Qual é a diferença entre transmissões de Camada 2 e Camada 3?

Question

1. Como escrito no título da minha primeira pergunta, qual é a diferença entre as transmissões da Camada 2 e da Camada 3?

2. Se um host envia um broadcast de camada 2, o switch o envia para todas as suas portas, mas não para outros switches que estão conectados (uplinks), correto, não é? Mas por quê?

3. Como ele reconhece que há um switch conectado?

Answer 1

1. As transmissões de camada 2 são enviadas para o endereço mac broadcast ffff: ffff: ffff se ethernet e, portanto, podem ser recebidas por qualquer dispositivo. As transmissões da camada 3 são enviadas para o endereço da rede de difusão, que para uma rede ip de 10.1.1.0/24 seria 10.1.1.255. Se a rede IP estivesse sobre Ethernet, uma transmissão de camada 3 também resultaria em uma transmissão de camada 2.

2. Um switch envia uma difusão de camada 2 para todas as portas que estão no mesmo domínio de broadcast, ou seja, a mesma vlan (que pode ser todas as portas). Algumas dessas portas podem ter outros switches conectados, que receberão a transmissão em uma porta e serão emitidos para todas as outras portas no mesmo domínio de broadcast da porta de entrada. Então não, isso não está correto.

3. Não faz - veja 2.

Observe que essa resposta não discute o entroncamento, o que adiciona um pouco de complexidade à resposta, mas não altera realmente a premissa.

    

Answer 2

Basicamente, um switch de camada 2 opera utilizando endereços Mac em sua tabela de cache para passar rapidamente informações de porta a porta. Um switch da camada 3 utiliza endereços IP para fazer o mesmo. Enquanto a explicação anterior é o "What", para pessoas em rede, o seguinte "How" é muito mais interessante.

Essencialmente, um switch de camada 2 é essencialmente uma ponte transparente multiportas. Um switch de camada 2 aprenderá sobre os endereços MAC conectados a cada porta e transmitirá quadros marcados para essas portas. Ele também sabe que, se um quadro for enviado por uma porta, mas estiver procurando pelo endereço MAC da porta, ele será conectado a esse quadro e soltará esse quadro. Enquanto uma única CPU Bridge é executada em serial, os switches baseados em hardware funcionam paralelamente, traduzindo-se em comutação extremamente rápida. A comutação da camada 3 é um híbrido, como se pode imaginar, de um roteador e um switch.

Existem diferentes tipos de comutação da camada 3, cache de rota e baseada em topologia. No cache de rota, o comutador exigia um processador de roteamento (RP) e um mecanismo de comutação (SE). O RP deve ouvir o primeiro pacote para determinar o destino. Nesse ponto, o mecanismo de comutação faz uma entrada de atalho na tabela de cache para o restante dos pacotes a seguir. Devido ao avanço no poder de processamento e reduções drásticas no custo da memória, os switches de camada 3 de ponta implementam uma comutação baseada em topologia que cria uma tabela de consulta e a multiplica com a topologia da rede inteira. O banco de dados é mantido em hardware e é referenciado para manter um alto throughput. Ele utiliza a correspondência de endereço mais longa como o destino da camada 3.

Agora, quando e por que usar um l2 vs l3 vs um roteador? Simplificando, um roteador geralmente fica no gateway entre uma rede privada e pública. Um roteador pode executar o NAT, ao passo que um switch l3 não pode (imagine um switch que tenha as entradas de topologia para a Internet INTEIRA !!). Em uma pequena rede muito plana (significando apenas um intervalo de rede privada para todo o site), um switch L2 para conectar todos os servidores e clientes à Internet provavelmente será suficiente.

Redes maiores, ou aquelas com a necessidade de conter tráfego de broadcast ou aquelas que utilizam VOIP, uma abordagem de rede múltipla utilizando VLANs são apropriadas, e quando uma está utilizando VLANs, os switches L3 são um ajuste natural. Embora um cenário de roteador em bastão possa funcionar, ele pode sobrecarregar rapidamente um roteador se houver qualquer tráfego de intervalo significativo, já que o roteador deve tomar decisões de roteamento complicadas para cada pacote que ele recebe.