تفاوت سوئیچ های لایه 2 و لایه 3 در شبکه

تفاوت سوئیچ های لایه 2 و لایه 3 در شبکه

تفاوت سوئیچ های لایه 2 و لایه 3 در شبکه

برای مهندسان شبکه و معماران درک تفاوت بین لایه 2 و لایه 3 در شبکه می تواند امنیت کلی و سرعت زیرساخت های شبکه را تا حد زیادی بالا ببرد و بهترین انتخاب برای استراتژی پیاده سازی شبکه در نظر گرفته شود.
به طور کلی، لایه 2 یک کنترل دسترسی رسانه ای در سطح MAC شبکه پخش می کند، در حالی که لایه 3 یک مسیریابی (Routing) ارسال شناسه IP مخفف (Internet Protocol) در شبکه می باشد.

درک مدل 7 لایه OSI

OSI مخفف Open Systems Interconnection (اتصال سیستمهای باز) است. این یک مدل مورد استفاده برای استاندارد سازی توابع سیستم های مخابراتی و محاسباتی در سراسر جهان می باشد. OSI 7 مفهومی است، به عنوان لایه های انتزاعی هستند که فناوری واقعی مورد استفاده را تعریف نمی کند; با این حال، توپولوژی شبکه را می توان بر اساس این مفهوم طراحی کرد.
اما این در واقع به چه معنی است؟ در فناوری اطلاعات، استاندارد سازی انتزاعی است به طوری که ارائه دهندگان، تولید کنندگان، برنامه نویسان و هر کس درگیر یک الگویی برای همکاری با آن است یک سطح درک واحد را فراهم می کند. این باعث افزایش قابلیت و فرآیندهای همکاری سیستمهای مختلف می شود، بنابراین آنها می توانند براحتی با یکدیگر متصل و فعال باشند.

مدل OSI هفت لایه

لایه های OSI

هر لایه در مدل OSI در خدمت لایه های بالاتر است. در مدل OSI در کل هفت لایه وجود دارد. در اینجا شرح مختصری از هریک از آنها آورده شده است:
1. لایه فیزیکی (Physical layer): لایه 1 موظف به انتقال بیت های داده از طریق رسانه های فیزیکی می باشد.
2. لایه لینک داده (Data link): لایه 2 انتقال فریم بین گره های متصل به لایه فیزیکی را مشخص می کند.
3. لایه شبکه (Network): آدرس دهی، مسیریابی و کنترل ترافیک یک شبکه چند گره توسط لایه سه شرح داده شده است.
4. لایه انتقال (Transport): تقسیم بندی، تایید سلامت بسته حاوی داده و مولتی پلکس بین نقاط در یک شبکه در لایه چهار تعریف شده است.
5. لایه نشست (Session): لایه پنج به تبادل داده بین دو گره به طور مداوم نظارت می کند.
6. لایه ارائه (Presentation): پکت‌بندی، فشرده سازی داده ها و رمزگذاری/رمزگشایی بین یک سرویس شبکه و برنامه یا سیستم عامل در لایه ششم اتفاق می افتد.
7. لایه کاربردی (Application): اشتراک منابع، API های سطح بالا و دسترسی از راه دور به فایل توسط لایه هفت تعریف شده است.
نکته: لایه های 1 ، 2 و 3 لایه های رسانه ای (Media) هستند در حالی که لایه های 4 ، 5 ، 6 و 7 لایه های میزبان (Host) هستند.

لایه 3 در بالای لایه 2 کار می کند

به نظر می رسد بسیار ساده است؟ در مدل هفت لایه OSI، لایه 3 در بالای لایه 2 کار می کند، که طبق همین فرمول لایه 2 در بالای لایه 1 کار می کند. بیت ها به اشکال مختلف رسانه منتقل می شوند، کابل ها، پورت ها و غیره. از فریم ها برای تعریف داده ها بین دو گره در یک لینک داده استفاده می شود، و وقتی بیش از دو گره وجود دارد، این شبکه به آدرس مسیر و کنترل ترافیک کمک می کند.

زیر لایه های لایه 2

لایه 2 پروتکلی را برای ایجاد و خاتمه برای ارتباط فیزیکی بین دو دستگاه تعریف می کند. تحت استاندارد IEEE 802، لایه 2 را می توان به دو زیر لایه تقسیم کرد. آدرس MAC موظف است، دستگاهها را برای دسترسی و انتقال داده ها تأیید کند، در حالی که لایه Logical Link ابتدا پروتکل های موجود در لایه شبکه را شناسایی می کند و سپس خطاها و هماهنگ سازی فریم را بررسی می کند. از آنجایی که لایه 3 با آدرس های IP کار می کند، لایه 2 با آدرس های MAC کار می کند.
آدرس های MAC شناسه های منحصر به فردی برای آداپتور شبکه موجود در هر دستگاه هستند. مانند آدرس های IP لایه ای انتزاعی بالاتر از آدرسهای MAC هستند، آنها لزوماً 'کندتر' هستند. آدرس های IP توسط یک سرور DHCP "اجاره" یا "اختصاص داده" می شوند. آدرس MAC یک آدرس ثابت به آداپتور شبکه می دهد و امکان تغییر این آدرس به آدرس جدید بدون تغییر آداپتور سخت افزاری در دستگاه وجود ندارد.
برای درک بهتر تعریف بالا، به عنوان مثال آدرس خانه همیشه یکسان است، مانند آدرس MAC، در حالی که یک آدرس IP می تواند تغییر کند، مثل فرد/افراد ساکن در خانه.

