Os ambientes de rede de hoje se tornaram tão interligados que os switches da Camada 3 fornecem a interface necessária, combinando os recursos dos switches e roteadores tradicionais. Este artigo busca analisar os recursos dos switches da Camada 3 e compará-los com os switches e roteadores da Camada 2. Os objetivos dos leitores são entender como esses dispositivos são usados em uma rede, quais benefícios são trazidos em termos de eficiência e flexibilidade e em quais circunstâncias o uso de um switch da Camada 3 pode ser benéfico. À medida que as limitações das redes de infraestrutura aumentam, a exigência de que os profissionais de rede tenham conhecimento apropriado dos switches da Camada 3 continua a aumentar. Qual é a função de um switch da Camada 3
Como funciona este switch de camada 3
Combinando os recursos de switches e roteadores, um switch de Camada 3 opera de forma mais eficiente no encaminhamento de pacotes de dados em diferentes segmentos de rede, pois pode executar o roteamento entre eles. Ele também pode encontrar a melhor rota para dados usando as informações da camada 3 do modelo de referência OSI. Enquanto os switches da camada 2 são usados para transmissão de quadros de dados e usam apenas os endereços MAC dos dispositivos de destino, os switches da camada três podem transmitir um pacote para qualquer rede usando seu endereço IP e, assim, transacionar o roteamento sem um roteador. Essa versatilidade dos microcomputadores os ajuda a tomar decisões de roteamento rápidas e apropriadas e a controlar o fluxo de dados dentro e fora da rede. Eles são, portanto, ideais em sistemas de rede modernos e complicados, onde a conectividade e a velocidade são essenciais.
Qual é o significado operacional do switch da Camada 3?
Um switch de Camada 3 é um dispositivo avançado que realiza roteamento de alta velocidade e melhora a transferência de dados entre conexões de rede. Ele também fornece comutação de camada 2 e roteamento de camada três, permitindo que ele carregue pacotes roteados via endereço IP e ainda dentro da rapidez da camada dois, retenha o roteamento de endereço MAC. Essa convergência permite que ele execute funções de roteamento na velocidade de até 850 milhões de pacotes, o que melhora muito a eficiência da rede. Além disso, os switches de Camada 3 também facilitam vLANs, roteamento inter-vLAN e execução de algumas políticas de segurança que ajudarão no gerenciamento e crescimento adequados da rede. Alguns desses recursos justificam o uso de switches de Camada 3 em locais como data centers e grandes mercados corporativos onde uma combinação de velocidade de comutação e roteamento é exigida para eficiência.
Por que optar por switches de camada 3 em vez de roteadores?
Comparados aos dispositivos de roteamento padrão, os switches de Camada 3 têm várias vantagens a oferecer, especialmente em termos de velocidade e eficiência. Ele faz as operações de roteamento de forma eficiente como um roteador, mas na velocidade de um switch. Isso leva a um processamento de dados mais rápido e menor latência para tarefas de roteamento e comutação de aplicativos internos. Os switches modernos de Camada 3 também são ideais para ambientes que conduzem um grande volume de tráfego de dados e podem oferecer maior rendimento e capacidade. Eles também fornecem funções de gerenciamento, como VLANs e comutação de Camada 2, que auxiliam no gerenciamento de rede aprimorado em termos de segmentação e fluxo de tráfego. Portanto, eles são altamente úteis em redes corporativas que realizam muitas velocidades de transferência de dados e alto desempenho sem perder as capacidades de controle lógico oferecidas pelos dispositivos de roteamento.
Como os switches da Camada 3 se comparam aos switches da Camada 2?
Qual é o switch da Camada Dois e qual é o switch da Camada Três?
Os switches da Camada 2 funcionam no nível do link de dados e são limitados a alternar quadros de dados por endereços MAC dentro da mesma VLAN. Eles não podem rotear tráfego para diferentes VLANs ou redes, tornando seu uso relevante apenas para seções de rede local. Os switches da Camada 3, por outro lado, atuam na camada de rede e integram as funções de um switch da Camada 2 e roteadores. Isso permite que o tráfego que passa pelos switches da camada três atravesse de um segmento de rede para outro, já que o roteamento entre VLANs é permitido. Assim, “os switches 3 fornecem mais controle e flexibilidade e são mais adequados em locais onde o tráfego precisa ser controlado de forma otimizada e também é escalável”.
Qual camada de rede você deve usar: Camada 2 ou Camada 3?
