تفاوت سوئیچ لایه دو با سوئیچ لایه سه

سوئیچ‌های لایه 2 و لایه 3

به طور کلی ، اگر می خواهید تمام دستگاه های شبکه و دستگاه های مشتری را در یک شبکه وصل کنید ، یک سوئیچ Layer 2 یکی از دستگاه های اساسی مورد نیاز شما است. با افزایش تنوع برنامه های شبکه و اجرای شبکه های همگرا ، سوئیچ شبکه جدید مانند سوئیچ Layer 3 در هر دو مرکز داده ، شبکه های سازمانی پیچیده ، برنامه های تجاری و حتی پروژه های پیشرفته مشتری رونق می گیرد. سوئیچ Layer 2 vs Layer 3 ، تفاوت های آنها چیست؟

سوئیچ‌ لایه 2 و 3 چیست؟

اصطلاحات Layers 2 & 3 از مدل Open System Interconnect (OSI) گرفته شده است که الگوی مرجع برای توصیف و توضیح ارتباطات شبکه است. مدل OSI دارای هفت لایه است: لایه کاربرد ، لایه ارائه ، لایه جلسه ، لایه حمل و نقل ، لایه شبکه ، لایه پیوند داده و لایه فیزیکی که از این میان لایه پیوند داده ها Layer 2 و لایه شبکه Layer 3 است. سوئیچ های کار در این لایه ها به ترتیب سوئیچ Layer 2 و سوئیچ Layer 3 نامیده می شوند.

سوئیچ Layer 2 vs Layer 3

تفاوت اصلی بین لایه 2 و لایه 3 عملکرد مسیریابی است. این همچنین بزرگترین تفاوت بین سوئیچ Layer 2 و سوئیچ Layer 3 است. سوئیچ Layer 2 فقط با آدرس های MAC کار می کند و به آدرس IP یا هر مورد از لایه های بالاتر اهمیت نمی دهد. یک سوئیچ Layer 3 یا یک سوئیچ چند لایه می تواند تمام کارهایی را انجام دهد که یک سوئیچ Layer 2 انجام می دهد. علاوه بر این ، می تواند مسیریابی استاتیک و مسیریابی پویا را انجام دهد. به این معنی که یک سوئیچ Layer 3 دارای جدول آدرس MAC و جدول مسیریابی IP است و ارتباطات داخل VLAN و بسته های مسیریابی بین VLAN های مختلف را نیز عهده دار است. سوئیچ که تنها مسیریابی استاتیک را اضافه می کند ، به عنوان یک لایه 2+ یا Layer 3 Lite شناخته می شود. سوئیچ های Layer 3 به غیر از مسیریابی ، برخی عملکردها را نیز شامل می شود که نیاز به درک اطلاعات IP آدرس داده های وارد شده به سوئیچ دارد ، مانند برچسب زدن ترافیک VLAN بر اساس آدرس IP به جای پیکربندی دستی یک پورت. سوئیچ های لایه 3 در توان و امنیت مطابق تقاضا افزایش می یابد.

هنگام تعویض بین سوئیچ های لایه 2 و لایه 3 ، باید به این فکر کنید که از کجا استفاده خواهد شد. اگر دامنه خالص لایه 2 دارید ، می توانید به سادگی به سراغ سوئیچ لایه 2 بروید. دامنه لایه 2 خالص جایی است که میزبان ها به هم متصل هستند ، بنابراین یک سوئیچ لایه 2 در آنجا خوب کار می کند. این معمولاً در یک توپولوژی شبکه به لایه دسترسی گفته می شود. در صورت نیاز به سوئیچ برای جمع کردن چندین سوئیچ دسترسی و انجام مسیریابی بین VLAN ، به یک سوئیچ لایه 3 نیاز دارید. این به عنوان لایه توزیع در توپولوژی شبکه شناخته می شود.

سوئیچ لایه 2 در مقابل لایه 3: پارامترهای کلیدی که هنگام خرید باید در نظر بگیرید

اگر در حال خرید سوئیچ لایه 2 یا لایه 3 هستید ، پارامترهای کلیدی وجود دارد که باید آنها را بررسی کنید ، از جمله نرخ حمل و نقل ، پهنای باند backplane ، تعداد VLAN ها ، حافظه آدرس MAC ، تأخیر و غیره.

نرخ حمل و نقل (یا میزان توان) قابلیت حمل و نقل یک صفحه باری (یا پارچه سوئیچ) است. وقتی قابلیت حمل و نقل از مجموع سرعت کلیه درگاه ها بیشتر باشد ، ما backplane را بدون انسداد می نامیم. نرخ حمل و نقل در بسته های در ثانیه (pps) بیان می شود. فرمول زیر نحوه محاسبه نرخ انتقال سوییچ را نشان می دهد:

نرخ حمل و نقل (pps) = تعداد درگاه های 10Gbit / s * 14،880،950 pps + تعداد 1 پورت Gbit / s * 1.488،095 pps + تعداد پورت های 100 مگابیت در ثانیه * 148،809 pps

به عنوان مثال ، FS S5850-32S2Q دارای 32 پورت Gbit / s 32 و پورت 2 40 Gbit / s است ، بنابراین سرعت ارسال آن:

32 * 14،880،950 pps + 2 * 4 * 14،880،950 pps = 595،238،000 pps 6 596 Mpps

پارامتر بعدی پهنای باند باندپلان یا ظرفیت پارچه سوئیچ است که مجموع سرعت همه درگاه ها است. مجموع سرعت همه درگاه ها دو بار شمارش می شود ، یکی برای جهت Tx و دیگری جهت Rx. پهنای باند Backplane به صورت بیت در ثانیه (bps یا bit / s) بیان شده است.

