Przełącznik warstwy 2 vs przełącznik warstwy 3

Co to jest przełączanie w warstwie 2?

Termin warstwa 2 został przejęty z połączenia międzysystemowego systemu otwartego (OSI), który jest modelem referencyjnym do wyjaśniania i opisu komunikacji sieciowej. Jest to proces wykorzystania urządzeń i adresów MAC w sieci LAN do segmentacji sieci. Przełączniki i mosty są najczęściej używane do przełączania w warstwie 2. Pomagają podzielić duże domeny kolizyjne na osobne, mniejsze.

Przełączniki CISCO warstwy 2 są podobne do mostów. Łączą sieci na warstwie 2, głównie na podwarstwie MAC i działają jako mosty. Budują tabele do przesyłania ramek między systemami.

Przełączniki Ethernet warstwy 2 są szybsze w porównaniu z routerami, ponieważ ocena informacji nagłówkowych warstwy sieci nie zajmuje dużo czasu. Zamiast tego powinni sprawdzić adresy sprzętowe ramki, co pomoże Ci zdecydować, jakie działanie należy podjąć, np. przesłać dalej, zalać lub upuścić.

Co to jest przełączanie w warstwie 3?

Przełącznik warstwy 3 to przełącznik, który oprócz przełączania wykonuje funkcje routingu. Komputer kliencki potrzebuje bramy domyślnej, aby zapewnić łączność warstwy 3 ze zdalnymi podsieciami.

Ten typ warstwy pomaga połączyć funkcjonalność przełącznika i routera. Działa jako przełącznik umożliwiający podłączenie urządzeń znajdujących się w tej samej podsieci lub wirtualnej sieci LAN.

Ten typ przełączników sieciowych CISCO obsługuje protokoły routingu. Pomaga on w inspekcji pakietów przychodzących i podejmuje decyzje o routingu na podstawie adresów źródłowych i docelowych. W ten sposób przełącznik warstwy 3 działa zarówno jako przełącznik, jak i router.

Jak działa przełączanie warstwy 2?

Oto przykład sieci, w której przełącznik jest podłączony do czterech urządzeń hostów, znanych jako D1, D2, D3 i D4.

D1 chce po raz pierwszy wysłać pakiet danych do D2.
D1 zna adres IP D2, ponieważ komunikują się po raz pierwszy. Nie zna jednak adresu MAC (sprzętowego) hosta odbiorcy.
Zatem D1 używa ARP do odkrycia adresu MAC D2.
Przełącznik warstwy wysyła żądanie ARP do wszystkich portów z wyłączeniem portu, do którego podłączony jest D1.
D2 po odebraniu żądania ARP odpowiada na komunikat odpowiedzi ARP, podając swój adres MAC. D2 zbiera również adres MAC D1.
Tutaj za pomocą podanych powyżej komunikatów switch dowiaduje się, które adresy MAC są przypisane do jakich portów.
Podobnie, D2 również wysyła swój adres MAC w komunikacie ARP, przełącznik pobiera teraz adres MAC D2 i umieszcza go w tablicy adresów MAC.
Przechowuje także adres MAC D1 w tablicy adresów, który został wysłany przez D1 w celu przełączenia wraz z komunikatem żądania ARP.
Tak więc, ilekroć D1 chce wysłać jakiekolwiek dane do D2, przełącznik sprawdzi tabelę i przekaże ją do innego portu docelowego D2.
Podobnie przełącznik warstw będzie nadal utrzymywał adres sprzętowy każdego łączącego się hosta.

Funkcje przełączania warstwy 2

Oto ważne funkcje przełączania w warstwie 2:

Adresy MAC są znane ze wszystkich adresów źródłowych przychodzących ramek.
Mosty i przełączniki komunikują się ze sobą za pomocą protokołu STP w celu usunięcia pętli mostujących.
Ramki przeznaczone dla nieznanych lokalizacji są przepełnione do wszystkich portów z wyjątkiem tego, który otrzymał ramkę.
Pełni tę samą funkcję co przezroczysty most.
Ramki są przesyłane przy użyciu specjalistycznego sprzętu, znanego jako układy scalone specyficzne dla aplikacji (ASIC).
Przełączniki warstwy 2 pełnią również funkcję przełączania, aby ponownie rozmieścić ramki danych z sieci źródłowej do docelowej.
Przełącznik warstwy 2 dzieli skomplikowaną sieć LAN (sieć lokalną) na mniejsze VLAN sieciach.

Funkcje przełączania warstwy 3

Oto ważne funkcje przełączania w warstwie 3:

Zdefiniuj ścieżki w oparciu o adresowanie logiczne
Zapewnij bezpieczeństwo
Uruchom sumy kontrolne warstwy trzeciej
Przetwarzaj i reaguj na wszelkie informacje dotyczące opcji
Umożliwia aktualizację prostego zarządzania siecią
Informacje z bazy informacyjnej (MIB).

