فهرست مطالب
به طور کلی، سوئیچ لایه 2 یکی از تجهیزات اساسی است که برای اتصال تمام دستگاه های شبکه و کلاینت استفاده می شود. اما در حال حاضر، سوئیچ لایه 3 در مراکز داده، شبکه های سازمانی پیچیده و برنامه های کاربردی تجاری با تنوع رو به رشد برنامه های کاربردی شبکه و پیاده سازی شبکه های همگرا در حال پیشرفت است. این سوال پیش می آید: سوئیچ لایه 2 در مقابل سوئیچ لایه 3، سوئیچ شبکه انتخابی کدام است؟
سوئیچ لایه 2 و سوئیچ لایه 3: آنها چیست؟
سوئیچ شبکه چیست؟
بصورت خلاصه، وظیفه ای که سوئیچ شبکه دارد این است که در یک محوطه، سازمان، ساختمان و شرکت بزرگ و کوچک، تجهیزات و رایانه های مختلف را از طریق شبکه به یکدیگر متصل کند. سوئیچ ها از طریق کابل اترنت به رایانه ها، تلفن های تحت شبکه، سرور و یا دیگر تجهیزات که قابلیت اتصال به زیرساخت شبکه را دارند متصل شده و ارتباط بین آنها را برقرار و مدیریت کرده و بسته های دیتا را منتقل می کنند.
سوئیچ لایه 2 و 3 چیست؟
سوئیچ لایه 2 و سوئیچ لایه 3 در مدل Open System Interconnect (OSI) که یک مدل مرجع برای توصیف و توضیح ارتباطات شبکه است، استفاده می شود. مدل OSI دارای هفت لایه است: لایه کاربردی، لایه ارائه، لایه جلسه، لایه انتقال، لایه شبکه، لایه پیوند داده و لایه فیزیکی که در این میان لایه 2 و لایه 3 به ترتیب به لایه پیوند داده و لایه شبکه و سوئیچ ها اشاره دارند. به کار در این لایه ها سوئیچ لایه 2 و سوئیچ لایه 3 می گویند.
مقایسه سوئیچ لایه 2 در مقابل لایه 3
لایه 2 و لایه 3 عمدتاً در عملکرد مسیریابی متفاوت هستند. سوئیچ لایه 2 فقط با آدرس های MAC کار می کند و به آدرس IP یا موارد لایه های بالاتر اهمیتی نمی دهد. سوئیچ لایه 3 یا سوئیچ چندلایه می تواند تمام کار سوئیچ لایه 2 و مسیریابی استاتیک اضافی و مسیریابی پویا را نیز انجام دهد. این بدان معناست که سوئیچ لایه 3 دارای جدول آدرس MAC و جدول مسیریابی IP است و ارتباطات درون VLAN و مسیریابی بسته ها بین VLAN های مختلف را مدیریت می کند. همچنین سوئیچ لایه 2+ (لایه 3 لایت) وجود دارد که فقط مسیریابی ثابت را اضافه می کند. سوئیچ های لایه 3 به غیر از مسیریابی بسته ها، دارای عملکردهایی هستند که نیاز به درک اطلاعات آدرس IP داده های وارد شده به سوئیچ دارند، مانند برچسب گذاری ترافیک VLAN بر اساس آدرس IP به جای پیکربندی دستی یک پورت. سوئیچ های لایه 3 بر حسب نیاز از نظر قدرت و امنیت افزایش می یابند.
هنگامی که بین سوئیچ های لایه 2 و لایه 3 معطل می شوید، باید به محل استفاده از آن فکر کنید. اگر دامنه لایه 2 خالص دارید، می توانید به سادگی به سراغ سوییچ لایه 2 بروید. دامنه لایه 2 خالص جایی است که میزبان ها متصل هستند، بنابراین سوئیچ لایه 2 در آنجا به خوبی کار می کند. معمولاً در توپولوژی شبکه به این لایه دسترسی گفته می شود. اگر به سوئیچ برای جمع آوری سوئیچ های دسترسی چندگانه و انجام مسیریابی بین VLAN نیاز دارید، به یک سوئیچ لایه 3 نیاز دارید. این به عنوان لایه توزیع در توپولوژی شبکه شناخته می شود.
تفاوت سوئیچ لایه 2 در مقابل لایه 3: پارامترهای کلیدی هنگام خرید
اگر سوئیچ لایه 2 یا 3 می‌خرید، برخی از پارامترهای کلیدی وجود دارد که باید آنها را بررسی کنید، از جمله نرخ ارسال، پهنای باند صفحه پشتی، تعداد VLAN، حافظه آدرس MAC، تأخیر و غیره.