پهنای باند Backplane (bps) = تعداد پورت * نرخ داده پورت * 2

بنابراین پهنای باند backplane برای S5850-32S2Q است:

(32 * 10 گیگابیت بر ثانیه + 2 * 40 گیگابیت بر ثانیه) * 2 = 800 گیگابیت بر ثانیه

سایر پارامترهای مهم تعداد VLAN ها هستند که می توانند پیکربندی شوند. به طور کلی ، 1K = 1024 VLAN برای یک سوئیچ Layer 2 کافی است ، و عدد معمولی VLAN برای سوئیچ Layer 3 4k = 4096 است. یا 128k تأخیر زمان تأخیر انتقال داده است. لازم است تا حد ممکن کوتاه باشد ، بنابراین تأخیر معمولاً در نانو ثانیه (ns) بیان می شود.

سوئیچینگ سنتی در لایه 2 مدل OSI عمل می کند ، جایی که بسته ها بر اساس آدرس های MAC مقصد به پورت سوئیچ خاص ارسال می شوند. مسیریابی در لایه 3 عمل می کند ، جایی که بسته ها بر اساس آدرس IP مقصد به یک آدرس IP بعدی hop hop ارسال می شوند. برای دستیابی به همسالان محلی ، دستگاه هایی که در همان لایه 2 قرار دارند ، نیازی به مسیریابی ندارند. اما آنچه مورد نیاز است آدرس MAC مقصد است که می تواند از طریق پروتکل حل آدرس (ARP) حل شود ، همانطور که در زیر نشان داده شده است:

در اینجا ، PC A می خواهد ترافیک را به آدرس PC B با آدرس IP 192.168.1.6 ارسال کند. با این وجود آدرس MAC منحصر به فرد را نمی داند ، تا زمانی که آن را از طریق ARP کشف نکند ، که در سراسر لایه 2 پخش می شود:

سپس بسته را به آدرس MAC مقصد مناسب می فرستد که سوئیچ سپس بر اساس جدول MAC- آدرس خود ، پورت صحیح را ارسال می کند.

در یک محیط سوئیچ لایه 2 دامنه پخش وجود دارد. هرگونه ترافیک پخش شده روی سوئیچ ، کلیه پورت ها را به استثنای درگاهی که بسته پخش در آن وارد شده است ، ارسال می شود. پخش در همان بخش لایه 2 موجود است ، زیرا آنها از مرز یک لایه 3 عبور نمی کنند.

دامنه های پخش شده با لایه 2 بزرگ ، مستعد ابتلا به برخی مشکلات ناخواسته مانند طوفان های پخش شده است که توانایی ایجاد قطع شبکه را دارند. همچنين ممكن است به دلايل امنيتي و خط مشي ، جدا كردن خاصي از مشتريان در حوزه هاي پخش مختلف ترجيح داده شود. این زمانی است که پیکربندی VLAN ها مفید واقع می شوند. یک سوئیچ لایه 2 می تواند VLAN ها را به درگاه های سوئیچ خاص اختصاص دهد ، که به نوبه خود در زیر شبکه های مختلف لایه 3 و بنابراین در حوزه های پخش مختلف قرار دارند. VLAN ها با اجازه دادن به شبکه های لایه 3 مختلف می توانند زیرساخت یک لایه 2 را به صورت انعطاف پذیری بیشتری امکان پذیر کنند. تصویر زیر نمونه ای از یک محیط چند VLAN در سوئیچ لایه 2 را نشان می دهد:

از آنجا که VLAN ها در لایه 3 زیر شبکه خود وجود دارند ، برای جابجایی بین ترافیک بین VLAN ، باید مسیریابی انجام شود. در اینجاست که می توان از یک سوئیچ لایه 3 استفاده کرد. سوئیچ لایه 3 در واقع سوئیچ است که علاوه بر سوئیچینگ می تواند عملکرد مسیریابی را نیز انجام دهد. یک رایانه مشتری برای اتصال لایه 3 به زیر شبکه های راه دور به یک دروازه پیش فرض نیاز دارد. هنگامی که رایانه ترافیک را به زیرشاخه دیگری ارسال می کند ، آدرس MAC مقصد در بسته ، همان دروازه پیش فرض خواهد بود که سپس بسته را در لایه 2 قبول می کند و بر اساس جدول مسیریابی خود مسیر ترافیک را به مقصد مناسب ادامه می دهد.

نمودار زیر نمونه ای از تغییر مسیر یابی لایه 3 بین VLAN را از طریق دو رابط VLAN آن نشان می دهد. مانند گذشته ، دستگاه لایه 3 همچنان باید آدرس MAC PC B را با درخواست ARP که از طریق VLAN پخش شده است حل کند.

نتیجه گیری

در این پست تفاوت های سوئیچ لایه 2 و لایه 3 توضیح داده شده است. به منظور حل مشکل تصمیم گیری بین این دستگاهها ، مقایسه عملکرد آنها نیز انجام می شود. همچنین پارامترهای اصلی برای اندازه گیری سوئیچ لایه 2 یا لایه 3 نیز مورد بحث قرار گرفته است. همیشه اینگونه نیست که دستگاه پیشرفته تر بهتر باشد ، اما درست است که مناسب ترین وسیله را برای برنامه خاص خود انتخاب کنید.