Meny

Allt om Layer 2 och Layer 3 Switches i Networking System

  • Huvud
  • Övrig
  • Allt om Layer 2 och Layer 3 Switches i Networking System

all about layer 2 layer 3 switches networking system

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem

Skillnad mellan Layer 2 och Layer 3 Switches i Computer Networking System:

I denna Beginners Networking Training Series , vår tidigare handledning informerade oss om Undernät- och nätverksklasser i detalj.

hur man startar ett projekt i förmörkelse

Vi kommer att lära oss de olika funktionerna och tillämpningen av switchar i lager-2 och lager-3 i OSI-referensmodellen.

Vi kommer att undersöka de grundläggande skillnaderna mellan arbetsmetoden för lager-2 och lager-3-omkopplare här.

Det grundläggande konceptet som förgrenar sättet att arbeta mellan båda typerna av omkopplare är att lager-2-omkopplarna disponerar datapaketet till en fördefinierad omkopplingsport roterad på destinationsvärdens MAC-adress.

lager 2 och lager 3 omkopplare (2)

Det finns ingen routningsalgoritm följt av dessa typer av växlar. Medan Layer-3-omkopplarna följer dirigeringsalgoritmen och datapaketet är avsedda till nästa definierade hopp och destinationsvärd rotar på den definierade IP-adressen i mottagarens slut.

Vi kommer också att undersöka hur dessa switchar hjälper programvarutestare som ligger mil från varandra när de skickar och tar emot ett programverktyg.

Vad du kommer att lära dig:

Layer-2-omkopplare

Från ovanstående introduktion om båda lageromkopplarna uppstår en intressant fråga i vårt sinne. Om omkopplarna vid lager-2 inte följer någon routingtabell, hur de kommer att lära sig MAC-adressen (unik adress för en maskin som 3C-95-09-9C-21-G2 ) av nästa humle?

Svaret är att det kommer att göra det genom att följa adressupplösningsprotokollet kallat ARP.

Arbetet med detta protokoll är som följer:

Vi har tagit exemplet på ett nätverk där en switch är ansluten till fyra värdenheter som kallas PC1, PC2, PC3 och PC4. Nu vill PC1 skicka ett datapaket till PC2 för första gången.

Även om PC1 känner till IP2-adressen till PC2 när de kommunicerar för första gången, känner den inte till mottagningsvärdens MAC-adress (hårdvara). Således använder PC1 en ARP för att upptäcka MAC2-adressen för PC2.

Växeln skickar ARP-begäran till alla portar exklusive porten där PC1 är ansluten. PC2 när den tar emot ARP-begäran kommer sedan att svara med ett ARP-svarsmeddelande med sin MAC-adress. PC2 samlar också in MAC-adressen för PC1.

Därför, genom ovanstående fram och tillbaka flöde av meddelanden, lär sig Switch vilka MAC-adresser som är tilldelade till vilka portar. På samma sätt, när PC2 skickar sin MAC-adress i ARP-svarsmeddelandet, samlar omkopplaren nu MAC-adressen för PC2 och bankerar den i sin MAC-adresstabell.

Den lagrar också MAC-adressen för PC1 i adresstabellen när den skickades av PC1 för att växla med ARP-begäran. Från och med nu, närhelst PC1 vill skicka data till PC2, kommer omkopplaren helt enkelt att slå upp i sin tabell och vidarebefordra den till destinationsporten på PC2.

Så här fortsätter Switch att behålla maskinvaruadressen för varje anslutande värd.

Layer-2-omkopplare Anslutande värd

Kollisions- och sändningsdomän

Kollision kan inträffa vid Layer-2-växling där två eller flera värdar försöker kommunicera vid samma tidsintervall på samma nätverkslänk.

Nätverkseffektiviteten kommer att minska här eftersom dataramen kolliderar och vi måste skicka dem igen. Men varje port i en switch ligger i allmänhet i en olik kollisionsdomän. Domänen som används för att vidarebefordra alla typer av sändningsmeddelanden kallas Broadcast domain.

Alla lager-2-enheter inklusive switchar visas i samma sändningsdomän.

VLAN

För att övervinna frågan om kollision och sändningsdomän introduceras VLAN-tekniken i datornätverkssystemet.

