Meni

Vse o stikalih Layer 2 in Layer 3 v omrežnem sistemu

  • Glavni
  • Drugo
  • Vse o stikalih Layer 2 in Layer 3 v omrežnem sistemu

all about layer 2 layer 3 switches networking system

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav

Razlika med stikali Layer 2 in Layer 3 v sistemu računalniškega omrežja:

V tem Serija za usposabljanje za začetnike , naša prejšnja vadnica nas je seznanila z Razredi podomrežij in omrežij Podrobno.

implementacija binarnega drevesa v izvorni kodi c ++

Spoznali bomo različne funkcije in uporabo stikal na plasti 2 in 3 referenčnega modela OSI.

Tu bomo raziskali temeljne razlike med načinom delovanja stikal sloja 2 in sloja 3.

Osnovni koncept, ki ločuje način dela med obema vrstama stikal, je, da stikala plast-2 razpolagajo s podatkovnim paketom v vnaprej določena vrata stikala, ki temeljijo na naslovu MAC ciljnega gostitelja.

stikala za plast 2 in 3 (2)

Ne obstaja algoritem usmerjanja, ki bi mu sledile te vrste stikal. Medtem ko stikala Layer-3 sledijo usmerjevalnemu algoritmu in so podatkovni paketi namenjeni v naslednji definirani skok, ciljni gostitelj pa je zakoreninjen na določenem naslovu IP na koncu sprejemnika.

Prav tako bomo raziskali, kako ta stikala pomagajo preizkuševalcem programske opreme, ki se nahajajo kilometre narazen pri pošiljanju in sprejemanju programskega orodja.

Kaj se boste naučili:

Stikala Layer-2

Iz zgornjega uvoda o obeh stikalih slojev se nam v mislih poraja zanimivo vprašanje. Če stikala na plasti-2 ne sledijo nobeni usmerjevalni tabeli, kako se bodo naučila naslova MAC (edinstveni naslov naprave, kot je 3C-95-09-9C-21-G2 ) naslednjega hmelja?

Odgovor je, da bo to storil tako, da bo sledil protokolu za reševanje naslovov, imenovanem ARP.

Delovanje tega protokola je naslednje:

Vzeli smo primer omrežja, kjer je stikalo povezano s štirimi gostiteljskimi napravami, znanimi kot PC1, PC2, PC3 in PC4. Zdaj želi PC1 prvič poslati podatkovni paket na PC2.

Čeprav PC1 prvič komunicira z IP-naslovom PC2, ne pozna naslova MAC (strojne opreme) gostitelja prejema. Tako PC1 uporablja ARP za odkrivanje MAC naslova PC2.

Stikalo pošlje zahtevo ARP na vsa vrata, razen na vrata, na katera je povezan PC1. Ko PC2 prejme zahtevo ARP, bo nato odgovoril s sporočilom ARP z naslovom MAC. PC2 zbira tudi MAC naslov PC1.

Zato se z zgornjim pretokom sporočil preklopi, kateri MAC-naslovi so določeni katerim vratom. Podobno, ko PC2 pošlje svoj naslov MAC v odzivnem sporočilu ARP, stikalo zdaj zbere naslov MAC PC2 in ga vnese v tabelo naslovov MAC.

V tabelo naslovov shrani tudi naslov MAC PC1, kot ga je poslal PC1 za preklop s sporočilom zahteve ARP. Od zdaj naprej, kadar koli PC1 želi poslati kakršne koli podatke na PC2, bo stikalo preprosto poiskalo svojo tabelo in jo posredovalo v ciljna vrata PC2.

Tako bo Switch še naprej vzdrževal naslov strojne opreme vsakega povezovalnega gostitelja.

Stikala Layer-2, ki povezujejo gostitelja

Domena trčenja in oddajanja

Do trčenja lahko pride pri preklopu Layer-2, kjer dva ali več gostiteljev poskušata komunicirati v istem časovnem intervalu na isti omrežni povezavi.

Učinkovitost omrežja se bo tu zmanjšala, saj bo podatkovni okvir trčil in jih bomo morali ponovno poslati. Toda vsa vrata v stikalu so običajno v različni domeni trka. Domena, ki se uporablja za posredovanje vseh vrst sporočil, je znana kot Broadcast domain.

Vse naprave sloja 2, vključno s stikali, so prikazane v enaki domeni oddajanja.

VLAN

Da bi rešili težavo trčenja in oddajanja domene, je v sistem računalniškega omrežja uvedena tehnika VLAN.

