Netwerkswitches werken op Laag 2 (datalink) van het OSI-model, terwijl netwerkrouters werken op Laag 3 (netwerk). Dit onderscheid leidt tot verwarring over de definitie en het doel van een Layer 3-switch, ook wel een multilayer-switch genoemd.
Wat is een Layer 3-switch?
Een Layer 3-switch is een gespecialiseerd hardwareapparaat dat wordt gebruikt bij netwerkroutering. Layer 3-switches hebben technisch gezien veel gemeen met typische routers, en niet alleen qua uiterlijk. Beide kunnen dezelfde routeringsprotocollen ondersteunen, inkomende pakketten inspecteren en dynamische routeringsbeslissingen nemen op basis van de bron- en bestemmingsadressen erin.
Een van de belangrijkste voordelen van een Layer 3-switch ten opzichte van een router is de manier waarop routeringsbeslissingen worden genomen. Layer 3-switches hebben minder kans op netwerklatentie omdat pakketten geen extra stappen via een router hoeven te nemen.
Doel van laag 3-schakelaars
Laag 3-switches zijn ontworpen als een manier om de netwerkrouteringsprestaties op grote lokale netwerken zoals bedrijfsintranetten te verbeteren.
Het belangrijkste verschil tussen Layer 3-switches en routers ligt in de interne hardware. De hardware in een Layer 3-switch combineert die van typische switches en routers, waarbij een deel van de softwarelogica van een router wordt vervangen door hardware voor geïntegreerde schakelingen om betere prestaties te bieden voor lokale netwerken.
Bovendien heeft een Layer 3-switch, die is ontworpen voor gebruik op intranetten, doorgaans niet de WAN-poorten en wide area network-functies die een standaardrouter biedt.
Deze switches worden het meest gebruikt om routering tussen virtuele LAN's te ondersteunen. Voordelen van Layer 3-switches voor VLAN's zijn onder meer:
- Vermindert de hoeveelheid uitzendverkeer.
- Vereenvoudigd beveiligingsbeheer.
- Verbeterde foutisolatie.
Hoe Layer 3 Switches werken
Een typische switch routeert dynamisch verkeer tussen zijn individuele fysieke poorten volgens de fysieke adressen - de MAC-adressen - van aangesloten apparaten. Layer 3-switches gebruiken deze mogelijkheid bij het beheren van verkeer binnen een LAN.
Ze breiden dit verkeersafhandelingsproces ook uit door IP-adresinformatie te gebruiken om routeringsbeslissingen te nemen bij het beheren van verkeer tussen LAN's. Daarentegen houden Layer 4-switches ook rekening met TCP- of UDP-poortnummers.
Een Layer 3-switch gebruiken met VLAN's
Elk virtueel LAN moet op de switch worden ingevoerd en aan de poort worden toegewezen. Routeringsparameters voor elke VLAN-interface moeten ook worden gespecificeerd.
Sommige Layer 3-switches implementeren DHCP-ondersteuning die kan worden gebruikt om automatisch IP-adressen toe te wijzen aan apparaten binnen een VLAN. Als alternatief kan een externe DHCP-server worden gebruikt of kunnen statische IP-adressen afzonderlijk worden geconfigureerd.
De meeste thuisnetwerken gebruiken geen virtuele LAN's.
Uitdagingen met Layer 3-schakelaars
Laag 3-switches kosten meer dan gewone switches, maar minder dan routers. Het configureren en beheren van deze switches en VLAN's vereist ook extra inspanning.
De toepassingen van Layer 3-switches zijn beperkt tot intranetomgevingen met een voldoende grote schaal van apparaatsubnetten en verkeer. Thuisnetwerken hebben meestal geen nut voor deze apparaten. Bij gebrek aan WAN-functionaliteit zijn Layer 3-switches geen vervanging voor routers.
De naamgeving van deze switches komt van concepten in het OSI-model, waar laag 3 bekend staat als de netwerklaag. Dit theoretische model slaagt er echter niet in om praktische verschillen tussen industriële producten te onderscheiden. De naamgeving heeft voor veel verwarring gezorgd op de markt.
