سوئیچ لایه سه چیست؟

در شبکه‌های سازمانی پیچیده امروزی که شامل زیرشبکه‌ها و فایروال‌ها می‌شود، سوئیچ‌های لایه 3 نقش مهمی در بسیاری از سیستم‌ها دارند. هنگام تلاش برای انتخاب سوئیچ مناسب برای خود و کسب‌وکارتان، عوامل مختلفی را باید در نظر بگیرید که از جمله آن‌ها، لایه شبکه‌ای است که سوئیچ شما روی آن قرار دارد. سوئیچ‌ها می‌توانند در 2، 3 یا 4 لایه شبکه شما قرار گیرند و هر کدام قابلیت‌های متفاوتی را در سطوح مختلف ارائه می‌دهد. سوئیچ‌ها در واقع جایگزین‌های هوشمندی برای هاب‌های شبکه هستند که ارتباطات پرسرعت را در سراسر شبکه امکان‌پذیر می‌کنند. در این مقاله شما را با ویژگی‌ها و کاربردهای سوئیچ لایه سه که همچنان از شبکه Datis استفاده می‌کند، آشنا می‌کنیم.

 معرفی سوئیچ لایه سه

سوئیچ لایه 3 عملکرد سوئیچ و روتر را ترکیب کرده و به‌عنوان سوئیچ برای اتصال دستگاه‌ها در یک زیر شبکه پرسرعت یا VLAN عمل می‌کند. همچنین دارای قابلیت مسیریابی IP است که آن را به یک‌روتر تبدیل می‌کند. این نوع سوئیچ شبکه (اترنت) می‌تواند از پروتکل‌های مسیریابی پشتیبانی کند، بسته‌های ورودی را بازرسی و حتی بر اساس آدرس‌های مبدا و مقصد تصمیمات مسیریابی را بگیرد.

به‌این‌ترتیب سوئیچ 3 هم به‌عنوان سوئیچ و هم به‌عنوان روتر عمل می‌کند. سوئیچ شبکه لایه 3 که اغلب سوئیچ چندلایه نیز نامیده می‌شود، انعطاف‌پذیری شبکه را افزایش می‌دهد، رابط کاربری را تغییر می‌دهد.

بیشتر بخوانید: سوئیچ لایه دو

 مشخصات سوئیچ لایه سه

سوئیچ‌های لایه 3 به طور فزاینده‌ای در مراکز داده، شبکه‌های سازمانی پیچیده و برنامه‌های تجاری بسیار ناهمگن، استفاده می‌شوند. این سوئیچ‌ها دارای مشخصات زیر هستند:

• دارای 24 پورت اترنت، اما بدون رابط WAN است.
• به‌عنوان یک سوئیچ برای اتصال دستگاه‌ها در یک زیر شبکه عمل می‌کند.
• روی دولایه OSI (لایه 2 و لایه 3) کار می‌کند.
• سوئیچ‌های لایه 2 را به هم متصل می‌کند و آن‌ها را با هم ارتباط می‌دهد.
• از نظر سخت‌افزاری قوی‌تر از سوئیچ‌های لایه 2 هستند.
• قابل‌استفاده به‌جای سوئیچ‌های لایه 2
• از یک الگوریتم سوئیچینگ ساده استفاده می‌کند که مشابه بسیاری از پروتکل‌های مسیریابی است.

 مزایای سوئیچ لایه 3

مهم‌ترین مزیت سوئیچ لایه سه این است که می‌تواند بسته‌های داده را بدون ایجاد پرش اضافی در شبکه مسیریابی کند؛ بنابراین می‌تواند عملکردی سریع‌تر از روترها داشته باشد. بااین‌حال، برخی از ویژگی‌های اضافی روتر را ندارد. دیگر مزایای سوئیچینگ لایه 3 عبارت‌اند از:

