كان تطوير مفاتيح الطبقة الثالثة أمرًا بالغ الأهمية للشبكات الحديثة، حيث تعمل مثل هذه الأجهزة على دمج قدرات المفاتيح التقليدية مع قدرات أجهزة التوجيه. ولهذا السبب، تعد مفاتيح الطبقة الثالثة ضرورية للمؤسسات التي تريد تقليل عدد الأجهزة على شبكتها مع زيادة الكفاءة، حيث تتعامل هذه المفاتيح مع معظم التوجيه داخل الشبكة. في هذه المقالة، سنصف كيفية عمل مفاتيح الطبقة الثالثة، ونوضح بالتفصيل استخدامها لتبديل Ethernet جنبًا إلى جنب مع توجيه IP لتناسب البيئات الغنية بالبيانات. سواء كنت مسؤول شبكة تبحث عن طريقة أفضل لتنظيم أنظمة الشبكة في مؤسستك أو مخططًا لتكنولوجيا المعلومات يضع خططًا للتغييرات المحتملة في البنية، ستساعدك هذه الورقة على فهم مفاتيح الطبقة الثالثة وكيف تساعد في إنشاء شبكات قوية وقابلة للتوسع.
ما الذي يميز مفتاح الطبقة الثالثة عن مفتاح الطبقة الثانية؟
أهمية نموذج OSI ووظائف الطبقة الثالثة.
إن الفارق الرئيسي بين مفاتيح الطبقة 3 والطبقة 2 هو القدرة على التوجيه بالإضافة إلى التبديل. تستخدم مفاتيح الطبقة 2 عناوين MAC كأساس لعملياتها وتوجيه حزم البيانات داخل نفس جزء الشبكة. وعلى النقيض من ذلك، يمكن لمفاتيح الطبقة الثالثة توجيه الحزم عبر شبكات فرعية مختلفة باستخدام عناوين IP. هذه الميزة ضرورية للتحكم في حركة البيانات في الشبكات الكبيرة والمعقدة. تعمل هذه الميزة على تحسين الاتصال لأنها تقلل من البث عند توصيل البيانات. تعد مفاتيح الطبقة 3 مثالية في مثل هذه المواقف لأنها تجمع بين سرعة مفتاح الطبقة 2 ووظيفة التوجيه لجهاز التوجيه.
الانتقال من التبديل إلى جهاز الطبقة الثالثة
كان التقدم من أجهزة التبديل من الجيل الأقدم إلى أجهزة الطبقة الثالثة مدفوعًا في المقام الأول بالرغبة المتزايدة لدى مديري الشبكات في التحكم في المعلومات وتوزيعها بكفاءة عبر أنظمة أكثر تعقيدًا وتقدمًا. وعلى النقيض من أجهزة التبديل من الطبقة الثالثة، لا تقوم أجهزة التبديل من الطبقة الثانية إلا بإعادة توجيه البيانات من خلال عنوان MAC محدد وداخل نفس الشبكة الفرعية. تساعد هذه الميزة الإضافية في تعزيز عدد أجهزة التوجيه، مما يقلل من عدد أجهزة التوجيه المطلوبة في ظروف معينة، وبالتالي زيادة كفاءة الشبكة. أدى الجمع بين التوجيه والتبديل في شفرة واحدة إلى القضاء على عنق الزجاجة لجهاز التوجيه التقليدي، مما يجعل أجهزة التوجيه غير ذات صلة بأجهزة الطبقة الثالثة فحسب، بل ويبسط أيضًا بنية الشبكة بالكامل. وفي الحالات التي يكون فيها الاتصال السريع عبر شبكات فرعية متعددة وتقديم عمليات نقل بيانات عالية السرعة داخل شبكة فرعية واحدة ضروريًا، فإن هذا يجعل أجهزة الطبقة الثالثة ضرورة مطلقة.
فهم الاختلافات الرئيسية بين مفاتيح الطبقة 2 والطبقة 3
داخل الشبكة، تختلف مفاتيح الطبقة الثانية والثالثة من حيث تطبيقها ووظيفتها. تعمل مفاتيح الطبقة الثانية بشكل أساسي في الطبقة الثانية من نموذج OSI وتركز على استخدام عناوين MAC كعنوان مادي أساسي. وتعتمد على جداول عناوين MAC لتوجيه حركة المرور وتنفذ شبكات VLAN لتقسيم الشبكات، وهو أمر مناسب للإعدادات المحلية ذات حركة المرور المحدودة بين شبكات VLAN.
