Коммутаторы L2, L2+ и L3 — что, когда, куда, откуда, как, зачем и почему? / Хабр

«Но это же в любом учебнике по сетям написано!» — возмутится нетерпеливый читатель.

Однако, не нужно спешить с выводами. Написано по этому поводу много, но, к сожалению, далеко не всегда понятным языком. Вот и рождаются вредные мифы.

Поэтому не всегда в точности понятно, когда и куда какое устройство приспособить. Представьте, звонит сисадмину начальник ИТ отдела и требует быстро подобрать в запас «очень бюджетный коммутатор, и чтобы все основные функции закрывал, пока деньги не перехватили и настроение у директора хорошее».

И начинает наш герой ломать голову: взять L3, чтобы «на все случаи жизни», но он дорогой или взять подешевле — L2, а вдруг прогадаешь… Да ещё этот L2+ непонятно что за промежуточный уровень…

Подобные сомнения иногда обуревают даже опытных специалистов, когда встаёт вопрос выбора устройств при жёстком лимите бюджета.

Для начала опровергнем основные мифы

Коммутатор L3 имеет большую пропускную способность чем L2?

Такой взаимосвязи нет. Всё зависит от аппаратного и программного обеспечения (firmware), размещённых портов (интерфейсов), поддержки соответствующих стандартов.

Разумеется, связь с использованием коммутатора уровня L3 через сетевой интерфейс 1Gb/s будет медленнее, чем с использованием коммутатора L2 через 10 Gb/s.

Возможно, этот миф связан с тем, что коммутаторы L3 поддерживают больше функций, что находит отражение в аппаратном обеспечении: быстрее процессор, больше памяти, нежели чем у коммутаторов L2 того же поколения. Но, во-первых, иногда коммутаторы L2 тоже выпускаются на базе мощных контроллеров, позволяющих быстро обрабатывать служебные данные и пересылать кадры Ethernet, во-вторых, даже усиленному «железу» коммутатора L3 есть чем заняться: управлять VLAN, анализировать ACL на основе IP и так далее. Поэтому если судить по загрузке, однозначно ответить на вопрос: «Какой коммутатор «мощнее»?» — не получится.

Коммутаторы L3 — более современные, а L2 — уже вчерашний день?

Это вовсе не так. На сегодняшний день выпускаются как коммутаторы L2, так и коммутаторы L3. Коммутаторов уровня L2 выпускается достаточно много, потому что работать им приходится чаще всего на уровне доступа (пользователей), где и портов, и коммутаторов требуется значительно больше.

Немного теории в вопросах и ответах

Откуда взялись эти названия L2, L3?

Из 7 уровней модели OSI.

Коммутатор L2 работает на втором, канальном уровне.

Коммутатор L3 работает как на втором, так и на третьем уровне.

Примечание. Сетевая модель OSI (The Open Systems Interconnection model) определяет различные уровни взаимодействия систем. При таком разбиении каждому уровню отводится своя роль и назначены определённые функции для взаимодействия по сети.

Таблица 1. Уровни модели OSI ISO

Уровень	Тип обрабатываемых данных	Функции
7. Приложений	Данные пользователей прикладного ПО	Программы и сервисы обмена данными
6. Представлений	Закодированные данные пользователей	Общий формат представления данных, сжатие, шифрование
5. Сеансовый	Сессии	Установление сессий между приложениями
4. Транспортный	Сегменты	Адресация процессов, сегментация/повторная сборка данных, управляемые потоки, надёжная доставка
3. Сетевой	Дейтаграммы/пакеты	Передача сообщений между удалёнными устройствами, выбор наилучшего маршрута, логическая адресация
2. Канальный	Кадры	Доступ к среде передачи и физическая адресация
1. Физический	Биты	Передача электрических сигналов между устройствами

А просто, понятно и в двух словах?

В самом простом случае коммутатор служит для связи нескольких устройств локальной сети (LAN). Этими устройствами могут быть, например, отдельные компьютеры или другие коммутаторы.

Именно так работает коммутатор L2 — на уровне Ethernet: анализирует аппаратные MAC адреса, заносит их в таблицу коммутации и согласно этой таблице перераспределяет трафик.

Коммутатор L3 тоже может анализировать пакеты по MAC адресам и перенаправлять кадры между подключёнными устройствами, но, помимо пересылки Ethernet кадров, он умеет перенаправлять трафик, основываясь на анализе IP адресов и выполнять функции внутреннего маршрутизатора.

