Meni

Sve o preklopnicima sloja 2 i sloja 3 u mrežnom sustavu

  • Glavni
  • Ostalo
  • Sve o preklopnicima sloja 2 i sloja 3 u mrežnom sustavu

all about layer 2 layer 3 switches networking system

Razlika između prekidača razine 2 i razine 3 u sustavu računalnih mreža:

U ovome Serija treninga za početnike , naš nas je prethodni tutorial upoznao s Podmrežne i mrežne klase detaljno.

Naučit ćemo razne značajke i primjenu prekidača na sloju 2 i sloju 3 OSI referentnog modela.

funkcija vremena () c ++

Ovdje ćemo istražiti temeljne razlike između metode rada sklopki sloja 2 i sloja 3.

Osnovni koncept koji razgraničava način rada između obje vrste prekidača je da preklopnici razine 2 raspoređuju podatkovni paket na unaprijed definirani preklopni port ukorijenjen na MAC adresi odredišnog domaćina.

prekidači za sloj 2 i sloj 3 (2)

Ne postoji algoritam usmjeravanja koji slijede ove vrste prekidača. Dok preklopnici Layer-3 slijede algoritam usmjeravanja, a podatkovni su paketi namijenjeni sljedećem definiranom skoku, a odredišni domaćin ukorijenjen je na definiranoj IP adresi na kraju prijemnika.

Također ćemo istražiti kako ovi prekidači pomažu ispitivačima softvera udaljenim miljama u slanju i primanju softverskog alata.

Što ćete naučiti:

Prekidači sloja 2

Iz gornjeg uvoda o oba prekidača sloja postavlja nam se zanimljivo pitanje. Ako preklopnici na sloju-2 ne slijede nijednu tablicu usmjeravanja, kako će naučiti MAC adresu (jedinstvenu adresu stroja poput 3C-95-09-9C-21-G2 ) sljedećeg hmelja?

Odgovor je da će to učiniti slijedeći protokol za rješavanje adresa poznat kao ARP.

Rad ovog protokola je sljedeći:

Uzeli smo primjer mreže u kojoj je preklopnik povezan s četiri host uređaja poznata kao PC1, PC2, PC3 i PC4. Sada PC1 prvi put želi poslati podatkovni paket na PC2.

Iako PC1 zna IP adresu PC2 dok prvi put komuniciraju, ne zna MAC (hardversku) adresu hosta računa. Stoga PC1 koristi ARP za otkrivanje MAC adrese PC2.

Prekidač šalje ARP zahtjev na sve priključke, osim na priključak na koji je povezan PC1. PC2 kada primi ARP zahtjev, tada će odgovoriti ARP odgovornom porukom sa svojom MAC adresom. PC2 također prikuplja MAC adresu PC1.

Stoga, prema gore navedenom protoku poruka, komutator saznaje koje su MAC adrese dodijeljene kojim priključcima. Slično tome, dok PC2 šalje svoju MAC adresu u poruci odgovora ARP, prekidač sada sakuplja MAC adresu PC2 i usmjerava je u svoju tablicu MAC adresa.

Također pohranjuje MAC adresu PC1 u tablicu adresa jer ju je poslao PC1 za prebacivanje s ARP porukom zahtjeva. Od sada, kad god PC1 želi poslati bilo kakve podatke na PC2, prekidač će jednostavno potražiti svoju tablicu i proslijediti ga na odredišni port PC2.

Ovako, Switch će i dalje održavati hardversku adresu svakog povezujućeg hosta.

Prekidači sloja 2 koji povezuju hosta

Domen sudara i emitiranja

Do sudara može doći u komutaciji razine 2, gdje dva ili više hostova pokušavaju komunicirati u istom vremenskom intervalu na istoj mrežnoj vezi.

Učinkovitost mreže ovdje će se smanjiti jer će se okvir podataka sudariti i mi ih moramo ponovno poslati. No, svaki port u preklopniku općenito leži u različitoj domeni sudara. Domena koja se koristi za prosljeđivanje svih vrsta emitiranih poruka poznata je kao Broadcast domena.

Svi uređaji sloja 2, uključujući prekidače, pojavljuju se u identičnoj domeni emitiranja.

VLAN

Da bi se prevladalo pitanje sudara i domene emitiranja, u računalni mrežni sustav uvedena je tehnika VLAN.

kako instalirati .bin datoteku

Virtualna lokalna mreža obično poznata kao VLAN logičan je skup krajnjih uređaja koji leže u identičnoj skupini emitirane domene. Konfiguracija VLAN-a vrši se na razini komutatora pomoću različitih sučelja. Različiti preklopnici mogu imati različitu ili istu konfiguraciju VLAN-a i postaviti ih prema potrebi mreže.

