрос ARP и передаст свой MAC-адрес узлу A. С другой стороны, если узел B не находится в того же домена уровня 2, что и хост А, маршрутизатор ответит и предоставит запрашивающему хосту свой собственный MAC-адрес.
Хост, подключенный к коммутатору, вместе с другими хостами и интерфейсами на том же коммутаторе составляют широковещательный домен уровня 2.
Чтобы упростить задачу, подумайте о широковещательном домене как об одном подключении к локальной сети (LAN). Коммутатор узнает все MAC-адреса всех подключенных к нему хостов, а также знает, через какой физический порт он может связаться с каждым MAC-адресом.
Коммутаторы позволяют нам разбивать эти широковещательные домены. Слишком много хостов в одном широковещательном домене может привести к большому объему широковещательного трафика, что не идеально для сети.
Это может привести к задержке, которая, если ее не остановить, может привести к перебоям в работе и потере услуг. Коммутаторы могут выбирать, к какой локальной сети принадлежит интерфейс, то есть к какому широковещательному домену он принадлежит.
Для этого они создают виртуальные локальные сети или VLAN. На одном коммутаторе могут одновременно работать тысячи сетей VLAN.
Проблема, с которой сталкиваются коммутаторы, заключается в том, что когда они разделяют хосты на разные сети VLAN, они не могут разрешить устройствам обмениваться данными между сетями VLAN, если только коммутатор не поддерживает функции уровня 3. Здесь на помощь приходят маршрутизаторы или коммутаторы L3.
Функции коммутатора уровня 3
коммутатор уровня 3 — это комбинированное устройство, которое работает как на уровне 2, так и на уровне 3 модели OSI.
То есть коммутатор уровня 3 пересылает кадры Ethernet между портами, но также может принимать решения о маршрутизации на основе таблицы маршрутизации и IP-адресов уровня 3.
Давайте рассмотрим пример:
Предположим, что у нас есть коммутатор уровня 2, на котором настроено 3 разных VLAN. Если хост в VLAN 2 хочет установить связь с хостом в VLAN 3 (принадлежащем другой подсети уровня 3), коммутатор L2 не может маршрутизировать трафик между VLAN.
Теперь предположим, что у нас есть коммутатор уровня 3 с тремя разными сетями VLAN. Теперь этот тип коммутатора также может обеспечивать маршрутизацию между своими виртуальными локальными сетями, поскольку он знает о подсетях и IP-адресах уровня 3 и может маршрутизировать пакеты между этими сегментами.
Как показано на схеме выше, коммутатор уровня 3 может напрямую подключать к себе хосты, а также подключать другие коммутаторы уровня 2 для обеспечения маршрутизации между виртуальными локальными сетями (маршрутизация между виртуальными локальными сетями).
Функции маршрутизатора
Маршрутизаторы позволяют различным локальным сетям или сетям взаимодействовать друг с другом. Внутри таблицы маршрутизации, которая хранится в памяти роутера, устройство содержит подробную информацию обо всех известных ему сетях и способах туда добраться.
Как показано на диаграмме выше, сетевые коммутаторы в основном располагаются во внутренней сети LAN, чтобы обеспечить Ethernet-соединение с внутренними хостами и виртуальными локальными сетями.
С другой стороны, маршрутизатор обычно подключается к границе для обеспечения границы между внутренней локальной сетью и внешним миром глобальной сети (например, Интернетом или другой глобальной сетью).
Таблица маршрутизации создается либо динамически (с использованием протокола динамической маршрутизации), либо статически (т. е. администратор настраивает статические маршруты на устройстве).
Когда маршрутизатор получает пакет, которому необходимо достичь определенного IP-адреса назначения, он ищет совпадение в своей таблице маршрутизации. Когда совпадение найдено, маршрутизатор просматривает шлюз следующего перехода для этого IP-адреса назначения и отправляет пакет на соответствующий физический или логический интерфейс.