А подробней?

Коммутатор L2 обрабатывает и регистрирует MAC адреса фреймов, осуществляет физическую адресацию и управления потоком данных. Некоторые дополнительные функции: VLAN, QoS поддерживаются только на уровне, необходимом для передачи параметров или для участия в общей схеме сети. Например, на коммутаторе L2 можно прописать несколько VLAN, но нельзя настроить полноценную маршрутизацию между ними, для этого уже нужен коммутатор L3. Проще говоря, коммутатор уровня L2 обеспечивает некоторые дополнительные функции, но не управляет ими в масштабе сети.

В отличие от своих более простых собратьев, коммутаторы L3 могут брать на себя функции маршрутизаторов, в том числе проверку логической адресации и выбор пути (маршрута) доставки данных. Благодаря повсеместному внедрению стека протоколов TCP/IP, коммутаторы уровня L3 являются важной частью сети, так как могут выполнять пересылку пакетов не только на основе анализа MAC адресов, но и «поднимаясь на этаж выше», то есть на основе IP адресов и соответствующих протоколов маршрутизации

Разумеется, никому в голову не придёт строить внешнюю разветвлённую сеть с BGP маршрутизацией на базе коммутаторов. Однако для внутренней маршрутизации в пределах локальной сети такой вариант вполне подходит. Мало того, это позволяет экономить на приобретении дополнительных устройств (маршрутизаторов), использовать универсальный подход к организации сети.

Из-за поддержки многих функций коммутатор уровня L3 имеют более сложную внутреннюю конфигурацию и, соответственно, стоят дороже. Иногда пользователь встаёт перед выбором: купить более простой и бюджетный вариант с Layer 2 или более дорогой и «продвинутый» Layer 3.

А что за «дополнительные» уровни: «доступа», «агрегации», «ядра»?

Помимо уровней модели OSI: Layer 2, Layer 3, в литературе часто упоминаются «уровень доступа», «уровень агрегации», «уровень ядра сети».

Подробней об этом мы писали в статье «Построение сетевой инфраструктуры на базе Nebula. Часть 2 — пример сети»

Если описать кратко:

• Уровень доступа — группа коммутаторов, основной задачей которых является подключения пользователей к сети.
• Уровень агрегации (или уровень распределения) — следующая группа, которая объединяет коммутаторы уровня доступа, позволяет выполнить настройки управления и маршрутизации и делегирует Uplink на более высокий уровень — уровень ядра сети.
• Уровень ядра сети — центральный узел, который объединяет все ветви коммутаторов уровня агрегации с подключёнными коммутаторами уровня доступа в единую сеть.

Если сравнивать с древовидной структурой, то ядро сети — это ствол, уровень агрегации/распределения — это крупные ветви, коммутаторы уровня доступа — мелкие веточки, а компьютеры пользователей — это листья.

Рисунок 1. Уровни построения локальной сети.

Коммутаторы, которые служат для объединения других коммутаторов в единую сеть, называют коммутаторы уровня агрегации (или коммутаторы уровня распределения).

Если же говорить про уровень ядра сети, то для него существуют свои мощные коммутаторы, основная задача которых максимально быстро передавать трафик. Функции управления при этом довольно часто делегируется на уровень агрегации.

Есть ли связь между понятиями уровней L2 и L3 с уровнем доступа и уровнем агрегации? Традиционно считается, что для уровня доступа лучше подходят коммутаторы L2 (в первую очередь из-за более низкой цены, а для уровня агрегации лучше выбирать L3 ради повышенной функциональности.

Чем хорош такой подход? Устанавливать более функциональные и дорогие коммутаторы уровня L3 на уровне доступа может быть неоправданным шагом, если их функции маршрутизации и контроля не будут востребованы. А этих же функций будет недоставать более простым коммутаторам L2 на уровне агрегации (распределения).

Теория — это отлично, но начальник требует побыстрее подобрать подходящий коммутатор…

Если есть сомнения какой уровень коммутатора выбрать: уровня 2 или уровня 3, во главу угла нужно ставить вопрос, где его предполагается использовать. Если в наличии только небольшая сеть, позволяющая всем работать в единственном широковещательном домене, можно остановить свой выбор на одном или двух коммутаторах L2.

Второй случай, где коммутаторы второго уровня хорошо себя чувствуют — уровень доступа, то есть там, где компьютеры пользователей подключаются к локальной сети.

