Qual a diferença entre switches gerenciáveis ​​de camada 2 e switches gerenciáveis ​​de camada 3?

Interruptor de camada 2: Os switches de camada 2 operam na segunda camada (camada de enlace de dados) do modelo OSI, identificando informações de endereço MAC em pacotes de dados, encaminhando-os com base nesses endereços e registrando-os, juntamente com as portas correspondentes, em uma tabela de endereços interna. Portanto, os switches de camada 2 exigem recursos robustos de reconhecimento e encaminhamento de dados.

O switch de segunda camada depende de informações da camada de enlace (como endereços MAC) para realizar a troca de dados em alta velocidade entre diferentes portas. Suas principais funções incluem endereçamento físico, verificação de erros, sequenciamento de quadros e controle de fluxo de dados. Switches de mesa geralmente não possuem alta complexidade operacional e estão localizados na camada mais baixa da rede, portanto, precisam fornecer apenas as funções básicas de enlace de dados. Além disso, alguns switches de camada 2 de nível empresarial podem implementar VLAN, DHCP relay, QoS, segurança de porta, espelhamento de portas e outras funções.

Quando um switch recebe um pacote de uma determinada porta, ele primeiro lê o endereço MAC de origem no cabeçalho do pacote, para saber a qual porta a máquina com o endereço MAC de origem está conectada; em seguida, lê o endereço MAC de destino do cabeçalho do pacote e procura a porta correspondente na tabela de endereços; copia o pacote de dados diretamente para a porta correspondente ao endereço MAC de destino na tabela; se a porta correspondente não for encontrada na tabela, o pacote será transmitido para todas as portas. Quando a máquina de destino responde à máquina de origem, o switch aprende a qual porta o endereço MAC de destino corresponde e não precisa mais transmitir o pacote para todas as portas na próxima vez.

Interruptor de camada 3: Um switch de camada 3 é essencialmente um tipo especial de roteador que prioriza o desempenho de comutação e tem um custo acessível. A tecnologia de comutação tradicional opera na segunda camada do modelo OSI (modelo de rede padrão) – a camada de enlace de dados –, enquanto os switches de camada 3 são projetados para IP, com interfaces simples e recursos robustos de processamento de pacotes da camada 2. Eles podem operar na terceira camada do protocolo, substituindo ou complementando parcialmente as funções dos roteadores tradicionais, oferecendo velocidade semelhante à da camada 2 e preços relativamente baixos.

Princípio de funcionamento do switch de camada 2: Quando o switch recebe um pacote de dados de uma determinada porta, ele primeiro lê o endereço MAC de origem no cabeçalho do pacote, para saber a qual porta a máquina com o endereço MAC de origem está conectada; em seguida, lê o endereço MAC de destino do cabeçalho do pacote e procura a porta correspondente na tabela de endereços; copia o pacote de dados diretamente para a porta correspondente ao endereço MAC de destino na tabela; se a porta correspondente não for encontrada na tabela, o pacote será transmitido para todas as portas. Quando a máquina de destino responde à máquina de origem, o switch aprende a qual porta o endereço MAC de destino corresponde e não precisa mais transmitir o pacote para todas as portas na próxima vez.

Princípio de funcionamento do switch de camada 3: De modo geral, grandes redes locais são divididas em redes menores com base em fatores funcionais ou geográficos. Normalmente, as LANs são conectadas por meio de roteadores, o que permite o amplo uso da tecnologia VLAN (Rede Local Virtual) em redes. No entanto, a capacidade de roteamento dos roteadores comuns tradicionais é muito limitada. O uso exclusivo de roteadores para acesso entre redes resulta em um número limitado de portas e baixa velocidade de roteamento, o que restringe o tamanho e a velocidade de acesso da rede. Se portas gigabit ou de 100 Mbps em um switch de camada 3 forem usadas para conectar diferentes sub-redes ou VLANs, isso resolve economicamente o problema de depender de roteadores para a comunicação entre sub-redes após o particionamento, mantendo o desempenho.

A diferença entre switches de camada 3 e switches de camada 2 é que os switches de camada 3 operam na terceira camada (camada de rede) do modelo OSI, enquanto os switches de camada 2 operam na segunda camada (camada de enlace de dados) do modelo OSI.

Os switches de camada 2 conseguem reconhecer as informações de endereço MAC nos pacotes de dados, encaminhá-los com base no endereço MAC e registrar esses endereços MAC e as portas correspondentes em uma tabela de endereços interna. A tecnologia de comutação de camada 3 consiste na adição da tecnologia de encaminhamento de camada 3 à tecnologia de comutação de camada 2 para alcançar o encaminhamento de pacotes em alta velocidade e acelerar a troca de dados em grandes redes locais.

A deseja enviar dados para B. Se o endereço IP de destino for conhecido, A usa uma máscara de sub-rede para obter o endereço de rede e verifica se o endereço IP de destino está no mesmo segmento de rede que ele. Se estiverem no mesmo segmento de rede, mas A não souber o endereço MAC necessário para encaminhar os dados, A envia uma solicitação e B retorna seu endereço MAC. A usa esse endereço MAC para encapsular o pacote de dados e o envia para o switch. O switch usa um módulo de comutação de camada 2 para consultar a tabela de endereços MAC e encaminhar o pacote de dados para a porta correspondente.

Se o endereço IP de destino não estiver no mesmo segmento de rede e não houver uma entrada de endereço MAC correspondente no cache de fluxo, o primeiro pacote normal será enviado para um gateway padrão correspondente ao módulo de roteamento da terceira camada. Em seguida, o módulo da terceira camada recebe esse pacote, consulta a tabela de roteamento para determinar a rota para B, e o switch da terceira camada desempenha o papel de roteamento e encaminhamento. Quando a relação correspondente entre os endereços MAC e as portas de encaminhamento dos hosts A e B for estabelecida, os dados subsequentes de A para B serão entregues diretamente ao módulo de comutação da segunda camada para conclusão. Isso é comumente chamado de encaminhamento múltiplo por rota.