Мрежата се състои от множество устройства, които работят заедно, за да обработват, маршрутизират и свързват пакети с данни.Например вашата локална интернет мрежа у дома може да използва рутери, превключватели, които буферират, усилват и проверяват данни за грешки, хъбове, които насочват всички данни към и помагат за филтриране на източници и дестинации на данни.
В тази статия ще обсъдим конкретноПревключватели на слой XNUMX и слой XNUMX;Какви са те, как са различни и как се използват в реалния живот.
Разбиране на мрежовия превключвател на слой 2: какво е това?
Превключвателите от слой 2 традиционно са включениМодел за взаимно свързване на отворени системи (OSI).Устройства от слой за връзка за данни, които работят на слой 2 от .Превключвателите от слой 2 са отговорни за "превключването" на пакети от физическите портове на превключвателя към адресите за контрол на достъпа до медии (MAC).Позволява свързването на множество устройства в локална мрежа (LAN), но само с MAC адреси.
Как работи превключвател от слой XNUMX?
Той работи, като използва превключване на пакети, проверка на заглавката на пакета и намаляване на домейна на сблъсък.По същество, когато данните се изпращат по мрежата, комутаторът проверява заглавките на пакетите и съставя таблица с MAC адреси.MAC адресът е просто уникален идентификатор, присвоен на контролера на мрежовия интерфейс за разрешаване на всички комуникации в мрежата.След това тези MAC адреси се свързват със съответните физически портове на превключващото устройство чрез протокола за разрешаване на адреси (ARP).
Какво представлява протоколът за разрешаване на адреси?
Накратко, когато превключвател от слой 2 изпрати пакет към хост устройството за първи път, той не знае правилния MAC адрес.Така той изпраща "ARP" заявка до всички физически портове, към които е свързано хост устройството, и когато комутаторът получи отговор с MAC адреса, той добавя MAC адреса към своята таблица.По същество комутаторът научава кои MAC адреси са свързани с кои физически портове, позволявайки на данните да протичат свободно между устройствата в мрежата.
Маршрутизиране на данни с помощта на комутатори от слой 2
След това превключвателят ще използва превключване на пакети, за да раздели данните на малки "пакети" информация.Тези много по-малки пакети могат да бъдат маршрутизирани през мрежата бързо и ефективно в сравнение с изпращането на голямо парче информация по мрежата (което би било бавно).Когато се използва превключване на пакети, домейните на сблъсък се намаляват.Домейн за сблъсък възниква, когато два или повече хоста се опитват да комуникират едновременно.Ефективността на мрежата е намалена и пакетите/рамките ще се сблъскат и трябва да бъдат изпратени повторно.
Предимства на Layer XNUMX Switches
- Тъй като не е необходимо оборудване за маршрутизиране, разходите за внедряване са ниски.
- много ниска латентност.
- Идеален за LAN мрежи, където данните се изпращат от хост в мрежата към хост устройството.
Недостатъци на Layer XNUMX Switches
- Уязвимост към излъчване на бури (домейни на сблъсък), които намаляват ефективността на мрежата и причиняват задръствания.
- Не работи с множество VLAN.
- Не се мащабира.
Преглед на превключвателя на ниво 2
За да обобщим, комутаторите от слой 2 са проектирани да използват само адреси за контрол на достъпа до медии (MAC) и да използват превключване на пакети за прехвърляне на малки пакети данни между хостове в мрежата.Работи чрез свързване на MAC адреса към физически порт на комутатора.
Разбиране на мрежовия превключвател на слой 3: какво е това?
Превключвателите на слой 3 работят на мрежовия слой на модела за свързване на отворени системи (OSI).Работи като превключвател на ниво 2, тъй като може да обработва MAC адреси по същия начин, но те могат да обработват и адреси на интернет протокол (IP).Това означава, че те не само могат да прехвърлят пакети между хостове, но и да се свързват с устройства в други мрежи.Превключвателите на слой 3 работят по-бързо от традиционните рутери и маршрутизират пакети без допълнителни скокове, което позволява по-бърза производителност и функционалност.Въпреки това, тяхната допълнителна функционалност не винаги е необходима и обикновено се прилага само в малки индустрии (като университетски кампуси), които изискват VLAN маршрутизиране или се нуждаят от повече поддръжка.
Предимства на Layer 3 Switches
- Не е необходим специален рутер.
- Намалете броя на мрежовите устройства за управление и поддръжка.