ونتيجة لذلك، تعمل مفاتيح الطبقة 3 على طبقة الشبكة وتتضمن إمكانية التوجيه فوق التبديل. تعمل عناوين IP وبروتوكولات التوجيه مثل OSPF أو BGP على تسهيل حركة المرور بين الشبكات الفرعية عبر شبكات IP. يتم نشر مفاتيح الطبقة 3 دائمًا تقريبًا في شبكات أكبر وأكثر تعقيدًا لأنها يمكن أن تقلل من زمن الوصول بين الأجهزة من خلال أداء وظائف التوجيه داخليًا بدلاً من خلال أجهزة توجيه خارجية متعددة.
من السمات المميزة الرئيسية الأخرى هي بنية الأجهزة الخاصة بها - عادةً ما تمتلك مفاتيح الطبقة 3 معالجات وذاكرة أكثر قوة لتخزين جداول التوجيه وتخزين المسارات والبروتوكولات. تُستخدم أجهزة الطبقة 2 على نطاق واسع في طبقات الوصول والتوزيع؛ مفاتيح الطبقة الثالثة، التي تحل محلها في طبقات التوزيع والنواة، لديها سعة أفضل ويمكنها تمكين تصميمات شبكات احترافية أخرى.
كيف يتم التوجيه في المفاتيح المدارة التي تعمل على الطبقة 3؟
أهمية قرارات التوجيه في الشبكات
تعتبر قرارات التوجيه في مفاتيح الطبقة 3 المُدارة مهمة عند تحويل حزم البيانات عبر مجالات مختلفة داخل الشبكة. تنفذ هذه المفاتيح خوارزميات التوجيه والجداول لحزم البيانات لاتخاذ أقصر مسار تأخير إلى الوجهة، مما يضمن الموثوقية. إنها تعمل على تحسين أداء وقابلية توسيع الشبكة من خلال تمكين التوجيه بين شبكات VLAN وربط العديد من الشبكات الفرعية. هذه الميزة مناسبة للغاية في المؤسسات التجارية حيث توجد حاجة لربط أشكال الشبكة المعقدة المختلفة دون أي عقبات.
كيف يعمل توجيه الطبقة الثالثة على تحسين أداء طبقة الشبكة؟
يعمل التوجيه في الطبقة الثالثة على تعزيز وظائف طبقة الشبكة من خلال تعزيز نقل البيانات وتنسيق الاتصالات بين القطاعات على الشبكة ككل. ويتم ذلك من خلال القضاء على حركة البث غير الضرورية باستخدام عناوين IP لتوجيه الحزم إلى وجهاتها المطلوبة. وتضمن بروتوكولات مساحة العناوين متعددة البث مثل OSPF أو BGP اختيار المسار الأكثر ملاءمة في مواقف التوجيه في الطبقة الثالثة حول تكوين الشبكة في ذلك الوقت. كما يقلل من درجة التأخير التي تواجهها الشبكة ويحسن موثوقيتها. كما أنه قادر على استخدام تقسيم الشبكات الفرعية مما يحسن الاستخدام الفعال لعناوين IP والشبكة القابلة للإدارة. وتعمل هذه السمات مجتمعة على تحسين سرعة الشبكات وأمانها وقابليتها للتوسع بشكل كبير.
الجمع بين القدرة على التوجيه والقدرة على التبديل
يمكن تحقيق الجمع بين القدرة على التوجيه والقدرة على التبديل من خلال تنفيذ مفاتيح متعددة الطبقات، والتي تضيف وظائف قدرة التوجيه من الطبقة 3 إلى وظائف التبديل التقليدية من الطبقة الثانية. وهذا يحسن الأداء من خلال تقليل عدد الأجهزة التي تحتاج إلى المشاركة في معالجة البيانات على مستوى المفتاح، ومعالجة حركة المرور بين شبكات VLAN دون مساعدة أجهزة توجيه خارجية. تعمل مثل هذه المفاتيح على تحسين الأداء من خلال تحسين تدفق حركة المرور داخل وخارج 3 شبكات فرعية، وبالتالي تحسين زمن انتقال النظام والإنتاجية. علاوة على ذلك، تعمل هذه الأجهزة على تحسين تنظيم الشبكة لأنها تجمع بين وظائف التوجيه والتبديل في مجموعة من الأجهزة، مما يعني أن هذه الشبكة قابلة للتطوير بسهولة وأكثر قابلية للإدارة. تعد المفاتيح متعددة الطبقات مناسبة للغاية لشبكات المؤسسات المعاصرة لأنها تتطلب أداءً عاليًا مع الحد الأدنى من فترات التوقف.
