Sie wissen wahrscheinlich, dass Standard-Netzwerk-Switches auf der Datenschicht, auch bekannt als Schicht 2, des OSI-Modells arbeiten. Sie verschieben Pakete basierend auf MAC-Adressen, was zwar schnell, aber im Umfang begrenzt ist. Einige Geräte brechen jedoch mit diesem Schema. Sie integrieren Router-Funktionen und arbeiten auf der Netzwerkschicht oder Schicht 3. Ein Layer-3-Switch ist einem Router unglaublich ähnlich, aber das ist noch nicht alles. Es nutzt Hardwareoptimierungen, um Daten so schnell wie ein Layer-2-Switch zu übertragen und gleichzeitig intelligente Routing-Entscheidungen zu treffen.
Warum Layer-3-Switches schneller sind als Router
Der grundlegende Unterschied liegt in der Hardware. Ein Standard-Router prüft die Quell- und Zieladressen der Schicht 3, um den Pfad für jedes Paket zu bestimmen. Es verarbeitet diese Logik in Software. Ein Layer-3-Switch hingegen basiert auf Switch-Hardware. Diese Architektur ermöglicht es ihm, Layer-3-Entscheidungen zu treffen, genau wie ein Router, jedoch mit einer Geschwindigkeit, die normalerweise die Geschwindigkeit dedizierter Routing-Geräte in einem lokalen Netzwerk (LAN) übertrifft.
Viele der Layer-3-Switches von Cisco sind im Wesentlichen Router, die schneller arbeiten, da sie auf „Switching“-Hardware mit maßgeschneiderten Chips im Gehäuse basieren. Diese Chips übernehmen die schwere Arbeit, die sonst einen herkömmlichen Router verlangsamen würde.
Wie dynamische Hardware-Neuprogrammierung funktioniert
Die Mustervergleichs- und Caching-Mechanismen auf Layer-3-Switches ähneln denen auf Routern. Beide verwenden ein Routing-Protokoll und eine Routing-Tabelle, um den besten Pfad für den Datenverkehr zu ermitteln. Ein Layer-3-Switch hat jedoch die Möglichkeit, die Hardware dynamisch mit aktuellen Layer-3-Routing-Informationen umzuprogrammieren.
Diese dynamische Neuprogrammierung ermöglicht eine schnellere Paketverarbeitung. Anstatt dass ein Prozessor jedes Paket durchdenkt, werden die Hardwaretabellen mit den neuesten Routing-Daten aktualisiert. Auf aktuellen Layer-3-Switches werden von Routing-Protokollen empfangene Informationen verwendet, um diese Hardware-Caching-Tabellen zu aktualisieren. Der Switch verwendet diese zwischengespeicherten Daten dann, um Entscheidungen zur Hochgeschwindigkeitsweiterleitung zu treffen.
Ein Layer-3-Switch verwendet Routing-Protokolle, um Hardware-Caching-Tabellen zu aktualisieren, sodass er Layer-3-Entscheidungen mit Layer-2-Geschwindigkeit treffen kann.
Welches Gerät sollten Sie verwenden?
Wenn Sie in einer LAN-Umgebung arbeiten, ist ein Layer-3-Switch normalerweise die schnellere Wahl. Es kombiniert die intelligente Pfadbestimmung eines Routers mit dem Rohdurchsatz eines Switches. Für alltägliche Benutzer bedeutet dies weniger Latenz und einen reibungsloseren Datenfluss in Ihrem internen Netzwerk. Für Netzwerkadministratoren bedeutet dies, dass ein einziges Gerät sowohl Switching- als auch Routing-Aufgaben bewältigen kann, ohne zu einem Engpass zu werden.
Handelt es sich also um einen Router oder einen Switch? In vielen modernen Netzwerken verschwimmt diese Unterscheidung. Das wichtigste Gerät ist dasjenige, das intelligente Entscheidungen mit hoher Geschwindigkeit treffen kann, und Layer-3-Switching ermöglicht dies.
