Уровни коммутаторов L1, L2, L3 и L4: отличия и рекомендации по выбору

0

Когда выбирают сетевое оборудование, один из самых частых вопросов — что такое L1, L2, L3 в сетях и на каком уровне модели OSI работает коммутатор. В описаниях встречаются коммутаторы L1, L2, коммутатор уровня L3 и L4, и из-за этого кажется, будто речь идет о совершенно разных типах устройств. На самом деле уровни коммутаторов показывают, какие данные умеет анализировать оборудование: физический сигнал, MAC-адрес, IP-пакет или транспортный порт. Если вам нужен подходящий коммутатор под уровень доступа, агрегации или ядра, важно смотреть не только на число портов, но и на функции коммутации, маршрутизации и управления трафиком.

Управляемый коммутатор

Что такое уровень коммутатора

Под формулировкой уровень коммутатора обычно понимают, с каким слоем модели OSI работает устройство.

Если упростить, картина выглядит так:

  • уровень L1 — физическая передача сигнала и битов;

  • уровень L2 — коммутация кадров в пределах локального сегмента по MAC-адресам;

  • уровень L3 — маршрутизация и пересылка трафика между подсетями по IP;

  • уровень L4 — обработка трафика с учетом TCP/UDP-портов и параметров соединения.

Чем выше уровень, тем больше параметров пакета и соединения устройство способно обрабатывать. Поэтому вопрос на каком уровне работает коммутатор всегда связан с тем, какие задачи нужно решать в сети: просто передавать кадры, разделять VLAN или связывать разные подсети.

Уровень L1: физический слой сети

Уровень L1 — это самый базовый слой. Здесь происходит передача сигнала по медной линии, оптике или другому физическому каналу. На этом уровне устройство не анализирует MAC, IP и не понимает, куда именно идет трафик на логическом уровне.

Поэтому коммутатор L1 в привычном корпоративном смысле используется редко. Обычно речь идет о физической коммутации, специализированных матрицах или решениях, где важна сама передача сигнала. Для офисной ЛВС, кампусной сети или стандартной Ethernet-инфраструктуры уровень L1 — это скорее основа среды передачи, чем инструмент интеллектуальной обработки трафика.

Коммутатор уровня 2: что это и как он работает

Наиболее распространенный класс оборудования — коммутатор уровня 2. Если отвечать на запросы l2 коммутатор что это, что такое L2, L2 это, коммутатор второго уровня, то ответ будет простым: это switch, который работает на канальном уровне OSI и принимает решения на основе MAC-адресов.

Как устроена L2-коммутация

L2 коммутатор это устройство, которое:

  • изучает MAC-адрес источника;

  • формирует таблицу соответствия MAC-адресов и портов;

  • направляет кадр только на нужный порт;

  • поддерживает VLAN, trunk, STP и другие функции канального уровня.

Именно поэтому L2 сеть хорошо подходит для подключения пользователей, IP-телефонов, камер, точек доступа и рабочих станций. В такой схеме передача данных идет внутри одного сегмента или нескольких VLAN без сложной маршрутизации между подсетями. Если говорить проще, L2 сеть — это локальная сеть, где основной акцент сделан на быструю и стабильную коммутацию кадров.

Где используется коммутатор 2 уровня

Коммутаторы L2 обычно применяются:

  • на уровне доступа;

  • в небольших и средних офисах;

  • в сегментах видеонаблюдения;

  • в локальных вычислительных сетях;

  • там, где нужен понятный и экономичный switch.

Сети уровня L2 чаще всего используются в access-сценариях, где не требуется маршрутизация между большим количеством подсетей.

Коммутатор уровня L3: что это и зачем он нужен

L3 коммутатор — это устройство, которое умеет не только коммутировать трафик по MAC, но и выполнять маршрутизацию по IP.

Что умеет коммутатор 3 уровня

Коммутатор уровня L3 позволяет:

  • маршрутизировать трафик между VLAN;

  • разделять сеть на подсети;

  • использовать статические маршруты;

  • применять ACL и политики доступа;

  • строить более масштабируемую архитектуру.

Если L2 работает в рамках канального сегмента, то уровень L3 сети отвечает за связь между разными сегментами. Поэтому сеть L3 нужна там, где уже есть отдельные VLAN для сотрудников, серверов, телефонии, Wi-Fi, систем безопасности или производственных зон.

На практике коммутатор 3 уровня часто ставят на агрегации или в ядре. В этом смысле его можно рассматривать как высокопроизводительное устройство для внутренней маршрутизации, тогда как роутер чаще используется для внешних соединений, WAN-каналов, VPN и выхода в интернет.

Чем отличается L2 и L3 коммутатор

Если говорить кратко, отличие L2 от L3 заключается в уровне обработки трафика. Коммутатор L2 работает с Ethernet-кадрами и MAC-адресами, обеспечивая передачу данных внутри одного сегмента сети. Коммутатор L3 дополнительно анализирует IP-адреса и поддерживает маршрутизацию, поэтому может связывать между собой разные VLAN и подсети.