• پشتیبانی از مسیریابی بین شبکه‌های VLAN
• بهبود جداسازی خطا
• آسان‌کردن مدیریت امنیت
• پشتیبانی از مدیریت جریان و سرعت بالا
• کاهش زمان تأخیر شبکه تا حدودی که بسته برای عبور از روتر نیازی به پرش اضافی نداشته باشد.
• ساده‌کردن فرایند کانفینگ VLANها با حذف نیاز به روتر جداگانه بین هر VLAN
• تفکیک جدول روتینگ، در نتیجه ترافیک بهتر جداسازی می‌شود.
• ساده‌کردن فرایند عیب‌یابی؛ زیرا عیب‌یابی در لایه 2 خسته‌کننده و وقت‌گیر است.

 نحوه عملکرد سوئیچ‌های لایه 3

یک سوئیچ پروکسی اساساً ترافیک بین پورت‌های جداگانه را بر اساس آدرس‌های فیزیکی (یا آدرس‌های MAC) دستگاه‌های متصل به آن پورت‌ها هدایت می‌کند. این ابزارها همچنین می‌توانند این شیوه مدیریت ترافیک را با استفاده از اطلاعات آدرس IP برای تصمیم‌گیری مسیریابی هنگام مدیریت ترافیک بین خطوط گسترش دهند. در مقایسه با این‌ها، سوئیچ‌های لایه 4 نیز از یک فاکتور TCP یا تعداد پورت‌های UDP استفاده می‌کنند.

 معایب سوئیچ‌های لایه 3 را بدانید

سوئیچ‌های لایه 3 مانند هر محصولی دارای اشکالاتی هستند. ما به طور خلاصه هر یک از این معایب را بررسی می‌کنیم تا به شما در تصمیم‌گیری صحیح کمک کنیم.

قیمت سوئیچ لایه 3

هزینه یکی از معایب اصلی سوئیچ لایه 3 است. هزینه این سوئیچ بسیار بیشتر از یک سوئیچ سنتی است و پیکربندی و مدیریت این سوئیچ‌ها به تلاش بیشتری نیاز دارند؛ بنابراین، یک سازمان باید آماده باشد که هزینه زیادی برای پیاده‌سازی سوئیچ لایه 3 صرف کند.

استفاده محدود از سوئیچ لایه 3

سوئیچ‌های لایه 3 فقط برای محیط‌های بزرگ اینترانت با تعداد زیر شبکه زیاد و ترافیک بالا مناسب هستند. خانه‌ها و سازمان‌های کوچک به این سوئیچ‌ها نیاز ندارند.

عدم کاربرد WAN (شبکه وسیع)

یکی دیگر از معایب اصلی سوئیچ‌های لایه 3، عدم استفاده از شبکه WAN است. بدان معنی که شما نمی‌توانید روترها را به طور کامل حذف کنید و برای مسیریابی ترافیک در سازمان خود به یک‌روتر و یک سوئیچ لایه 3 نیاز دارید.

تعداد کاربران سوئیچ لایه 3

مسیریابی لایه 3 نسبتاً کندتر از لایه 2 است. اگر می‌خواهید VLANها را روی چندین سوئیچ برای پشتیبانی از چندین کاربر و مجازی‌سازی مستقر کنید، می‌تواند مشکل‌ساز باشد.

عدم انعطاف‌پذیری سوئیچ

ازآنجایی‌که شما در لایه دسترسی مسیریابی می‌کنید، VLANها برای آن سوئیچ خاص محلی خواهند بود. به‌عبارت‌دیگر، یک VLAN به یک سوئیچ متصل است و نمی‌توان از آن در سایر سوئیچ‌ها استفاده کرد. این محدودیت به این معنی است که شما باید به‌دقت برنامه‌ریزی کنید تا از استفاده از سوئیچ‌های متعدد برای یک شبکه LAN اجتناب کنید.