Domaćini povezani s dva ili više različitih prekidača mogu se povezati unutar istog VLAN-a čak i ako nisu fizički povezani jer se VLAN ponaša kao virtualna LAN mreža. Stoga domaćini koji su povezani različitim preklopnicima mogu dijeliti istu domenu emitiranja.

Za bolje razumijevanje upotrebe VLAN-a, uzmimo primjer primjera mreže, gdje jedna koristi VLAN, a druga koja ne koristi VLAN.

Donja mrežna topologija ne koristi VLAN tehniku:

topologija mreže koja se ne koristi VLAN tehnikom.

Bez VLAN-a, emitirana poruka poslana s hosta 1 doseći će sve mrežne komponente mreže.

No, upotrebom VLAN-a i konfiguriranjem VLAN-a u oba preklopnika mreže dodavanjem kartice sučelja koja imenuje brzi Ethernet 0 i brzi Ethernet 1, obično označeni kao Fa0 / 0, u dvije različite VLAN mreže, emitirana poruka s hosta 1 dostavit će se samo Domaćin 2.

To se događa tijekom konfiguracije, a samo su host 1 i host 2 definirani pod istim skupom VLAN-a, dok su ostale komponente član neke druge VLAN mreže.

Ovdje je važno napomenuti da preklopnici sloja 2 mogu omogućiti domaćinima uređajima da dosegnu domaćin istog VLAN-a. Da biste dosegli host uređaj neke druge mreže, potreban je preklopnik Layer-3 ili usmjerivač.

VLAN mreže su visoko zaštićene mreže jer se zbog svoje vrste konfiguracije svaki povjerljivi dokument ili datoteka može poslati preko dva unaprijed definirana domaćina istog VLAN-a koji nisu fizički povezani.

Ovim se upravlja i emitiranim prometom, jer će se poruka prenositi i primati samo na skup definiranih VLAN-a, a ne svima na mreži.

Dijagram mreže koja koristi VLAN prikazan je u nastavku:

Mreža pomoću VLAN tehnike

Pristupne i glavne luke

Različite vrste konfiguracija rade se na priključcima Switch. Da bismo pristupili jednoj VLAN mreži, tom VLAN-u dodjeljujemo pristupni priključak.

Pristupni priključci koriste se kada trebamo jednostavno konfigurirati samo krajnje uređaje domaćina na određenu VLAN mrežu.

Za pristup više prekidača i različitih VLAN-ova sučelje je dodijeljeno Trunk priključku preklopnika. Luka za kamione dovoljno je pametna da podnosi promet nekoliko VLAN-ova.

Konfiguriranje VLAN-a

  • Da biste konfigurirali VLAN na preklopniku, prvo omogućite IOS način rada na prekidaču.
  • Naredba za stvaranje VLAN-a je u konfiguracijskom načinu VLAN BROJ tj. Switch (config) # VLAN 10.
  • Korištenjem naredbe sučelja možemo dodijeliti brzi Ethernet priključak pod VLAN.
  • Sada, pomoću naredbenog retka accessport switchport možemo odrediti da je sučelje način pristupa.
  • Sljedeća će naredba dodijeliti VLAN BROJ načinu pristupa preklopnog porta.

Primjer niza naredbi bit će sljedeći:

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

Iz gornje serije naredbi jasno je da se stvara VLAN 10 i fa0 / 1 port preklopnika premješta u VLAN 10.

  • Naredba načina rada za pristupni priključak može se dodijeliti samo jednom VLAN-u. Za konfiguriranje višestrukih VLAN-ova koristi se naredba sučelja načina rada glavne mreže, jer može nositi promet više VLAN-ova.

Značajke preklopnika Layer-2

U nastavku su navedene razne značajke sklopki Layer-2.

  • Preklopnik razine 2 djeluje kao mrežni most koji povezuje različite krajnje uređaje računalnog mrežnog sustava na jednoj jedinoj platformi. Oni mogu vrlo brzo i kompetentno prenijeti podatke od izvora do odredišta u LAN mrežama.
  • Preklopnici razine 2 izvode funkciju prebacivanja za preuređivanje podatkovnih okvira s izvora na kraj odredišta tako što uče MAC adresu odredišnog čvora iz adresne tablice preklopnika.
  • Tablica MAC adresa pruža jedinstvenu adresu svakog uređaja sloja-2, na temelju koje može identificirati krajnje uređaje i čvor na kojem se podaci trebaju isporučiti.
  • Preklopnik razine 2 dijeli glomaznu kompliciranu LAN mrežu na male VLAN mreže.
  • Konfiguriranjem više VLAN-ova unutar goleme LAN mreže, prebacivanje postaje brže jer nije fizički povezano.