Если у меня есть два устройства, скажем, компьютер и принтер, с IP-адресами в общей подсети в офисе, то для связи между ними мне понадобится только коммутатор. Я мог бы разместить их в общей сети VLAN, и они могли бы отправлять трафик напрямую.
Но допустим, нам нужен наш компьютер для печати чего-либо в удаленном офисе с принтера, который находится в другой сети. Затем нам понадобится маршрутизатор на пути, который мог бы принимать пакеты с нашего компьютера и знать, куда направить их для достижения IP-адреса в отдельной подсети.
Коммутатор уровня 2 и маршрутизатор
Подводя итог, можно сказать, что коммутаторы позволяют устройствам обмениваться данными в общей сети, а также позволяют разбивать эти сети на более мелкие широковещательные домены. Коммутатор запоминает все MAC-адреса всех подключенных к нему хостов, чтобы передавать трафик между хостами на уровне 2.
Маршрутизаторы, с другой стороны, позволяют нам использовать разные сети и передавать трафик друг другу на уровне 3. Маршрутизаторы создают карты (так называемые указать, куда отправлять пакеты для достижения удаленных пунктов назначения.
Коммутатор L2 также имеет несколько аппаратных отличий от маршрутизатора. Switch connect использует только порты Ethernet (например, электрические RJ45, оптоволоконные гигабитные порты и т. д.) для подключения хостов к сети. С другой стороны, маршрутизатор может иметь различные типы портов, такие как ADSL, кабель, оптоволокно, коммутируемое соединение и т. д. (включая Ethernet).
Коммутатор уровня 3 и маршрутизатор
Как упоминалось в начале этой статьи, коммутатор может быть либо уровня 2 (наиболее распространенный), либо уровня 3. Последний также может обеспечивать функции маршрутизации в дополнение к функциям чистого уровня 2.
Теперь, когда у нас есть общее представление о каждом устройстве, давайте рассмотрим и сравним некоторые сходства и различия между коммутаторами и маршрутизаторами L3.
Сходства
Оба устройства имеют таблицу маршрутизации, чтобы решить, как каждый IP-пакет будет пересылаться через устройство.
Они оба просматривают IP-адрес назначения, включенный в заголовок каждого пакета, а затем просматривают свою таблицу маршрутизации, которая предоставляет информацию о том, где можно связаться с каждой сетью назначения.
Чтобы построить свою таблицу маршрутизации, коммутатор L3 и маршрутизатор поддерживают протоколы динамической маршрутизации, такие как OSPF, RIP и т. д., или статически настроенные маршруты.
Кроме того, оба устройства могут принудительно контролировать трафик пакетов (обычно с помощью списков контроля доступа), чтобы разрешать или блокировать трафик между сетями. Эти списки контроля доступа обычно могут работать до уровня TCP 4, при этом они также могут контролировать трафик на уровне порта (например, разрешать трафик на IP 5.5.5.5 через порт 443).
Различия
Основное различие между коммутатором L3 и маршрутизатором заключается в том, что устройство Router поддерживает разные типы интерфейсов WAN, тогда как коммутатор состоит из нескольких портов Ethernet (например, электрических портов RJ45 или мультигигабитных оптоволоконных портов).
С другой стороны, маршрутизатор может поддерживать различные интерфейсы глобальной сети, такие как оптоволокно, ADSL, кабель, ATM, Frame Relay, Электрический Ethernet и т. д.
Более того, производительность пересылки коммутатора намного выше, чем у маршрутизатора, поскольку коммутатор использует аппаратные чипы ASIC для пересылки пакетов, тогда как маршрутизатор обычно использует программную маршрутизацию (за исключением некоторых маршрутизаторов высокого класса).
Хотя коммутатор уровня 3 может обеспечивать базовые функции маршрутизации (точно так же, как и маршрутизатор), это возможно только при физических соединениях Ethernet (сетях LAN) в звездообразных топологиях.
