Meny

Alt om Layer 2 og Layer 3 Switches i Networking System

  • Hoved
  • Annen
  • Alt om Layer 2 og Layer 3 Switches i Networking System

all about layer 2 layer 3 switches networking system

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer

Forskjellen mellom Layer 2 og Layer 3 Switches i Computer Networking System:

I dette Beginners’s Networking Training Series , vår forrige opplæring orienterte oss om Subnetting og nettverksklasser i detalj.

youtube musikkvideoer gratis nedlastingsprogramvare

Vi lærer de forskjellige funksjonene og bruken av brytere på lag-2 og lag-3 i OSI-referansemodellen.

Vi vil utforske de grunnleggende forskjellene mellom arbeidsmetoden for lag-2 og lag-3-brytere her.

Det grunnleggende konseptet som forgrener arbeidsmåten mellom begge typer brytere, er at lag-2-bryterne disponerer datapakken til en forhåndsdefinert bryterport forankret på MAC-adressen til destinasjonsverten.

lag 2 og lag 3 brytere (2)

Det er ingen rutingsalgoritme etterfulgt av denne typen brytere. Mens Layer-3-bryterne følger rutingsalgoritmen, og datapakkene er bestemt til neste definerte hopp og destinasjonsverten er forankret på den definerte IP-adressen i mottakerens slutt.

Vi vil også undersøke hvordan disse bryterne hjelper programvaretestere som ligger milevis fra hverandre når de sender og mottar et programvareverktøy.

Hva du vil lære:

Lag-2 brytere

Fra innledningen ovenfor om begge lagbryterne, oppstår et interessant spørsmål i tankene våre. Hvis bryterne på lag-2 ikke følger noen rutetabell, hvordan de lærer MAC-adressen (unik adresse til en maskin som 3C-95-09-9C-21-G2 ) av neste humle?

Svaret er at det vil gjøre det ved å følge adresseoppløsningsprotokollen kjent som ARP.

Virkningen av denne protokollen er som følger:

Vi har tatt eksemplet på et nettverk der en bryter er koblet til fire vertsenheter kjent som PC1, PC2, PC3 og PC4. Nå vil PC1 sende en datapakke til PC2 for første gang.

Selv om PC1 kjenner IP2-adressen til PC2 mens de kommuniserer for første gang, kjenner den ikke MAC-adressen til maskinvaren. Dermed bruker PC1 en ARP for å oppdage MAC-adressen til PC2.

Bryteren sender ARP-forespørselen til alle portene unntatt porten som PC1 er koblet til. PC2 når den mottar ARP-forespørselen, vil deretter svare med en ARP-svarmelding med MAC-adressen. PC2 samler også MAC-adressen til PC1.

Derfor, ved hjelp av ovennevnte flyt av meldinger, lærer bryteren hvilke MAC-adresser som er tilordnet hvilke porter. Når PC2 sender sin MAC-adresse i ARP-svarmeldingen, samler bryteren nå MAC-adressen til PC2 og banker den inn i MAC-adressetabellen.

Den lagrer også MAC-adressen til PC1 i adressetabellen da den ble sendt av PC1 for å bytte med ARP-forespørselsmeldingen. Fra nå av, når PC1 ønsker å sende data til PC2, vil bryteren bare slå opp i tabellen og videresende den til destinasjonsporten til PC2.

På denne måten vil bryteren fortsette å opprettholde maskinvareadressen til hver tilkoblende vert.

Layer-2-brytere som kobler verten

Kollisjon og kringkastingsdomene

Kollisjon kan forekomme i Layer-2-bytte der to eller flere verter prøver å kommunisere med samme tidsintervall på samme nettverkslink.

hvordan konvertere youtube til wav

Nettverkseffektiviteten vil bli redusert her ettersom datarammen vil kollidere og vi må sende dem på nytt. Men hver port i en bryter ligger generelt i et ulikt kollisjonsdomene. Domenet som brukes til å videresende alle typer kringkastingsmeldinger er kjent som kringkastingsdomene.

Alle lag-2-enheter inkludert brytere vises i det samme kringkastingsdomenet.

VLAN

For å overvinne problemet med kollisjon og kringkastingsdomene, introduseres VLAN-teknikken i datanettverkssystemet.

