Việc kết hợp một cách có hệ thống là rất cần thiết khi chúng ta cần liên kết nhiều vị trí lại với nhau. Giải pháp phân cấp với mô hình 3 lớp cho chúng ta rất nhiều ưu điểm được nêu trong bảng sau.
Khả năng mở rộng
Mạng được thiết kế theo mô hình phân cấp có thể mở rộng hơn nhiều mà không hề làm giảm bớt mức độ kiểm soát và quản lý hệ thống. Các chức năng của hệ thống đã mang tính tập trung và các lỗi tiềm ẩn sẽ được phát hiện dễ dàng hơn. Hệ thống mạng chuyển mạch điện thoại là một ví dụ cho kiểu cấu trúc mạng phân cấp lớn.
Dễ triển khai
Cấu trúc phân cấp có chức năng rõ ràng cho từng lớp nên công việc triển khai cũng được thực hiện dễ dàng hơn.
Dễ dàng xử lý sự cố
Việc phân chi chức năng rõ ràng cho mỗi lớp cho phép việc xác định sự cố dễ dàng hơn. Việc chia hệ thống mạng ra thành nhiều phân đoạn giúp giảm thiểu phạm vi ảnh hưởng của sự cố.
Khả năng dựđoán
Phản ứng của hệ thống mạng có cấu trúc phân lớp hoàn toàn có thể dự đoán được, do đó việc nâng cấp hệ thống cũng sẽ tạo được thuận lợi hơn. Khả năng hỗ trợ các giao thức Đối với cấu trúc mạng có phân cấp thì việc tích hợp các ứng dụng và giao thức hiện tại với tương lai có thể thực hiện dễ dàng vì cơ sở hạ tầng mạng được tổ chức theo logic.
Khả năng quản lý
Tất cả các ưu điểm được liệt kê ở trên đều nhằm cung cấp khả năng quản lý tốt hơn cho hệ thống mạng.
Chúng ta thử tưởng tượng một công ty lớn hoạt động trên mọi quốc gia ở Châu Âu và có chi nhán ở mọi thành phố có dân số hơn 10.000 người. Mỗi chi nhánh là một LAN và chúng ta cần liên kết các chi nhánh với nhau. Mạng hình lưới rõ ràng là không khả thi vì chúng ta cần tới gần 500.000 liên kết cho 900 điểm. Mạng hình sao đơn cũng không thực hiện được vì chúng ta cần phải có một router tại vị trí trung tâm hình sao với 900 cống hoặc 1 cổng vật lý có khả năng thiết lập 900 giao tiếp ảo.
Thay vào đó chúng ta sẽ thiết kết theo mô hình phân cấp. Các mạng LAN trong cùng một vùng địa lý sẽ được liên kết lại với nhau thành một vùng. Các vùng sẽ được kết nối với nhau tạo thành một khu vực. Các khu vực kết nối với nhau và đóng vai trò là trục chính của mạng WAN.
Hình 2.3.4.a. Các LAN trong một vùng được kết nối lại theo hình sao và từ router ở trung tâm hình sao kết nối ra khu vực.
Hình 2.3.4.c. Kết nối mạng khu vực vào đường trục chính.
Số lượng các địa điểm được kết nối với nhau trong một vùng được giới hạn trong khoảng từ 30 đến 50. Mỗi vùng có cấu trúc hình sao, thiết bị tại trung tâm hình sao sẽ kết nối ra khu vực. Mạng khu vực có phạm vi địa lý lớn, kết nối khoảng 3 đến 10 vùng với nhau. Thiết bị trung tâm của mạng khu vực sẽ kết nối ra trục chính, các kết nối này có thể là kết nối điểm-đến-điểm.
Mô hình 3 lớp này dựa theo thiết kế phân cấp được sử dụng trong hệ thống điện thoại. Lớp truy cập là lớp kết nối các điểm trong cùng một vùng và đây là điểm truy cập vào hệ thống mạng. Lưu lượng giữa các vùng được phân phối bởi các kết nối trong lớp phân phối và chỉ được chuyển lên đường trục chính sang khu vực khác khi cần thiết.
Cấu trúc này rất hữu dụng khi công ty có cấu trúc chi nhánh và được chia thành khu vực, vùng, chi nhánh. Cấu trúc này cũng rất phù hợp khi có một trung tâm dịch vụ mà tất cả các chi nhánh đều cần phải truy cập vào nhưng cấp độ lưu lượng không đủđể phân phối trực tiếp cho từng kết nối của từng chi nhánh.
Trong mạng LAN ở trung tâm của mỗi vùng, chúng ta có thể đặt các server để cung cấp dịch vụ nội bộ. Tuỳ theo mức độ và loại lưu lượng mà kết nối truy cập có thể là quay số, thuê riêng hoặc Frame Relay. Cấu trúc Frame Relay cho phép thực hiên dạng mạng lưới để dự phòng mà không cần phải thêm kết nối vật lý. Các kết nối ở lớp Phân phối (Distribution Layer) có thể là Frame Relay hoặc ATM và kết nối trục chính ( Core Layer) có thể là ATM hoặc đường thuê riêng.