Если необходим коммутатор для объединения (агрегирования) нескольких простых коммутаторов доступа пользователей — для этой роли лучше подходит коммутатор уровня 3. Помимо объединения в сеть, он может выполнять маршрутизацию между VLAN, управлять прохождением трафика при помощи ACL (Access Control List), обеспечивать заданный уровень ширины пропускания (QoS) и так далее.

Ещё одна область, где коммутаторы L3 часто бывают востребованы — если необходимо обеспечить повышенные требования к безопасности, например, более гибкое разграничение доступа. Некоторые функции, доступные для этого уровня, например, управление трафиком на уровне IP адресов, будут неосуществимы стандартными средства уровня L2.

Чем отличаются коммутаторы L2 и L2+

L2+ — это коммутатор второго уровня с добавленными функциями. Например, может быть добавлена поддержка статической маршрутизации, физического объединения в стек нескольких коммутаторов для отказоустойчивости, дополнительные функции безопасности и так далее.

Примечание. В сравнительной таблице, приводимой в конце статьи, можно видеть, что уровни L2 и L2+ могут различаться на одну-две функции. Однако даже такая небольшая деталь может оказаться критичной, например, для вопросов отказоустойчивости или безопасности.

От слова к делу! Сравним разные коммутаторы на примере

Для наглядности выберем три модели примерно одного уровня. Понятно, что коммутаторы L2, L2+ и L3 здорово отличаются по функциям. Поэтому приходится использовать общие признаки. Например, сравнивать коммутаторы на 5 и 50 портов (включая Uplink) будет некорректно.

В итоге мы выбрали три коммутатора:

• L3 — XGS4600-32;
• L2+ — XGS2210-28;
• L2 — GS2220-28.

Обратите внимание, что внешне устройств довольно похожи, чего не скажешь об их возможностях и предполагаемых ролях. Для наглядности ниже приводим небольшой фрагмент сравнительной таблицы функций.

А функций у этих моделей коммутаторов очень много. Чтобы не пытаться объять необъятное, мы выбрали наиболее очевидные функциональные области: управление трафиком, безопасность и маршрутизация. Другие группы опций тоже отличаются, но не так очевидно.

Zyxel XGS4600-32 — коммутатор Layer 3

• Имеет 24 гигабитных порта под витую пару, 4 порта Combo (SFP/RJ‑45) и четыре интегрированных 10-Gigabit SFP+
• Поддерживает объединение в физический стек с использованием одного или двух слотов 10-Gigabit SFP+.
• Поддерживает и статическую, и динамическую маршрутизацию.
• Имеет два отдельных разъёма подключения питания.

Рисунок 2. Коммутатор Zyxel XGS4600-32 — коммутатор Layer 3.

Zyxel XGS2210 — коммутатор Layer 2+

Одно из предназначений — создание сети для передачи трафика VoIP, видеоконференций, IPTV и IP-камер видеонаблюдения наблюдения и управление трафиком современных конвергентных приложений.

Поддерживает объединение в физический стек с помощью двух портов 10-Gigabit SFP+.

Поддерживает PoE (стандарты IEEE 802.3af PoE и 802.3at PoE Plus) до 30Ватт на порт для питания устройств с большей потребляемой мощностью, например, это могут быть точки доступа 802.11ac и IP-видеотелефоны.

В данной модели присутствуют дополнительные средства поддержки безопасности, например, IP source guard, DHCP snooping и ARP inspection, механизмы фильтрации L2, L3 и L4, функцию MAC freeze, изоляцию портов и создание гостевой VLAN.

Добавлены элементы статической маршрутизации IPv4/v6 и назначение DHCP relay с конкретным IP интерфейсом отправителя.

Рисунок 3. Zyxel XGS2210 — коммутатор Layer 2+

Zyxel GS2220 — коммутатор Layer 2

Интересно, что серия GS2220 — это гибридные коммутаторы с доступными вариантами управления: через облако Zyxel Nebula, через локальное подключение, плюс поддержка SNMP.

Из интересных функций можно выделить L2 multicast, IGMP snooping, Multicast VLAN Registration (MVR).

Данная модель неплохо подходит и для обеспечения сетевой среды VoIP, видеоконференций и IPTV.

Рисунок 4. Zyxel GS2220 — коммутатор Layer 2.

