Verkkokytkimet toimivat OSI-mallin kerroksessa 2 (datalinkki), kun taas verkkoreitittimet toimivat kerroksessa 3 (verkko). Tämä ero johtaa sekaannukseen Layer 3 -kytkimen, joka tunnetaan myös monikerroksisena kytkimenä, määritelmästä ja tarkoituksesta.
Mikä on Layer 3 -kytkin?
Layer 3 -kytkin on erikoistunut laitteisto, jota käytetään verkon reitityksessä. Layer 3 kytkimillä on teknisesti paljon yhteistä tyypillisten reitittimien kanssa, ei vain ulkonäöltään. Molemmat voivat tukea samoja reititysprotokollia, tarkastaa saapuvat paketit ja tehdä dynaamisia reitityspäätöksiä niissä olevien lähde- ja kohdeosoitteiden perusteella. Yksi Layer 3 -kytkimen tärkeimmistä eduista reitittimeen verrattuna on tapa, jolla reitityspäätökset tehdään. Layer 3 kytkimet eivät todennäköisesti koke verkon latenssia, koska pakettien ei tarvitse ottaa ylimääräisiä vaiheita reitittimen kautta.
Layer 3 kytkimien tarkoitus
Layer 3 kytkimet on suunniteltu tapa parantaa verkon reititystehoa suurissa lähiverkoissa, kuten yritysten intranetissä. Suurin ero Layer 3 -kytkimien ja reitittimien välillä on sisäisessä laitteistossa. Layer 3 -kytkimen laitteisto yhdistää tyypillisten kytkimien ja reitittimien laitteiston ja korvaa osan reitittimen ohjelmistologiikasta integroidulla piirilaitteistolla parantaakseen lähiverkkojen suorituskykyä. Lisäksi Layer 3 -kytkimestä, joka on suunniteltu käytettäväksi intranetissä, puuttuu tavallisesti tavallisen reitittimen WAN-portit ja suuralueverkkoominaisuudet. Näitä kytkimiä käytetään tyypillisesti tukemaan reititystä virtuaalisten lähiverkkojen välillä. Layer 3 -kytkimien etuja VLAN-verkoissa ovat:
- Vähentää lähetysliikenteen määrää.
- Yksinkertaistettu tietoturvan hallinta.
- Parannettu vikojen eristys.
Kuinka kerroksen 3 kytkimet toimivat
Tyypillinen kytkin reitittää dynaamisesti liikenteen yksittäisten fyysisten porttiensa välillä liitettyjen laitteiden fyysisten osoitteiden — MAC-osoitteiden — perusteella. Layer 3 kytkimet käyttävät tätä ominaisuutta hallittaessa liikennettä lähiverkon sisällä. Ne myös laajentavat tätä liikenteen käsittelyprosessia käyttämällä IP-osoitetietoja reitityspäätösten tekemiseen LAN-verkkojen välisen liikenteen hallinnassa. Sen sijaan Layer 4 -kytkimet ottavat huomioon myös TCP- tai UDP-porttinumerot.
Layer 3 -kytkimen käyttö VLAN-verkkojen kanssa
Jokainen virtuaalinen LAN on syötettävä kytkimeen ja yhdistettävä porttiin. Jokaiselle VLAN-liitännälle on myös määritettävä reititysparametrit. Jotkut Layer 3 -kytkimet toteuttavat DHCP-tuen, jota voidaan käyttää IP-osoitteiden automaattiseen määrittämiseen VLAN-laitteille. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää ulkoista DHCP-palvelinta tai staattiset IP-osoitteet voidaan määrittää erikseen. Useimmat kotiverkot eivät käytä virtuaalisia lähiverkkoja.
Haasteita kerroksen 3 kytkimillä
Layer 3 kytkimet maksavat enemmän kuin tavalliset kytkimet, mutta vähemmän kuin reitittimet. Näiden kytkimien ja VLAN-verkkojen määrittäminen ja hallinta vaatii myös lisäponnistuksia. Layer 3 kytkinsovellukset rajoittuvat intranet-ympäristöihin, joissa on riittävän suuri määrä laitealiverkkoja ja liikennettä. Kotiverkoista ei yleensä ole hyötyä näille laitteille. WAN-toiminnallisuuden puuttuessa Layer 3 -kytkimet eivät korvaa reitittimiä. Näiden kytkimien nimeäminen tulee OSI-mallin käsitteistä, jossa kerros 3 tunnetaan verkkokerroksena. Tämä teoreettinen malli ei kuitenkaan pysty erottamaan teollisten tuotteiden käytännön eroja. Nimeäminen on aiheuttanut paljon hämmennystä markkinoilla.