Visszatekintve a hálózatépítés történetének néhány legjelentősebb eseményére az évek során, nem meglepő, hogy ilyen messzire eljutottunk. Ami az alapvető számítógépes parancsok küldésére szolgált egy másik gépre, fejlett számítástechnikai ágazatgá vált, amely a hálózatok széles körét lefedi. A számítógépes hálózatok a számítógépes és a kommunikációs technológia konvergenciájának eredményeként alakultak ki. És a számítógépes hálózatoknak a kommunikációs hálózatokra gyakorolt hatása valami nagyot eredményezett, amelynek eredménye a hálózatok konvergenciája. Ez végül olyan integrált rendszert hozott létre, amely képes minden típusú adat és információ továbbítására.
Hálózati hídra volt szükség több eszköz csatlakoztatásához a számítógépes hálózaton. Itt jönnek a képhez hálózati kapcsolók. A hálózati kapcsoló olyan hálózati híd, amely több eszközt összekapcsol a számítógépes hálózaton. A számítógépes hálózatok gyors fejlődésével az évek során a csúcsteljesítményű váltás az egyik legfontosabb funkció, amely lehetővé teszi a számítógépes hálózat különböző eszközeinek a kommunikációját. A hálózati kapcsolók képesek az adatok gyors és hatékony mozgatására az egyik pontról a másikra. Az adatcsomagokat a feladójától kapja, és a rendeltetési helyükhöz irányítja őket, az egyes adatcsomagokhoz csatolt címzési információktól függően.
A 2. rétegű kapcsolók alapvetően csak a váltást végzik, ami azt jelenti, hogy az eszközök MAC-címeivel működnek az adatcsomagok átirányításához a forrásportról a célportra. Ez úgy történik, hogy fenntart egy MAC-címtáblát, hogy emlékezzen arra a portra, amelyhez MAC-címek vannak hozzárendelve. A MAC-cím az OSI referenciamodell 2. rétegén belül működik. A MAC-cím egyszerűen megkülönbözteti az egyik eszközt a másiktól, az egyes eszközökhöz egyedi MAC-címet kapnak. Hardver alapú kapcsolási technikákat alkalmaz a LAN (Local Area Network) forgalom kezelésére. Mivel a váltás a 2. rétegen történik, a folyamat meglehetősen gyorsabb, mivel csupán a MAC-címek fizikai rétegen történő rendezését teszi. Egyszerűen fogalmazva, a 2. réteg kapcsolója hídként működik több eszköz között.
A 3. réteg kapcsolója pontosan ellentétes azzal, amit a 2. réteg kapcsoló tesz. A 2. réteg kapcsolói nem tudták az adatcsomagokat a 3. rétegben átirányítani. A 2. réteg kapcsolóival ellentétben a 3. réteg IP-címeket használ. Ez egy speciális hardver eszköz, amelyet adatcsomagok irányításához használnak. A 3. rétegű kapcsolók gyors kapcsolási képességekkel rendelkeznek, és nagyobb a portsűrűségük. Jelentős frissítések a hagyományos útválasztókhoz képest, hogy jobb teljesítményt nyújtsanak, és a 3. rétegű kapcsolók használatának fő előnye az, hogy adatcsomagokat továbbítanak anélkül, hogy további hálózati kompozíciókat készítenek, így gyorsabbak, mint az útválasztók. Hiányzik azonban az útválasztó néhány hozzáadott funkciója. A 3. rétegű kapcsolókat általában a nagyvállalatoknál használják. Egyszerűen fogalmazva: a Layer 3 kapcsoló nem más, mint egy nagy sebességű útválasztó, de WAN-kapcsolat nélkül.
- A váltás az OSI Referenciamodell 2. rétegén működik, ahol az adatcsomagok a MAC-címek alapján egy célporthoz vannak irányítva. Tehát a 2. réteg egyszerűen kapcsol, és nem vált. A 3. réteg kapcsolója viszont egy speciális hardver eszköz, amelyet adatcsomagok IP-címekkel történő továbbítására használnak. Tehát egyszerűen nem irányítja.
