Коммутатор уровня 2 и коммутатор уровня 3 против маршрутизатора: в чем разница?

Технология коммутации уровня 2 и уровня 3

Технология коммутации уровня 3, также известная как технология IP-коммутации, была предложена после технологии коммутации уровня 2. Она работает на третьем уровне сетевой модели OSI. Традиционный маршрутизатор также работает на третьем уровне. Он может обрабатывать большое количество пакетов в IP-подсети, но его эффективность пересылки относительно низка. Однако технология коммутации третьего уровня обеспечивает высокоскоростную пересылку на третьем уровне модели OSI, что значительно повышает эффективность.

Появление технологии коммутации уровня 3 решает проблему зависимости подсетей от маршрутизаторов при управлении, а также устраняет проблему узких мест традиционных низкоскоростных маршрутизаторов, доступа между подсетями и внешнего доступа.

Объяснение коммутаторов уровня 2 и уровня 3

Что такое коммутатор уровня 2? Коммутатор уровня 2 — это традиционное коммутационное устройство, работающее на втором уровне модели OSI, то есть на канальном уровне. Коммутаторы уровня 2 используют MAC-адреса для широковещательной рассылки, и каждый хост получает широковещательную информацию. Хосты проверяют, совпадает ли MAC-адрес с их собственным MAC-адресом. Если MAC-адрес совпадает с их собственным, они принимают информацию, а если нет — отбрасывают ее. 

Что такое коммутатор уровня 3? Это устройство, работающее на третьем уровне модели OSI (узнайте больше о Модель OSI), то есть сетевой уровень. В отличие от коммутатора L2, коммутатор L3 использует логические адреса для высокоскоростной пересылки пакетов данных. Проще говоря, коммутаторы уровня 3 — это «коммутация уровня 2 + пересылка уровня 3». В коммутаторе уровня 3 имеется таблица кэша маршрутов. При пересылке данных коммутатор L3 сначала проверяет таблицу кэша маршрутов. Если в таблице кэша есть соответствующие записи, уровень 2 выполняет быструю пересылку на основе этих записей. Если соответствующих записей нет, коммутатор L3 отправляет пакет процессору маршрутизации для обработки, а затем пересылает его. Одновременно таблица кэша сохраняет информацию о пакете. Если данные снова отправляются тому же адресу назначения, коммутатор L3 напрямую передаёт данные на уровне 2 на основе таблицы кэша, тем самым упрощая процесс маршрутизации. 

Коммутатор уровня 3 — это устройство с функцией коммутации уровня 3. Его можно рассматривать как коммутатор уровня 2, оснащённый функцией маршрутизации уровня 3. Поскольку в процессе маршрутизации требуется только обработка уровня 3, а большая часть данных пересылается посредством коммутации уровня 2, коммутаторы уровня 3 работают быстро, почти на скорости коммутаторов уровня 2, и стоят значительно дешевле аналогичных маршрутизаторов. 

Появление коммутатора уровня 3 решает проблему, связанную с тем, что технология коммутации уровня 2 не может обрабатывать обмен данными между разными IP-подсетями, а также устраняет узкие места в сети, вызванные низкой скоростью и сложностью традиционного маршрутизатора. Это особенно подходит для построения высокоскоростной локальной сети.

Коммутатор уровня 2 и уровня 3: в чем разница

После объяснения того, что такое коммутаторы L2 и L3, в этой части основные различия между уровнем 2 и уровнем 3 представлены в следующей таблице:

Коммутатор L2 и L3

Коммутатор уровня 3 и маршрутизатор: различия

Причина, по которой люди путают коммутаторы уровня 3 и маршрутизаторы, заключается в том, что коммутаторы уровня 3 также имеют функцию маршрутизации. Для ясности: коммутатор уровня 3 не равен маршрутизатору. В частности, различия между ними заключаются в следующем.

Различные основные функции. Хотя и коммутатор уровня 3, и маршрутизатор выполняют функцию маршрутизации, коммутатор L3 не является маршрутизатором. Коммутатор уровня 3 по-прежнему остается коммутатором, но обладает некоторыми базовыми функциями маршрутизации. Иными словами, он выполняет функции как коммутации, так и маршрутизации, однако его основной функцией остается коммутация данных, тогда как маршрутизатор выполняет только функцию маршрутизации.

Различные приложения. Коммутаторы уровня 3 в основном используются для простых подключений в локальной сети. Поэтому функции маршрутизации и пути маршрутизации коммутатора уровня 3 значительно проще, чем у маршрутизатора. Его основное назначение в локальной сети — обеспечение быстрой коммутации данных и удовлетворение потребностей в частом обмене данными в локальной сети. Маршрутизатор отличается тем, что в основном предназначен для различных типов сетевых подключений. Хотя он также подходит для подключений внутри локальной сети, его функция маршрутизации чаще применяется для объединения сетей разных типов, например для подключения локальной сети к глобальной сети или сетей с разными протоколами. Для подключения к различным типам сетей маршрутизатор имеет несколько типов интерфейсов, тогда как коммутатор уровня 3 обычно оснащен только одним типом интерфейса локальной сети.

Различные способы обработки данных. С технической точки зрения, между маршрутизаторами и коммутаторами уровня 3 существуют очевидные различия в операциях коммутации пакетов. Маршрутизаторы обычно используют программные механизмы маршрутизации на базе микропроцессоров для выполнения коммутации пакетов, тогда как коммутаторы уровня 3 выполняют коммутацию пакетов аппаратно.

В целом производительность коммутатора уровня 3 значительно превосходит производительность маршрутизатора, поэтому он очень хорошо подходит для LAN с частой коммутацией данных; хотя функция маршрутизации маршрутизатора очень мощная, эффективность пересылки пакетов у него намного ниже, чем у коммутатора уровня 3, и он чаще применяется для объединения сетей разных типов, например для соединения LAN и Интернета. 

Краткое содержание

Подводя итог, можно рассматривать технологию коммутации уровня 3 как технологию коммутации уровня 2, дополненную технологией маршрутизации и пересылки уровня 3. Коммутаторы уровня 3 получили признание пользователей благодаря отличной производительности и экономичности. Они подходят для средних и крупных локальных сетей. В настоящее время коммутаторы уровня 3 широко применяются во многих сферах, таких как корпоративные сети, кампусные сети, доступ в интеллектуальных сообществах и т. д. QSFPTEK предоставляет комплексное решение для оптических сетей для обслуживания компаний различных типов. Свяжитесь с нами через [email protected].