ما هي الإجراءات خطوة بخطوة لتكوين توجيه VLAN على وحدة تحكم التبديل الطبقة 3؟
"توجيه VLAN، لماذا نحتاج إليه؟"
إن تنفيذ بروتوكولات التوجيه الديناميكية هو أحد أفضل الطرق لضمان توفير اتصال فعال بين شبكات VLAN في مفتاح الطبقة 3. ومن خلال استخدام إعدادات الشبكات المتقاطعة، يمكن لشبكات VLAN التواصل مع بعضها البعض من خلال أجهزة توجيه تبديل مختلفة بمساعدة حلول أو بروتوكولات الاتصال مثل أقصر مسار أولاً (OSFP) التقليدي، أو بروتوكول توجيه البوابة المتكاملة المعزز (EIGRP)، أو بروتوكول معلومات التوجيه (RIP)، والعديد من البروتوكولات الأخرى. ومن خلال القيام بذلك، فإنها تتلقى الحد الأدنى من المساعدة اليدوية أو لا تتلقى أي مساعدة على الإطلاق، مما يسمح لها "بالتكيف" مع أي تعديلات داخل الشبكة. وبمجرد تكوين هذه البروتوكولات، ستتعلم المفاتيح القادرة على تشغيل شبكات VLAN المسارات تلقائيًا، وسيتم استخدام أفضل مسار ممكن للتواصل مع شبكة VLAN المحددة.
على سبيل المثال، كان بروتوكول توجيه متجه المسافة مفيدًا تمامًا عند إعداد الشبكات الكبيرة لأنه يصبح أقل فائدة عندما يكون لديك بنية هرمية وأيهما التنقل سريع. بالإضافة إلى ذلك، يتقارب EIGRP بسرعة ولديه ميزات موازنة تحميل غير متساوية، وهو أمر جيد للشركات. مع الأخذ في الاعتبار هذا التنفيذ لبروتوكولات التوجيه، سيكون لدى المرء "تجزئة جيدة" مع أقل تكلفة لسوء التكوين لأنه سيضع التوجيه المباشر لشبكات VLAN المترجمة للعمل حتى على الشبكات المعقدة أو المتغيرة. يمكن تقليل تعقيد التوجيه بشكل أكبر من خلال تنفيذ تكوينات متقدمة مثل دمج التقنيات المتباينة واستخدام تلخيص المسار.
أفضل الممارسات لضمان الاتصال والأمان
- اعتماد تجزئة IPnan: إن الحد من المهام من خلال التحكم في كمية الوصول والاختراقات المحتملة لهذا الوصول من خلال تقسيم الشبكات إلى عدة أجزاء يعد نهجًا جيدًا لصد البيانات الحساسة. وهذا يحسن الأداء مع حماية المواد الحساسة من خلال عزل الظروف المهمة، على غرار النهج الذي تتبعه مفاتيح الطبقة الثالثة مع وظائف التوجيه الخاصة بها للمساعدة في الأمن.
- تغيير روتين تحديث الأجهزة: من الآمن أن نفترض أن كل جهاز يتصل بالشركة، بما في ذلك أجهزة التوجيه والمفاتيح وجدران الحماية، لديه البرامج الثابتة الخاصة به في أحدث شكل لها، وبالتالي معالجة نقاط الضعف المحتملة الشائعة في شبكة الشركة.
- إعداد آليات مصادقة المستخدم بشكل جماعي: يمكن تثبيت المصادقة متعددة العوامل (MFA)، مما يؤدي إلى المزيد من تطبيقات الأمان داخل الشبكة مع تعزيز التحكم في الوصول بحيث يعمل الأفراد المصرح لهم فقط على التطبيقات.
- فحص حركة الشبكة: يتم تحليل حركة المرور على الشبكة في حلقة مستمرة، مما يغذي أنظمة اكتشاف التطفل (IDPS)، ويوفر طرقًا للتهديدات المحتملة، ويضمن أنه في جميع أجهزة التوجيه، يتم بدء معلومات التوجيه وتوجد روابط اتصال قوية.
- عندما لا يكون عزل البيانات قادرًا على المساعدة في فرض سياسات التحكم في الوصول: يتعين على سياسات التحكم في الوصول أن تكون عبارة عن تحكم في الوصول يعتمد على الدور (RBAC) في الحالات التي يتطلب فيها الوصول إنشاء مناطق منفصلة؛ ويتم ذلك بناءً على ضرورة اتصال المستخدمين فقط بالموارد الحيوية بالنسبة لهم أثناء أداء عملهم.
