یک سویچ لایه ۳ یک دستگاه سخت افزاری خاص است که برای مسیریابی شبکه استفاده می‎شود. سویچ‎های لایه ۳ از لحاظ فنی بسیار شبیه به روترهای سنتی هستند. هر دو می‎توانند از پروتکل‎های مسیریابی یکسان پشتیبانی کنند، پکت‎های ورودی را بررسی کرده و مسیریابی پویا را بر اساس آدرسه‎ای منبع و مقصد انجام دهند.

یکی از اصلی‎ترین مزایای یک سویچ لایه ۳ نسبت به یک روتر روشی است که توسط آن تصمیمات مسیریابی اتخاذ می‎شود. از آنجا که پکت‎ها در یک مسیر به مراحل اضافه کمتری نیاز دارد احتمال تاخیر شبکه در سویچ‎های لایه ۳ به مراتب کمتر است.

هدف سویچ‎های لایه ۳

سویچ‎های لایه ۳ به عنوان یک فناوری در نظر گرفته شده بود تا عملکرد مسیریابی شبکه را در شبکه‎های محلی در مقیاس بزرگ مثل اینترانت‎های سازمانی را بهبود بخشد.

اختلاف اصلی بین سویچ‎های لایه ۳ و روترها به سخت افزار داخلی آنها مربوط می‎شود. سخت افزار داخل یک سویچ لایه ۳ ترکیبی از سویچ‎های سنتی و روترها است که با جایگزینی برخی منطق‎های نرم افزاری روتر با سخت افزار مدار مجتمع عملکرد بهتری را برای شبکه‎های محلی فراهم می‎کند.

علاوه بر این، یک سویچ لایه ۳ در زمانی که برای استفاده در اینترانت‎ها طراحی می‎شود معمولا از پورتهای WAN و قابلیت‎های مربوط به آن برخوردار نخواهد بود. این سویچ‎ها اغلب برای پشتیبانی مسیریابی بین شبکه‎های محلی مجازی (VLANs) مورد استفاده قرار می‎گیرد. مزایای سویچ‎های لایه ۳ برای VLANها شامل این موارد است:

کاهش میزان ترافیک منتشر شده
ساده کردن مدیریت امنیتی
ایزولاسیون خطای بهبود یافته

سویچ‎های لایه ۳ چگونه کار می‎کنند

یک سویچ سنتی به طور پویا ترافیک را بین هر یک از پورت‎های فیزیکی تا آدرس‎های فیزیکی (آدرس مک) دستگاه‎های متصل جابجا می‎کند. سویچ‎های لایه ۳ از این قابلیت در زمان مدیریت ترافیک داخل شبکه محلی استفاده می‎کنند. آنها همچنین با به کار گیری اطلاعات آدرس ای‎پی برای اتخاذ تصمیمات مسیریابی در زمان مدیریت ترافیک بین شبکه‎های محلی توانایی شبکه را افزایش می‎دهند. در مقابل، سویچ‎های لایه ۴ شماره پورت‎های UDP یا TCP را نیز به کار می‎گیرند.

استفاده از سویچ لایه ۳ به همراه شبکه محلی مجازی

هر شبکه محلی مجازی و نقشه پورت باید در این سویچ وارد شود. پارامترهای مسیریابی برای هر رابط VLAN نیز باید مشخص شود.

بعضی از سویچ‎های لایه ۳ پشتیبانی از DHCP را نیز انجام می‎دهند که می‎تواند برای خودکارسازی اختصاص آدرس‎های ای‎پی به دستگاه‎های موجود در شبکه محلی مجازی مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان یک راهکار جایگزین از یک سرور DHCP بیرونی یا آدرس‎های ای‎پی استاتیک که به صورت جداگانه تنظیم شده‎اند نیز می‎توان استفاده کرد.

مشکلات پیش روی سویچ‎های لایه ۳

قیمت سویچ‎های لایه ۳ بیشتر از سویچ‎های سنتی اما کمتر از روترهای سنتی است. پیکربندی و مدیریت این سویچ‎ها و VLANها نیز به تلاش بیشتری نیاز دارد. کاربردهای سویچ‎های لایه ۳ به محیط‎های اینترانت با دستگاه‎ها و ترافیک به اندازه کافی بزرگ محدود می‎شود. شبکه‎های خانگی معمولا از این دستگاه‎ها استفاده نمی‎کنند. نداشتن قابلیت WAN باعث شده تا نتوان سویچ‎های لایه ۳ را جایگزین روترها کرد.

نام گذاری این نوع از سویچ‎ها بر مبنای مفاهیم مدل OSI انجام شده است که در آن لایه ۳ به معنای لایه شبکه است.

متاسفانه، این مدل نظری تفاوت‎های عملی بین محصولات صنعتی را به خوبی نشان نمی‎دهد. و این نام گذاری موجب سردرگمی‎ در بازار شده است.