Switches L3

Tipos de Switches L3

Switch L3 combina as capacidades de um roteador tradicional de Camada 3 e um switch de Camada 2. Também é conhecido como switch multicamadas. Ao determinar suas funções específicas, os switches L3 podem ser divididos em cinco categorias principais:

• Switches de Núcleo: Switches de alta capacidade conectam redes de backbone ou segmentos de alta velocidade de uma rede. Eles executam principalmente funções de comutação, mas podem ter algumas capacidades de roteamento.
• Switches de Camada de Distribuição: Esses switches agregam dados de vários switches de camada de acesso antes de encaminhá-los para a camada de núcleo. Eles suportam roteamento e outros serviços importantes da rede, como qualidade de serviço e criptografia de canal.
• Switches de Camada de Acesso: Esses são os switches de borda que fornecem conectividade direta a dispositivos finais, como servidores, estações de trabalho e armazenamento conectado à rede. Eles geralmente têm recursos de Power over Ethernet para alimentar telefones IP e câmeras de rede.
• Switches de Data Center: Projetados para ambientes altamente escaláveis e de alta densidade, como data centers virtualizados ou baseados em nuvem. Eles geralmente suportam arquiteturas de rede definidas por software.
• Switches de Rede de Campus: Esses switches são construídos para ambientes de rede local (LAN) e rede de longa distância (WAN) de organizações. Eles geralmente vêm com recursos avançados de segurança, gerenciamento e eficiência operacional.

Os switches de Camada 3 são projetados principalmente para redes corporativas, mas também podem ser usados em ambientes de provedores de serviços. Eles geralmente são categorizados ainda mais em switches de configuração fixa, que têm capacidade limitada, mas podem ser expandidos; switches modulares, que têm placas de linha intercambiáveis para adicionar capacidade; switches empilháveis, que podem ser empilhados para aumentar a densidade de portas; e switches de alta disponibilidade, que são redundantes para garantir o tempo de atividade da rede.

Recursos e funções de switches L3

Os switches de Camada 3 combinam as funções de um switch e um roteador. Eles possuem muitos recursos. Aqui está uma visão geral dos recursos mais comuns de switches L3 e o que eles podem fazer.

• Roteamento

  O trabalho principal dos switches de camada 3 é rotear dados dentro de uma rede. Eles usam endereços IP atribuídos a cada dispositivo para enviar dados entre diferentes segmentos de rede, como escritórios e departamentos. Pense nisso como placas de sinalização que direcionam carros para onde ir em cruzamentos.

• Suporte a Multicast

  Esses switches permitem comunicações de um para muitos entre dispositivos para economizar largura de banda e melhorar a eficiência ao enviar dados para vários locais simultaneamente. Exemplos incluem videoconferência, jogos online e serviços de streaming. O multicast funciona enviando cópias do mesmo pacote de dados. Os receptores se inscrevem nos fluxos de dados em que estão interessados em receber.

• Listas de Controle de Acesso

  As listas de controle de acesso (ACLs) permitem que os administradores definam regras que controlam quais usuários, dispositivos ou aplicativos podem acessar recursos dentro de uma rede. Eles são usados para segurança aprimorada, fornecendo maior flexibilidade ao implementar diferentes políticas dependendo das necessidades de organizações ou equipes específicas dentro delas. Um exemplo seria restringir alguém trabalhando remotamente de acessar dados confidenciais por meio de conexões VPN.

• Rede Local Virtual

  VLANs permitem que os administradores de rede particionem uma LAN (rede local) física em várias redes lógicas para melhor segurança e desempenho aprimorado. As VLANs funcionam marcando pacotes de dados com informações de VLAN no switch para que eles sejam entregues apenas a dispositivos pertencentes ao mesmo grupo. Agrupar usuários com base em suas funções de trabalho ajuda a reduzir o tráfego de broadcast.

• Qualidade de Serviço

  QoS é importante para garantir que aplicativos sensíveis ao tempo, como VoIP e videoconferência, funcionem perfeitamente. QoS funciona classificando e marcando pacotes de dados para que a latência e o jitter sejam minimizados. Ele prioriza o tráfego com base no tipo de aplicativo ou serviço usado para garantir que a largura de banda seja alocada de forma apropriada.

• Redundância e Alta Disponibilidade

  Para garantir que não haja um único ponto de falha em uma rede, os switches de Camada 3 fornecem recursos de redundância e alta disponibilidade. Existem dois ou mais switches conectados para que os dados possam ser enviados mesmo que um pare de funcionar. Quando equipado com esses recursos, um switch pode detectar e solucionar problemas de conexões dentro de um sistema redundante rapidamente.

Aplicações de switches L3

Os switches L3 (ou switches IP) estão sendo usados cada vez mais em uma variedade de aplicações, à medida que o tráfego de rede continua a aumentar e mais empresas buscam consolidar seus recursos de rede e computação para alcançar maior eficiência e economia de custos.

