Die Entwicklung von Layer-3-Switches war für moderne Netzwerke von entscheidender Bedeutung, da diese Geräte die Funktionen eines herkömmlichen Switches mit denen eines Routers vereinen. Aus diesem Grund sind Layer-3-Switches für Unternehmen unverzichtbar, die die Anzahl der Geräte in ihrem Netzwerk reduzieren und gleichzeitig die Effizienz steigern möchten, da diese Switches den Großteil des Routings innerhalb des Netzwerks übernehmen. In diesem Artikel beschreiben wir die Funktionsweise von Layer-XNUMX-Switches und erläutern detailliert ihre Verwendung von Ethernet-Switching in Verbindung mit IP-Routing, um datenreichen Umgebungen gerecht zu werden. Egal, ob Sie Netzwerkadministrator sind und nach einer besseren Möglichkeit suchen, die Netzwerksysteme in Ihrem Unternehmen zu organisieren, oder IT-Planer, der Pläne für mögliche Strukturänderungen erstellt – dieses Dokument hilft Ihnen, Layer-XNUMX-Switches zu verstehen und wie sie zur Erstellung robuster, erweiterbarer Netzwerke beitragen.
Was unterscheidet einen Layer-3-Switch von einem Layer-2-Switch?
Die Bedeutung des OSI-Modells und der Funktionen der dritten Schicht.
Der Hauptunterschied zwischen Layer-3- und Layer-2-Switches besteht in der Fähigkeit, zusätzlich zum Switching auch Routing durchzuführen. Layer-2-Switches verwenden MAC-Adressen als Grundlage für ihre Operationen und leiten Datenpakete innerhalb desselben Netzwerksegments weiter. Im Gegensatz dazu können Layer-3-Switches Pakete mithilfe von IP-Adressen durch verschiedene Subnetze routen. Diese Funktion ist für die Steuerung der Datenbewegung in großen und komplexen Netzwerken erforderlich. Diese Funktion sorgt für eine bessere Kommunikation, da sie die Übertragung bei der Datenübertragung reduziert. Layer-2-Switches sind in solchen Situationen ideal, da sie die Geschwindigkeit eines Layer-XNUMX-Switches und die Routing-Funktionalität eines Routers kombinieren.
Der Übergang vom Switch zum Layer-3-Gerät
Der Fortschritt von Switches der älteren Generation zu Layer-3-Geräten wurde vor allem durch den zunehmenden Wunsch der Netzwerkmanager vorangetrieben, Informationen effizient über komplexere und fortschrittlichere Systeme hinweg zu steuern und zu verteilen. Im Gegensatz zu Layer-3-Switches leiten Layer-XNUMX-Switches Daten nur über eine definierte MAC-Adresse und innerhalb desselben Subnetzes weiter. Diese zusätzliche Funktion trägt dazu bei, die Anzahl der Router zu erhöhen, was die Anzahl der unter bestimmten Umständen erforderlichen Router reduziert und so die Effizienz des Netzwerks erhöht. Die Kombination von Routing und Switching in einem Blade beseitigte den Engpass eines herkömmlichen Routers und machte nicht nur Router in den Layer-XNUMX-Geräten irrelevant, sondern rationalisierte auch die gesamte Netzwerkarchitektur. Und wo schnelle Kommunikation über mehrere Subnetze hinweg und die Bereitstellung von Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungen innerhalb eines einzelnen Subnetzes erforderlich ist, sind Layer-XNUMX-Geräte daher eine absolute Notwendigkeit.
Die wichtigsten Unterschiede zwischen Layer 2- und Layer 3-Switches
Innerhalb eines Netzwerks unterscheiden sich Layer-2- und Layer-XNUMX-Switches hinsichtlich ihrer Anwendung und Funktionalität. Ein Layer-XNUMX-Switch arbeitet hauptsächlich auf der zweiten Schicht des OSI-Modells und legt den Schwerpunkt auf die Verwendung von MAC-Adressen als primäre physische Adressierung. Er verlässt sich auf MAC-Adresstabellen, um den Datenverkehr zu leiten, und implementiert VLANs, um Netzwerke aufzuteilen, was für lokale Einstellungen mit begrenztem Inter-VLAN-Datenverkehr geeignet ist.
