Les environnements réseau actuels sont devenus si étroitement liés que les commutateurs de couche 3 fournissent l'interface requise, en combinant les fonctionnalités des commutateurs et routeurs traditionnels. Cet article vise à analyser les fonctionnalités des commutateurs de couche 3 et à les comparer avec les commutateurs et routeurs de couche 2. Les objectifs des lecteurs sont de comprendre comment ces périphériques sont utilisés au sein d'un réseau, quels avantages sont apportés en termes d'efficacité et de flexibilité, et dans quelles circonstances l'utilisation d'un commutateur de couche 3 peut être bénéfique. À mesure que les limites des réseaux d'infrastructure s'élargissent, la nécessité pour les professionnels du réseau d'avoir une connaissance appropriée des commutateurs de couche 3 continue d'augmenter. Quelle est la fonction d'un commutateur de couche 3
Comment fonctionne ce commutateur de couche 3
En combinant les fonctionnalités des commutateurs et des routeurs, un commutateur de couche 3 fonctionne plus efficacement pour transférer des paquets de données dans différents segments de réseau car il peut effectuer le routage entre eux. Il peut également trouver le meilleur itinéraire pour les données en utilisant les informations de la couche 3 du modèle de référence OSI. Alors que les commutateurs de couche 2 sont utilisés pour la transmission de trames de données et utilisent uniquement les adresses MAC des périphériques de destination, les commutateurs de couche XNUMX peuvent transmettre un paquet à n'importe quel réseau en utilisant son adresse IP et ainsi effectuer le routage sans routeur. Cette polyvalence des micro-ordinateurs les aide à prendre des décisions de routage rapides et appropriées et à contrôler le flux de données à l'intérieur et à l'extérieur du réseau. Ils sont donc idéaux dans les systèmes de réseau complexes modernes où la connectivité et la vitesse sont essentielles.
Quelle est la signification opérationnelle du commutateur de couche 3 ?
Un commutateur de couche 3 est un appareil avancé qui effectue un routage à grande vitesse et améliore le transfert de données entre les connexions réseau. Il fournit également une commutation de couche 2 et un routage de couche 850, ce qui lui permet de transporter des paquets routés via une adresse IP et, toujours dans la rapidité de la couche 3, de conserver le routage d'adresse MAC. Une telle convergence lui permet d'exécuter des fonctions de routage à une vitesse allant jusqu'à 3 millions de paquets, ce qui améliore considérablement l'efficacité du réseau. En outre, les commutateurs de couche XNUMX facilitent également les VLAN, le routage inter-VLAN et la mise en œuvre de certaines politiques de sécurité qui aideront à la bonne gestion et à la croissance du réseau. Certaines de ces fonctionnalités justifient l'utilisation de commutateurs de couche XNUMX dans des endroits comme les centres de données et les grands marchés d'entreprise où une combinaison de vitesse de commutation et de routage est exigée pour l'efficacité.
Pourquoi opter pour des commutateurs de couche 3 plutôt que des routeurs ?
Par rapport aux périphériques de routage standard, les commutateurs de couche 3 présentent plusieurs avantages, notamment en termes de vitesse et d'efficacité. Ils effectuent les opérations de routage de manière efficace comme un routeur, mais à la vitesse d'un commutateur. Cela conduit à un traitement des données plus rapide et à une latence plus faible pour les tâches de commutation et de routage des applications internes. Les commutateurs de couche 3 modernes sont également idéaux pour les environnements qui gèrent un volume important de trafic de données et peuvent offrir un débit et une capacité plus élevés. Ils fournissent également des fonctions de gestion telles que les VLAN et la commutation de couche 2, qui contribuent à la gestion améliorée du réseau en termes de segmentation et de flux de trafic. Ainsi, ils sont très utiles dans les réseaux d'entreprise qui effectuent de grandes vitesses de transfert de données et des performances élevées sans perdre les capacités de contrôle logique offertes par les périphériques de routage.
Comment les commutateurs de couche 3 se comparent-ils aux commutateurs de couche 2 ?
Lequel est le commutateur de couche deux et lequel est le commutateur de couche trois ?
