تفاوت سوئیچ لایه دو و لایه 3

با پیشرفت تکنولوژی در شبکه‌های کامپیوتری، نیاز به دستگاه‌هایی که بتوانند ترافیک داده را به صورت هوشمندانه مدیریت کنند، بیش از پیش احساس شد. سوئیچ‌های لایه دو و لایه 3، دو نوع دستگاهی هستند که در این زمینه نقش کلیدی ایفا می‌کنند. هر کدام از این سوئیچ‌ها برای نیازهای خاصی طراحی شده‌اند. در این مقاله، به بررسی تفاوت سوئیچ لایه 2 و لایه 3 می‌پردازیم و تفاوت‌های این دو سوئیچ را به‌طور کامل بررسی می‌کنیم. با ما همراه باشید.

آشنایی با اولیه با سوئیچ‌های شبکه

اجازه دهید برای آمادگی ذهنی بیشتر، کمی درباره سوئیچ‌ها صحبت کنیم تا به بررسی تفاوت سوئیچ لایه دو و لایه 3 برسیم. سوئیچ‌ها یکی از مدیران ترافیک در شبکه هستند و به طور سنتی در لایه 2 عمل می‌کنند. آن‌ها اتصال چند دستگاه در یک LAN را در حالی که دامنه برخورد را با استفاده از سوئیچینگ بسته کاهش می‌دهند، امکان‌پذیر می‌کنند. با بررسی محتوای هدرهای بسته، یک سوئیچ یک جدول از آدرس‌های MAC و پورت‌های فیزیکی مرتبط را روی سوئیچ ایجاد می‌کند تا به‌صورت هوشمندانه در مورد هدایت بسته‌هایی که در آینده دریافت می‌کند، تصمیم‌گیری کند. سپس، زمانی که یک بسته به سوئیچ می‌رسد، سوئیچ هدر بسته را بررسی می‌کند تا مقصد را تعیین کرده، به جدول آدرس‌های MAC با پورت‌های فیزیکی مربوطه مراجعه کند و تصمیم بگیرد که بسته را از کدام پورت فیزیکی ارسال کند.

سوئیچ‌ها می‌توانند کمی پیچیده‌تر شوند زمانی که VLANها (شبکه‌های محلی مجازی) را معرفی می‌کنید که یک نوع اتصال شبکه هستند، سوئیچ‌ها کمی پیچیده‌تر می‌شوند اما ادامه این بحث را به مقاله سوئیچ چیست + انواع و کاربرد آن ؛ پادکست می‌سپاریم. حالا بیایید در مورد سوئیچ‌های لایه دو و سه و تفاوت‌هایشان صحبت کنیم.

سوئیچ لایه 2 چیست؟

سوئیچ‌های لایه 2، از محصولات سنتی شبکه هستند که در لایه پیوند داده یا همان لایه 2 بر مبنای مدل OSI عمل می‌کنند. این سوئیچ‌ها که صرفا در لایه سخت‌افزاری شبکه کار می‌کنند، بسته‌های داده را بر اساس مک آدرس‌های مشخص شده ارسال می‌کنند. سوئیچ‌های لایه 2 که همچنین به عنوان پل‌های چند پورت شناخته می‌شوند، از سوئیچینگ سخت‌افزاری برای مدیریت حجم زیادی از داده‌ها در یک سگمنت شبکه یا LAN استفاده می‌کنند. به طور پیش‌فرض، اکثر سوئیچ‌های لایه 2 از جدول‌های پروتکل تفکیک آدرس (ARP) برای برقراری ارتباط شبکه استفاده می‌کنند. برخلاف هاب‌های شبکه که تمامی داده‌ها را به همه دستگاه‌های متصل به شبکه ارسال می‌کنند، سوئیچ لایه 2 با شناسایی آدرس مقصد هر بسته، آن را تنها به دستگاه مورد نظر ارسال می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود که ترافیک شبکه به طور قابل توجهی کاهش یافته و عملکرد شبکه بهبود یابد.

برای آشنایی کامل با سوئیچ‌های لایه 2 پیشنهاد می‌کنیم مقاله سوئیچ لایه دو چیست؟ چگونه کار می کند و چه کاربردی دارد؟ را مطالعه کنید.