Virtuellt lokalt nätverk allmänt känt som VLAN är en logisk uppsättning slutenheter som ligger i samma grupp av sändningsdomänen. VLAN-konfiguration görs på switchnivå med hjälp av olika gränssnitt. Olika switchar kan ha olika eller samma VLAN-konfiguration och ställas in efter behov av ett nätverk.

Värdarna som är anslutna till två eller flera olika växlar kan anslutas inom samma VLAN även om de inte är fysiskt anslutna eftersom VLAN beter sig som ett virtuellt LAN-nätverk. Därför kan värdar som är anslutna till olika växlar dela samma sändningsdomän.

För att få en bättre förståelse för användningen av VLAN, låt oss ta exemplet på ett provnätverk, där en använder VLAN och den andra som inte använder VLAN.

appar som spionerar på andra telefoner

Nedanstående nätverkstopologi använder inte VLAN-teknik:

nätverkstopologi som inte använder VLAN-teknik.

Utan VLAN når sändningsmeddelandet som skickas från värd 1 till alla nätverkskomponenter i nätverket.

Men genom att använda VLAN och konfigurera VLAN i båda switcharna i nätverket genom att lägga till ett gränssnittskort med namnet snabb Ethernet 0 och snabb Ethernet 1, generellt noterad som Fa0 / 0, i två olika VLAN-nätverk, kommer ett sändningsmeddelande från värd 1 endast att leverera till Värd 2.

Detta händer när du gör konfigurationen, och endast värd 1 och värd 2 definieras under samma uppsättning VLAN medan de andra komponenterna är medlem i något annat VLAN-nätverk.

Det är viktigt att notera här att lager-2-omkopplare kan göra det möjligt för värdsenheter att nå värden för samma VLAN. För att nå värdenheten i något annat nätverk krävs Layer-3-omkopplaren eller routern.

VLAN-nätverk är mycket säkra nätverk eftersom konfidentiella dokument eller filer på grund av sin typ av konfiguration kan skickas över två fördefinierade värdar av samma VLAN som inte är fysiskt anslutna.

Broadcast-trafik hanteras också av detta eftersom meddelandet överförs och endast tas emot till uppsättningen definierat VLAN och inte till alla i nätverket.

Diagrammet för ett nätverk som använder VLAN visas nedan:

Nätverk med VLAN-teknik

Tillträdes- och stamportar

Olika typer av konfigurationer görs på Switch-portar. För att få åtkomst till ett enda VLAN-nätverk tilldelar vi en åtkomstport till det VLAN.

Åtkomstportar används när vi bara behöver konfigurera endast värdenheter till ett visst VLAN-nätverk.

För att få åtkomst till fler än en switch och olika VLAN har gränssnittet tilldelats Trunk-porten på switchen. Lastbilsporten är tillräckligt smart för att bära trafiken på flera VLAN-enheter.

Konfigurera VLAN

  • För att konfigurera VLAN på omkopplaren, aktivera först IOS-läget i omkopplaren.
  • Kommandot för att skapa VLAN är i konfigurationsläget VLAN NUMBER dvs Switch (config) # VLAN 10.
  • Genom att använda ett gränssnittskommando kan vi tilldela snabb Ethernet-port under VLAN.
  • Genom att använda kommandoraden switchport access kan vi nu ange att gränssnittet är ett åtkomstläge.
  • Nästa kommando kommer att tilldela VLAN-NUMMER till åtkomstläget för switchport.

Exemplet med en serie kommandon kommer att vara som följer:

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

Från ovanstående serie av kommandon är det uppenbart att VLAN 10 skapas och fa0 / 1-porten på omkopplaren flyttas till VLAN 10.

  • Kommandot switchport-åtkomstläge kan endast tilldelas ett enskilt VLAN. För att konfigurera flera VLAN: er används kommandot switchport trunk mode interface, eftersom det kan bära trafiken för flera VLAN.

Funktioner i Layer-2-omkopplare

Nedan listas de olika funktionerna i Layer-2-omkopplare.

