سوئیچ لایه 3 شبکه
در شبکه‌های تجاری پیچیده امروزی که شامل تعداد زیادی شبکه‌های محلی مجازی و زیرشبکه‌ها هستند، سوئیچ لایه 3 نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. اما آیا شما واقعا به این سوئیچ در شبکه خود نیاز دارید؟ بیایید این موضوع را با هم بررسی کنیم.
ویژگی‌های سوئیچ لایه 3
سوئیچ لایه 3 که اغلب به عنوان سوئیچ چند لایه شناخته می‌شود، انعطاف پذیری زیادی را به شبکه شما اضافه می‌کند. برخی از ویژگی‌های سوئیچ لایه 3 عبارتند از:
- دارای 24 یا 48 پورت اترنت است، اما هیچ اینترفیس یا پورت WANی ندارد.
- به عنوان سوئیچ برای اتصال دستگاه‌ها در یک زیرشبکه عمل می‌کند.
- الگوریتم سوئیچینگ آن ساده است و برای اکثر پروتکلهای مسیریابی یکسان می‌باشد.
- روی دو لایه OSI کار می‌کند: لایه 2 و لایه 3.
هدف از یک سوئیچ لایه 3
در مورد ضرورت استفاده از سوئیچ لایه 3 سردرگمی زیادی وجود دارد. زیرا در پیکربندی سنتی، روترها در لایه 3 مدل OSI کار می‌کنند. در حالی که عملکرد سوئیچها در لایه 2 شبکه است. بنابراین باید دید که چگونه سوئیچ لایه 3 در این مدل قرار می‌گیرد؟ همچنین، نام سوئیچ لایه 3، کمی گیج کننده است، چرا که سوئیچها معمولاً در لایه 2 شبکه کار می‌کنند.
سوئیچهای لایه 3 در ابتدا برای بهبود عملکرد مسیریابی در شبکه‌های بزرگ، به ویژه اینترانتهای شرکتی، طراحی شدند. برای درک هدف طراحی این تجهیزات، اجازه دهید کمی به گذشته برگردیم تا ببینیم این سوئیچها چگونه تکامل یافته‌اند.
سوئیچهای لایه 2، زمانی که ترافیک کم تا متوسط در VLANها وجود داشت، همیشه به خوبی کار می‌کردند. اما همین سوئیچها زمانی که ترافیک افزایش می‌یافت، دچار مشکل می‌شدند. از اینجا بود که افزایش عملکرد لایه 2 ضروری شناخته شد.
یکی از گزینه‌ها برای حل این مشکل، استفاده از روتر به جای سوئیچ بود. اما روترها کندتر از سوئیچها هستند، که این می‌توانست منجر به عملکرد کندتر شبکه شود. محققان احساس کردند که این راهکار ممکن است با پیچیدگیهای زیادی همراه شود. بنابراین آنها گزینه‌های دیگری را در نظر گرفتند و در نهایت به ایده یک سوئیچ لایه 3 رسیدند. سوئیچی که مانند روترها عمل می‌کند، اما به واسطه سخت‌افزار زیربنایی قدرتمندی که دارد، سرعت را هم قربانی نمی‌کند.
درواقع بیشترین تفاوت بین سوئیچهای لایه 3 و روترها، در سخت افزار است. اگر به سخت افزار سوئیچ لایه 3 نگاهی بیندازید، ترکیبی از سوئیچها و روترهای سنتی را مشاهده خواهید کرد. با این تفاوت که منطق نرم افزار روتر با سخت افزار مدار مجتمع، برای بهبود عملکرد جایگزین شده است. اما سوئیچ لایه 3 دارای پورتهای WAN یا سایر ویژگیها و قابلیتهای WAN که معمولاً در روترهای سنتی مشاهده می‌کنید، نیست.
مزایای سوئیچ لایه 3
برخی از مزایای این نوع سوئیچ عبارتند از:
- پشتیبانی از مسیریابی بین شبکه‌های محلی مجازی.
- بهبود ایزوله سازی خطا
- ساده سازی مدیریت امنیت
- کاهش حجم ترافیک برودکست
- تسهیل فرآیند پیکربندVLAN ها (زیرا نیازی به روتر جداگانه در هر VLANنیست.)