С другой стороны, маршрутизатор поддерживает более продвинутые сетевые функции, такие как QoS (качество обслуживания трафика), завершение туннеля (например, GRE или IPSEC для VPN), преобразование сетевых адресов (NAT), расширенные протоколы маршрутизации, такие как BGP и т. д. .
Случаи использования коммутаторов уровня 3
Коммутаторы уровня 3 в основном используются в локальных сетях университетских городков, в центрах обработки данных и в крупных внутренних корпоративных сетях для обеспечения маршрутизации между виртуальными локальными сетями.
Из-за большой плотности портов они могут поддерживать несколько внутренних хостов и работать на очень высоких скоростях, таких как гигабит, 10 гигабит и т. д.
Если вы хотите разделить большую внутреннюю локальную сеть на несколько VLAN и обеспечить маршрутизацию между ними, коммутатор L3 идеально подходит для такого сценария.
Случаи использования маршрутизаторов
Главным вариантом использования маршрутизатора является подключение к глобальной сети, как обсуждалось выше. В частности, если вы хотите обеспечить резервирование глобальной сети или резервирование доступа к Интернету, маршрутизатор идеально подходит для подключения к нескольким сетям глобальной сети, а также для маршрутизации отказоустойчивости и балансировки нагрузки с использованием, например, BGP.
Сравнительная таблица
Давайте посмотрим на сравнение двух устройств.
| Переключатель уровня 3 | Маршрутизатор |
| Работает как на уровне 2, так и на уровне 3 модели OSI | Работает только на уровне 3 модели OSI |
| Поддерживает только интерфейсы Ethernet (электрический, оптический) | Поддерживает разные типы таких интерфейсов, как Ethernet, ADSL, Cable, Fiber, ATM, E1 и т. д. |
| Более высокая пропускная способность | Меньшая пропускная способность при переадресации |
| Поддерживает основные функции маршрутизации | Поддерживает расширенные функции маршрутизации с большим количеством протоколов, таких как BGP, ISIS , поддержка MPLS, VRF и т. д. |
| Нет расширенных сетевых функций | Поддерживает расширенные сетевые функции, такие как QoS, VPN, туннелирование (GRE,IPSEC), NAT, VRF и т. д. |
| Низкая стоимость | Выше стоимость |
| Используется в основном во внутренних сетях, центрах обработки данных, локальных сетях кампуса и т. д. | Используется в основном как пограничное устройство между LAN/WAN, в среде интернет-провайдера и т. д. |
| Высокая плотность портов< /td> | Меньшая плотность портов |
| Меньшая таблица маршрутизации | Большая маршрутизация таблица |
Некоторые примеры моделей маршрутизаторов
Маршрутизаторы можно отличить по множеству различных характеристик и функций. Например, количество и типы сетевых интерфейсов (в основном WAN и LAN), производительность оборудования (например, сколько пакетов в секунду они могут обрабатывать), функции программного обеспечения (например, какие протоколы маршрутизации они поддерживают) и т. д.
В более общих категориях у нас есть домашние маршрутизаторы, бизнес-маршрутизаторы, корпоративные модели, модели интернет-провайдеров и т. д.
Давайте рассмотрим несколько примеров брендов ниже:
Домашние маршрутизаторы:
- Netgear
- D-ссылка
- TP-ссылка
- Линксис
Маршрутизаторы для малого и среднего бизнеса:
Корпоративные маршрутизаторы
- Cisco
- можжевельник
- Маршрутизаторы HPE
- Хуавэй
Некоторые примеры моделей коммутаторов
Коммутаторы в основном отличаются аппаратными функциями и, что наиболее важно, портами физического интерфейса. Почти все современные коммутаторы поддерживают не менее гигабитных портов Ethernet даже на небольших домашних моделях. Более дорогие модели также поддерживают 10-гигабитные порты и оптоволоконные порты.
Привет! Похоже, у вас отключен JavaScript. Пожалуйста, включите его, чтобы вы могли видеть и взаимодействовать со всем на нашем сайте.