- A 2. réteg kapcsolója csak a csomagokat kapcsolhatja át egyik portról a másikra, ahol a 3. réteg kapcsolója képes mind a váltásra, mind az útválasztásra. Nos, az útválasztás nem lehetséges a 2. réteg váltásánál, ami azt jelenti, hogy az eszközök ugyanabban a hálózatban kommunikálhatnak. A 3. réteg kapcsolójában az eszközök képesek kommunikálni a hálózatokon belül és kívül is.
- A 2. réteg váltja az eszközök MAC-címét az adatcsomagok átirányításához a forrás portról a cél portra. MAC-címtáblák fenntartásával átirányítják a csomagokat. A 3. rétegű kapcsolók éppen ellenkezőleg, az IP-címeket használják a különféle alhálózatok összekapcsolására speciális útválasztási protokollok felhasználásával
- A 2. réteg kapcsolása hardver-alapú, és a kapcsolók ASIC-eket (alkalmazás-specifikus integrált áramköröket) használnak a MAC-címtábla fenntartásához. A kapcsolók és hidak a 2. réteg kapcsolóit használják, mint egy tipikus LAN, amely egy nagy tartományt feldarabol több kisebb tartományra. A kapcsolók a Address Resolution Protocol (ARP) nevű folyamatot használják más eszközök MAC-címeinek meghatározására. A 3. rétegű kapcsolók a kapcsolók és útválasztók modern keveréke, amelyeket általában a virtuális LAN-okon (VLAN) történő útválasztáshoz használnak..
- A általában a 2. rétegben működő kapcsolók kevesebb időt vesznek igénybe, mint a 3. rétegben működő kapcsolók. Mindössze MAC-címeket rendelnek a csomagok átirányításához a forrásportról a célportra a 2. réteg átkapcsolásakor. Éppen ellenkezőleg, a 2. réteg kapcsolói egy kis időt vesznek igénybe az adatcsomagok megvizsgálása előtt, mielőtt megtalálják a lehető legjobb útvonalat, amellyel csomagokat eljuttatnak a rendeltetési portjukba.
2. réteg kapcsolója | 3. réteg kapcsolója |
A váltás az OSI referenciamodell 2. rétegén működik. | A 3. rétegű kapcsolók mind kapcsolást, mind útválasztást végeznek. |
MAC-címeket használ az azonos hálózaton belüli eszközökön keresztüli kommunikáció megkönnyítésére. | IP-címeket használ a különféle alhálózatok összekapcsolására dinamikus útválasztási protokollok segítségével. |
Ez egy sugárzott domain. | Ez egy többszörös sugárzási tartomány. |
Az eszközök csak ugyanazon hálózaton belül tudnak kommunikálni. | Az eszközök kommunikálhatnak a hálózatokon belül vagy kívül. |
A 2. rétegen történő váltás meglehetősen gyors, mivel nem nézik meg az adatcsomagok 3. rétegét. | Időbe telik az adatcsomagok vizsgálata, mielőtt eljuttatnák őket rendeltetési helyükhöz. |
A hálózati kapcsoló sebességét és hatékonyságát a processzor, a kapcsoló szövet és az algoritmus határozza meg. És bonyolultsága attól a rétegetől függ, amelyen a kapcsoló működik az Open Systems Interconnection (OSI) modellben. Az OSI modell egy fogalmi modell, amely szabványosítja a kommunikációs funkciókat az alkalmazások kommunikációjára a hálózaton keresztül. Az OSI modellt azért hozták létre, hogy az adatkommunikációs rendszerek kompatibilisek legyenek az egész világon. Az átlagos számítógépes hálózatot évek óta uralják a 2. rétegű kapcsolók. A komplexitás növekedésével azonban az alkalmazásoknak robosztusabb és megbízhatóbb hálózati konfigurációra van szükségük. Itt jön a kép a 3. réteg kapcsolóival.