10. SWL3

Определение

Коммутатор третьего уровня (Layer 3 Switch) — это сетевое устройство, которое объединяет функции коммутатора канального уровня (L2) и маршрутизатора сетевого уровня (L3). Он способен обрабатывать и пересылать пакеты на основе как MAC-адресов, так и IP-адресов, обеспечивая тем самым маршрутизацию между VLAN'ами и другими подсетями с высокой производительностью благодаря аппаратному ускорению.

Модель OSI и роль L2/L3 устройств

Уровень OSI	Устройство	Описание
2 (Канальный)	Коммутатор (Switch)	Обрабатывает MAC-адреса, работает в пределах одной сети
3 (Сетевой)	Маршрутизатор (Router), L3-коммутатор	Обрабатывает IP-адреса, маршрутизирует между сетями

Основное различие:

• L2-коммутатор — пересылает кадры внутри одной VLAN.
• L3-коммутатор — способен маршрутизировать пакеты между VLAN'ами и подсетями, как маршрутизатор.

Отличия от других устройств:

Параметр	L2 Switch	L3 Switch	Router
Коммутация по MAC	✅	✅	❌
Маршрутизация по IP	❌	✅	✅
VLAN aware	✅	✅	✅
Скорость обработки	Очень высокая	Высокая	Ниже
Таблицы	MAC-таблица	MAC + Routing Table	Routing Table
ACL, QoS, PBR	❌/ограничено	✅	✅

Архитектура L3-коммутатора:

• Аппаратный ASIC: обеспечивает проводку пакетов на скорости коммутатора.
• Интегрированная маршрутизация: встроенный routing engine.
• Поддержка протоколов маршрутизации: OSPF, RIP, EIGRP, BGP (в продвинутых моделях).
• SVI (Switched Virtual Interface): логический интерфейс VLAN для L3-обработки.

Применение L3-коммутаторов

Где применяются:

• Корневой уровень (Core layer) крупных сетей;
• Распределительный уровень (Distribution layer) корпоративной сети;
• Центры обработки данных (ЦОД);
• Маршрутизация между VLAN в кампусной сети.

Почему лучше, чем связка L2 + Router:

• Скорость: меньше задержек;
• Скалируемость;
• Меньше точек отказа;
• Более компактная топология.

Настройка L3-коммутатора

Базовая задача: маршрутизация между VLAN

Сценарий:

• VLAN 10 — сеть 192.168.10.0/24
• VLAN 20 — сеть 192.168.20.0/24
• Используем SVI для маршрутизации.

Конфигурация на Cisco:

Switch> enable
Switch# configure terminal

! Создание VLAN
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name Sales
Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name HR

! Назначение портов в VLAN
Switch(config)# interface range fa0/1 - 10
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 10

Switch(config)# interface range fa0/11 - 20
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 20

! Включение маршрутизации
Switch(config)# ip routing

! Создание интерфейсов SVI
Switch(config)# interface vlan 10
Switch(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown

Switch(config)# interface vlan 20
Switch(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
Switch(config-if)# no shutdown

Проверка:

• Пингуем 192.168.20.1 из хоста VLAN 10
• Проверяем show ip route
• Проверяем show ip interface brief

Возможности ACL на L3-коммутаторе:

Switch(config)# access-list 100 deny ip 192.168.10.0 0.0.0.255 192.168.20.0 0.0.0.255
Switch(config)# access-list 100 permit ip any any

Switch(config)# interface vlan 10
Switch(config-if)# ip access-group 100 in

Динамическая маршрутизация на L3-коммутаторе

Поддерживаемые протоколы:

• RIP (устаревший)
• OSPF (основной протокол в корпоративных сетях)
• EIGRP (в Cisco-сетях)
• BGP (в больших сетях, ограниченно)

Пример настройки OSPF:

Switch(config)# router ospf 1
Switch(config-router)# network 192.168.10.0 0.0.0.255 area 0
Switch(config-router)# network 192.168.20.0 0.0.0.255 area 0

Дополнительные функции L3-коммутаторов

• ACL (Access Control Lists): фильтрация трафика по IP и портам.
• PBR (Policy-Based Routing): маршрут в зависимости от политики.
• QoS (Quality of Service): приоритизация трафика.
• VRRP/HSRP/GLBP: резервирование шлюзов.
• DHCP Snooping, IP Source Guard: безопасность.

Выводы

• L3-коммутатор = коммутатор + маршрутизатор
• Быстрая маршрутизация между VLAN без внешнего маршрутизатора
• Поддержка ACL, OSPF, PBR делает его мощным решением для крупных сетей