Généralement, si vous souhaitez connecter tous les périphériques réseau et toutes les machines client d'un réseau, un commutateur de couche 2 est l'un des périphériques de base dont vous avez besoin. À mesure que la diversité des applications réseau augmente et que l’implémentation des réseaux convergents se développe, de nouveaux commutateurs réseau, tels que le commutateur de couche 3, prospèrent dans les centres de données, les réseaux d’entreprise complexes, les applications commerciales et même les projets clients avancés.
Qu'est-Ce Que le Commutateur de Couche 2 ?
Les termes Layers 2 & 3 sont adoptés à partir du modèle OSI (Open System Interconnect), qui est un modèle de référence pour décrire et expliquer les communications dans un réseau. Le modèle OSI comporte sept couches: couche application, couche présentation, couche session, couche transport, couche réseau, couche liaison de données et couche physique, parmi lesquelles la couche réseau est la couche 3 et la couche liaison de données couche 2.
Figure 1: Couche 2 et Couche 3 dans le Modèle OSI.
La couche 2 fournit un transfert de données direct entre deux périphériques au sein d'un réseau local. Un commutateur de couche 2 fonctionne en conservant une table d'adresses MAC (Media Access Control). La table d'adresses MAC du commutateur enregistre les adresses MAC du matériel qu'il a et le port physique associé qu'il a vu dernièrement. Les frames de données sont commutés par des adresses MAC uniquement dans le réseau local et ne seront pas connues en dehors de celui-ci. Un commutateur de couche 2 peut attribuer des réseaux locaux virtuels à des ports de commutation spécifiques, qui sont eux-mêmes situés dans des sous-réseaux de couche 3 différents.
Qu'est-Ce que le Commutateur de Couche 3 ?
La couche 3 gère le routage des paquets par un addressing logique et un contrôle de sous-réseau. Un routeur est le périphérique réseau le plus courant de la couche 3. Un routeur fonctionne pour transférer les paquets vers leur adresse IP (Internet Protocol) de destination. Dans la couche 3, les adresses IP de la source et de la destination de chaque paquet seront vérifiées dans sa table de routage IP pour déterminer le meilleur saut suivant pour le paquet (vers un routeur ou vers un commutateur). Si aucune adresse IP de destination n'est trouvée dans la table, le paquet sera supprimé sauf s'il possède un routeur par défaut. Ainsi, le processus de routage provoque souvent une certaine latence.
Les fonctions d'un commutateur de couche 3 (ou d'un commutateur multicouche) combinent une partie d'un commutateur de couche 2 et une partie d'un routeur. Essentiellement, il s’agit de trois dispositifs différents conçus pour différentes applications, qui dépendent de manière significative des fonctions qu’ils peuvent fournir. Mais, leurs fonctions sont aussi similaires.
Commutateur de Couche 2 vs Commutateur de Couche 3 : Quelle est la Différence ?
La différence principale entre la couche 2 et la couche 3 est la fonction de routage. Un commutateur de couche 2 fonctionne uniquement avec des adresses MAC et ne concerne pas l’adresse IP ni les éléments des couches supérieures. Un commutateur de couche 3 peut effectuer tout le travail effectué par un commutateur de couche 2. En outre, il peut effectuer un routage statique et un routage dynamique. Cela signifie qu'un commutateur de couche 3 possède à la fois une table d'adresses MAC et une table de routage IP, et gère également la communication intra-VLAN et le routage des paquets entre différents VLAN. Un commutateur qui ajoute uniquement le routage statique est appelé Layer 2+ ou Layer 3 Lite. Outre le routage des paquets, les commutateurs de couche 3 incluent également certaines fonctions qui nécessitent la capacité de comprendre les informations d'adresse IP des données entrant dans le commutateur, telles que le marquage du trafic VLAN basé sur l'adresse IP plutôt que la configuration manuelle d'un port. La puissance et la sécurité des commutateurs de couche 3 augmentent.
