تبديل الطبقة الثانية مقابل تبديل الطبقة الثالثة

ما هو تبديل الطبقة الثانية؟

تم اعتماد مصطلح الطبقة الثانية من الاتصال البيني للنظام المفتوح (OSI) وهو نموذج مرجعي لشرح ووصف اتصالات الشبكة. إنها عملية استخدام الأجهزة وعناوين MAC على شبكة LAN لتقسيم الشبكة. تُستخدم المفاتيح والجسور في الغالب لتبديل الطبقة الثانية. إنها تساعد على تقسيم مجال التصادم كبير الحجم إلى مجالات أصغر منفصلة.

طبقة 2 CISCO المفاتيح تشبه الجسور. وهي تربط بين الشبكات في الطبقة الثانية، ومعظمها في الطبقة الفرعية MAC، وتعمل كجسور. يقوم ببناء جداول لنقل الإطارات بين الأنظمة.

تعتبر محولات إيثرنت الطبقة الثانية أسرع مقارنة بأجهزة التوجيه، حيث أنها لا تستغرق الكثير من الوقت لتقييم معلومات رأس طبقة الشبكة. بدلاً من ذلك، يجب عليهم إلقاء نظرة على عناوين الأجهزة الخاصة بالإطار، مما يساعدك على تحديد الإجراء الذي يجب اتخاذه مثل تقديمه أو إغراقه أو إسقاطه.

ما هو تبديل الطبقة 3؟

محول الطبقة الثالثة هو محول يقوم بوظائف التوجيه بالإضافة إلى التبديل. يحتاج جهاز الكمبيوتر العميل إلى بوابة افتراضية لاتصال الطبقة الثالثة بأي شبكات فرعية بعيدة.

يساعدك هذا النوع من الطبقات على الجمع بين وظائف المحول وجهاز التوجيه. إنه بمثابة محول لتوصيل الأجهزة الموجودة على نفس الشبكة الفرعية أو الشبكة المحلية الافتراضية.

هذا النوع من CISCO تدعم محولات الشبكة بروتوكولات التوجيه. فهو يساعد على فحص الحزم الواردة واتخاذ قرارات التوجيه بناءً على عناوين المصدر والوجهة. هذه هي الطريقة التي يعمل بها محول الطبقة 3 كمحول وجهاز توجيه.

كيف يعمل تبديل الطبقة الثانية؟

تبديل الطبقة 2
تبديل الطبقة 2

فيما يلي مثال لشبكة يتصل فيها المحول بأربعة أجهزة مضيفة تُعرف باسم D1 وD2 وD3 وD4.

  • يريد D1 إرسال حزمة بيانات إلى D2 للمرة الأولى.
  • يعرف D1 عنوان IP الخاص بـ D2 أثناء اتصاله للمرة الأولى. ومع ذلك، فهو لا يعرف عنوان MAC (الجهاز) الخاص بالمضيف المستلم.
  • وبالتالي يستخدم D1 ARP لاكتشاف عنوان MAC الخاص بـ D2.
  • يرسل مفتاح الطبقة طلب ARP إلى كافة المنافذ التي تستبعد المنفذ الذي يتصل به D1.
  • عندما يتلقى D2 طلب ARP، يرد على رسالة استجابة ARP بعنوان MAC الخاص به. يقوم D2 أيضًا بتجميع عنوان MAC الخاص بـ D1.
  • هنا، بمساعدة الرسائل المذكورة أعلاه، يتعرف Switch على عناوين MAC المخصصة لأي منافذ.
  • وبالمثل، يرسل D2 أيضًا عنوان MAC الخاص به في رسالة ARP، ويأخذ المحول الآن عنوان MAC الخاص بـ D2 ويخزنه في جدول عناوين MAC.
  • كما يقوم أيضًا بتخزين عنوان MAC الخاص بـ D1 في جدول العناوين حيث تم إرساله بواسطة D1 للتبديل مع رسالة طلب ARP.
  • لذلك، عندما يريد D1 إرسال أي بيانات إلى D2، سيقوم المحول بفحص الجدول وإعادة توجيهه إلى منفذ الوجهة الآخر لـ D2.
  • وبالمثل، سيستمر "مفتاح الطبقة" في الحفاظ على عنوان الجهاز لكل مضيف متصل.

