Chuyển mạch lớp 2 so với chuyển mạch lớp 3

Chuyển mạch lớp 2 là gì?

Thuật ngữ Lớp 2 được thông qua từ Kết nối hệ thống mở (HOẶC NẾU), đây là mô hình tham chiếu để giải thích và mô tả hoạt động truyền thông mạng. Đó là quá trình sử dụng các thiết bị và địa chỉ MAC trên mạng LAN để phân đoạn mạng. Công tắc và cầu nối chủ yếu được sử dụng để chuyển mạch Lớp 2. Chúng giúp chia miền va chạm kích thước lớn thành các miền nhỏ hơn riêng biệt.

Các thiết bị chuyển mạch CISCO lớp 2 tương tự như các cầu nối. Chúng kết nối các mạng ở lớp 2, chủ yếu ở lớp con MAC và hoạt động như các cầu nối. Nó xây dựng các bảng để truyền các khung giữa các hệ thống.

Bộ chuyển mạch ethernet lớp 2 nhanh hơn so với bộ định tuyến vì chúng không mất nhiều thời gian để đánh giá thông tin tiêu đề lớp mạng. Thay vào đó, họ nên xem xét các địa chỉ phần cứng của khung, điều này giúp bạn quyết định hành động nào cần thực hiện như chuyển tiếp, tràn ngập hoặc loại bỏ khung.

Chuyển mạch lớp 3 là gì?

Công tắc lớp 3 là một công tắc thực hiện các chức năng định tuyến ngoài việc chuyển mạch. Máy khách cần một cổng mặc định để kết nối lớp 3 với bất kỳ mạng con từ xa nào.

Loại lớp này giúp bạn kết hợp chức năng của bộ chuyển mạch và bộ định tuyến. Nó hoạt động như một công tắc để kết nối các thiết bị trên cùng một mạng con hoặc mạng LAN ảo.

Loại thiết bị chuyển mạch mạng CISCO này hỗ trợ các giao thức định tuyến. Nó giúp kiểm tra các gói tin đến và đưa ra quyết định định tuyến dựa trên địa chỉ nguồn và đích. Đó là cách mà thiết bị chuyển mạch lớp 3 hoạt động như một thiết bị chuyển mạch và một bộ định tuyến.

Chuyển mạch lớp 2 hoạt động như thế nào?

Dưới đây là ví dụ về mạng trong đó bộ chuyển mạch được kết nối với bốn thiết bị chủ được gọi là D1, D2, D3 và D4.

D1 muốn gửi gói dữ liệu đến D2 lần đầu tiên.
D1 biết địa chỉ IP của D2 khi họ giao tiếp lần đầu tiên. Tuy nhiên, nó không biết địa chỉ MAC (phần cứng) của máy chủ người nhận.
Do đó D1 sử dụng ARP để khám phá địa chỉ MAC của D2.
Công tắc lớp gửi yêu cầu ARP đến tất cả các cổng loại trừ cổng mà D1 được kết nối.
D2, khi nhận được yêu cầu ARP, sẽ trả lời tin nhắn phản hồi ARP bằng địa chỉ MAC của nó. D2 cũng tập hợp địa chỉ MAC của D1.
Tại đây, với sự trợ giúp của các thông báo nêu trên, switch sẽ tìm hiểu địa chỉ MAC nào được gán cho cổng nào.
Tương tự, D2 cũng gửi địa chỉ MAC của nó trong tin nhắn ARP, switch hiện lấy địa chỉ MAC của D2 và lưu địa chỉ đó vào bảng địa chỉ MAC.
Nó cũng lưu trữ địa chỉ MAC của D1 trong bảng địa chỉ do D1 gửi để chuyển đổi bằng thông báo yêu cầu ARP.
Vì vậy, bất cứ khi nào D1 muốn gửi bất kỳ dữ liệu nào đến D2, switch sẽ kiểm tra bảng và chuyển tiếp nó đến cổng đích khác của D2.
Tương tự, Layer Switch sẽ tiếp tục duy trì địa chỉ phần cứng của từng máy chủ kết nối.

