Un réseau se compose de plusieurs appareils qui fonctionnent ensemble pour traiter, acheminer et connecter des paquets de données.Par exemple, votre réseau Internet local à domicile peut utiliser des routeurs, des commutateurs qui mettent en mémoire tampon, amplifient et vérifient les erreurs, des concentrateurs qui acheminent toutes les données vers et aident à filtrer les sources et destinations de données.
Dans cet article, nous aborderons spécifiquement lesCommutateurs de couche XNUMX et de couche XNUMX;Ce qu'ils sont, en quoi ils sont différents et comment ils sont utilisés dans la vie réelle.
Comprendre le commutateur réseau de couche 2 : de quoi s'agit-il ?
Les commutateurs de couche 2 sont traditionnellementModèle d'interconnexion de systèmes ouverts (OSI)Périphériques de couche de liaison de données qui fonctionnent sur la couche 2 de .Les commutateurs de couche 2 sont responsables de la "commutation" des paquets des ports physiques du commutateur vers les adresses de contrôle d'accès au support (MAC).Il permet de connecter plusieurs appareils sur un réseau local (LAN), mais uniquement avec des adresses MAC.
Comment fonctionne un commutateur de couche XNUMX ?
Il fonctionne en utilisant la commutation de paquets, la vérification des en-têtes de paquets et la réduction du domaine de collision.Essentiellement, lorsque les données sont envoyées sur le réseau, le commutateur examine les en-têtes de paquet et compile une table d'adresses MAC.Une adresse MAC est simplement un identifiant unique attribué à un contrôleur d'interface réseau pour résoudre toutes les communications au sein du réseau.Ces adresses MAC sont ensuite liées aux ports physiques correspondants sur le commutateur via le protocole de résolution d'adresse (ARP).
Qu'est-ce que le protocole de résolution d'adresse ?
En bref, lorsqu'un commutateur de couche 2 envoie un paquet au périphérique hôte pour la première fois, il ne connaît pas l'adresse MAC correcte.Il envoie donc une requête "ARP" à tous les ports physiques auxquels le périphérique hôte est connecté, et lorsque le commutateur reçoit une réponse avec l'adresse MAC, il ajoute l'adresse MAC à sa table.Essentiellement, le commutateur apprend quelles adresses MAC sont associées à quels ports physiques, ce qui permet aux données de circuler librement entre les appareils du réseau.
Acheminer les données à l'aide de commutateurs de couche 2
Le commutateur utilisera alors la commutation de paquets pour décomposer les données en petits "paquets" d'informations.Ces paquets beaucoup plus petits peuvent être acheminés via le réseau rapidement et efficacement par rapport à l'envoi d'une grande quantité d'informations sur le réseau (ce qui serait lent).Lors de l'utilisation de la commutation de paquets, les domaines de collision sont réduits.Un domaine de collision se produit lorsque deux hôtes ou plus tentent de communiquer en même temps.L'efficacité du réseau est réduite et les paquets/trames entrent en collision et doivent être renvoyés.
Avantages des commutateurs de couche XNUMX
- Comme aucun équipement de routage n'est requis, les coûts de mise en œuvre sont faibles.
- très faible latence.
- Idéal pour les réseaux LAN où les données sont envoyées d'un hôte sur le réseau au périphérique hôte.
Inconvénients des commutateurs de couche XNUMX
- Vulnérable aux tempêtes de diffusion (domaines de collision), qui réduisent l'efficacité du réseau et provoquent une congestion.
- Ne fonctionne pas avec plusieurs VLAN.
- Non évolutif.
Examen du commutateur de couche 2
Pour récapituler, les commutateurs de couche 2 sont conçus pour n'utiliser que des adresses MAC (Media Access Control) et utiliser la commutation de paquets pour transférer de minuscules paquets de données entre les hôtes du réseau.Cela fonctionne en connectant l'adresse MAC à un port physique sur le commutateur.
Comprendre le commutateur réseau de couche 3 : de quoi s'agit-il ?
Les commutateurs de couche 3 fonctionnent au niveau de la couche réseau du modèle OSI (Open Systems Interconnection).Il fonctionne comme un commutateur de couche 2 en ce sens qu'il peut gérer les adresses MAC de la même manière, mais il peut également gérer les adresses IP (Internet Protocol).Cela signifie qu'ils sont non seulement capables de transférer des paquets entre des hôtes, mais également de se connecter à des appareils sur d'autres réseaux.Les commutateurs de couche 3 fonctionnent plus rapidement que les routeurs traditionnels et acheminent les paquets sans sauts supplémentaires, permettant des performances et des fonctionnalités plus rapides.Cependant, leur fonctionnalité supplémentaire n'est pas toujours nécessaire et n'est généralement mise en œuvre que dans les petites industries (telles que les campus universitaires) qui nécessitent un routage VLAN ou ont besoin de plus de support.