Layer-3-Switches arbeiten daher auf der Netzwerkebene und verfügen zusätzlich zum Switching über Routing-Funktionen. IP-Adressierungs- und Routing-Protokolle wie OSPF oder BGP erleichtern den Datenverkehr zwischen Subnetzen über IP-Netzwerke. Layer-3-Switches werden fast immer in größeren, komplexeren Netzwerken eingesetzt, da sie die Latenz zwischen Geräten reduzieren können, indem sie Routing-Funktionen intern und nicht über mehrere externe Router ausführen.
Ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal ist ihre Hardwarekonstruktion – Layer-3-Switches verfügen normalerweise über leistungsstärkere Prozessoren und Speicher zum Speichern von Routing-Tabellen, Routen-Caching und Protokollen. Layer-2-Geräte werden häufig in den Zugriffs- und Verteilungsschichten verwendet; Layer-XNUMX-Switches, die sie in den Verteilungs- und Kernschichten ersetzen, verfügen über eine bessere Kapazität und können professionellere Netzwerkdesigns ermöglichen.
Wie erfolgt das Routing in Managed Switches, die auf Layer 3 arbeiten?
Die Relevanz der Routing-Entscheidungen in den Netzwerken
Routing-Entscheidungen in Layer-3-Managed-Switches sind wichtig, wenn Datenpakete zwischen verschiedenen Domänen innerhalb eines Netzwerks umgeschaltet werden. Diese Switches implementieren Routing-Algorithmen und -Tabellen, damit Datenpakete den kürzesten Verzögerungspfad zum Ziel nehmen und so Zuverlässigkeit gewährleisten. Sie verbessern die Leistung und Skalierbarkeit des Netzwerks, indem sie Inter-VLAN-Routing ermöglichen und mehrere Subnetze verbinden. Diese Funktion eignet sich am besten für Unternehmensorganisationen, in denen verschiedene komplexe Netzwerkformen problemlos miteinander verbunden werden müssen.
Wie verbessert Layer-3-Routing die Leistung der Netzwerkschicht?
Layer-3-Routing verbessert die Funktionen der Netzwerkschicht, indem es die Datenübertragung und die Koordination der Kommunikation zwischen den Segmenten im gesamten Netzwerk fördert. Dies geschieht durch die Beseitigung unnötigen Broadcast-Verkehrs, indem IP-Adressierung verwendet wird, um Pakete an ihre gewünschten Ziele zu leiten. Multicast-Adressraumprotokolle wie OSPF oder BGP gewährleisten die Auswahl der am besten geeigneten Route in Situationen des Layer-XNUMX-Routings in Bezug auf die aktuelle Netzwerkkonfiguration. Es reduziert den Grad der Verzögerung im Netzwerk und verbessert seine Zuverlässigkeit. Es kann auch Subnetting verwenden, was die effiziente Nutzung von IP-Adressen und das verwaltbare Netzwerk verbessert. Zusammengenommen führen diese Attribute zu massiven Verbesserungen der Geschwindigkeit, Sicherheit und Skalierbarkeit der Netzwerke.
Die Fähigkeit zum Routing mit der Fähigkeit zum Switching kombinieren
Die Kombination der Routing- und Switching-Fähigkeiten kann durch die Implementierung von Multi-Layer-Switches erreicht werden, die den herkömmlichen Layer-3-Switching-Funktionen Routing-Funktionen der Schicht 3 hinzufügen. Dies verbessert die Leistung, indem die Anzahl der Geräte, die an der Datenverarbeitung beteiligt sein müssen, auf Switch-Ebene reduziert wird und Inter-VLAN-Verkehr ohne die Hilfe externer Router verarbeitet wird. Solche Switches verbessern die Leistung, indem sie den Verkehrsfluss in und aus XNUMX Subnetzen optimieren und so die Latenz und den Durchsatz des Systems verbessern. Darüber hinaus verbessern diese Geräte die Organisation des Netzwerks, da sie Routing- und Switching-Funktionen in einer Reihe von Geräten kombinieren, was bedeutet, dass dieses Netzwerk leicht skalierbar und besser verwaltbar ist. Multi-Layer-Switches eignen sich hervorragend für moderne Unternehmensnetzwerke, da eine hohe Leistung bei minimalen Ausfallzeiten erforderlich ist.
