Een netwerk bestaat uit meerdere apparaten die samenwerken om datapakketten te verwerken, te routeren en te verbinden.Uw lokale internetnetwerk thuis kan bijvoorbeeld gebruikmaken van routers, switches die gegevens bufferen, versterken en op fouten controleren, hubs die alle gegevens naar routeren en helpen bij het filteren van gegevensbronnen en -bestemmingen.
In dit artikel gaan we specifiek in op deLaag XNUMX- en Laag XNUMX-schakelaars;Wat ze zijn, hoe ze verschillen en hoe ze in het echte leven worden gebruikt.
De Layer 2-netwerkswitch begrijpen: wat is het?
Layer 2-switches zijn traditioneel inOpen Systems Interconnection (OSI)-modelData Link Layer-apparaten die werken op Layer 2 van .Layer 2-switches zijn verantwoordelijk voor het "switchen" van pakketten van fysieke poorten op de switch naar media access control (MAC)-adressen.Hiermee kunnen meerdere apparaten worden aangesloten op een lokaal netwerk (LAN), maar alleen met MAC-adressen.
Hoe werkt een Layer XNUMX-switch?
Het werkt door gebruik te maken van pakketschakeling, pakketheadercontrole en reductie van het botsingsdomein.In wezen onderzoekt de switch, terwijl gegevens over het netwerk worden verzonden, de pakketheaders en stelt een tabel met MAC-adressen samen.Een MAC-adres is gewoon een unieke identificatie die is toegewezen aan een netwerkinterfacecontroller om alle communicatie binnen het netwerk op te lossen.Deze MAC-adressen worden vervolgens via het Address Resolution Protocol (ARP) gekoppeld aan de corresponderende fysieke poorten op het switchapparaat.
Wat is het protocol voor adresresolutie?
Kortom, wanneer een Layer 2-switch voor de eerste keer een pakket naar het hostapparaat stuurt, kent deze niet het juiste MAC-adres.Het stuurt dus een "ARP"-verzoek naar alle fysieke poorten waarop het hostapparaat is aangesloten, en wanneer de switch een antwoord ontvangt met het MAC-adres, voegt het het MAC-adres toe aan zijn tabel.In wezen leert de switch welke MAC-adressen aan welke fysieke poorten zijn gekoppeld, waardoor gegevens vrijelijk tussen apparaten op het netwerk kunnen stromen.
Routegegevens met behulp van laag 2-schakelaars
De switch gebruikt dan pakketschakeling om de gegevens op te splitsen in kleine "pakketjes" informatie.Deze veel kleinere pakketten kunnen snel en efficiënt door het netwerk worden gerouteerd in vergelijking met het verzenden van een groot deel van informatie over het netwerk (wat traag zou zijn).Bij gebruik van pakketschakeling worden botsingsdomeinen verminderd.Een conflictdomein treedt op wanneer twee of meer hosts tegelijkertijd proberen te communiceren.De netwerkefficiëntie wordt verminderd en pakketten/frames zullen botsen en moeten opnieuw worden verzonden.
Voordelen van Layer XNUMX-schakelaars:
- Omdat er geen routeringsapparatuur nodig is, zijn de implementatiekosten laag.
- zeer lage latentie.
- Ideaal voor LAN-netwerken waar gegevens van een host op het netwerk naar het hostapparaat worden verzonden.
Nadelen van Layer XNUMX-switches
- Kwetsbaar voor het uitzenden van stormen (collision domains), die de netwerkefficiëntie verminderen en congestie veroorzaken.
- Werkt niet met meerdere VLAN's.
- Niet schaalbaar.
Laag 2 Switch Review
Om samen te vatten, Layer 2-switches zijn ontworpen om alleen Media Access Control (MAC)-adressen te gebruiken en pakketswitching te gebruiken om kleine gegevenspakketten tussen hosts op het netwerk over te dragen.Het werkt door het MAC-adres aan te sluiten op een fysieke poort op de switch.
De Layer 3-netwerkswitch begrijpen: wat is het?
Layer 3-switches werken op de netwerklaag van het Open Systems Interconnection (OSI) -model.Het werkt als een Layer 2-switch omdat het MAC-adressen op dezelfde manier kan verwerken, maar ze kunnen ook IP-adressen (Internet Protocol) aan.Dit betekent dat ze niet alleen pakketten tussen hosts kunnen overbrengen, maar ook verbinding kunnen maken met apparaten op andere netwerken.Layer 3-switches werken sneller dan traditionele routers en routeren pakketten zonder extra hops, waardoor snellere prestaties en functionaliteit mogelijk zijn.Hun extra functionaliteit is echter niet altijd nodig en wordt meestal alleen geïmplementeerd in kleine industrieën (zoals universiteitscampussen) die VLAN-routering nodig hebben of meer ondersteuning nodig hebben.
Voordelen van Layer 3-schakelaars:
- Geen speciale router vereist.
