Commutateur de couche 3 contre routeur

Les réseaux informatiques sont souvent formés en interconnectant de nombreux types de réseaux différents. Si plusieurs réseaux informatiques ne sont connectés que physiquement et ne peuvent pas communiquer entre eux, l'"interconnexion" n'a alors aucune signification pratique. Par conséquent, lorsqu'il s'agit d'« interconnexion », on sous-entend généralement que ces ordinateurs interconnectés peuvent communiquer, c'est-à-dire que, fonctionnellement et logiquement, ces réseaux informatiques ont formé un réseau étendu ou Internet.

Un grand réseau informatique

Certains dispositifs intermédiaires (ou systèmes intermédiaires) sont utilisés lors de la connexion de réseaux, ce que l'on appelle un système de relais en termes ISO. Il peut y avoir les cinq types de systèmes de relais suivants en fonction du niveau du système de relais :

1. La couche physique (c'est-à-dire la première couche, la couche L1) système de relais : répéteur.
2. Couche liaison de données (c'est-à-dire la deuxième couche, couche L2) : pont.
3. La couche réseau (la troisième couche, couche L3) système de relais : routeur.
4. Le brouter, mélange de pont et de routeur, a à la fois les fonctions de pont et de routeur.
5. Le système de relais au-dessus de la couche réseau est la passerelle.

Il n'est généralement pas appelé interconnexion de réseau lorsque le système de relais est un transpondeur, car il ne fait qu'étendre un réseau. Les passerelles de haut niveau sont actuellement moins utilisées en raison de leur complexité. Par conséquent, l'interconnexion de réseau fait généralement référence au réseau qui utilise un commutateur et un routeur pour l'interconnexion. Cet article explique principalement le commutateur et le routeur de couche 3 et leurs différences.

Structure du système de surveillance à domicile

Ssorcières et routeurs

"Switch" est le mot avec la fréquence la plus élevée dans le réseau d'aujourd'hui. Du pont à l'itinéraire à l'ATM au système téléphonique, il peut être appliqué dans n'importe quelle situation. Le mot commutateur est apparu pour la première fois dans les systèmes téléphoniques, se référant spécifiquement à la commutation des signaux vocaux entre deux téléphones. L'équipement qui complète les travaux est un commutateur téléphonique. le commutateur est un concept technique, c'est-à-dire pour compléter la transmission des signaux de l'entrée de l'appareil à la sortie. Par conséquent, tous les appareils qui répondent à cette définition peuvent être appelés appareils de commutation.

Ainsi, "switch" est un mot au sens étendu. Lorsqu'il est utilisé pour décrire l'équipement dans la deuxième couche du réseau de données, il fait référence à un dispositif de pont. Lorsqu'il est utilisé pour décrire l'équipement dans la troisième couche, il fait référence à un dispositif de routage.

Le processus de commutation

Le commutateur Ethernet dont nous parlons souvent est un périphérique réseau de deuxième couche multiport basé sur la technologie de pont. Il fournit un chemin à faible latence et à faible surcharge pour transférer des trames de données d'un port à un autre. Ainsi, il devrait y avoir une matrice de commutation au cœur interne du commutateur, fournissant un chemin de communication entre deux ports quelconques, ou un bus de commutation rapide, de sorte que la trame de données reçue par n'importe quel port soit envoyée depuis d'autres ports.

La fonction de la matrice d'échange est souvent complétée par une puce spéciale (ASIC) dans les équipements. De plus, l'idée de conception des commutateurs Ethernet repose sur une hypothèse importante, à savoir que la vitesse du cœur d'échange est si rapide que les données à grand débit habituelles ne le rendront pas encombré. En d'autres termes, la capacité de commutation est infiniment grande par rapport à la quantité d'informations transmises (en revanche, l'idée des commutateurs ATM dans la conception est que la capacité de commutation est limitée par rapport à la quantité d'informations transmises).

Bien que le commutateur Ethernet de couche 2 ait été développé sur la base de ponts multiports, les riches fonctionnalités de commutation en font non seulement le meilleur moyen d'obtenir plus de bande passante, mais facilitent également la gestion du réseau.

Le routeur est un dispositif de commutation de paquets (ou dispositif de relais de couche réseau) dans la couche réseau du modèle de protocole OSI. La fonction de base du routeur est de transmettre des données (paquets IP) au bon réseau, notamment :

1. Transmission de datagrammes IP, y compris routage et transmission de datagrammes;
2.  Isolation de sous-réseau pour supprimer les tempêtes de diffusion ;
3. Maintenez la table de routage et échangez des informations de routage avec d'autres routeurs, qui constituent la base du transfert de paquets IP.
4. Gestion des erreurs des datagrammes IP et contrôle simple de la congestion ;
5. Réaliser le filtrage et la comptabilisation des datagrammes IP.