Коммутаторы являются наиболее распространенным сетевым устройством, развертываемым в сетях, управляемых MSP, в то время как маршрутизаторы пользуются наименьшей популярностью, причем не с небольшим отрывом. аппаратная обработка — это означает, что коммутатор 3-го уровня работает быстрее, чем маршрутизатор.
Данные в недавно опубликованном отчете Auvik Управление многообразием сетевых поставщиков: задача MSP показывают, что на коммутаторы приходится почти половина (48 %) всех сетевых устройств на сайтах, управляемых MSP, а на маршрутизаторы приходится только 6% от общего числа.
Означает ли это, что смерть маршрутизатора неизбежна? Короче говоря, нет — и вот почему.
Слой 2 и уровень 3
Коммутаторы были созданы для подключения устройств в одной локальной сети и работают на уровне 2 модели OSI, также известном как уровень канала передачи данных.
Основной задачей коммутатора уровня 2 является обработка кадров данных Ethernet. И делает это намного эффективнее, чем его предок, концентратор старой школы, который просто ретранслировал пакеты, не анализируя пакетные данные.
Для сравнения, коммутатор 2-го уровня может узнать, какие порты каким MAC-адресам соответствуют, с помощью таблиц переадресации. Это, в сочетании с изготовленными на заказ ASIC, означает, что коммутатор может обрабатывать пакеты с молниеносной скоростью, намного превышающей скорость концентратора.
Поднявшись на уровень модели OSI, маршрутизатор существует на уровне 3 — уровне IP. В большинстве сред малого и среднего бизнеса (SMB) маршрутизаторы традиционно предоставлялись интернет-провайдером (ISP) и использовались для подключения пользователей к более широкой сети за пределами локальной сети.
Но вот тут все немного сложнее. Маршрутизатор также можно использовать внутри для маршрутизации между различными VLAN, которые поддерживает коммутатор уровня 2. Представьте себе, что это ворота между вашим районом и остальным городом: маршрутизатор позволяет вам общаться за пределами вашего района, используя IP-адреса.
Вот пример. Сеть SMB старой школы имеет две разные VLAN на одном коммутаторе — одну для рабочих станций, другую для серверов. Чтобы рабочая станция могла получить доступ к ресурсам на сервере, пакеты должны пройти из VLAN рабочей станции в VLAN сервера. Это требует маршрутизации, так как это два разных района.
Трафик будет проходить из VLAN рабочей станции к маршрутизатору и, возможно, обратно к тому же коммутатору, поскольку трафик возвращается из VLAN сервера. Это долгий путь для пакета, тем более, что обе VLAN передаются на одном и том же коммутаторе. Чтобы исключить шаг (и устройство), был создан еще более умный переключатель.
Коммутаторы уровня 2 и уровня 3
Так что же такое коммутатор уровня 3? По сути, коммутатор уровня 3 сочетает в себе возможности коммутатора уровня 2 и маршрутизатора. Поскольку он может работать на обоих уровнях, переключатель уровня 3 имеет две цели:
- Подключайте устройства в локальной или виртуальной локальной сети, используя MAC-адреса, и
- Подключайте локальные или виртуальные локальные сети к более широкой сети с помощью IP-адресов.
Плюсы и минусы коммутатора уровня 3
В то время как коммутаторы уровня 2 используют специально разработанные микросхемы ASIC, которые очень быстро обрабатывают трафик, маршрутизаторам приходится обрабатывать трафик с помощью программного обеспечения, поскольку они часто подключают различные типы оборудования на сетевом уровне. Это означает, что маршрутизаторы могут работать медленнее, чем коммутаторы, что является одним из преимуществ коммутатора уровня 3.
Коммутатор уровня 3 появился после того, как Ethernet был стандартизирован как протокол канального уровня, а IP — как протокол сетевого уровня. С помощью этих протоколов он может создавать таблицы переадресации MAC-адресов и IP-адресов, что позволяет выполнять обработку на уровне 3 аппаратно, то есть коммутатор уровня 3 работает быстрее, чем маршрутизатор.