  • Layer-2 Switch fungerar som en nätverksbro som länkar upp olika slutenheter i ett datanätverkssystem på en enda plattform. De kan transportera data mycket snabbt och kompetent från källan till destinationsänden i LAN-nätverk.
  • Layer-2-omkopplare utför omkopplingsfunktionen för att ordna om dataramar från källan till ett måländ genom att lära in MAC-adressen för destinationsnoden från adresstabellen för omkopplaren.
  • MAC-adresstabellen tillhandahåller den unika adressen för varje enhet i lager-2, på grundval av vilken den kan identifiera slutanordningarna och noden på vilken data ska levereras.
  • Layer-2 Switch delar upp ett skrymmande, komplicerat LAN-nätverk i små VLAN-nätverk.
  • Genom att konfigurera flera VLAN i ett stort LAN-nätverk blir växlingen snabbare eftersom den inte är fysiskt ansluten.

Tillämpningar av Layer-2-omkopplare

Nedan följer de olika tillämpningarna av Layer-2-omkopplare.

  • Genom Layer-2-omkopplare kan vi enkelt skicka dataram från källan till destinationen som ligger i samma VLAN utan att vara fysiskt ansluten eller vara på samma plats.
  • Således kan ett mjukvaruföretags servrar placeras centralt på en plats och klienterna som är spridda på de andra platserna kan enkelt komma åt data utan latens och därmed spara serverkostnader och tid.
  • Organisationer kan göra intern kommunikation genom att konfigurera värdarna på samma VLAN genom att använda dessa typer av switchar utan att behöva någon internetanslutning.
  • Programvarutestare använder också dessa omkopplare för att dela sitt verktyg genom att hålla det centralt på en serverplats och den andra servern kan komma åt dem genom att vara långt ifrån varandra och inte fysiskt ansluten genom att konfigurera allt på samma VLAN i nätverkssystemet.

Layer-3-omkopplare

Lager-2-omkopplaren misslyckas när vi behöver överföra data mellan olika LAN eller VLAN.

Det är här som Layer-3-omkopplarna kommer in i bilden eftersom tekniken de använder för att dirigera datapaket till destinationen använder IP-adresser och undernät.

Lager-3-omkopplarna fungerar vid det tredje lagret i OSI-referensmodellen och utför dirigering av datapaket med IP-adresser. De har snabbare omkopplingshastighet än lager-2-omkopplarna.

De är ännu snabbare än de konventionella routrarna eftersom de utför dirigering av datapaket utan att använda ytterligare humle, vilket leder till bättre prestanda. På grund av funktionaliteten hos denna routingsteknik i Layer-3-switcharna implementeras de för nätverksbyggande av inter- och intranätverk.

För att förstå funktionerna hos Layer-3-omkopplare måste vi först förstå begreppet routing.

Lager-3-enheten vid källänden tittar först på sin dirigeringstabell som har all information angående källans och destinations-IP-adresserna och undernätmask.

Senare, baserat på informationen som den samlar in från dirigeringstabellen, levererar den datapaketet till destinationen och kan skicka vidare informationen mellan olika LAN-, MAN- och WAN-nätverk. Det följer den kortaste och säkra vägen för att leverera data mellan slutenheterna. Detta är det övergripande konceptet för routing.

Olika nätverk kan kopplas ihop med STM-länkar som också har mycket höga bandbredder och DS3-länkar. Typ av anslutning beror på de olika parametrarna i nätverket.

Funktioner i Layer-3 Switches

De olika funktionerna i Layer-3-omkopplare ges nedan:

  • Den utför statisk dirigering för att överföra data mellan olika VLAN: er. Medan lager-2-enheten endast kan överföra data mellan nätverken i samma VLAN.
  • Den utför också dynamisk routing på samma sätt som en router utför. Denna dynamiska routingsteknik gör det möjligt för omkopplaren att utföra optimal paketdirigering.
  • Det ger en uppsättning av flera sökvägar enligt nätverkets realtidsscenario för att leverera datapaket. Här kan växeln välja den mest möjliga sökvägen för dirigering av datapaketet. De mest populära routingsteknikerna inkluderar RIP och OSPF.
  • Strömställarna har förmågan att känna igen den IP-adressrelaterade informationen som går mot omkopplaren om trafiken.
  • Strömställare har möjlighet att distribuera QoS-klassificeringar beroende på undernätning eller VLAN-trafikmärkning istället för att konfigurera omkopplarporten manuellt som i fallet med lager-2-omkopplare.
  • De kräver mer kraft för att driva och anbuder högre bandbreddslänkar mellan omkopplarna som är nästan mer än 10 Gbit.
  • De ger väldigt säkra vägar för datautbyte. Därigenom implementeras de i sådana fall där datasäkerhet är en viktig fråga.
  • Funktionerna associerade med växlar som 802.1x-autentisering, loopback-upptäckt och ARP-inspektion gör det effektivt att använda i fall där säker dataöverföring är nödvändig.

