Layer-2-Switch vs. Layer-3-Switch
Bryce Leo
Was ist Layer-2-Switching?
Der Begriff Layer 2 ist vom Open System Interconnect รผbernommen (OSI)-Modell, das ein Referenzmodell zur Erklรคrung und Beschreibung der Netzwerkkommunikation ist. Dabei werden Gerรคte und MAC-Adressen in einem LAN verwendet, um ein Netzwerk zu segmentieren. Switches und Bridges werden meist fรผr Layer-2-Switching verwendet. Sie helfen dabei, groรe Kollisionsdomรคnen in einzelne kleinere aufzuteilen.
Layer-2-CISCO-Switches รคhneln Brรผcken. Sie verbinden Netzwerke auf Layer 2, meist auf der MAC-Unterschicht, und fungieren als Brรผcken. Sie erstellen Tabellen fรผr die รbertragung von Frames zwischen Systemen.
Layer-2-Ethernet-Switches sind im Vergleich zu Routern schneller, da sie nicht viel Zeit fรผr die Auswertung der Header-Informationen der Netzwerkschicht benรถtigen. Stattdessen sollten sie sich die Hardwareadressen des Frames ansehen, die Ihnen bei der Entscheidung helfen, welche Maรnahmen wie Weiterleitung, รberflutung oder Lรถschung erforderlich sind.
Was ist Layer-3-Switching?
Ein Layer-3-Switch ist ein Switch, der zusรคtzlich zum Switching auch Routing-Funktionen ausfรผhrt. Ein Clientcomputer benรถtigt ein Standard-Gateway fรผr Layer-3-Konnektivitรคt zu allen Remote-Subnetzen.
Diese Art von Schicht hilft Ihnen, die Funktionalitรคt eines Switches und eines Routers zu kombinieren. Er fungiert als Switch zum Verbinden von Gerรคten, die sich im selben Subnetz oder virtuellen LAN befinden.
Diese Art von CISCO-Netzwerk-Switches unterstรผtzt Routing-Protokolle. Sie helfen bei der รberprรผfung eingehender Pakete und treffen Routing-Entscheidungen basierend auf den Quell- und Zieladressen. So fungiert ein Layer-3-Switch sowohl als Switch als auch als Router.
Wie funktioniert Layer-2-Switching?
Hier ist ein Beispiel fรผr ein Netzwerk, in dem ein Switch mit vier Hostgerรคten namens D1, D2, D3 und D4 verbunden ist.
- D1 mรถchte zum ersten Mal ein Datenpaket an D2 senden.
- D1 kennt die IP-Adresse von D2, da sie zum ersten Mal kommunizieren. Allerdings ist ihm die MAC-Adresse (Hardwareadresse) des Empfรคngerhosts nicht bekannt.
- Daher verwendet D1 einen ARP, um die MAC-Adresse von D2 zu ermitteln.
- Der Layer-Switch sendet die ARP-Anfrage an alle Ports, mit Ausnahme des Ports, an dem D1 angeschlossen ist.
- Wenn D2 die ARP-Anfrage empfรคngt, antwortet er mit seiner MAC-Adresse auf die ARP-Antwortnachricht. D2 erfasst auch die MAC-Adresse von D1.
- Dabei erfรคhrt der Switch anhand der oben genannten Meldungen, welche MAC-Adressen welchen Ports zugeordnet sind.
- In รคhnlicher Weise sendet auch D2 seine MAC-Adresse in der ARP-Nachricht. Der Switch รผbernimmt nun die MAC-Adresse von D2 und speichert sie in der MAC-Adresstabelle.
- Auรerdem wird die MAC-Adresse von D1 in der Adresstabelle gespeichert, wie sie von D1 mit der ARP-Anforderungsnachricht an den Switch gesendet wurde.
- Wenn also D1 Daten an D2 senden mรถchte, รผberprรผft der Switch die Tabelle und leitet sie an den anderen Zielport von D2 weiter.
- Ebenso behรคlt der Layer-Switch weiterhin die Hardware-Adresse jedes angeschlossenen Hosts bei.