Navidezno lokalno omrežje, splošno znano kot VLAN, je logični nabor končnih naprav, ki ležijo v enaki skupini razširjene domene. Konfiguracija VLAN se izvede na ravni stikala z uporabo različnih vmesnikov. Različna stikala imajo lahko različno ali enako konfiguracijo VLAN in jih nastavite glede na potrebe omrežja.

Gostitelji, povezani z dvema ali več različnimi stikali, se lahko povežejo v isti VLAN, tudi če niso fizično povezani, saj se VLAN obnaša kot navidezno omrežje LAN. Zato lahko gostitelji, ki so povezani z različnimi stikali, delijo isto oddajno domeno.

Za boljše razumevanje uporabe VLAN, vzemimo primer vzorčnega omrežja, kjer eno uporablja VLAN, drugo pa ne.

Spodnja topologija omrežja ne uporablja tehnike VLAN:

omrežna topologija, ki ne uporablja tehnike VLAN.

kako odstraniti vrednost iz polja Java

Brez omrežja VLAN bo sporočilo, poslano od gostitelja 1, doseglo vse omrežne komponente omrežja.

Toda z uporabo VLAN in konfiguracijo VLAN v obeh omrežnih stikalih z dodajanjem vmesniške kartice, ki poimenuje hitri Ethernet 0 in hitri Ethernet 1, običajno označeni kot Fa0 / 0, v dveh različnih omrežjih VLAN, bo oddajno sporočilo gostitelja 1 poslalo samo Gostitelj 2.

To se zgodi med konfiguracijo in samo gostitelj 1 in gostitelj 2 sta definirana pod istim naborom VLAN, medtem ko so druge komponente član nekega drugega omrežja VLAN.

Tu je pomembno opozoriti, da lahko stikala nivoja 2 omogočajo gostiteljskim napravam, da dosežejo gostitelja samo istega VLAN-a. Za dostop do gostiteljske naprave nekega drugega omrežja potrebujete stikalo ali usmerjevalnik Layer-3.

Omrežja VLAN so zelo zaščitena omrežja, saj je zaradi svoje vrste konfiguracije vsak zaupni dokument ali datoteko mogoče poslati prek dveh vnaprej določenih gostiteljev istega VLAN-a, ki nista fizično povezana.

S tem se upravlja tudi oddajni promet, saj se bo sporočilo prenašalo in prejemalo samo na nabor definiranih VLAN in ne vsem v omrežju.

Diagram omrežja, ki uporablja VLAN, je prikazan spodaj:

Omrežje z uporabo tehnike VLAN

Vrata za dostop in medomrežna vrata

Na vratih Switch se izvajajo različne vrste konfiguracij. Za dostop do enega samega omrežja VLAN temu VLAN-u dodelimo dostopna vrata.

Dostopna vrata se uporabljajo, ko moramo preprosto konfigurirati samo končne gostiteljske naprave za določeno omrežje VLAN.

Za dostop do več stikal in različnih VLAN-ov je bil vmesnik dodeljen vhodnim vratom stikala. Pristanišče za tovornjake je dovolj pametno, da prenaša promet več omrežij VLAN.

Konfiguriranje VLAN

  • Če želite konfigurirati VLAN na stikalu, najprej v stikalu omogočite način IOS.
  • Ukaz za ustvarjanje VLAN je v konfiguracijskem načinu VLAN NUMBER, tj. Switch (config) # VLAN 10.
  • Z uporabo ukaza za vmesnik lahko hitra vrata Ethernet dodelimo pod VLAN.
  • Zdaj lahko z uporabo ukazne vrstice accessport access določimo, da je vmesnik način dostopa.
  • Naslednji ukaz bo dodelitev VLAN ŠTEVILKA načinu dostopa s stikalnimi vrati.

Primer niza ukazov bo naslednji:

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 zgornje serije ukazov je razvidno, da se ustvari VLAN 10 in vrata stikala fa0 / 1 premaknejo v VLAN 10.

  • Ukaz načina preklopa na dostop lahko dodelite samo enemu VLAN-u. Za konfiguriranje več VLAN-ov se uporablja ukaz vmesnika za vhodni način preklopa, saj lahko prenaša promet več VLAN-ov.

Značilnosti stikal Layer-2

Spodaj so navedene različne značilnosti stikal Layer-2.

