Menu

Alt om Layer 2 og Layer 3 switche i netværkssystem

all about layer 2 layer 3 switches networking system

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer

Forskellen mellem Layer 2 og Layer 3-switche i computernetværkssystem:

I denne Beginners Networking Training Series , vores tidligere tutorial orienterede os om Undernetting og netværksklasser i detaljer.

test dit websted i forskellige browsere

Vi lærer de forskellige funktioner og anvendelse af switche i lag-2 og lag-3 i OSI-referencemodellen.

Vi vil undersøge de grundlæggende forskelle mellem arbejdsmetoden for lag-2 og lag-3-switches her.

Det grundlæggende koncept, der forgrener arbejdsmetoden mellem begge typer af switche, er, at lag-2-switche disponerer datapakken til en foruddefineret switchport, der er rodfæstet på destinationshostens MAC-adresse.

lag 2 og lag 3 omskiftere (2)

Der er ingen routingsalgoritme efterfulgt af disse typer switches. Mens Layer-3-switches følger routingsalgoritmen, og datapakkerne er bestemt til den næste definerede hop, og destinationsværten er rodfæstet på den definerede IP-adresse i modtagerens ende.

Vi vil også undersøge, hvordan disse switche hjælper softwaretestere, der ligger miles fra hinanden ved afsendelse og modtagelse af et softwareværktøj.

Hvad du lærer:

Lag-2-switche

Fra ovenstående introduktion om begge lagkontakter opstår der et interessant spørgsmål i vores sind. Hvis afbryderne på lag-2 ikke følger nogen routingtabel, hvordan de lærer MAC-adressen (unik maskine som f.eks. 3C-95-09-9C-21-G2 ) af det næste hop?

Svaret er, at det vil gøre det ved at følge adresseopløsningsprotokollen kendt som ARP.

Funktionen af ​​denne protokol er som følger:

Vi har taget eksemplet på et netværk, hvor en switch er forbundet til fire værtsenheder kendt som PC1, PC2, PC3 og PC4. Nu ønsker PC1 at sende en datapakke til PC2 for første gang.

Selvom PC1 kender IP2-adressen på PC2, da de kommunikerer for første gang, kender den ikke MAC-adresse (hardware) til kvitteringsværten. Således bruger PC1 en ARP til at finde MAC2-adressen på PC2.

Omskifteren sender ARP-anmodningen til alle porte undtagen den port, som PC1 er tilsluttet. PC2, når den modtager ARP-anmodningen, svarer derefter med en ARP-svarmeddelelse med sin MAC-adresse. PC2 samler også MAC1-adressen til PC1.

Derfor, ved ovenstående frem og tilbage strøm af meddelelser, finder Switch ud af, hvilke MAC-adresser der er tildelt til hvilke porte. Når PC2 sender sin MAC-adresse i ARP-svarmeddelelsen, samler kontakten ligeledes MAC2-adressen på PC2 og bankerer den i sin MAC-adressetabel.

Den gemmer også MAC1-adressen på PC1 i adressetabellen, da den blev sendt af PC1 for at skifte med ARP-anmodningsmeddelelsen. Fra nu af, når PC1 ønsker at sende data til PC2, vil kontakten blot se op i sin tabel og videresende den til destinationsporten på PC2.

På denne måde fortsætter switchen med at opretholde hardwareadressen for hver forbinder vært.

Lag-2-switche, der forbinder værten

Kollisions- og udsendelsesdomæne

Kollision kan forekomme ved Layer-2-skift, hvor to eller flere værter forsøger at kommunikere med det samme tidsinterval på det samme netværkslink.

Netværkseffektiviteten bliver mindre her, da datarammen kolliderer, og vi er nødt til at sende dem igen. Men hver port i en switch ligger generelt i et forskelligt kollisionsdomæne. Det domæne, der bruges til at videresende alle typer udsendelsesmeddelelser, kaldes Broadcast-domæne.

Alle lag-2-enheder inklusive switche vises i det samme udsendelsesdomæne.

VLAN

For at overvinde spørgsmålet om kollision og udsendelsesdomæne introduceres VLAN-teknikken i computernetværkssystemet.