Os switches de camada 2 e camada três tendem a ser usados em uma configuração de rede, que é um fator pelo qual se deve guiar neste caso.) Os switches de camada 2 são úteis principalmente em configurações básicas de rede onde os dados precisam ser encaminhados para uma única VLAN apenas, e quase nenhum processamento é feito. Eles são bem adequados para situações simples onde baixo custo e facilidade de uso são primordiais, uma vez que eles gerenciam apenas o tráfego de intranet sem sobrecarga de roteamento. A este respeito, os switches de camada 3 podem ser usados em estruturas de rede complicadas que exigem que o endereçamento e o roteamento sejam realizados em VLANs e a comutação de dados em várias seções das redes seja feita rapidamente. Esses switches são caracterizados por mais recursos de roteamento e recursos avançados de gerenciamento de tráfego, permitindo que sejam usados para cobertura de rede em um nível empresarial.
Como os switches da Camada 3 aumentam o desempenho das redes?
Qual é a função de um dispositivo de camada 3 no tratamento de VLANS e endereços IP?
Um dispositivo de Camada 3 manipula VLANs e endereços IP usando roteamento para habilitar a comunicação entre diferentes VLANs. Uma sub-rede IP exclusiva é alocada para cada VLAN, e o roteamento é feito pelos outros dispositivos de camada três para facilitar a comunicação entre dispositivos localizados em diferentes VLANs. Execute a mesma ação da Regra 1 acima. O dispositivo armazena uma tabela que registra endereços IP e as sub-redes associadas para permitir que ele encaminhe o tráfego entre VLANs e essas sub-redes com o auxílio de endereços IP de destino. A limitação garante que não haja desperdício de recursos disponíveis por meio de uso indevido de sub-rede e práticas ilícitas, por meio das quais as transmissões que não pertencem a uma determinada VLAN não saem de suas fronteiras na rede.
O roteamento da camada 3 pode melhorar o desempenho da LAN?
Para aumentar a eficiência, sim, os fatores de roteamento da Camada 3 fornecem melhoria de rede ao permitir comunicações inter-VLAN contínuas e redução de transmissões. Estendendo ainda mais o motivo pelo qual a Camada 3 economiza largura de banda, os roteadores da Camada 3 permitem a movimentação de pacotes para várias VLANs e roteamento adicional para otimizar a transmissão de dados. No geral, essa capacidade melhora o desempenho da rede e atende melhor em termos de utilização de recursos, tornando os processos mais rápidos enquanto responde mais ou menos instantaneamente dentro da rede local.
Qual o papel do switch de camada 3 na segurança de rede?
O que é uma lista de controle de acesso em um switch de camada 3? Ela fornece
Listas de Controle de Acesso (ACLs) são empregadas em switches de Camada 3. ResumoEssas ACLs são muito importantes para melhorar a segurança da rede regulando o tráfego de entrada e saída de acordo com algumas regras programadas que incluem endereços IP, protocolo ou números de porta. Os switches de Camada 3 podem usar ACLs para restringir e permitir fluxos de dados, implementando assim políticas para acesso a dados em setores lógicos na rede. Esse recurso protege a rede de intrusões e outros perigos, mas permite que os dados necessários fluam.
Como um switch de camada 3 oferece suporte às funcionalidades de firewall?
Como é possível que um switch de Camada 3 ainda suporte recursos de firewall? O switch de camada 3 é um "switch de mascaramento" com camadas de segurança incorporadas, incluindo listas de controle de acesso e inspeção de pacotes com estado. Esses recursos funcionam como um firewall, permitindo que o switch permita ou restrinja usuários específicos de acessar ou transmitir dados na rede. Assim, o switch de Camada 3 pode controlar os fluxos de tráfego desse endereço específico, bloqueando ou permitindo movimentos em pacotes de tributação com cabeças políticas.
Como configurar corretamente um switch de camada 3: um guia abrangente
Etapas de configuração de VLAN de switches de camada 3.
Para configurar VLANs em um switch de Camada 3, algumas das etapas básicas devem incluir o seguinte:
- Conectando ao comutador: O primeiro passo é conectar-se ao switch usando um cabo de console ou uma ferramenta de gerenciamento remoto, como Telnet e SSH.
- Acessando a configuração global: Digite configure terminal no prompt para acessar o modo de configuração global, o que melhora a caixa de diálogo.
- Configurar VLANs: Configure a VLAN criada editando-a com atributos cruciais. Para excluir uma VLAN ou preparar para criar outra, use o comando vlan que contém números específicos denotando a VLAN criada (por exemplo, vlan 10).
- Configurar associação de VLAN em portas de switch: Use o comando de configuração de interface para atribuir portas específicas a VLANs. Digite a interface seguida pelo ID da interface, por exemplo, interface FastEthernet0/1, e então use o comando switchport access vlan [VLAN ID] para colocar a porta na VLAN.
- Habilitar o roteamento entre as VLANs criadas: Para permitir o roteamento entre VLANs, digite o comando 'IP routing' no prompt. Atribua um endereço IP exclusivo a cada uma das interfaces VLAN configuradas usando o comando interface vlan [VLAN ID] e configure o endereço IP com o comando IP address [endereço IP] [máscara de sub-rede].
