Layer 2スイッチ、Layer 3スイッチ、ルーターの違いとは？

レイヤー2およびレイヤー3スイッチング技術

レイヤー3スイッチング技術は、IPスイッチング技術とも呼ばれ、レイヤー2スイッチング技術の後に提唱されました。これはOSIネットワークモデルの第3層で動作します。従来のルーターも第3層で動作します。IPサブネットをまたぐ大量のパケットを処理できますが、転送効率は比較的低くなっています。一方、レイヤー3スイッチング技術は、OSIモデルの第3層で高速転送を実現し、効率を大幅に向上させます。

レイヤー3スイッチング技術の登場により、サブネットの管理をルーターに依存しなければならないという問題が解決されるとともに、従来の低速ルーター、サブネット間のアクセス、および外部アクセスにおけるボトルネックの問題も解決されました。

レイヤー2スイッチとレイヤー3スイッチの解説

Layer 2スイッチとは何ですか？Layer 2スイッチは従来型のスイッチデバイスであり、OSIモデルの第2層、すなわちデータリンク層で動作します。Layer 2スイッチはMACアドレスを使用してブロードキャストを行い、各ホストがブロードキャスト情報を受信します。ホストは、そのMACアドレスが自身のMACアドレスと同じかどうかを確認します。MACアドレスが自身のものと同じ場合は情報を受信し、異なる場合は破棄します。 

レイヤー3スイッチとは何ですか？これはOSIモデルの第3層で動作するデバイスです（詳しくは、 OSIモデル）、すなわちネットワーク層です。L2スイッチとは異なり、L3スイッチは論理アドレスを使用してデータパケットを高速に転送します。簡単に言えば、Layer 3スイッチは「Layer 2スイッチング + Layer 3転送」です。Layer 3スイッチにはルートキャッシュテーブルがあります。データ転送時、L3スイッチは最初にルートキャッシュテーブルを確認します。キャッシュテーブルに対応するレコードがある場合、Layer 2はキャッシュレコードに従って高速転送します。対応するレコードがない場合、L3スイッチは処理のためにパケットをルーティングプロセッサへ送信し、その後転送します。同時に、キャッシュテーブルにはそのパケットの情報が記録されます。同じ宛先に再びデータが送信される場合、L3スイッチはキャッシュテーブルに基づいてLayer 2でデータを直接送信するため、ルーティング処理が簡素化されます。 

レイヤー3スイッチは、レイヤー3スイッチング機能を備えたデバイスであり、レイヤー3ルーティング機能を備えたレイヤー2スイッチとみなすことができます。ルーティング処理ではレイヤー3の処理のみが必要であり、ほとんどのデータはレイヤー2スイッチングによって転送されるため、レイヤー3スイッチは高速で、レイヤー2スイッチに近い速度を実現し、同等のルーターよりもはるかに安価です。 

Layer 3スイッチの登場により、Layer 2スイッチング技術では異なるIPサブネット間のデータ交換を処理できないという問題が解決され、従来のルーターの低速性と複雑さに起因するネットワークのボトルネック問題も解決されました。これは特に高速LANネットワークの構築に適しています。

Layer 2スイッチとLayer 3スイッチ：その違いとは

L2スイッチとL3スイッチとは何かを説明した後、このパートでは、レイヤ2とレイヤ3の主な違いを以下の表にまとめます。

L2スイッチとL3スイッチの比較

レイヤー3スイッチとルーターの違い

レイヤー3スイッチとルーターの違いについて混同される理由は、レイヤー3スイッチにもルーティング機能があるためです。明確に言うと、レイヤー3スイッチはルーターと同じではありません。具体的には、両者の違いは次のとおりです。

主要機能が異なります。 レイヤー3スイッチとルーターはどちらもルーティング機能を備えていますが、L3スイッチはルーターと同じではありません。レイヤー3スイッチはあくまでスイッチデバイスですが、いくつかの基本的なルーティング機能も備えています。つまり、スイッチング機能とルーティング機能の両方を備えていますが、その主な機能は依然としてデータスイッチングであるのに対し、ルーターはルーティング機能のみを備えています。

さまざまな用途。 レイヤー3スイッチは、主に単純なLAN接続に使用されます。そのため、レイヤー3スイッチのルーティング機能とルーティング経路は、ルーターよりもはるかに単純です。LANにおける主な目的は、高速なデータスイッチング機能を提供し、LAN内で頻繁に行われるデータスイッチングの要件を満たすことです。一方、ルーターは異なり、主に異なる種類のネットワーク接続に対応するために使用されます。LAN内の接続にも適用できますが、そのルーティング機能は、LANとWANの接続や、異なるプロトコルを使用するネットワーク間の接続など、異なる種類のネットワーク間の相互接続でより多く活用されます。さまざまな種類のネットワークに接続するため、ルーターには複数の種類のインターフェースがありますが、レイヤー3スイッチには通常、1種類のLANインターフェースしかありません。

さまざまなデータ処理方法。 技術的には、ルーターとレイヤー3スイッチのパケットスイッチング処理には明確な違いがあります。一般に、ルーターはマイクロプロセッサベースのソフトウェアルーティングエンジンを使用してパケットスイッチングを実行しますが、レイヤー3スイッチはハードウェアによってパケットスイッチングを実行します。

全体として、Layer 3スイッチの性能はルーターよりはるかに優れており、データ交換が頻繁なLANに非常に適しています。ルーターのルーティング機能は非常に強力ですが、パケット転送効率はLayer 3スイッチよりはるかに低く、LANとInternetの相互接続など、異なる種類のネットワーク間の相互接続により多く利用されます。 

概要

要約すると、レイヤー3スイッチング技術は、レイヤー2スイッチング技術にレイヤー3のルーティングおよび転送技術を組み合わせたものと簡単に考えることができます。レイヤー3スイッチは、その優れた性能と費用対効果によりユーザーから高く評価されています。中規模および大規模LANに適しています。現在、レイヤー3スイッチは、企業ネットワーク、キャンパスネットワーク、スマートコミュニティのアクセスなど、多くの場面で広く使用されています。QSFPTEKは、あらゆる種類のビジネスに対応するワンストップの光ネットワークソリューションを提供しています。[email protected]までお気軽にお問い合わせください。