Chức năng chuyển mạch lớp 2

Dưới đây là các chức năng quan trọng của chuyển mạch Lớp 2:

Địa chỉ MAC được biết từ tất cả các địa chỉ nguồn khung đến.
Bridge và switch giao tiếp với nhau bằng STP để loại bỏ các vòng lặp bắc cầu.
Các khung được thiết kế cho các vị trí không xác định sẽ bị tràn ra tất cả các cổng ngoại trừ cổng đã nhận được khung.
Nó thực hiện chức năng tương tự như một cây cầu trong suốt.
Các khung được chuyển tiếp bằng phần cứng chuyên dụng, được gọi là Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC).
Các bộ chuyển mạch lớp 2 cũng thực hiện chức năng chuyển mạch để sắp xếp lại các khung dữ liệu từ mạng nguồn đến mạng đích.
Chuyển mạch lớp 2 chia một mạng LAN phức tạp (mạng cục bộ) thành các mạng nhỏ VLAN mạng.

Chức năng chuyển mạch lớp 3

Dưới đây là các chức năng quan trọng của chuyển mạch Lớp 3:

Xác định đường dẫn dựa trên địa chỉ logic
Cung cấp bảo mật
Chạy tổng kiểm tra lớp ba
Xử lý và phản hồi mọi thông tin tùy chọn
Cho phép bạn cập nhật Quản lý mạng đơn giản
Thông tin cơ sở thông tin (MIB)

Ứng dụng của Switch lớp 2

Dưới đây là một số ứng dụng quan trọng của switch Layer 2.

Bạn có thể gửi khung dữ liệu từ nguồn đến đích nằm trong cùng một Vlan mà không cần kết nối vật lý.
Máy chủ của các công ty CNTT có thể được đặt tập trung tại một nơi. Các máy khách ở một số vị trí khác có thể truy cập lớp liên kết dữ liệu mà không bị trễ, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian cho máy chủ.
Các công ty cũng sử dụng nó để liên lạc nội bộ bằng cách định cấu hình các máy chủ trên cùng một Vlan bằng cách sử dụng các bộ chuyển mạch Lớp 2 mà không cần bất kỳ kết nối internet nào.
Các chuyên gia phần mềm cũng sử dụng các thiết bị chuyển mạch này để chia sẻ công cụ của họ bằng cách giữ chúng tập trung tại một vị trí máy chủ.

Sự khác biệt giữa công tắc lớp 2 và lớp 3

Dưới đây là một số khác biệt quan trọng giữa chuyển mạch Lớp 2 và Lớp 3:

Lớp 2	Lớp 3
Chuyển mạch lớp 2 được sử dụng để giảm lưu lượng trên mạng cục bộ.	Nó chủ yếu được sử dụng để triển khai Vlan.
Ở Lớp 2, các gói chuyển mạch được định tuyến lại từ cổng nguồn đến cổng đích.	Trong chuyển mạch Lớp 3, các bộ chuyển mạch sử dụng một ít thời gian để kiểm tra các gói dữ liệu trước khi tìm ra tuyến đường khả dụng tốt nhất để chuyển các gói dữ liệu đến cổng đích.
Lớp 2 sử dụng Giao thức phân giải địa chỉ (ARP) để khám phá địa chỉ MAC của các thiết bị khác.	Các thiết bị lớp 3 sử dụng địa chỉ IP để định tuyến trong Mạng LAN ảo (VLAN).
Công tắc lớp 2 có xu hướng chuyển các gói từ cổng này sang cổng khác.	Chuyển mạch lớp 3 cũng giúp các thiết bị giao tiếp bên ngoài mạng.
Công tắc lớp 2 thực hiện chuyển đổi đơn giản bằng cách tìm và duy trì bảng địa chỉ MAC.	Bộ chuyển mạch lớp 3 là một thiết bị chuyên dụng được thiết kế để định tuyến các gói dữ liệu thông qua Địa chỉ IP.