Virtuelt lokalnetværk, almindeligvis kendt som VLAN, er et logisk sæt slutenheder, der ligger i den samme gruppe af udsendelsesdomænet. VLAN-konfiguration udføres på switchniveauet ved hjælp af forskellige grænseflader. Forskellige switche kan have forskellige eller samme VLAN-konfiguration og konfigureres i henhold til behovet for et netværk.

Værterne, der er tilsluttet to eller flere forskellige switche, kan tilsluttes inden for det samme VLAN, selvom de ikke er fysisk tilsluttet, da VLAN opfører sig som et virtuelt LAN-netværk. Derfor kan værter, der er forbundet med forskellige switches, dele det samme udsendelsesdomæne.

For en bedre forståelse af brugen af ​​VLAN, lad os tage eksemplet på et eksempelnetværk, hvor den ene bruger VLAN og den anden, der ikke bruger VLAN.

Nedenstående netværkstopologi bruger ikke VLAN-teknik:

netværkstopologi, der ikke bruger VLAN-teknik.

Uden VLAN når den sendte besked sendt fra vært 1 til alle netværkskomponenterne i netværket.

Men ved at bruge VLAN og konfigurere VLAN i begge switche på netværket ved at tilføje et interface-kort, der navngiver hurtig Ethernet 0 og hurtig Ethernet 1, generelt noteret som Fa0 / 0, i to forskellige VLAN-netværk, vil en udsendelsesbesked fra vært 1 kun levere Vært 2.

youtube til mp3 converter gratis sikker

Dette sker under konfigurationen, og kun vært 1 og vært 2 er defineret under det samme sæt VLAN, mens de andre komponenter er medlem af et andet VLAN-netværk.

Det er vigtigt at bemærke her, at lag-2-switche kun kan tillade værtsenheder at nå værten for det samme VLAN. For at nå værtsenheden på et andet netværk kræves Layer-3-switch eller router.

VLAN-netværk er stærkt sikrede netværk, da ethvert fortroligt dokument eller fil på grund af sin konfigurationstype kan sendes over to foruddefinerede værter af samme VLAN, som ikke er fysisk forbundet.

Broadcast-trafik styres også af dette, da meddelelsen kun transmitteres og modtages til sættet med defineret VLAN og ikke til alle på netværket.

Diagrammet over et netværk, der bruger VLAN, er vist nedenfor:

Netværk ved hjælp af VLAN-teknik

Adgangs- og bagagerumsporte

Forskellige typer konfigurationer udføres i Switch-porte. For at få adgang til et enkelt VLAN-netværk tildeler vi en adgangsport til dette VLAN.

Adgangsporte bruges, når vi kun skal konfigurere kun host-end-enheder til et bestemt VLAN-netværk.

For at få adgang til mere end en switch og forskellige VLAN'er er grænsefladen blevet tildelt Trunk-porten på switchen. Lastbilporten er smart nok til at bære trafikken fra flere VLAN'er.

Konfiguration af VLAN

  • For at konfigurere VLAN på kontakten skal du først aktivere IOS-tilstand i kontakten.
  • Kommandoen til oprettelse af VLAN er i konfigurationsfunktionen VLAN NUMBER dvs. switch (config) # VLAN 10.
  • Ved at bruge en interface-kommando kan vi allokere den hurtige Ethernet-port under VLAN.
  • Ved at bruge kommandolinjen switchport-adgang kan vi nu specificere, at grænsefladen er en adgangstilstand.
  • Den næste kommando tildeler VLAN-NUMMER til switchport-adgangstilstand.

Eksemplet på en række kommandoer vil være som følger:

hvordan man opretter en ny liste i java
Switch(config) #vlan 10 Switch(config-vlan) #exit Switch(config) #int fa0/1 Switch(config-if) #switchport mode access Switch(config-if) #switchport access vlan 10

Fra ovenstående række af kommandoer er det klart, at VLAN 10 oprettes, og switchens fa0 / 1-port flyttes til VLAN 10.

  • Switchport-adgangstilstandskommandoen kan kun tildeles et enkelt VLAN. For at konfigurere flere VLAN'er anvendes switchport trunk mode interface kommando, da den kan bære trafikken fra flere VLAN'er.

Funktioner af Layer-2 switche

Nedenfor er de forskellige funktioner i Layer-2-switche anført.

