تفاوت یک سوییچ لایه ۳ با یک مسیریاب معمولی

[Sohan Roh]

سوییچینگ لایه ۳ (L3 Switching) و مسیریابی (Routing) هر دو به یک مضمون اشاره دارند : هدایت هوشمند بسته ها بر روی خروجی مناسب براساس آدرسهای جهانی و سرآیندی که در لایه ۳ به داده ها اضافه شده است. منظور از هدایت هوشمند نیز آن است که الگوریتمی بکار گرفته می شود تا کوتاهترین و بهینه ترین مسیرها محاسبه شده و براساس آن مسیر خروج بسته ها انتخاب گردد.
اگر چه مضمون این دو عبارت یکی است ولی هرگز در کلام یک متخصص شبکه سوییچ لایه ۳ و مسیریاب Router یکسان تلقی نمی شود و با هم فرق اساسی دارند. مسیریاب چیز دیگری است و سوییچ لایه ۳ چیزی دیگر, هرچند هر دو یک کار مشابه انجام می دهند.!! حال به تفاوتها می پردازیم:

• مسیریاب بر خلاف سوییچ لایه ۳ تعداد کانال ورودی/خروجی محدودی دارد ولی در عوض قادر است از انواع و اقسام پروتوکلهای مسیریابی ساده و پیچیده حمایت کرده و خود را با انواع متنوع خطوط WAN مثل ISDN , Frame Relay,ATM, SONET, یا X.25 تطبیق داده و از پروتوکلهای متعدد نقطه به نقطه پشتیبانی کند. لذا مسیریاب یک ابزار کاملا پیچیده و در عین حال بسیار منعطف و قابل پیکربندی در شرایط مختلف است. در ضمن یک مسیریاب میتواند با پروتوکلعای مختلف لایه ۳ مثل IP,IPX و یا نظایر آن کارکند.
• سوییچ لایه ۳ عموما یک سوییچ با تعداد زیادی پورت همنوع (عموما پورت اترنت) است که ضمن آنکه می تواند داده ها را در لایه ۲ و بر اساس آدرس MAC بین پورتها هدایت کند می تواند همین کار را نیز براساس آدرس های جهانی درج شده در سرآیند بسته ها در لایه ۳ انجام بدهد. ولی در عوض از خطوط متنوع WAN حمایت چندانی نمی کنند و انعطاف زیادی در پیکربندی آن در محیطهای مختلف با توپولوژی پیچیده و پروتوکلهای قدرتمند ندارد.
• سوییچ لایه ۳ عموما فقط یک سوییچ اترنت است که از فرآیند مسیریابی برای ایجاد ارتباط بین VLANها و تفکیک حوزه پخش فراگیر (Broadcast Domain) و افزایش سطح کنترل و نظارت بر دسترسی و *****ینگ بسته , استفاده می کند و فضا و توپولوژی شبکه ای که در آن مسیریابی صورت می گیرد چندان گسترده و غیرهمگن نیست.
• یک سوییچ لایه ۳ در مقایسه با تعداد پورت و سرعتی که دارد بسیار ارزانتر از یک مسیریاب تمام می شود. به عنوان مثال یک سوییچ catalyst 3550-24 دارای ۲۴ پورت اترنت ۱۰۰ Mbps است و می تواند در هر ثانیه ۶.۶ میلیون بسته را بین پورتها هدایت نماید و ضمن حمایت از VLAN , بین آن ها مسیریابی انجام دهد. چنین سوییچی را امروزه میتوان با قیمتی حدود دو میلیون تومان خرید (قیمت جهت مقایسه است و مربوط به تاریخ خاصی نمی باشد) درحالیکه یک مسیریاب نمونه مثل cisco 7300 با ظرفیت هدایت ۳.۵ میلیون بسته در ثانیه که تنها دو پورت اترنت گیگابیت دارد به قیمتی حدود ۱۰ میلیون تمام می شود. یعنی با ظرفیتی حدود نصف ظرفیت هدایت یک سوییچ ۳۵۵۰ قیمتی حدود پنج برابر آن دارد ولی درعوض می تواند از خطوط WAN و پروتوکلهای بسیار متنوع و پیچیده حمایت کند.
• نظر به آنکه عملیات مسیریابی در یک سوییچ در سطح بسیار ساده و عموما برای مسیریابی بین VLAN ها انجام میگیرد لذا می توان در یک سوییچ لایه ۳ با استفاده از مدارات مجتمع (ASIC (Application Specific Integrated Circuits که صرفا برای عمل مسیریابی در سطح سخت افزار طراحی و ساخته می شود سرعت هدایت بسته ها را تا حد بسیار بالایی افزایش داد. در حالی که در یک مسیریاب با پروتوکلهای پیشرفته و بسیار وسیعی که پشتیبانی میکند نمی توان به سادگی و با طراحی مدارات مجتمع ساده و ارزان به یک سوییچ لایه ۳ با سرعت هدایت بالا دست یافت. سطح عملیات قابل انجام توسط یک مسیریاب و انواع واسطهای شبکه درآن به قدری وسیعند که یک سخت افزار واحد ASIC و پیش برنامه ریزی شده(Preprogrammed) نمی تواند این عملیات را به تنهایی انجام بدهد. لاجرم یک مسیریاب باید بخش بزرگی از عملیات سطح نرم افزار و به کمک پردازنده های همه منظوره انجام گیرد که سرعت کمتری نسبت به پردازنده های خاص منظوره ASIC دارند. برای بالا بردن سرعت هدایت یک مسیریاب باید از پردازش موازی در محیطی چند پردازنده بهره گرفته شود که همین موضوع قیمت مسیریاب را بشدت افزایش خواهد داد.
• یک مسیریاب را می توان در طراحی ستون فقرات شبکه های WAN بکارگرفت ولی سوییچ لایه ۳ عموما زیرساخت شبکه های محلی پردیس (Campus LAN )به کار می آید.
• به دلیل تنوع و تفرق زیاد در خطوط ارتباطی یک مسیریاب , عموما نمی توان یک مسیریاب را برای سوییچینگ لایه ۲ پیکربندی کرد.

به عنوان جمع بندی باید اشاره کنم که سوییچ لایه ۳ سوییچی است که میتواند در یک محیط همگن مثل اترنت, باسرعتی نزدیک به سوییچینگ لایه ۲ , بسته ها را بین پورتها هدایت کند و نظر به سرراست بود محیطی که در آن فرآیند فرآیند سوییچینگ انجام میگیرد می توان این کاررا سطح سخت افزار و با پردازنده های خاص منظوره ASIC انجام داد.

منبع اصول طراحی شبکه های کامپیوتری