 کاربرد سوئیچ لایه سه

روترهای قدیمی و سنتی در لایه دوم پیوند داده یا پیوند شبکه در مدل OSI کار می‌کنند، درحالی‌که روترها در لایه سوم شبکه کار می‌کنند. این تفاوت باعث سردرگمی بین سوئیچ‌های لایه 3 و لایه 2 و هدف و عملکرد لایه 3 شده است که به سوئیچ چندلایه سیسکو نیز معروف است. این سوئیچ یک دستگاه سخت‌افزاری است که برای استفاده در مسیریابی شبکه طراحی شده است. سوئیچ‌ها و روترهای لایه 3 علاوه بر مشخصات فیزیکی و ظاهری، از نظر فنی نیز اشتراکات زیادی دارند.

هر دو می‌توانند از پروتکل‌های مسیریابی یکسانی استفاده کنند، بسته‌های دریافتی را دریافت کنند و بر اساس آدرس‌های مبدأ و مقصد تصمیم‌گیری مؤثری برای مسیریابی بگیرند. یکی از مزایای اصلی سوئیچ‌های لایه 3 تصمیم‌گیری مسیریابی نوع روتر است. در سوئیچ لایه 3 نیز احتمال تاخیر وجود دارد.

پیشنهاد می کنیم این دوره های آموزشی را از دست ندهید: آموزش شبکه

 بین سوئیچ‌های لایه 2 و لایه 3 چه تفاوت‌هایی وجود دارد؟

سوئیچ‌های لایه 2 و لایه 3 تفاوت‌هایی دارند. در این بخش به چند مورد از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

مسیریابی در مقابل سوئیچینگ در لایه 2 و لایه 3

سوئیچینگ لایه 2 مانند مدل مرجع OSI عمل می‌کند، جایی که بسته‌های داده بر اساس آدرس‌های MAC به پورت‌های مقصد هدایت می‌شوند. پس نتیجه می‌گیریم که سوئیچ لایه 2 ساده یک سوئیچ ساده است. از سوی دیگر، سوئیچ لایه 3 یک دستگاه سخت‌افزاری تخصصی است که برای مسیریابی بسته‌های داده با استفاده از آدرس‌های IP استفاده می‌شود؛ بنابراین مسیریابی را انجام می‌دهد.

عملیات سوئیچ در لایه 2 و لایه 3

درحالی‌که سوئیچ لایه 2 فقط می‌تواند بسته‌ها را از یک نقطه‌به‌نقطه دیگر ارسال کند، سوئیچ لایه 3 می‌تواند سوئیچینگ و همچنین مسیریابی را انجام دهد؛ بنابراین، در واقعیت، سوئیچ‌های لایه 2 نمی‌توانند رله کنند و فقط می‌توانند در همان شبکه ارتباط برقرار نمایند. در لایه 3، دستگاه‌ها می‌توانند در خارج یا داخل شبکه ارتباط برقرار کنند.

آدرس MAC در مقابل آدرس IP در سوئیچ‌های لایه 2 و 3

سوئیچ‌های لایه 2 از آدرس‌های MAC دستگاه‌ها برای مسیریابی بسته‌های داده از پورت مبدا به پورت مقصد استفاده می‌کنند. آن‌ها بسته‌ها را با نگهداری جدولی از آدرس‌های MAC مسیریابی می‌کنند. در عوض، سوئیچ‌های لایه 3 از آدرس‌های IP برای اتصال شبکه‌های مختلف با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی خاص استفاده می‌کنند.

 سخن آخر

به‌طورکلی می‌توان گفت سوئیچ‌های لایه سه دارای قابلیت مسیریابی و سوئیچینگ هستند، درحالی‌که سوئیچ‌های لایه دو فقط عملکرد سوئیچینگ را انجام می‌دهند. به‌علاوه، به دلیل پردازش انجام شده روی بسته‌ها، سرعت انتقال داده در دستگاه 3 کمتر از دستگاه 2 است. در عوض، سوئیچ لایه 2 زمان کمتری را صرف جستجو و تأیید مسیر صحیح برای ارسال بسته به مقصد می‌کند. امیدواریم این مقاله در مورد سوئیچ لایه 3 مفید بوده باشد.