MÔ HÌNH OSI - CHỨC NĂNG CỦA CÁC TẦNG GIAO THỨC TRONG MÔ HÌNH OSI

Mô hình OSI MÔ HÌNH OSI CHỨC NĂNG CỦA CÁC TẦNG GIAO THỨC TRONG MÔ HÌNH OSI Mô hình kết nối các hệ thống mở OSI là mô hình căn bản về các tiến trình truyền thông, thiết lập các tiêu chuẩn kiến trúc mạng ở mức Quốc tế, là cơ sở chung để các hệ thống khác nhau có thể liên kết và truyền thông được với nhau. Mô hình OSI tổ chức các giao thức truyền thông thành 7 tầng, mỗi một tầng giải quyết một phần hẹp của tiến trình truyền thông, chia tiến trình truyền thông thành nhiều tầng và trong mỗi tầng có thể có nhiều giao thức khác nhau thực hiện các nhu cầu truyền thông cụ thể. Nguyên tắc định nghĩa các tầng hệ thống mở Mô hình OSI tuân theo các nguyên tắc phân tầng như sau: Mô hình gồm N = 7 tầng. OSI là hệ thống mở, phải có khả năng kết nối với các hệ thống khác nhau, tương thích với các chuẩn OSI. Quá trình xử lý các ứng dụng được thực hiện trong các hệ thống mở, trong khi vẫn duy trì được các hoạt động kết nối giữa các hệ thống. Thiết lập kênh logic nhằm mục đích thực hiện việc trao đổi thông tin giữa các thực thể. 1 Mô hình OSI Các giao thức trong mô hình OSI Trong mô hình OSI có hai loại giao thức được sử dụng: giao thức hướng liên kết (Connection – Oriented) và giao thức không liên kết (Connectionless). Giao thức hướng liên kết Trước khi truyền dữ liệu, các thực thể đồng tầng trong hai hệ thống cần phải thiết lập một liên kết logic. Chúng thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn truyền dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu, liên kết sẽ được hủy bỏ. Thiết lập liên kết logic sẽ nâng cao độ tin cậy và an toàn trong quá trình trao đổi dữ liệu. Giao thức không liên kết Dữ liệu được truyền độc lập trên các tuyến khác nhau. Với các giao thức không liên kết chỉ có giai đoạn duy nhất truyền dữ liệu. Vai trò và chức năng chủ yếu các tầng. Vai trò và chức năng tầng ứng dụng (Application Layer) Lớp trên cùng trong mô hình OSI là lớp Application (lớp ứng dụng), lớp 7, hỗ trợ ứng dụng và các tiến trình liên quan đến người dùng cuối. Đối tác truyền thông, chất lượng dịch vụ, xác thực người dùng, quyền riêng tư và bất cứ ràng buộc nào về cú pháp dữ liệu sẽ được xem xét và xác định tại lớp này. Tất cả mọi thứ ở lớp 7 được cụ thể thành ứng dụng. Lớp này cung cấp các dịch vụ ứng dụng cho truyền file, email và các dịch vụ phần mềm mạng khác. Telnet, FTP là các ứng dụng nằm hoàn toàn trong trong cấp Application, còn kiến trúc ứng dụng phân tầng là một phần của lớp này. Tuy nhiên, bạn cần nắm được rằng, lớp này không ám chỉ đến các ứng dụng mà người dùng đang chạy, thay vào đó nó chỉ cung cấp nền tảng làm việc (framework) mà ứng dụng đó chạy bên trên. Để hiểu lớp ứng dụng này thực hiện những gì, chúng ta hãy giả dụ rằng một người dùng nào đó muốn sử dụng Internet Explorer để mở một FTP session và truyền tải một file. Trong trường hợp cụ thể này, lớp ứng dụng sẽ định nghĩa một giao thức truyền tải. Giao thức này không thể truy cập trực tiếp đến người dùng cuối mà người dùng cuối này vẫn phải sử dụng ứng dụng được thiết kế để tương tác với giao thức truyền tải file. Trong trường hợp này, Internet Explorer sẽ làm ứng dụng đó. 2 Mô hình OSI Ví dụ về lớp Application bao gồm: trình duyệt WWW, NFS, SNMP, Telnet, HTTP, FTP. Nhiệm vụ của tầng này là xác định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI. Bao gồm nhiều giao thức ứng dụng cung cấp các phương diện cho người sử dụng truy cập vào môi trường mạng và cung cấp các dịch vụ phân tán. Khi các thực thể ứng dụng AE (Application Entity) được thiết lập, nó sẽ gọi đến các phần tử dịch vụ ứng dụng ASE (Application Service Element). Mỗi thực thể ứng dụng có thể gồm một hoặc nhiều các phần tử dịch vụ ứng dụng. Các phần tử dịch vụ ứng dụng được phối hợp trong môi trường của thực thể ứng dụng thông qua các liên kết gọi là đối tượng liên kết đơn SAO (Single Association Object). SAO điều khiển việc truyền thông và cho phép tuần tự hóa các sự kiện truyền thông. Vai trò và chức năng tầng trình bày (Presentation Layer) Lớp Presentation thực hiện một số công việc phức tạp hơn, tuy nhiên mọi thứ mà lớp này thực hiện có thể được tóm gọn lại trong một câu. Lớp này lấy dữ liệu đã được cung cấp bởi lớp ứng dụng, biến đổi chúng thành một định dạng chuẩn để lớp khác có thể hiểu được định dạng này. Tương tự như vậy lớp này cũng biến đổi dữ liệu mà nó nhận được từ lớp session (lớp dưới) thành dữ liệu mà lớp Application có thể hiểu được. Lý do lớp này cần thiết đến vậy là vì các ứng dụng khác nhau có dữ liệu khác nhau. Để việc truyền thông mạng được thực hiện đúng cách thì dữ liệu cần phải được cấu trúc theo một chuẩn nào đó. Ví dụ về lớp Presentation gồm mã hóa, ASCII, EBCDIC, TIFF, GIF, PICT, JPEG. 3 Mô hình OSI Tầng trình bày giải quyết các vấn đề liên quan đến các cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin được truyền. Biểu diễn thông tin người sử dụng phù hợp với thông tin làm việc của mạng và ngược lại. Thông thường biểu diễn thông tin các ứng dụng nguồn và ứng dụng đích có thể khác nhau bởi các ứng dụng được chạy trên các hệ thống có thể khác nhau. Tầng trình bày phải chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gửi đi trên mạng từ một loại biểu diễn này sang một loại biểu diễn khác. Để đạt được điều đó nó cung cấp một dạng biểu diễn truyền thông chung cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục bộ sang biểu diễn chung và ngược lại Vai trò và chức năng tầng phiên (Session Layer) Khi dữ liệu đã được biến đổi thành định dạng chuẩn, máy gửi đi sẽ thiết lập một phiên – session với máy nhận. Đây chính là lớp sẽ đồng bộ hoá quá trình liên lạc của hai máy và quản lý việc trao đổi dữ liệu. Lớp phiên này chịu trách nhiệm cho việc thiết lập, quản lý và chấm dứt session với máy từ xa. Một điểm thú vị về lớp session là nó có liên quan gần với lớp Application hơn với lớp Physical. Có thể một số người nghĩ rằng việc kết nối session mạng như một chức năng phần cứng, nhưng trong thực tế session lại được thiết lập giữa các ứng dụng. Nếu người dùng đang chạy nhiều ứng dụng thì một số ứng dụng này có thể đã thiết lập session với các tài nguyên ở xa tại bất kỳ thời điểm nào. Ví dụ về lớp Session như NFS, NetBios names, RPC, SQL. 4 Mô hình OSI Tầng phiên cho phép người sử dụng trên các máy khác nhau thiết lập, duy trì và đồng bộ phiên truyền thông giữa họ với nhau. Nói cách khác tầng phiên thiết lập “các giao dịch” giữa các thực thể đầu cuối. Dịch vụ phiên cung cấp một liên kết giữa 2 đầu cuối sử dụng dịch vụ phiên sao cho trao đổi dữ liệu một cách đồng bộ và khi kết thúc thì giải phóng liên kết. Sử dụng thẻ bài (Token) để thực hiện truyền dữ liệu, đồng bộ hóa và hủy bỏ liên kết trong các phương thức truyền đồng thời hay luân phiên. Thiết lập các điểm đồng bộ hóa trong hội thoại. Khi xảy ra sự cố có thể khôi phục hội thoại bắt đầu từ một điểm đồng bộ hóa đã thỏa thuận. Vai trò và chức năng tầng vận chuyển (Transport Layer) Lớp Transport hay