سوالات کارآیی بین شبکه Layer 2 و Layer 3

لایه دو شبکه تمام ترافیک خود را به مرحله بعد از خود انتقال می دهد، از جمله منتشر کردنARP و DHCP، بنابراین داده های منتقل شده توسط یک دستگاه در L2 به کلیه دستگاههای شبکه ارسال می شود. این نوع ترافیک بسیار سریع منتشر می شود، اما به عنوان شبکه بابت تراکمی که ایجاد می کند باعث افزایش حجم و ظرفیت می شود و منجر به ناکارآمدی شبکه می شود.
لایه سه ترافیک منتشر شده را محدود می کند. ادمین در L3 می توانند شبکه را تقسیم کند و ترافیک پخش شده را به زیرمجموعه‌ها با محدود کردن ازدحام انتشار در شبکه های بزرگ، منتشر شدن ترافیک را کنترل کند.
ما در بالا عنوان کردیم که شبکه های L3 در بالای شبکه های L2 اجرا می شوند، و از این رو یک لایه انتزاع بالاتر از L2 است، اما این بدان معنی نیست آنها سریعتر یا بهتر هستند.
در مقایسه با انتشار L2، در اینجا روند L3 بدین گونه است: برای هر بسته داده که در L3 ارسال می شود، بخش IP با سلب کردن لایه (L2) لینک داده در اطلاعات فریم خوانده می شود و سپس مجدداً جمع می شود. از آنجا، تعداد هاپ کاهش یافته است، با محاسبه مجدد هدر بسته و جستجوی مسیر انجام می شود. همانطور که می بینید، کمی بیشتر از L2 درگیر است.

کدام بهتر است، شبکه لایه 3 یا لایه 2؟

بهترین جواب برای این سوال این است، به عنوان هر دو لایه OSI در معماری عملکرد شبکه نقش خود را دارند. شبکه Layer 2 اطلاعات منتشر شده (Broadcasting) بین دو کامپیوتر در یک دفتر یکسان که نزدیک به هم قرار دارند مفیدتر خواهد بود، جایی که یک شبکه گسترده تر است تحت تأثیر شلوغی و حجم شبکه قرار نمی گیرند.
با این حال، چون سوئیچ های Layer 3 با مسیریابی آدرس های IP کار می کنند، آنها برای مدیریت ترافیک شبکه بیش از چندین سایت و از طریق اینترنت بهتر هستند. این تفاوت اساسی بین دو لایه دوم و سوم و نحوه عملکرد آنها به عنوان سوئیچ ها را برجسته می کند.

نحوه انتخاب بین سوئیچ Layer 2 یا سوئیچ Layer 3 برای شبکه سازی

هنگامی که نوبت به ساخت یا ارتقاء زیرساخت IT شرکت شما می رسد، شما احتمالاً توصیه های زیادی دریافت خواهید کرد که شما را به سمت سرمایه گذاری در روترها یا سوئیچ های Layer 3 سوق می دهد. این گزینه ها هزینه های اضافی (بالقوه قابل توجهی) را نیز به همراه می آورند، اما بزرگتر همیشه به معنای بهتر بودن نیست.
همانطور که قبلاً ذکر شد، تصمیم گیری در مورد نیاز به سوئیچ Layer 3 یا سوئیچ Layer 2 بسیار بیشتر به انتظارات از شبکه و تجهیزات خاص شما بستگی دارد. این مثل این است که بپرسید آیا پیچ گوشتی دوسو یا یک پیچ گوشتی چهارسو بهتر است - که جواب همیشه به انتظارات پروژه مورد نظر بستگی دارد.
تقریباً تفاوت بین لایه 3 و لایه 2 در OSI، تفاوت اصلی بین سوئیچ Layer 2 و یک سوئیچ Layer 3 در عملکرد مسیریابی (Routing) است. سوئیچ Layer 2 فقط با آدرس های MAC کار می کند و با هیچ کدام از آدرس های لایه بالاتر ارتباط برقرار نمی کند، مانند IP. سوئیچ لایه 3، از سوی دیگر، همچنین می تواند مسیریابی استاتیک و مسیریابی دینامیک را انجام دهد، که شامل IP و ارتباطات شبکه محلی مجازی (VLAN) است. به خاطر این قابلیت دولایه است که سوئیچ Layer 3 به عنوان سوئیچ چند لایه معروف شده است.
از نظر عملی، این بدان معنی است که اگر شبکه شما روی یک دامنه Layer 2 کار کند به طبع از سوئیچ Layer 3 سودی نخواهید برد. اما، اگر به قابلیت های بین VLAN احتیاج دارید در آن صورت به سوئیچ Layer 3 نیاز پیدا می کنید.