نرخ حمل و نقل (یا نرخ توان عملیاتی) قابلیت های حمل و نقل یک هواپیمای پشتی (یا پارچه سوئیچ) است. هنگامی که قابلیت‌های فورواردینگ از مجموع سرعت همه پورت‌ها بیشتر باشد، صفحه پشتی را غیر مسدود می‌نامیم. نرخ ارسال بر حسب بسته در ثانیه (pps) بیان می شود. فرمول زیر نحوه محاسبه نرخ حمل و نقل سوئیچ را نشان می دهد:
نرخ انتقال (pps) = تعداد پورت های 10 گیگابیت بر ثانیه * 14880950 پی پی اس + تعداد پورت های 1 گیگابیت بر ثانیه * 1488095 پی پی اس + تعداد پورت های 100 مگابیت بر ثانیه * 148809 پی پی اس
به عنوان مثال، FS S5850-32S2Q دارای 32 پورت 10 گیگابیت بر ثانیه و 2 پورت 40 گیگابیت بر ثانیه است، بنابراین نرخ ارسال آن به صورت زیر است:
32 * 14,880,950 صفحه + 2 * 4 * 14,880,950 صفحه در ثانیه = 595,238,000 صفحه در ثانیه ≈ 596 Mpps
پارامتر بعدی پهنای باند backplane یا ظرفیت پارچه سوئیچ است که مجموع سرعت همه پورت ها است. مجموع سرعت همه پورت ها دو بار محاسبه می شود، یکی برای جهت Tx و دیگری برای جهت Rx. پهنای باند Backplane بر حسب بیت در ثانیه (bps یا bit/s) بیان می شود.
پهنای باند Backplane (bps) = شماره پورت * نرخ داده پورت * 2
بنابراین پهنای باند backplane برای S5850-32S2Q است:
(32 * 10 گیگابیت در ثانیه + 2 * 40 گیگابیت در ثانیه) * 2 = 800 گیگابیت در ثانیه
پارامترهای مهم دیگر تعداد VLAN های قابل پیکربندی هستند. به طور کلی، 1K = 1024 VLAN برای یک سوئیچ لایه 2 کافی است و تعداد معمول VLAN ها برای سوئیچ لایه 3 4k = 4096 است. حافظه جدول آدرس MAC تعداد آدرس های MAC است که یک سوئیچ می تواند نگه دارد، معمولاً به صورت 8k بیان می شود. یا 128 هزار تأخیر زمان تاخیری است که انتقال داده با آن مواجه می شود. باید تا حد امکان کوتاه باشد، بنابراین تأخیر معمولاً در نانوثانیه (ns) بیان می شود.
خلاصه
در این پست تفاوت Layer 2 و Layer 3 Switch توضیح داده شده است. مقایسه عملکرد آنها نیز به امید حل مشکل تصمیم گیری بین این دستگاه ها انجام شده است. همچنین پارامترهای کلیدی برای اندازه گیری سوئیچ لایه 2 یا لایه 3 نیز مورد بحث قرار گرفته است. همیشه اینطور نیست که دستگاه پیشرفته تر بهتر است، اما درست است که مناسب ترین را برای برنامه خاص خود انتخاب کنید.
چه زمانی حتما باید از سوئیچ لایه 3 استفاده کرد؟
توصیه در مورد استفاده از سوئیچ در لایه 2 یا لایه 3 تا حدی به اندازه و پیچیدگی و الزامات امنیتی شبکه ای که مدیریت می کنید بستگی دارد.
هنگام طراحی توپولوژی شبکه، برخی از نکات زیر را در نظر بگیرید:
آیا بیش از یک VLAN برای شبکه مورد نیاز است؟ سوئیچ های لایه 3 زمانی مفید هستند که بیش از یک VLAN دارید که نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر دارند.
آیا شبکه شما از ده ها، صدها یا هزاران کاربر تشکیل شده است؟ با افزایش اندازه شبکه شما، برای اتصال فیزیکی همه کاربران به بیش از یک سوئیچ نیاز دارید. در این مورد، ممکن است متوجه شوید که برای انجام عملکردهای لایه 3 به ترکیبی از سوئیچ های لایه 2 و یک دستگاه لایه 3 (سوئیچ، روتر اختصاصی یا فایروال) نیاز دارید.
آیا خط مشی امنیتی شما مستلزم قرار دادن قوانین کنترل دسترسی بین دستگاه های موجود در شبکه های مختلف است یا انجام بازرسی بسته عمیق در ترافیک بین شبکه ها؟ اگر چنین است، داشتن یک فایروال که عملکرد لایه 3 را انجام می دهد ممکن است مناسب تر باشد.
چگونه برای مدیریت زیرساخت شبکه خود برنامه ریزی می کنید؟ با معرفی سوئیچ های لایه 3، ممکن است بتوان تعداد دستگاه های شبکه را در شبکه خود کاهش داد، که ممکن است برخی از مدیریت دستگاه، از جمله مواردی مانند اصلاح و به روز رسانی خط مشی ها را ساده کند.