4. Bộ chuyển mạch lớp 3
4.1. Tổng quan và kiến trúc bộ chuyển mạch lớp 3
Tổng quan
Bộ chuyển mạch lớp 3 là một trong các thiết bị mạng được phát triển mới trên các công nghệ ngày càng tiên tiến. Bộ chuyển mạch lớp 3, như tên gọi của nó, bao gồm các chức năng xử lý gói tin hoạt động trên lớp 3, lớp mạng, trong mô hình 7 lớp OSI, thực hiện các chức năng định tuyến và xử lý gói tin tương tự bộ định tuyến đồng thời thực hiện chuyển mạch gói tin ở lớp 2 như các bộ chuyển mạch lớp 2, khác hẳn với thế hệ trước đây của nó chỉ thực hiện các xử lý chuyển mạch gói tin ở lớp 2 căn cứ trên các địa chỉ MAC của gói tin.
Khi nhận được gói tin, bộ định tuyến sẽ thực hiện xem xét các thông tin lớp 3 của gói tin để lựa chọn đường đi cho gói tin còn bộ chuyển mạch thì chỉ căn cứ vào địa chỉ lớp 2, địa
23
chỉ MAC, để thực hiện chuyển gói tin. Sự khác nhau cơ bản giữa bộ định tuyến và bộ chuyển mạch lớp 3 là bộ chuyển mạch lớp 3 được cấu thành từ các phần cứng chuyên dụng được thiết kế riêng cho bộ chuyển mạch cho phép thực hiện các chuyển mạch gói tin nhanh như các chuyển mạch lớp 2, điều không có ở các bộ định tuyến, trong khi vẫn có khả năng xử lý định tuyến các gói tin với chức năng tương tự như bộ định tuyến. Trong môi trường LAN, bộ chuyển mạch lớp 3 được đánh giá là nhanh hơn so với bộ định tuyến và làm tăng năng lực hoạt động của mạng trên cơ sở năng lực chuyển mạch và định tuyến của nó. Tuy nhiên, bộ chuyển mạch lớp 3 không thể thay thế hoàn toàn cho bộ định tuyến do đặc trưng LAN của bộ chuyển mạch lớp 3 và không hoạt động trên môi trường đa giao thức như bộ định tuyến.
Chức năng và kiến trúc của bộ chuyển mạch lớp 3 cũng tương tự như bộ định tuyến và bao gồm:
- Chuyển mạch gói tin - Các hoạt động định tuyến - Tính năng mạng thông minh
Chuyển mạch gói tin
Chuyển mạch gói tin là chức năng cơ bản chính của bộ chuyển mạch lớp 3. Điều khác nhau cơ bản giữa bộ định tuyến và bộ chuyển mạch lớp 3 chính là bộ định tuyến dùng bộ xử lý trung tâm để thực hiện các xử lý chuyển mạch gói tin còn bộ chuyển mạch lớp 3 dùng các thành phần phần cứng được thiết kế chuyên dụng ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
Thành phần chức năng chuyển mạch gói tin của bộ chuyển mạch thực hiện các công việc kiểm tra địa chỉ gói tin, so sánh với thông tin lưu trữ và thực hiện truyền tải chúng theo hướng xác định. Chúng đồng thời cũng thực hiện các xử lý lớp dưới tương tự bộ định tuyến với việc gán lại các địa chỉ MAC, giảm số đếm TTL... Chức năng chuyển mạch gói tin cũng thực hiện phép so sánh đúng nhất để lựa chọn đường đi đúng khi có nhiều hơn một khả năng để lựa chọn.
Các hoạt động định tuyến
Hoạt động định tuyến là một hoạt động độc lập khác so với hoạt động chuyển mạch gói tin. Bộ định tuyến cũng như bộ chuyển mạch lớp 3 quản lý và điều hành các thông tin định tuyến, xây dựng, cập nhật và trao đổi chúng thông qua các giao thức định tuyến mỗi khi có sự thay đổi về mạng như lỗi đường, thêm mới hay cập nhật thiết bị... Cũng như các bộ định tuyến, bộ chuyển mạch lớp 3 hoạt động với hầu hết các giao thức định tuyến động hiện có.
Tính năng mạng thông minh
Các tính năng quản trị, cấp phát động, các tính năng định tuyến thông minh, các tính năng bảo mật, xác thực cũng được thiết kế và xây dựng trên bộ định tuyến lớp 3 qua đó dễ dàng cho người quản trị thực hiện việc xây dựng, quản trị và phát triển mạng.