Bir ağ, veri paketlerini işlemek, yönlendirmek ve bağlamak için birlikte çalışan birden fazla cihazdan oluşur.Örneğin, evde bağlandığınız yerel İnternet ağı, verileri arabelleğe alan, yükselten ve hata kontrolü yapan yönlendiriciler, anahtarlar, tüm verileri yönlendiren ve veri kaynakları ile hedeflerin filtrelenmesine yardımcı olan hub'lar kullanabilir.
Bu yazımızda özellikle bu konuyu ele alacağız.Katman 2 ve Katman 3 anahtarları;Ne oldukları, nasıl farklı oldukları ve gerçek hayatta nasıl kullanıldıkları.
Katman 2 Ağ Anahtarlarını Anlamak: Nedir?
Katman 2 anahtarları geleneksel olarakAçık Sistem Bağlantısı (OSI) modeliKatman 2'de çalışan bir veri bağlantı katmanı cihazı.Katman 2 anahtarları, paketlerin anahtardaki fiziksel bağlantı noktalarından medya erişim kontrolü (MAC) adreslerine "geçişinden" sorumludur.Yerel alan ağına (LAN) birden fazla cihazın yalnızca MAC adresleri kullanılarak bağlanmasına olanak tanır.
Katman 2 anahtarları nasıl çalışır?
Paket anahtarlama, başlık incelemesi ve çarpışma alanı azaltma kullanarak çalışır.Temel olarak, veriler ağ üzerinden gönderilirken, anahtar paket başlığını inceler ve bir MAC adresleri tablosu derler.MAC adresi, bir ağ arayüz denetleyicisine atanan benzersiz bir tanımlayıcıdır ve ağ içindeki tüm iletişimleri çözümlemek için kullanılır.Bu MAC adresleri daha sonra Adres Çözümleme Protokolü (ARP) aracılığıyla anahtar cihazındaki ilgili fiziksel bağlantı noktalarına bağlanır.
Adres Çözümleme Protokolü Nedir?
Basitçe söylemek gerekirse, Katman 2 anahtarı ana cihaza ilk kez bir paket gönderdiğinde doğru MAC adresini bilmiyor.Bu nedenle host cihazın bağlı olduğu tüm fiziksel portlara “ARP” isteği gönderir ve switch MAC adresi ile yanıt aldığında MAC adresini tablosuna ekler.Temel olarak anahtar, hangi MAC adreslerinin hangi fiziksel bağlantı noktalarıyla ilişkili olduğunu öğrenerek verilerin ağdaki cihazlar arasında serbestçe akmasını sağlar.
Katman 2 anahtarlarını kullanarak verileri yönlendirme
Anahtar daha sonra verileri küçük bilgi "paketlerine" bölmek için paket anahtarlamayı kullanacaktır.Bu çok daha küçük paketler, ağ üzerinden büyük miktarda bilgi göndermeye kıyasla daha yavaş ve hızlı bir şekilde ağ üzerinden hızlı ve verimli bir şekilde yönlendirilebilir.Paket anahtarlama kullanıldığında çarpışma alanı azaltılır.Çarpışma alanları, iki veya daha fazla ana bilgisayarın aynı anda iletişim kurmaya çalışması durumunda ortaya çıkar.Ağ verimliliği azalır ve paketler/çerçeveler çarpışır ve yeniden gönderilmeleri gerekir.
Katman 2 anahtarların avantajları
- Yönlendirme ekipmanı gerekmediğinden uygulama maliyetleri düşüktür.
- Çok düşük gecikme.
- Verilerin ağdaki bir ana bilgisayardan bir ana cihaza gönderildiği LAN ağları için idealdir.
Katman 2 anahtarlarının dezavantajları
- Ağ verimliliğini azaltabilen ve sıkışıklığa neden olabilen yayın fırtınalarına (çarpışma alanları) karşı savunmasızdır.
- Birden fazla VLAN ile çalışmaz.
- Ölçeklenebilir değil.
Katman 2 Anahtar İncelemesi
İncelemek gerekirse, Katman 2 anahtarları yalnızca medya erişim kontrolü (MAC) adreslerini kullanacak ve ağdaki ana bilgisayarlar arasında küçük paketleri iletmek için paket anahtarlamayı kullanacak şekilde tasarlanmıştır.Bir MAC adresini anahtar üzerindeki fiziksel bir bağlantı noktasına bağlayarak çalışır.
Katman 3 Ağ Anahtarlarını Anlamak: Nedir?
Katman 3 anahtarları, Açık Sistemler Ara Bağlantı (OSI) modelinin ağ katmanında çalışır.MAC adreslerini aynı şekilde işleyebilmesi açısından Katman 2 anahtarı gibi çalışır, ancak aynı zamanda İnternet Protokolü (IP) adreslerini de işleyebilir.Bu, yalnızca ana bilgisayarlar arasında paket iletebildikleri değil, aynı zamanda ağdaki diğer cihazlara da bağlanabildikleri anlamına gelir.Katman 3 anahtarları, ek atlamalara ihtiyaç duymadan geleneksel yönlendiricilerden ve yönlendirme paketlerinden daha hızlı çalışır, bu da daha hızlı performans ve işlevsellik sağlar.Ancak bunların ek işlevleri her zaman gerekli değildir ve genellikle yalnızca VLAN yönlendirmesi veya daha fazla destek gerektiren daha küçük sektörlerde (üniversite kampüsleri gibi) uygulanır.
Katman 3 Anahtarların Avantajları
- Özel bir yönlendirici gerekmez.
