Os switches de rede operam na camada 2 (enlace de dados) do modelo OSI, enquanto os roteadores de rede operam na camada 3 (rede). Essa distinção leva à confusão sobre a definição e a finalidade de um switch de camada 3, também chamado de switch multicamada.
O que é um switch de camada 3?
Um switch de camada 3 é um dispositivo de hardware especializado usado no roteamento de rede. Os switches da camada 3 tecnicamente têm muito em comum com os roteadores típicos, e não apenas na aparência física. Ambos podem suportar os mesmos protocolos de roteamento, inspecionar pacotes de entrada e tomar decisões de roteamento dinâmico com base nos endereços de origem e destino internos.
Uma das principais vantagens de um switch de camada 3 sobre um roteador está na forma como as decisões de roteamento são executadas. Os switches da camada 3 são menos propensos a experimentar latência de rede, pois os pacotes não precisam passar por etapas adicionais por meio de um roteador.
Propósito dos Switches da Camada 3
Os switches de camada 3 foram concebidos como uma forma de melhorar o desempenho do roteamento de rede em grandes redes locais, como intranets corporativas.
A principal diferença entre switches e roteadores da Camada 3 está nos componentes internos do hardware. O hardware dentro de um switch de camada 3 combina o de switches e roteadores típicos, substituindo parte da lógica de software de um roteador por hardware de circuito integrado para oferecer melhor desempenho para redes locais.
Além disso, tendo sido projetado para uso em intranets, um switch de camada 3 normalmente não possui as portas WAN e recursos de rede de longa distância que um roteador padrão oferece.
Esses switches são mais comumente usados para suportar roteamento entre LANs virtuais. Os benefícios dos switches de camada 3 para VLANs incluem:
- Reduz a quantidade de tráfego de transmissão.
- Gerenciamento de segurança simplificado.
- Isolamento de falhas aprimorado.
Como funcionam os switches da camada 3
Um switch típico roteia dinamicamente o tráfego entre suas portas físicas individuais de acordo com os endereços físicos - os endereços MAC - dos dispositivos conectados. Os switches de camada 3 usam esse recurso ao gerenciar o tráfego em uma LAN.
Eles também expandem esse processo de tratamento de tráfego usando informações de endereço IP para tomar decisões de roteamento ao gerenciar o tráfego entre LANs. Por outro lado, os switches da camada 4 também fatoram os números de porta TCP ou UDP.
Usando um switch de camada 3 com VLANs
Cada LAN virtual deve ser inserida e mapeada na porta no switch. Os parâmetros de roteamento para cada interface VLAN também devem ser especificados.
Alguns switches de camada 3 implementam suporte a DHCP que pode ser usado para atribuir automaticamente endereços IP a dispositivos dentro de uma VLAN. Alternativamente, um servidor DHCP externo pode ser usado ou endereços IP estáticos configurados separadamente.
A maioria das redes domésticas não usa LANs virtuais.
Desafios com Switches de Camada 3
Os switches de camada 3 custam mais do que os switches comuns, mas menos do que os roteadores. Configurar e administrar esses switches e VLANs também requer esforço adicional.
As aplicações de switches de camada 3 são limitadas a ambientes de intranet com uma escala suficientemente grande de sub-redes de dispositivos e tráfego. As redes domésticas geralmente não têm uso para esses dispositivos. Sem a funcionalidade de WAN, os switches de camada 3 não substituem os roteadores.
A nomenclatura desses switches vem de conceitos do modelo OSI, onde a camada 3 é conhecida como Camada de Rede. No entanto, esse modelo teórico não consegue distinguir bem as diferenças práticas entre os produtos da indústria. A nomenclatura causou muita confusão no mercado.
