Et netværk består af flere enheder, der arbejder sammen for at behandle, rute og forbinde datapakker.For eksempel kan dit lokale internetnetværk derhjemme bruge routere, switches, der buffer, booster og fejltjekker data, hubs, der dirigerer alle data til og hjælper med at filtrere datakilder og destinationer.
I denne artikel vil vi specifikt diskutereLayer XNUMX og Layer XNUMX switches;Hvad de er, hvordan de er forskellige, og hvordan de bruges i det virkelige liv.
Forstå Layer 2 Network Switch: Hvad er det?
Layer 2 switches er traditionelt iOpen Systems Interconnection (OSI) modelData Link Layer-enheder, der fungerer på Layer 2 af .Layer 2 switches er ansvarlige for at "skifte" pakker fra fysiske porte på switchen til media access control (MAC) adresser.Det gør det muligt at tilslutte flere enheder på et lokalt netværk (LAN), men kun med MAC-adresser.
Hvordan fungerer en Layer XNUMX-switch?
Det virker ved at anvende pakkeskift, kontrol af pakkeheader og reduktion af kollisionsdomæne.I det væsentlige, da data sendes over netværket, undersøger switchen pakkehovederne og kompilerer en tabel over MAC-adresser.En MAC-adresse er simpelthen en unik identifikator, der er tildelt en netværksinterfacecontroller for at løse al kommunikation inden for netværket.Disse MAC-adresser er derefter knyttet til de tilsvarende fysiske porte på switch-enheden gennem Address Resolution Protocol (ARP).
Hvad er adresseopløsningsprotokollen?
Kort sagt, når en Layer 2-switch sender en pakke til værtsenheden for første gang, kender den ikke den korrekte MAC-adresse.Så den sender en "ARP"-anmodning til alle de fysiske porte, som værtsenheden er forbundet til, og når switchen modtager et svar med MAC-adressen, tilføjer den MAC-adressen til dens tabel.I det væsentlige lærer switchen, hvilke MAC-adresser der er forbundet med hvilke fysiske porte, hvilket tillader data at flyde frit mellem enheder på netværket.
Rute data ved hjælp af lag 2 switche
Switchen vil derefter bruge pakkeskift til at opdele dataene i små "pakker" af information.Disse meget mindre pakker kan dirigeres gennem netværket hurtigt og effektivt sammenlignet med at sende en stor del af information over netværket (hvilket ville være langsomt).Ved brug af pakkeskift reduceres kollisionsdomæner.Et kollisionsdomæne opstår, når to eller flere værter forsøger at kommunikere på samme tid.Netværkseffektiviteten er reduceret, og pakker/rammer vil kollidere og skal sendes igen.
Fordele ved Layer XNUMX Switche
- Da der ikke kræves routingudstyr, er implementeringsomkostningerne lave.
- meget lav latenstid.
- Ideel til LAN-netværk, hvor data sendes fra en vært på netværket til værtsenheden.
Ulemper ved Layer XNUMX Switche
- Sårbar over for broadcast-storme (kollisionsdomæner), som reducerer netværkseffektiviteten og forårsager overbelastning.
- Virker ikke med flere VLAN'er.
- Ikke skalerbar.
Layer 2 Switch Review
For at opsummere er Layer 2-switche designet til kun at bruge Media Access Control-adresser (MAC) og bruge pakkeskift til at overføre små pakker med data mellem værter på netværket.Det virker ved at forbinde MAC-adressen til en fysisk port på switchen.
Forstå Layer 3 Network Switch: Hvad er det?
Layer 3 switches fungerer på netværkslaget i Open Systems Interconnection (OSI) modellen.Den fungerer som en Layer 2-switch, idet den kan håndtere MAC-adresser på samme måde, men de kan også håndtere IP-adresser (Internet Protocol).Det betyder, at de ikke kun er i stand til at overføre pakker mellem værter, men også forbinder med enheder på andre netværk.Layer 3-switches fungerer hurtigere end traditionelle routere og rutepakker uden yderligere hop, hvilket muliggør hurtigere ydeevne og funktionalitet.Deres ekstra funktionalitet er dog ikke altid nødvendig og implementeres normalt kun i små industrier (såsom universitetscampusser), der kræver VLAN-routing eller har brug for mere support.
Fordele ved Layer 3 Switche
- Der kræves ingen dedikeret router.
- Reducer antallet af netværksenheder, der skal administreres og vedligeholdes.