  • Layer-2 Switch fungerer som en netværksbro, der forbinder forskellige slutenheder i et computernetværkssystem på en enkelt platform. De er i stand til at transportere data meget hurtigt og kompetent fra kilden til destinationen i LAN-netværk.
  • Lag-2-switche udfører skiftefunktionen for at omarrangere datarammerne fra kilden til en destinationsenden ved at lære MAC-adressen på destinationsnoden fra switchens adressetabel.
  • MAC-adressetabellen tilvejebringer den unikke adresse for hver enhed i lag-2, på basis af hvilken den kan identificere slutanordningerne og den node, som dataene skal leveres på.
  • Layer-2 Switch opdeler et voluminøst kompliceret LAN-netværk i små VLAN-netværk.
  • Ved at konfigurere flere VLAN'er i et stort LAN-netværk bliver skiftet hurtigere, da det ikke er fysisk forbundet.

Anvendelser af Layer-2 switche

Nedenfor er de forskellige anvendelser af Layer-2-switche.

  • Via Layer-2-switche kan vi nemt sende dataramme fra kilden til destinationen, der er placeret i det samme VLAN uden at være fysisk forbundet eller være på samme sted.
  • Således kan servere fra et softwarefirma placeres centralt på et sted, og klienterne spredt på de andre placeringer kan let få adgang til dataene uden latenstid og derved spare serverens omkostninger og tid.
  • Organisationer kan foretage intern kommunikation ved at konfigurere værterne på det samme VLAN ved at bruge disse typer af switche uden behov for nogen internetforbindelse.
  • Softwaretestere bruger også disse switche til at dele deres værktøj ved at holde det centralt på en serverplacering, og den anden server kan få adgang til dem ved at være langt fra hinanden og ikke fysisk forbundet ved at konfigurere alt på det samme VLAN i netværkssystemet.

Lag-3-switche

Layer-2-kontakten mislykkes, når vi har brug for at overføre data mellem forskellige LAN eller VLAN'er.

Det er her, Layer-3-switchene kommer ind i billedet, da den teknik, de bruger til at dirigere datapakkerne til destinationen, bruger IP-adresser og undernet.

Layer-3-switches fungerer i 3. lag af OSI-referencemodellen og udfører routing af datapakker ved hjælp af IP-adresser. De har hurtigere skiftehastighed end lag-2-switches.

De er endnu hurtigere end de konventionelle routere, da de udfører routing af datapakker uden at bruge yderligere humle, hvilket fører til bedre ydeevne. På grund af denne routingstekniks funktionalitet i Layer-3-switches er de implementeret til netværksopbygning af inter- og intranetværk.

For at forstå funktionerne i Layer-3-switches er vi nødt til at forstå begrebet routing først.

Lag-3-enheden ved kildeenden ser først på sin routingtabel, som har alle oplysninger om kilde- og destinations-IP-adresser og undernetmaske.

Senere, baseret på de oplysninger, den indsamler fra rutetabellen, leverer den datapakken til destinationen og kan videreføre dataene mellem forskellige LAN-, MAN- og WAN-netværk. Det følger den korteste og sikre vej til at levere data mellem slutenhederne. Dette er det overordnede koncept for ruting.

Forskellige netværk kan forbindes sammen med STM-links, som også har meget høje båndbredder og DS3-links. Forbindelsestypen afhænger af netværkets forskellige parametre.

Funktioner af Layer-3 switche

De forskellige funktioner i Layer-3-switche er angivet nedenfor:

  • Den udfører den statiske routing for at overføre data mellem forskellige VLAN'er. Mens lag-2-enheden kun kan overføre data mellem netværkene med det samme VLAN.
  • Den udfører også dynamisk routing på samme måde som en router udfører. Denne dynamiske routingsteknik gør det muligt for switchen at udføre optimal pakke-routing.
  • Det giver et sæt af flere stier i henhold til netværksscenariet i realtid for at levere datapakkerne. Her kan kontakten vælge den mest mulige sti til routing af datapakken. De mest populære ruteteknikker inkluderer RIP og OSPF.
  • Kontakterne har mulighed for at genkende de IP-adresserelaterede oplysninger, der er på vej mod omskifteren om trafikken.
  • Switche har evnen til at implementere QoS-klassifikationer afhængigt af undernet eller VLAN-trafikmærkning i stedet for at konfigurere switchporten manuelt som i tilfælde af lag-2-switche.
  • De kræver mere strøm til at drive og øge forbindelser med højere båndbredde mellem switchene, der er næsten mere end 10 Gbit.
  • De giver meget sikre stier til dataudveksling. Dermed implementeres de i sådanne tilfælde, hvor datasikkerhed er et primært anliggende.
  • Funktionerne forbundet med switche som 802.1x-godkendelse, loopback-detektion og ARP-inspektion gør det effektivt at bruge i tilfælde, hvor sikker datatransmission er afgørende.

