A hálózat több eszközből áll, amelyek együtt dolgoznak, irányítanak és csatlakoztatnak adatcsomagokat.Például az a helyi internetes hálózat, amelyhez otthon csatlakozik, használhat útválasztókat, kapcsolókat, amelyek pufferolják, előmozdítják és hibaellenőrzik az adatokat, valamint az összes adatot oda irányító hubokat, és segítik az adatforrások és célhelyek szűrését.
Ebben a cikkben kifejezetten aLayer 2 és Layer 3 kapcsolók;Mik ezek, miben különböznek egymástól, és hogyan használják őket a való életben.
A 2. rétegű hálózati kapcsolók megértése: mi ez?
A 2. rétegű kapcsolók hagyományosanOpen Systems Interconnection (OSI) modellEgy adatkapcsolati réteg eszköz, amely a 2. rétegen működik.A 2. rétegbeli kapcsolók felelősek a csomagok "átkapcsolásáért" a kapcsoló fizikai portjairól a média hozzáférés-vezérlési (MAC) címekre.Lehetővé teszi több eszköz csatlakoztatását egy helyi hálózaton (LAN), de csak MAC-címek használatával.
Hogyan működnek a 2. réteg kapcsolói?
Csomagváltással, fejlécvizsgálattal és ütközési tartománycsökkentéssel működik.Lényegében, amikor az adatokat a hálózaton keresztül küldik, a kapcsoló megvizsgálja a csomagfejléceket, és összeállítja a MAC-címek táblázatát.A MAC-cím egyszerűen egy egyedi azonosító, amely egy hálózati interfész-vezérlőhöz van hozzárendelve, és a hálózaton belüli összes kommunikáció feloldására szolgál.Ezek a MAC-címek ezután a kapcsolóeszköz megfelelő fizikai portjaihoz kapcsolódnak az Address Resolution Protocol (ARP) segítségével.
Mi az Address Resolution Protocol?
Egyszerűen fogalmazva, amikor egy Layer 2 switch először küld egy csomagot a gazdagépnek, az nem fogja tudni a helyes MAC-címet.Tehát "ARP" kérést küld az összes fizikai portra, amelyhez a gazdagép csatlakozik, és amikor a switch választ kap a MAC-címmel, hozzáadja a MAC-címet a táblázatához.Lényegében a kapcsoló megtanulja, hogy mely MAC-címek mely fizikai portokhoz vannak társítva, lehetővé téve az adatok szabad áramlását a hálózaton lévő eszközök között.
Útvonal adatok 2. rétegbeli kapcsolókkal
A kapcsoló ezután csomagváltást használ, hogy az adatokat kis információs "csomagokra" bontsa.Ezek a sokkal kisebb csomagok gyorsan és hatékonyan továbbíthatók a hálózaton, összehasonlítva azzal, hogy nagy mennyiségű információt küldenek a hálózaton keresztül, ami lassú lenne.Csomagváltás használatakor az ütközési tartomány csökken.Az ütközési tartományok akkor fordulnak elő, ha két vagy több gazdagép egyszerre próbál kommunikálni.A hálózat hatékonysága csökken, a csomagok/keretek ütköznek, és újra el kell küldeni őket.
A Layer 2 kapcsolók előnyei
- A megvalósítási költségek alacsonyak, mivel nincs szükség útválasztó berendezésre.
- Nagyon alacsony késleltetés.
- Ideális LAN hálózatokhoz, ahol az adatokat a hálózaton lévő gazdagépről küldik a gazdaeszközre.
A 2. rétegű kapcsolók hátrányai
- Sebezhető a sugárzott viharokkal szemben (ütközési tartományok), amelyek csökkenthetik a hálózat hatékonyságát és torlódást okozhatnak.
- Több VLAN esetén nem érhető el.
- Nem méretezhető.
2. réteg kapcsoló áttekintése
A 2. rétegbeli kapcsolók úgy lettek kialakítva, hogy csak a médiahozzáférés-vezérlési (MAC) címeket használják, és csomagváltást használnak a hálózaton lévő gazdagépek közötti apró adatcsomagok továbbítására.Úgy működik, hogy egy MAC-címet csatlakoztat a kapcsoló fizikai portjához.
A 3. rétegű hálózati kapcsolók megértése: mi ez?
A 3. rétegbeli kapcsolók az Open Systems Interconnection (OSI) modell hálózati rétegén működnek.A 2-es rétegbeli kapcsolóhoz hasonlóan működik, mivel ugyanúgy tudja kezelni a MAC-címeket, de az Internet Protocol (IP) címeket is.Ez azt jelenti, hogy nemcsak csomagokat tudnak továbbítani a gazdagépek között, hanem képesek csatlakozni a hálózat többi eszközéhez is.A Layer 3 switchek gyorsabban működnek, mint a hagyományos útválasztók és útvonalcsomagok, további ugrások nélkül, ami gyorsabb teljesítményt és funkcionalitást eredményez.Kiegészítő funkcionalitásukra azonban nem mindig van szükség, és jellemzően csak kisebb iparágakban (például főiskolai campusokban) valósítják meg, amelyek VLAN-útválasztást vagy több támogatást igényelnek.
A 3. rétegű kapcsolók előnyei
- Nincs szükség dedikált routerre.
- Csökkentse a kezelendő és karbantartandó hálózati eszközök számát.