Virtuelt lokalnett, ofte kjent som VLAN, er et logisk sett med sluttapparater som ligger i den samme gruppen av kringkastingsdomenet. VLAN-konfigurasjon gjøres på bryterenivå ved å bruke forskjellige grensesnitt. Ulike brytere kan ha forskjellige eller samme VLAN-konfigurasjon og settes opp i henhold til behovet til et nettverk.

Vertene som er koblet til to eller flere forskjellige brytere, kan kobles til i samme VLAN selv om de ikke er fysisk tilkoblet ettersom VLAN oppfører seg som et virtuelt LAN-nettverk. Derfor kan verter som er koblet til forskjellige brytere dele det samme kringkastingsdomenet.

For å få en bedre forståelse av bruken av VLAN, la oss ta eksemplet på et eksempelnettverk der den ene bruker VLAN og den andre som ikke bruker VLAN.

Nettverkstopologien nedenfor bruker ikke VLAN-teknikk:

nettverkstopologi som ikke bruker VLAN-teknikk.

Uten VLAN vil kringkastingsmeldingen sendt fra vert 1 nå til alle nettverkskomponentene i nettverket.

Men ved å bruke VLAN og konfigurere VLAN i begge bryterne i nettverket ved å legge til et grensesnittkort som heter Fast Ethernet 0 og Fast Ethernet 1, vanligvis notert som Fa0 / 0, i to forskjellige VLAN-nettverk, vil en kringkastingsmelding fra Host 1 bare levere til Vert 2.

Dette skjer mens du gjør konfigurasjonen, og bare vert 1 og vert 2 er definert under samme sett med VLAN mens de andre komponentene er medlem av et annet VLAN-nettverk.

Det er viktig å merke seg her at lag-2-brytere kan tillate at vertsenheter bare når verten for samme VLAN. For å nå vertenheten til et annet nettverk kreves Layer-3-bryteren eller ruteren.

VLAN-nettverk er høyt sikrede nettverk, på grunn av sin type konfigurasjon kan ethvert konfidensielt dokument eller fil sendes over to forhåndsdefinerte verter av samme VLAN som ikke er fysisk tilkoblet.

Kringkastingstrafikk styres også av dette, da meldingen vil bli overført og mottatt bare til settet med definert VLAN, og ikke til alle på nettverket.

Diagrammet over et nettverk som bruker VLAN er vist nedenfor:

Nettverk ved bruk av VLAN-teknikk

Tilgangs- og koffertporter

Ulike typer konfigurasjoner gjøres på Switch-porter. For å få tilgang til et enkelt VLAN-nettverk, tilordner vi en tilgangsport til det VLAN.

Tilgangsporter brukes når vi bare trenger å konfigurere bare vertsenheter til et bestemt VLAN-nettverk.

For å få tilgang til mer enn en bryter og forskjellige VLAN-er, har grensesnittet blitt tildelt Trunk-porten på bryteren. Lastebilporten er smart nok til å bære trafikken til flere VLAN-er.

Konfigurere VLAN

  • For å konfigurere VLAN på bryteren, må du først aktivere IOS-modus i bryteren.
  • Kommandoen for å opprette VLAN er i konfigurasjonsmodus VLAN NUMBER dvs. bryter (config) # VLAN 10.
  • Ved å bruke en grensesnittkommando kan vi tildele rask Ethernet-port under VLAN.
  • Nå, ved å bruke kommandolinjen switchport access, kan vi spesifisere at grensesnittet er en tilgangsmodus.
  • Den neste kommandoen tildeler VLAN-NUMMER til tilgangsmodus for bryterport.

Eksemplet på en serie kommandoer vil være som følger:

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 den ovennevnte serien av kommandoer er det klart at VLAN 10 opprettes og fa0 / 1-porten på bryteren flyttes til VLAN 10.

  • Kommandoen for switchport-tilgangsmodus kan bare tilordnes til et enkelt VLAN. For å konfigurere flere VLAN-er, brukes switchport trunk mode interface command, da den kan bære trafikken til flere VLAN-er.

Funksjoner av Layer-2-brytere

Nedenfor vises de forskjellige funksjonene til Layer-2-brytere.