- Verifique a configuração: Ao sair para o modo EXEC privilegiado, use os comandos apropriados para verificar se as VLANs configuradas anteriormente foram instaladas e configuradas corretamente (por exemplo, show vlan brief e `show ip route').
Essas etapas justificam a configuração de VLANs, especialmente em switches da Camada 3, para separação de tráfego em uma organização para melhorar o desempenho e a segurança.
Como configurar o roteamento da camada 3
Para estabelecer o roteamento da Camada 3 em um switch ou roteador de rede, as seguintes etapas deverão ser seguidas:
- Habilitar roteamento IP: Entre no modo de configuração global usando o comando configure terminal e ative o roteamento IP digitando router, 'ip routing'.
- Configurar interfaces da camada 3: Cada interface que participará do roteamento da Camada 3 deve ser determinada e atribuída a um endereço IP. O comando de configuração de interface 'interface [tipo] [número]' é inserido para configurar a interface necessária. Depois disso, o endereço IP relevante é configurado usando o comando 'ip address [Endereço IP] [Máscara de Sub-rede]'.
- Configurar rotas estáticas ou habilitar protocolos de roteamento: Se estiver usando roteamento estático, especifique as técnicas de roteamento envolvidas e, se possível, declare 'ip route [destination network] [mask] [next-hop address]' para cada rota. Como alternativa, outros protocolos de roteamento (EIGRP, OSPF) permitem o uso de respectivos comandos de configuração para habilitar todas as trocas necessárias de rotas dinâmicas.
- Verifique a configuração de roteamento: Use comandos de verificação como 'show ip route', 'show ip interface brief' para confirmar a exatidão do roteamento e da conectividade dentro da rede.
Ao realizar as etapas acima, o roteamento funcional da Camada 3 pode ser realizado para facilitar a intercomunicação entre diversas regiões de rede.
Problemas comuns de configuração e suas soluções
Para verificar se todas as VLANs necessárias estão presentes. Preste atenção às atribuições de VLAN e faça ajustes mostrando o resumo de VLAN. As VLANs são configuradas incorretamente, principalmente quando regras em células estão sendo impostas.
- Da análise ao desenvolvimento futuro Problemas devido a conflitos de servidor de rede: Endereços IP conflitantes podem criar interrupções de rede. O gerenciamento de computadores em rede requer endereços IP exclusivos para cada computador.
- Equilíbrio e bugs como loops de roteamento: A ocorrência de loops de roteamento leva a tendências indesejadas de vulnerabilidade de rede agravada. Cuidado Se loops de roteamento ocorrerem, eles são arriscados, pois tornam a rede instável. Além disso, para manter o roteamento em seu melhor desempenho ideal em termos do número de saltos em cada uma das rotas, mecanismos de prevenção de loop são colocados em prática.
- Problemas na tabela de roteamento: Neste caso, uma tabela de roteamento contém as rotas ausentes de pacotes destinados ao encaminhamento para seu destino final, comprometendo a capacidade de executar o serviço de roteamento. Esta função deve ser executada periodicamente e, como este menu primário declara, é apropriado usar o comando show IP route quando você precisa confirmar a presença de tabelas críticas e bem roteadas que foram instaladas.
- Gestão de recursos: Sobrecarregar o hardware de rede pode levar ao declínio do desempenho devido à insuficiência de recursos. Isso, no entanto, depende da taxa em que o tráfego está indo. Portanto, o uso de recursos deve ser rastreado, e o hardware de recursos deve ser atualizado para fornecer recursos suficientes para lidar com o aumento do tráfego.
Cuidar desses problemas com as configurações e verificações corretas pode melhorar muito o desempenho e a confiabilidade da rede.
Fontes de Referência
Perguntas Frequentes (FAQs)
P: O que é um switch de camada três e como ele funciona na camada 3 do modelo OSI?
R: Um switch de camada 3, às vezes chamado de switch L3, é um tipo de dispositivo de rede que tem capacidades de comutação e roteamento. Diferentemente dos switches de camada 2 comuns, os switches de camada 3 têm capacidades de roteamento e sistemas que usam mais do que apenas MAC e podem usar endereços IP, permitindo o roteamento dentro de uma rede de camada 3.
P: Qual é a grande vantagem dos switches de camada três em relação aos switches tradicionais de camada 2?