سوئیچ لایه 3 چیست؟

سوئیچ‌های لایه 3 که تحت عنوان سوئیچ‌های چند لایه نیز شناخته می‌شوند، در لایه شبکه یا لایه 3 مدل OSI عمل می‌کنند. این سوئیچ‌ها بسته‌های داده را بر اساس آدرس آی‌پی دستگاه‌های مبدا و مقصد پردازش و ارسال می‌کنند. یک سوئیچ لایه 3 می‌تواند تمام عملکردهای یک سوئیچ لایه 2 را همراه با مسیریابی استاتیک و پویا در لایه 3 انجام دهد. این حرف بدان معناست که سوئیچ لایه 3 می‌تواند هم در لایه 2 و هم در لایه 3 کار کند و بسته‌ها را بر اساس جدول IP خود همراه با جداول ARP، بین سگمنت‌های شبکه یا زیرشبکه‌های چندگانه و VLANهای مختلف ارسال کند.

در مقاله آشنایی با سوئیچ لایه 3 و ویژگی های آن این سوئیچ‌ها را به صورت مفصل بررسی کرده‌ایم. مطالعه این مقاله را از دست ندهید.

تفاوت سوئیچ لایه 2 و لایه 3

اکنون به این پرسش می‌رسیم که تفاوت میان سوئیچ های شبکه لایه 2 و 3 چیست؟ برای مقایسه سوئیچ لایه 2 و لایه 3 به جدول زیر توجه کنید:

در ادامه موارد درج شده در جدول بالا را بیشتر توضیح می‌دهیم:

• سوئیچ‌های لایه 2 تنها با آدرس‌های MAC کار می‌کنند و محدود به ارتباط درون یک شبکه هستند. این سوئیچ‌ها داده‌ها را به صورت فریم‌های مبتنی بر آدرس MAC ارسال می‌کنند و سرعت انتقال بسیار سریعی دارند.
• سوئیچ‌های لایه 3 علاوه بر آدرس‌های MAC، از مسیریابی سطح بالاتر مانند مسیریابی استاتیک و داینامیک پشتیبانی می‌کنند. آن‌ها بسته‌ها را با استفاده از آدرس IP مسیریابی می‌کنند و می‌توانند ارتباط را در داخل یا خارج از شبکه برقرار کنند. با این حال، سرعت انتقال داده‌های آن‌ها نسبت به سوئیچ‌های لایه 2 کندتر است، زیرا قبل از ارسال بسته‌ها به مقصد، آن‌ها را بررسی می‌کنند.
• سوئیچ‌های لایه 2 معمولا ارزان‌تر هستند و یک دامنه پخشی واحد دارند. در مقابل، سوئیچ‌های لایه 3 گران‌تر هستند و چند دامنه پخشی دارند. سوئیچ لایه 2 برای سازمان‌های کوچک و متوسط با شبکه‌های ساده، ارزان‌تر و مقرون به صرفه‌تر است. سوئیچ لایه 3 گران‌تر بوده و ممکن است فشار مالی بیشتری برای خرید به شرکت‌های کوچک و متوسط وارد کند.
• سوئیچ لایه 2 راه‌اندازی و مدیریت ساده‌ای دارد و نیازی به اعمال پیکربندی‌های پیشرفته در آن نیست، بنابراین برای سازمان‌های کوچک بسیار ایده‌آل است. در مقابل سوئیچ لایه 3 به دلیل پیکربندی‌های پیشرفته‌، راه‌اندازی و مدیریت پیچیده‌ای دارد که باعث می‌شود برای شبکه‌های کوچک‌تر مناسب نباشد.
• سوئیچ لایه 2 قابلیت مسیریابی محدود یا بدون مسیریابی درون سگمنت‌های شبکه مانند VLANها را دارد. در حالی که سوئیچ لایه 3 مسیریابی بین بخش‌های مختلف شبکه را ارائه می‌دهد.
• سوئیچ لایه 2 قابلیت ارتقا محدودی دارد، در حالی که سوئیچ لایه 3 قابلیت ارتقا و گسترش بیشتری دارد زیرا مسیریابی بین سگمنت‌های مختلف شبکه با این سوئیچ ممکن است.

در صورتی که به مباحث تخصصی‌تر در رابطه با سوئیچ‌ها علاقه دارید، مطالعه مقاله آموزش تبدیل سوئیچ لایه 2 به 3 را به شدت پیشنهاد می‌کنیم.

