Patrząc wstecz na niektóre z najważniejszych wydarzeń w historii sieci na przestrzeni lat, nie jest zaskoczeniem, że zaszliśmy tak daleko. To, co zaczęło się jako podstawowy komputer wysyłający polecenia na inną maszynę, przekształciło się w zaawansowany sektor komputerowy obejmujący szeroki obszar sieci. Sieci komputerowe powstały w wyniku konwergencji technologii komputerowych i komunikacyjnych. A wpływ sieci komputerowych na sieci komunikacyjne spowodował coś dużego, czego rezultatem jest konwergencja sieci. To ostatecznie doprowadziło do powstania zintegrowanego systemu, który jest w stanie przesyłać wszelkiego rodzaju dane i informacje.
Do połączenia wielu urządzeń w sieci komputerowej wymagany był mostek sieciowy. To tutaj pojawiają się przełączniki sieciowe. Przełącznik sieciowy jest rodzajem mostka sieciowego, który łączy wiele urządzeń w sieci komputerowej. Wraz z szybką ewolucją sieci komputerowych na przestrzeni lat przełączanie wysokiej klasy stało się jedną z najważniejszych funkcji umożliwiających komunikację między różnymi urządzeniami w sieci komputerowej. Przełączniki sieciowe są w stanie szybko i wydajnie przenosić dane z jednego punktu do drugiego. Odbiera pakiety danych od nadawcy i przekierowuje je do miejsca docelowego w zależności od informacji adresowych dołączonych do każdego pakietu danych.
Przełączniki warstwy 2 w zasadzie wykonują tylko przełączanie, co oznacza, że działają przy użyciu adresów MAC urządzeń w celu przekierowania pakietów danych z portu źródłowego do portu docelowego. Robi to, utrzymując tablicę adresów MAC, aby zapamiętać, które porty mają przypisane adresy MAC. Adres MAC działa w warstwie 2 modelu referencyjnego OSI. Adres MAC po prostu odróżnia jedno urządzenie od drugiego, a każdemu urządzeniu przypisany jest unikalny adres MAC. Wykorzystuje sprzętowe techniki przełączania do zarządzania ruchem w sieci LAN (sieć lokalna). Ponieważ przełączanie zachodzi w warstwie 2, proces jest znacznie szybszy, ponieważ wszystko, co robi, to sortowanie adresów MAC w warstwie fizycznej. Mówiąc prościej, przełącznik warstwy 2 działa jak pomost między wieloma urządzeniami.
Przełącznik warstwy 3 jest dokładnie przeciwny do działania przełącznika warstwy 2. Przełączniki warstwy 2 nie były w stanie kierować pakietów danych w warstwie 3. W przeciwieństwie do przełączników warstwy 2, warstwa 3 wykonuje routing przy użyciu adresów IP. Jest to wyspecjalizowane urządzenie sprzętowe wykorzystywane do routingu pakietów danych. Przełączniki warstwy 3 mają możliwości szybkiego przełączania i mają większą gęstość portów. Są to znaczące ulepszenia w stosunku do tradycyjnych routerów w celu zapewnienia lepszej wydajności, a główną zaletą korzystania z przełączników warstwy 3 jest to, że mogą one kierować pakiety danych bez dodatkowych przeskoków sieciowych, dzięki czemu są szybsze niż routery. Brakuje im jednak dodatkowych funkcji routera. Przełączniki warstwy 3 są powszechnie stosowane w dużych przedsiębiorstwach. Mówiąc najprościej, przełącznik warstwy 3 to nic innego jak szybki router, ale bez łączności WAN.
- Przełączanie działa w warstwie 2 modelu referencyjnego OSI, gdzie pakiety danych są przekierowywane do portu docelowego na podstawie adresów MAC. Tak więc przełączniki warstwy 2 są proste do przełączania. Z drugiej strony przełącznik warstwy 3 jest wyspecjalizowanym urządzeniem sprzętowym służącym do routingu pakietów danych za pomocą adresów IP. Więc po prostu robi routing.
- Przełącznik warstwy 2 może przełączać tylko pakiety z jednego portu na drugi, przy czym jako przełącznik warstwy 3 może zarówno przełączać, jak i routować. No cóż, routing nie jest możliwy w przełączaniu warstwy 2, co oznacza, że urządzenia mogą komunikować się w tej samej sieci. W przełączaniu warstwy 3 urządzenia mogą komunikować się zarówno w sieci, jak i poza nią.
- Przełączniki warstwy 2 używają adresów MAC urządzeń do przekierowywania pakietów danych z portu źródłowego do portu docelowego. Przekierowują pakiety, utrzymując tablicę adresów MAC. Natomiast przełączniki warstwy 3 używają adresów IP do łączenia różnych podsieci za pomocą specjalnych protokołów routingu
- Przełączanie w warstwie 2 odbywa się sprzętowo, a przełączniki wykorzystują układy ASIC (układy scalone specyficzne dla aplikacji) do utrzymywania tablicy adresów MAC. Przełączniki i mosty wykorzystują przełączanie warstwy 2 jak typową sieć LAN, która dzieli dużą domenę na wiele mniejszych domen. Przełączniki wykorzystują proces o nazwie Address Resolution Protocol (ARP) do określania adresów MAC innych urządzeń. Przełączniki warstwy 3 to nowoczesne połączenie przełączników i routerów, które są powszechnie używane do routingu w wirtualnych sieciach LAN (VLAN).
- Przełączniki normalnie działające w warstwie 2 zajmują mniej czasu niż te działające w warstwie 3. Wszystko, co robią, to przypisują adresy MAC do przekierowania pakietów z portu źródłowego do portu docelowego w przełączaniu warstwy 2. Wręcz przeciwnie, przełączniki warstwy 2 zajmują trochę czasu na sprawdzenie pakietów danych, zanim znajdują najlepszą możliwą trasę wysyłania pakietów do portu docelowego.
Przełącznik warstwy 2 | Przełącznik warstwy 3 |
Przełączanie działa w warstwie 2 modelu referencyjnego OSI. | Przełączniki warstwy 3 wykonują zarówno przełączanie, jak i routing. |
Wykorzystuje adresy MAC, aby ułatwić komunikację w obrębie urządzeń z tej samej sieci. | Używa adresów IP do łączenia różnych podsieci za pomocą dynamicznych protokołów routingu. |
Jest to pojedyncza domena rozgłoszeniowa. | Jest to domena rozgłaszana wielokrotnie. |
Urządzenia mogą komunikować się tylko w tej samej sieci. | Urządzenia mogą komunikować się w sieci lub poza nią. |
Przełączanie w warstwie 2 jest dość szybkie, ponieważ nie patrzą na część pakietów danych warstwy 3. | Sprawdzanie pakietów danych zajmuje trochę czasu przed wysłaniem ich do miejsca docelowego. |
Szybkość i wydajność przełącznika sieciowego zależy od jego procesora, struktury przełączania i algorytmu. A jego złożoność zależy od warstwy, w której przełącznik działa w modelu Open Systems Interconnection (OSI). Model OSI jest modelem koncepcyjnym, który standaryzuje funkcje komunikacyjne w celu komunikowania się aplikacji przez sieć. Model OSI został stworzony w celu zapewnienia kompatybilności systemów transmisji danych na całym świecie. Przeciętna sieć komputerowa jest zdominowana przez przełączniki warstwy 2 od wielu lat. Jednak wraz ze wzrostem złożoności aplikacje wymagają bardziej niezawodnej i niezawodnej konfiguracji sieci. To tutaj pojawiają się przełączniki warstwy 3.