R: O fator de distinção entre os switches da camada 2 e da camada 3 é principalmente o roteamento. Um switch da camada dois é limitado a recursos de comutação com base apenas no endereço MAC, enquanto um switch da camada 3 pode fazer isso e muito mais, interconectando diferentes sub-redes ou segmentos de IP. Isso torna os switches da camada 3 mais roteadores, pois são ainda mais eficientes em fazer a parte de roteamento, que é principalmente um fardo para os switches da camada dois. Como resultado, isso explica ainda mais por que os switches da camada 3 são ideais para aliviar o congestionamento da rede e tornar o fluxo de tráfego adverso mais fácil.
P: Quando você deve usar um switch de camada três em vez de um roteador dedicado?
R: Um switch de camada 3 deve ser usado no lugar de um roteador dedicado ao interconectar redes locais (LANs) onde o roteamento é necessário e precisa ser feito rapidamente. Qualquer tipo de switch de camada três pode ser colocado em ambientes circundantes, como data centers ou redes corporativas, especialmente porque suas funcionalidades de switch ajudam a promover a eficiência de dados com atraso mínimo em comparação à camada 2 vs. camada 3.
P: O switch de camada 3 tem funcionalidades que permitem gerenciamento de VLAN? Como ele melhora a segmentação?
R: Sim, um switch de camada 3 pode gerenciar VLANs (Virtual Local Area Networks). Ele aprimora a segmentação de rede ao permitir que diferentes VLANs se comuniquem entre si. Isso pode ser atribuído à função do switch de camada 3, no qual o tráfego de diferentes VLANs é interrompido, permitindo, portanto, a segmentação aprimorada das VLANs por meio da interrupção, uma função que é importante para o gerenciamento adequado do tráfego.
P: Qual o papel das portas no switch na configuração de uma rede gigabit?
R: As portas no switch são elementos fundamentais na composição fértil de uma rede gigabit. Mais comumente, um switch de camada 3 possui um número maior de portas Gigabit Ethernet, possibilitando a transferência de mais dados por meio de mais dispositivos. Essas portas auxiliam no desenvolvimento de uma rede de infraestrutura estável e rápida que pode armazenar muitos dados enquanto experimenta pouco ou nenhum tempo de inatividade.
P: Como um switch de camada 3 afeta a QoS (Qualidade de Serviços) em uma rede?
R: Um switch de camada 3 afeta o QoS gerenciando o tráfego de rede para serviços ou tipos de dados específicos com base em seu nível de importância. Ele permite a alocação de largura de banda com base na natureza dos pacotes, evitando desperdício de largura de banda para serviços não essenciais e garantindo baixa latência para serviços de missão crítica.
P: Quais são as vantagens específicas oferecidas pelos switches Cisco de camada 3 em qualquer configuração de rede?
R: No entanto, os switches Cisco layer 3 têm muitos benefícios, por exemplo, esplêndida capacidade de trabalhar com quaisquer protocolos de roteamento avançados, por exemplo OSPF, BGP, comutação rápida de pacotes e confiabilidade. Eles são capazes de oferecer Advanced Enterprise Solutions com segurança e criatividade aprimoradas na configuração de rede, portanto, tendem a ser preferidos a uma variedade de aplicativos de rede.
P: De que maneiras a camada de hardware em um switch de camada 3 auxilia suas operações?
R: A camada de hardware em um switch de camada 3 suporta sua funcionalidade ao permitir processamento rápido e comutação de pacotes de dados com circuitos integrados específicos de aplicação dedicados, chamados rapidamente de ASICs de roteamento. Esse roteamento acelerado por hardware previne o atraso indevido no encaminhamento de pacotes de dados, o que resulta na possibilidade de prática total de várias tarefas de switch com redução muito leve na eficiência.
P: Existe um bom caso de uso de um switch de camada três em casa e quais vantagens ele acrescentaria a essa configuração?
R: Os consumidores podem achar difícil usar switches de camada 3, pois são dispositivos comumente usados em redes corporativas. No entanto, esses dispositivos podem ser adequadamente implantados em redes domésticas por usuários avançados que exigem recursos extras de roteamento, além das várias VLANs. Algumas das vantagens incluem o uso eficiente da rede ao chamar recursos interessantes em muitos sinais e coordenação de tráfego aprimorada e divisão da rede.
P: Como um roteador se relaciona com um switch de camada 3, onde ambos têm funcionalidade de roteamento?
R: O roteamento é bastante inerente a um roteador e a um switch de camada 3, mas os dois dispositivos desempenham funções diferentes. Um roteador é um dispositivo cujo propósito principal é unir muitas redes comutadas por pacotes, permitindo a movimentação de dados na internet, enquanto a maioria tem portas WAN. Por outro lado, um switch de camada 3 é construído para permitir a movimentação de tráfego entre diferentes sub-redes IP em oposição à interconexão de muitas redes autônomas diferentes da internet, portanto, tendo maior densidade de porta e funcionalidade de comutação voltada para o controle rápido de tráfego.