سوئیچ لایه 2 و سوئیچ لایه 3 شبکه

سوئیچ های شبکه را اغلب با عناوین لایه 2 و لایه 3 می شناسیم. اما اینکه معنی دقیق لایه ها چیست و تفاوت آنها چه می تواند باشد را توضیح خواهیم داد.

چرا لایه؟

سوئیچ ها برای ساخت شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند به طوریکه ارتباط تجهیزات شبکه با یکدیگر و ارسال داده از یک پورت به پورت دیگر بر عهده سوئیچ می باشد. اطلاعات انتقالی به نحوی سازماندهی می شوند که مطابق با استاندارد هفت لایه OSI باشند. بنابراین اصطلاحاتی مانند لایه 2 و لایه 3 و مانند اینها را شما به دفعات در ارتباط با سوئیچ ها یا دیگر تجهیزات شبکه خواهید شنید.

نحوه کارکرد سوئیچ لایه 2 شبکه

لایه 1، به عنوان لایه فیزیکی، شرایط ارتباط الکتریکی را مشخص می کند و چندان برای خریداران سوئیچ مورد توجه نیست. در واقع در لایه 2 (لایه پیوند داده) است که بیشتر این سوئیچ ها برای تصمیم گیری درمورد انتقال پکت داده (Packet) به یک شبکه مورد توجه قرار می گیرند. در این لایه است که به عنوان مثال یک سوئیچ می تواند آدرس MAC دو دستگاه را داخل یک شبکه پیدا کند و بین آن ها ارسال و دریافت صورت گیرد.

سوئیچ های لایه 2 ، آدرس MAC را به صورت خودکار پیدا می کنند و جدولی را درست می کنند که می تواند برای ارسال پکت های انتخابی مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال اگر یک سوئیچ پکتی را از آدرس MAC خاصی از پورت 1 دریافت نماید و سپس متوجه شود که پکت مربوط به کدام آدرس MAC می باشد، از این به بعد به راحتی برای ارسال پکت به هر پورت دیگر، از پورت 1 استفاده می کند.
 

از آنجایی که اطلاعات سوئیچ های لایه 2 به راحتی قابل بازیابی هستند، پکت ها می توانند خیلی سریع از طریق کابل پرسرعت شبکه ارسال شوند. بنابراین میزان تأثیرگذاری سوئیچینگ لایه 2، خیلی کم بوده یا اصلا بر عملکرد یا پهنای باند شبکه اثری نمی گذارد و از آنجایی این تجهیزات نسبتاً ساده هستند و نیاز به نصب و مدیریت ندارند، برای استفاده مناسب، ارزان و سهل العمل هستند.

کاری که سوئیچ لایه 2 نمی تواند انجام دهد این است که هیچ قابلیت هوشمندی برای ارسال پکت ندارد. این سوئیچ ها نمی توانند پکت را بر اساس آدرس IP یا براساس اولویت بندی پکت به وسیله نرم افزارهای خاص ارسال کنند و مثلاً نمی توانند بر روی ترافیک Voice over IP پهنای باند تضمینی به کابران ارائه کنند.

مزایای سوئیچ لایه 3

ارسال پکت به صورت هوشمند (مسیریابی یا همان Routing) بر اساس اطلاعات لایه 3 معمولاً از وظایف

از دیگر قابلیت های هوشمندی که معمولاً در سوئیچ های لایه 3 یافت می شود، تقسیم منطقی یک شبکه به دو یا بیش از دو LAN مجازی است. به علاوه افزایش کنترل امنیت برای جلوگیری از تغییرات راه اندازی غیر مجاز می باشد. از کاربردهای دیگر سوئیچ های لایه 3، اولویت بندی ترافیک جهت تضمین کیفیت خدمات (QoS) می باشد.

مشکلات سوئیچ لایه 3

قدرت پردازش بالا برای استفاده از اطلاعات سوئیچ لایه 3 مورد نیاز است. در نتیجه سوئیچ های لایه 3 قدیم با قدرت پردازش کم می توانند باعث ایجاد گلوگاه (Bottleneck) گردند. از طرف دیگر سوئیچ های لایه 3 نسبت به نمونه مشابه لایه 2 به مراتب گرانتر هستند.

چه سوئیچی؟

شبکه های کوچک به تنهایی می توانند با تجهیزات لایه 2 ساخته شوند اما بیشتر شبکه های شرکت های بزرگ نیاز به ترکیبی از سوئیچ های لایه 2 و لایه 3 دارند. سوئیچ های لایه 2 سطح پایین، روشی ارزان و آسان برای ایجاد اتصالات درون شبکه ای هستند در حالیکه سوئیچ های هوشمند لایه 3 امکان ایجاد شبکه های درون سازمانی را بین بخش های مختلف با قابلیت کنترل پهنای باند جهت جلوگیری از افت پهنای باند فراهم می سازند.

شایان ذکر است که بعضی تأمین کنندگان سوئیچ حتی از سوئیچ های لایه 4 (Transport) و بالاتر صحبت به میان می آورند. به عنوان مثال سوئیچ های Load Balancing از اطلاعات لایه های بالاتر از 3 برای ارسال پکت ها در بین گستره وسیعی از سرورها استفاده می کنند. از آنجایی که این گونه سوئیچ های چند لایه ای (Multi-Level) بسیار گرانتر و پیچیده تر هستند، اکثراً برای موارد خاص مورد استفاده قرار می گیرند.