- تشفير المعلومات الحساسة: نظرًا لأن البيانات الحساسة تحتاج إلى الحماية من التغيير أثناء النقل، يتم أخذ بروتوكولات مثل TLS في الاعتبار، والتي تساعد في ضمان استلام الرسالة في شكلها الأصلي.
- محاكاة الهجمات السيبرانية المنتظمة:يتم إنشاء سيناريوهات هجومية وهمية لمعرفة مدى فعالية التدابير الأمنية المتبعة والثغرات الموجودة في التدابير نفسها.
وتسمح هذه الأساليب للشركات بتحسين موثوقية الشبكة وتأمينها ضد التهديدات مع الحفاظ على اتصالها الجيد.
لماذا تعد الطبقة الثالثة من المفاتيح المُدارة أكثر ملاءمة لشبكة المؤسسة؟
تحليل احتياجات التوجيه المتقدمة على الطبقة 3 في بيئة المؤسسة.
إن مفتاح الطبقة الثالثة فعال مثل جهاز التوجيه وأحيانًا يكون أفضل في شبكة المؤسسة. بعد إضافة وظيفة التوجيه بين شبكات VLAN، يصبح تقسيم الشبكات الكبيرة إلى شبكات أصغر ممكنًا مع الاستمرار في توفير تدفقات حركة المرور بين الشبكات الفرعية. علاوة على ذلك، فإن الأجهزة التي تعمل كطبقة ثالثة ستسمح باستخدام بروتوكولات التوجيه مثل OSPF وBGP، مما يزيد من قابلية توسع الشبكة واختيار أفضل للطرق التي تنقل البيانات عبر النظام.
تجمع مفاتيح الطبقة الثالثة المتطورة بين قدرات الأجهزة والبرامج، وتتمتع بوظائف متقدمة، وتضمن شبكة موثوقة بتكلفة منخفضة. وقد تم تنفيذ سرعة التوجيه، وهي ميزة كبيرة للشركات التي تدير حجمًا كبيرًا من حركة المرور. على سبيل المثال، تعمل قائمة التحكم في الوصول على تعزيز أمان الشبكة بشكل كبير من خلال تقييد تدفق حركة المرور وفقًا لمعايير محددة، وبالتالي الحد من محاولات الاختراق.
بالإضافة إلى ذلك، من الضروري ملاحظة أن المفاتيح العاملة على مستوى الطبقة 3 من نموذج OSI تنفذ قدرات جودة الخدمة، وهذا هو السبب في أن هذه المفاتيح أصبحت ذات أهمية قصوى في إعدادات المؤسسة. تضمن جودة الخدمة بقاء تدفقات البيانات الرئيسية سليمة، مما يتيح تطبيقات الوقت الحقيقي مثل VoIP ومكالمات الفيديو، حتى في الشبكات المزدحمة. تُظهر جميع القدرات المذكورة أعلاه أن مفاتيح الطبقة الثالثة أساسية في المؤسسات الحالية.
تترافق كفاءة الإنتاجية وطبقة الشبكة مع بعضها البعض.
من أجل إدارة الإنتاجية وكفاءة طبقة الشبكة، يتم التخطيط بعناية بطريقة لا تؤثر على موثوقية الشبكات. تقوم أي مؤسسة بذلك من خلال تقنيات مثل بروتوكولات التوجيه الديناميكية التي تساعد في تقليل الوقت المستغرق لنقل حزم البيانات، مما يزيد من الإنتاجية. كما أن تقليل حركة البث بسبب تنفيذ شبكات VLAN سيوفر كفاءة إجمالية أعلى عبر شبكة المؤسسة. كما يعد استخدام أدوات المراقبة والتحليلات أمرًا بالغ الأهمية لاكتشاف الازدحام، وبالتالي السماح بالتعديلات في الوقت الفعلي لتصحيحه وضمان تدفق مستمر للأشياء في جميع أنحاء الشبكة. يعد البقاء ضمن نطاق التوازن هذا أمرًا ضروريًا لتجنب الازدحام مع تمكين الشبكة من البقاء مستقرة وظيفيًا حتى في ظل الاستخدام المرتفع.