Wie lauten die schrittweisen Verfahren zum Konfigurieren des VLAN-Routings auf einer Layer-3-Switch-Konsole?
„VLAN-Routing, warum brauchen wir es?“
Die Implementierung dynamischer Routing-Protokolle ist eine der besten Möglichkeiten, um sicherzustellen, dass VLANs in einem Layer-3-Switch effektiv miteinander kommunizieren können. Durch die Verwendung von Cross-Networking-Einstellungen können VLANs mithilfe von Kommunikationslösungen oder Protokollen wie OSFP (Orthodox Shortest Path First), EIGRP (Enhanced Integrated Gateway Routing Protocol) oder RIP (Routing Information Protocol) und vielen anderen über verschiedene Switching-Router miteinander kommunizieren. Auf diese Weise erhalten sie nur minimale oder gar keine manuelle Unterstützung, sodass sie sich an alle Änderungen im Netzwerk „anpassen“ können. Sobald diese Protokolle konfiguriert wurden, lernen VLAN-fähige Switches automatisch Routen und die bestmögliche Route wird für die Kommunikation mit dem angegebenen VLAN verwendet.
Beispielsweise hat sich das Distance Vector Routing Protocol beim Einrichten großer Netzwerke als äußerst nützlich erwiesen, da es bei einer hierarchischen Struktur und schneller Navigation von untergeordneter Bedeutung ist. Darüber hinaus konvergiert EIGRP schnell und verfügt über ungleiche Lastausgleichsfunktionen, was für Unternehmen von Vorteil ist. Wenn man diese Implementierung der Routing-Protokolle in Betracht zieht, erhält man eine „gute Segmentierung“, während Fehlkonfigurationen die geringsten Kosten verursachen, da man das direkte Routing von Interpret-VLANs auch in komplexen oder sich ändernden Netzwerken einsetzen kann. Die Komplexität des Routings kann durch die Implementierung erweiterter Konfigurationen wie die Integration unterschiedlicher Techniken und die Verwendung einer Routenzusammenfassung weiter verringert werden.
Best Practices zur Gewährleistung von Konnektivität und Sicherheit
- Einführung der IPnan-Segmentierung: Ein guter Ansatz zum Schutz vor sensiblen Daten ist die Begrenzung der Aufgaben durch Kontrolle der Zugriffsmenge und potenzieller Zugriffsverletzungen durch Aufteilung der Netzwerke in einzelne Gruppen. Dies verbessert die Leistung und schützt gleichzeitig sensible Materialien durch die Isolierung wichtiger Bedingungen, ähnlich dem Ansatz, den Layer-3-Switches mit ihren Routing-Funktionen zur Verbesserung der Sicherheit verfolgen.
- Ändern Sie die Routine zum Aktualisieren von Geräten: Man kann davon ausgehen, dass jedes Gerät, das eine Verbindung zum Unternehmen herstellt – einschließlich Router, Switches und Firewalls – über die neueste Firmware verfügt und somit mögliche Schwachstellen im Netzwerk des Unternehmens behoben werden.
- Massenhafte Einrichtung von Benutzerauthentifizierungsmechanismen: Es kann eine Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA) installiert werden, die zu mehr Sicherheitsanwendungen innerhalb des Netzwerks führt und gleichzeitig die Zugriffskontrolle verbessert, sodass nur autorisiertes Personal mit den Anwendungen arbeitet.
- Untersuchung des Netzwerkverkehrs: Die Analyse des Netzwerkverkehrs läuft in einer Endlosschleife, versorgt die Intrusion Detection Systems (IDPS) mit Daten, bietet Möglichkeiten zur Abwehr möglicher Bedrohungen und stellt sicher, dass in allen Routern die Routing-Informationen initiiert werden und starke Kommunikationsverbindungen bestehen.