Кому нужен роутер?
Настоящая потребность в маршрутизаторе зависит от структуры ИТ-среды вашего клиента и его внутренних сетевых потребностей. В небольшой сети с парой пользовательских устройств, которые в основном обмениваются исходящими данными, вероятно, будет экономически целесообразно использовать многофункциональное устройство, которое включает функции маршрутизации уровня 2 (и брандмауэра) без выделенного коммутатора.
Маршрутизаторы также подходят для больших сетей с сотнями конечных точек, поскольку этим предприятиям обычно требуются сложные функции маршрутизации, такие как качество обслуживания (QoS) и преобразование сетевых адресов (NAT) внутри компании. Хотя эти возможности могут быть доступны на высокопроизводительных коммутаторах уровня 3, они часто слишком дороги по сравнению с выделенным маршрутизатором.
Из всех типов клиентов компании малого и среднего бизнеса меньше всего нуждаются в маршрутизаторах. Это связано с тем, что сегодня единственный маршрутизатор в большинстве сетей SMB предоставляется интернет-провайдером для подключения к его сети. Базовая функциональность маршрутизатора (и многое другое) встроена в большинство брандмауэров, поэтому вполне вероятно, что малый и средний бизнес может устранить стоимость и потребность в маршрутизаторе, подключив коммутатор уровня 3 к брандмауэру.
Независимо от структуры сети, подходящей для вашего клиента, маршрутизация как функция не исчезает — просто вариантов больше, чем у традиционного автономного маршрутизатора.
О Стиве Петрищуке
В качестве директора по стратегии продуктов Auvik Стив работает с потенциальными клиентами, а также с ИТ-сообществом в целом, чтобы выявлять, исследовать и анализировать сложные проблемы ИТ-операций, помогая направлять дорожную карту Auvik для лучшего обслуживания ИТ-сообщества. Стив имеет степень бакалавра инженерии и менеджмента и является зарегистрированным профессиональным инженером в Онтарио с опытом работы в области ИТ, сетей и ИТ-безопасности, включая управление продуктами, разработку, системного администратора, инженера по решениям и технического инструктора.
3 комментария на тему «Позволят ли коммутаторы уровня 3 загрузить маршрутизаторы?»
Я не согласен с вашим утверждением: «Вы можете либо создать сеть с несколькими менее дорогими коммутаторами уровня 2 и маршрутизатором, либо приобрести несколько коммутаторов уровня 3 и исключить маршрутизатор». Вы можете построить гибкую и экономичную сеть с несколькими коммутаторами уровня 2 и одним или несколькими коммутаторами уровня 3. Вам нужна только возможность IP уровня 3 при переходе между VLAN. Маршрутизатор действительно необходим только при подключении к каналам, отличным от Ethernet (например, каналам T1 или T3), если требуется преобразование сетевых адресов (NAT) или преобразование адресов портов (PAT) или если необходимы определенные протоколы маршрутизации WAN (т. IGRP, EIGRP, GRE и т. д.).
Стив Петрищук говорит:
Хорошее замечание. В этом примере ваш коммутатор уровня 3 выполняет ту же функцию, что и маршрутизатор в приведенном примере. Во многих средах малого и среднего бизнеса, с которыми я работаю, маршрутизация часто полностью оставлена на усмотрение брандмауэра, поэтому маршрутизатор или коммутатор вообще не выполняют функции L3. Я думаю, что вы правильно определили, что потребность в маршрутизаторе зависит от среды и требований клиента, и хотя в большинстве случаев коммутатор L3 будет выполнять эту работу, все же есть некоторые случаи, когда вам нужно будет установите выделенный маршрутизатор.
По моему личному опыту, в большинстве случаев маршрутизатор требуется только при взаимодействии с TDM или любыми устаревшими каналами глобальной сети. Ура.
Читайте также: