レイヤ3スイッチ

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L3スイッチ

読み方：エルスリースイッチ
別名：レイヤー3スイッチ，レイヤ3スイッチ
【英】Layer 3 Switch

L3スイッチとは、ネットワーク内でパケット交換を行うスイッチと呼ばれる装置の一種で、OSI参照モデルにおける第3層（ネットワーク層）においてパケットの送信先アドレスを振り分ける仕組みを持ったスイッチのことである。

L3スイッチでは、ほとんどの場合、転送プロトコルにIPを用いる。ハードウェア的にスイッチングが行われるため、ソフトウェア的に処理を行うルータに比べても格段に高速であると言われている。ただし最近では機器の高性能化や多様化によってL3スイッチとルータの違いは薄れてきているとも言われている。

L3スイッチに対して、OSI参照モデルにおける第2層（データリンク層）でスイッチングを行う装置はL2スイッチと呼ばれる。L2スイッチでは転送プロトコルとしてイーサネットなどを使用している。また、第4層（トランスポート層）でスイッチングを行う装置はL4スイッチと呼ばれている。L4ではTCPなどをプロトコルとして扱うことができる。

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レイヤ3スイッチ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/07/19 04:22 UTC 版)

レイヤ3スイッチ（L3スイッチ）は、コンピュータネットワークで、ルーターとスイッチングハブの機能を併せ持つ機器。LANの中核を構成する事例が多く、その場合はコアスイッチとも称する。「レイヤ3」はOSI参照モデルで第3層にあたるネットワーク層のデータ転送処理を担うことに由来する。

VLAN対応のL2スイッチにルータ機能を組み込んだ装置が、L3スイッチとして解説される事例も見られる。

動作方式

L3スイッチはL2スイッチ（スイッチングハブ）から派生したもので、処理ロジックはルーターよりもL2スイッチに近似する。一部の動作モードを除き、L2スイッチはEthernetフレームのヘッダのみをスキャンしてMACアドレスを元にMACテーブルを作成し、フレームをフォワードする。L3スイッチはおもにFDB (Forwarding DataBase) テーブルで3層とMACおよび物理ポート番号を統合して管理する。

FDB(Forwarding DataBase)

通常のL3機器は経路情報とARP情報を各々のテーブルで管理するが、L3スイッチはFDBにより経路情報とARP情報を一元管理する。概略例を下記。

• ルータの経路情報

宛先ネット　マスク　     次ノード
10.0.0.0   255.0.0.0　  192.168.0.1
172.16.0.0 255.255.0.0　192.168.0.2
0.0.0.0　  0.0.0.0　    192.168.0.3

• ルータのARP情報

IPアドレス　  MACアドレス　       インターフェース
192.168.0.1　00:00:C0:11:11:11　FastEthernet0/0
192.168.0.2　00:00:C0:22:22:22　FastEthernet0/1
192.168.0.3　FF:FF:FF:FF:FF:FF　Serial0/0

• L3スイッチのFDB

宛先ネット　マスク       次ノード      MACアドレス      ポート
10.0.0.0　 255.0.0.0    192.168.0.1　00:00:C0:11:11:11　1
172.16.0.0 255.255.0.0　192.168.0.2　00:00:C0:22:22:22　9
0.0.0.0　  0.0.0.0      192.168.0.3　00:00:C0:33:33:33　17

ルータの場合は、1.受信フレーム内のIPヘッダから送信先のIPアドレスを抽出した後、2.経路情報を参照して次ノードを決定し、3.ARP情報を参照して送出インターフェースの決定とフレームヘッダのMACの書き換えをおこなう。

L3スイッチでは、1.受信フレーム内のIPヘッダから送信先のIPアドレスを抽出した後、2.FDBを参照して送出ポートの決定とフレームヘッダのMACの書き換えを行う。

上記1手順の差異、高速なASIC、速いメモリの組み合わせで、高速なルーティングを可能にしている。

主なL3スイッチ製品とベンダ

• OmniSwitch, Ethernet Service Switch, Series / アルカテル・ルーセント
• CentreCOM Series / アライドテレシス
• AX Series / アラクサラネットワークス
• 7130シリーズ、vEoS / Arista Networks
• Avaya , Ethernet Routing Switch Series / 日本アバイア
• Catalyst Series / シスコシステムズ
• BlackDiamond, Alpine, Summit Series / エクストリーム・ネットワークス
• TeraScale, EtherScale Series / フォーステンネットワークス
• BigIron, FastIron Series / ファウンドリーネットワークス
• SR-S Series / 富士通
• GS Series / 日立製作所
• Apresia Series / 日立電線
• HP A Series, E Series, ProCurve / ヒューレット・パッカード
• Aruba CX / ヒューレット・パッカード・エンタープライズ (旧 Aruba networks)
• M4250 シリーズ / NETGEAR
• Passport Series / ノーテルネットワークス
• EX Series / ジュニパーネットワークス

関連項目

• ワイヤー・スピード
• VLAN
• QoS
• ルーター