Это интересно

Компания Zyxel Networks сообщила о поддержке своих коммутаторов в специализированном режиме Networked AV (созданного совместно с компанией ATEN), позволяющего облегчить внедрение AV-систем на базе коммутаторов и повысить эффективность их использования.

Стоит отметить специальную программу — мастер настройки. Она специально разработана для удобного управления функциями, которые часто используются при настройке сетей потоковой передачи аудио/видео.

Также появилась новая консоль Networked AV dashboard для контроля основных параметров: данные о портах, расход электроэнергии, и другая информация, благодаря которой можно сразу проверить текущее состояние сети и настроить коммутатор.

Для гигабитных управляемых коммутаторов второго уровня серии GS2220 режим Networked AV доступен с сентября 2020 года (нужно обновить микропрограмму до версии v4.70 или более поздней). Для коммутаторов серии XGS2210 доступ ожидается до конца 2020 года.

Таблица 2. Сравнение коммутаторов XGS4600-32 (L3), XGS2210-28 (L2+) и GS2220-28 (L2).

* Функции, доступные также в облачном режиме управления.

Небольшие итоги

Каждая вещь хороша на своём месте (спасибо, капитан Очевидность).

Нет смысла переплачивать за более высокий уровень коммутатора только потому, что он кажется круче. В то же время скупой платит дважды, и нехватка критической функции может потребовать дополнительных расходов в виде замены коммутатора.

В некоторых случаях выручают коммутаторы L2+ как компромиссный вариант. Функции, которых нет в L2, но есть в L2+ — могут быть весьма полезны и способны вывести сетевую инфраструктуру на новый уровень отказоустойчивости и безопасности

Полезные ссылки

1. Telegram chat Zyxel
2. Форум по оборудованию Zyxel
3. Много полезного видео на канале Youtube
4. Коммутаторы Zyxel L3 серии XGS4600
5. Коммутаторы Zyxel L2+ серии XGS2210
6. Коммутаторы Zyxel L2 серии GS2220
7. Построение сетевой инфраструктуры на базе Nebula. Часть 1 — задачи и решения
8. Построение сетевой инфраструктуры на базе Nebula. Часть 2 — пример сети

Сравнение маршрутизатора и L3-коммутатора Cisco • Блог.telecom-sales.ru

Таблицы для сравнения производительности коммутаторов и маршрутизаторов Cisco

Сравнительная таблица производительности коммутаторов Cisco 89,3 КБ

Сравнительная таблица производительности маршрутизаторов 118,3 КБ

Сравнивая производительность коммутаторов и маршрутизаторов, можно  сделать из этих таблиц два вывода:

• любой L3-коммутатор многократно производительнее любого маршрутизатора (производительность в миллионах пакетов в секунду у коммутаторов против  тысяч пакетов в секунду у маршрутизаторов)
•  L3-коммутаторы серий 3560, 3750, 3850, 4500, 6500 -обладают гораздо большей высокую производительностью, чем любые L2-коммутаторы.

L3-коммутатор способен выполнить только чистый IP-роутинг — он не умеет NAT, route-map или traffic-shape, подсчет трафика. Коммутаторы не способны работать с VPN-туннелями (Site-to-site VPN, Remote Access VPN, DMVPN), не могут шифровать трафик или выполнять функции statefull firewall, нет возможности использовать в качестве сервера телефонии (цифровой АТС).

Главное достоинство коммутатора 3го уровня — быстрая маршрутизация трафика разных L3-сегментов между собой,чаще всего это внутренний трафик без выхода в сеть Интернет.                                                                                                                                                   .

Как раз выход в Интернет вам обеспечит маршрутизатор. NAT настраивается также на маршрутизаторе.

Маршрутизация большого количества локальных сетей практически невозможна на маршрутизаторе, высока вероятность деградации сервиса при использовании QoS, ACL NBAR и других функций, приводящих к анализу приходящего на интерфейсы трафика. Скорее всего, проблемы начнутся при превышении скорости локального трафика более, чем до 100Мбит/с (в зависимости от модели конкретного маршрутизатора). Коммутатор, наоборот, с легкостью справится с этой задачей.

Основная причина в том, что коммутатор маршрутизирует трафик на основе CEF-таблиц.

Cisco Express Forwarding (CEF) — технология высокоскоростной маршрутизации/коммутации пакетов, использующаяся в маршрутизаторах и коммутаторах третьего уровня фирмы Cisco Systems, и позволяющая добиться более быстрой и эффективной обработки транзитного трафика.