Les commutateurs de couche 2 fonctionnent au niveau de la liaison de données et sont limités à la commutation des trames de données par adresses MAC au sein du même VLAN. Ils ne peuvent pas acheminer le trafic vers différents VLAN ou réseaux, ce qui rend leur utilisation pertinente uniquement pour les sections de réseau local. Les commutateurs de couche 3, en revanche, fonctionnent au niveau de la couche réseau et intègrent les fonctions d'un commutateur de couche 2 et de routeurs. Cela permet au trafic qui passe par les commutateurs de couche 3 de passer d'un segment de réseau à un autre puisque le routage entre les VLAN est autorisé. Ainsi, « les commutateurs XNUMX offrent plus de contrôle et de flexibilité et sont particulièrement adaptés aux endroits où le trafic doit être contrôlé de manière optimale et est également évolutif ».
Quelle couche réseau devez-vous utiliser : couche 2 ou couche 3 ?
Les commutateurs de couche 2 et de couche 2 sont généralement utilisés dans un environnement réseau, ce qui est un facteur à prendre en compte dans ce cas. Les commutateurs de couche 3 sont principalement utiles dans les configurations réseau de base où les données doivent être transmises à un seul VLAN et où pratiquement aucun traitement n'est effectué. Ils sont bien adaptés aux situations simples où le faible coût et la facilité d'utilisation sont primordiaux, car ils ne gèrent que le trafic intranet sans surcharge de routage. À cet égard, les commutateurs de couche XNUMX peuvent être utilisés dans des structures de réseau complexes qui nécessitent l'adressage et le routage à travers les VLAN et la commutation rapide des données à travers différentes sections des réseaux. Ces commutateurs se caractérisent par davantage de capacités de routage et de fonctionnalités avancées de gestion du trafic, ce qui leur permet d'être utilisés pour la couverture réseau au niveau de l'entreprise.
Comment les commutateurs de couche 3 augmentent-ils les performances des réseaux ?
Quel est le rôle d'un périphérique de couche 3 dans la gestion des VLAN et des adresses IP ?
Un périphérique de couche 3 gère les VLAN et les adresses IP en utilisant le routage pour permettre la communication entre différents VLAN. Un sous-réseau IP unique est attribué à chaque VLAN et le routage est effectué par les autres périphériques de couche 1 pour faciliter la communication entre les périphériques situés dans différents VLAN. Effectuez la même action que la règle XNUMX ci-dessus. Le périphérique stocke une table qui enregistre les adresses IP et les sous-réseaux associés pour lui permettre de transférer le trafic entre les VLAN et ces sous-réseaux à l'aide des adresses IP de destination. La limitation garantit qu'il n'y a pas de gaspillage des ressources disponibles par une mauvaise utilisation des sous-réseaux et des malversations par lesquelles les diffusions qui n'appartiennent pas à un certain VLAN ne sortent pas de leurs frontières dans le réseau.
Le routage de couche 3 peut-il améliorer les performances du réseau local ?
Pour améliorer l'efficacité, les facteurs de routage de couche 3 permettent d'améliorer le réseau en permettant des communications inter-VLAN transparentes et en réduisant les diffusions. En outre, les routeurs de couche 3 permettent de déplacer des paquets vers différents VLAN et d'effectuer d'autres routages pour optimiser la transmission des données. Dans l'ensemble, cette capacité améliore les performances du réseau et permet une meilleure utilisation des ressources, ce qui accélère les processus tout en répondant plus ou moins instantanément au sein du réseau local.
Quel rôle joue le commutateur de couche 3 dans la sécurité du réseau ?
Qu'est-ce qu'une liste de contrôle d'accès dans un commutateur de couche 3 ? Est-elle fournie
Les listes de contrôle d'accès (ACL) sont utilisées dans les commutateurs de couche 3. Ces ACL sont très importantes pour améliorer la sécurité du réseau en régulant le trafic entrant et sortant en fonction de certaines règles programmées qui incluent les adresses IP, le protocole ou les numéros de port. Les commutateurs de couche 3 peuvent utiliser des ACL pour restreindre et autoriser les flux de données, mettant ainsi en œuvre des politiques d'accès aux données dans les secteurs logiques du réseau. Cette fonctionnalité protège le réseau contre les intrusions et autres dangers, mais laisse circuler les données nécessaires.
