Что такое слой 1, 2 и 3 коммутатора Ethernet?

Технология переключения уровня 2 относительно зрелая. Переключатели уровня 2 представляют собой устройства слоя передачи данных, которые могут распознавать информацию MAC -адреса в пакетах данных, прямого пакета на основе MAC -адресов и записывать эти MAC -адреса и соответствующие их порты во внутренней таблице. Конкретный рабочий процесс заключается в следующем:

А. Когда аEthernet SwitchПолучает пакет данных из определенного порта, он сначала считывает исходный MAC -адрес из заголовка пакета, таким образом, зная, к какому порту, к которому подключен машина с исходным MAC -адресом.

B. Затем он считывает MAC -адрес назначения из заголовка пакета и просмотр соответствующего порта в таблице адресов.

C. Если таблица содержит порт, соответствующий MAC -адресу назначения, пакет данных напрямую скопируется в этот порт.

D. Если таблица не найдет соответствующий порт, пакет данных транслируется во всех портах. Когда машина назначения реагирует на исходную машину, переключатель может узнать, какой порт соответствует MAC -адресу назначения, так что в следующий раз данные передаются, ему больше не нужно транслировать все порты.

 

Этот процесс продолжает повторяться, помогая коммутатору изучить все MAC -адреса в сети и сохранять собственную таблицу адресов.

О. Поскольку переключатель одновременно обменивается данными на большинстве портов, для этого требуется широкая полоса пропускания для переключающей шины. Если аL2 переключательИмеет n-порты, каждый с пропускной способностью M, он может достичь линейной скорости, если общая пропускная способность шины превышает N Times M.

B. Изучение MAC -адресов машин, подключенных к портам, написание их в таблице адресов, размер таблицы адресов (обычно представленные двумя способами: буферный ОЗУ или количество записей Mac), а размер адресной таблицы влияет на емкость коммутатора для доступа.

C. Большинство коммутаторов уровня 2 также содержат ASIC Chips (интегрированные схемы, специфичные для приложения), специально предназначенные для пересылки пакетов данных, что позволяет очень быстрая скорость пересылки. На производительность продуктов напрямую влияют ASIC, используемые различными производителями.

Эти три пункта также являются основными техническими параметрами для оценки производительностиПереключатели слоя 2иПереключатели слоя 3.Пожалуйста, обратите внимание на это при рассмотрении выбора устройства.

Маршрутизаторы работают на третьем уровне модели OSI-сетевого уровня. Их рабочий режим аналогичен переключателям уровня 2, но маршрутизаторы работают на третьем уровне, что определяет, что они используют различную управляющую информацию и различные методы для достижения своих функций при пересылке пакетов. Принцип работы заключается в том, что маршрутизатор также имеет внутреннюю таблицу, которая указывает, куда идти рядом, чтобы достичь определенного пункта назначения. Если маршрутизатор может найти следующий шаг в таблице маршрутизации, он добавляет информацию о слое ссылки и пересылает пакет; Если он не может определить следующий шаг, он отбрасывает пакет и возвращает информацию по адресу источника.

Технология маршрутизации по существу имеет две функции: поиск лучшего маршрута и пересылки пакетов данных. Таблица маршрутизации содержит различную информацию, а алгоритм маршрутизации вычисляет лучший путь к адресу назначения. Затем относительно простой и прямой механизм пересылки посылает пакет данных. Следующий маршрутизатор продолжает пересылать данные таким же образом, и так далее, пока пакет не достигнет маршрутизатора назначения.

Есть два разных способа поддерживать таблицу маршрутизации. Одним из них является обновление информации о маршрутизации, где публикуется часть или вся информация о маршрутизации. Маршрутизаторы изучают информацию о маршрутизации друг от друга, овладевая топологией всей сети. Этот тип протокола маршрутизации называется протоколом маршрутизации вектора расстояния. Другой заключается в том, что маршрутизаторы транслируют информацию о состоянии ссылки, изучая друг у друга, чтобы освоить информацию о маршрутизации всей сети, а затем вычисляют лучший путь пересылки. Этот тип протокола маршрутизации называется протоколом маршрутизации состояния ссылки.

Поскольку маршрутизаторы должны выполнять большое количество работ по расчетам пути, возможность обработки процессора общего назначения напрямую определяет его производительность.

Конечно, это относится к маршрутизаторам среднего и низкого уровня, поскольку высококачественные маршрутизаторы часто используют архитектуру распределенной системы обработки.

 

В последние годы много шумиха о технологии третьего слоя, и все говорят об этом. Некоторые говорят, что это очень новая технология, в то время как другие говорят, что переключение уровня 3 - это всего лишь стопка маршрутизаторов и переключателей слоя 2, ничего нового. Это действительно так?