سوئیچ لایه دو را انتخاب کنیم یا سوئیچ لایه 3؟

انتخاب بین سوئیچ لایه 2 و لایه 3 تا حدود زیادی به اندازه، پیچیدگی و الزامات امنیتی شبکه‌ای که مدیریت می‌کنید بستگی دارد. به طور خلاصه هنگام طراحی توپولوژی شبکه، پیشنهاد می‌شود برخی از نکات زیر را در نظر بگیرید:

• آیا برای شبکه بیش از یک VLAN مورد نیاز است؟ سوئیچ‌های لایه 3 زمانی مفید هستند که شبکه به بیش از یک VLAN برای ارتباط با دیگر VLANها نیاز داشته باشند.
• آیا شبکه شما شامل ده‌ها، صدها یا هزاران کاربر است؟ با افزایش اندازه شبکه، به بیش از یک سوئیچ برای اتصال فیزیکی همه کاربران نیاز خواهید داشت. در این حالت، ممکن است متوجه شوید که به ترکیبی از سوئیچ‌های لایه 2 و یک دستگاه لایه 3 (سوئیچ، روتر اختصاصی یا فایروال) برای دستیابی به عملکردهای لایه 3 نیاز دارید.
• آیا سیاست امنیتی شما به تعریف قوانین کنترل دسترسی بین دستگاه‌های شبکه‌های مختلف نیاز دارد؟ یا انجام بررسی عمیق بسته روی ترافیک بین شبکه‌ها؟ در این صورت، داشتن یک فایروال برای دستیابی به عملکرد لایه 3 ممکن است مناسب‌تر باشد.
• چگونه قصد دارید زیرساخت شبکه خود را مدیریت کنید؟ با معرفی سوئیچ‌های لایه 3، ممکن است بتوان تعداد دستگاه‌های شبکه در شبکه را کاهش داد که ممکن است روند انجام برخی از کارها مثل وصله کردن و به‌روزرسانی خط‌مشی‌ها را ساده‌تر کند.

به طور کلی، شبکه‌های کوچک و متوسط با تعداد محدودی دستگاه و الگوی ساده ترافیک بهتر است سراغ خرید سوئیچ‌های لایه 2 مدیریتی بروند. همان‌طور که بحث شد، سوئیچ‌های لایه 2 مقرون به صرفه هستند، راه‌اندازی آن‌ها آسان است و می‌توانند انتقال داده‌ها را با سرعت بالا در یک سگمنت واحد شبکه مدیریت کنند.

با این حال، شبکه‌های کوچک و متوسط و شبکه‌های بزرگ و پیچیده با سگمنت‌های متعدد و الگوی ترافیک پیچیده‌تر باید از سوئیچ‌های لایه 3 و روترها استفاده کنند تا فرآیند انتقال اطلاعات به شکل درون سازمانی و برون سازمانی به شکل موثر و دقیق انجام شود. با توجه به این‌که سوئیچ‌های لایه 3 قادر به مسیریابی بین سگمنت‌های شبکه و ارائه ویژگی‌های امنیتی پیشرفته هستند، وجود آن‌ها برای شبکه‌های بزرگ ضروری است.

در نهایت، سوئیچ‌های لایه 2 برای شبکه‌های ساده و کوچک مناسب هستند، در حالی که سوئیچ‌های لایه 3 برای شبکه‌های پیچیده‌تر و بزرگ‌تر با نیازهای مسیریابی و امنیت بیشتر مناسب هستند.

خلاصه‌ای از نکاتی که در این مقاله آموختیم

در ابتدای این مقاله و برای آغاز بحث، سوئیچ‌ها را بررسی کردیم و گفتیم که این دستگاه‌ها مدیریت ترافیک در شبکه را بر عهده دارند. سپس به معرفی سوئیچ‌های لایه دو و لایه سه پرداختیم و گفتیم که سوئیچ‌های لایه دو در لایه پیوند داده و سوئیچ‌های لایه سه در لایه شبکه (network) از مدل OSI کار می‌کنند.

پس از معرفی این سوئیچ‌ها به بررسی تفاوت‌های این دو نوع سوئیچ پرداختیم. به طور خلاصه باید گفت که سوئیچ‌های لایه دو سریع‌تر و ارزان‌تر هستند اما امکانات کمتری نسبت به سوئیچ‌های لایه سه ارائه می‌دهند خصوصاً در زمینه مقیاس‌پذیری و گسترش شبکه. از طرف دیگر سوئیچ‌های لایه سه گران‌تر هستند و به دلیل پیچیدگی‌هایی فنی، سرعت‌شان پایین‌تر است. سوئیچ‌های لایه سه بیشتر برای کسب و کارهای بزرگ مناسب‌اند. امیدواریم مطالعه این مقاله به شناخت بهتر شما از تفاوت سوئیچ لایه دو و لایه 3 کمک کرده باشد. در صورتی که سوالی در زمینه این سوئیچ‌ها دارید، در بخش نظرات به آن پاسخ خواهیم داد.