Routeurs dans différentes régions

Pour des réseaux d'échelles différentes, le rôle du routeur est différent. Sur le réseau fédérateur, le rôle principal du routeur est le routage. Les routeurs du réseau fédérateur doivent connaître les chemins vers tous les réseaux de niveau inférieur. Cela nécessite de maintenir une énorme table de routage et de réagir aussi rapidement que possible aux changements d'état de la connexion. La panne du routeur entraînera de sérieux problèmes de transmission d'informations.

Dans le réseau régional, la fonction principale du routeur est la connexion au réseau et le routage. Il relie les unités de réseau de base de niveau inférieur - le réseau du campus et est responsable de la transmission des données entre les réseaux de niveau inférieur.

Le rôle principal des routeurs est de séparer les sous-réseaux à l'intérieur du réseau du campus. La première infrastructure Internet était le réseau local (LAN), dans lequel tous les hôtes se trouvaient sur le même réseau logique. À mesure que la taille du réseau continue d'augmenter, le LAN évolue vers un réseau de campus composé de plusieurs sous-réseaux connectés par des dorsales et des routeurs à haut débit. Parmi eux, plusieurs sous-réseaux sont logiquement indépendants et le routeur est le seul appareil capable de les séparer. Il est responsable du transfert de paquets et de l'isolation de diffusion entre les sous-réseaux, et le routeur à la frontière est responsable de la connexion avec le réseau de couche supérieure.

La principale différences Entre un commutateur de couche 3 et un routeur

La raison la plus fondamentale pour laquelle nous ne pouvons pas faire la distinction entre un commutateur de couche 3 et un routeur est que le commutateur de couche 3 a également une fonction de « routage ». Malgré cela, il existe quelques différences essentielles entre les commutateurs de couche 3 et les routeurs :

1) Les fonctions principales sont différentes

Bien que les commutateurs et les routeurs de couche 3 aient des fonctions de routage, nous ne pouvons pas les assimiler les uns aux autres. C'est la même chose que de nombreux routeurs à large bande ont non seulement des fonctions de routage, mais fournissent également ports de commutation et les fonctions de pare-feu matériel, mais ils ne peuvent pas être assimilés à des commutateurs ou à des pare-feu. Parce que la fonction principale de ces routeurs est la fonction de routage, et que d'autres fonctions ne sont que complémentaires, dont le but est de rendre l'appareil plus applicable et plus pratique.

Il en va de même pour un commutateur de couche 3. C'est juste un commutateur avec quelques fonctions de routage de base, et sa fonction principale est l'échange de données. Alors que le routeur n'a qu'une seule fonction principale de routage et de transfert.

2) Les principaux environnements applicables sont différents

La fonction de routage du commutateur de couche 3 est relativement simple car il fait principalement face à de simples connexions LAN. Pour cette raison, la fonction de routage d'un commutateur de couche 3 est simple et le chemin de routage est beaucoup moins complexe que celui d'un routeur. Ses principaux objectifs dans le réseau local sont de fournir un échange de données rapide et de répondre aux caractéristiques d'application d'un échange de données fréquent dans le réseau local. Le routeur est différent. Il a été conçu à l'origine pour réaliser différents types de connexions réseau. Bien que le routeur soit également applicable à la connexion entre les réseaux locaux, il est principalement utilisé entre différents types de réseaux, tels que la connexion entre le LAN et les réseaux étendus.

La fonction principale d'un routeur est le routage et le transfert, et son objectif ultime est de résoudre la connexion de divers réseaux de routage complexes. Par conséquent, il dispose d'une puissante fonction de routage, qui convient non seulement aux LAN avec le même protocole, mais également entre les LAN et les WAN avec des protocoles différents. Ses avantages résident dans le choix du meilleur itinéraire, le partage de charge, la sauvegarde des liens et l'échange d'informations de routage avec d'autres réseaux.

3) Les performances sont différentes

Techniquement, les routeurs et les commutateurs de couche 3 présentent des différences distinctes dans les opérations de commutation de paquets. Les routeurs effectuent la commutation de paquets par des moteurs de routage logiciels basés sur des microprocesseurs, tandis que les commutateurs de couche 3 effectuent la commutation de paquets par le matériel. Une fois que le commutateur de couche 3 achemine le premier flux de données, il génère une table de mappage entre les adresses MAC et les adresses IP. Lorsque le même flux de données repasse, il passe directement par la couche 2 selon ce tableau au lieu d'être acheminé à nouveau. Ce faisant, le commutateur élimine le retard du réseau causé par la sélection de routage du routeur et améliore ainsi l'efficacité de la transmission des paquets de données.

Dans le même temps, la recherche d'itinéraire du système à trois couches interrupteur vise le flux de données. Il utilise la technologie de cache et peut être facilement réalisé par la technologie ASIC, ce qui peut considérablement réduire les coûts et réaliser un transfert rapide. Le transfert du routeur adopte la méthode de correspondance la plus longue, compliquée à mettre en œuvre et généralement mise en œuvre par logiciel, avec une faible efficacité de transfert. De ce fait, les performances globales des commutateurs de couche 3 sont bien meilleures que celles des routeurs, il convient donc très bien aux réseaux locaux avec des échanges de données fréquents.