- Wenn die Durchsetzung von Zugriffskontrollrichtlinien nicht durchführbar ist: In Fällen, in denen für den Zugriff die Erstellung separater Zonen erforderlich ist, muss es sich bei den Zugriffskontrollrichtlinien um eine rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC) handeln. Dies geschieht auf der Grundlage der Notwendigkeit, dass die Benutzer bei der Ausführung ihrer Arbeit nur auf die Ressourcen zugreifen dürfen, die für sie von entscheidender Bedeutung sind.
- Verschlüsselung sensibler Informationen: Da vertrauliche Daten während der Übertragung vor Änderungen geschützt werden müssen, kommen Protokolle wie TLS in Betracht, die dazu beitragen, dass die Nachricht in ihrer ursprünglichen Form empfangen wird.
- Regelmäßige Cyber-Angriffssimulationen: Es werden fiktive Angriffsszenarien erstellt, um die Wirksamkeit der vorhandenen Sicherheitsmaßnahmen und die Schwachstellen dieser Maßnahmen zu prüfen.
Solche Methoden ermöglichen es Unternehmen, die Zuverlässigkeit des Netzwerks zu verbessern und es vor Bedrohungen zu schützen und gleichzeitig gut verbunden zu bleiben.
Warum ist die dritte Schicht verwalteter Switches besser für ein Unternehmensnetzwerk geeignet?
Analyse der erweiterten Routing-Anforderungen auf Ebene 3 in einer Unternehmensumgebung.
Ein Layer-3-Switch ist in einem Unternehmensnetzwerk genauso effektiv wie ein Router und manchmal sogar besser. Nach dem Hinzufügen der Inter-VLAN-Routing-Funktionalität ist es möglich, große Netzwerke in kleinere aufzuteilen und dabei weiterhin Datenströme zwischen den Subnetzen zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglichen Geräte, die als Layer 3 dienen, die Verwendung von Routing-Protokollen wie OSPF und BGP, die die Skalierbarkeit des Netzwerks erhöhen und eine bessere Auswahl von Routen für die Datenübertragung durch das System ermöglichen.
Moderne Switches der dritten Schicht kombinieren Hardware- und Softwarefunktionen, verfügen über erweiterte Funktionen und gewährleisten ein zuverlässiges Netzwerk zu geringen Kosten. Es wurde Routing-Geschwindigkeit implementiert, was für Unternehmen mit einem großen Verkehrsaufkommen ein erhebliches Plus darstellt. ACL beispielsweise erhöht die Netzwerksicherheit erheblich, indem es den Verkehrsfluss nach festgelegten Kriterien einschränkt und so Einbruchsversuche begrenzt.
Darüber hinaus ist es wichtig zu beachten, dass die Switches, die auf der Ebene 3 des OSI-Modells arbeiten, QoS-Funktionen implementieren, weshalb diese Switches in Unternehmensumgebungen von größter Bedeutung sind. QoS stellt sicher, dass wichtige Datenströme intakt bleiben, was Echtzeitanwendungen wie VoIP und Videoanrufe selbst in überlasteten Netzwerken ermöglicht. Alle oben genannten Funktionen zeigen, dass Layer-XNUMX-Switches in den heutigen Unternehmen von grundlegender Bedeutung sind.
Durchsatz und Effizienz der Netzwerkschicht gehen Hand in Hand.
Um den Durchsatz und die Effizienz der Netzwerkschicht zu verwalten, wird eine sorgfältige Planung durchgeführt, die die Zuverlässigkeit der Netzwerke nicht beeinträchtigt. Jedes Unternehmen erreicht dies durch Technologien wie dynamische Routing-Protokolle, die dazu beitragen, die Zeit für die Weiterleitung von Datenpaketen zu verkürzen und so den Durchsatz zu erhöhen. Auch die Reduzierung des Broadcast-Verkehrs durch die Implementierung von VLANs führt zu einer höheren Gesamteffizienz im gesamten Unternehmensnetzwerk. Ebenfalls von entscheidender Bedeutung ist der Einsatz von Überwachungs- und Analysetools zur Erkennung von Überlastungen, um so Echtzeitanpassungen zur Behebung dieser zu ermöglichen und einen kontinuierlichen Objektfluss im gesamten Netzwerk sicherzustellen. Das Bleiben innerhalb dieses Gleichgewichtsbereichs ist wichtig, um Überlastungen zu vermeiden und gleichzeitig dafür zu sorgen, dass das Netzwerk auch bei hoher Auslastung funktional stabil bleibt.