- Verminder het aantal netwerkapparaten dat moet worden beheerd en onderhouden.
- Hogere schakelsnelheid.
- Onbeperkte schaalbaarheid.
- Biedt meerdere routeringspaden voor gegevens.
- Heeft een zeer veilig gegevensuitwisselingspad.
Nadelen van Layer 3-switches
- Vereist meer vermogen en bandbreedte om te werken.
- Het kan duur zijn om te implementeren.
- Als het netwerk klein is, is er geen extra voordeel.
Wat is het OSI-model?
Nu hebben we het OSI- of Open Systems Interconnection-model verschillende keren genoemd omdat zowel Layer 2- als Layer 3-switches tot dit conceptuele raamwerk behoren.Het OSI-model is een raamwerk dat in 1984 door de International Organization for Standardization (ISO) is gepubliceerd om de verschillende lagen van een netwerksysteem te beschrijven.
Het OSI-model heeft 7 lagen:
- fysiek
- datalink
- Het internet
- vervoer-
- Ontmoeting
- Introductie
- sollicitatie
Layer 2- en Layer 3-switches bevinden zich respectievelijk op de datalinklaag en de netwerklaag.
Vergelijkingstabel voor laag 2 versus laag 3 schakelaar
| Laag 2 schakelaar | Laag 3 schakelaar |
| Werkt op de datalinklaag. | Werkt op de netwerklaag. |
| Verstuur alleen pakketten/frames via fysieke poort en MAC-adres. | Pakketten kunnen worden gerouteerd op MAC- en IP-adres. |
| Alleen MAC-adressen kunnen worden gebruikt. | Kan worden gebruikt als een Layer 2- of Layer 3-schakelaar. |
| Het kan het verkeer op het lokale netwerk verminderen. | Gebruikt voor kleine industrieën en waar virtuele lokale netwerken (VLAN's) zich bevinden. |
| Zeer snel en efficiënt - kijk maar naar de pakketheaders. | Dit is langzamer omdat de Layer 3-switch het pakket inspecteert voordat het wordt verzonden. |
| Er is één broadcastdomein. | Er zijn meerdere uitzenddomeinen. |
| Alleen communicatie binnen het netwerk. | Communicatie kan zowel binnen als buiten het netwerk plaatsvinden. |
Gebruiksscenario's voor Layer 2- versus Layer 3-switches
Wanneer een Layer 2- of Layer 3-switch wordt aanbevolen, hangt het antwoord af van de grootte en complexiteit van het netwerk, evenals van de beveiligingsvereisten die nodig zijn om het netwerk efficiënt en veilig te laten werken.
Typische toepassingen van Layer XNUMX-switches
Hoewel je het misschien niet kent, ben je al bekend met Layer 2-switches;De Ethernet-verbinding van uw computer fungeert als de datalinklaag en verbindt uw computer met het netwerk via het MAC-adres.
Een andere toepassing van Layer 2-switches is wanneer softwarebedrijven centraal gelegen servers hebben en klanten verspreid over de hele wereld zonder vertraging toegang hebben tot een centrale server.
Een andere praktijktoepassing is in organisaties die afhankelijk zijn van interne communicatie maar geen internet nodig hebben - ze kunnen VLAN-netwerken gebruiken via een Layer 2-switch.Een laatste voorbeeld zijn softwaretesters die hun gedeelde tools op een centrale locatie willen houden, maar een andere server er toegang toe willen geven zonder fysiek verbonden te zijn met hetzelfde netwerk.
Typische toepassingen van Layer XNUMX-switches
Layer 3-switches kunnen IP-adressen (Internet Protocol) gebruiken om apparaten met verschillende IP-netwerken te verbinden wanneer MAC-adressen gewoon niet genoeg zijn.U hebt de Layer 3-switch bereikt via uw internetrouter.
Andere toepassingen voor Layer 3-switches zijn onder meer universiteitscampussen of datacenters waar grote computernetwerken worden gebouwd.Als het netwerk duizenden gebruikers heeft, of de netwerkinfrastructuur uitgebreid apparaatbeheer vereist om patches of beleidsupdates uit te rollen, of als u specifieke controleregels op bepaalde apparaten in het netwerk moet activeren, is een Layer 3-switch geschikter omdat deze een firewall vormt. bescherming.
belangrijkste leerpunten
Het belangrijkste om in gedachten te houden bij het vergelijken van Layer 2- en Layer 3-switches is dat het verschil zit in de routeringsmogelijkheden van de switches.Voor Layer 2-switches wordt in plaats van routeringsalgoritmen Address Resolution Protocol (ARP) gebruikt om gegevens van fysieke poorten naar MAC-adressen te schakelen en om MAC-tabellen voor toekomstige pakketten samen te stellen.
Voor Layer 3-switches volgen ze conventionele algoritmen om gegevens van een hostnetwerk naar een ander apparaat buiten de host te verzenden via een internetprotocoladres.
