I tradizionali switch di rete operano sul Layer 2 del modello OSI mentre i router di rete operano sul Layer 3. Ciò causa spesso confusione sulla definizione e lo scopo di uno switch Layer 3 (chiamato anche switch multistrato).
Uno switch Layer 3 è un dispositivo hardware specializzato utilizzato nel routing di rete. Gli switch Layer 3 hanno molto in comune con i router tradizionali e non solo nell'aspetto fisico. Entrambi possono supportare gli stessi protocolli di routing, ispezionare i pacchetti in entrata e prendere decisioni di routing dinamico in base agli indirizzi di origine e di destinazione all'interno.
Uno dei principali vantaggi di uno switch Layer 3 su un router è il modo in cui vengono eseguite le decisioni di routing. Gli switch di livello 3 hanno meno probabilità di subire la latenza della rete poiché i pacchetti non devono effettuare passaggi aggiuntivi attraverso un router.
Scopo degli switch Layer 3
Gli switch Layer 3 sono stati concepiti come una tecnologia per migliorare le prestazioni di routing di rete su reti locali (LAN) di grandi dimensioni come le intranet aziendali.
La differenza fondamentale tra switch e router Layer 3 risiede negli interni dell'hardware. L'hardware all'interno di uno switch Layer 3 unisce quello degli switch e dei router tradizionali, sostituendo parte della logica software di un router con l'hardware del circuito integrato per offrire prestazioni migliori per le reti locali.
Inoltre, essendo stato progettato per l'uso su intranet, uno switch Layer 3 in genere non possiede le porte WAN e le funzionalità di rete wide area che un router tradizionale avrà sempre.
Questi switch sono comunemente usati per supportare il routing tra LAN virtuali (VLAN). I vantaggi degli switch Layer 3 per le VLAN comprendono:
- Riduzione della quantità di traffico di trasmissione
- Gestione della sicurezza semplificata
- Migliore isolamento dei guasti
Come funzionano gli switch Layer 3
Uno switch tradizionale indirizza dinamicamente il traffico tra le sue singole porte fisiche in base agli indirizzi fisici (indirizzi MAC) dei dispositivi connessi. Gli switch Layer 3 utilizzano questa funzionalità quando si gestisce il traffico all'interno di una LAN.
Si espandono anche su questo utilizzando le informazioni sull'indirizzo IP per prendere decisioni di routing quando si gestisce il traffico tra le LAN. Al contrario, gli switch Layer 4 utilizzano anche i numeri di porta TCP o UDP.
Utilizzo di uno switch Layer 3 con VLAN
Ogni LAN virtuale deve essere inserita e mappata sulla porta sullo switch. Devono inoltre essere specificati i parametri di instradamento per ciascuna interfaccia VLAN.
Alcuni switch Layer 3 implementano il supporto DHCP che può essere utilizzato per assegnare automaticamente gli indirizzi IP ai dispositivi all'interno di una VLAN. In alternativa, è possibile utilizzare un server DHCP esterno oppure gli indirizzi IP statici configurati separatamente.
Problemi con gli switch Layer 3
Gli switch Layer 3 costano più degli switch tradizionali ma meno dei router tradizionali. Anche la configurazione e l'amministrazione di questi switch e VLAN richiedono uno sforzo supplementare.
Le applicazioni degli switch Layer 3 sono limitate agli ambienti intranet con una sottorete di dispositivi sufficientemente ampia e traffico. Le reti domestiche di solito non servono a questi dispositivi. Mancando della funzionalità WAN, gli switch Layer 3 non sostituiscono i router.
La denominazione di questi interruttori deriva da concetti nel modello OSI, in cui il livello 3 è noto come livello di rete. Sfortunatamente, questo modello teorico non fa bene a distinguere le differenze pratiche tra i prodotti industriali. La denominazione ha causato molta confusione sul mercato.