Die Vorteile zusätzlicher Funktionen eines Managed Switches für das IT-Management
Die Funktionen verwalteter Switches sind für das IT-Management ein großer Vorteil bei der Steuerung und Sicherung des Netzwerks. Bei diesen Switches ist es möglich, durch die Konfiguration von Quality of Service-Einstellungen (QoS) Prioritäten für bestimmten Datenverkehr festzulegen. Gleichzeitig bieten verwaltete Switches die Möglichkeit, erweiterte Überwachungstools wie SNMP zu verwenden, um Netzwerkprüfungen in Echtzeit durchzuführen und Standorte mit potenziellem Risiko zu lokalisieren. Sie erhöhen außerdem die Sicherheit mit VLANs und Zugriffskontrolllisten, die die Möglichkeit bieten, bestimmte Abschnitte des Netzwerks einzuschränken. Alle diese Funktionen verbessern das IT-Management und die Ausfallsicherheit und verbessern gleichzeitig die Netzwerkleistung und -verfügbarkeit.
Welche Vorteile bieten Layer-3-Switche konkret für das IP-Routing?
Die Antwort auf die gestellte Frage wäre, Subnetze intern zu routen.
Layer-3-Switches ermöglichen eine effizientere Weiterleitung des Datenverkehrs in Subnetzen, indem sie den Bedarf an externen Routern verringern und so eine effiziente Inter-VLAN-Kommunikation ermöglichen. Diese Geräte kombinieren Layer-3-Switching mit Layer-XNUMX-Routing und ermöglichen so eine schnelle Übertragung von Datenpaketen und geringere Netzwerkverzögerungen. Layer-XNUMX-Switches beseitigen Engpässe durch Routing auf Hardwareebene und ermöglichen eine bessere und effizientere gezielte Subnetzkommunikation. Sie können auch über OSPF für dynamisches Routing kommunizieren, was die Nutzung des Subnetzes weiter erhöht. Daher beeinträchtigen Komplexitäten in den Netzwerktopologien die Netzwerkstruktur nicht. Diese Optimierung verbessert die Leistung und das Design des Netzwerks.
Einsatz von IP-Adressverwaltung und -zuweisung
Mit Layer-3-Switches werden die effektive Adressierungsrichtlinie, Subnetzbildung und DHCP-Funktionen erheblich verbessert. Effektive Router verbessern die Adresszuweisung und das Adressierungsschema innerhalb der Struktur eines Netzwerks, sodass der verfügbare Adressraum voll ausgenutzt wird. Diese Switches können in Verbindung mit DHCP-Servern arbeiten, die die Adressierung automatisch und ohne großen Konfigurationsaufwand bereitstellen und so Fehler vermeiden können. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von VLANs die Aufteilung des Netzwerks in kleinere Subnetze, um Ordnung zu schaffen und Ressourcen effizient zu nutzen, wodurch eine Erweiterung in großen, komplizierten Netzwerkstrukturen möglich wird.
Verbesserung der Routingtabellenverwaltung und der Routingprotokollnutzung
Layer-3-Switches im Netzwerk verbessern die Routing-Tabellenverwaltung durch eine Gruppe von Algorithmen, die für Routing-Entscheidungen und die Verarbeitung elektrischer Signale bei relativ hohen Geschwindigkeiten geeignet sind. Sie verwenden dynamische Routing-Protokolle, darunter OSPF, RIP und BGP, die Änderungen der Netzwerktopologie mit wenig manuellem Aufwand bewältigen. Solche Switches gewährleisten ein ordnungsgemäßes Routing, indem sie die besten verfügbaren Routen basierend auf Kosten- und Zuverlässigkeitsmetriken und KPI-Parametern auswählen, um Überlastungen zu vermeiden. Am wichtigsten ist jedoch, dass Funktionen wie Routenzusammenfassung und Neuverteilung von Routen zwischen verschiedenen Protokollen die Routing-Tabellenminuten verbessern, um die Betriebseffizienz des Netzwerks durch Reduzierung der Bestellkomplexität zu verbessern. Eine solche Funktion steigert die Gesamtnetzwerkleistung und Skalierbarkeit in verschiedenen Netzwerkkonfigurationen.
