Terugblikkend op enkele van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van netwerken door de jaren heen, is het geen verrassing dat we zover zijn gekomen. Wat begon als een basiscomputer die commando's naar een andere machine stuurt, is geëvolueerd naar een geavanceerde computersector die een groot gebied van netwerken bestrijkt. Computernetwerken zijn ontstaan als gevolg van de convergentie van computer- en communicatietechnologie. En de invloed van computernetwerken op communicatienetwerken resulteerde in iets groots, met als resultaat netwerkconvergentie. Dit heeft uiteindelijk geleid tot een geïntegreerd systeem dat in staat is om alle soorten gegevens en informatie te verzenden.
Een netwerkbrug was vereist om meerdere apparaten op een computernetwerk aan te sluiten. Hier komen netwerkswitches naar de foto. Een netwerkswitch is een soort netwerkbrug die meerdere apparaten op een computernetwerk met elkaar verbindt. Met de snelle evolutie van computernetwerken door de jaren heen, is high-end switching een van de meest essentiële functies geworden om verschillende apparaten op een computernetwerk met elkaar te laten communiceren. Netwerkswitches kunnen gegevens snel en efficiënt van het ene punt naar het andere verplaatsen. Het ontvangt datapakketten van de afzender en stuurt ze door naar hun bestemming, afhankelijk van de adresinformatie die bij elk datapakket hoort.
Laag 2 schakelt in principe alleen omschakelen, wat betekent dat ze werken met de MAC-adressen van apparaten om de datapakketten om te leiden van de bronpoort naar de bestemmingspoort. Het doet dat door een MAC-adrestabel te onderhouden om te onthouden welke poorten welke MAC-adressen hebben toegewezen. Een MAC-adres werkt binnen de laag 2 van het OSI-referentiemodel. Een MAC-adres onderscheidt eenvoudigweg het ene apparaat van het andere, waarbij aan elk apparaat een uniek MAC-adres wordt toegewezen. Het maakt gebruik van op hardware gebaseerde switching-technieken om verkeer in een LAN (Local Area Network) te beheren. Omdat er bij Layer 2 wordt geschakeld, is het proces behoorlijk sneller omdat het alleen MAC-adressen op een fysieke laag sorteert. In eenvoudige bewoordingen werkt een Layer 2-switch als een brug tussen meerdere apparaten.
Een Layer 3-schakelaar is precies het tegenovergestelde van wat een Layer 2-schakelaar doet. Laag 2-schakelaars waren niet in staat om datapakketten op laag 3 te routeren. Anders dan Layer 2-switches, voert Layer 3 routing uit met behulp van IP-adressen. Het is een gespecialiseerd hardwareapparaat dat wordt gebruikt voor het routeren van datapakketten. Laag 3-schakelaars hebben snelle schakelmogelijkheden en ze hebben een hogere poortdichtheid. Het zijn belangrijke upgrades voor de traditionele routers om betere prestaties te bieden en het grote voordeel van het gebruik van Layer 3-switches is dat ze datapakketten kunnen routeren zonder extra netwerkhops te maken, waardoor ze sneller zijn dan routers. Ze missen echter een aantal extra functionaliteiten van een router. Layer 3-switches worden vaak gebruikt in grootschalige ondernemingen. Simpel gezegd, een Layer 3-switch is niets anders dan een supersnelle router, maar zonder WAN-connectiviteit.
- Schakelen werkt op laag 2 van het OSI-referentiemodel, waarbij datapakketten worden omgeleid naar een bestemmingspoort op basis van MAC-adressen. Dus Layer 2 switches simple do switching. Een Layer 3-switch daarentegen is een gespecialiseerd hardwareapparaat dat wordt gebruikt voor het routeren van datapakketten met behulp van IP-adressen. Dus het doet gewoon routing.
- Een Layer 2-switch kan alleen pakketten van de ene poort naar de andere schakelen, waarbij een Layer 3-switch zowel kan schakelen als routing. Ruilen is niet mogelijk in Layer 2-switching, wat betekent dat apparaten binnen hetzelfde netwerk kunnen communiceren. Bij schakelen tussen laag 3 kunnen apparaten zowel binnen als buiten de netwerken communiceren.
- Laag 2-switches gebruiken de MAC-adressen van apparaten om datapakketten om te leiden van bronpoort naar bestemmingspoort. Ze leiden de pakketten om door een MAC-adrestabel te onderhouden. Laag 3-schakelaars daarentegen gebruiken IP-adressen om verschillende subnetten aan elkaar te koppelen met behulp van speciale routeringsprotocollen
- Layer 2-switching is op hardware gebaseerd en switches gebruiken ASIC's (toepassingsspecifieke geïntegreerde circuits) om de MAC-adrestabel te behouden. Schakelaars en bruggen gebruiken Layer 2 switching zoals een typisch LAN, dat een groot domein opsplitst in meerdere kleinere domeinen. Switches gebruiken een proces genaamd Address Resolution Protocol (ARP) om de MAC-adressen van andere apparaten te bepalen. Layer 3-switches zijn een moderne mix van switches en routers, die vaak worden gebruikt voor routing binnen virtuele LAN's (VLAN's).
- Schakelaars die normaal werken op laag 2, nemen minder tijd in beslag dan die welke op laag 3 werken. Het enige dat ze doen is het toewijzen van MAC-adressen om pakketten van bronpoort naar bestemmingspoort in lagenwisselschakeling om te leiden. Integendeel, Layer 2-switches hebben enige tijd nodig om datapakketten te onderzoeken voordat ze de best mogelijke route vinden om pakketten naar hun bestemmingspoort te verzenden.
Laag 2 Schakelaar | Laag 3 Schakelaar |
Schakelen werkt op laag 2 van het OSI-referentiemodel. | Layer 3-switches schakelen zowel als ook routing. |
Het gebruikt MAC-adressen om communicatie binnen apparaten van hetzelfde netwerk te vergemakkelijken. | Het gebruikt IP-adressen om verschillende subnetten aan elkaar te koppelen met behulp van dynamische routeerprotocollen. |
Het is een enkel uitgezonden domein. | Het is een meervoudig uitgezonden domein. |
Apparaten kunnen alleen communiceren binnen hetzelfde netwerk. | Apparaten kunnen communiceren binnen of buiten de netwerken. |
Schakelen op laag 2 is vrij snel omdat ze niet naar het Layer 3-gedeelte van de datapakketten kijken. | Het kost tijd om datapakketten te onderzoeken voordat ze naar hun bestemming worden verzonden. |
De snelheid en efficiëntie van een netwerkswitch wordt bepaald door de processor, het schakelmateriaal en het algoritme. En de complexiteit ervan hangt af van de laag waarop de switch werkt in het Open Systems Interconnection (OSI) -model. Het OSI-model is een conceptueel model dat de communicatiefuncties standaardiseert voor de manier waarop applicaties via het netwerk moeten communiceren. Het OSI-model is gemaakt om ervoor te zorgen dat de datacommunicatiesystemen over de hele wereld compatibel zijn met elkaar. Het gemiddelde computernetwerk wordt al vele jaren gedomineerd door Layer 2-switches. Maar naarmate de complexiteit toeneemt, vereisen toepassingen een robuustere en betrouwbaardere netwerkconfiguratie. Dit is waar Layer 3-switches naar de foto komen.