Funktionen des Layer-2-Switchings
Hier sind wichtige Funktionen des Layer-2-Switching:
- MAC-Adressen sind aus allen Quelladressen eingehender Frames bekannt.
- Bridges und Switches kommunizieren รผber STP miteinander, um Brรผckenschleifen zu beseitigen.
- Frames, die fรผr unbekannte Standorte bestimmt sind, werden an alle Ports auรer demjenigen weitergeleitet, der den Frame empfangen hat.
- Es erfรผllt die gleiche Funktion wie eine transparente Brรผcke.
- Frames werden mithilfe spezieller Hardware weitergeleitet, die als anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASIC) bekannt ist.
- Layer-2-Switches รผbernehmen auch die Switching-Funktion, um die Datenrahmen vom Quell- zum Zielnetzwerk neu anzuordnen.
- Der Layer-2-Switch teilt ein kompliziertes LAN (lokales Netzwerk) in kleine Teile auf VLAN Netzwerke.
Funktionen des Layer-3-Switchings
Hier sind wichtige Funktionen des Layer-3-Switching:
- Definieren Sie Pfade basierend auf logischer Adressierung
- Sicherheit bieten
- Fรผhren Sie Schicht-XNUMX-Prรผfsummen aus
- Verarbeiten und reagieren Sie auf alle Optionsinformationen
- Ermรถglicht die Aktualisierung des einfachen Netzwerkmanagements
- Information Base (MIB)-Informationen
Anwendungen von Layer-2-Switches
Hier sind einige wichtige Anwendungen von Layer-2-Switches.
- Sie kรถnnen einen Datenrahmen von der Quelle an das Ziel senden, das sich im selben VLAN befindet, ohne dass eine physische Verbindung besteht.
- Server von IT-Unternehmen kรถnnen zentral an einem Ort platziert werden. Die an anderen Standorten befindlichen Clients kรถnnen ohne Latenz auf die Datenverbindungsschicht zugreifen, was dem Server Kosten und Zeit spart.
- Unternehmen nutzten es auch fรผr die interne Kommunikation, indem sie die Hosts im selben VLAN mithilfe von Layer-2-Switches ohne Internetverbindung konfigurierten.
- Software-Experten nutzen diese Schalter auch, um ihre Tools per Kee zu teilen.ping sie zentral an einem Serverstandort speichern.
Unterschied zwischen Layer-2- und Layer-3-Switches
Hier sind einige wichtige Unterschiede zwischen Layer-2- und Layer-3-Switching:
| Ebene 2 | Ebene 3 |
|---|---|
| Layer-2-Switching wird verwendet, um den Verkehr im lokalen Netzwerk zu reduzieren. | Es wird hauptsรคchlich zur Implementierung von VLAN verwendet. |
| In Layer 2 werden Switching-Pakete vom Quell- zum Zielport umgeleitet. | Beim Layer-3-Switching benรถtigen Switches etwas Zeit, um Datenpakete zu prรผfen, bevor sie die beste verfรผgbare Route finden, um Datenpakete zum Zielport zu leiten. |
| Schicht 2 verwendet das Address Resolution Protocol (ARP), um die MAC-Adressen anderer Gerรคte zu ermitteln. | Layer-3-Gerรคte nutzen IP-Adressen fรผr das Routing innerhalb virtueller LANs (VLANs). |
| Beim Layer-2-Switch besteht eine gewisse Tendenz, Pakete von einem Port zum anderen zu leiten. | Durch Layer-3-Switching kรถnnen Gerรคte auch auรerhalb der Netzwerke kommunizieren. |
| Der Layer-2-Switch fรผhrt ein einfaches Switching durch, indem er eine Tabelle mit MAC-Adressen findet und verwaltet. | Layer-3-Switch ist ein spezielles Gerรคt, das fรผr die Weiterleitung von Datenpaketen konzipiert ist IP-Adressen. |
Layer-2- vs. Layer-3-Switch
| Artikel | Layer 2 Switch | Layer 3 Switch |
|---|---|---|
| Routing-Funktion | Nur Mac-Adresse | Unterstรผtzt hรถheres Routing wie statisches Routing und dynamisches Routing, |
| VLAN-Tagging basierend auf der IP-Adresse | Nein | Ja |
| Inter-VLAN | Nein | Ja |
| Anwendung | Reine Layer-2-Domรคne | Fassen Sie mehrere Zugriffsschalter zusammen |
Vorteil von Layer2-Switching
Hier sind die Vor- und Vorteile von Layer2-Switching-Switches:
- Hilft bei der Weiterleitung von Paketen basierend auf Eindeutigkeit MAC-Adressen
- Bietet keine Einrichtung oder Verwaltung
- Es kann schnell und kostengรผnstig bereitgestellt werden
- L2 schaltet die Flussabrechnungsfunktionen um
- Geringe Latenz und verbesserte Sicherheit
Vorteil von Layer3-Switching
Hier sind die Vorteile/Vorteile von Layer3-Switching:
- L3 unterstรผtzt Routing zwischen virtuellen LANs.
