Les commutateurs réseau fonctionnent au niveau 2 (liaison de données) du modèle OSI, tandis que les routeurs réseau fonctionnent au niveau 3 (réseau). Cette distinction prête à confusion quant à la définition et à l'objectif d'un commutateur de couche 3, également appelé commutateur multicouche.
Qu'est-ce qu'un commutateur de couche 3 ?
Un commutateur de couche 3 est un périphérique matériel spécialisé utilisé dans le routage réseau. Les commutateurs de couche 3 ont techniquement beaucoup en commun avec les routeurs typiques, et pas seulement dans leur apparence physique. Les deux peuvent prendre en charge les mêmes protocoles de routage, inspecter les paquets entrants et prendre des décisions de routage dynamiques en fonction des adresses source et de destination à l'intérieur.
L'un des principaux avantages d'un commutateur de couche 3 par rapport à un routeur réside dans la manière dont les décisions de routage sont prises. Les commutateurs de couche 3 sont moins susceptibles de subir une latence réseau, car les paquets n'ont pas à passer par un routeur.
Objectif des commutateurs de couche 3
Les commutateurs de couche 3 ont été conçus pour améliorer les performances de routage réseau sur les grands réseaux locaux tels que les intranets d'entreprise.
La principale différence entre les commutateurs de couche 3 et les routeurs réside dans les composants matériels internes. Le matériel à l'intérieur d'un commutateur de couche 3 associe celui des commutateurs et des routeurs typiques, remplaçant une partie de la logique logicielle d'un routeur par du matériel de circuit intégré pour offrir de meilleures performances aux réseaux locaux.
De plus, ayant été conçu pour être utilisé sur des intranets, un commutateur de couche 3 ne possède généralement pas les ports WAN et les fonctionnalités de réseau étendu qu'offre un routeur standard.
Ces commutateurs sont le plus souvent utilisés pour prendre en charge le routage entre les réseaux locaux virtuels. Les avantages des commutateurs de couche 3 pour les VLAN incluent:
- Réduit la quantité de trafic de diffusion.
- Gestion simplifiée de la sécurité.
- Amélioration de l'isolation des pannes.
Comment fonctionnent les commutateurs de couche 3
Un commutateur typique achemine dynamiquement le trafic entre ses ports physiques individuels en fonction des adresses physiques (les adresses MAC) des périphériques connectés. Les commutateurs de couche 3 utilisent cette capacité lors de la gestion du trafic au sein d'un réseau local.
Ils développent également ce processus de gestion du trafic en utilisant les informations d'adresse IP pour prendre des décisions de routage lors de la gestion du trafic entre les réseaux locaux. En revanche, les commutateurs de couche 4 prennent également en compte les numéros de port TCP ou UDP.
Utilisation d'un commutateur de couche 3 avec des VLAN
Chaque LAN virtuel doit être entré et mappé en port sur le commutateur. Les paramètres de routage de chaque interface VLAN doivent également être spécifiés.
Certains commutateurs de couche 3 implémentent la prise en charge DHCP qui peut être utilisée pour attribuer automatiquement des adresses IP aux périphériques au sein d'un VLAN. Alternativement, un serveur DHCP extérieur peut être utilisé, ou des adresses IP statiques configurées séparément.
La plupart des réseaux domestiques n'utilisent pas de réseaux locaux virtuels.
Défis avec les commutateurs de couche 3
Les commutateurs de couche 3 coûtent plus cher que les commutateurs ordinaires, mais moins que les routeurs. La configuration et l'administration de ces commutateurs et VLAN nécessitent également des efforts supplémentaires.
Les applications des commutateurs de couche 3 sont limitées aux environnements intranet avec une échelle suffisamment importante de sous-réseaux d'appareils et de trafic. Les réseaux domestiques n'ont généralement aucune utilité pour ces appareils. Sans fonctionnalité WAN, les commutateurs de couche 3 ne remplacent pas les routeurs.
La dénomination de ces commutateurs provient des concepts du modèle OSI, où la couche 3 est connue sous le nom de couche réseau. Cependant, ce modèle théorique ne distingue pas bien les différences pratiques entre les produits de l'industrie. La dénomination a causé beaucoup de confusion sur le marché.