مزايا الميزات الإضافية على المفتاح المُدار لإدارة تكنولوجيا المعلومات
تمثل قدرات المحولات المُدارة ميزة كبيرة لإدارة تكنولوجيا المعلومات في التحكم في الشبكة وتأمينها. بالنسبة لهذه المحولات، من الممكن تحديد الأولويات لبعض حركة المرور من خلال تكوين إعدادات جودة الخدمة (QoS). في الوقت نفسه، توفر المحولات المُدارة إمكانية استخدام أدوات مراقبة متقدمة مثل SNMP لإجراء فحص الشبكة في الوقت الفعلي وتحديد أي مواقع ذات مخاطر محتملة. كما تعمل على تعزيز الأمان باستخدام شبكات VLAN وقوائم التحكم في الوصول، والتي توفر إمكانية تقييد أقسام معينة من الشبكة. تعمل كل هذه الميزات على تحسين إدارة تكنولوجيا المعلومات وقدرتها على الصمود مع تحسين أداء الشبكة ووقت التشغيل.
ما هي المزايا التي تقدمها مفاتيح الطبقة الثالثة بالضبط فيما يتعلق بتوجيه IP؟
سيكون توجيه الشبكات الفرعية داخليًا هو الإجابة على السؤال المطروح.
تسمح مفاتيح الطبقة 3 بتوجيه حركة المرور بكفاءة أكبر في الشبكات الفرعية من خلال تقليل الحاجة إلى أجهزة توجيه خارجية، مما يسمح باتصالات فعالة بين شبكات VLAN. تدمج هذه الأدوات التبديل بين الطبقة الثانية والتوجيه بين الطبقة الثالثة، مما يسمح بنقل سريع لحزم البيانات وتقليل تأخيرات الشبكة. تعمل مفاتيح الطبقة 3 على التخلص من نقاط الاختناق من خلال التوجيه على مستوى الأجهزة وتسمح بتدفق اتصالات الشبكة الفرعية المستهدفة بشكل أفضل وأكثر كفاءة. كما أنها قادرة على الاتصال باستخدام OSPF للتوجيه الديناميكي، مما يزيد من استخدام الشبكة الفرعية. لذلك، لا تعيق التعقيدات في طوبولوجيات الشبكة بنية الشبكة. يعمل هذا التحسين على زيادة أداء الشبكة وتصميمها.
استخدام إدارة وتخصيص عنوان IP
مع مفاتيح الطبقة الثالثة، يتم تحسين تقسيم الشبكات الفرعية لسياسة العنونة الفعالة ووظائف DHCP بشكل كبير. تعمل أجهزة التوجيه الفعالة على تحسين تخصيص العناوين ونظام العنونة داخل بنية الشبكة بحيث يتم استغلال مساحة العناوين المتاحة بالكامل. يمكن أن تعمل هذه المفاتيح بالاشتراك مع خوادم DHCP التي يمكنها توفير العنونة تلقائيًا دون الحاجة إلى الكثير من التدخل في التكوين، وبالتالي تجنب الأخطاء. علاوة على ذلك، يتيح استخدام شبكات VLAN تقسيم الشبكة إلى شبكات فرعية أصغر لتنظيم الموارد واستخدامها بكفاءة، وبالتالي السماح بالتوسع في هياكل الشبكة الكبيرة والمعقدة.
تحسين إدارة جدول التوجيه واستخدام بروتوكول التوجيه
تعمل مفاتيح الطبقة 3 في الشبكة على تعزيز إدارة جدول التوجيه من خلال مجموعة من الخوارزميات المناسبة لقرارات التوجيه ومعالجة الإشارات الكهربائية بسرعات عالية إلى حد ما. وهي تستخدم بروتوكولات التوجيه الديناميكية، بما في ذلك OSPF وRIP وBGP، والتي تدير تغيير طوبولوجيا الشبكة مع القليل من الجهود اليدوية. وتضمن مثل هذه المفاتيح التوجيه السليم من خلال اختيار أفضل المسارات المتاحة بناءً على مقاييس التكلفة والموثوقية ومعلمات مؤشرات الأداء الرئيسية للقضاء على الازدحام. والأهم من ذلك، أن الميزات مثل تلخيص المسارات وإعادة توزيع المسارات بين البروتوكولات المختلفة تعمل على تعزيز دقائق جدول التوجيه لتحسين الكفاءة التشغيلية للشبكة من خلال تقليل تعقيدات الطلب. وتعمل هذه الميزة على تعزيز الأداء العام للشبكة وقابلية التوسع في تكوينات الشبكة المختلفة.