lớp giao vận chịu trách nhiệm chuyển dữ liệu giữa các hệ thống đầu cuối hoặc máy chủ (host). Hệ điều hành Windows cho phép người dùng có thể chạy nhiều ứng dụng một cách đồng thời, chính vì vậy mà nhiều ứng dụng, và bản thân hệ điều hành cần phải truyền thông trên mạng đồng thời. Lớp Transport lấy dữ liệu từ mỗi ứng dụng và tích hợp tất cả dữ liệu đó vào trong một luồng. Lớp này cũng chịu trách nhiệm cho việc cung cấp vấn đề kiểm tra lỗi và thực hiện khôi phục dữ liệu khi cần thiết. Bản chất mà nói, lớp Transport chịu trách nhiệm cho việc bảo đảm tất cả dữ liệu được truyền từ máy gửi đến máy nhận. Ví dụ về lớp Transport là SPX, TCP, UDP. Là tầng cao nhất liên có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống mở, kiểm soát việc truyền dữ liệu từ nút tới nút (End-to-End). Thủ tục trong 3 tầng dưới (vật lý, liên kết dữ liệu và mạng) chỉ phục vụ việc truyền dữ liệu giữa các tầng kề nhau trong từng hệ thống. Các thực thể đồng tầng hội thoại, thương lượng với nhau trong quá trình truyền dữ liệu. 5 Mô hình OSI Tầng vận chuyển thực hiện việc chia các gói tin lớn thành các gói tin nhỏ hơn trước khi gửi đi và đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo đúng thứ tự. Là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn trong truyền dữ liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc nhiều vào bản chất của tầng mạng. Tầng vận chuyển có thể thực hiện việc ghép kênh (multiplex) một vài liên kết vào cùng một liên kết nối để giảm giá thành. Vai trò và chức năng tầng mạng (Network Layer) Lớp mạng Network là lớp có trách nhiệm quyết định xem dữ liệu sẽ đến máy nhận như thế nào. Lớp này nắm những thành phần như việc định địa chỉ, định tuyến, và các giao thức logic. Do loạt bài này dành cho những người mới bắt đầu làm quen với các kiến thức về mạng nên sẽ không đi chuyên sâu vào kỹ thuật, tuy nhiên chúng tôi nói qua rằng lớp mạng này tạo các đường logic được biết đến như các mạch ảo giữa máy nguồn và máy đích. Mạch ảo này cung cấp các gói dữ liệu riêng lẻ để chúng có thể đến được đích của chúng. Bên cạnh đó lớp mạng cũng chịu trách nhiệm cho việc quản lý lỗi của chính nó, cho việc điều khiển xếp chuỗi và điều khiển tắc nghẽn. Việc sắp xếp các gói là rất cần thiết bởi mỗi một giao thức giới hạn kích thước tối đa của một gói. Số lượng dữ liệu phải được truyền đi thường vượt quá kích thước gói lớn nhất. Chính vì vậy mà dữ liệu được chia nhỏ thành nhiều gói nhỏ. Khi điều này xảy ra, lớp mạng sẽ gán vào mỗi gói nhỏ này một số thứ tự nhận dạng. Khi dữ liệu này đến được máy tính người nhận thì lớp mạng lại kiểm tra số thứ nhận dạng của các gói và sử dụng chúng để sắp xếp dữ liệu đúng như những gì mà chúng được chia lúc trước từ phía người gửi, bên cạnh đó còn có nhiệm vụ chỉ ra gói nào bị thiếu trong quá trình gửi. 6 Mô hình OSI Nếu bạn chưa hiểu kỹ về khái niệm này, hãy hình dung rằng bạn cần gửi mail một tài liệu có dung lượng lớn đến một người bạn của mình, nhưng không có một phong bì đủ lớn. Để giải quyết vấn đề này thì bạn phải chia nhỏ một số trang vào các phong bì nhỏ, sau đó dán nhãn các phòng bì này lại để bạn của bạn có thể biết được thứ tự của các trang trong đó. Điều này cũng tương tự như những gì mà lớp mạng thực hiện. Ví dụ về lớp Network là Apple Talk DDP, IP, IPX Tầng mạng thực hiện các chức năng chọn đường đi (routing) cho các gói tin nguồn tới đích có thể trong cùng một mạng hoặc khác mạng nhau. Đường có thể được cố định, cũng có thể được định nghĩa khi bắt đầu