Chuyển đổi lớp 2 so với lớp 3

Mục	Công tắc lớp 2	Công tắc lớp 3
Chức năng định tuyến	Chỉ địa chỉ Mac	Hỗ trợ định tuyến cao hơn như định tuyến tĩnh và định tuyến động,
Gắn thẻ Vlan dựa trên địa chỉ IP	Không	Có
Liên Vlan	Không	Có
Các Ứng Dụng	Miền thuần lớp 2	Tổng hợp nhiều thiết bị chuyển mạch truy cập

Ưu điểm của chuyển mạch Layer2

Dưới đây là những ưu/lợi ích của Switching Switching Layer2:

Giúp chuyển tiếp các gói dựa trên địa chỉ duy nhất Địa chỉ MAC
Không cung cấp bất kỳ thiết lập hoặc quản lý nào
Nó có thể được triển khai nhanh chóng với chi phí thấp hơn
Khả năng tính toán lưu lượng của thiết bị chuyển mạch L2
Độ trễ thấp và bảo mật được cải thiện

Ưu điểm của chuyển mạch Layer3

Dưới đây là những ưu/lợi ích của Chuyển mạch Layer3:

L3 hỗ trợ định tuyến giữa các mạng LAN ảo.
Cải thiện khả năng cách ly lỗi.
Cung cấp sự dễ dàng quản lý an ninh.
Giảm lưu lượng phát sóng.
Dễ dàng thực hiện quá trình cấu hình cho các Vlan vì không cần có bộ định tuyến riêng biệt giữa mỗi Vlan.
Phân tách các bảng định tuyến và kết quả là phân tách lưu lượng truy cập tốt hơn.
Cung cấp tính toán lưu lượng và khả năng mở rộng tốc độ cao.
Độ trễ mạng thấp hơn khi gói tin không tạo thêm bước nhảy để đi qua bộ định tuyến.

Hạn chế của chuyển mạch lớp 2

Dưới đây là những nhược điểm/nhược điểm của việc chuyển đổi Layer2:

Các switch lớp 2 phải chia nhỏ các miền xung đột một cách chính xác.
Nó không chia nhỏ các miền quảng bá theo mặc định.
Bộ chuyển mạch L2 không cho phép bạn triển khai bất kỳ thông tin nào trong khi chuyển tiếp gói.
Không giúp bạn thực hiện chuyển đổi hoặc định tuyến dựa trên địa chỉ IP.
Không bao giờ đảm bảo băng thông cần thiết cho người dùng VoIP

Hạn chế của chuyển mạch lớp 3

Dưới đây là những nhược điểm/nhược điểm của việc chuyển đổi Lớp 2:

Giá thành của switch L3 khá cao so với switch Layer 2.
Bộ chuyển mạch lớp 3 không cung cấp chức năng WAN.
Nhiều người thuê và ảo hóa.
Không cung cấp bất kỳ chức năng nào.

Tổng kết

Lớp 2 là quá trình sử dụng các thiết bị và địa chỉ MAC trên mạng LAN để phân đoạn mạng.
Công tắc lớp 3 là một công tắc thực hiện các chức năng định tuyến ngoài việc chuyển mạch.
Các switch lớp 2 thực hiện chức năng chuyển mạch để sắp xếp lại các khung dữ liệu từ mạng nguồn đến mạng đích.
Công tắc lớp 3 xác định đường dẫn dựa trên địa chỉ logic.
Bộ chuyển mạch lớp 2 được sử dụng để giảm lưu lượng trên mạng cục bộ, trong khi bộ chuyển mạch lớp 3 chủ yếu được sử dụng để triển khai Vlan.
Ưu điểm của chuyển mạch lớp 2 là giúp chuyển tiếp các gói dựa trên các địa chỉ MAC duy nhất
Ưu điểm của thiết bị chuyển mạch Lớp 3 cung cấp khả năng tính toán lưu lượng và khả năng mở rộng tốc độ cao.
Hạn chế chính của bộ chuyển mạch Lớp 2 là nó không cho phép bạn triển khai bất kỳ thông tin thông minh nào trong khi chuyển tiếp gói.
Hạn chế chính của switch Lớp 3 là không cung cấp chức năng WAN.