وظائف تبديل الطبقة 2

فيما يلي الوظائف المهمة لتبديل الطبقة الثانية:

  • تُعرف عناوين MAC من جميع عناوين مصدر الإطارات الواردة.
  • تتواصل الجسور والمحولات مع بعضها البعض باستخدام STP لإزالة حلقات التجسير.
  • يتم تجاوز الإطارات المصممة لمواقع غير معروفة إلى كافة المنافذ باستثناء المنفذ الذي استقبل الإطار.
  • يؤدي نفس وظيفة الجسر الشفاف.
  • تتم إعادة توجيه الإطارات باستخدام أجهزة متخصصة، تُعرف باسم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC).
  • تؤدي محولات الطبقة الثانية أيضًا وظيفة التبديل لإعادة ترتيب إطارات البيانات من المصدر إلى شبكتها الوجهة.
  • يقوم Layer-2 Switch بتقسيم شبكة LAN (شبكة محلية) معقدة إلى شبكات صغيرة VLAN الشبكات.

وظائف تبديل الطبقة 3

فيما يلي الوظائف المهمة لتبديل الطبقة الثانية:

  • تحديد المسارات بناءً على العنونة المنطقية
  • توفير الأمن
  • قم بتشغيل الطبقة الثلاثة الاختبارية
  • معالجة والرد على أي معلومات الخيار
  • يسمح لك بتحديث إدارة الشبكة البسيطة
  • معلومات قاعدة المعلومات (MIB).

تطبيقات مفاتيح الطبقة الثانية

فيما يلي بعض التطبيقات المهمة لمحولات الطبقة الثانية.

  • يمكنك إرسال إطار بيانات من المصدر إلى الوجهة الموجودة في نفس شبكة VLAN دون أن تكون متصلاً فعليًا.
  • يمكن وضع خوادم شركات تكنولوجيا المعلومات مركزيًا في مكان واحد. يمكن للعملاء الموجودين في بعض المواقع الأخرى الوصول إلى طبقة ارتباط البيانات دون زمن الوصول، مما يوفر تكلفة الخادم والوقت.
  • تستخدمه الشركات أيضًا للاتصالات الداخلية عن طريق تكوين المضيفين على نفس شبكة VLAN باستخدام محولات الطبقة الثانية دون أي اتصال بالإنترنت.
  • يستخدم متخصصو البرامج أيضًا هذه المفاتيح لمشاركة أدواتهم من خلال الاحتفاظ بها مركزيًا في موقع خادم واحد.

الفرق بين مفاتيح الطبقة الثانية والطبقة الثالثة

فيما يلي بعض الاختلافات المهمة بين تبديل الطبقة الثانية والطبقة الثالثة:

طبقة 2 طبقة 3
يتم استخدام تبديل الطبقة الثانية لتقليل حركة المرور على الشبكة المحلية. يتم استخدامه في الغالب لتنفيذ VLAN.
في الطبقة الثانية، يتم إعادة توجيه حزم التبديل من المصدر إلى منفذ الوجهة. في تبديل الطبقة الثالثة، تستخدم المحولات بعض الوقت للتحقق من حزم البيانات قبل العثور على أفضل مسار متاح لتوجيه حزم البيانات إلى منفذ الوجهة.
تستخدم الطبقة الثانية بروتوكول تحليل العنوان (ARP) لاكتشاف عناوين MAC الخاصة بالأجهزة الأخرى. تستخدم أجهزة الطبقة الثالثة عناوين IP للتوجيه داخل شبكات LAN الافتراضية (VLANs).
يأتي محول الطبقة الثانية مع ميل بسيط لتبديل الحزم من منفذ إلى آخر. يساعد تبديل الطبقة الثالثة الأجهزة على التواصل خارج الشبكات أيضًا.
يقوم محول الطبقة الثانية بإجراء تبديل بسيط من خلال البحث عن جدول عناوين MAC والحفاظ عليه. يعد محول الطبقة الثالثة جهازًا متخصصًا مصممًا لتوجيه حزم البيانات من خلاله عناوين الانترنت بروتوكول.