Commutateur de Couche 2 vs Commutateur de Couche 3 : Comment Choisir
Lorsque vous ne pouvez pas choisir entre les commutateurs de couche 2 et de couche 3, vous devez penser où votre choix sera utilisé. Si vous avez un domaine de couche 2 pur, vous pouvez simplement opter pour le commutateur de couche 2; Si vous devez effectuer un routage inter-VLAN, vous avez besoin d'un commutateur de couche 3. Un pur domaine de couche 2 est celui où les hôtes sont connectés, de sorte qu'un commutateur de couche 2 fonctionnera correctement. Ceci est généralement appelé couche d'accès dans une topologie de réseau. Si vous avez besoin du commutateur pour regrouper plusieurs commutateurs d'accès et effectuer un routage inter-VLAN, un commutateur de couche 3 est nécessaire. Ceci est appelé couche de distribution dans la topologie du réseau.
Figure 2: quand utiliser le commutateur de couche 2, le commutateur de couche 3 et le routeur ?
Étant donné que le commutateur de couche 3 et le routeur ont une fonction de routage, alors la question est : lequel est le meilleur ? En fait, c'est moins une question de ce qui est mieux pour le routage, car les deux sont utiles dans des applications particulières. Si vous souhaitez effectuer un grand nombre de commutations et de routage inter-VLAN, et que vous n’avez plus besoin de transférer votre courrier vers le fournisseur d’accès Internet (FAI) , vous pouvez opter pour un commutateur de couche 3. Sinon, vous devriez opter pour un routeur avec plus de fonctionnalités de couche 3.
Commutateur de Couche 2 vs Commutateur de Couche 3 : Comment Acheter
Si vous achetez un commutateur de couche 2 ou de couche 3 pour votre usage, vous devez vérifier certains paramètres clés, notamment le taux de transfert, la bande passante du fond de panier, le nombre de VLAN, la mémoire de l'adresse MAC, la latence, etc.
Le taux de transfert (ou débit) correspond aux capacités de transfert d'un fond de panier (ou d'un commutateur). Lorsque les capacités de transfert sont supérieures à la somme des vitesses de tous les ports, nous appelons le fond de panier non bloquant. Le taux de transfert est exprimé en paquets par seconde (pps). La formule suivante explique comment calculer le taux de transfert d'un commutateur :
Taux de transfert (pps) = nombre de ports à 10 Gbits/s * 14 880 950 pps + nombre de ports à 1 Gbit/s * 1 488 095 pps + nombre de ports à 100 Mbit / s * 148 809 pps
Le paramètre suivant est la bande passante du fond de panier, qui est la somme des vitesses de tous les ports. Les vitesses de tous les ports sont comptées deux fois, une pour la direction Tx et une pour la direction Rx. La bande passante du fond de panier est exprimée en bits par seconde (bps ou bit / s). Bande passante du fond de panier (bps) = numéro de port * débit de données du port * 2
Importants aussi sont d’autres paramètres tels que le nombre de VLAN pouvant être configurés. En général, 1K = 1024 VLAN suffisent pour un commutateur de couche 2 et le nombre standard de VLAN pour le commutateur de couche 3 est 4k = 4096. La table de mémoire de l'adresse MAC correspond au nombre d'adresses MAC qu'un commutateur peut conserver, généralement exprimé comme 8k ou 128k. La latence est le délai de transmission des données, qui doit être le plus court possible, donc la latence est généralement exprimée en nanosecondes (ns).
Conclusion
Cet article explique les diagrammes des couches 2 et 3 et les périphériques couramment utilisés dans ces couches, y compris le commutateur de couche 2, le commutateur de couche 3 et le routeur. Un périphérique plus avancé ne signifie pas nécessairement qu’il est mieux, mais il est toujours important de choisir le plus approprié selon votre application spécifique.
Mots-clés : commutateur de couche 2, commutateur de couche 3, switch réseau