  • Layer-2 Switch fungerer som en nettverksbro som knytter forskjellige sluttenheter i et datanettverkssystem på en enkelt plattform. De er i stand til å transportere data veldig raskt og kompetent fra kilden til destinasjonen i LAN-nettverk.
  • Lag-2-brytere utfører byttefunksjonen for å omorganisere datarammene fra kilden til en destinasjonsslutt ved å lære MAC-adressen til destinasjonsnoden fra adressetabellen til bryteren.
  • MAC-adressetabellen inneholder den unike adressen til hver enhet i lag-2, på grunnlag av hvilken den kan identifisere sluttanordningene og noden som dataene skal leveres på.
  • Layer-2 Switch deler et voluminøst komplisert LAN-nettverk i små VLAN-nettverk.
  • Ved å konfigurere flere VLAN-er i et stort LAN-nettverk, blir byttingen raskere siden den ikke er fysisk tilkoblet.

Anvendelser av Layer-2-brytere

Nedenfor er de forskjellige applikasjonene til Layer-2-brytere.

  • Gjennom Layer-2-brytere kan vi sende dataramme fra kilden til destinasjonen som ligger i samme VLAN uten å være fysisk tilkoblet eller være på samme sted.
  • Dermed kan serverne til et programvareselskap plasseres sentralt på ett sted, og klientene som er spredt på de andre stedene, kan enkelt få tilgang til dataene uten ventetid og dermed spare serverkostnader og tid.
  • Organisasjoner kan foreta intern kommunikasjon ved å konfigurere vertene på samme VLAN ved å bruke denne typen brytere uten behov for internettforbindelse.
  • Programvaretestere bruker også disse bryterne for å dele verktøyet sitt ved å holde det sentralt på en serverplassering, og den andre serveren kan få tilgang til dem ved å være langt fra hverandre og ikke fysisk koblet til ved å konfigurere alt på samme VLAN i nettverkssystemet.

Lag-3-brytere

Lag-2-bryteren mislykkes når vi trenger å overføre dataene mellom forskjellige LAN eller VLAN.

Det er her Layer-3-bryterne kommer inn i bildet, da teknikken de bruker for å dirigere datapakkene til destinasjonen bruker IP-adresser og subnetting.

Layer-3-bryterne fungerer i 3. lag av OSI-referansemodellen og utfører ruting av datapakker ved hjelp av IP-adresser. De har raskere byttehastighet enn lag-2-bryterne.

De er enda raskere enn de konvensjonelle ruterne, ettersom de utfører ruting av datapakker uten å bruke ekstra humle, noe som fører til bedre ytelse. På grunn av funksjonaliteten til denne ruteteknikken i Layer-3-bryterne, er de implementert for nettverksbygging av inter- og intranettverk.

For å forstå funksjonene til Layer-3-brytere, må vi først forstå begrepet ruting.

Lag-3-enheten ved kildesiden ser først på rutingtabellen som har all informasjon om kilde- og destinasjons-IP-adresser og nettverksmaske.

Senere, basert på informasjonen den samler fra rutetabellen, leverer den datapakken til destinasjonen og kan videreføre dataene mellom forskjellige LAN-, MAN- og WAN-nettverk. Den følger den korteste og sikreste veien for å levere data mellom sluttenhetene. Dette er det samlede begrepet ruting.

Ulike nettverk kan kobles sammen med STM-koblinger som også har veldig høy båndbredde og DS3-koblinger. Tilkoblingstypen avhenger av de forskjellige parametrene i nettverket.

Funksjoner av Layer-3-brytere

De forskjellige funksjonene til Layer-3-brytere er gitt nedenfor:

testboksteknikker for hvit boks med eksempler
  • Den utfører den statiske rutingen for å overføre data mellom forskjellige VLAN-er. Mens lag-2-enheten bare kan overføre data mellom nettverkene med samme VLAN.
  • Den utfører også dynamisk ruting på samme måte som en router utfører. Denne dynamiske ruteteknikken gjør at bryteren kan utføre optimal pakkeruting.
  • Det gir et sett med flere baner i henhold til sanntidsscenariet til nettverket for å levere datapakkene. Her kan bryteren velge den mest gjennomførbare banen for ruting av datapakken. De mest populære ruteteknikkene inkluderer RIP og OSPF.
  • Bryterne har evnen til å gjenkjenne IP-adresserelatert informasjon som er på vei mot bryteren om trafikken.
  • Brytere har muligheten til å distribuere QoS-klassifiseringer, avhengig av subnetting eller VLAN-trafikkmerking i stedet for å konfigurere bryterporten manuelt som i tilfelle lag-2-brytere.
  • De krever mer kraft for å betjene og øker koblinger med høyere båndbredde mellom bryterne som er nesten mer enn 10 Gbit.
  • De gir svært sikre veier for datautveksling. Dermed blir de implementert i slike tilfeller der datasikkerhet er et hovedanliggende.
  • Funksjonene knyttet til brytere som 802.1x-autentisering, tilbakekoblingsdeteksjon og ARP-inspeksjon gjør det effektivt å bruke i tilfeller der sikker dataoverføring er viktig.