  • Stikalo Layer-2 deluje kot omrežni most, ki povezuje različne končne naprave sistema računalniškega omrežja na eni sami platformi. Podatke lahko zelo hitro in kompetentno prenašajo od vira do konca cilja v omrežjih LAN.
  • Stikala Layer-2 izvajajo funkcijo preklapljanja, da prerazporedijo podatkovne okvire od vira do konca cilja, tako da iz naslovne tabele stikala učijo naslov MAC ciljnega vozlišča.
  • Tabela naslovov MAC vsebuje enolični naslov vsake naprave iz plasti 2, na podlagi katere lahko prepozna končne naprave in vozlišče, na katerem naj se dostavijo podatki.
  • Stikalo Layer-2 razdeli zajetno zapleteno omrežje LAN v majhna omrežja VLAN.
  • S konfiguracijo več omrežij VLAN v širokem omrežju LAN postane preklapljanje hitrejše, saj ni fizično povezano.

Aplikacije stikal Layer-2

Spodaj so navedeni različni programi stikal Layer-2.

  • Prek stikal Layer-2 lahko enostavno pošljemo podatkovni okvir od vira do cilja, ki se nahaja v istem VLAN-u, ne da bi bili fizično povezani ali na isti lokaciji.
  • Tako lahko strežnike podjetja s programsko opremo centralno postavite na eno lokacijo, odjemalci, razpršeni po drugih lokacijah, pa lahko brez zakasnitve dostopajo do podatkov in s tem prihranijo stroške in čas strežnika.
  • Organizacije lahko vzpostavijo notranje komunikacije s konfiguriranjem gostiteljev na istem VLAN-u z uporabo tovrstnih stikal brez potrebe po internetni povezavi.
  • Preizkuševalci programske opreme ta stikala uporabljajo tudi za skupno rabo svojega orodja, tako da ga hranijo centralno na enem mestu strežnika, drugi strežnik pa lahko dostopa do njih tako, da je oddaljen in ni fizično povezan s konfiguriranjem vseh na istem VLAN-u omrežnega sistema.

Stikala Layer-3

Stikalo plast-2 odpove, ko moramo podatke prenesti med različnimi omrežji LAN ali VLAN.

Tu so na sliki stikala Layer-3, saj tehnika, ki jo uporabljajo za usmerjanje podatkovnih paketov do cilja, uporablja naslove IP in podomrežje.

Stikala plast-3 delujejo na 3. plasti referenčnega modela OSI in izvajajo usmerjanje podatkovnih paketov z uporabo naslovov IP. Imajo hitrejšo preklopno hitrost kot stikala 2-sloja.

So celo hitrejši od običajnih usmerjevalnikov, saj izvajajo usmerjanje podatkovnih paketov brez uporabe dodatnih skokov, kar vodi do boljše zmogljivosti. Zaradi funkcionalnosti te usmerjevalne tehnike v stikalih Layer-3 se izvajajo za izgradnjo omrežij med in znotraj omrežij.

Da bi razumeli funkcije stikal Layer-3, moramo najprej razumeti koncept usmerjanja.

Naprava plast-3 na koncu vira najprej pogleda svojo usmerjevalno tabelo, ki vsebuje vse informacije o izvornem in ciljnem naslovu IP ter maski podomrežja.

Kasneje na podlagi informacij, ki jih zbere iz usmerjevalne tabele, dostavi podatkovni paket do cilja in lahko podatke posreduje naprej med različnimi omrežji LAN, MAN in WAN. Sledi najkrajši in varni poti za prenos podatkov med končnimi napravami. To je splošni koncept usmerjanja.

Različna omrežja je mogoče povezati skupaj s povezavami STM, ki imajo zelo visoko pasovno širino in povezavami DS3. Vrsta povezave je odvisna od različnih parametrov omrežja.

Značilnosti stikal Layer-3

Različne značilnosti stikal Layer-3 so navedene spodaj:

  • Izvaja statično usmerjanje za prenos podatkov med različnimi omrežji VLAN. Medtem ko lahko naprava na ravni 2 prenaša podatke med omrežji istega VLAN-a.
  • Izvaja tudi dinamično usmerjanje na enak način, kot deluje usmerjevalnik. Ta tehnika dinamičnega usmerjanja omogoča, da stikalo izvede optimalno usmerjanje paketov.
  • Zagotavlja nabor več poti v skladu s scenarijem omrežja v realnem času za dostavo podatkovnih paketov. Tu lahko stikalo izbere najbolj izvedljivo pot za usmerjanje podatkovnega paketa. Najbolj priljubljena tehnika usmerjanja vključujeta RIP in OSPF.
  • Stikala lahko prepoznajo informacije, povezane z naslovom IP, ki vodijo proti stikalu o prometu.
  • Stikala imajo možnost uvajanja klasifikacij QoS, odvisno od podomrežja ali označevanja prometa VLAN, namesto da ročno konfigurirate vrata stikal, kot v primeru stikal sloja 2.
  • Za delovanje potrebujejo več moči in razpisujejo večje pasovne širine povezav med stikali, ki so skoraj več kot 10 Gbitov.
  • Zagotavljajo zelo varne poti za izmenjavo podatkov. Tako se izvajajo v takih primerih, ko je varnost podatkov glavna skrb.
  • Funkcije, povezane s stikali, kot so preverjanje pristnosti 802.1x, zaznavanje povratne zanke in pregled ARP, omogočajo učinkovito uporabo v primerih, ko je varen prenos podatkov bistvenega pomena.