الأسئلة الشائعة (FAQs)
س: ما هي العلاقة بين مفتاح الطبقة 3 ومفتاح Ethernet القياسي؟
ج: إن مفتاح الطبقة 3، وهو نوع من مفاتيح الطبقة 3، أكثر تطورًا من الناحية التكنولوجية من أجهزة التبديل الأخرى لأنه يعمل في الطبقة 3 من نموذج OSI، والذي يجمع بين جهاز التوجيه عالي السرعة ووظائف مفتاح Ethernet. وعلى عكس مفاتيح Ethernet التقليدية، التي تعمل في طبقات OSI 2، يمكن لمفاتيح الطبقة 3 ربط شبكات الطبقة 3 وإنشاء الرسائل باستخدام عناوين IP الوجهة حيث توجد المعلومات المغلفة بـ IP في رأس الحزمة. وبالتالي، يمكن استخدام التوجيه بين شبكات VLAN، والذي يتضمن الاتصالات بين أكثر من شبكتي VLAN تخفيان شبكات L2، وعلاوة على ذلك، الميزات القمية لهذا النوع، مع المحول في مخطط شبكة أكثر تعقيدًا.
س: كيف تقوم مفاتيح الطبقة 3 بتوجيه الاتصالات بين شبكات VLAN المختلفة؟
ج: ما تفعله مفاتيح L3 هو التوجيه بين شبكات VLAN، وهذه هي نقطة قوتها. فهي تستخدم جهاز التوجيه الداخلي الخاص بها عند إعادة توجيه شبكات VLAN المختلفة، وبالتالي فهي لا تستخدم جهاز توجيه خارجي. ولنتأمل هنا الحالة التي تنتقل فيها حركة المرور بين VLAN10 وVLAN20. تحتوي مفاتيح الطبقة الثالثة على عمليات التوجيه الخاصة بها، والتي تستفسر عن الحزم المغلفة للحصول على عنوان IP الوجهة المحدد. وبالتالي، يتم إنشاء مسار إلى الوجهة. وهذا أكثر كفاءة من أجهزة التوجيه القياسية لأن الإجراء يتم عبر تنفيذات الأجهزة. كما تدعم مفاتيح L3 وسم VLAN، مما يجعل الوصول إلى شبكة مكتظة بشبكات VLAN أسهل.
س: ما الذي يمكنك الحصول عليه من استخدام مفتاح الطبقة 3 في الشبكة؟
ج: أستطيع أن أرى العديد من المزايا لتطبيق مفتاح الطبقة 3. بعض هذه المزايا تشمل ما يلي: 1. زيادة الأداء: نظرًا لأن مفاتيح الطبقة 3 يمكنها إجراء التوجيه والتوجيه بسرعة السلك، فسوف تكون هناك فترات تأخير أقل في الشبكة. 2. تقليل التعقيد: في معظم الحالات، هناك متطلب لعدم وجود أجهزة توجيه منفصلة إضافية. 3. قدرات أفضل لشبكة VLAN: بيئات بدون المتطلب المزعج للمعدات الخارجية للتوجيه بين شبكات VLAN. 4. سهولة التنفيذ: مع الشبكات المتنامية، يمكن توسيعها بسهولة. 5. اقتصادية: تساعد مثل هذه الأجهزة في التوجيه والتبديل. 6. قدرات إضافية: يدعم الجهاز بروتوكولات التوجيه OSPF وBGP والثابتة. 7. تحسين التحكم في الوصول: يمكن تطبيق ميزات من نوع جدار الحماية مثل قوائم التحكم في الوصول على طبقة الشبكة بدلاً من ذلك.
س: كيف تقوم مفاتيح الطبقة 3 بإدارة الواجهات والمنافذ؟
ج: تشبه وظائف إدارة الواجهات والمنافذ على مفاتيح الطبقة 3 تلك الموجودة في المفاتيح وأجهزة التوجيه. على سبيل المثال، يحتوي مفتاح الطبقة 3 على منفذ مادي، مصمم إما كمنفذ مفتاح الطبقة 2 أو منفذ موجه الطبقة 3. يمكن ربط منافذ المفتاح بشبكات VLAN، التي تؤدي وظائف مفتاح Ethernet العادي. على النقيض من ذلك، يمكن أن تحتوي المنافذ الموجهة على عناوين IP ويمكن استخدامها للتوجيه. علاوة على ذلك، يمكن لمفاتيح الطبقة 3 دعم الواجهات الافتراضية (SVIs) التي تتوافق مع شبكات VLAN الفردية، وبالتالي تمكين التوجيه بين شبكات VLAN. لذلك، تسمح هذه الاختلافات في تكوينات المنافذ والواجهات باستخدام مفاتيح الطبقة 3 في العديد من التطبيقات في مختلف بنيات الشبكة.