Häufig gestellte Fragen (FAQs)
F: Welche Beziehung besteht zwischen einem Layer 3-Switch und einem Standard-Ethernet-Switch?
A: Ein Layer-3-Switch, eine Art L3-Switch, ist technologisch ausgereifter als andere Switching-Geräte, da er auf Layer 3 des OSI-Modells arbeitet, das die Funktionalitäten eines Hochgeschwindigkeitsrouters und eines Ethernet-Switchs kombiniert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ethernet-Switches, die auf OSI-Layer 2 arbeiten, können L3-Switches Layer-3-Netzwerke miteinander verbinden und Nachrichten mithilfe von Ziel-IP-Adressen senden, da sich IP-gekapselte Informationen im Header des Pakets befinden. Daher kann Inter-VLAN-Routing, das die Kommunikation zwischen mehr als zwei VLANs umfasst, die L2-Netzwerke maskieren, und darüber hinaus Spitzenfunktionen dieser Art, mit dem Kommutator in einem komplexeren Netzwerkschema eingesetzt werden.
F: Auf welche Weise steuern Layer-3-Switches die Kommunikation verschiedener VLANs?
A: L3-Switches betreiben Inter-VLAN-Routing, und das ist ihre Stärke. Sie verwenden ihren internen Router beim Weiterleiten verschiedener VLANs, sodass sie keinen externen Router verwenden. Betrachten wir den Fall, in dem der Datenverkehr zwischen VLAN10 und VLAN20 migriert. Die Layer-3-Switches verfügen über ihre Routing-Prozesse, die die gekapselten Pakete nach der angegebenen Ziel-IP-Adresse abfragen. Daher wird ein Pfad zum Ziel eingerichtet. Dies ist effizienter als bei Standard-Routern, da der Vorgang über Hardwareimplementierungen erfolgt. LXNUMX-Switches unterstützen auch VLAN-Tagging, was den Zugriff auf ein dicht besiedeltes Netzwerk von VLANs erleichtert.
F: Welche Vorteile bietet die Verwendung eines Layer-3-Switches in einem Netzwerk?
A: Ich sehe viele Vorteile bei der Anwendung des Layer-3-Switches. Einige davon sind die folgenden: 1. Verbesserte Leistung: Da L3-Switches Routing und Weiterleitung mit Leitungsgeschwindigkeit durchführen können, gibt es geringere Latenzen im Netzwerk. 2. Reduzierte Komplexität: In den meisten Fällen sind keine zusätzlichen separaten Router erforderlich. 3. Bessere VLAN-Funktionen: Umgebungen ohne die lästige Notwendigkeit externer Geräte für Inter-VLAN-Routing. 4. Einfach zu implementieren: Mit den wachsenden Netzwerken ist es leicht erweiterbar. 5. Wirtschaftlich: Solche Geräte helfen beim Routing und Switching. 6. Zusätzliche Funktionen: Das Gerät unterstützt OSPF-, BGP- und statische Routing-Protokolle. 7. Verbesserte Zugriffskontrolle: Firewall-ähnliche Funktionen wie ACLs können stattdessen auf der Netzwerkebene angewendet werden.
F: Wie verwalten Layer 3-Switches Schnittstellen und Ports?
A: Die Funktionen zur Verwaltung von Schnittstellen und Ports auf Layer-3-Switches ähneln denen von Switches und Routern. Beispielsweise verfügt der L3-Switch über einen physischen Port, der entweder als Switch-Port Layer-2 oder als gerouteter Port Layer-3 ausgelegt ist. Switch-Ports können mit VLANs verknüpft werden, die die Funktionen eines normalen Ethernet-Switches erfüllen. Geroutete Ports können dagegen IP-Adressen haben und zum Routing verwendet werden. Darüber hinaus können L3-Switches virtuelle Schnittstellen (SVIs) unterstützen, die einzelnen VLANs entsprechen und so das Routing zwischen VLANs ermöglichen. Daher ermöglichen diese Variationen in Port- und Schnittstellenkonfigurationen den Einsatz von L3-Switches in vielen Anwendungen in verschiedenen Netzwerkarchitekturen.