• Rede corporativa: Os switches L3 são usados em redes corporativas para VLANs, ou para alcançar tolerância a falhas e balanceamento de carga, e para configurar o Protocolo de Árvore de Expansão (STP) e suas variantes, como o Protocolo de Árvore de Expansão Rápida (RSTP) e o Protocolo de Árvore de Expansão Múltipla (MSTP).
• Data Center: Nos data centers, os switches L3 são usados para conectar fazendas de servidores, redes de área de armazenamento (SANs) e outros recursos de data center. Eles também fornecem serviços como tradução de endereço de rede, ou NAT, e interface de sistema de computador pequeno para internet, ou inicialização iSCSI, que permitem que os clientes inicializem por meio de uma rede IP usando iSCSI em vez de um disco local ou CD.
• Provedores de serviços: Os provedores de serviços usam switches L3 para oferecer acesso de banda larga e outros serviços IP. Exemplos de aplicações de switches L3 em ambientes de provedores de serviços incluem servidores de protocolo ponto a ponto sobre Ethernet (PPPoE) para implementar a agregação de acesso de banda larga e Serviço de Rede Local Privada Virtual (VPLS) para fornecer serviços de rede privada virtual (VPN). Comutação de Proteção de Anel Ethernet (ERPS) para proteger anéis ethernet, e serviços baseados em MPLS, como VPLS e engenharia de tráfego MPLS.
• Redes de campus: As redes de campus são outra aplicação onde os switches de Camada 3 são usados. Essas redes interconectam vários edifícios em uma área geográfica, como faculdades ou empresas, usando switches L3 com capacidade de roteamento multicast para que a mídia de streaming possa ser entregue eficientemente para vários destinos dentro da rede do campus.

Como escolher switches L3

Fazer a compra certa para atender adequadamente às necessidades específicas é vital ao decidir qual switch comprar. É essencial primeiro determinar o papel que o switch desempenhará na rede, pois a finalidade impactará significativamente sua compra. Entender as necessidades da rede e as capacidades do switch é crucial para fazer a compra certa.

Embora a aquisição de um switch de Nível 3 possa parecer fácil, muitos fatores devem ser considerados antes de comprar. É essencial primeiro determinar o orçamento e a faixa de preço dos switches. O número de portas disponíveis e o throughput máximo, bem como os recursos que o switch oferece, ajudarão a determinar o custo do switch.

É essencial perceber que, embora os switches de Camada 3 possam ser adequados para diferentes áreas ou aplicações, eles podem não ser os mais adequados para as redes de uma organização. Assim, seria útil se alguém distinguisse cuidadosamente entre o que parece adequado para uma determinada rede, pois as aparências podem ser enganosas. Às vezes, olhar para as prioridades de uma rede pode ajudar a esclarecer os dispositivos a serem usados.

Pesquisar switches disponíveis e seus fornecedores que podem fornecer serviço pós-venda e os recursos para ajudar a implementar e gerenciar os switches é vital antes de escolher. Os switches podem oferecer diferentes níveis de funcionalidade, e comparar recursos e dispositivos é crucial para determinar o certo. É essencial saber que nem todos os switches que oferecem recursos semelhantes são iguais; portanto, os testes, se possível, podem ajudar a decidir.

Por fim, pode ajudar aprender com as experiências de outras pessoas antes de implementar qualquer switch. Garantir que o switch seja fácil de usar e manter, além de recursos, deve ser uma prioridade. Se um fornecedor oferece suporte com baixos custos de melhoria, deve-se saber que isso pode ajudar a organização a economizar dinheiro a longo prazo.

P&R

P1: Como os switches L3 podem ser usados para aprimorar a segurança da rede?

R1: Os switches L3 possuem vários recursos que podem melhorar a segurança da rede. Esses incluem listas de controle de acesso (ACLs) que filtram o tráfego para e de áreas sensíveis da rede, segmentação de rede usando redes locais virtuais (VLANs), segurança de porta, autenticação, autorização e contabilidade (AAA), suporte a Secure Sockets Layer (SSL) e rede privada virtual (VPN).

P2: Os switches de Camada 3 podem ser usados para redes sem fio?

R2: Sim. Os switches gerenciados de Camada 3 fornecem serviços que beneficiam as redes sem fio. Eles incluem otimizar a largura de banda para melhorar o desempenho das redes locais sem fio (WLANs), lidar com o tráfego de rede por meio do roteamento, garantir a segurança e fornecer serviços de qualidade para aplicativos sem fio.

P3: Os switches de Camada 3 substituem roteadores?

R3: Embora um switch de Nível 3 tenha algumas capacidades semelhantes a um roteador, ele não pode substituir um roteador. Isso ocorre porque os roteadores conectam diferentes redes, como a internet e uma rede empresarial. Um switch de Camada 3 funciona melhor dentro de uma grande rede local (LAN) com várias VLANs.

P4: Qual é o principal benefício da comutação de Camada 2 para Camada 2.5?

R4: A comutação de Camada 2.5 fornece um método mais eficiente para encaminhar quadros entre dispositivos na mesma LAN. Ele consegue isso combinando o desempenho mais rápido e o encaminhamento de quadros dos switches de Camada 2 com as capacidades de um roteador de Camada 3, que inclui o processamento híbrido integrado de pacotes na Camada 2 e na Camada 3.