Laag 2-schakelaar vs Laag 3-schakelaar

Wat is Layer 2-switching?

De term Layer 2 is overgenomen van de Open System Interconnect (OSI)-model, een referentiemodel voor het uitleggen en beschrijven van netwerkcommunicatie. Het is het proces waarbij apparaten en MAC-adressen op een LAN worden gebruikt om een netwerk te segmenteren. Voor Layer 2-schakeling worden meestal schakelaars en bruggen gebruikt. Ze helpen bij het opsplitsen van grote botsingsdomeinen in afzonderlijke kleinere domeinen.

Layer 2 CISCO-switches lijken op bridges. Ze verbinden netwerken op layer 2, meestal op de MAC-sublaag, en werken als bridges. Ze bouwen tabellen voor de overdracht van frames tussen systemen.

Layer 2-ethernetswitches zijn sneller in vergelijking met routers, omdat ze niet veel tijd nodig hebben voor evaluatie van de header-informatie van de netwerklaag. In plaats daarvan zouden ze naar de hardwareadressen van het frame moeten kijken, zodat je kunt beslissen welke actie moet worden ondernomen, zoals vooruitgaan, overstromen of laten vallen.

Wat is laag 3-switching?

Een Layer 3-switch is een switch die naast het schakelen ook routeringsfuncties uitvoert. Een clientcomputer heeft een standaardgateway nodig voor laag 3-connectiviteit met externe subnetten.

Met dit type laag kun je de functionaliteit van een switch en een router combineren. Het fungeert als een switch om apparaten aan te sluiten die zich op hetzelfde subnet of virtuele LAN bevinden.

Dit type CISCO-netwerkswitches ondersteunt routingprotocollen. Het helpt bij het inspecteren van binnenkomende pakketten en neemt routingbeslissingen op basis van de bron- en bestemmingsadressen. Zo fungeert een layer 3-switch als zowel een switch als een router.

Hoe Layer 2-switching werkt?

Hier is een voorbeeld van een netwerk waarbij een switch is aangesloten op vier hostapparaten, bekend als D1, D2, D3 en D4.

D1 wil voor de eerste keer een datapakket naar D2 sturen.
D1 kent het IP-adres van D2 terwijl ze voor de eerste keer communiceren. Het kent echter niet het MAC-adres (hardware) van de ontvangende host.
D1 gebruikt dus een ARP om het MAC-adres van D2 te ontdekken.
De Layer-switch verzendt het ARP-verzoek naar alle poorten met uitzondering van de poort waarop D1 is aangesloten.
Wanneer D2 het ARP-verzoek ontvangt, antwoordt hij op het ARP-antwoordbericht met zijn MAC-adres. D2 verzamelt ook het MAC-adres van D1.
Hier leert de switch met behulp van de hierboven gegeven berichten welke MAC-adressen aan welke poorten zijn toegewezen.
Op dezelfde manier verzendt D2 ook zijn MAC-adres in het ARP-bericht, de switch neemt nu het MAC-adres van D2 en slaat dit op in de MAC-adrestabel.
Het slaat ook het MAC-adres van D1 op in de adrestabel zoals het door D1 is verzonden om te schakelen met het ARP-verzoekbericht.
Dus telkens wanneer D1 gegevens naar D2 wil sturen, controleert de switch de tabel en stuurt deze door naar de andere bestemmingspoort van D2.
Op dezelfde manier blijft de Layer Switch het hardwareadres van elke verbindende host behouden.

Functies van laag 2-schakeling

Hier zijn belangrijke functies van Layer 2-schakeling:

MAC-adressen zijn bekend van alle bronadressen van inkomende frames.
Bruggen en schakelaars communiceren met elkaar via de STP om overbruggingslussen te verwijderen.
Frames die zijn ontworpen voor onbekende locaties worden overgestroomd naar alle poorten, behalve degene die het frame heeft ontvangen.
Het vervult dezelfde functie als een transparante brug.
Frames worden doorgestuurd met behulp van gespecialiseerde hardware, die bekend staat als Application-Specific Integrated Circuits (ASIC).
Laag-2-schakelaars voeren ook de schakelfunctie uit om de dataframes van het bron- naar het bestemmingsnetwerk opnieuw in te delen.
Layer-2 Switch splitst een ingewikkeld LAN (Local Area Network) op in kleine delen VLAN netwerken.