hội thoại và có thể đường đi là động (Dynamic) có thể thay đổi với từng gói tin tùy theo trạng thái tải tức thời của mạng. Trong mạng kiểu quảng bá (Broadcast) routing rất đơn giản. Một chức năng quan trọng khác của tầng mạng là chức năng điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control). Nếu có quá nhiều gói tin cùng lưu chuyển trên cùng một đường thì có thể xảy ra tình trạng tắc nghẽn. Thực hiện chức năng giao tiếp giữa các mạng khi các gói tin đi từ mạng này sang mạng khác để tới đích. Vai trò và chức năng tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer) Tại lớp Data Link, các gói dữ liệu được mã hóa và giải mã thành các bit. Nó cho biết giao thức truyền tải, quản lý và xử lý lỗi trong lớp vật lý Physical, điều khiển luồng và đồng bộ khung. Lớp liên kết dữ liệu Data Link có thể được chia nhỏ thành hai lớp khác; Media Access Control (MAC) và Logical Link Control (LLC). MAC về cơ bản thiết lập sự nhận dạng của môi trường trên mạng thông qua địa chỉ MAC của nó. Địa 7 Mô hình OSI chỉ MAC là địa chỉ được gán cho adapter mạng ở mức phần cứng. Đây là địa chỉ được sử dụng cuối cùng khi gửi và nhận các gói. Lớp LLC điều khiển sự đồng bộ khung, điều khiển luồng và cung cấp một mức kiểm tra lỗi. Ví dụ về lớp Data Link như PPP, FDDI, ATM, IEEE 802.5/ 802.2, IEEE 802.3/802.2, HDLC, Frame Relay Chức năng chủ yếu của tầng liên kết dữ liệu là thực hiện thiết lập các liên kết, duy trì và hủy bỏ các liên kết dữ liệu. Kiểm soát lỗi và kiểm soát lưu lượng. Chia thông tin thành các khung thông tin (Frame), truyền các khung tuần tự và xử lý các thông điệp xác nhận (Acknowledgement Frame) từ bên máy thu gửi về. Tháo gỡ các khung thành chuỗi bit không cấu trúc chuyển xuống tầng vật lý. Tầng 2 bên thu, tái tạo chuỗi bit thành các khung thông tin. Đường truyền vật lý có thể gây ra lỗi, nên tầng liên kết dữ liệu phải giải quyết vấn đề kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng, kiểm soát lưu lượng, ngăn không để nút nguồn gây “ngập lụt” dữ liệu cho ben thu có tốc độ thấp hơn. Trong các mạng quảng bá, tầng con MAC (Medium Access Sublayer) điều khiển việc duy trì nhập đường truyền. Vai trò và chức năng tầng vật lý (Physical Layer) Lớp vật lý Physical của mô hình OSI truyền tải luồng bit, xung điện, tín hiệu radio hoặc ánh sáng thong qua mạng ở mức điện hoặc máy móc. Nó ám chỉ đến các chi tiết kỹ thuật của phần cứng. Lớp vật lý định nghĩa các đặc điểm như định thời và điện áp. Lớp này cũng định nghĩa các chi tiết kỹ thuật phần cứng được sử dụng bởi các adapter mạng và bởi cáp mạng (thừa nhận rằng kết nối là kết nối dây). Để đơn giản hóa, lớp vật lý định nghĩa những gì để nó có thể truyền phát và nhận dữ liệu. Ví dụ về lớp vật lý như Ethernet, FDDI, B8ZS, V.35, V.24, RJ45. 8 Mô hình OSI Tầng vật lý là tầng thấp nhất trong mô hình 7 lớp OSI. Các thực thể tầng giao tiếp với nhau qua một đường truyền vật lý. Tầng vật lý xác định các chức năng, thủ tục về điện, cơ, quang để kích hoạt, duy trì và giải phóng các kết nối vật lý giữa các hệ thống mạng. Cung cấp các cơ chế về điện, hàm, thủ tục, … nhằm thực hiện việc kết nối các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý. Đảm bảo cho các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin. Các chuẩn trong tầng vật lý là các chuẩn xác định giao diện người sử dụng và môi trường mạng. Các giao thức tầng vật lý có hai loại: truyền dị bộ (Asynchronous) và truyền đồng bộ (Synchronous). 