Avantages des commutateurs de couche 3
- Aucun routeur dédié requis.
- Réduisez le nombre de périphériques réseau à gérer et à entretenir.
- Vitesse de commutation plus rapide.
- Évolutivité illimitée.
- Fournit plusieurs chemins de routage pour les données.
- Dispose d'un chemin d'échange de données hautement sécurisé.
Inconvénients des commutateurs de couche 3
- Nécessite plus de puissance et de bande passante pour fonctionner.
- Il peut être coûteux à mettre en œuvre.
- Si le réseau est petit, il n'y a pas d'avantage supplémentaire.
Qu'est-ce que le modèle OSI ?
Maintenant, nous avons mentionné à plusieurs reprises le modèle OSI ou Open Systems Interconnection car les commutateurs de couche 2 et de couche 3 appartiennent à ce cadre conceptuel.Le modèle OSI est un cadre publié par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) en 1984 pour décrire les différentes couches d'un système en réseau.
Le modèle OSI comporte 7 couches :
- physique
- liaison de données
- L'Internet
- le transport
- réunion
- Introduction
- application
Les commutateurs de couche 2 et de couche 3 sont situés respectivement au niveau de la couche liaison de données et de la couche réseau.
Tableau de comparaison des commutateurs de couche 2 et de couche 3
| Commutateur de couche 2 | Commutateur de couche 3 |
| Fonctionne sur la couche liaison de données. | Fonctionne sur la couche réseau. |
| N'envoyez que des paquets/trames via un port physique et une adresse MAC. | Les paquets peuvent être acheminés par adresse MAC et IP. |
| Seules les adresses MAC peuvent être utilisées. | Peut être utilisé comme commutateur de couche 2 ou de couche 3. |
| Il peut réduire le trafic sur le réseau local. | Utilisé pour les petites industries et là où se trouvent des réseaux locaux virtuels (VLAN). |
| Très rapide et efficace - il suffit de regarder les en-têtes de paquet. | C'est plus lent car le commutateur de couche 3 inspecte le paquet avant de l'envoyer. |
| Il existe un seul domaine de diffusion. | Il existe plusieurs domaines de diffusion. |
| Communication au sein du réseau uniquement. | La communication peut avoir lieu à l'intérieur ou à l'extérieur du réseau. |
Cas d'utilisation des commutateurs de couche 2 et de couche 3
Lorsque vous recommandez un commutateur de couche 2 ou de couche 3, la réponse dépend de la taille et de la complexité du réseau, ainsi que des exigences de sécurité requises pour que le réseau fonctionne efficacement et en toute sécurité.
Applications typiques des commutateurs de couche XNUMX
Bien que vous ne le sachiez peut-être pas, vous connaissez déjà les commutateurs de couche 2 ;La connexion Ethernet de votre ordinateur agit comme couche de liaison de données, connectant votre ordinateur au réseau via l'adresse MAC.
Une autre application des commutateurs de couche 2 est lorsque les éditeurs de logiciels ont des serveurs centralisés et que les clients dispersés dans le monde peuvent accéder à un serveur central sans délai.
Une autre application du monde réel concerne les organisations qui dépendent de la communication interne mais n'ont pas besoin d'Internet - elles peuvent utiliser la mise en réseau VLAN via un commutateur de couche 2.Un dernier exemple est celui des testeurs de logiciels qui souhaitent conserver leurs outils partagés dans un emplacement central mais permettent à un autre serveur d'y accéder sans être physiquement connectés au même réseau.
Applications typiques des commutateurs de couche XNUMX
Les commutateurs de couche 3 peuvent utiliser des adresses IP (Internet Protocol) pour connecter des périphériques à différents réseaux IP lorsque les adresses MAC ne suffisent tout simplement pas.Vous avez atteint le commutateur de couche 3 via votre routeur Internet.
D'autres applications pour les commutateurs de couche 3 incluent les campus universitaires ou les centres de données où de grands réseaux informatiques sont construits.Si le réseau compte des milliers d'utilisateurs, ou si l'infrastructure réseau nécessite une gestion étendue des appareils pour déployer des correctifs ou des mises à jour de politique, ou si vous devez activer des règles de contrôle spécifiques sur certains appareils du réseau, un commutateur de couche 3 est plus approprié car il protection pare-feu.
Points clés à retenir
La principale chose à garder à l'esprit lors de la comparaison des commutateurs de couche 2 et de couche 3 est que la différence réside dans les capacités de routage des commutateurs.Pour les commutateurs de couche 2, au lieu des algorithmes de routage, le protocole de résolution d'adresse (ARP) est utilisé pour basculer les données des ports physiques vers les adresses MAC et pour compiler les tables MAC pour les futurs paquets.
Pour les commutateurs de couche 3, ils suivent des algorithmes conventionnels pour envoyer des données d'un réseau hôte à un autre appareil en dehors de l'hôte via une adresse de protocole Internet.