س: هل صحيح أن مفاتيح الطبقة 3 يمكن أن تحل محل أجهزة التوجيه التقليدية في تكوين الشبكة؟
ج: في أغلب الحالات، يمكن لمفاتيح غير L3 أن تحل محل أجهزة التوجيه التقليدية لشبكات LAN ومراكز البيانات. يمكن لمفاتيح L3 أن تؤدي معظم وظائف التوجيه التي يقوم بها جهاز التوجيه التقليدي، بما في ذلك بروتوكولات التوجيه الثابتة وبين شبكات VLAN والديناميكية. ومع ذلك، قد تكون أجهزة التوجيه التقليدية مطلوبة لوظائف معينة أو اتصالات WAN. يعتمد سبب اختيار وضع مفتاح L3 بدلاً من جهاز التوجيه على حجم الشبكة والميزات المطلوبة والأداء المطلوب والتكلفة.
س: ما هو الدور الذي يلعبه مفتاح الطبقة 3 في التسلسل الهرمي للشبكة؟
ج: إن إجراء التوجيه الأمثل الذي تكون فيه وظيفة الطبقة 3 أكثر فعالية هو المدمج في المفاتيح الموجودة في الأقسام الأساسية لمفاتيح الطبقة 3. وفي مثل هذه الحالات، يمكن القول إن البنية الداخلية لمفاتيح الطبقة 3 تُستخدم بفعالية. إن مفاتيح الإيثرنت المُدارة موجودة في كل مكان لتوفير الاتصال عند طبقة الوصول للشبكة. إن مفاتيح الوصول هي نهايات لطبقة LC-A2 للشبكة المحلية، وتقوم مفاتيح الطبقة 3 بالتوجيه بين شبكات VLAN. وعلاوة على ذلك، فإن مفتاح الطبقة 3، وهو أقل تكلفة من جهاز التوجيه، يؤدي نفس الوظائف والقدرات التي تؤديها واجهة جهاز بروتوكول الطبقة XNUMX، حيث يقوم بتمييز منافذ التبديل وتعيينها. يتم وضع هذه المفاتيح في طبقة التوزيع ويمكن ربطها ببعضها البعض لتشكيل طبقة أساسية للشبكة الموسعة. في بعض تصميمات الشبكة، مثل تلك ذات الحجم الأصغر، توفر نماذج معينة من مفاتيح الطبقة XNUMX المتقدمة خدمات التوزيع والوصول، وبالتالي كانت قادرة على العمل عبر عدة طبقات.
س: هل يمكنك ذكر خمسة أسماء تجارية شهيرة وأرقام طرازات مفاتيح الطبقة 3 تقريبًا؟
أ: تغطي أسواق مفاتيح الطبقة 3 العديد من الشركات المصنعة لأجهزة الاتصالات. ومن بين الشركات المصنعة الشهيرة: 1. Cisco: Catalyst 9300 Series، Nexus 9000 Series 2. Juniper: EX Series 3. Aruba (HP): 8320 Switch Series، 6300 Switch Series 4. Ubiquiti: EdgeSwitch 5. Dell: PowerSwitch S-Series 6. Netgear: M4300 Series. كل طراز من العلامات التجارية له طرازات مختلفة بكثافات وسرعات مختلفة للمنافذ ومجموعات ميزات مصممة لتلبية متطلبات وميزانيات الشبكات.
مصادر مرجعية
1. تطبيق توجيه الاتصالات بين شبكات VLAN في مفتاح الطبقة 3
- المؤلف: شياويوي جي، زيمين لي، وين لونغ
- تاريخ النشر: 9 أغسطس 2019
- ملخص: تدرس هذه الورقة ممارسات التوجيه بين شبكات VLAN المطبقة على مفاتيح الطبقة 3. وتوضح فوائد مفاتيح الطبقة 3، والتي تم تحديدها بشكل شامل على أنها سهولة الاستخدام، وفعالية التكلفة، والقدرة على توفير حلول لمتطلبات الشبكات الحالية. وتركز الدراسة على اعتبارات التوجيه لإدارة المتطلبات المتزايدة المتعلقة بجودة ومعدل نقل البيانات في شبكات اليوم بشكل فعال، خاصة وأن مستوى تعقيد التوجيه أصبح مصدر قلق كبير في الشبكات المعاصرة.
