Layer-2-Switch vs. Layer-3-Switch

Was ist Layer-2-Switching?

Der Begriff Layer 2 ist vom Open System Interconnect übernommen (OSI)-Modell, das ein Referenzmodell zur Erklärung und Beschreibung der Netzwerkkommunikation ist. Dabei werden Geräte und MAC-Adressen in einem LAN verwendet, um ein Netzwerk zu segmentieren. Switches und Bridges werden meist für Layer-2-Switching verwendet. Sie helfen dabei, große Kollisionsdomänen in einzelne kleinere aufzuteilen.

Ebene 2 CISCO Schalter ähneln Brücken. Sie verbinden Netzwerke auf Schicht 2, meist auf der MAC-Unterschicht, und fungieren als Brücken. Es erstellt Tabellen für die Übertragung von Frames zwischen Systemen.

Layer-2-Ethernet-Switches sind im Vergleich zu Routern schneller, da sie nicht viel Zeit für die Auswertung der Header-Informationen der Netzwerkschicht benötigen. Stattdessen sollten sie sich die Hardwareadressen des Frames ansehen, die Ihnen bei der Entscheidung helfen, welche Maßnahmen wie Weiterleitung, Überflutung oder Löschung erforderlich sind.

Was ist Layer-3-Switching?

Ein Layer-3-Switch ist ein Switch, der zusätzlich zum Switching auch Routing-Funktionen ausführt. Ein Clientcomputer benötigt ein Standard-Gateway für Layer-3-Konnektivität zu allen Remote-Subnetzen.

Diese Art von Schicht hilft Ihnen, die Funktionalität eines Switches und eines Routers zu kombinieren. Er fungiert als Switch zum Verbinden von Geräten, die sich im selben Subnetz oder virtuellen LAN befinden.

Diese Art von CISCO Netzwerk-Switches unterstützen Routing-Protokolle. Es hilft bei der Prüfung eingehender Pakete und trifft Routing-Entscheidungen auf der Grundlage der Quell- und Zieladressen. Auf diese Weise fungiert der Layer-3-Switch sowohl als Switch als auch als Router.

Wie funktioniert Layer-2-Switching?

Layer2-Switching
Layer2-Switching

Hier ist ein Beispiel für ein Netzwerk, in dem ein Switch mit vier Hostgeräten namens D1, D2, D3 und D4 verbunden ist.

  • D1 möchte 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 Empfängerhosts 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 empfängt, antwortet er mit seiner MAC-Adresse auf die ARP-Antwortnachricht. D2 erfasst auch die MAC-Adresse von D1.
  • Dabei erfährt der Switch anhand der oben genannten Meldungen, welche MAC-Adressen welchen Ports zugeordnet sind.
  • In ähnlicher Weise sendet auch D2 seine MAC-Adresse in der ARP-Nachricht. Der Switch übernimmt nun die MAC-Adresse von D2 und speichert sie in der MAC-Adresstabelle.
  • Außerdem 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 möchte, überprüft der Switch die Tabelle und leitet sie an den anderen Zielport von D2 weiter.
  • Ebenso behält 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 über STP miteinander, um Brückenschleifen zu beseitigen.
  • Frames, die für unbekannte Standorte bestimmt sind, werden an alle Ports außer demjenigen weitergeleitet, der den Frame empfangen hat.
  • Es erfüllt die gleiche Funktion wie eine transparente Brücke.
  • Frames werden mithilfe spezieller Hardware weitergeleitet, die als anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASIC) bekannt ist.
  • Layer-2-Switches übernehmen 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
  • Führen Sie Schicht-XNUMX-Prüfsummen aus
  • Verarbeiten und reagieren Sie auf alle Optionsinformationen
  • Ermöglicht die Aktualisierung des einfachen Netzwerkmanagements
  • Information Base (MIB)-Informationen

Anwendungen von Layer-2-Switches

Hier sind einige wichtige Anwendungen von Layer-2-Switches.

  • Sie können 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 können zentral an einem Ort platziert werden. Die an anderen Standorten befindlichen Clients können ohne Latenz auf die Datenverbindungsschicht zugreifen, was dem Server Kosten und Zeit spart.
  • Unternehmen nutzten es auch für die interne Kommunikation, indem sie die Hosts im selben VLAN mithilfe von Layer-2-Switches ohne Internetverbindung konfigurierten.
  • Software-Profis nutzen diese Switches auch zur gemeinsamen Nutzung ihrer Tools, indem sie diese zentral an einem Serverstandort aufbewahren.

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 hauptsächlich zur Implementierung von VLAN verwendet.
In Layer 2 werden Switching-Pakete vom Quell- zum Zielport umgeleitet. Beim Layer-3-Switching benötigen Switches etwas Zeit, um Datenpakete zu prüfen, bevor sie die beste verfügbare Route finden, um Datenpakete zum Zielport zu leiten.
Schicht 2 verwendet das Address Resolution Protocol (ARP), um die MAC-Adressen anderer Geräte zu ermitteln. Layer-3-Geräte nutzen IP-Adressen für 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 können Geräte auch außerhalb der Netzwerke kommunizieren.
Der Layer-2-Switch führt ein einfaches Switching durch, indem er eine Tabelle mit MAC-Adressen findet und verwaltet. Layer-3-Switch ist ein spezielles Gerät, das für 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 Unterstützt höheres Routing wie statisches Routing und dynamisches Routing,
VLAN-Tagging basierend auf der IP-Adresse Nein Ja
Inter-VLAN Nein Ja
Anwendung Reine Layer-2-Domäne 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 zu geringeren Kosten 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 unterstützt Routing zwischen virtuellen LANs.
  • Verbessern Sie die Fehlerisolierung.
  • Sorgen Sie für eine einfache Sicherheitsverwaltung.
  • Reduzieren Sie das Übertragungsaufkommen.
  • Vereinfachen Sie den Konfigurationsprozess für 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 zusätzlichen Sprünge durch einen Router durchläuft.

Einschränkung des Layer2-Switching

Hier sind die Vor- und Nachteile des Layer2-Switching:

  • Die Layer-2-Switches müssen die Kollisionsdomänen korrekt aufteilen.
  • Broadcast-Domänen werden standardmäßig nicht aufgelöst.
  • Mit L2-Switches können Sie beim Weiterleiten von Paketen keine Intelligenz implementieren.
  • Hilft Ihnen nicht bei der Durchführung von Switching oder IP-Adress-basiertem Routing.
  • VoIP-Benutzern wurde nie die erforderliche Bandbreite garantiert

Einschränkung 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-Funktionalität.
  • Mehrere Mandanten und Virtualisierung.
  • Bietet keine Funktionalität.

Zusammenfassung

  • Layer 2 ist der Prozess, bei dem Geräte und MAC-Adressen in einem LAN verwendet werden, um ein Netzwerk zu segmentieren.
  • Ein Layer-3-Switch ist ein Switch, der zusätzlich zum Switching auch Routing-Funktionen ausführt.
  • Layer-2-Switches übernehmen 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, während Layer-3-Switches hauptsächlich 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 können.
  • Der Hauptnachteil des Layer-3-Switches besteht darin, dass er keine WAN-Funktionalität bietet.