Маршрутизатор тоже может использовать CEF, но если вы используете на маршрутизаторе функции, приводящие к анализу всего трафика, то трафик пойдет уже через процессор. Сравните в таблице производительности маршрутизаторов, приведенную в самом начале, какая производительность у маршрутизатора при «Fast\CEF switching» (с помощью таблиц) и какая при «Process switching» (решение о маршрутизации принимается процессором).

Итого, маршрутизатор отличается от L3-коммутатора тем, что маршрутизатор умеет очень гибко управлять трафиком, но обладает сравнительно низкой производительностью при работе внутри локальной сети, L3-коммутатор же наоборот обладает высокой производительностью, но не может влиять на трафик, обрабатывать его.

Про L2-коммутаторы можно сказать, что они применяются только на уровне доступа, обеспечивая подключение конечного пользовательского (не сетевого оборудования)

В небольшомм бренче до 10 человек достаточно поставить один маршрутизатор со встроенным свитчом (серии 800) или установленным модулем модулем расширения ESW (серии 1800,1900)или ESG.

В офисе на 50 человек можно установить один маршрутизатор средней производительности и один 48-портовый L2-коммутатор (возможно два 24-портовых).

В филиале до 200 человек будем использовать маршрутизатор и несколько  коммутаторов второго уровня. Важно понимать, что если вы разделили сеть на сегменты на уровне IP-адресов на несколько подсетей и производите роутинг между сетями на маршрутизаторе, то вам совершенно точно обеспечена высокая нагрузка на процессор, что вызовет недостаток производительности и жалобы конечных пользователей на дропание пакетов. Если большинство пользователи общаются только с компьютерами, серверами, принтерами и другими сетевыми устройствами только внутри своего L3-сегмента, и покидают пределы этого адресного пространства только для выхода в интернет, то данный дизайн сети будет удовлетворительным. При расширении сети, количества отделов, внутри которых трафик не должен вылезать наружу этого отдела, если разные отделы (в нашем случае это подсети или сегменты сети) вынуждены вести обмен данными между собой, то производительности маршрутизатора уже не хватит.

В таком крупном офисе (свыше 200 сотрудников) становится обязательным покупка высокопроизводительного коммутатора 3третьего уровня. В его задачи будет входить поддержка всех «шлюзов по умолчанию» локальных сегментов. Связь между этим коммутатором и хостами будет осуществляться через логические сетевые интерфейсы (interface VLAN или SVI). Маршрутизатор достаточно будет иметь всего два подключения — в интернет и к вашему L3-коммутатору. Пользователей же необходимо будет подключать через L2-коммутаторы, подключенные звездой или кольцом к L3-коммутатору с помощью гигабитных соединений, таким образом нам пригодится L3-коммутатор с Гигабитными портами. Таким образом, центром сети станет как раз L3-коммутатор, который будет отвечать за функции ядра и распределения одновременно, L2-коммутаторы на уровне доступа и маршрутизатор в качестве шлюза для подключения к Интернету или для связи с удаленными офисами посредством туннелей.

В действительно же БОЛЬШИХ кампусных сетях численностью более 500 человек и с высокими требованиями к производительности и функциональности может возникнуть необходимость даже на уровень доступа для подключения пользователей ставить L3-коммутаторы. Это может быть вызвано следующими причинами:

• недостаточная производительность L2 коммутаторов (особенно с гигабитными портами и при использовании в качестве серверных ферм)
• недостаточное кол-во поддерживаемых active vlan (255 против 1000 у L3)
• отсутствие функционала Q-n-Q
• недостаточное кол-во поддерживаемых записей ACL (у 2960 — 512, у 3560 — 2000)
• ограниченные возможности работы с мультикастами
• недостаточные возможности QoS на L2-коммутаторах
• архитектура сети «L3-access» — т. е. точки маршрутизации локальных подсетей выносятся на уровень доступа, а наверх на уровень распределения отдаются уже суммированные маршруты…
• отсутствие L2 и STP на уровне распределения.

L1, L2 и L3: в чем разница?

При подготовке к сетевым сертификационным экзаменам, таким как CompTIA Network+, глубокое понимание всех уровней OSI имеет решающее значение для вашего успеха. Слои с 1 по 3 особенно важны, но их часто игнорируют; они могут быть запутаны.