- Verbessern Sie die Fehlerisolierung.
- Sorgen Sie fรผr eine einfache Sicherheitsverwaltung.
- Reduzieren Sie das รbertragungsaufkommen.
- Vereinfachen Sie den Konfigurationsprozess fรผr VLANs, da zwischen den einzelnen VLANs kein separater Router erforderlich ist.
- Trennen Sie Routing-Tabellen und trennen Sie dadurch den Datenverkehr besser.
- Bietet Flussabrechnung und Hochgeschwindigkeitsskalierbarkeit.
- Geringere Netzwerklatenz als Paket, das keine zusรคtzlichen Sprรผnge durch einen Router durchlรคuft.
Einschrรคnkung des Layer2-Switching
Hier sind die Vor- und Nachteile des Layer2-Switching:
- Die Layer-2-Switches mรผssen die Kollisionsdomรคnen korrekt aufteilen.
- Broadcast-Domรคnen werden standardmรครig nicht aufgelรถst.
- Mit L2-Switches kรถnnen Sie beim Weiterleiten von Paketen keine Intelligenz implementieren.
- Hilft Ihnen nicht bei der Durchfรผhrung von Switching oder IP-Adress-basiertem Routing.
- VoIP-Benutzern wurde nie die erforderliche Bandbreite garantiert
Einschrรคnkung des Layer3-Switching
Hier sind die Vor- und Nachteile des Layer2-Switchings:
- Die Kosten des L3-Switches sind im Vergleich zum Layer-2-Switch recht hoch.
- Der Layer-3-Switch bietet keine WAN-Funktionalitรคt.
- Mehrere Mandanten und Virtualisierung.
- Bietet keine Funktionalitรคt.
Zusammenfassung
- Layer 2 ist der Prozess, bei dem Gerรคte und MAC-Adressen in einem LAN verwendet werden, um ein Netzwerk zu segmentieren.
- Ein Layer-3-Switch ist ein Switch, der zusรคtzlich zum Switching auch Routing-Funktionen ausfรผhrt.
- Layer-2-Switches รผbernehmen die Switching-Funktion, um die Datenrahmen vom Quell- zum Zielnetzwerk neu anzuordnen.
- Layer-3-Switches definieren Pfade basierend auf der logischen Adressierung.
- Layer-2-Switches werden verwendet, um den Datenverkehr im lokalen Netzwerk zu reduzieren, wรคhrend Layer-3-Switches hauptsรคchlich zur Implementierung von VLAN verwendet werden.
- Der Vorteil von Layer-2-Switches besteht darin, dass sie dabei helfen, Pakete basierend auf eindeutigen MAC-Adressen weiterzuleiten
- Der Vorteil von Layer-3-Switches liegt in der Flussabrechnung und Hochgeschwindigkeitsskalierbarkeit.
- Der Hauptnachteil von Layer-2-Switches besteht darin, dass Sie beim Weiterleiten von Paketen keine Intelligenz implementieren kรถnnen.
- Der Hauptnachteil des Layer-3-Switches besteht darin, dass er keine WAN-Funktionalitรคt bietet.
