Switch hoạt động ở tầng nào trong mô hình OSI?

Trong lĩnh vực mạng máy tính, việc hiểu rõ chức năng cũng như vị trí hoạt động của các thiết bị mạng là yếu tố then chốt giúp xây dựng hệ thống vận hành hiệu quả và bảo mật. Một trong những thành phần cơ bản, không thể thiếu trong các mạng LAN hiện đại chính là switch (thiết bị chuyển mạch). Vậy Switch hoạt động ở tầng nào trong mô hình OSI và điều này có ý nghĩa gì đối với cách thức truyền tải dữ liệu trong mạng?

Switch hoạt động ở tầng nào trong mô hình OSI

Switch mạng hoạt động ở nhiều tầng khác nhau trong mô hình OSI, tùy thuộc vào loại và chức năng của chúng, nhưng phổ biến nhất là tầng 2 (Data Link Layer) .

Các tầng hoạt động của switch trong mô hình OSI:

• Tầng 1 (Physical Layer): Switch không quản lý (unmanaged switch) hoạt động ở tầng này, chỉ thực hiện truyền dẫn dữ liệu cơ bản mà không xử lý hay điều khiển lưu lượng. Chúng nhận, mã hóa, truyền và nhận tín hiệu mà không lọc hay định tuyến .
• Tầng 2 (Data Link Layer): Đây là tầng phổ biến nhất cho các switch công nghiệp . Switch tầng 2 (managed switch) nhận diện thiết bị thông qua địa chỉ MAC và chuyển tiếp gói dữ liệu (frame) chính xác. Chúng hỗ trợ gán VLAN, ưu tiên lưu lượng (QoS), lọc địa chỉ MAC và giảm xung đột mạng .
• Tầng 3 (Network Layer): Switch tầng 3 kết hợp chức năng của switch và router, có khả năng định tuyến giữa các VLAN và hỗ trợ các giao thức định tuyến như RIP, OSPF, BGP. Chúng cũng có thể thực hiện định tuyến tĩnh, QoS nâng cao, kiểm tra gói sâu (DPI) và tường lửa tích hợp . Switch Layer 3 được nâng cấp từ Switch Layer 2 với khả năng xử lý định tuyến giữa các VLAN và chia sẻ bảng định tuyến giữa các mạng lớn .
• Tầng 4 (Transport Layer): Còn gọi là multi-layer switch, thiết bị ở tầng 4 có thể phân tích giao thức ứng dụng (HTTP, FTP) và quyết định xử lý dựa trên loại ứng dụng. Chúng có khả năng xác định server phù hợp theo tải, nhận diện server ngoại tuyến, thiết lập và kết thúc các phiên TCP/UDP .
• Tầng 7 (Application Layer): Switch tầng 7 cung cấp khả năng phân tích thông minh dữ liệu bên trong từng gói tin, đưa ra quyết định định tuyến dựa trên thông tin ở cấp độ ứng dụng như URL hoặc HTTP header. Các tính năng bao gồm cấu hình VLAN nâng cao, nhân bản (mirroring) và giám sát SNMP .

Các thiết bị switch thường không thực hiện chức năng tại tầng 5 (Session Layer) và tầng 6 (Presentation Layer) vì hai tầng này chủ yếu liên quan đến phần mềm và giao tiếp giữa các ứng dụng trên thiết bị đầu cuối, không can thiệp vào quá trình xử lý hay chuyển tiếp dữ liệu của switch mạng

Các loại switch đặc biệt

Bên cạnh switch lớp 2 cơ bản, còn có các biến thể switch hoạt động ở tầng cao hơn, điển hình như:

Loại Switch	Tầng OSI	Đặc điểm
Layer 2 Switch	Tầng 2 (Data Link)	Xử lý, chuyển tiếp dựa địa chỉ MAC
Layer 3 Switch	Tầng 3 (Network Layer)	Tích hợp tính năng định tuyến dựa trên địa chỉ IP
Multi-layer Switch	Tầng 4–7 (Transport–Application)	Có thể kiểm soát dữ liệu dựa giao thức ứng dụng, port, header…

Tuy nhiên, trong đa số trường hợp sử dụng tiêu chuẩn, switch vẫn hoạt động ở tầng 2 của mô hình OSI

Switch là thiết bị chủ yếu đảm nhận vai trò chuyển tiếp dữ liệu ở tầng 2 (Data Link Layer) của mô hình OSI, giúp tối ưu đường truyền nhờ xử lý thông minh địa chỉ MAC. Một số loại switch nâng cao còn có thể hoạt động ở tầng 3 trở lên, tích hợp thêm khả năng định tuyến hoặc kiểm soát lưu lượng chuyên sâu. Việc xác định đúng tầng hoạt động của switch không chỉ giúp quản trị mạng hiệu quả mà còn là cơ sở cho việc lựa chọn, triển khai các giải pháp mạng phù hợp với nhu cầu thực tế.