- Gyorsabb kapcsolási sebesség.
- Korlátlan skálázhatóság.
- Adjon meg több útválasztási útvonalat az adatok számára.
- Rendkívül biztonságos adatcsere-útvonallal rendelkezik.
A 3. rétegű kapcsolók hátrányai
- Több teljesítményt és sávszélességet igényel a működéshez.
- Ennek megvalósítása költséges lehet.
- Ha a hálózat kicsi, nincs további előny.
Mi az OSI modell?
Most már többször említettük az OSI vagy a nyílt rendszerek összekapcsolási modelljét, mivel a Layer 2 és Layer 3 kapcsolók is ebbe az elvi keretbe tartoznak.Az OSI-modell a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) által 1984-ben közzétett keretrendszer, amely egy hálózati rendszer különböző rétegeit írja le.
Az OSI modell 7 rétegből áll:
- fizikai
- adat link
- Az internet
- szállítás
- Találkozó
- Bevezetés
- Alkalmazás
A 2. réteg és a 3. réteg kapcsolói az adatkapcsolati rétegben, illetve a hálózati rétegben találhatók.
2. réteg és 3. réteg kapcsolóinak összehasonlító táblázata
| 2. rétegű kapcsoló | 3. rétegű kapcsoló |
| Az adatkapcsolati rétegen működik. | A hálózati rétegen működik. |
| Csak fizikai porton és MAC-címen keresztül küldjön csomagokat/kereteket. | A csomagok MAC és IP címek alapján irányíthatók. |
| Csak MAC-címek használhatók. | Használható Layer 2 vagy Layer 3 kapcsolóként. |
| Csökkentheti a forgalmat a LAN-on. | Kis iparágakban használják, ahol virtuális helyi hálózatok (VLAN) találhatók. |
| Nagyon gyors és hatékony – csak nézze meg a csomagfejléceket. | Ez lassabb, mert a 3. rétegbeli kapcsolók megvizsgálják a csomagokat, mielőtt elküldenék őket. |
| Egyetlen szórási tartomány létezik. | Több sugárzási tartomány létezik. |
| Csak a hálózaton belüli kommunikáció. | A kommunikáció történhet a hálózaton belül vagy kívül. |
Használati esetek a Layer 2 és Layer 3 kapcsolókhoz
Layer 2 vagy Layer 3 switchek ajánlásakor a válasz a hálózat méretétől és összetettségétől, valamint a hálózat hatékony és biztonságos működéséhez szükséges biztonsági követelményektől függ.
A 2. rétegű kapcsolók tipikus alkalmazásai
Bár lehet, hogy nem ismeri, már ismeri a 2. rétegbeli kapcsolókat;A számítógép Ethernet-kapcsolata adatkapcsolati rétegként működik, amely MAC-címen keresztül csatlakoztatja számítógépét a hálózathoz.
A Layer 2 switchek másik alkalmazása az, ahol a szoftvercégek központilag elhelyezett szerverekkel rendelkeznek, ahol a világszerte szétszórt ügyfelek késedelem nélkül hozzáférhetnek egy központi szerverhez.
Egy másik valós alkalmazás azokban a szervezetekben található, amelyek belső kommunikációra támaszkodnak, de nincs szükségük internetre – használhatják a VLAN-hálózatot a 2. rétegbeli kapcsolókon keresztül.Utolsó példa egy szoftvertesztelő, aki megosztott eszközeit központi helyen szeretné tartani, de lehetővé teszi egy másik szerver számára, hogy hozzáférjen hozzájuk anélkül, hogy fizikailag csatlakozna ugyanahhoz a hálózathoz.
A 3. rétegű kapcsolók tipikus alkalmazásai
Ha a MAC-címek egyszerűen nem elegendőek, a Layer 3 kapcsolók az Internet Protocol (IP) címeket használhatják az eszközök különböző IP-hálózatokhoz való csatlakoztatásához.Az internetes útválasztón keresztül már hozzáfér a 3. rétegbeli kapcsolókhoz.
A Layer 3 switchek egyéb alkalmazásai közé tartoznak a főiskolai kampuszok vagy a nagy számítógépes hálózatokkal rendelkező adatközpontok.Ha a hálózatnak több ezer felhasználója van, vagy a hálózati infrastruktúra kiterjedt eszközkezelést igényel a javítások vagy házirend-frissítések kibocsátásához, vagy ha speciális vezérlési szabályokat kell aktiválnia a hálózat bizonyos eszközein, akkor a 3. rétegbeli kapcsoló alkalmasabb, mert tűzfal. védelem.
Kulcs elvitelek
A 2. és 3. rétegbeli kapcsolók összehasonlításakor a legfontosabb dolog, amit meg kell jegyezni, hogy a különbség a kapcsoló útválasztási képességeiben rejlik.A 2. rétegbeli kapcsolók esetében az útválasztási algoritmus helyett az Address Resolution Protocol (ARP) segítségével az adatokat fizikai portokról MAC-címekre váltja át, és MAC-táblázatot állít össze a jövőbeli csomagokhoz.
A 3. rétegbeli kapcsolók esetében egy szokásos algoritmust követnek, hogy adatokat küldjenek a gazdagép hálózatról egy másik, a gazdagépen kívüli eszközre egy Internet Protocol címen keresztül.