Простая настройка сети

Устройство a (с помощью ip) ----------- shucketly 3 Switch -------- Device B (с помощью IP)

Например, если A хочет отправлять данные в B и знает IP -адрес назначения, A использует маску подсети для получения сетевого адреса, и определяет, находится ли IP -адреса назначения в одном сегменте сети.

Если они находятся в том же сегменте, но A не знает MAC -адрес, необходимый для пересылки данных, отправляет запрос ARP, а B отвечает на свой MAC -адрес. А затем инкапсулирует пакет данных с этим MAC -адресом и отправляет его на коммутатор. Переключатель активирует модуль переключения слоя 2, просмотр таблицы MAC -адресов и перенаправляет пакет данных в соответствующий порт.

Если IP -адрес назначения показывает, что он не находится в одном и том же сегменте, необходимость в связи с B. Если в кэше потока нет соответствующей записи MAC -адреса, первый обычный пакет данных отправляется на шлюз по умолчанию. Этот шлюз по умолчанию обычно устанавливается в операционной системе и соответствует модулю маршрутизации уровня 3. Следовательно, для данных, не являющихся в той же подсети, первая запись MAC -адреса в таблице обычно представляет собой MAC -адрес шлюза по умолчанию.

Затем модуль уровня 3 получает этот пакет данных, запрашивает таблицу маршрутизации, чтобы определить маршрут к B, создает новый заголовок кадра с MAC -адресом шлюза по умолчанию в качестве исходного MAC -адреса и MAC -адреса B в качестве MAC -адреса назначения. Благодаря определенному механизму триггера распознавания переписка между MAC -адресами A и B и портом пересылки установлена ​​и регистрируется в таблице кеша потока. Последующие данные от A на B обрабатываются непосредственно модулем переключения уровня 2. Это обычно называют «единовременной маршрутизацией, множественной пересылки».

A. Высокоскоростная пересылка данных достигается за счет аппаратной интеграции.

B. Это не простой стек переключателей и маршрутизаторов слоя 2. Модуль маршрутизации уровня 3 напрямую уложена на высокоскоростной шине задних пластин с переключением уровня 2, прорывая пределы скорости интерфейса традиционных маршрутизаторов, а скорости достигают десятков Gbit/s. Включая пропускную способность Backplane, это два важных параметра для производительности коммутаторов уровня 3.

C. Упрощенное программное обеспечение маршрутизации делает процесс маршрутизации более простым.

D. Большая часть передачи данных, за исключением необходимого выбора маршрутизации, обработанного программным обеспечением маршрутизации, обрабатывается модулем уровня 2 на высокой скорости. Программное обеспечение для маршрутизации в основном высокоэффективно и оптимизировано, а не простая копия программного обеспечения в маршрутизаторах.

 

Переключатели уровня 2 используются в небольших локальных сетях. Это самоочевидное. В небольших локальных сети вещательные пакеты имеют небольшое влияние, а функция быстрого переключения, многократные порты доступа и низкая цена коммутаторов уровня 2 обеспечивает очень полное решение для небольших пользователей сети.

 

Маршрутизаторы отлично подходят для больших сетей, потому что они имеют много типов интерфейсов, сильные функции уровня 3 и мощные возможности маршрутизации. Их сильные стороны включают в себя выбор лучших маршрутов, распределение нагрузки, резервное копирование ссылок и обмен информацией маршрутизации с другими сетями.

 

Основная задача коммутаторов уровня 3 - ускорить пересылку данных в больших локальных сети, а добавление функций маршрутизации помогает в этом. Если большая сеть разделена на небольшие локальные сети в соответствии с такими факторами, как департаменты и регионы, это приведет к большому количеству межсетевого доступа. Использование только переключателей слоя 2 не может достичь межсетевого доступа.

 

Если используются только маршрутизаторы, ограниченное количество интерфейсов и медленная скорость пересылки маршрутизации ограничит скорость и масштаб сети. Использование коммутаторов уровня 3 с функциями быстрого пересылки и маршрутизации становится предпочтительным выбором.

 

Вообще говоря, в сетях с большим внутренним трафиком данных и высокими требованиями для быстрого отклика перенаправления, если вся работа выполняется с переключателями уровня 3, это приведет к тому, что они будут перегружены и влияют на скорость отклика. Лучше позволить маршрутизаторам обрабатывать межсетевую маршрутизацию, максимально используя сильные стороны каждого устройства. Конечно, это требует хорошо финансируемого клиента. В противном случае коммутаторы L3 также могут обрабатывать межсетевое соединение.