Primjene preklopnika razine 2

Dolje su navedeni različiti programi sklopki Layer-2.

  • Kroz sklopke Layer-2 možemo lako poslati podatkovni okvir s izvora na odredište koje se nalazi u istom VLAN-u, a da pritom nismo fizički povezani ili se nalazimo na istom mjestu.
  • Stoga se poslužitelji softverske tvrtke mogu centralno smjestiti na jedno mjesto, a klijenti raspodijeljeni na drugim mjestima mogu lako pristupiti podacima bez kašnjenja i na taj način uštedjeti troškove i vrijeme poslužitelja.
  • Organizacije mogu uspostaviti internu komunikaciju konfiguriranjem hostova na istom VLAN-u korištenjem ovih vrsta prekidača bez potrebe za bilo kakvom internetskom vezom.
  • Ispitivači softvera također koriste ove sklopke za dijeljenje svog alata držeći ga centralno na jednom mjestu poslužitelja, a drugi im poslužitelj može pristupiti tako što su udaljeni i nisu fizički povezani konfiguriranjem svih na istom VLAN-u mrežnog sustava.

Prekidači sloja-3

Prekidač sloja 2 ne uspije kada trebamo prenijeti podatke između različitih LAN-a ili VLAN-a.

Ovdje se na slici pojavljuju preklopnici Layer-3 jer tehnika koju koriste za usmjeravanje podatkovnih paketa na odredište koristi IP adrese i podmreže.

Preklopnici sloja-3 rade na 3. sloju OSI referentnog modela i izvode usmjeravanje podatkovnih paketa pomoću IP adresa. Imaju bržu brzinu prebacivanja od prekidača sloja 2.

Oni su čak brži od konvencionalnih usmjerivača jer izvode usmjeravanje paketa podataka bez korištenja dodatnih skokova, što dovodi do boljih performansi. Zbog funkcionalnosti ove tehnike usmjeravanja u preklopnicima Layer-3, oni su implementirani za izgradnju mreže internih i intra mreža.

Da bismo razumjeli funkcije preklopnika Layer-3, prvo moramo razumjeti koncept usmjeravanja.

Uređaj sloja-3 na kraju izvora prvo gleda tablicu usmjeravanja koja sadrži sve informacije u vezi s izvornom i odredišnom IP adresom i maskom podmreže.

Kasnije, na temelju informacija koje prikuplja iz tablice usmjeravanja, isporučuje podatkovni paket na odredište i dalje može prenositi podatke između različitih LAN, MAN i WAN mreža. Slijedi najkraći i najsigurniji put za isporuku podataka između krajnjih uređaja. Ovo je cjelokupni koncept usmjeravanja.

Razne mreže mogu se povezati STM vezama koje imaju vrlo visoku propusnost i DS3 veze. Vrsta povezanosti ovisi o različitim parametrima mreže.

Značajke Layer-3 prekidača

Razne značajke sklopki Layer-3 date su u nastavku:

  • Izvodi statičko usmjeravanje za prijenos podataka između različitih VLAN-ova. Dok uređaj nivoa 2 može prenositi podatke između mreža istog VLAN-a.
  • Također izvodi dinamičko usmjeravanje na isti način na koji usmjerivač izvodi. Ova tehnika dinamičkog usmjeravanja omogućuje komutatoru da izvrši optimalno usmjeravanje paketa.
  • Pruža skup više putova prema mrežnom scenariju za isporuku podatkovnih paketa. Ovdje prekidač može odabrati najisplativiji put za usmjeravanje podatkovnog paketa. Najpopularnije tehnike usmjeravanja uključuju RIP i OSPF.
  • Preklopnici imaju sposobnost prepoznavanja informacija povezanih s IP adresom koje vode prema prekidaču o prometu.
  • Prekidači imaju mogućnost primjene QoS klasifikacija, ovisno o podmrežama ili označavanju prometa VLAN-a, umjesto ručnog konfiguriranja preklopnog porta kao u slučaju preklopnika sloja 2.
  • Za rad im je potrebna veća snaga i omogućuju veće veze širine pojasa između prekidača koje su gotovo veće od 10Gbita.
  • Oni pružaju vrlo sigurne putove za razmjenu podataka. Stoga se primjenjuju u onim slučajevima u kojima je sigurnost podataka glavna briga.
  • Značajke povezane s prekidačima poput autentifikacije 802.1x, otkrivanja povratne petlje i ARP inspekcije čine ga učinkovitim za upotrebu u slučajevima kada je siguran prijenos podataka ključan.