Functies van laag 3-schakeling

Hier zijn belangrijke functies van Layer 3-schakeling:

Definieer paden op basis van logische adressering
Zorg voor veiligheid
Voer laag drie controlesommen uit
Verwerk en reageer op eventuele optie-informatie
Hiermee kunt u eenvoudig netwerkbeheer bijwerken
Informatiebasis (MIB)-informatie

Toepassingen van Layer-2-schakelaars

Hier volgen enkele belangrijke toepassingen van Layer 2-schakelaars.

U kunt een dataframe verzenden van de bron naar de bestemming die zich in hetzelfde VLAN bevindt zonder fysiek verbonden te zijn.
Servers van IT-bedrijven kunnen centraal op één plek worden geplaatst. De clients die zich op sommige andere locaties bevinden, hebben zonder latentie toegang tot de datalinklaag, wat de server kosten en tijd bespaart.
Bedrijven gebruikten het ook voor interne communicatie door de hosts op hetzelfde VLAN te configureren met behulp van Layer 2-switches zonder enige internetverbinding.
Softwareprofessionals gebruiken deze switches ook om hun tools te delen door ze centraal op één serverlocatie te bewaren.

Verschil tussen laag 2- en laag 3-schakelaars

Hier zijn enkele belangrijke verschillen tussen het schakelen tussen Laag 2 en Laag 3:

Laag 2	Laag 3
Layer 2-switching wordt gebruikt om het verkeer op het lokale netwerk te verminderen.	Het wordt meestal gebruikt om VLAN te implementeren.
In Laag 2 worden schakelpakketten omgeleid van de bron- naar de bestemmingspoort.	Bij Layer 3-switching gebruiken switches wat tijd om datapakketten te controleren voordat ze de best beschikbare route vinden om datapakketten naar de bestemmingspoort te leiden.
Laag 2 gebruikt het Address Resolution Protocol (ARP) om de MAC-adressen van andere apparaten te ontdekken.	Laag 3-apparaten gebruiken IP-adressen voor routering binnen virtuele LAN's (VLAN's).
Layer 2-switch heeft een kleine neiging om pakketten van de ene poort naar de andere te schakelen.	Layer 3-switching helpt apparaten ook buiten de netwerken te communiceren.
Layer 2-switch maakt eenvoudig schakelen door een tabel met MAC-adressen te vinden en bij te houden.	Layer 3-switch is een gespecialiseerd apparaat dat is ontworpen voor het routeren van datapakketten IP adressen.

Laag 2 versus laag 3-schakelaar

Item	Laag 2 schakelaar	Laag 3 schakelaar
Routeringsfunctie	Alleen Mac-adres	Ondersteunt hogere routering, zoals statische routering en dynamische routering,
VLAN-tagging op basis van IP-adres	Nee	Ja
Inter-VLAN	Nee	Ja
Aanvraag	Puur Layer 2-domein	Voeg meerdere toegangsschakelaars samen

Voordeel van Layer2-switching

Dit zijn de voor- en voordelen van Layer2 Switching-schakelaars:

Helpt bij het doorsturen van pakketten op basis van uniek MAC-adressen
Biedt geen installatie of beheer
Het kan snel en tegen lagere kosten worden ingezet
L2 schakelt over op stroomboekhoudingsmogelijkheden
Lage latentie en verbeterde beveiliging

Voordeel van Layer3-switching

Dit zijn de voor- en voordelen van Layer3 Switching:

L3 ondersteunt routering tussen virtuele LAN's.
Verbeter de foutisolatie.
Bied eenvoudig beveiligingsbeheer.
Verminder de hoeveelheid uitzendverkeer.
Vereenvoudig het configuratieproces voor VLAN's, omdat er geen aparte router nodig is tussen elk VLAN.
Scheid routeringstabellen, waardoor het verkeer beter wordt gescheiden.
Biedt flow accounting en snelle schaalbaarheid.
Lagere netwerklatentie als een pakket dat geen extra hop maakt om door een router te gaan.

Beperking van Layer2-switching

Hier zijn de nadelen/nadelen van Layer2-switching:

De laag 2-schakelaars moeten de botsingsdomeinen correct opsplitsen.
Standaard worden broadcastdomeinen niet opgesplitst.
Met L2-switches kunt u geen enkele intelligentie implementeren tijdens het doorsturen van pakketten.
Helpt u niet bij het uitvoeren van schakel- of IP-adresgebaseerde routering.
Nooit garantie vereiste bandbreedte gegeven aan VoIP-gebruikers

Beperking van Layer3-switching