Важно понимать, что каждый протокол реализует эти уровни по-своему. Легче всего понять их с точки зрения того, как они реализованы в каждом конкретном протоколе. Давайте кратко рассмотрим уровни с 1 по 3 модели OSI и то, как они работают с различными элементами сетей.

Уровень 1: Физический уровень

Уровень 1 довольно прост для понимания. Он охватывает физические аспекты сети и является самым низким и наиболее физическим уровнем модели, состоящим из камней и блоков. На этом уровне важную роль играют стандарты проводки, такие как T568A и B для Ethernet, или какие радиочастоты использовать для Wi-Fi. Некоторые протоколы работают на нескольких уровнях. Ethernet является примером. На уровне 1 используются физические кабели и стандарты радиочастот, а также преобразование данных в биты. Подробнее о его наличии и работе на уровне 2 мы поговорим позже.

Online Course

OSI Layers, Ports, and Protocols

• 10 Videos
• Practice Exams
• Coaching
• Quizzes

MONTHLY

USD / learner / month

YEARLY

USD / learner / month

Смотреть сейчас

Данные уровня 1

Данные на этом уровне — это просто биты, передаваемые по проводу, много-много нулей и единиц. Можно возразить, что все компьютерные данные хранятся в битах, и, в конечном счете, так оно и есть. Это сетевой уровень, где это происходит, чтобы его можно было передать куда-то еще.

Оборудование уровня 1

Тип оборудования уровня 1 практически не использует логику при работе: медные кабели Ethernet, оптоволоконные кабели и концентраторы Ethernet. Однако это не ограничивается только физическими кабелями. К этому уровню относятся аспекты физической передачи Wi-Fi, Bluetooth, Microwave и других беспроводных технологий.

Простой для понимания несетевой пример — электричество. По большей части вы просто подключаете устройство к розетке, и питание подается. В модели OSI замените мощность данными.

Уровень 2: Уровень канала передачи данных

Уровень 2 — это место, на котором многие учащиеся застревают при изучении основ работы в сети. Большинство людей понимают, что MAC-адреса существуют на уровне 2, но кроме этого, почему существует этот уровень? Этот уровень в основном участвует в передаче данных от одного конкретного узла к другому. Эти узлы обычно напрямую связаны, будь то через LAN, WAN или MAN.

Здесь существуют два подуровня, из-за которых может возникнуть путаница. Это управление доступом к среде (MAC) и управление логическим каналом (LLC). Важно понимать, что каждый протокол по-разному реализует свои нижние уровни. Ethernet соответствует стандарту IEEE 802 и позволяет передавать данные переменного размера, в то время как такие протоколы, как ATM (режим асинхронной передачи), имеют фиксированные 53 байта данных, которые он называет «ячейками».

В сети Ethernet реализована важная технология Virtual LAN (VLAN). Сети VLAN помогают разделить широковещательные домены, позволяя сегментировать устройства в их собственные выделенные локальные сети. При объединении VLAN через один порт они различаются заголовком VLAN. 802.1Q сегодня является стандартом; Собственный ISL Cisco был другим до того, как 802.1Q стал стандартом.

Данные уровня 2

Данные на этом уровне называются кадрами. Фреймы содержат основные данные, такие как адрес источника и адрес назначения, а также полезную нагрузку. Эти базовые данные часто называют заголовком, типом метаданных. Протокол Frame Relay получил свое название от работы на этом уровне.

Оборудование уровня 2

Оборудование на этом уровне немного более интеллектуальное и состоит из коммутаторов, мостов и сетевых карт. Он может использовать заголовки пакета, чтобы точно определить, куда он направляется. Коммутатор может считывать MAC-адрес назначения и перенаправлять его непосредственно на определенный порт, к которому подключен MAC-адрес. Напротив, концентратор просто транслирует трафик на все порты, потому что он не работает на уровне 2 и, следовательно, не имеет такой логики.

Уровень 2A – Управление доступом к среде

Управление доступом к среде включает довольно много важных функций. Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD) — это механизм, который Ethernet использует для устранения коллизий в полудуплексных сетях. Сегодня при Gigabit Ethernet и выше практически нет полудуплекса и поэтому в этом нет необходимости.

При этом иногда согласование скорости и дуплекса может пойти не так по ряду причин и вернуться к полудуплексу. Сети Wi-Fi, как правило, используют другой, но похожий протокол (CSMA/CA), который называется предотвращением столкновений. Здесь также материализуется адрес управления доступом к среде (MAC), чтобы обеспечить уникальный адрес для каждой конечной точки в топологии уровня 2.