Primjene preklopnika sloja 3

U nastavku su navedene aplikacije sklopki Layer-3:

  • Široko se koristi u podatkovnim centrima i ogromnim kampusima poput sveučilišta gdje postoji vrlo velika postavka računalnih mreža. Zahvaljujući svojim značajkama poput statičkog i dinamičkog usmjeravanja i brze brzine prebacivanja od usmjerivača, koristi se u LAN povezivanju za međusobno povezivanje nekoliko VLAN i LAN mreža.
  • Preklopnik Layer-3 u kombinaciji s nizom Switch-Layer-2 podržava više korisnika za povezivanje na mrežu bez potrebe za implementacijom dodatnog switch-Layer-3 i veće propusnosti. Stoga se široko primjenjuje na sveučilištima i malim industrijama. U slučaju da se poveća broj krajnjih korisnika na mrežnoj platformi, tada se bez ikakvog poboljšanja mreže može lako prilagoditi istom scenariju.
  • Tako se sklopka sloja-3 lako može nositi s resursima velike propusnosti i aplikacijom krajnjeg korisnika jer nudi propusnost od 10 Gbit.
  • Oni imaju vještine rasterećenja preopterećenih usmjerivača. To se može postići konfiguriranjem preklopnika sloja-3, svaki s glavnim usmjerivačem u scenariju umrežavanja širokog područja, tako da preklopnik može upravljati svim usmjeravanjima VLAN-a na lokalnoj razini.
  • Slijedeći gornju vrstu scenarija radna učinkovitost usmjerivača poboljšat će se i može se namjenski koristiti za povezivanje na velike udaljenosti (WAN) i prijenos podataka.
  • Preklopnik sloja 3 dovoljno je pametan da rukuje i upravlja usmjeravanjem i kontrolom prometa lokalno povezanih poslužitelja i krajnjih uređaja koristeći svoju veliku propusnost. Stoga tvrtke obično koriste prekidač L-3 za povezivanje svojih poslužitelja za nadgledanje i hostovnih čvorova u bilo kojim NOC centrima podsustava koji su dio velikog računalnog mrežnog sustava.

Inter-VLAN usmjeravanje na prekidaču L-3

Dijagram u nastavku prikazuje rad inter-VLAN usmjeravanja s preklopnikom Layer-3 u kombinaciji s L-2 prekidačem.

Prođimo kroz to pomoću primjera:

uzorci testnih slučajeva za bankarsku aplikaciju

Na sveučilištu su računala fakulteta, osoblja i studenata povezani preko prekidača L-2 i L-3 na različitim skupima VLAN-ova.

Inter-VLAN usmjeravanje na prekidaču L-3

PC 1 fakultetskog VLAN-a na sveučilištu želi komunicirati s PC 2 nekog drugog VLAN-a člana osoblja. Kako su oba krajnja uređaja različitog VLAN-a, potreban nam je prekidač L-3 za usmjeravanje podataka od hosta 1 do hosta 2.

Prvo, uz pomoć hardverskog dijela tablice MAC adresa, prekidač L-2 locirat će odredišni domaćin. Zatim će iz MAC tablice saznati odredišnu adresu domaćina računa. Nakon toga, sklopka sloja 3 izvest će dio prebacivanja i usmjeravanja na temelju IP adrese i maske podmreže.

Otkriće da PC1 želi komunicirati s odredišnim računalom koje od tamo prisutnih VLAN mreža. Nakon što prikupi sve potrebne podatke, uspostavit će vezu između njih i podatke preusmjeriti do primatelja s kraja pošiljatelja.

Zaključak

U ovom smo tutorijalu istražili osnovne značajke i primjenu sklopki sloja 2 i sloja 3 uz pomoć živih primjera i slikovnog prikaza.

Saznali smo da obje vrste prekidača imaju nekoliko prednosti, kao i nedostatke, a prema vrsti mrežnih topologija, rasporedimo tip prekidača u mreži.

PREV Vodič | SLJEDEĆA Vodič

Preporučena literatura

^