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

Commutateur de couche 2 : Les commutateurs de couche 2 fonctionnent au niveau de la deuxième couche (couche liaison de données) du modèle OSI. Ils identifient les informations d'adresse MAC dans les paquets de données, les acheminent en fonction de ces adresses et enregistrent ces adresses MAC et les ports correspondants dans une table d'adresses interne. Par conséquent, les commutateurs de couche 2 nécessitent de solides capacités de reconnaissance et d'acheminement des données.

Le commutateur de couche 2 s'appuie sur les informations de la couche liaison (telles que les adresses MAC) pour assurer un échange de données à pleine vitesse entre les différents ports. Ses principales fonctions comprennent l'adressage physique, la vérification des erreurs, le séquencement des trames et le contrôle du flux de données. Les commutateurs de bureau, généralement simples et situés en bas du réseau, n'ont besoin que des fonctions de liaison de données les plus basiques. En revanche, certains commutateurs de couche 2 d'entreprise peuvent implémenter des VLAN, le relais DHCP, la QoS, la sécurité des ports, la duplication de ports et d'autres fonctionnalités.

Lorsqu'un commutateur reçoit un paquet provenant d'un port donné, il commence par lire l'adresse MAC source dans l'en-tête du paquet afin de déterminer le port auquel la machine associée est connectée. Il lit ensuite l'adresse MAC de destination, également dans l'en-tête, et recherche le port correspondant dans sa table d'adresses. Le paquet de données est alors directement copié vers ce port. Si aucun port correspondant n'est trouvé, le paquet est diffusé sur tous les ports. Lorsque la machine de destination répond à la machine source, le commutateur peut identifier le port de destination et n'a plus besoin de diffuser le paquet sur tous les ports lors des transmissions suivantes.

Commutateur de couche 3 : Un commutateur de couche 3 est un type particulier de routeur axé sur la commutation performante et économique. La technologie de commutation traditionnelle opère à la deuxième couche du modèle OSI (couche liaison de données), tandis que les commutateurs de couche 3 sont conçus pour IP, avec des interfaces simples et de solides capacités de traitement des paquets de couche 2. Ils peuvent fonctionner à la troisième couche du protocole pour remplacer ou compléter partiellement les fonctions des routeurs traditionnels, tout en offrant une vitesse proche de celle de la commutation de couche 2 et un prix relativement bas.

Principe de fonctionnement d'un commutateur de couche 2 : Lorsqu'un commutateur reçoit un paquet de données d'un port donné, il commence par lire l'adresse MAC source dans l'en-tête du paquet afin d'identifier le port auquel la machine associée est connectée. Il lit ensuite l'adresse MAC de destination, également dans l'en-tête, et recherche le port correspondant dans sa table d'adresses. Le paquet de données est alors directement copié vers ce port. Si aucun port correspondant n'est trouvé, le paquet est diffusé sur tous les ports. Lorsque la machine de destination répond à la machine source, le commutateur peut identifier le port correspondant à l'adresse MAC de destination et n'a plus besoin de diffuser le paquet sur tous les ports lors des transmissions suivantes.

Principe de fonctionnement d'un commutateur de couche 3 : De manière générale, les grands réseaux locaux (LAN) sont divisés en sous-réseaux plus petits selon des critères fonctionnels ou géographiques. Habituellement, les LAN sont interconnectés via des routeurs, ce qui permet une utilisation généralisée de la technologie VLAN (réseau local virtuel). Cependant, les capacités de routage des routeurs classiques sont insuffisantes. L'utilisation de routeurs pour l'accès inter-réseaux présente un nombre limité de ports et une faible vitesse de routage, ce qui limite la taille et la vitesse d'accès du réseau. L'utilisation de ports Gigabit ou 100 Mbit/s sur un commutateur de couche 3 pour connecter différents sous-réseaux ou VLAN permet de résoudre de manière économique le problème de la dépendance aux routeurs pour la communication entre les sous-réseaux après leur partitionnement, tout en maintenant les performances.

La différence entre les commutateurs de couche 3 et les commutateurs de couche 2 est que les commutateurs de couche 3 fonctionnent à la troisième couche (couche réseau) du modèle OSI, tandis que les commutateurs de couche 2 fonctionnent à la deuxième couche (couche liaison de données) du modèle OSI.

Les commutateurs de couche 2 peuvent identifier les adresses MAC dans les paquets de données, les acheminer en fonction de ces adresses et enregistrer ces adresses MAC et les ports correspondants dans une table d'adresses interne. La technologie de commutation de couche 3 consiste à ajouter une technologie de transfert de couche 3 à la technologie de commutation de couche 2 afin d'assurer un acheminement de paquets à haut débit et d'accélérer les échanges de données au sein des grands réseaux locaux.

A souhaite envoyer des données à B. Si l'adresse IP de destination est connue, A utilise un masque de sous-réseau pour obtenir l'adresse réseau et vérifie si elle se trouve sur le même segment réseau. Si c'est le cas, mais que B ne connaît pas l'adresse MAC nécessaire à l'acheminement des données, A envoie une requête et B lui renvoie son adresse MAC. A utilise cette adresse MAC pour encapsuler le paquet de données et l'envoie au commutateur. Le commutateur utilise un module de commutation de couche 2 pour consulter la table d'adresses MAC et acheminer le paquet de données vers le port correspondant.

Si l'adresse IP de destination ne se trouve pas sur le même segment réseau et qu'aucune entrée d'adresse MAC correspondante n'est présente dans le cache de flux, le premier paquet normal est envoyé à la passerelle par défaut associée au module de routage de couche 3. Ce module reçoit le paquet, interroge sa table de routage pour déterminer l'itinéraire vers B, et le commutateur de couche 3 assure le routage et le transfert. Une fois la correspondance établie entre les adresses MAC et les ports de transfert des hôtes A et B, les données suivantes de A vers B sont directement transmises au module de commutation de couche 2 pour finalisation. On parle alors de transferts multiples par route.