À quoi ça sert les switches avec routage de niveau 3?

Si vous avez eu à choisir des modèles de switches – par exemple chez Cisco Meraki mais aussi ailleurs – vous avez sûrement déjà remarqué que certains proposent des fonctions dites de « routage de niveau 3 ». Mais alors.. à quoi cela sert?

Avant tout il faut avoir bien compris à quoi servent les VLANs (en gros à séparer / compartimenter un réseau physique en plusieurs réseaux virtuels isolés).. et si vous avez déjà utilisé des VLANs sans switch de niveau 3, il est probable que le routing entre ces VLANs se soit passé au niveau de votre routeur.

En effet, un switch de niveau 2 ne fait pas de routing et donc les échanges entre des VLANs différents passe donc par un routeur (ou par un switch de niveau 2+ ou 3).

On parle de “niveau” en référence aux couches du modèle OSI :

Les 7 couches du modèle OSI – Copyright Cloudflare

Comment ça se passe si on laisse le routing inter-vlan au niveau du routeur?

Dans une installation avec un switch de niveau 2 et un routeur, avec mettons 3 VLANs déclarés sur le routeur, si vous permettez la communication inter-VLANs sur le routeur, c’est lui qui assurera la communication entre par exemple le VLAN 100 et le VLAN 110.

Si vous avez fait un VLAN avec vos imprimantes, un autre VLAN avec vos ordinateurs du département comptable, les données envoyées de l’un à l’autre passeront donc par votre routeur et utiliseront de ses ressources. A la limite pour de l’impression basique, pas de souci.

Maintenant prenez le même exemple mais imaginez un NAS situé dans un VLAN, des ordinateurs se connectant à ce NAS dans un autre VLAN. Si vous faites toujours le routing du trafic inter-VLAN au niveau du routeur, vous n’allez probablement pas obtenir toutes les performances possibles entre vos clients et ce NAS, serveur de fichier. C’est d’autant plus vrai si vous reliez ce serveur en plusieurs fois 1 Gbps ou en 10 Gbps.. ou 20.. et que vous avez mettons un routeur connecté en 1 Gbps sur le réseau : il sera limité à la fois par son interface ethernet, par son CPU.. bref pas joli joli. Faites le test avec un routeur un peu moyen et vous verrez vite.

En utilisant – dans un réseau fortement sollicité – votre routeur / passerelle Internet pour le routage inter-VLAN, vous risquez de dégrader les performances de votre réseau.

De l’intérêt du switch « layer 3/niveau 3 »

Quand on passe sur des switches de niveau 3, on va pouvoir déplacer le point où se fait le routage entre les VLANs .. sur le / les switches et bénéficier de leur capacité de routing sans commune mesure avec celle des routeurs. Cela est lié au fait que les switches utilisent des ASIC (application-specific integrated circuits) pour le niveau 3 ce qui est rarement le cas des routeurs installés en entreprise.

Dans le schéma ci-dessus, on voit que le PC A et le PC B sont situés dans deux VLANs différents (le 10 et le 20) et que quand le PC A , en 192.168.10.5 va essayer de joindre le PC en 192.168.20.5, il va passer traverser le switch de niveau 2 qui connaît ces deux VLANs et transiter par le switch de niveau 3 (en haut du schéma) qui lui a des IP dans les 2 VLANs : 192.168.10.1 et 192.168.20.1 (nécessaires à faire le routing).

Le PC A .. a en fait comme passerelle le switch en 192.168.10.1 , le PC B a comme passerelle le switch en 192.168.20.1.

Tout le trafic du PC A à destination de son propre VLAN dont le sous réseau est en 192.168.10.0/X n’a pas besoin de traverser le switch de niveau 3. En revanche quand il veut atteindre un autre VLAN, géré sur le switch de niveau 3, il va s’en servir comme passerelle. Dans le schéma ci-dessus on ne voit pas de routeur qui pourrait donner à internet mais c’est vers là que le trafic à destination continuerait, depuis le PC A ou B.

Quels critères retenir pour l’achat de switches de niveau 3

Il y a plusieurs critères à garder à l’esprit si vous souhaitez faire du routage de niveau 3 sur vos switches :

  • Le nombre d’adresses MAC qu’ils savent gérer
  • Combien de VLANs gèrent-ils
  • Leur capacité « forwarding rate » en paquets par seconde
  • Leur capacité de routing (backplane non blocking)
  • Sont-ils stackables physiquement
  • Sont-ils équipables d’alimentations redondantes

Et bien sûr la chose à considérer avant tout est : avez vous besoin du routing de niveau 3 .. côté switch. Ce qui se détermine vite : faites vous beaucoup communiquer vos VLANs entre eux.

Pensez aussi à bien dimensionner la redondance et l’interconnexion de vos switches pour ne pas vous faire dépasser par le trafic que votre réseau peut avoir à véhiculer.

Dans un réseau on parle souvent des switches de distribution (niveau 3) et des « access » switches (niveau 2) . Les switches de distribution sont placés en haut du réseau (dans leur cœur de réseau) et les access, près des appareils branchés au réseau (ordinateurs, caméras, bornes WiFi).

Par exemple le plus « puissant » switch d’aggrégation chez Cisco Meraki peut router jusqu’à 1.36 Tbps, gère 4096 VLANs et jusqu’à 80 000 adresses MAC, peut être stacké avec 7 autres switches..

  1. Qu'est-ce qu'un switch de niveau 3 ?

    Un switch de niveau 3 est un appareil qui remplit à la fois des fonctions de switching classiques et les fonctions de routeur. On parle de routing et de commutation.

    On parle de niveau 3 pour faire référence au niveau 3 de la couche OSI.

  2. Qu'est-ce que le routage Inter VLAN ?

    Le routage inter VLAN est le fait de permettre à des appareils contenus dans des VLANs différents de communiquer entre eux.

    Cela peut se faire via un routeur ou via un switch de niveau 3.