F: Stimmt es, dass Layer-3-Switches die herkömmlichen Router in einer Netzwerkkonfiguration ersetzen können?
A: In den meisten Fällen können Nicht-L3-Switches herkömmliche LANs und Rechenzentrumsrouter ersetzen. L3-Switches können die meisten Routing-Funktionen ausführen, die ein herkömmlicher Router ausführen würde, einschließlich statischer, Inter-VLAN- und dynamischer Routing-Protokolle. Für bestimmte Funktionen oder WAN-Verbindungen können jedoch herkömmliche Router erforderlich sein. Die Gründe für die Entscheidung, anstelle eines Routers einen L3-Switch einzusetzen, basieren auf der Netzwerkgröße, den erforderlichen Funktionen, der erforderlichen Leistung und den Kosten.
F: Welche Rolle übernimmt ein Layer-3-Switch in einer Netzwerkhierarchie?
A: Ein optimales Routing-Verfahren, bei dem die Layer-3-Funktionalität am effektivsten ist, ist in die Switches in den Kernabschnitten eines Layer-3-Switches integriert. In solchen Fällen kann man sagen, dass die interne Struktur von Layer-3-Switches effektiv genutzt wird. Managed Ethernet-Switches sind allgegenwärtig, wenn es darum geht, Konnektivität auf der Zugriffsebene des Netzwerks bereitzustellen. Die Zugriffs-Switches sind Abschlüsse der LC-A2-Schicht des lokalen Netzwerks, und die Layer-3-Switches führen Inter-VLAN-Routing durch. Darüber hinaus führt ein Layer-3-Switch, der weniger teuer ist als ein Router, dieselben Funktionen und Fähigkeiten aus wie eine Layer-XNUMX-Protokollgeräteschnittstelle, indem er die Markierung und das Gram der Switch-Ports schaltet. Diese Switches sind in der Verteilungsschicht positioniert und können miteinander verbunden werden, um die Kernschicht eines erweiterten Netzwerks zu bilden. In bestimmten Netzwerkdesigns, beispielsweise in kleineren, boten bestimmte Modelle fortschrittlicher Layer-XNUMX-Switches Verteilungs- und Zugriffsdienste und waren wiederum in der Lage, über mehrere Schichten hinweg zu arbeiten.
F: Können Sie ungefähr fünf beliebte Markennamen und Modellnummern von Layer-3-Switches nennen?
A: Die Märkte für Layer-3-Switches werden von mehreren Herstellern von Telekommunikationsgeräten abgedeckt. Einige beliebte Hersteller sind: 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-Serie 6. Netgear: M4300 Series Jede Marke bietet verschiedene Modelle mit unterschiedlicher Portdichte und Geschwindigkeit sowie Funktionsumfang an, die auf die Anforderungen und Budgets von Netzwerken zugeschnitten sind.
Referenzquellen
1. Anwendung der Routing-Kommunikation zwischen VLANs in einem Layer 3-Switch
- Autoren: Xiaowei Ji, Zhimin Li, Wenlong
- Veröffentlichungsdatum: 9. August 2019
- Zusammenfassung: In diesem Dokument werden Inter-VLAN-Routing-Praktiken untersucht, die auf Layer-3-Switches implementiert werden. Es werden die Vorteile von Layer-3-Switches beschrieben, die sich allgemein in ihrer Benutzerfreundlichkeit, Kosteneffizienz und Fähigkeit niederschlagen, Lösungen für aktuelle Netzwerkanforderungen bereitzustellen. Die Forschung konzentriert sich auf Routing-Überlegungen zur effektiven Verwaltung wachsender Anforderungen an die Qualität und Geschwindigkeit der Datenübertragung in heutigen Netzwerken, insbesondere da der Grad der Routing-Raffinesse in modernen Netzwerken zu einem wichtigen Thema wird.