Bien que les routeurs aient de puissantes fonctions de routage, leur efficacité de transfert de paquets est bien inférieure à celle des commutateurs de couche 3. Ils sont plus adaptés à l'interconnexion de différents types de réseaux où l'échange de données n'est pas fréquent, comme l'interconnexion des réseaux locaux et Internet. Ce sera un gaspillage (en termes de sa puissante fonction de routage) si des routeurs, en particulier des routeurs haut de gamme, sont utilisés dans les réseaux locaux. Il ne peut pas bien répondre aux exigences de performances de communication des réseaux locaux, affectant ainsi la communication normale entre les sous-réseaux.

Pour résumer, il existe encore des différences essentielles entre le commutateur de couche 3 et le routeur. Dans l'ensemble, il est préférable d'utiliser un commutateur de couche 3 pour une connexion multi-sous-réseaux dans le LAN, en particulier dans un environnement où l'échange de données entre différents sous-réseaux est fréquent. D'une part, il peut assurer les exigences de performances de communication entre les sous-réseaux. D'autre part, cela permet d'économiser l'investissement dans l'achat de routeurs. Bien sûr, il est compréhensible d'utiliser des routeurs si la communication entre les sous-réseaux n'est pas très fréquente, ce qui peut également atteindre l'objectif d'isolement sécurisé et de communication mutuelle entre les sous-réseaux. Les détails doivent être déterminés en fonction des besoins réels.

Commutateur de FiberMall

The Passé et présent of Commutateur 3 de couche

L'objectif le plus important du commutateur de couche 3 est d'accélérer l'échange de données au sein d'un grand réseau local. La fonction de routage a également servi cet objectif. Il peut réaliser un itinéraire et plusieurs transferts. Les processus réguliers tels que le transfert de paquets de données sont implémentés par le matériel à grande vitesse, tandis que les fonctions telles que la mise à jour des informations d'itinéraire, la maintenance de la table d'itinéraire, le calcul d'itinéraire et la détermination de l'itinéraire sont implémentées par logiciel.

Dans un souci de gestion de la sécurité et de la commodité, principalement pour réduire les dommages causés par les tempêtes de diffusion, les grands réseaux locaux doivent être transformés en petits réseaux locaux en fonction de facteurs tels que les fonctions ou les régions. Cela rend la technologie VLAN largement utilisée dans le réseau. La communication entre différents VLAN doit être transmise via des routeurs. En raison du nombre limité de ports et de la vitesse de routage lente, l'échelle et la vitesse d'accès du réseau sont limitées simplement en utilisant des routeurs pour réaliser l'accès inter-réseaux.

Sur la base de cette situation, les commutateurs de couche 3 ont vu le jour. Le commutateur de couche 3 est conçu pour IP et possède un type d'interface simple. Il dispose d'une forte capacité de traitement des paquets de couche 2 et convient parfaitement au routage des données et à la commutation sur un grand réseau local. Le commutateur peut non seulement fonctionner dans la troisième couche du protocole pour remplacer ou compléter partiellement les fonctions des routeurs traditionnels, mais a également la vitesse des commutations de couche 2, à un prix relativement bon marché.

La plupart des fonctions de routage des commutateurs de couche 3 sont destinées à l'interaction des données, de sorte que leurs fonctions de routage ne sont pas aussi puissantes que celles des routeurs professionnels du même niveau. Après tout, il existe encore de nombreuses lacunes dans la sécurité et la prise en charge des protocoles, qui ne peuvent pas complètement remplacer le travail des routeurs.

La pratique typique est la suivante : pour l'interconnexion de différents sous-réseaux dans le même réseau local et le routage entre les VLAN dans le réseau local, remplacer les routeurs par des commutateurs de couche 3. Les routeurs professionnels ne sont utilisés que lorsque l'interconnexion entre le réseau local et le réseau public doit permettre un accès au réseau interrégional.

Cinclusion

En résumé, les commutateurs sont généralement utilisés pour les connexions LAN-WAN. Les commutateurs sont attribués aux ponts et sont des dispositifs au niveau de la couche de liaison de données. Certains commutateurs peuvent également réaliser la commutation de la troisième couche. Les routeurs sont utilisés pour la connexion entre WAN-WAN, ce qui peut résoudre le problème de transfert de paquets entre réseaux hétérogènes et agir sur la couche réseau. En comparaison, les routeurs sont plus puissants que les commutateurs, mais ils sont plus lents et plus chers. Les commutateurs de couche 3 sont largement utilisés en raison de leur capacité à transférer des messages à vitesse filaire et de leur bonne fonction de contrôle similaire à celle des routeurs.