Tweet
Sự khác nhau giữa Switch Layer 2 và Switch Layer 3, cùng các cách đặt địa chỉ IP trên Switch Layer 3
1. Giới thiệu
Trong hệ thống mạng doanh nghiệp hiện đại, switch là thiết bị quan trọng giúp kết nối các thiết bị đầu cuối và tối ưu việc truyền dữ liệu. Dựa trên chức năng hoạt động, switch được chia thành hai loại chính là Switch Layer 2 (L2 Switch) và Switch Layer 3 (L3 Switch).
Mặc dù hai loại switch này có hình thức phần cứng tương đối giống nhau, nhưng khả năng xử lý gói tin, phạm vi hoạt động và cách cấu hình hoàn toàn khác nhau. Hiểu được sự khác biệt giữa Switch Layer 2 và Layer 3 sẽ giúp người quản trị lựa chọn đúng thiết bị và triển khai hệ thống mạng hiệu quả.
2. Switch Layer 2 là gì?
Switch Layer 2 hoạt động ở tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer) của mô hình OSI.
Nhiệm vụ chính của nó là:
- Học địa chỉ MAC của các thiết bị.
- Xây dựng bảng MAC Address Table (CAM Table).
- Chuyển tiếp Ethernet Frame dựa trên địa chỉ MAC đích.
- Phân chia miền va chạm (Collision Domain).
- Hỗ trợ VLAN, Trunk, STP, EtherChannel,...
Ví dụ:
- PC1 thuộc VLAN 10
- PC2 thuộc VLAN 20
3. Switch Layer 3 là gì?
Switch Layer 3 là thiết bị kết hợp giữa chức năng của Switch Layer 2 và Router.
Ngoài việc chuyển mạch theo địa chỉ MAC, L3 Switch còn có khả năng:
- Định tuyến theo địa chỉ IP.
- Thực hiện Inter-VLAN Routing.
- Chạy các giao thức định tuyến như Static Routing, RIP, OSPF, EIGRP và BGP (tùy dòng thiết bị).
- Hỗ trợ ACL, DHCP Relay, HSRP, VRRP, IP SLA,...
4. So sánh Switch Layer 2 và Switch Layer 3
| Tiêu chí | Layer 2 Switch | Layer 3 Switch |
| Tầng hoạt động | Layer 2 | Layer 2 và Layer 3 |
| Chuyển tiếp dữ liệu | Địa chỉ MAC | Địa chỉ MAC và IP |
| Định tuyến | Không | Có |
| Inter-VLAN Routing | Không | Có |
| Bảng sử dụng | MAC Address Table | MAC Table + Routing Table |
| Hỗ trợ giao thức định tuyến | Không | Có |
| Default Gateway cho VLAN | Không | Có (SVI) |
| Hiệu năng định tuyến | Không có | Rất cao nhờ ASIC |
| Ứng dụng | Access Layer | Distribution/Core Layer |
5. Khi nào sử dụng từng loại switch?
Layer 2 Switch
Thường được triển khai tại Access Layer, nơi kết nối trực tiếp:
- Máy tính
- Máy in
- Camera IP
- Điện thoại IP
- Access Point
Layer 3 Switch
Được triển khai tại Distribution Layer hoặc Core Layer.
Các nhiệm vụ phổ biến:
- Định tuyến giữa các VLAN.
- Kết nối nhiều mạng LAN.
- Kết nối với Router hoặc Firewall.
- Làm Default Gateway cho người dùng.
- Chạy các giao thức định tuyến động.
6. Có mấy cách đặt địa chỉ IP trên Switch Layer 3?
Theo tài liệu của Cisco, địa chỉ IP trên Switch Layer 3 có thể được cấu hình trên ba loại giao diện Layer 3: SVI, Routed Port và Layer 3 EtherChannel.
Cách 1: Đặt IP trên SVI (Switch Virtual Interface)
Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất.
SVI là giao diện logic đại diện cho một VLAN.
Ví dụ:
conf t
ip routing
interface vlan 10
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
no shutdown
Sau đó gán các cổng vào VLAN:
interface range g0/1-24
switchport mode access
switchport access vlan 10
Ưu điểm:
- Thực hiện Inter-VLAN Routing.
- Là Default Gateway cho các máy trong VLAN.
- Dễ quản lý.
Cách 2: Đặt IP trên Routed Port
Có thể chuyển cổng vật lý thành cổng Layer 3 bằng lệnh:
interface g0/1
no switchport
ip address 10.1.1.1 255.255.255.252
no shutdown
Sau khi dùng no switchport, cổng sẽ hoạt động giống như một cổng trên router:
- Không còn thuộc VLAN.
- Không chạy STP hoặc DTP.
- Có thể tham gia các giao thức định tuyến.
- Switch Layer 3 với Router.
- Switch Layer 3 với Firewall.
- Switch Layer 3 với Switch Layer 3 khác.
Cách 3: Đặt IP trên Layer 3 EtherChannel
Nếu cần ghép nhiều liên kết vật lý để tăng băng thông và dự phòng, có thể tạo Layer 3 EtherChannel.
Ví dụ:
interface range g0/1-2
no switchport
channel-group 1 mode active
interface port-channel1
no switchport
ip address 172.16.1.1 255.255.255.252
Địa chỉ IP được cấu hình trên Port-channel, không phải trên từng cổng thành viên.
Ưu điểm:
- Tăng băng thông.
- Dự phòng khi một liên kết bị lỗi.
- Định tuyến trên liên kết gộp.
7. So sánh ba cách gán IP
| Phương pháp | Giao diện | Mục đích sử dụng |
| SVI | Interface VLAN | Default Gateway cho VLAN, Inter-VLAN Routing |
| Routed Port | Interface vật lý | Kết nối Point-to-Point giữa các thiết bị Layer 3 |
| Layer 3 EtherChannel | Port-channel | Liên kết Layer 3 có dự phòng và băng thông cao |
8. Kết luận
Switch Layer 2 và Switch Layer 3 đều đóng vai trò quan trọng trong hệ thống mạng, nhưng phạm vi hoạt động khác nhau. Layer 2 Switch chỉ thực hiện chuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC và phù hợp cho tầng truy cập (Access Layer). Trong khi đó, Layer 3 Switch bổ sung khả năng định tuyến IP, hỗ trợ Inter-VLAN Routing và nhiều giao thức định tuyến, giúp thiết bị trở thành trung tâm kết nối của mạng doanh nghiệp.
Đối với Switch Layer 3, có ba phương pháp chính để cấu hình địa chỉ IP:
- Đặt IP trên SVI (Switch Virtual Interface) để làm cổng mặc định cho các VLAN.
- Đặt IP trên Routed Port khi cần một cổng vật lý hoạt động như giao diện của router.
- Đặt IP trên Layer 3 EtherChannel khi cần kết hợp nhiều đường truyền vật lý thành một liên kết logic có băng thông cao và khả năng dự phòng.