LAN・物理層

L3スイッチえるすりーすいっち

レイヤー3ルーティングVLANIPアドレススイッチングハブルーター

L3スイッチについて教えて

簡単に言うとこんな感じ！

L3スイッチは「スイッチングハブの速さ」と「ルーターの頭の良さ」を合体させた機器だよ！社内ネットワークで「営業部のPCと開発部のPC、別々のグループに分けつつ、必要なときだけ通信させたい」ってときに大活躍する、いわばネットワークの”賢い交通整理係”なんだ！

L3スイッチとは

L3スイッチ（Layer 3スイッチ） とは、OSI参照モデルの第3層（ネットワーク層）まで処理できるネットワーク機器のことです。通常のスイッチングハブ（L2スイッチ）がMACアドレスを使ってデータを転送するのに対し、L3スイッチはIPアドレスを使ったルーティング（経路制御）も行えます。

一般的なルーターと似た機能を持ちながら、ハードウェアによる高速処理が特徴です。ルーターがソフトウェアで経路を計算するのに対し、L3スイッチは専用チップ（ASIC）で処理するため、大量のパケットを遅延なくさばけます。主に企業の社内ネットワーク（LAN）の中核機器として使われており、複数のVLAN（仮想的に分割したネットワーク）間の通信を取り持つ役割を担います。

L3スイッチの仕組みと役割

L3スイッチが何をしているか、L2スイッチ・ルーターと比べて整理すると理解しやすいです。

比較項目	L2スイッチ	L3スイッチ	ルーター
参照する情報	MACアドレス	MACアドレス＋IPアドレス	IPアドレス
OSI層	第2層（データリンク層）	第2〜3層	第3層（ネットワーク層）
処理方式	ハードウェア（高速）	ハードウェア（高速）	ソフトウェア（比較的低速）
VLAN間通信	❌ できない	✅ できる	✅ できる
WAN接続	❌	❌（基本的に）	✅
主な設置場所	各フロアのHUB	社内LANのコア	インターネット接続点

覚え方

「L3 = L2スイッチ＋ルーティング機能」と覚えておけばOKです。
“L2の速さ × L3の頭の良さ” → L3スイッチ、というイメージです。

VLANとの関係

L3スイッチの最大の活用場面が VLAN間ルーティング です。

【VLANとL3スイッチの関係イメージ】

  VLAN 10（営業部）  192.168.10.0/24
  VLAN 20（開発部）  192.168.20.0/24
  VLAN 30（管理部）  192.168.30.0/24
         ↑ ↑ ↑
    全部まとめてL3スイッチ1台で束ねて
    VLAN間の通信をルーティング！

VLANは「同じスイッチに繋がっていても別ネットワーク」として扱う技術です。異なるVLAN同士が通信するには従来ルーターが必要でしたが、L3スイッチがあれば1台で完結できます。

歴史と背景

1980年代後半〜 — 企業ネットワークの拡大に伴い、ルーターだけでは転送速度が追いつかない問題が顕在化
1990年代前半 — スイッチングハブ（L2スイッチ）が普及。MACアドレスベースの高速転送が実現
1990年代後半 — ASIC（専用チップ）の進化により、ルーティング処理をハードウェアで行う「L3スイッチ」が登場
2000年代〜 — 企業LANのコア機器として標準化。VLANと組み合わせたネットワーク分割設計が一般的に
現在 — クラウド利用が増えた現在も、社内LAN（オンプレミス）の基幹機器として現役。仮想環境向けの「仮想L3スイッチ」も普及

L2スイッチ・ルーターとの配置関係

企業ネットワークでは、各機器がどこに置かれるかに明確な役割分担があります。

このように、インターネット側はルーターが担当し、社内LAN内部の通信はL3スイッチがまとめて処理します。各部署のフロアにはL2スイッチを置いてPCを繋ぎ、L3スイッチが部署間の通信を仲介するという階層構造が一般的です。

L3スイッチとルーター、どちらを選ぶ？

場面	向いている機器
社内LANのVLAN間通信	L3スイッチ
インターネット接続・WAN	ルーター
大量パケットの高速処理	L3スイッチ
複雑なNAT・VPN設定	ルーター
中小規模のシンプル構成	ルーター（L3スイッチ不要な場合も）

規格・RFC番号	内容
IEEE 802.1Q	VLANタギングの標準規格。L3スイッチのVLAN実装の基礎
RFC 791	IP（Internet Protocol）の定義。L3スイッチが処理する経路情報の基本
RFC 1812	IPルーターの要件定義。L3スイッチのルーティング動作の参考規格
RFC 2328	OSPF（リンクステート型ルーティングプロトコル）。L3スイッチでも対応機種あり