- Yönetilecek ve bakımı yapılacak ağ cihazlarının sayısını azaltın.
- Daha hızlı anahtarlama hızı.
- Sınırsız ölçeklenebilirlik.
- Veriler için birden fazla yönlendirme yolu sağlayın.
- Son derece güvenli bir veri alışveriş yoluna sahiptir.
Katman 3 Anahtarların Dezavantajları
- Çalışmak için daha fazla güç ve bant genişliği gerektirir.
- Uygulanması pahalı olabilir.
- Ağ küçükse ek bir faydası yoktur.
OSI modeli nedir?
Artık OSI veya Açık Sistemler Ara Bağlantı modelinden defalarca bahsettik çünkü hem Katman 2 hem de Katman 3 anahtarları bu kavramsal çerçevenin kapsamına giriyor.OSI modeli, bir ağ sisteminin farklı katmanlarını tanımlamak için 1984 yılında Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) tarafından yayınlanan bir çerçevedir.
OSI modelinin 7 katmanı vardır:
- fiziksel
- veri bağlantısı
- İnternet
- toplu taşıma
- Toplantı
- tanıtım
- başvuru
Katman 2 ve Katman 3 anahtarları sırasıyla veri bağlantı katmanında ve ağ katmanında bulunur.
Katman 2 ve Katman 3 Anahtarları Karşılaştırma Tablosu
| Katman 2 anahtarı | Katman 3 anahtarı |
| Veri bağlantı katmanında çalışır. | Ağ katmanında çalışır. |
| Paketleri/çerçeveleri yalnızca fiziksel bağlantı noktası ve MAC adresi aracılığıyla gönderin. | Paketler MAC ve IP adreslerine göre yönlendirilebilir. |
| Yalnızca MAC adresleri kullanılabilir. | Katman 2 veya Katman 3 anahtarı olarak kullanılabilir. |
| LAN'daki trafiği azaltabilir. | Küçük endüstrilerde ve sanal yerel alan ağlarının (VLAN'lar) bulunduğu yerlerde kullanılır. |
| Çok hızlı ve etkili; sadece paket başlıklarına bakın. | Bu daha yavaştır çünkü Katman 3 anahtarları paketleri göndermeden önce inceler. |
| Tek bir yayın alanı vardır. | Birden fazla yayın alanı vardır. |
| Yalnızca ağ içindeki iletişim. | İletişim ağın içinde veya dışında gerçekleşebilir. |
Katman 2 ve Katman 3 anahtarlarına yönelik kullanım örnekleri
Katman 2 veya Katman 3 anahtarları önerildiğinde yanıt, ağın boyutuna ve karmaşıklığının yanı sıra ağın verimli ve güvenli bir şekilde çalışması için gereken güvenlik gereksinimlerine bağlıdır.
Katman 2 anahtarlarının tipik uygulamaları
Her ne kadar bilmiyor olsanız da, Katman 2 anahtarlarına zaten aşinasınız;Bilgisayarınızın Ethernet bağlantısı, veri bağlantı katmanı görevi görerek bilgisayarınızı MAC adresi aracılığıyla ağa bağlar.
Katman 2 anahtarlara yönelik bir başka uygulama, yazılım şirketlerinin merkezi konumdaki sunuculara sahip olmalarıdır, böylece dünyanın dört bir yanına dağılmış istemciler, merkezi bir sunucuya gecikmeden erişebilirler.
Başka bir gerçek dünya uygulaması, dahili iletişime güvenen ancak İnternet'e ihtiyaç duymayan kuruluşlardadır; Katman 2 anahtarları aracılığıyla VLAN ağını kullanabilirler.Son bir örnek, paylaşılan araçlarını merkezi bir konumda tutmak ancak aynı ağa fiziksel olarak bağlanmadan başka bir sunucunun bunlara erişmesine izin vermek isteyen bir yazılım testçisidir.
Katman 3 anahtarlarının tipik uygulamaları
MAC adresleri yeterli olmadığında, Katman 3 anahtarları, cihazları farklı IP ağlarına bağlamak için İnternet Protokolü (IP) adreslerinden yararlanabilir.İnternet yönlendiriciniz aracılığıyla Katman 3 anahtarına zaten erişiminiz var.
Katman 3 anahtarlarına yönelik diğer uygulamalar arasında üniversite kampüsleri veya büyük bilgisayar ağlarına sahip veri merkezleri bulunur.Ağın binlerce kullanıcısı varsa veya ağ altyapısı yamaları veya politika güncellemelerini dağıtmak için kapsamlı cihaz yönetimi gerektiriyorsa veya ağdaki belirli cihazlarda belirli kontrol kurallarını etkinleştirmeniz gerekiyorsa, bir Katman 3 anahtarı daha uygundur çünkü güvenlik duvarıdır koruma.
Temel çıkarımlar
Katman 2 ve Katman 3 anahtarlarını karşılaştırırken hatırlanması gereken en önemli nokta, farkın anahtarın yönlendirme yeteneklerinde yattığıdır.Katman 2 anahtarları için, yönlendirme algoritmaları kullanmak yerine, verileri fiziksel bağlantı noktalarından MAC adreslerine geçirmek ve gelecekteki paketler için bir MAC tablosu derlemek amacıyla Adres Çözümleme Protokolü (ARP) kullanılır.
Katman 3 anahtarları için, verileri ana bilgisayar ağından ana bilgisayar dışındaki başka bir cihaza bir İnternet Protokolü adresi aracılığıyla göndermek için normal bir algoritma izlerler.