Zastosowania przełączników warstwy 2

Oto kilka ważnych zastosowań przełączników warstwy 2.

Ramkę danych można wysłać ze źródła do miejsca docelowego znajdującego się w tej samej sieci VLAN bez konieczności fizycznego połączenia.
Serwery firm IT można umieścić centralnie w jednym miejscu. Klienci zlokalizowani w innych lokalizacjach mogą uzyskać dostęp do warstwy łącza danych bez opóźnień, co pozwala zaoszczędzić czas i koszty serwera.
Firmy wykorzystywały go również do komunikacji wewnętrznej, konfigurując hosty w tej samej sieci VLAN przy użyciu przełączników warstwy 2 bez połączenia z Internetem.
Specjaliści zajmujący się oprogramowaniem używają tych przełączników również do udostępniania swoich narzędzi, przechowując je centralnie w jednej lokalizacji na serwerze.

Różnica między przełącznikami warstwy 2 i warstwy 3

Oto kilka ważnych różnic między przełączaniem w warstwie 2 i warstwie 3:

Warstwa 2	Warstwa 3
Przełączanie w warstwie 2 służy do zmniejszania ruchu w sieci lokalnej.	Jest używany głównie do wdrażania sieci VLAN.
W warstwie 2 pakiety przełączające są przekierowywane ze źródła do portu docelowego.	W przypadku przełączania w warstwie 3 przełączniki poświęcają trochę czasu na sprawdzenie pakietów danych przed znalezieniem najlepszej dostępnej trasy w celu skierowania pakietów danych do portu docelowego.
Warstwa 2 wykorzystuje protokół rozpoznawania adresów (ARP) do wykrywania adresów MAC innych urządzeń.	Urządzenia warstwy 3 wykorzystują adresy IP do routingu w wirtualnych sieciach LAN (VLAN).
Przełącznik warstwy 2 charakteryzuje się niewielką tendencją do przełączania pakietów z jednego portu na drugi.	Przełączanie w warstwie 3 pomaga urządzeniom komunikować się również poza sieciami.
Przełącznik warstwy 2 wykonuje proste przełączanie poprzez wyszukiwanie i utrzymywanie tabeli adresów MAC.	Przełącznik warstwy 3 jest wyspecjalizowanym urządzeniem przeznaczonym do routingu pakietów danych Adresy IP.

Przełącznik warstwy 2 i warstwy 3

Pozycja	Przełącznik warstwy 2	Przełącznik warstwy 3
Funkcja routingu	Tylko adres Mac	Obsługuje wyższy routing, taki jak routing statyczny i routing dynamiczny,
Tagowanie VLAN na podstawie adresu IP	Nie	Tak
Między sieciami VLAN	Nie	Tak
Zastosowanie	Czysta domena warstwy 2	Agreguj wiele przełączników dostępu

Zaleta przełączania warstwy 2

Oto zalety/zalety przełączników Layer2 Switching:

Pomaga przekazywać pakiety w oparciu o unikalne Adresy MAC
Nie oferuje żadnej konfiguracji ani zarządzania
Można go szybko wdrożyć przy niższych kosztach
Możliwości rozliczania przepływu przełączników L2
Niskie opóźnienia i zwiększone bezpieczeństwo

Zaleta przełączania warstwy 3

Oto zalety/korzyści przełączania warstwy 3:

L3 obsługuje routing pomiędzy wirtualnymi sieciami LAN.
Popraw izolację usterek.
Zapewnij łatwość zarządzania bezpieczeństwem.
Zmniejsz natężenie ruchu transmisyjnego.
Uprość proces konfiguracji sieci VLAN, ponieważ nie jest potrzebny oddzielny router między każdą siecią VLAN.
Oddziel tablice routingu, dzięki czemu lepiej segregujesz ruch.
Oferuje rozliczanie przepływów i szybką skalowalność.
Mniejsze opóźnienie sieciowe jako pakiet, który nie powoduje dodatkowych przeskoków przed przejściem przez router.

Ograniczenia przełączania warstwy 2

Oto wady/wady przełączania w warstwie 2:

Przełączniki warstwy 2 muszą prawidłowo rozbijać domeny kolizyjne.
Domyślnie nie dzieli domen rozgłoszeniowych.
Przełączniki L2 nie pozwalają na wdrożenie jakiejkolwiek inteligencji podczas przekazywania pakietów.
Nie pomaga w wykonywaniu przełączania ani routingu w oparciu o adres IP.
Nigdy nie gwarantowano wymaganej przepustowości użytkownikom VoIP

Ograniczenia przełączania warstwy 3