- جداسازی جداول مسیریابی و در نتیجه تفکیک بهتر ترافیک
- ساده سازی عیب یابی مانند (عیب یابی لایه 2، خسته کننده و وقت گیر بود.)
- پشتیبانی از حسابداری جریان و مقیاس پذیری با سرعت بالا
- دارای کمترین تأخیر شبکه (زیرا بسته‌ها نیازی به پرش اضافی برای عبور از روتر ندارند.)
حالا که تا حد زیادی دریافتید چرا سازمان شما به یک سوئیچ لایه 3 نیاز دارد، اجازه دهید مشکلات احتمالی همراه با آن را نیز بررسی کنیم:
معایب سوئیچ لایه 3
مانند هر محصول دیگری، سوئیچ لایه 3 نیز دارای معایبی است. ما به طور مختصر در مورد هر یک از این معایب صحبت خواهیم کرد، تا به شما در انتخاب درست سوئیچ مورد نیازتان کمک کنیم.
هزینه
هزینه، یکی از معایب اصلی سوئیچ لایه 3 است. قیمت این دست سوئیچها، بسیار بیشتر از یک سوئیچ سنتی لایه 2 است. پیکربندی و مدیریت این سوئیچها نیز به تلاش بیشتری نیاز دارد. بنابراین، سازمان شما باید آماده صرف منابع اضافی برای پیکربندی سوئیچهای لایه 3 باشد.
هزینه، یکی از معایب اصلی سوئیچ لایه 3 است. قیمت این دست سوئیچها، بسیار بیشتر از یک سوئیچ سنتی لایه 2 است. پیکربندی و مدیریت این سوئیچها نیز به تلاش بیشتری نیاز دارد. بنابراین، سازمان شما باید آماده صرف منابع اضافی برای پیکربندی سوئیچهای لایه 3 باشد.
برنامه محدود
سوئیچهای لایه 3 مناسب محیطهای بزرگ اینترانت با تعداد زیادی زیرشبکه و ترافیک قابل ملاحظه هستند. منازل و سازمانهای کوچک به این سوئیچها نیاز ندارند.
سوئیچهای لایه 3 مناسب محیطهای بزرگ اینترانت با تعداد زیادی زیرشبکه و ترافیک قابل ملاحظه هستند. منازل و سازمانهای کوچک به این سوئیچها نیاز ندارند.
عدم وجود عملکرد WAN
فقدان عملکرد WAN یکی دیگر از معایب عمده سوئیچهای لایه 3 است. این بدان معنی است که شما نمی‌توانید روترها را حذف کنید و برای مسیریابی ترافیک داخل و خارج سازمان خود، به هر دو روتر و سوئیچ لایه 3 نیاز خواهید داشت.
فقدان عملکرد WAN یکی دیگر از معایب عمده سوئیچهای لایه 3 است. این بدان معنی است که شما نمی‌توانید روترها را حذف کنید و برای مسیریابی ترافیک داخل و خارج سازمان خود، به هر دو روتر و سوئیچ لایه 3 نیاز خواهید داشت.
مشکلات مجازی سازی
در مقایسه با سوئیچینگ لایه 2، مسیریابی لایه 3 نسبتاً کندتر است. این امر، هنگامی که می‌خواهید VLANها را در چندین سوئیچ برای پشتیبانی از مجازی سازی پخش کنید، می‌تواند مشکل ساز شود.
در مقایسه با سوئیچینگ لایه 2، مسیریابی لایه 3 نسبتاً کندتر است. این امر، هنگامی که می‌خواهید VLANها را در چندین سوئیچ برای پشتیبانی از مجازی سازی پخش کنید، می‌تواند مشکل ساز شود.
عدم انعطاف پذیری
از آنجایی که شما در لایه دسترسی، مسیریابی می‌کنید،VLAN ها برای سوئیچ خاص شما، محلی خواهند بود. به عبارت دیگر، یک VLAN با یک سوئیچ، مرتبط خواهد بود و نمی‌توان از آن در سوئیچهای دیگر استفاده کرد. این محدودیت، به این معنی است که شما باید به خوبی برنامه ریزی کنید، تا مجبور به استفاده از سوئیچهای متعدد در شبکه محلی خود نشوید.