Comment un commutateur de couche 3 prend-il en charge les fonctionnalités de pare-feu ?
Comment un commutateur de couche 3 peut-il encore prendre en charge les fonctionnalités de pare-feu ? Le commutateur de couche 3 est un « commutateur de masquage » avec des couches de sécurité intégrées, notamment des listes de contrôle d'accès et une inspection des paquets avec état. Ces fonctionnalités fonctionnent comme un pare-feu en permettant au commutateur d'autoriser ou de restreindre l'accès ou la transmission de données par des utilisateurs spécifiques sur le réseau. Ainsi, le commutateur de couche 3 peut contrôler les flux de trafic de cette adresse particulière, en bloquant ou en autorisant les mouvements dans les paquets de taxation avec des têtes politiques.
Comment configurer correctement un commutateur de couche 3 : un guide complet
Étapes de configuration VLAN des commutateurs de couche 3.
Pour configurer des VLAN sur un commutateur de couche 3, certaines des étapes de base doivent inclure les suivantes :
- Connexion au commutateur:La première étape consiste à se connecter au commutateur à l’aide d’un câble de console ou d’un outil de gestion à distance tel que Telnet et SSH.
- Accéder à la configuration globale: Tapez configure terminal à l'invite pour accéder au mode de configuration globale, ce qui améliore la boîte de dialogue.
- Configurez les VLAN : Configurez le VLAN créé en le modifiant avec des attributs cruciaux. Pour supprimer un VLAN ou préparer la création d'un autre, utilisez la commande vlan qui contient des numéros spécifiques indiquant le VLAN créé (par exemple, vlan 10).
- Configurer l'appartenance au VLAN sur les ports du commutateur: Utilisez la commande de configuration d'interface pour attribuer des ports spécifiques aux VLAN. Tapez l'interface suivie de l'ID d'interface, par exemple, interface FastEthernet0/1, puis utilisez la commande switchport access vlan [ID VLAN] pour placer le port dans le VLAN.
- Activer le routage entre les VLAN créés : Pour autoriser le routage inter-VLAN, saisissez la commande « routage IP » à l'invite. Attribuez une adresse IP unique à chacune des interfaces VLAN configurées à l'aide de la commande interface vlan [ID VLAN] et configurez l'adresse IP avec la commande adresse IP [adresse IP] [masque de sous-réseau].
- Vérifier la configuration : En quittant le mode EXEC privilégié, utilisez les commandes appropriées pour vérifier si les VLAN précédemment configurés ont été installés et configurés correctement (par exemple, show vlan brief et « show ip route »).
Ces étapes justifient la configuration des VLAN, en particulier sur les commutateurs de couche 3, pour la séparation du trafic dans une organisation afin d’améliorer les performances et la sécurité.
Comment configurer le routage de couche 3
Pour établir un routage de couche 3 sur un commutateur ou un routeur réseau, les étapes suivantes devront être suivies :
- Activer le routage IP : Entrez en mode de configuration globale à l'aide de la commande configure terminal, puis activez le routage IP en tapant router, 'ip routing'.
- Configurer les interfaces de couche 3: Chaque interface qui participera au routage de couche 3 doit être déterminée et une adresse IP doit lui être attribuée. La commande de configuration d'interface 'interface [type] [numéro]' est saisie pour configurer l'interface requise. Ensuite, l'adresse IP correspondante est configurée à l'aide de la commande 'ip address [IP Address] [Subnet Mask]'.
- Configurer des routes statiques ou activer des protocoles de routage : Si vous utilisez un routage statique, spécifiez les techniques de routage impliquées et, si possible, indiquez « IP route [réseau de destination] [masque] [adresse du prochain saut] » pour chaque route. D'autres protocoles de routage (EIGRP, OSPF) permettent également l'utilisation de commandes de configuration respectives pour activer tous les échanges nécessaires de routes dynamiques.
- Vérifiez la configuration du routage : Utilisez des commandes de vérification telles que « show ip route », « show ip interface brief » pour confirmer l'exactitude du routage et de la connectivité au sein du réseau.