9 Mô hình OSI Tóm tắt chức năng các tầng giao thức trong OSI Tầng Chức năng chủ yếu Giao thức 7 – Application Giao tiếp người và môi trường mạng Ứng dụng 6 – Presentation Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu truyền thông của các ứng dụng Giao thức 5 - Session Quản lý các cuộc liên lạc giữa các thực thể bằng cách thiết lập, duy trì, đồng bộ hóa và hủy bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng 4 – Transpost Vận chuyển thông tin giữa các máy chủ (End to End). Kiểm soát lỗi và luồng dữ liệu 3 – Network Thực hiện chọn đường và đảm bảo trao đổi thông tin trong liên mạng với công nghệ chuyển mạch thích hợp. Giao thức mạng 2 – Data Link Tạo/gỡ bỏ khung thông tin (Frames), kiểm soát luồng và kiểm soát lỗi. Thủ tục kiểm soát 1 - Physical Đảm bảo các yêu cầu truyền/nhận các chuỗi bit qua các phương tiện vật lý. Giao diện DTE - DCE Biến đổi mã Giao thức phiên Giao thức Giao vận 10 Mô hình OSI Thiết bị chuyển mạch Switch được phân chia thành các Layer (các tầng hoặc các lớp) gồm: Switch Layer 1 – Access Switch Switch layer 1 (Tầng 1 hoặc Lớp 1) là lớp cơ bản và là mô hình cổ nhất của thiết bị chuyển mạch. ở thời kỳ sơ khai nó được gọi là Hub (bộ lặp). Một hub (một cổng vào, nhiều cổng ra), hoặc bộ lặp (một cổng vào, một cổng ra), là những thiết bị mạng đơn giản không quản lý bất kỳ lưu lượng truy cập nào đến qua nó. Bất kỳ gói tin nào được đưa vào Switch Layer 1 từ một cổng sẽ được “lặp lại” và được chuyển tới tất cả các thiết bị trong mạng qua các cổng khác ngoại trừ cổng nhập vào. Vì mỗi gói được lặp lại và truyền trên tất cả các cổng khác do đó nó gây ra ảnh ảnh hưởng và làm giảm băng thông trên toàn bộ hệ thống mạng LAN (nội bộ), điều này gây nên sự giới hạn dung lượng chung của Switch Layer 1. Bộ lặp được dùng để bù suy hao tín hiệu bằng cách chuyển tiếp tất cả các tín hiệu điện đến từ cổng vào tới cổng ra sau khi đã khuếch đại. Trong khi một hub được dùng để nối với nhiều thiết bị ethernet. Switch Layer 2 - Distribution Switch Switch layer 2 về cơ bản là một cầu nối với nhiều port, mỗi port là một đoạn trong Ethernet LAN, biệt lập với các port còn lại. Việc truyền gói tin dựa hoàn toàn vào địa chỉ MAC hoặc địa chỉ IP chứa trong gói, nó sẽ không được truyền đi khi chưa biết được địa chỉ gốc. Việc truyền các gói tin trong Switch Layer 2 diễn ra như sau: gói tin được gửi từ một Host với một đích đến được đánh dấu bằng một địa chỉ MAC hoặc địa chỉ IP của máy đích. gói tin được gửi đến Switch Layer 2 và được lưu trong bộ nhớ tạm của Switch. Switch Layer 2 sẽ đọc thông tin đích đến là địa chỉ MAC hoặc địa chỉ IP của máy đích, sau đó nó sẽ lọc dữ liệu từ một bảng địa chỉ MAC và địa chỉ IP có sẵn để biết máy đích nằm ở cổng nào và sẽ chuyển tiếp gói tin này đến đúng cổng có địa chỉ MAC của máy đích. Việc thu thập và tạo bảng địa chỉ MAC và địa chỉ IP của Switch Layer 2 diễn ra như sau: Khi mạng được khởi chạy, Switch layer 2 sẽ bắn một gói tin Broadcast tới tất cả host trong mạng. các host này sẽ có quyền tiếp nhận hoặc không tiếp nhận 11 Mô hình OSI gói tin Broadcast trên. nếu Host tiếp nhận, sau đó bắn trả lại một gói tin trả về cho Switch layer 2 thì Switch sẽ thu thập được các thông tin như địa chỉ IP, địa chỉ MAC của Host này và lưu trữ chúng lại trên một bảng với mục đích sử dụng để truy xuất dữ liệu về địa chỉ IP hoặc địa chỉ MAC cho các lần truyển tiếp gói tin trong mạng. Lợi ích của Switch L2 • Các thiết bị kết nối gián tiếp thông qua các port của switch Layer 2 • Switch Layer 2 làm cho các host có thể