Data sheet switch layer 3

Layer 3 switching adalah istilah yang relatif baru, yang telah? Diperpanjang? oleh berbagai vendor untuk menggambarkan produk mereka. Misalnya, satu sekolah menggunakan istilah ini untuk menggambarkan IP routing cepat melalui perangkat keras, sedangkan sekolah lain menggunakannya untuk menggambarkan Multi Protokol Lebih dari ATM (MPOA). Untuk tujuan diskusi ini, Layer 3 switch superfast kekalahan-ers yang Layer 3 forwarding di hardware. Pada artikel ini, kita terutama akan membahas Layer 3 switching dalam konteks IP routing cepat, dengan diskusi singkat dari daerah lain dari aplikasi. 

Evolusi 

Pertimbangkan konteks Layer 2 switching ditunjukkan pada Gambar 1. Layer 2 switch beroperasi dengan baik ketika ada lalu lintas yang sangat sedikit antara VLAN. Seperti lalu lintas VLAN akan memerlukan router baik?? Tergantung off? salah satu pelabuhan sebagai router satu-bersenjata atau hadir dalam internal switch. Untuk menambah fungsi Layer 2, kita membutuhkan sebuah router? Yang mengakibatkan hilangnya kinerja karena router biasanya lebih lambat daripada switch. Skenario ini mengarah ke pertanyaan: Mengapa tidak menerapkan sebuah router di dalam saklar itu sendiri, seperti dijelaskan pada bagian sebelumnya, dan melakukan forwarding di hardware? 
Meskipun konfigurasi ini adalah mungkin, memiliki satu batasan: Layer 2 switch perlu beroperasi hanya pada frame Ethernet MAC. Skenario ini pada gilirannya menyebabkan algoritma forwarding yang jelas yang dapat diimplementasikan dalam perangkat keras. Algoritma ini tidak dapat diperpanjang dengan mudah untuk layer 3 protokol karena ada beberapa Layer 3 routable protokol seperti IP, IPX, AppleTalk, dan seterusnya, dan kedua, keputusan forwarding di protokol seperti biasanya lebih rumit daripada Layer 2 keputusan forwarding. 

Apa kompromi rekayasa? Karena IP adalah yang paling umum di antara semua protokol Layer 3 hari ini, sebagian besar switch Layer 3 hari ini melakukan IP switching di tingkat hardware dan meneruskan protokol lain di layer 2 (yaitu, jembatan mereka). Isu kedua yang rumit 3 keputusan Layer forwarding terbaik diilustrasikan dengan pengolahan opsi IP, yang biasanya menyebabkan panjang header IP bervariasi, rumit membangun mesin forwarding hardware. Namun, sejumlah besar paket IP tidak termasuk opsi IP? Begitu, mungkin memerlukan banyak usaha keras untuk merancang pengolahan ini ke silikon. kompromi adalah bahwa keputusan forwarding paling umum (jalan cepat) dirancang menjadi silikon, sedangkan yang lainnya biasanya ditangani oleh CPU pada Layer 3 switch. 
Sebagai rangkuman, Layer 3 switch router dengan cepat forwarding dilakukan melalui perangkat keras. IP forwarding biasanya melibatkan pencarian rute, decrementing Waktu Untuk Live (TTL) menghitung dan menghitung ulang checksum, dan meneruskan frame dengan header MAC sesuai dengan port output yang benar. Lookup dapat dilakukan di perangkat keras, demikian juga decrementing dari TTL dan perhitungan kembali dari checksum. Router menjalankan routing protokol seperti Open Shortest Path First (OSPF) atau Routing Informasi Protocol (RIP) untuk berkomunikasi dengan lainnya Layer 3 switch atau router dan membangun tabel routing mereka. Routing tabel ini dicari untuk menentukan rute untuk paket masuk. 

2/Layer Gabungan Layer 3 Switches 

Kami telah secara implisit mengasumsikan bahwa Layer 3 switch Layer 2 juga menyediakan fungsionalitas switching, tetapi asumsi ini tidak selalu benar terus. Layer 3 switch dapat bertindak seperti router tradisional menggantung di beberapa Layer 2 switch dan menyediakan konektivitas antar-VLAN. Dalam kasus tersebut, tidak ada Layer 2 fungsi yang diperlukan dalam switch. Konsep ini dapat diilustrasikan dengan memperluas topologi dalam Gambar 1? mempertimbangkan menempatkan Layer murni 3 beralih antara Layer 2 Switch dan router. Layer 3 Switch akan off-load router dari pengolahan antar-VLAN. 