Anvendelser av Layer-3-brytere

Nedenfor vises applikasjonene til Layer-3-brytere:

  • Det er mye brukt i datasentre og store campus som universiteter der det er et veldig stort oppsett av datanettverk. På grunn av funksjonene som statisk og dynamisk ruting og den raske byttehastigheten enn en ruter, brukes den i LAN-tilkobling for samtrafikk mellom flere VLAN- og LAN-nettverk.
  • Lag-3-bryteren i kombinasjon med et antall lag-2-brytere støtter flere brukere til å koble seg til nettverket uten behov for implementering av en ekstra lag-3-bryter og mer båndbredde. Dermed er det mye implementert i universiteter og småindustrier. I tilfelle hvis antall sluttbrukere på en nettverksplattform øker, kan det lett tilpasses det samme løpsscenariet uten noen forbedring av nettverket.
  • Dermed kan lag-3-bryteren enkelt håndtere ressurser med høy båndbredde og sluttbrukerapplikasjon, da den tilbyr 10 Gbits båndbredde.
  • De har ferdighetene til å løse ut de overbelastede ruterne. Dette kan gjøres ved å konfigurere en lag-3-bryter, hver med en hovedruter i et bredt nettverksscenario, slik at bryteren kan håndtere all lokal VLAN-ruting.
  • Ved å følge den ovennevnte typen scenario vil effektiviteten til ruteren forbedre seg, og den kan brukes dedikert til WAN-tilkobling og dataoverføring.
  • En lag-3-bryter er smart nok til å håndtere og administrere ruting og trafikkontroll av lokalt tilkoblede servere og sluttapparater ved å bruke den høye båndbredden. Dermed bruker bedriftene vanligvis en L-3-bryter for å koble sine overvåkingsservere og vertsnoder i ethvert NOC-senter i et delsystem som er en del av et stort datanettverkssystem.

Inter-VLAN-ruting ved L-3-bryter

Diagrammet nedenfor viser driften av inter-VLAN-rutingen med lag-3-bryteren i kombinasjon med L-2-bryteren.

La oss gå gjennom det ved hjelp av et eksempel:

På et universitet kobles PC-ene til fakulteter, ansatte og studenter via L-2 og L-3-brytere på et annet sett med VLAN-er.

Inter-VLAN-ruting ved L-3-bryter

PC 1 i et fakultet VLAN ved et universitet ønsker å kommunisere med PC 2 i et annet VLAN til en ansatt. Ettersom begge sluttapparatene har forskjellig VLAN, trenger vi L-3-bryter for å dirigere dataene fra vert 1 til vert 2.

For det første, ved hjelp av maskinvaredelen i MAC-adressetabellen, vil L-2-bryteren finne destinasjonsverten. Deretter lærer den mottaksadressen til kvitteringsverten fra MAC-tabellen. Etter det vil lag-3-bryteren utføre bytte- og rutingsdelen på grunnlag av IP-adresse og nettverksmaske.

Det vil finne ut at PC1 ønsker å kommunisere med destinasjons-PC-en til hvilket av VLAN-nettverk som er der. Når den samler all nødvendig informasjon, vil den etablere koblingen mellom dem og dirigere dataene til mottakeren fra avsenderens ende.

Konklusjon

I denne opplæringen har vi utforsket de grunnleggende funksjonene og applikasjonene til lag-2 og lag-3-brytere ved hjelp av live eksempler og billedlig fremstilling.

Vi lærte at begge typer brytere har et par fordeler så vel som ulemper, og i henhold til typen nettverkstopologier distribuerer vi typen bryter i nettverket.

PREV Opplæring | NESTE veiledning

Anbefalt lesing

^