Netzwerk-Switches arbeiten auf Schicht 2 (Datenverbindung) des OSI-Modells, während Netzwerk-Router auf Schicht 3 (Netzwerk) arbeiten. Diese Unterscheidung führt zu Verwirrung über die Definition und den Zweck eines Layer-3-Switches, auch Multilayer-Switch genannt.
Was ist ein Layer-3-Switch?
Ein Layer-3-Switch ist ein spezialisiertes Hardwaregerät, das beim Netzwerk-Routing verwendet wird. Layer-3-Switches haben technisch viel mit typischen Routern gemeinsam, und das nicht nur in der physischen Erscheinung. Beide können die gleichen Routing-Protokolle unterstützen, eingehende Pakete untersuchen und dynamische Routing-Entscheidungen basierend auf den darin enth altenen Quell- und Zieladressen treffen.
Einer der Hauptvorteile eines Layer-3-Switch gegenüber einem Router liegt in der Art und Weise, wie Routing-Entscheidungen getroffen werden. Bei Layer-3-Switches ist die Wahrscheinlichkeit einer Netzwerklatenz geringer, da Pakete keine zusätzlichen Schritte durch einen Router unternehmen müssen.
Zweck von Layer-3-Switches
Layer-3-Switches wurden entwickelt, um die Netzwerk-Routing-Leistung in großen lokalen Netzwerken wie Firmenintranets zu verbessern.
Der Hauptunterschied zwischen Layer-3-Switches und Routern liegt in der internen Hardware. Die Hardware in einem Layer-3-Switch verbindet die typischer Switches und Router und ersetzt einen Teil der Softwarelogik eines Routers durch integrierte Sch altungshardware, um eine bessere Leistung für lokale Netzwerke zu bieten.
Außerdem verfügt ein Layer-3-Switch, der für den Einsatz in Intranets entwickelt wurde, normalerweise nicht über die WAN-Ports und WAN-Funktionen, die ein Standard-Router bietet.
Diese Switches werden am häufigsten verwendet, um das Routing zwischen virtuellen LANs zu unterstützen. Zu den Vorteilen von Layer-3-Switches für VLANs gehören:
- Reduziert den Broadcast-Verkehr.
- Vereinfachte Sicherheitsverw altung.
- Verbesserte Fehlereingrenzung.
Wie Layer-3-Switches funktionieren
Ein typischer Switch leitet den Datenverkehr dynamisch zwischen seinen einzelnen physischen Ports entsprechend den physischen Adressen – den MAC-Adressen – der angeschlossenen Geräte weiter. Layer-3-Switches verwenden diese Funktion, wenn sie den Datenverkehr innerhalb eines LANs verw alten.
Sie erweitern diesen Traffic-Handling-Prozess auch, indem sie IP-Adressinformationen verwenden, um Routing-Entscheidungen zu treffen, wenn der Traffic zwischen LANs verw altet wird. Im Gegensatz dazu berücksichtigen Layer-4-Switches auch TCP- oder UDP-Portnummern.
Layer-3-Switch mit VLANs verwenden
Jedes virtuelle LAN muss eingegeben und auf dem Switch als Port zugeordnet werden. Routing-Parameter für jede VLAN-Schnittstelle müssen ebenfalls angegeben werden.
Einige Layer-3-Switches implementieren DHCP-Unterstützung, die verwendet werden kann, um Geräten innerhalb eines VLANs automatisch IP-Adressen zuzuweisen. Alternativ kann ein externer DHCP-Server verwendet oder statische IP-Adressen separat konfiguriert werden.
Die meisten Heimnetzwerke verwenden keine virtuellen LANs.
Herausforderungen mit Layer-3-Switches
Layer-3-Switches kosten mehr als gewöhnliche Switches, aber weniger als Router. Auch die Konfiguration und Verw altung dieser Switches und VLANs erfordert zusätzlichen Aufwand.
Die Anwendungen von Layer-3-Switches sind auf Intranet-Umgebungen mit einem ausreichend großen Umfang an Gerätesubnetzen und Datenverkehr beschränkt. Heimnetzwerke haben normalerweise keine Verwendung für diese Geräte. Mangels WAN-Funktionalität sind Layer-3-Switches kein Ersatz für Router.
Die Benennung dieser Switches stammt von Konzepten des OSI-Modells, wo Layer 3 als Network Layer bekannt ist. Dieses theoretische Modell eignet sich jedoch nicht gut zur Unterscheidung praktischer Unterschiede zwischen Industrieprodukten. Die Namensgebung hat auf dem Markt für viel Verwirrung gesorgt.