- المنهجية: قام المؤلفون بدراسة وتحليل ميزات توجيه الاتصالات في مفاتيح الطبقة 3، ومقارنتها بالطرق التقليدية مثل أجهزة التوجيه ذات الذراع الواحدة، والتي تتميز بسرعات نقل أبطأ وقابلية تطبيق محدودة (جي وآخرون ، 2019).
2. تطوير مفتاح الطبقة 3 مع واجهة حزمة بصرية بسرعة 100 جيجابت في الثانية
- المؤلف: ك. فوجيكاوا، إتش. فوروكاوا، ك. سوجاي، تي. موراناكا، إتش. هاراي
- تاريخ النشر: 1 يوليو، 2015
- ملخص: تقدم هذه الورقة نموذجًا أوليًا لمحول من الطبقة 3 مزود بواجهة حزمة بصرية بسرعة 100 جيجابت في الثانية واثنتي عشرة واجهة 10 جيجابت إيثرنت. يوفر هذا النموذج إمكانيات تحويل كاملة للطبقة 3، مما يسمح بإرسال الحزم من أي منفذ إدخال إلى أي منفذ إخراج استنادًا إلى البحث عن عنوان IP للوجهة. توضح الدراسة قدرة المحول على التعامل مع العديد من البادئات وعناوين الوجهة بكفاءة.
- المنهجية: قام المؤلفون بتطوير نموذج أولي وإجراء تقييمات للأداء، بما في ذلك عمليات البحث عن البادئة ومعالجة عنوان الوجهة، لتقييم قدرات المفتاح في بيئة عملية (فوجيكاوا وآخرون، 2015، ص 1-5).
3. نظام تسليم البريد الإلكتروني ذي الأولوية مع القائمة البيضاء الديناميكية في مفتاح الطبقة 3
- المؤلف: إن جادا، كيه ياماي، كيه أوكاياما، كيه كاوانو، إم ناكامورا
- تاريخ النشر: 22 يوليو، 2013
- ملخص: تبحث هذه الورقة البحثية في نظام تسليم أولوية البريد الإلكتروني الذي يستخدم مفتاح الطبقة 3 مع وظيفة التوجيه القائمة على السياسة. يهدف النظام إلى تسليم رسائل البريد الإلكتروني المهمة دون تأخيرات غير ضرورية، حتى عندما تكون وكلاء نقل البريد (MTAs) المتعددين نشطين في نفس الوقت، من خلال الاستفادة من اتصالات الارتباط الصاعد بشكل فعال. تعالج الدراسة مشكلات الأداء المتعلقة بالقوائم البيضاء الكبيرة وتقترح آلية تحديث ديناميكية للحفاظ على الكفاءة.
- المنهجية: قام المؤلفون باختبار النظام النموذجي في ظل ظروف مختلفة لتقييم أدائه في التعامل مع عمليات تسليم البريد الإلكتروني المتزامنة وفعالية القائمة البيضاء الديناميكية (غادا وآخرون، 2013، ص 581-586).
4. البحث والتنفيذ المضمن لمفاتيح الطبقة 3
- المؤلف: جينسوك سونغ، زيجينغ تشنغ
- تاريخ النشر: 11 كانون الأول، 2009
- ملخص: تناقش هذه الورقة طريقة جديدة لتنفيذ التبديل في الطبقة 3 بالكامل في البرامج، باستخدام منصة PowerPC 460GT. وتستكشف الورقة تطور أجهزة الشبكات من الطبقة 2 إلى الطبقة 3 وتقدم مخططًا تفصيليًا لعمليات التبديل في الطبقة 3.
- المنهجية: أجرى المؤلفون تحقيقًا مفصلاً في روتين العمل والتقنيات المتعلقة بمفاتيح الطبقة 3، مع التركيز على التنفيذات القائمة على البرامج (سونغ و تشنغ، 2009).
5. تصميم النسخ الاحتياطي الاحتياطي لمفتاح الطبقة 3 في الشبكة
- المؤلف: تشو رون شينغ
- سنة النشر: 2006
- ملخص: تتناول هذه الورقة بالتفصيل طريقتين تستخدمهما مفاتيح الطبقة 3 لتحقيق النسخ الاحتياطي لتكرار VRRP، مما يعزز موثوقية الشبكة وأدائها.
- المنهجية: يصف المؤلف تصميم وتنفيذ آليات التكرار في مفاتيح الطبقة 3، مع التركيز على تحسين موثوقية الشبكة (رون-شينغ، 2006).
6. مبدل الشبكة