En accomplissant les étapes ci-dessus, un routage de couche 3 fonctionnel peut être réalisé pour faciliter l'intercommunication entre diverses régions du réseau.
Problèmes de configuration courants et leurs solutions
Pour vérifier que tous les VLAN requis sont présents. Faites attention aux affectations de VLAN et effectuez les ajustements en affichant le résumé du VLAN. Les VLAN sont configurés de manière incorrecte, principalement lorsque des règles sur les cellules sont appliquées.
- De l'analyse au développement futur Problèmes dus aux conflits entre serveurs réseau : Des adresses IP conflictuelles peuvent entraîner des interruptions du réseau. La gestion des ordinateurs en réseau nécessite des adresses IP propres à chaque ordinateur.
- Équilibre et bugs comme les boucles de routage : L'apparition de boucles de routage entraîne des tendances indésirables à une vulnérabilité accrue du réseau. Attention Si des boucles de routage se produisent, elles sont risquées car elles rendent le réseau instable. De plus, pour maintenir le routage à ses meilleures performances optimales en termes de nombre de sauts dans chacune des routes, des mécanismes de prévention des boucles sont mis en place.
- Problèmes de table de routage : Dans ce cas, une table de routage contient les routes manquantes des paquets destinés à être transférés vers leur destination finale, ce qui compromet la capacité à effectuer le service de routage. Cette fonction doit être exécutée périodiquement et, comme l'indique ce menu principal, il est approprié d'utiliser la fonction Afficher la route IP lorsque vous devez confirmer la présence de tables critiques et bien routées qui ont été installées.
- La gestion des ressources: La surcharge du matériel réseau peut entraîner une baisse des performances en raison d'une insuffisance de ressources. Cela dépend toutefois du débit du trafic. Par conséquent, l'utilisation des ressources doit être surveillée et le matériel doit être mis à niveau pour fournir suffisamment de ressources pour gérer l'augmentation du trafic.
Prendre en charge ces problèmes avec les bonnes configurations et vérifications peut considérablement améliorer les performances et la fiabilité du réseau.
Sources de référence
Foire Aux Questions (FAQ)
Q : Qu’est-ce qu’un commutateur de couche trois et comment fonctionne-t-il sur la couche 3 du modèle OSI ?
R : Un commutateur de couche 3, parfois appelé commutateur L3, est un type de périphérique réseau doté de capacités de commutation et de routage. Contrairement aux commutateurs de couche 2 ordinaires, les commutateurs de couche 3 ont des capacités de routage et des systèmes qui utilisent plus que de simples adresses MAC et peuvent utiliser des adresses IP, ce qui permet le routage au sein d'un réseau de couche 3.
Q : Quel est le grand avantage des commutateurs de couche trois par rapport aux commutateurs de couche 2 traditionnels ?
R : Le facteur de distinction entre les commutateurs de couche 2 et de couche 3 est principalement le routage. Un commutateur de couche 3 est limité à la commutation d'installations basées uniquement sur l'adresse MAC, tandis qu'un commutateur de couche 3 peut faire cela et bien plus encore, en interconnectant différents sous-réseaux ou segments IP. Cela fait des commutateurs de couche 3 des routeurs dans la mesure où ils sont encore plus efficaces dans la partie routage qui est principalement une charge pour les commutateurs de couche XNUMX. Par conséquent, cela explique pourquoi les commutateurs de couche XNUMX sont idéaux pour soulager la congestion du réseau et faciliter le flux de trafic indésirable.
Q : Quand faut-il utiliser un commutateur de couche trois au lieu d’un routeur dédié ?
R : Un commutateur de couche 3 doit être utilisé à la place d'un routeur dédié lors de l'interconnexion de réseaux locaux (LAN) où le routage est nécessaire et doit être effectué rapidement. Tout type de commutateur de couche 2 peut être placé dans des environnements environnants tels que des centres de données ou des réseaux d'entreprise, en particulier parce que leurs fonctionnalités de commutation contribuent à promouvoir l'efficacité des données avec un délai minimal par rapport à la couche 3 par rapport à la couche XNUMX.