- Methodik: Die Autoren untersuchten und analysierten die Routing-Kommunikationsfunktionen in Layer-3-Switches und verglichen sie mit herkömmlichen Methoden wie Single-Arm-Routern, die für ihre langsameren Übertragungsgeschwindigkeiten und begrenzte Anwendbarkeit bekannt sind (Ji et al., 2019).
2. Entwicklung eines Layer-3-Switches mit optischer 100-Gbit/s-Paketschnittstelle
- Autoren: K. Fujikawa, H. Furukawa, K. Sugai, T. Muranaka, H. Harai
- Veröffentlichungsdatum: 1. Juli 2015
- Zusammenfassung: In diesem Dokument wird der Prototyp eines Layer-3-Switches vorgestellt, der mit einer optischen 100-Gbit/s-Paketschnittstelle und zwölf 10-GbE-Schnittstellen ausgestattet ist. Er bietet vollständige Layer-3-Switching-Funktionen, sodass Pakete von jedem Eingangsport basierend auf der Suche nach der Ziel-IP-Adresse an jeden Ausgangsport gesendet werden können. Die Studie zeigt, dass der Switch viele Präfixe und Zieladressen effizient verarbeiten kann.
- Methodik: Die Autoren entwickelten einen Prototyp und führten Leistungsbewertungen durch, darunter Präfixsuche und Zieladressenbehandlung, um die Fähigkeiten des Switches in einer praktischen Umgebung zu beurteilen (Fujikawa et al., 2015, S. 1–5).
3. E-Mail Priority Delivery System mit dynamischer Whitelist im Layer 3 Switch
- Autoren: N. Gada, K. Yamai, K. Okayama, K. Kawano, M. Nakamura
- Veröffentlichungsdatum: 22. Juli 2013
- Zusammenfassung: In diesem Dokument wird ein System zur priorisierten Zustellung von E-Mails untersucht, das einen Layer-3-Switch mit einer richtlinienbasierten Routing-Funktion verwendet. Das System zielt darauf ab, wichtige E-Mails ohne unnötige Verzögerungen zuzustellen, selbst wenn mehrere sendende Mail Transfer Agents (MTAs) gleichzeitig aktiv sind, indem Uplink-Verbindungen effektiv genutzt werden. Die Studie befasst sich mit Leistungsproblemen im Zusammenhang mit großen Whitelists und schlägt einen dynamischen Aktualisierungsmechanismus zur Aufrechterhaltung der Effizienz vor.
- Methodik: Die Autoren testeten das Prototypsystem unter verschiedenen Bedingungen, um seine Leistung bei der Handhabung gleichzeitiger E-Mail-Zustellungen und die Wirksamkeit der dynamischen Whitelist zu bewerten (Gada et al., 2013, S. 581–586).
4. Forschung und eingebettete Implementierung von Layer 3-Switches
- Autoren: Jinseok Song, Zijing Cheng
- Veröffentlichungsdatum: 11. Dezember 2009
- Zusammenfassung: In diesem Dokument wird eine neue Methode zur vollständigen Softwareimplementierung von Layer-3-Switching unter Verwendung einer PowerPC 460GT-Plattform beschrieben. Es untersucht die Entwicklung von Netzwerkgeräten von Layer 2 zu Layer 3 und präsentiert ein detailliertes Flussdiagramm der Layer-3-Switch-Operationen.
- Methodik: Die Autoren führten eine detaillierte Untersuchung der Arbeitsabläufe und Technologien im Zusammenhang mit Layer-3-Switches durch und konzentrierten sich dabei auf softwarebasierte Implementierungen (Song & Cheng, 2009).
5. Entwurf einer Redundanzsicherung für Layer-3-Switche im Netzwerk
- Autoren: Zhou Runsheng
- Erscheinungsjahr: 2006
- Zusammenfassung: In diesem Dokument werden zwei Methoden beschrieben, die von Layer-3-Switches verwendet werden, um eine VRRP-Redundanzsicherung zu erreichen und so die Netzwerkzuverlässigkeit und -leistung zu verbessern.
- Methodik: Der Autor beschreibt den Entwurf und die Implementierung von Redundanzmechanismen in Layer-3-Switches und konzentriert sich dabei auf die Verbesserung der Netzwerkzuverlässigkeit (Run-sheng, 2006).