چرا شبکه شما ممکن است به یک سویچ لایه 3 نیاز داشته باشد

یک سویچ لایه 3 نوعی دستگاه سخت افزاری خاص است که برای مسیریابی شبکه از آن استفاده می‌شود. سویچ‌های لایه 3 علاوه بر شکل ظاهری، از لحاظ فنی نیز وجوه مشترک زیادی با روترهای معمولی دارند. هر دو می‌توانند از پروتکل‌های مسیریابی یکسان پشتیبانی کنند، بسته‌های ورودی را بازرسی کرده و به صورت دینامیک بر اساس آدرس‌های منبع و مقصد درونی در مورد تعیین مسیر تصمیم گیری کنند.

یکی از مزایای اصلی سویچ‌های لایه 3 نسبت به یک روتر روشی است که در مورد مسیریابی تصمیم گیری می‌شود. یک سویچ لایه 3 کمتر زمان تاخیر در شبکه را تجربه می‌کند زیرا بسته‌ها نیازی به طی کردن مراحل اضافی از طریق یک روتر را ندارند.

هدف سویچ‌های لایه 3

سویچ‌های لایه 3 به عنوان یک فناوری برای بهبود عملکرد مسیریابی شبکه در شبکه‌های محلی بزرگ مثل اینترانت‌ها در نظر گرفته شده بودند.

تفاوت اصلی بین سویچ‌های لایه 3 و روترها به سخت افزار درون آنها مربوط می‌شود. سخت افزار درون یک سویچ لایه 3 ترکیبی از سویچ‌ها و روترهای معمولی است که در آن برخی از منطق‌های نرم افزاری یک روتر با قطعات مدار مجتمع الکترونیکی جایگزین شده است تا عملکرد بهتری را در شبکه‌های محلی ارائه دهد.

علاوه بر این، آنها به شکلی طراحی شده‌اند تا بتوان در اینترانت‌ها از آن استفاده کرد. یک سویچ لایه 3 معمولا به پورت‌های  WAN و قابلیت‌های شبکه ناحیه گسترده که در روترهای استاندارد شاهد آن هستیم مجهز نیست.

از این سویچ‌ها عموما برای پشتیبانی از مسیریابی بین LAN-های مجازی استفاده می‌شده است. مزایای یک سویچ لایه 3 برای VLAN-ها شامل این موارد است:

• کاهش میزان ترافیک پخش شده
• مدیریت امنیتی ساده شده
• بهبود در اشتباهات جداسازی

سویچ‌های لایه 3 چگونه کار می‌کنند

یک سویچ معمولی به صورت دینامیک ترافیک بین هر یک از پورت‌های فیزیکی خود را مطابق با آدرس‌های فیزیکی (آدرس‌های مک) دستگاه‌های متصل هدایت می‌کند. سویچ‌های لایه 3 از این قابلیت هنگام مدیریت ترافیک در یک LAN استفاده می‌کنند.

آنها همچنین فرآیند اداره ترافیک را با استفاده از اطلاعات آدرس آی‌پی برای اتخاذ تصمیمات مسیریابی در زمان مدیریت ترافیک بین LAN-ها گسترش می‌دهند. در مقابل، سویچ‌های لایه 4 از تعداد پورت‌های TCP یا UDP فاکتور می‌گیرند.

استفاده از یک سویچ لایه 3 با شبکه‌های محلی مجازی

هر یک از VLAN-ها باید در یک سویچ وارد شده و نقشه پورت آن مشخص شود. پارامترهای مسیریابی برای هر رابط VLAN نیز باید تعیین شود.

توجه: اکثر شبکه‌های خانگی از LAN مجازی استفاده نمی‌کنند.

بعضی از سویچ‌های لایه 3 پشتیبانی از DHCP را به‌کار می‌گیرند که می‌توان از آن برای اختصاص خودکار آدرس‌های آی‌پی به دستگاه‌های درون یک VLAN استفاده کرد. همچنین به عنوان یک راهکار جایگزین می‌توان از یک سرور DHCP بیرونی استفاده کرد و یا آدرس های آی‌پی را به صورت جداگانه پیکربندی نمود.

چالش‌های پیش روی سویچ لایه 3

سویچ‌های لایه 3 از سویچ‌های عادی گران‌قيمت‌تر هستند اما قیمت آنها از روترها پایین‌تر است. همچنین پیکربندی و مدیریت این سویچ‌ها و VLAN-ها به تلاش بیشتری احتیاج دارد.

موارد استفاده از سویچ‌های لایه 3 به محیط‌های اینترانت با مقیاس بزرگی از دستگاه‌های زیرشبکه و ترافیک محدود می‌شود. شبکه‌های خانگی معمولا از این دستگاه‌ها استفاده نمی‌کنند. با وجود عدم پشتیبانی از WAN، سویچ‌های لایه 3 را نمی‌توان با روترها جایگزین کرد.

نام گذاری این سویچ‌ها مطابق با مفاهیم مدل OSI صورت گرفته است که در آن لایه 3 به عنوان لایه شبکه شناخته می‌شود. متاسفانه این مدل نظری نتوانسته به خوبی بین محصولات این صنعت تفاوت قائل شود و این نوع نام گذاری باعث سردرگمی‌ زیادی در بازار شده است.