Практическая разница L2 и L3

Если смотреть на сеть с точки зрения задач, то различия у L2 и L3 сетей выглядят так:

  • в L2-сегменте устройства обмениваются кадрами внутри одной сети;

  • в L3-схеме трафик может ходить между разными подсетями;

  • L2 чаще используется на доступе;

  • L3 — на агрегации и в ядре.

Иными словами, речь идет о выборе между простой логикой канального уровня и более сложной схемой сети, в которой трафик маршрутизируется по IP между VLAN и подсетями.

Таблица сравнения L1, L2, L3 и L4

Таблица сравнения L1, L2, L3 и L4

Эта таблица хорошо показывает, на каком уровне OSI работает коммутатор и почему разные устройства подходят под разные сценарии эксплуатации.

Что такое коммутатор L4

Коммутатор L4 встречается заметно реже, чем L2 или L3. Обычно под ним понимают устройство, которое анализирует транспортный уровень: TCP/UDP-порты, состояние соединения, тип сессии, направление потока.

Как правило, к уровням L3 и L4 обращаются при описании сервисных сетей, балансировки нагрузки и механизмов распределения трафика.

Для обычной офисной сети такие функции чаще всего избыточны. Но в дата-центрах, приложениях с высокой нагрузкой и сложных сервисных схемах L4-логика помогает точнее управлять трафиком.

Как выбрать: L2 или L3

При выборе между L2 и L3 ключевое значение имеет сетевая архитектура и требуемый уровень маршрутизации.

Когда достаточно L2

Выбирайте коммутатор второго уровня, если:

  • сеть небольшая или средняя;

  • основная задача — подключение конечных устройств;

  • маршрутизация выполняется отдельным роутером или firewall;

  • достаточно VLAN и базового управления трафиком.

Когда нужен L3

Выбирайте коммутатор уровня L3, если:

  • в сети несколько VLAN и подсетей;

  • требуется межвлановая маршрутизация;

  • строится уровень агрегации;

  • важны ACL, IP routing и масштабируемость;

  • нужно сократить зависимость от отдельного маршрутизатора внутри ЛВС.

Именно поэтому в современной корпоративной сети часто используют связку: коммутаторы L2 на уровне доступа и L3 коммутатор на агрегации или в ядре.

Что важно запомнить

В упрощенном виде распределение ролей выглядит так: L1 отвечает за физическую передачу сигнала, L2 — за коммутацию Ethernet-кадров по MAC-адресам в пределах сегмента или VLAN, L3 — за IP-маршрутизацию между подсетями, а L4 — за обработку транспортных параметров трафика.

Соответственно, основное отличие L2 от L3 состоит в том, что L2 используется для передачи трафика внутри одного сегмента/VLAN, а L3 — для связи между разными сегментами и подсетями. В небольшой локальной сети L2 часто бывает достаточно, если маршрутизация не требуется или вынесена на отдельное устройство; для более сложной и распределенной инфраструктуры обычно выбирают L3-коммутатор.

 

 

А вы знали, что у нас есть Telegram?

Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!

Популярное

Самые горячие темы

Таблетка за 35 миллиардов долларов: как семья Саклеров придумала оксиконтин и убила полмиллиона американцев

Таблетка за 35 миллиардов долларов: как семья Саклеров придумала оксиконтин и убила полмиллиона американцев

Когда и почему люди начали целоваться

Когда и почему люди начали целоваться

От утопления до кастрации: как разные цивилизации карали за супружескую измену

От утопления до кастрации: как разные цивилизации карали за супружескую измену

Новые посты

Она вертится! 15 анимированных обложек культовых альбомов

Она вертится! 15 анимированных обложек культовых альбомов

Эти карты позволят вам увидеть настоящие размеры стран мира

Эти карты позволят вам увидеть настоящие размеры стран мира

30 фото, которые показывают, что их обрезка коренным образом меняет дело

30 фото, которые показывают, что их обрезка коренным образом меняет дело

20 нереально милых гифок с котиками, которые точно заставят вас улыбнуться

20 нереально милых гифок с котиками, которые точно заставят вас улыбнуться

37 слуг, 200 000 пиастров долга и корона бедуинской царицы: как умерла «Королева пустыни»

37 слуг, 200 000 пиастров долга и корона бедуинской царицы: как умерла «Королева пустыни»

Топ-10 фактов о фильме «Пятый элемент»

Топ-10 фактов о фильме «Пятый элемент»

Странные обложки советских детских книг, способные сломать взрослый мозг

Странные обложки советских детских книг, способные сломать взрослый мозг

Медведи, балерины и лохматые казаки: почему иностранцы XIX века так изображали русских

Медведи, балерины и лохматые казаки: почему иностранцы XIX века так изображали русских

Еще одна порция африканских кинопостеров, которые насмешат и напугают

Еще одна порция африканских кинопостеров, которые насмешат и напугают

Подводная феерия дайвера и фотографа Джейсона Вашингтона

Подводная феерия дайвера и фотографа Джейсона Вашингтона

13 редких кадров знаменитостей, на которых их сложно узнать

13 редких кадров знаменитостей, на которых их сложно узнать

Ученые выяснили, как необычно действует на здоровье мужчин созерцание моря

Ученые выяснили, как необычно действует на здоровье мужчин созерцание моря