Уровень 2B – управление логическим каналом

Одной из основных особенностей LLC является то, что он является вспомогательным уровнем, помогающим между MAC уровня 2 и уровнем 3. Он делает это, предоставляя механизмы для мультиплексирования протоколов уровня 3. Это причудливый способ сказать, что он помогает облегчить возможность одновременного использования нескольких протоколов уровня 3 в одной среде.

Интернет-протокол (IP) в настоящее время является преобладающим протоколом уровня 3, но не единственным. Управление потоком и обработка ошибок на этом уровне не используются Ethernet. Другие протоколы, такие как X.25, фактически реализуют это здесь.

Уровень 3: Сетевой уровень

Сетевой уровень может быть наиболее уязвимым для большинства людей. Трудно встретить любого ИТ-специалиста, который не слышал об IP-адресе. «IP» в TCP/IP — это протокол уровня 3. IPX был очень популярным протоколом уровня 3 в группе протоколов IPX/SPX в период расцвета NetWare.

Сетевой уровень предоставляет логический адрес конечной точки. Адреса уровня 2 обычно автоматически генерируются поставщиком в процессе производства. Но адреса уровня 3 обычно настраиваются. Это может быть статическая IP-конфигурация или автоматическая конфигурация DHCP.

Данные уровня 3

Данные на этом уровне называются пакетом, который представляет собой группу данных без сохранения состояния. Устройства, которые пересылают пакеты, не проверяют, что другой конец получает данные. Вместо этого устройства оставляют это протоколам более высокого уровня для реализации — если они того пожелают. Например, в случае протокола TCP уровня 4 это так. Протокол уровня 4, UDP, однако, не поддерживает.

Оборудование уровня 3

Маршрутизаторы являются обычным оборудованием, используемым на этом уровне, но есть и много другого. Коммутаторы уровня 3 также очень распространены. По сути, это коммутаторы уровня 2 с маршрутизатором, встроенным в объединительную плату для обеспечения скорости. Межсетевые экраны, хотя и могут работать на более высоких уровнях, могут работать только на этом уровне. Ранние версии межсетевых экранов не сохраняли состояние и часто использовали статическую фильтрацию на уровне 3.

L1, L2 и L3: в чем разница?

Это может быть много, чтобы принять и переварить. Подводя итог, можно сказать, что пакеты уровня 3 несут полезную нагрузку от протоколов более высокого уровня, которые в конечном итоге генерируются такими приложениями, как веб-браузеры и почтовые клиенты. На уровне 3 источник и адресаты могут находиться очень далеко от местоположения трафика.

Пакеты как пассажиры в самолете. Их отправление могло быть на одном конце страны, а прибытие на другом, но их нынешнее положение где-то посередине с остановками по пути. На каждом переходе этот пакет инкапсулируется и декапсулируется с заголовком кадра. Обычно источник и место назначения этих кадров имеют смежность друг с другом, что означает прямую связь.

В каждом узле он получает биты по проводу (или воздуху), преобразует их в кадр и поднимается вверх по уровням OSI. После обработки пришло время отправить на следующий узел, и он возвращается вниз по уровням OSI. Кадры разбиваются на биты и передаются по проводам на следующий узел. Вся модель OSI работает в этом процессе инкапсуляции и декапсуляции.

Дальнейшее изучение основ сетевых технологий с помощью широкого спектра курсов обучения от CBT Nuggets, включая курсы, соответствующие сертификационным экзаменам CompTIA и Cisco по сетевым технологиям.

Коммутатор 3-го уровня и маршрутизатор — Знайте разницу

Коммутатор 3-го уровня и маршрутизатор — Знайте разницу — IP с EaseLayer 3 Коммутатор и маршрутизатор — Знайте разницу — IP с легкостью

Главная

Блог

Коммутатор уровня 3 и маршрутизатор — узнайте разницу

Рашми Бхардвадж |
|
Блог, Маршрутизация и коммутация |

Коммутатор уровня 3 и маршрутизатор

В модели OSI мы узнали, что коммутаторы относятся к уровню 2, а маршрутизаторы — к уровню 3. Под коммутаторами понимается прямой трафик на основе MAC-адрес , а маршрутизаторы выполняют переадресацию на основе IP-адреса. ]

Однако термин «коммутатор уровня 3» может сбить с толку новичков в области сетевых технологий. 1 ^st  На ум приходит вопрос: что такое коммутатор уровня 3 и чем он отличается от маршрутизатора?

