Layer-2- vs. Layer-3-Switch vs. Router: Was ist der Unterschied?

Layer-2- und Layer-3-Switching-Technologie

Die Layer-3-Switching-Technologie, auch bekannt als IP-Switching-Technologie, wurde nach der Layer-2-Switching-Technologie vorgeschlagen. Sie arbeitet in der dritten Schicht des OSI-Netzwerkmodells. Der traditionelle Router arbeitet ebenfalls in der dritten Schicht. Er kann eine große Anzahl von Paketen über das IP-Subnetz hinweg verarbeiten, seine Weiterleitungseffizienz ist jedoch relativ gering. Die Switching-Technologie der dritten Schicht implementiert jedoch eine Hochgeschwindigkeitsweiterleitung in der dritten Schicht des OSI-Modells, was die Effizienz erheblich verbessert.

Das Aufkommen der Layer-3-Switching-Technologie löst das Problem, dass Subnetze für die Verwaltung auf Router angewiesen sein müssen, und behebt außerdem das Engpassproblem herkömmlicher langsamer Router, des Zugriffs zwischen Subnetzen sowie des externen Zugriffs.

Layer-2- und Layer-3-Switch erklärt

Was ist ein Layer-2-Switch? Ein Layer-2-Switch ist ein herkömmliches Switch-Gerät und arbeitet auf der zweiten Schicht des OSI-Modells, also der Sicherungsschicht. Layer-2-Switches verwenden MAC-Adressen für Broadcasts, und jeder Host erhält die Broadcast-Informationen. Die Hosts prüfen, ob die MAC-Adresse mit ihrer eigenen MAC-Adresse übereinstimmt. Wenn die MAC-Adresse mit der eigenen übereinstimmt, empfangen sie die Informationen; wenn nicht, verwerfen sie sie. 

Was ist ein Layer-3-Switch? Es ist ein Gerät, das auf der dritten Schicht des OSI-Modells betrieben wird (erfahren Sie mehr über die OSI-Modell), das ist die Netzwerkschicht. Anders als der L2-Switch verwendet der L3-Switch logische Adressen, um Datenpakete mit hoher Geschwindigkeit weiterzuleiten. Einfach ausgedrückt sind Layer-3-Switches „Layer-2-Switching + Layer-3-Weiterleitung“. In einem Layer-3-Switch gibt es eine Route-Cache-Tabelle. Bei der Datenweiterleitung prüft der L3-Switch zuerst die Route-Cache-Tabelle. Wenn entsprechende Einträge in der Cache-Tabelle vorhanden sind, leitet Layer 2 gemäß den Cache-Einträgen schnell weiter. Wenn keine entsprechenden Einträge vorhanden sind, sendet der L3-Switch das Paket zur Verarbeitung an den Routing-Prozessor und leitet es anschließend weiter. Gleichzeitig zeichnet die Cache-Tabelle die Informationen des Pakets auf. Wenn Daten erneut an dasselbe Ziel gesendet werden, sendet der L3-Switch die Daten auf Layer 2 direkt auf Grundlage der Cache-Tabelle, wodurch der Routing-Prozess vereinfacht wird. 

Der Layer-3-Switch ist ein Gerät mit einer Layer-3-Switching-Funktion und kann als Layer-2-Switch angesehen werden, der jedoch über eine Layer-3-Routing-Funktion verfügt. Da im Routing-Prozess nur Layer-3-Verarbeitung erforderlich ist und die meisten Daten über Layer-2-Switching weitergeleitet werden, sind Layer-3-Switches schnell, nahe an der Geschwindigkeit von Layer-2-Switches, und deutlich günstiger als entsprechende Router. 

Der daraus hervorgegangene Layer-3-Switch löst das Problem, dass die Layer-2-Switching-Technologie den Datenaustausch zwischen verschiedenen IP-Subnetzen nicht bewältigen kann, und löst außerdem das durch die geringe Geschwindigkeit und Komplexität des herkömmlichen Routers verursachte Netzwerkengpassproblem, was besonders für den Aufbau eines Hochgeschwindigkeits-LAN-Netzwerks geeignet ist.