- Hurtigere skiftehastighed.
- Ubegrænset skalerbarhed.
- Giver flere routingstier til data.
- Har en meget sikker dataudvekslingssti.
Ulemper ved Layer 3 Switche
- Kræver mere strøm og båndbredde for at fungere.
- Det kan være dyrt at implementere.
- Hvis netværket er lille, er der ingen yderligere fordel.
Hvad er OSI-modellen?
Nu har vi nævnt OSI- eller Open Systems Interconnection-modellen flere gange, fordi både Layer 2 og Layer 3 switches tilhører denne konceptuelle ramme.OSI-modellen er en ramme udgivet af International Organization for Standardization (ISO) i 1984 for at beskrive de forskellige lag i et netværkssystem.
OSI-modellen har 7 lag:
- fysisk
- data link
- Internettet
- transportere
- Møde
- Introduktion
- Ansøgning
Layer 2 og Layer 3 switches er placeret på henholdsvis datalinklaget og netværkslaget.
Sammenligningsdiagram for lag 2 vs. lag 3 switch
| Layer 2 switch | Layer 3 switch |
| Fungerer på datalinklaget. | Fungerer på netværkslaget. |
| Send kun pakker/rammer via fysisk port og MAC-adresse. | Pakker kan dirigeres efter MAC og IP-adresse. |
| Kun MAC-adresser kan bruges. | Kan bruges som en Layer 2 eller Layer 3 switch. |
| Det kan reducere trafikken på det lokale netværk. | Anvendes til små industrier og hvor virtuelle lokale netværk (VLAN'er) er placeret. |
| Meget hurtigt og effektivt - se bare på pakkehovederne. | Dette er langsommere, fordi Layer 3-switchen inspicerer pakken, før den sendes. |
| Der er et enkelt broadcast-domæne. | Der er flere broadcast-domæner. |
| Kun kommunikation inden for netværket. | Kommunikation kan foregå i eller uden for netværket. |
Use Cases for Layer 2 vs Layer 3 Switches
Når man anbefaler en Layer 2- eller Layer 3-switch, afhænger svaret af netværkets størrelse og kompleksitet, samt de sikkerhedskrav, der kræves for, at netværket kan fungere effektivt og sikkert.
Typiske anvendelser af Layer XNUMX Switche
Selvom du måske ikke ved det, er du allerede bekendt med Layer 2-switche;Din computers Ethernet-forbindelse fungerer som datalink-laget, der forbinder din computer til netværket via MAC-adressen.
En anden anvendelse af Layer 2-switches er, når softwarevirksomheder har centralt placerede servere, og klienter spredt rundt i verden kan få adgang til en central server uden forsinkelse.
En anden applikation fra den virkelige verden er i organisationer, der er afhængige af intern kommunikation, men som ikke har brug for internettet - de kan bruge VLAN-netværk via en Layer 2-switch.Et sidste eksempel er softwaretestere, der ønsker at opbevare deres delte værktøjer på en central placering, men tillader en anden server at få adgang til dem uden at være fysisk forbundet til det samme netværk.
Typiske anvendelser af Layer XNUMX-switche
Layer 3 switches kan bruge Internet Protocol (IP)-adresser til at forbinde enheder til forskellige IP-netværk, når MAC-adresser simpelthen ikke er nok.Du har nået Layer 3-switchen via din internetrouter.
Andre applikationer til Layer 3-switche omfatter universitetscampusser eller datacentre, hvor der er bygget store computernetværk.Hvis netværket har tusindvis af brugere, eller netværksinfrastrukturen kræver omfattende enhedsadministration for at udrulle patches eller politikopdateringer, eller hvis du har brug for at aktivere specifikke kontrolregler på bestemte enheder i netværket, er en Layer 3-switch mere egnet, fordi den er firewall. beskyttelse.
nøgle takeaways
Det vigtigste at huske på, når man sammenligner Layer 2- og Layer 3-switches, er, at forskellen ligger i switchenes routing-egenskaber.For Layer 2 switches bruges Address Resolution Protocol (ARP) i stedet for routingalgoritmer til at skifte data fra fysiske porte til MAC-adresser og til at kompilere MAC-tabeller til fremtidige pakker.
For Layer 3-switches følger de konventionelle algoritmer til at sende data fra et værtsnetværk til en anden enhed uden for værten via en internetprotokoladresse.
