Layer 3 Switching

Layer 3 Switching ist eine neue Technologie. Sie kombiniert leistungsfähiges Switching (Layer 2) mit skalierbarem Routing (Layer 3). Herkömmliche Switches verwenden die MAC-Adresse der EthernetFrames zur Entscheidung, wohin die Frames transportiert werden sollen, während Router Datenpakete anhand von Routingtabellen und Accesslisten auf Layer 3 weitervermitteln. Router sind in vielen Installationen als reine LAN-to-LAN-Router im Einsatz, um Subnetze zu verbinden und die Nebeneffekte von rein geswitchten Netzen, wie z.B. BroadCast-Stürme, fehlendes Subnetting etc. zu verhindern. Router, die auf der Transportebene arbeiten, müssen jedes IP-Paket aus den Ethernet-Frames zusammenbauen und vielfältige Operationen an IP-Paketen durchführen. Dies führt zu einer grossen Verzögerungszeit und, im Vergleich zu Switches. geringerem Datendurchsatz. In reinen IP-Netzen kann das Layer 3 Switching, auch Fast IP genannt, diese LAN-to-LAN-Router ersetzen. Der Layer 3 Switch liest beim ersten IP-Paket sämtliche Frames dieses Paketes, analysiert die Absender- und Empfänger-IP- Adressen und leitet das IP-Paket weiter. Alle nachfolgenden Frames dieses Absenders an diesen Adressaten können daraufhin anhand der MAC-Adresse weitergeleitet werden. Der Layer 3 Switch behandelt IP-Pakete beim ersten Mal wie ein Router, nachfolgende Daten können auf Frame-Ebene geswitcht werden. Nicht-IP- Daten, wie z.B. IPX-Pakete, werden vom Layer 3 Switch auf Layer 2 geswitcht. Das Konzept des Layer 3 Switching bedingt eine Erweiterung des Ethemet-Frameformats und ist bisher nur proprietär implementiert. Die Erweiterung des Layer 3 Switching auf andere Layer 3 Protokolle wie z.B. IPX ist geplant. Es ist anzunehmen, dass die herstellerSpezifischen Implementationen in einen gemeinsamen Standard münden. Bis dahin empfiehlt es sich, ausschliesslich Netzkomponenten eines einzigen Herstellers einzusetzen.

Router

Router verbinden, im Gegensatz zu Bridges, in OS1-Schicht 3 auch Netze unterschiedlicher Topologien. Sie sind Dreh- und Angelpunkt in strukturiert aufgebauten LAN- und WAN-Netzen. Mit der Fähigkeit, unterschiedliche Netztypen sowie unterschiedliche Protokolle zu routen, ist eine optimale Verkehrslenkung und Netzauslastung möglich. Routing wird erst dann erforderlich, wenn Kommunikation zwischen Stationen in unterschiedlichen Subnetzen erfolgen soll.

Sie sind nicht protokolltransparent, sondern müssen in der Lage sein, alle verwendeten Protokolle zu erkennen, da sie Informationsblöcke protokollspezifisch umsetzen. Das heisst, die verwendeten Protokolle müssen toutbar sein oder entsprechend umgesetzt bzw. in andere Protokolle eingepackt weedere Da nicht alle Protokolle geroutet werden können, sind die meisten Router auch in der Lage, Pakete zu bridgen, deshalb ist die Bezeichnung Bridge/Router für solche Geräte präziser.

Gegenüber Bridges gewährleisten Router eine bessere Isolation des Datenverkehrs, da sie Broadcasts zum Beispiel nicht standardmässig weiterleiten. Allerdings verlangsamen Router den Datentransfer in der Regel. In verzweigten Netzverbunden, insbesondere in WANs, führen sie Daten jedoch effektiver zum Ziel. Router sind andererseits meist teurer als Bridges. Deswegen muss im Bedarfsfall analysiert werden, was sinnvoller ist.

Die logischen Adressen in einem Netzwerk können von Routem ausgewertet werden, um mit Hilfe anzulegender interner Routing-Tabellen den optimalen Weg (Route) vom Sender zum Empfänger zu finden. Router passen die Paketlänge der Daten der in einem Netzwerksegment maximal möglichen an, verändern die Paketlänge also beispielsweise beire Übergang von Ethernet zu Token-Ring oder X.25. Aber nicht nur Paketlängen werden von Routern verändert, Router führen-vor allem beim Übergang vom LAN zum WAN eine Geschwindigkeitsanpassung durch. Dafür benötigen sie einen entsprechend grossen Puffer.