Коммутатор уровня 2 или 3: где жить, а где тусить в сети?

Если вы когда-нибудь ломали голову, зачем нужны коммутаторы и почему их столько разных — L2, L3, да ещё L2+ — вы попали в нужное место! Здесь мы развеем мифы, как надо правильно выбирать устройство, чтобы сеть работала как часы, а не как старый будильник, который звонит только когда хочется.

Что такое коммутатор и зачем он нужен?

Коммутатор — это как мудрый диспетчер в локальной сети, который следит, чтобы данные (трафик) не толпились на дорогах, а ехали точно по нужным адресам. Представьте, что у вас есть улица (сеть), и по ней ездят машины (данные). Коммутатор знает, куда каждая машина должна ехать, чтобы не создавать пробок.

Коммутатор работает на разных уровнях сетевой модели OSI — это как карта с этажами, где каждый этаж отвечает за свои задачи (об этом позже).

Уровни OSI и коммутаторы L2 и L3

Модель OSI — это 7 уровней, которые как слои торта, отвечают за разные этапы общения устройств:

• Коммутатор L2 работает на втором уровне — канальном. Он знает, кто где стоит (MAC адрес), и умеет направлять кадры по физическим адресам.
• Коммутатор L3 — это супергерой, который работает и на втором, и на третьем уровне, умея читать IP адреса и выбирать маршруты, как настоящий навигатор.

Чем отличается коммутатор L2 от L3?

Пример:
Если у вас дом, где коммутатор L2 — это как дворник, который направляет гостей к нужной двери (MAC-адрес), а коммутатор L3 — это как консьерж, который может решить, по какому маршруту гость придет с улицы (IP-адрес).

А что такое коммутатор L2+?

Это хитрая версия L2 с парой дополнительных функций, например:

• Поддержка статической маршрутизации — как карта с несколькими указателями.
• Объединение в стек — когда несколько коммутаторов работают как один.
• Дополнительные функции безопасности.

Можно сказать, что L2+ — это L2 на стероидах, но не настолько, чтобы стать L3.

Уровни построения сети: доступ, агрегация и ядро

Подумаем о сети как о дереве:

• Уровень доступа — веточки, где компьютеры пользователей подключаются к сети. Здесь чаще всего работают коммутаторы L2.
• Уровень агрегации (распределения) — крупные ветви, которые объединяют доступные коммутаторы, часто нужны функции маршрутизации — тут уже на сцену выходят коммутаторы L3.
• Уровень ядра — ствол дерева, который объединяет всю сеть, требует максимально мощных и быстрых коммутаторов.

Как выбрать коммутатор по месту и задачам?

• Для небольшой сети с единым широковещательным доменом — L2 будет достаточно.
• На уровне доступа (множество пользователей) — чаще L2, так как дешевле и проще.
• Для объединения нескольких коммутаторов доступа и маршрутизации VLAN — нужен L3.
• Если важна безопасность и продвинутое управление трафиком (ACL, QoS) — выбирайте L3.
• Если бюджет ограничен, а нужно чуть больше, чем L2 — L2+ отличный компромисс.

Развенчиваем мифы

• Миф 1: Коммутатор L3 всегда быстрее, чем L2.
  Факт: Скорость зависит от аппаратной части, портов и ПО. L2 с 10 Gb/s портом будет быстрее L3 с 1 Gb/s.

• Миф 2: L3 — это «новейшие» устройства, а L2 — устаревшие.
  Факт: L2 по-прежнему востребованы, особенно для подключения множества пользователей.

Функции и протоколы маршрутизации в коммутаторах L3

Коммутаторы L3 выполняют функции маршрутизатора:

• Проверяют IP-адреса пакетов.
• Выбирают оптимальный маршрут доставки данных.
• Поддерживают протоколы маршрутизации: RIP v1/v2, OSPF, BGP и другие.

При этом маршрутизация происходит аппаратно, что даёт высокую производительность.

Пример сравнения коммутаторов Zyxel

Понятия, которые полезно знать

• VLAN — виртуальная локальная сеть, которая разделяет физическую сеть на несколько логических, чтобы управлять трафиком.
• ACL (Access Control List) — список контроля доступа, который фильтрует трафик по IP-адресам, портам и пр.
• QoS (Quality of Service) — управление качеством обслуживания, выделение приоритетов для важного трафика.
• MAC адрес — уникальный физический адрес сетевого интерфейса.
• IP адрес — логический адрес в сети для маршрутизации.

Заключение: советы и чек-лист по выбору коммутатора

• Определите размер сети и задачи: простой доступ или сложная маршрутизация.
• Если нужен простой доступ — выбирайте L2 или L2+.
• Для маршрутизации и безопасности — выбирайте L3.
• Обратите внимание на пропускную способность портов, а не только на уровень коммутатора.
• Проверьте наличие необходимых функций VLAN, ACL, QoS.
• Если нужен стек коммутаторов — L2+ или L3 обычно имеют такую возможность.
• Не гонитесь за самым дорогим устройством, лучше выбирайте по потребностям.
• Помните: L2+ — золотая середина между L2 и L3.

FAQ

Можно ли использовать коммутатор L3 вместо маршрутизатора?
Да, внутри локальной сети коммутаторы L3 могут выполнять функции маршрутизатора, что экономит деньги и упрощает архитектуру.

Что делать, если сеть небольшая, но нужны функции маршрутизации?
Рассмотрите коммутатор L2+ с поддержкой статической маршрутизации.

Почему коммутаторы L3 дороже?
Из-за более сложного аппаратного обеспечения и расширенных функций.

Можно ли ставить коммутаторы L3 на уровне доступа?
Технически можно, но зачастую это неоправданно дорого и избыточно.

Коммутаторы — сердце вашей сети. Выбирайте с умом, чтобы данные летели со скоростью мысли, а не со скоростью улитки. Помните, что правильный выбор — это когда техника работает на вас, а не вы на технику!