Anvendelser af Layer-3 switche

Anført nedenfor er anvendelserne af Layer-3-switche:

  • Det bruges i vid udstrækning i datacentre og store campus som universiteter, hvor der er en meget stor opsætning af computernetværk. På grund af dets funktioner som statisk og dynamisk routing og dens hurtige skiftehastighed end en router bruges den til LAN-forbindelse til sammenkobling af flere VLAN- og LAN-netværk.
  • Layer-3-kontakten i kombination med et antal lag-2-switche understøtter flere brugere til at oprette forbindelse på netværket uden behov for implementering af en ekstra layer-3-switch og mere båndbredde. Således er det bredt implementeret i universiteter og små industrier. I tilfælde af at antallet af slutbrugere på en netværksplatform øges, kan det uden nogen forbedring af netværket nemt tilpasses det samme kørende scenarie.
  • Således kan lag-3-kontakten nemt håndtere ressourcer med høj båndbredde og slutbrugerapplikation, da den tilbyder 10 Gbits båndbredde.
  • De har færdighederne til at aflaste de overbelastede routere. Dette kan gøres ved at konfigurere en lag-3-switch, hver med en hovedrouter i et bredt netværksscenarie, så kontakten kan styre al lokal VLAN-routing.
  • Ved at følge ovenstående type scenarie forbedres routerens effektivitet, og den kan bruges dedikeret til langdistanceforbindelse (WAN) og datatransmission.
  • En lag-3-switch er smart nok til at håndtere og styre routing og trafikkontrol af lokalt tilsluttede servere og slutenheder ved hjælp af dens høje båndbredde. Således bruger virksomhederne generelt en L-3-switch til at forbinde deres overvågningsservere og værtsnoder i ethvert NOC-center i et undersystem, der er en del af et stort computernetværkssystem.

Inter-VLAN-routing ved L-3-switch

Nedenstående diagram viser betjeningen af ​​inter-VLAN-routing med lag-3-kontakten i kombination med L-2-kontakten.

Lad os gennemgå det ved hjælp af et eksempel:

På et universitet er pc'erne med fakulteter, personale og studerende forbundet via L-2 og L-3 switches på et andet sæt VLAN'er.

Inter-VLAN-routing ved L-3-switch

PC 1 i et fakultet VLAN på et universitet ønsker at kommunikere med PC 2 i et andet VLAN fra en medarbejder. Da begge slutenheder har forskellige VLAN, har vi brug for L-3-switch for at dirigere dataene fra vært 1 til vært 2.

For det første finder L-2-kontakten ved hjælp af hardwaredelen i MAC-adressetabellen destinationsværten. Derefter lærer den modtagerværts destinationsadresse fra MAC-tabellen. Derefter udfører lag-3-kontakten skifte- og routingsdelen på basis af IP-adresse og undernetmaske.

Det vil finde ud af, at PC1 ønsker at kommunikere med destinations-pc'en, for hvilket af de VLAN-netværk, der findes der. Når den samler alle de nødvendige oplysninger, opretter den forbindelsen mellem dem og dirigerer dataene til modtageren fra afsenderens ende.

Konklusion

I denne vejledning har vi udforsket de grundlæggende funktioner og anvendelser af lag-2 og lag-3-switche ved hjælp af live eksempler og billedrepræsentation.

Vi lærte, at begge typer switches har et par fortjenester såvel som demerits, og i henhold til typen af ​​netværkstopologier implementerer vi typen af ​​switch i netværket.

PREV-vejledning | NÆSTE vejledning

Anbefalet læsning

^