سوئیچ لایه 2 یا سوئیچ لایه 3

سوئیچ لایه 3 یا روتر: تفاوت چیست؟

از لحاظ عملکرد، روترها و سوئیچ های Layer 3 بسیاری از ویژگی های مشابه را دارند. هر دو گزینه با دسترسی به بسته های داده ورودی، پروتکل های مسیریابی یکسانی را ارائه می دهند و تصمیم گیری های مسیریابی دینامیک بر اساس آدرس و منبع مربوطه را ایجاد می کنند.
تفاوت اصلی بین آنها در سخت افزار است، به عنوان سوئیچ Layer 3 تمام قابلیت های یک سوئیچ را ارائه می دهد اما فقط برخی از امکانات یک روتر (Router) را می تواند ارائه دهد. اگرچه ممکن است به این دلیل منفی به نظر برسد، واقعیت این است که سوئیچ های Layer 3 برای بهبود عملکرد ساخته شده اند که به دلیل پیچیدگی های روتر در شبکه های محلی به کار گرفته می شوند. به این ترتیب، یک سوئیچ Layer 3 می تواند انتقال سریعتر داده را ارائه می دهد و بهتر از یک روتر می تواند در شبکه با نادیده گرفتن برخی از مراحل تائید داده، از ازدحام شبکه جلوگیری کند. سوئیچ Layer 3 همچنین هیچ پورتی از شبکه WAN ندارد و بنابراین باید با VLAN ها در ارتباط باشد.
مشابه تصمیم گیری بین یک سوئیچ لایه 2 یا یک سوئیچ Layer 3، مسئله برای شما بسیار شفاف تر خواهد بود. اگر شما صاحب یک سازمان بزرگ با چندین دفتر هستید، برای مراکز داده و WANs شما به یک روتر احتیاج خواهید داشت تا به آن زیرساختها بتوانند ارتباط برقرار کنند. اگر اینگونه نیست و شما فقط از VLANs استفاده می کنید با محیط های داخلی که از سطح سوئیچ Layer 2 خارج شده اند در این صورت است که سوئیچ لایه 3 به منظور پاسخگویی به نیازهای شما ساخته شده است و نیازهای شما را برطرف خواهد کرد.

استفاده کمتر، تأثیر بیشتر (گاهی اوقات)

مهم است که به یاد داشته باشید که کار با فناوری لایه پایین به سخت افزار کمتری نیاز دارد و روش های عملیاتی کمتری، که اغلب به معنی هزینه کمتری در کل است.
مثلا، یک زیرساخت مبتنی بر سوئیچ لایه 3 نیاز دارد که روترها به همه سایت ها متصل گردد، در حالی که یک سیستم لایه 2 می تواند از سوئیچ های اترنت با عملکرد روتر به عنوان زیرمجموعه مورد استفاده قرار گیرد.
هزینه IT برای بیشتر مشاغل به طور پیوسته در حال افزایش است همانطور که آنها به دنبال پذیرش دیجیتالی شدن هستند. اکنون، ما در یک نقطه مهم قرار داریم که پذیرای هر یک از نوآوری فناوری هستیم در واقع ممکن است بیش از اینکه به رشد تجارت کمک کند مانع آن شود. امروزه، مدیر و رهبر یک مجموعه تجاری در ساده سازی زیرساخت های خود و پرهیز از سرمایه گذاری در قابلیت های اضافی، باید بروی بهینه سازی متمرکز شود و با مشورت از متخصصان در این زمینه تصمیمات لازم را اتخاذ نماید.
از نظر مقایسه لایه 2 یا لایه 3، یک سوئیچ لایه 3 هزینه بیشتری در خرید و پیکره بندی و راه اندازی آن دارد، همراه با VLAN ها، هزینه ساخت و نگهداری بیشتر از استفاده از سوئیچ های لایه 2 نیاز دارد. به نوبه خود، روترها به دلایل مشابه بیش از سوئیچ های Layer 3 هزینه خواهند داشت.

با این حال، هر چند شما باید به دنبال اصلاح زیر ساخت های خود باشید، در هر صورت نمی توان از برخی سرمایه گذاریها جلوگیری کرد. مثلا، اگرچه سوئیچ های Layer 2 در LAN ها موثر هستند، عدم توانایی WAN به معنی آن است آنها نمی توانند نیاز روتر برای دسترسی به اینترنت را کاملاً کاهش دهند. تعیین اینکه کدام بهتر است بستگی به شما و نیازهای شما دارد.

عنوان گروه اندازه نوع فایل دانلود