Gambar 2:

                            Beralih Layer2/Layer3 Gabungan menghubungkan langsung ke Internet 

Gambar 2 mengilustrasikan Layer 3 switching 2/Layer gabungan fungsi-ality. Layer 3 switch gabungan 2/Layer menggantikan router tradisional juga. A dan B milik subnet IP 1, sedangkan C dan D milik subnet IP 2. Karena pertimbangan switch adalah switch Layer 2 juga, itu switch lalu lintas antara A dan B pada Layer 2. Sekarang perhatikan situ-asi jika A ingin berkomunikasi dengan C. mengirimkan paket IP dialamatkan ke alamat MAC dari switch Layer 3, tetapi dengan tujuan alamat IP sama dengan C? Alamat IP. Strip Layer 3 beralih dari MAC header frame dan switch ke C setelah melakukan pencarian itu, decrementing yang TTL, menghitung ulang checksum dan memasukkan C? Alamat MAC di bidang alamat tujuan MAC. Semua langkah-langkah yang dilakukan pada perangkat keras dengan kecepatan yang sangat tinggi. 

Sekarang bagaimana mengaktifkan tahu bahwa C? S alamat tujuan IP Port 3? Ketika melakukan pembelajaran pada Layer 2, itu hanya tahu C? Alamat MAC. Ada beberapa cara untuk memecahkan masalah ini. switch ini bisa melakukan Address Resolution Protocol (ARP) lookup pada semua subnet IP 2 port C? s alamat MAC dan menentukan C IP-to-MAC pemetaan dan pelabuhan yang terletak C?. Metode lainnya adalah untuk saklar untuk menentukan C IP-to-MAC pemetaan? Oleh mengintip ke dalam header IP pada penerimaan sebuah frame MAC. 

Karakteristik

Konfigurasi dari 3 switch Layer merupakan masalah penting. Ketika switch Layer 3 juga melakukan Layer 2 switching, mereka mempelajari alamat MAC pada port hanya konfigurasi yang diperlukan adalah konfigurasi VLAN?. Untuk Layer 3 switching, itu switch dapat dikonfigurasi dengan port sesuai dengan masing-masing subnet atau alamat IP dapat melakukan belajar. Proses ini melibatkan mengintip ke dalam header IP dari frame MAC dan menentukan subnet pada port dari sumber alamat IP. Ketika tindakan Layer 3 switch seperti router satu-bersenjata untuk switch Layer 2, port yang sama dapat terdiri dari beberapa IP subnet. 

Manajemen Layer 3 switch biasanya dilakukan melalui SNMP. Layer 3 switch juga memiliki alamat MAC untuk pelabuhan mereka? Konfigurasi ini dapat menjadi salah satu per port, atau semua port dapat menggunakan alamat MAC yang sama. Layer 3 switch biasanya menggunakan alamat MAC untuk SNMP, Telnet, dan komunikasi Web manajemen. 

Secara konseptual, Forum ATM? S LAN Emulation (LANE) specificat-ion lebih dekat dengan Layer 2 switching model, sedangkan MPOA lebih dekat dengan Layer 3 switching model. Sejumlah Layer 2 switch dilengkapi dengan antarmuka ATM dan menyediakan fungsi klien LANE pada antarmuka ATM. Skenario ini memungkinkan bridging dari frame MAC di seluruh jaringan ATM dari beralih ke switch. MPOA ini lebih dekat dengan gabungan 3 switching Layer2/Layer, meskipun MPOA klien tidak memiliki protokol routing berjalan di atasnya. (Routing adalah kiri ke server MPOA bawah model Router Virtual.) 

Apakah Layer 3 switch sepenuhnya menghilangkan kebutuhan untuk router tradisional? Tidak, router masih diperlukan, terutama di mana koneksi ke area yang luas dibutuhkan. Layer 3 switch masih dapat terhubung ke router tersebut untuk belajar meja mereka dan paket rute untuk mereka ketika paket tersebut harus dikirim melalui WAN. Akan aktif akan sangat efektif pada workgroup dan tulang punggung di dalam perusahaan, tetapi kemungkinan besar tidak akan mengganti router di tepi WAN (baca internet dalam banyak kasus). Router melakukan berbagai fungsi lainnya seperti penyaringan dengan daftar akses, antar Autonomous System (AS) dengan protokol routing seperti Border Gateway Protocol (BGP), dan seterusnya. Beberapa Layer 3 switch sepenuhnya dapat menggantikan kebutuhan penerus jika mereka dapat memberikan semua fungsi ini (lihat Gambar 2). 

Referensi 
[1 Jaringan Komputer], 3rd Edition, Andrew S. Tanenbaum, ISBN 0-13 - 349945-6,

Prentice-Hall, 1996. 

[2] Interkoneksi: Jembatan dan Routers, Radia Perlman, ISBN 0-201 - 56332-0, Addison-Wesley, 1992. 

[3] "Jembatan MAC," ISO / IEC 10038, ANSI / IEEE Standar 802,1 D-1993. 

[4] "Draf Standar untuk Virtual Bridged Jaringan Area Lokal," IEEE P802.1Q/D6, Mei 1997. 

[5] "Protokol Internet," Jon Postel, RFC 791, 1981. 

[6] "Persyaratan untuk Versi 4 IP Router," Fred Baker, RFC 1812, Juni 1995. 

[7] "LAN Emulation di atas ATM Versi 1.0," af-jalur-0.021,000, ATM Forum, Januari 1995. 

[8] "Multiprotocol atas ATM (MPOA) Specication Versi 1.0" af-mpoa-0.087,000, ATM Forum, Juli 1997.