Traditionele netwerkschakelaars werken op laag 2 van het OSI-model terwijl netwerkrouters op laag 3 werken. Dit leidt vaak tot verwarring over de definitie en het doel van een Layer 3-schakelaar (ook wel een meerlaagsschakelaar genoemd).
Een Layer 3-switch is een gespecialiseerd hardwareapparaat dat wordt gebruikt bij netwerkroutering. Layer 3-switches hebben technisch veel gemeen met traditionele routers en niet alleen met het fysieke uiterlijk. Beide kunnen dezelfde routeringsprotocollen ondersteunen, inkomende pakketten inspecteren en dynamische routeringsbeslissingen nemen op basis van de bron- en doeladressen binnenin.
Een van de belangrijkste voordelen van een Layer 3-switch over een router ligt in de manier waarop routeringsbeslissingen worden uitgevoerd. Laag 3-switches hebben minder kans op netwerklatentie omdat pakketten geen extra stappen via een router hoeven te maken.
Doel van Layer 3-switches
Layer 3-switches zijn opgevat als een technologie om de routeringsprestaties van netwerken te verbeteren op grote LAN's (local area networks) zoals bedrijfsintranetten.
Het belangrijkste verschil tussen Layer 3-switches en routers ligt in de hardware-internals. De hardware in een Layer 3-switch combineert die van traditionele switches en routers en vervangt de softwarelogica van een router door geïntegreerde circuithardware om betere prestaties te bieden voor lokale netwerken.
Bovendien is de Layer 3-switch, die is ontworpen voor gebruik op intranetten, doorgaans niet in het bezit van de WAN-poorten en breedgebied netwerkfuncties die een traditionele router altijd zal hebben.
Deze switches worden meestal gebruikt om routering tussen virtuele LAN's (VLAN's) te ondersteunen. Voordelen van Layer 3-switches voor VLAN's zijn onder andere:
- Reductie van de hoeveelheid uitzendverkeer
- Vereenvoudigd beveiligingsbeheer
- Verbeterde foutisolatie
Hoe Layer 3-switches werken
Een traditionele switch routeert dynamisch verkeer tussen zijn individuele fysieke poorten op basis van de fysieke adressen (MAC-adressen) van aangesloten apparaten. Laag 3-switches gebruiken deze mogelijkheid bij het beheren van verkeer binnen een LAN.
Ze breiden dit ook uit door gebruik te maken van IP-adresinformatie om routeringsbeslissingen te nemen bij het beheren van verkeer tussen LAN's. Layer 4-switches gebruiken daarentegen ook TCP- of UDP-poortnummers.
Een Layer 3-switch gebruiken met VLAN's
Elk virtueel LAN moet worden ingevoerd en op de switch worden toegewezen. De 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.
Problemen met Layer 3-switches
Layer 3-switches kosten meer dan traditionele switches, maar minder dan traditionele 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 zin 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, waarbij laag 3 bekend staat als de netwerklaag. Helaas doet dit theoretische model geen goed onderscheid tussen de praktische verschillen tussen industriële producten. De naamgeving heeft veel verwarring op de markt veroorzaakt.