Aplikacije stikal Layer-3

Spodaj so navedene aplikacije stikal Layer-3:

  • Pogosto se uporablja v podatkovnih centrih in na obsežnih kampusih, kot so univerze, kjer je računalniško mreženje zelo veliko. Zaradi svojih lastnosti, kot sta statično in dinamično usmerjanje ter hitra preklopna hitrost kot usmerjevalnik, se uporablja v povezljivosti LAN za medsebojno povezovanje več omrežij VLAN in LAN.
  • Stikalo za plast 3 v kombinaciji s številnimi stikali za plast 2 podpira več uporabnikov, da se povežejo v omrežje, ne da bi potrebovali dodatno stikalo za plast 3 in večjo pasovno širino. Tako se široko uporablja na univerzah in v majhnih panogah. Če se število končnih uporabnikov na omrežni platformi poveča, ga je mogoče brez kakršne koli izboljšave omrežja zlahka prilagoditi istemu delujočemu scenariju.
  • Tako lahko stikalo plast-3 zlahka obravnava vire z visoko pasovno širino in končnim uporabnikom, saj ponuja pasovno širino 10 Gbit.
  • Imajo veščine razbremenitve preobremenjenih usmerjevalnikov. To lahko storite tako, da konfigurirate stikalo za plast 3, od katerih ima vsak glavni usmerjevalnik v scenariju omrežja širokega območja, tako da lahko stikalo upravlja vse usmerjanje VLAN na lokalni ravni.
  • Z upoštevanjem zgornje vrste scenarija se bo izboljšala delovna učinkovitost usmerjevalnika in jo bomo lahko namensko uporabljali za povezljivost na dolge razdalje (WAN) in prenos podatkov.
  • Stikalo plast-3 je dovolj pametno za upravljanje in upravljanje usmerjanja in nadzora prometa lokalno povezanih strežnikov in končnih naprav, ki uporabljajo njegovo visoko pasovno širino. Tako podjetja na splošno uporabljajo stikalo L-3 za povezovanje svojih nadzornih strežnikov in gostiteljskih vozlišč v vseh centrih NOC podsistema, ki so del velikega računalniškega omrežnega sistema.

Usmerjanje Inter-VLAN na stikalu L-3

Spodnji diagram prikazuje delovanje usmerjanja med VLAN s stikalom Layer-3 v kombinaciji s stikalom L-2.

Gremo skozi to s pomočjo primera:

Na univerzi so računalniki fakultet, osebja in študentov povezani s stikali L-2 in L-3 na drugem nizu VLAN-ov.

Usmerjanje Inter-VLAN na stikalu L-3

PC 1 fakultetnega VLAN-a na univerzi želi komunicirati z računalnikom 2 nekega drugega VLAN-a uslužbenca. Ker sta obe končni napravi različni VLAN, potrebujemo stikalo L-3 za usmerjanje podatkov od gostitelja 1 do gostitelja 2.

Prvič, s pomočjo strojnega dela tabele naslovov MAC bo stikalo L-2 poiskalo ciljni gostitelj. Nato bo iz tabele MAC izvedel ciljni naslov gostitelja potrdila. Po tem bo stikalo plast-3 izvedlo preklopni in usmerjevalni del na podlagi naslova IP in maske podomrežja.

Ugotovil bo, da želi PC1 komunicirati s ciljnim računalnikom katerega od tam prisotnih omrežij VLAN. Ko zbere vse potrebne informacije, bo vzpostavil povezavo med njimi in podatke poslal do sprejemnika s konca pošiljatelja.

vprašanja za intervju za poslovnega analitika

Zaključek

V tej vadnici smo s pomočjo primerov v živo in slikovne predstavitve raziskali osnovne značilnosti in aplikacije stikal sloj 2 in sloj 3.

Izvedeli smo, da imata obe vrsti stikal nekaj prednosti, pa tudi pomanjkljivosti, in glede na vrsto omrežnih topologij v omrežje namestimo tip stikala.

PREV Vadnica | NASLEDNJA Vadnica

Priporočeno branje

^