تبديل الطبقة 2 مقابل الطبقة 3

العناصر تبديل الطبقة الثالثة تبديل الطبقة الثالثة
وظيفة التوجيه عنوان ماك فقط يدعم التوجيه الأعلى مثل التوجيه الثابت والتوجيه الديناميكي،
وضع علامات VLAN بناءً على عنوان IP لا نعم
بين شبكة محلية ظاهرية (VLAN). لا نعم
تطبيق مجال الطبقة الثانية النقية تجميع مفاتيح الوصول المتعددة

الاستفادة من تبديل Layer2

فيما يلي إيجابيات/فوائد محولات Layer2 Switching:

  • يساعد على إعادة توجيه الحزم بناءً على فريدة من نوعها عناوين MAC
  • لا يقدم أي إعداد أو إدارة
  • يمكن نشرها بسرعة وبتكلفة أقل
  • يقوم L2 بتبديل قدرات محاسبة التدفق
  • الكمون المنخفض وتحسين الأمن

الاستفادة من تبديل Layer3

فيما يلي إيجابيات/فوائد تبديل Layer3:

  • يدعم L3 التوجيه بين الشبكات المحلية الافتراضية.
  • تحسين عزل الخطأ.
  • توفير سهولة إدارة الأمن.
  • تقليل حجم حركة البث.
  • قم بتسهيل عملية تكوين شبكات VLAN، حيث لا يلزم وجود جهاز توجيه منفصل بين كل شبكة VLAN.
  • جداول توجيه منفصلة، ​​ونتيجة لذلك، يتم فصل حركة المرور بشكل أفضل.
  • يوفر محاسبة التدفق وقابلية التوسع عالية السرعة.
  • زمن استجابة أقل للشبكة كحزمة لا تقوم بقفزات إضافية للمرور عبر جهاز التوجيه.

حدود تبديل Layer2

فيما يلي سلبيات/عيوب تبديل Layer2:

  • يجب أن تقوم محولات الطبقة الثانية بتقسيم مجالات التصادم بشكل صحيح.
  • لا يقوم بتقسيم مجالات البث بشكل افتراضي.
  • لا تسمح لك محولات L2 بتنفيذ أي معلومات أثناء إعادة توجيه الحزم.
  • لا يساعدك على إجراء التبديل أو التوجيه المستند إلى عنوان IP.
  • لم يتم تقديم أي ضمان للنطاق الترددي المطلوب لمستخدمي VoIP

حدود تبديل Layer3

فيما يلي سلبيات/عيوب تبديل Layer2:

  • تكلفة محول L3 مرتفعة جدًا مقارنة بمحول الطبقة الثانية.
  • لا يوفر محول الطبقة الثالثة وظيفة WAN.
  • تعدد المستأجرين والمحاكاة الافتراضية.
  • لا تقدم أي وظيفة.

نبذة عامة

  • Layer2 هي عملية استخدام الأجهزة وعناوين MAC الموجودة على شبكة LAN لتقسيم الشبكة.
  • محول الطبقة الثالثة هو محول يقوم بوظائف التوجيه بالإضافة إلى التبديل.
  • تؤدي محولات الطبقة الثانية وظيفة التبديل لإعادة ترتيب إطارات البيانات من المصدر إلى الشبكة الوجهة.
  • تحدد محولات الطبقة الثالثة المسارات بناءً على العنونة المنطقية.
  • تُستخدم محولات الطبقة الثانية لتقليل حركة المرور على الشبكة المحلية، بينما تُستخدم محولات الطبقة الثالثة في الغالب لتنفيذ شبكة محلية ظاهرية (VLAN).
  • تتمثل ميزة محولات الطبقة الثانية في أنها تساعد على إعادة توجيه الحزم بناءً على عناوين MAC الفريدة
  • توفر ميزة محولات الطبقة الثالثة إمكانية حساب التدفق وقابلية التوسع عالية السرعة.
  • العيب الرئيسي لمحولات الطبقة الثانية هو أنها لا تسمح لك بتنفيذ أي معلومات أثناء إعادة توجيه الحزم.
  • العيب الرئيسي لمحول الطبقة 3 لا يوفر وظيفة WAN.