- По-бърза скорост на превключване.
- Неограничена мащабируемост.
- Осигурява множество пътища за маршрутизиране на данни.
- Има много защитен път за обмен на данни.
Недостатъци на Layer 3 Switches
- Изисква повече мощност и честотна лента за работа.
- Може да бъде скъпо за изпълнение.
- Ако мрежата е малка, няма допълнителна полза.
Какво представлява OSI моделът?
Вече споменахме OSI или модела за взаимно свързване на отворени системи няколко пъти, защото и двата комутатора на ниво 2 и слой 3 принадлежат към тази концептуална рамка.Моделът OSI е рамка, публикувана от Международната организация по стандартизация (ISO) през 1984 г., за да опише различните слоеве на мрежова система.
OSI моделът има 7 слоя:
- физически
- връзка за данни
- Интернетът
- транспорт
- Среща
- Въведение
- приложение
Превключвателите на слой 2 и слой 3 са разположени съответно на слоя за връзка за данни и мрежовия слой.
Сравнителна таблица за превключватели на слой 2 срещу слой 3
| Превключвател на ниво 2 | Превключвател на ниво 3 |
| Работи на слоя за връзка с данни. | Работи на мрежовия слой. |
| Изпращайте пакети/рамки само през физически порт и MAC адрес. | Пакетите могат да се маршрутизират по MAC и IP адрес. |
| Могат да се използват само MAC адреси. | Може да се използва като превключвател на слой 2 или слой 3. |
| Може да намали трафика в локалната мрежа. | Използва се за малки индустрии и където са разположени виртуални локални мрежи (VLAN). |
| Много бързо и ефективно - просто погледнете заглавките на пакетите. | Това е по-бавно, защото комутаторът на ниво 3 проверява пакета, преди да го изпрати. |
| Има един домейн за излъчване. | Има множество излъчващи домейни. |
| Комуникация само в мрежата. | Комуникацията може да се осъществи вътре или извън мрежата. |
Случаи на употреба за превключватели от слой 2 срещу слой 3
Когато се препоръчва превключвател на слой 2 или слой 3, отговорът зависи от размера и сложността на мрежата, както и от изискванията за сигурност, необходими за ефективната и сигурна работа на мрежата.
Типични приложения на Layer XNUMX Switches
Въпреки че може да не го знаете, вече сте запознати с превключвателите на слой 2;Ethernet връзката на вашия компютър действа като слой за връзка за данни, свързвайки вашия компютър към мрежата чрез MAC адреса.
Друго приложение на комутаторите от ниво 2 е, когато софтуерните компании имат централно разположени сървъри и клиенти, разпръснати по целия свят, могат да получат достъп до централен сървър без забавяне.
Друго приложение в реалния свят е в организации, които разчитат на вътрешни комуникации, но не се нуждаят от интернет - те могат да използват VLAN мрежи чрез превключвател на слой 2.Последен пример са софтуерните тестери, които искат да запазят споделените си инструменти на централно място, но да позволят на друг сървър да има достъп до тях, без да са физически свързани към същата мрежа.
Типични приложения на Layer XNUMX комутатори
Превключвателите на слой 3 могат да използват адреси на интернет протокол (IP) за свързване на устройства към различни IP мрежи, когато MAC адресите просто не са достатъчни.Стигнахте до превключвателя на ниво 3 чрез вашия интернет рутер.
Други приложения за комутатори от слой 3 включват университетски кампуси или центрове за данни, където са изградени големи компютърни мрежи.Ако мрежата има хиляди потребители или мрежовата инфраструктура изисква обширно управление на устройствата, за да пусне корекции или актуализации на правилата, или ако трябва да активирате специфични правила за контрол на определени устройства в мрежата, превключвателят на ниво 3 е по-подходящ, защото защитната стена защита.
ключови изводи
Основното нещо, което трябва да имате предвид, когато сравнявате комутатори от ниво 2 и ниво 3, е, че разликата е в възможностите за маршрутизиране на комутаторите.За комутатори от ниво 2, вместо алгоритми за маршрутизиране, протоколът за разрешаване на адреси (ARP) се използва за превключване на данни от физически портове към MAC адреси и за компилиране на MAC таблици за бъдещи пакети.
За комутаторите от слой 3 те следват конвенционални алгоритми за изпращане на данни от мрежата на хост към друго устройство извън хоста чрез адрес на интернет протокол.