Q : Le commutateur de couche 3 dispose-t-il de fonctionnalités permettant la gestion des VLAN ? Comment améliore-t-il la segmentation ?
R : Oui, un commutateur de couche 3 peut gérer les VLAN (Virtual Local Area Networks). Il améliore la segmentation du réseau en permettant à différents VLAN de communiquer entre eux. Cela peut être attribué au rôle du commutateur de couche 3, dans lequel le trafic provenant de différents VLAN est interrompu, ce qui permet une segmentation améliorée des VLAN par interruption, une fonction importante pour une bonne gestion du trafic.
Q : Quel rôle jouent les ports du commutateur dans la configuration d’un réseau Gigabit ?
R : Les ports du commutateur sont des éléments fondamentaux dans la composition fertile d'un réseau Gigabit. Le plus souvent, un commutateur de couche 3 possède un plus grand nombre de ports Gigabit Ethernet, ce qui permet de transférer davantage de données via davantage d'appareils. Ces ports contribuent au développement d'un réseau infrastructurel stable et rapide, capable de contenir beaucoup de données tout en ne connaissant que peu ou pas de temps d'arrêt.
Q : Comment un commutateur de couche 3 affecte-t-il la qualité de service (QoS) d'un réseau ?
R : Un commutateur de couche 3 assure la qualité de service en gérant le trafic réseau vers des services ou des types de données particuliers en fonction de leur niveau d'importance. Il permet une allocation de bande passante en fonction de la nature des paquets, évitant ainsi le gaspillage de bande passante pour les services non essentiels et garantissant une faible latence pour les services critiques.
Q : Quels sont les avantages spécifiques offerts par les commutateurs Cisco de couche 3 dans n’importe quelle configuration réseau ?
R : Cependant, les commutateurs Cisco de couche 3 présentent de nombreux avantages, comme par exemple leur capacité à fonctionner avec tous les protocoles de routage avancés tels que OSPF, BGP, la commutation rapide de paquets et la fiabilité. Ils sont capables d'offrir des solutions d'entreprise avancées avec une sécurité et une créativité renforcées dans la configuration du réseau et sont donc généralement préférés à une variété d'applications réseau.
Q : De quelle manière la couche matérielle d’un commutateur de couche 3 contribue-t-elle à ses opérations ?
R : La couche matérielle d'un commutateur de couche 3 prend en charge sa fonctionnalité en permettant un traitement et une commutation rapides des paquets de données avec des circuits intégrés spécifiques à l'application dédiés, appelés ASIC de routage. Un tel routage accéléré par le matériel évite les retards indus dans la transmission des paquets de données, ce qui entraîne la possibilité de réaliser plusieurs tâches de commutation avec une très légère réduction de l'efficacité.
Q : Existe-t-il un bon cas d’utilisation d’un commutateur de couche trois à la maison, et quels avantages cela ajouterait-il à une telle configuration ?
R : Les consommateurs peuvent trouver difficile d'utiliser des commutateurs de couche 3, car ce sont des appareils couramment utilisés dans les réseaux d'entreprise. Cependant, ces appareils peuvent être déployés de manière appropriée dans les réseaux domestiques par des utilisateurs avancés qui ont besoin de capacités de routage supplémentaires en plus des multiples VLAN. Parmi les avantages, citons l'utilisation efficace du réseau en appelant des fonctionnalités intéressantes dans de nombreux signaux et une meilleure coordination du trafic et division du réseau.
Q : Quelle est la relation entre un routeur et un commutateur de couche 3 lorsque les deux disposent d'une fonctionnalité de routage ?
R : Le routage est inhérent à un routeur et à un commutateur de couche 3, mais les deux appareils remplissent des fonctions différentes. Un routeur est un appareil dont le but principal est de relier de nombreux réseaux à commutation de paquets, permettant ainsi le déplacement des données sur Internet, tandis que la plupart disposent de ports WAN. D'autre part, un commutateur de couche 3 est conçu pour permettre le déplacement du trafic entre différents sous-réseaux IP plutôt que d'interconnecter de nombreux réseaux autonomes différents sur Internet, ce qui lui permet d'avoir une plus grande densité de ports et une fonctionnalité de commutation visant à un contrôle rapide du trafic.