Layer-2- vs. Layer-3-Switch: Was sind die Unterschiede

Nachdem erklärt wurde, was L2- und L3-Switches sind, werden in diesem Teil die wichtigsten Unterschiede zwischen Layer 2 und Layer 3 in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

L2- vs. L3-Switch

Layer 3 Switch vs Router: Unterschiede

Der Grund, warum Menschen über die Unterschiede zwischen Layer-3-Switches und Routern verwirrt sind, liegt darin, dass Layer-3-Switches ebenfalls eine Routing-Funktion besitzen. Zur Klarstellung: Der Layer-3-Switch ist nicht mit dem Router gleichzusetzen. Konkret sind die Unterschiede zwischen ihnen wie folgt.

Unterschiedliche Hauptfunktionen. Obwohl sowohl der Layer-3-Switch als auch der Router eine Routing-Funktion haben, ist der L3-Switch nicht mit dem Router gleichzusetzen. Ein Layer-3-Switch ist weiterhin ein Switch-Gerät, verfügt jedoch über einige grundlegende Routing-Funktionen. Das heißt, er hat sowohl Switching- als auch Routing-Funktionen, seine Hauptfunktion ist jedoch weiterhin das Daten-Switching, während der Router nur eine Routing-Funktion hat.

Verschiedene Anwendungen. Layer-3-Switches werden hauptsächlich für einfache LAN-Verbindungen verwendet. Daher sind die Routing-Funktion und der Routing-Pfad des Layer-3-Switches viel einfacher als die eines Routers. Sein Hauptzweck in einem LAN besteht darin, eine schnelle Daten-Switching-Funktion bereitzustellen und die Anforderungen an häufiges Daten-Switching in einem LAN zu erfüllen. Der Router ist anders; er dient hauptsächlich dazu, verschiedene Arten von Netzwerkverbindungen zu ermöglichen. Obwohl er auch für die Verbindung innerhalb eines LAN geeignet ist, wird seine Routing-Funktion stärker bei der Verbindung zwischen verschiedenen Arten von Netzwerken eingesetzt, z. B. bei der Verbindung zwischen LAN und WAN sowie bei der Verbindung zwischen Netzwerken mit unterschiedlichen Protokollen. Um Verbindungen mit verschiedenen Arten von Netzwerken herzustellen, verfügt er über mehrere Arten von Schnittstellen, während ein Layer-3-Switch im Allgemeinen nur eine Art von LAN-Schnittstelle hat.

Verschiedene Arten der Datenverarbeitung. Technisch gesehen gibt es deutliche Unterschiede zwischen Routern und Layer-3-Switches bei der Paketvermittlung. Router verwenden in der Regel mikroprozessorbasierte Software-Routing-Engines zur Durchführung der Paketvermittlung, während Layer-3-Switches die Paketvermittlung über Hardware durchführen.

Insgesamt ist die Leistung des Layer-3-Switches deutlich besser als die des Routers, was sich sehr gut für LANs mit häufigem Daten-Switching eignet; obwohl die Routing-Funktion des Routers sehr leistungsstark ist, ist seine Paketweiterleitungseffizienz weit geringer als die des Layer-3-Switches, und er wird häufiger bei der Verbindung unterschiedlicher Netzwerktypen eingesetzt, beispielsweise bei der Verbindung zwischen LAN und Internet. 

Zusammenfassung

Zusammenfassend könnten wir eine Layer-3-Switching-Technologie einfach als Layer-2-Switching-Technologie plus Layer-3-Routing- und Weiterleitungstechnologie betrachten. Der Layer-3-Switch wird von Benutzern für seine hervorragende Leistung und Kosteneffizienz geschätzt. Er eignet sich für mittlere und große LANs. Derzeit wird der Layer-3-Switch in vielen Bereichen weit verbreitet eingesetzt, z. B. in Unternehmensnetzwerken, Campusnetzwerken, intelligentem Community-Zugang usw. QSFPTEK bietet eine optische Netzwerk-Komplettlösung zur Betreuung aller Arten von Unternehmen; wenden Sie sich gerne über [email protected] an uns.