Tillämpningar av Layer-3-omkopplare

Nedan listas applikationerna för Layer-3-switchar:

  • Det används ofta i datacenter och stora campus som universitet där det finns en mycket stor uppsättning datanätverk. På grund av dess funktioner som statisk och dynamisk routing och dess snabba växlingshastighet än en router, används den i LAN-anslutning för sammankoppling av flera VLAN- och LAN-nätverk.
  • Layer-3-omkopplaren i kombination med ett antal lager-2-switchar stöder fler användare att ansluta till nätverket utan att behöva implementera en extra lager-3-switch och mer bandbredd. Således implementeras det i stor utsträckning i universitet och småskaliga industrier. Om antalet slutanvändare på en nätverksplattform ökar, kan det enkelt anpassas till samma löpande scenario utan någon förbättring av nätverket.
  • Således kan lager-3-omkopplaren enkelt hantera resurser med hög bandbredd och slutanvändarapplikation eftersom den erbjuder 10 Gbits bandbredd.
  • De har färdigheterna att lossa de överbelastade routrarna. Detta kan göras genom att konfigurera en lager-3-omkopplare, var och en med en huvudrouter i ett stort nätverksscenario så att omkopplaren kan hantera alla lokala VLAN-routningar.
  • Genom att följa ovanstående typ av scenario kommer routerns effektivitet att förbättras och den kan användas dedikerat för långväga (WAN) anslutningar och dataöverföring.
  • En lager-3-omkopplare är tillräckligt smart för att hantera och hantera dirigering och trafikkontroll av lokalt anslutna servrar och slutanordningar med hög bandbredd. Således använder företagen i allmänhet en L-3-omkopplare för att ansluta sina övervakningsservrar och värdnoder i alla NOC-centra i ett delsystem som ingår i ett stort datornätverkssystem.

Inter-VLAN-routing vid L-3-omkopplare

Nedanstående diagram visar funktionen för inter-VLAN-routing med lager-3-omkopplaren i kombination med L-2-omkopplaren.

Låt oss gå igenom det med hjälp av ett exempel:

På ett universitet ansluts datorerna för fakulteter, personal och studenter via L-2 och L-3-omkopplare på en annan uppsättning VLAN-enheter.

Inter-VLAN-routing vid L-3-omkopplare

PC 1 för en fakultet VLAN vid ett universitet vill kommunicera med PC 2 för någon annan VLAN för en anställd. Eftersom båda slutenheterna har olika VLAN behöver vi L-3-omkopplare för att dirigera data från värd 1 till värd 2.

intervjufrågor och svar på kvalitetsanalytiker pdf

För det första, med hjälp av hårdvarudelen i MAC-adresstabellen, kommer L-2-omkopplaren att hitta destinationsvärd. Därefter lär den mottagarvärdens destinationsadress från MAC-tabellen. Därefter utför lager-3-omkopplaren omkopplings- och dirigeringsdelen på grundval av IP-adress och nätmask.

Det kommer att ta reda på att PC1 vill kommunicera med destinations-PC: n för vilka av de VLAN-nätverk som finns där. När den har samlat all nödvändig information kommer den att skapa länken mellan dem och dirigera data till mottagaren från avsändarens ände.

Slutsats

I denna handledning har vi undersökt de grundläggande funktionerna och tillämpningarna av lager-2 och lager-3-switchar med hjälp av liveexempel och bildrepresentation.

Vi lärde oss att båda typerna av switchar har ett par fördelar såväl som demerits och enligt typen av nätverkstopologier distribuerar vi typen av switch i nätverket.

PREV-handledning | NÄSTA självstudie

Rekommenderad läsning

^