Коммутатор уровня 3 является одновременно коммутатором и маршрутизатором . Мы можем назвать его маршрутизатором с несколькими портами Ethernet и функцией коммутации.

Он переключает пакеты, проверяя как их IP-адреса, так и их MAC-адреса . Таким образом, коммутаторы уровня 3 разделяют порты на виртуальные локальные сети ( VLAN ) и выполняют маршрутизацию между ними в дополнение к поддержке протоколов маршрутизации, таких как RIP, OSPF и EIGRP. Другое название коммутатора уровня 3 — «многоуровневый коммутатор ».

С первого взгляда на ^{-й и} может показаться, что коммутатор L3 и маршрутизатор выполняют одну и ту же функциональность, однако более тщательное изучение обоих терминов позволит выявить некоторые ключевые факты различия.

Для получения дополнительной информации о разнице между коммутатором уровня 3 и коммутатором и маршрутизатором уровня 3 давайте разберемся в этой сравнительной таблице.

Коммутатор уровня 3 и маршрутизатор –

АТРИБУТ	КОММУТАТОР УРОВНЯ 3	МАРШРУТИЗАТОР
Область применения	LAN для офиса, центра обработки данных или кампуса	WAN для офиса, центра обработки данных или среды кампуса
Ключевые функции	Маршруты по разным подсетям или виртуальным локальным сетям в локальной сети кампуса	Маршруты по разным сетям через глобальную сеть передаются и маршрутизируются маршрутизатором
Услуги MPLS и VPN	Не поддерживает услуги MPLS и VPN	Маршрутизатор предоставляет услуги MPLS и VPN, такие как PPP и т. д.
Поддержка Edge Technologies	Не поддерживается.	NAT, межсетевой экран, туннелирование, IPSec
Размер таблицы маршрутизации	Меньшая таблица маршрутизации по сравнению с маршрутизатором	Значительно больше для поддержки нескольких записей маршрута.
Решение о пересылке	Переадресация выполняется специализированными ASIC	Выполняется программным обеспечением
Пример маршрутизаторов	Cisco серий 3650, 3560 и 6500 являются примерами коммутаторов уровня 3.	Сиско 3900, маршрутизаторы ИСР 4000 серий
Поддержка интерфейса	Как правило, коммутаторы L3 поддерживают порты Ethernet (медные и оптоволоконные). Не поддерживает SONET, OC-N, T-1/T-3	Поддерживает порты Ethernet (оптоволокно и медь). Также поддерживаются такие интерфейсы, как SONT, OC-N, T1/T3 и т. д.
Везде	Высокая пропускная способность	Ниже, чем коммутаторы уровня 3
Коммутационная способность	Высокая коммутационная способность	Ниже, чем у коммутаторов уровня 3
Стоимость	Низкая стоимость	Высокая стоимость
Плотность портов	Высокая	Низкая

Загрузите таблицу различий здесь.

Основные различия —

Итак, давайте подытожим, некоторые ключевые различия между коммутатором уровня 3 и маршрутизатором —

• Стоимость — Коммутаторы уровня 3 гораздо более экономичны, чем маршрутизаторы, для обеспечения высокоскоростной маршрутизации между VLAN. Высокопроизводительные маршрутизаторы обычно намного дороже, чем коммутаторы уровня 3.
• Плотность портов — коммутаторы уровня 3 имеют гораздо большее количество портов, в то время как маршрутизаторы имеют более низкую плотность портов, чем коммутаторы уровня 3.
• Гибкость — Коммутаторы уровня 3 позволяют сочетать коммутацию уровней 2 и 3, что означает, что вы можете настроить коммутатор уровня 3 для работы в качестве обычного коммутатора уровня 2 или включить коммутацию уровня 3 по мере необходимости.
• Технологии WAN поддерживают  – Коммутатор уровня 3 ограничен использованием в среде LAN, где может выполняться маршрутизация между VLAN , однако, когда дело доходит до работы с WAN и пограничными технологиями, коммутатор уровня 3 отстает.
  Маршрутизатор является лидером в таком сценарии, когда необходимо развивать такие технологии глобальной сети, как Frame Relay или ATM.
• Принятие решения об аппаратном/программном обеспечении . Ключевое различие между коммутаторами и маршрутизаторами уровня 3 заключается в аппаратной технологии, используемой для принятия решения о переадресации.