از آنجایی که شما در لایه دسترسی، مسیریابی می‌کنید،VLAN ها برای سوئیچ خاص شما، محلی خواهند بود. به عبارت دیگر، یک VLAN با یک سوئیچ، مرتبط خواهد بود و نمی‌توان از آن در سوئیچهای دیگر استفاده کرد. این محدودیت، به این معنی است که شما باید به خوبی برنامه ریزی کنید، تا مجبور به استفاده از سوئیچهای متعدد در شبکه محلی خود نشوید.
آیا شما به یک سوئیچ لایه 3 نیاز دارید؟
اکنون که با سوئیچهای لایه 3 و مزایا و معایب به کارگیری آنها آشنا شدید، این سوال بزرگ پیش می‌آید: آیا به این نوع سوئیچ، برای شبکه خود نیاز دارید یا خیر؟ خب این مساله، بستگی به پیکربندی شبکه شما و ابعاد آن دارد.
به طور کلی، اگر پاسخ شما به هر یک از سؤالات بعدی مثبت باشد، به سوئیچینگ لایه 3 نیاز خواهید داشت:
- آیا VLANهایی در شبکه خود دارید؟ یا قصد دارید به زودی آنها را ایجاد کنید؟
- آیا دپارتمانهای مستقل شما، برای حفظ امنیت و عملکرد بهتر، به دامنه‌های برودکست جداگانه نیاز دارند؟
- آیا به Subnet یا زیرشبکه‌هایی از طریق روتر متصل شده‌اید؟
- آیا شبکه شما بیش از 250 دستگاه متصل به یک VLAN دارد؟
اگر به یک یا چند سوال بالا پاسخ مثبت داده‌اید، مطمئناً برای بهبود عملکرد شبکه و کسب و کار خود، نیاز به سوئیچ لایه 3 خواهید داشت.
نتیجه
سوئیچ لایه سه، نوعی سوئیچ شبکه است که می‌تواند عملکردهای مسیریابی را انجام دهد. این سوئیچ قدرتمند، در لایه 3 شبکه از مدل OSI عمل می‌کند و از آدرسهای IP برای تصمیم گیری مسیریابی استفاده می‌کند.
برخلاف سوئیچهای سنتی که فقط ترافیک را بر اساس آدرسهای MAC ارسال می‌کنند، سوئیچ لایه 3 می‌تواند ترافیک را بین VLANها یا زیرشبکه‌های مختلف هدایت کند. این ویژگی، آن را به انتخابی ایده‌آل برای سازمانهایی با شبکه‌های پیچیده تبدیل می‌کند. سازمانها و شرکتهایی با شبکه‌های بزرگ که به قابلیتهای مسیریابی پیشرفته تری نسبت به آنچه که یک روتر استاندارد می‌تواند ارائه دهد، نیاز دارند.
از جمله مزایای اصلی استفاده از سوئیچ لایه 3، توانایی آن در بهبود عملکرد شبکه از طریق کاهش ترافیک برودکست است. با تقسیم شبکه به زیرشبکه‌های کوچکتر و استفاده از VLAN، ترافیک برودکست در هر زیرشبکه محدود می‌شود. ازدحام، کاهش می‌یابد و کارایی کلی بهبود می‌یابد.
سوئیچ لایه سه از پروتکلهای متعددی مانند OSPF و BGP پشتیبانی می‌کند. بنابراین، می‌توان از آن در محیطهای مختلف از جمله شبکه‌های سازمانی، مراکز داده و شبکه‌های Service Provider استفاده کرد.
اگر به قابلیتهای مسیریابی پیشرفته در زیرساخت شبکه خود، بدون نیاز به سرمایه گذاری روی روترهای گران قیمت یا سایر دستگاههای تخصصی نیاز دارید، اضافه کردن یک یا چند سوئیچ لایه 3 را به تنظیمات خود در نظر بگیرید.
