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Quelle est la différence entre les commutateurs de couche 2 et de couche 3 ?

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Worton

Traducteur David
Publié le 8 août 2018
2020-09-26 03:58:49
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Généralement, si vous souhaitez connecter tous les périphériques réseau et les périphériques sur un réseau, un commutateur de couche 2 est l'un des dispositif de base dont vous aurez besoin. À mesure que la diversité des applications réseau augmente et que l’implémentation de réseaux convergents se développe, de nouveaux commutateurs réseau, tels qu’un commutateur de couche 3, devient de plus en plus indispensable dans les centres de données, les réseaux d’entreprise complexes, les applications commerciales et même les projets avancés pour clients. Quelles sont les différences entre la couche 2 et la couche 3 ?

Que sont les commutateurs de couches 2 et 3 ?

Les termes Couche 2 & 3 sont adoptés à partir du modèle OSI (Open System Interconnect), qui est un modèle de référence pour décrire et expliquer les communications dans un réseau. Le modèle OSI est composé de sept couches : la couche application, la couche présentation, la couche session, la couche transport, la couche réseau, la couche liaison et la couche physique, parmi lesquelles la couche liaison de données est la couche 2 et la couche réseau est la couche 3. Les commutateurs qui fonctionnent dans ces couches sont appelés respectivement commutateur de couche 2 et commutateur de couche 3.

Couche 2 et couche 3 dans le modèle OSI

Figure 1: Couche 2 et couche 3 dans le modèle OSI.

Commutateur de couche 2 et couche 3

La différence principale entre la couche 2 et la couche 3 est la fonction de routage. C'est également la plus grande différence entre ces deux types de commutateurs. Un commutateur de couche 2 fonctionne uniquement avec les adresses MAC et ne fait pas attention aux adresses IP ou à tout autre élément des couches supérieures. Un commutateur de couche 3, ou commutateur multicouche, peut effectuer toutes les tâches d'un commutateur de couche 2. Le commutateur de couche 3 peut également effectuer un routage statique et un routage dynamique. Cela signifie qu'il dispose à la fois d'une table d'adresses MAC et d'une table de routage IP, et gère la communication intra-VLAN ainsi que le routage de paquets entre différents VLAN. Un commutateur qui permet uniquement le routage statique est connu sous le nom de couche 2+ ou couche 3 Lite. En plus du routage de paquets, les commutateurs de couche 3 comprennent également certaines fonctions qui nécessitent la capacité de reconnaître les informations relatives à l'adresse IP des données qui sont transmises au commutateur, comme par exemple le marquage du trafic VLAN (étiquette) en fonction de l'adresse IP au lieu de configurer manuellement un port. Les commutateurs de la couche 3 disposent d'une puissance et d'une sécurité supérieures.

En cas d'hésitation sur l’usage d’un commutateur de couche 2 ou couche 3, vous devez réfléchir à l'endroit où il sera utilisé. Si vous disposez d'un domaine de couche 2 pur, vous pouvez simplement opter pour un commutateur de couche 2. Un domaine de couche 2 pur est celui où les hôtes sont connectés, donc un commutateur de couche 2 conviendra parfaitement. C'est ce qu'on appelle généralement la couche d'accès dans une topologie de réseau. Si vous avez besoin du commutateur pour regrouper plusieurs commutateurs d'accès et faire du routage inter-VLAN, il faut alors un commutateur de couche 3. Dans la topologie du réseau, c'est ce qu'on appelle la couche de distribution.

quand

Figure 2: quand utiliser le commutateur de couche 2, le commutateur de couche 3 et le routeur ?

éléments Commutateur de couche 2 Commutateur de couche 3
Fonction de routage Uniquement adresse MAC Prise en charge d'un routage supérieur tel que le routage statique et dynamique
Balisage VLAN en fonction de l'adresse IP Non Oui
Inter-VLAN Non Oui
Scénario d'utilisation Domaine de couche 2 pure Agrégation de commutateurs d'accès multiples

Commutateur de couche 2 et couche 3 : Paramètres essentiels à prendre en compte lors de l'achat

Si vous achetez un commutateur de couche 2 ou de couche 3 pour votre usage, vous devez prendre en compte certains paramètres fondamentaux, notamment le taux de transfert, la bande passante du fond de panier (backplane en Anglais), le nombre de VLAN, la mémoire des adresses MAC, la latence, entre autres.

Le taux de transfert (ou débit) correspond aux capacités de transfert d'un fond de panier (ou d'un commutateur). Lorsque les capacités de transfert sont supérieures à la somme des vitesses de tous les ports, il s’agit d’un fond de panier non bloquant (non-blocking backplane en Anglais). Le taux de transfert est exprimé en paquets par seconde (pps). La formule suivante explique comment calculer le taux de transfert d'un commutateur :

Taux de transfert (pps) = nombre de ports à 10 Gbits/s * 14 880 950 pps + nombre de ports à 1 Gbit/s * 1 488 095 pps + nombre de ports à 100 Mbit / s * 148 809 pps

Par exemple: Le FS S5850-32S2Q possède 32 ports à 10 Gbit/s et 2 ports à 40 Gbit/s, son taux de transfert est donc de :

32 x 14,880,950 pps + 2 x 4 x 14,880,950 pps = 595,238,000 pps ≈ 596 Mpps

Le paramètre suivant est la bande passante du fond de panier, qui est la somme des vitesses de tous les ports. Les vitesses de tous les ports sont comptées deux fois, une pour la direction de transmission (Tx) et une pour la direction de réception (Rx). La bande passante du fond de panier est exprimée en bits par seconde (bps ou bit / s).

Bande passante du fond de panier (bps) = numéro de port * débit de données du port * 2

La largeur de bande du fond de panier pour le S5850-32S2Q est donc de :

(32 x 10 Gbps + 2 x 40 Gbps) x 2 = 800 Gbps

D’autres paramètres importants sont à prendre en compte tels que le nombre de VLAN pouvant être configurés. En général, 1K = 1024 VLAN suffisent pour un commutateur de couche 2 et le nombre standard de VLAN pour le commutateur de couche 3 est 4k = 4096. La table de mémoire de l'adresse MAC correspond au nombre d'adresses MAC qu'un commutateur peut conserver, généralement exprimé comme 8k ou 128k. La latence est le délai de transmission des données, qui doit être le plus court possible. Elle est généralement exprimée en nanosecondes (ns).

Conclusion

Cet article a expliqué les différences entre la couche 2 et la couche 3. Les paramètres essentiels pour évaluer un commutateur de couche 2 ou 3 sont abordés et une comparaison de leurs fonctions a également été effectuée, dans le but de résoudre le problème du choix entre ces deux types de commutateurs. Il n'est pas toujours le cas qu'un dispositif plus avancé est meilleur, mais il est toujours important de choisir le plus approprié selon votre application spécifique.

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