hoạt động ở chế độ song công (có thể đọc – ghi, nghe – nói) cùng lúc. • Không cần phải chia sẻ băng thông. Các port của switch sẽ quyết định băng thông truyền đi như thế nào. • Giảm tỷ lệ lỗi trong frame. Frame sẽ được kiểm tra lỗi. Các gói tin tốt khi được nhận sẽ được lưu lại trước khi chuyển đi (công nghệ store-andforward). • Có thể giới hạn lưu lượng truyền đi ở một mức ngưỡng nào đó. Một Switch Layer 2 đi kèm với các loại giao diện khác nhau như 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps… và nó cũng hỗ trợ giao tiếp full-duplex trên mỗi cổng của nó. Nó cũng tạo điều kiện mở rộng mạng và kết nối với phần còn lại của mạng thông qua các cổng tốc độ cao được gọi là các cổng uplink có thể được kết nối với các thiết bị chuyển mạch L2 khác hoặc các bộ định tuyến L3. Switch layer 3 – Core Switch Switch layer 3 về cơ bản, là sự kết hợp khả năng định tuyến của Router và thêm vào Switch layer 2 tiêu chuẩn. Sự khác biệt chính giữa hoạt động chuyển tiếp gói tin của một bộ định tuyến và sự chuyển đổi lớp 3 là thực thi thực tế. Trong các router có mục đích chung, việc chuyển tiếp thường được thực hiện trong phần mềm chạy trên bộ vi xử lý hoặc bộ xử lý mạng , trong khi đó công tắc lớp 3 thực hiện cùng một hoạt động bằng phần cứng mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng chuyên dụng (ASIC). Hoạt động của Switch Layer 3 chỉ dựa trên địa chỉ IP (đích) được lưu trữ trong tiêu đề của IP datagram. Sự khác biệt giữa chuyển đổi của Switch layer 3 và bộ định tuyến là cách thiết bị đang đưa ra quyết định định tuyến. Theo truyền thống, bộ định tuyến sử dụng bộ vi xử lý để đưa ra quyết định chuyển tiếp trong phần mềm, trong khi chuyển đổi chỉ thực hiện chuyển mạch gói dựa trên 12 Mô hình OSI phần cứng (bằng ASIC chuyên dụng với sự trợ giúp của bộ nhớ địa chỉ ).Tuy nhiên, một số bộ định tuyến truyền thống có thể có các chức năng phần cứng tiên tiến cũng như trong một số mô hình cao cấp hơn. Ưu điểm của Switch layer 3 Ưu điểm chính của switch layer 3 là tiềm năng cho độ trễ mạng thấp hơn vì gói tin có thể được định tuyến mà không cần phải thực hiện thêm bước nhảy mạng cho router. Ví dụ, kết nối hai phân đoạn riêng biệt (ví dụ VLAN ) với một bộ định tuyến cho một chuyển đổi lớp 2 tiêu chuẩn yêu cầu chuyển frame đến switch (L2 lớp đầu tiên), sau đó đến router (L2 lớp thứ hai), nơi gói tin bên trong khung được định tuyến (L3 hop) và sau đó quay trở lại công tắc (thứ ba L2 hop). Chuyển đổi lớp 3 hoàn thành nhiệm vụ tương tự mà không cần router (và do đó bổ sung) bằng cách tự định tuyến định tuyến, tức là gói được định tuyến đến mạng con khác và chuyển sang cổng mạng đích đồng thời. Bởi vì nhiều thiết bị chuyển mạch layer 3 cung cấp chức năng tương tự như các bộ định tuyến truyền thống, chúng có thể được sử dụng như thay thế độ trễ thấp hơn, rẻ hơn trong một số mạng. Switch layer 3 có thể thực hiện các thao tác sau cũng có thể được thực hiện bởi các bộ định tuyến: Xác định đường dẫn dựa trên địa chỉ logic Chạy lớp 3 tổng kiểm tra (chỉ trên tiêu đề) Sử dụng thời gian để sống (ttl) Xử lý và trả lời bất kỳ thông tin tùy chọn nào Cập nhật các trình quản lý giao thức quản lý mạng đơn giản (snmp) với thông tin cơ sở thông tin quản lý (mib) • Cung cấp bảo mật • • • • • Những lợi ích của Switch Layer 3 bao gồm: • Chuyển tiếp gói phần cứng nhanh • Chuyển mạch gói hiệu suất cao • Khả năng mở rộng tốc độ cao • Thấp độ trễ • Chi phí mỗi cổng thấp hơn • Kế toán dòng chảy • Chất lượng dịch vụ (qos) 13