Chức năng bộ chuyển mạch lớp 2 (Switch L2) trong hệ thống mạng

Chức năng chuyển mạch lớp 2

Loại Switch phổ biến nhất là Switch Lớp 2 chỉ hoạt động trên Lớp 2 của mô hình OSI (Lớp liên kết dữ liệu). Ngoài ra còn có các thiết bị chuyển mạch tiên tiến có thể hoạt động ở cả Lớp 2 và Lớp 3 của mô hình OSI. Chúng được gọi là thiết bị chuyển mạch Lớp 3 như chúng ta sẽ thảo luận ở phần sau.

Hãy mô tả một kịch bản giao tiếp được đơn giản hóa giữa hai máy tính trên cùng một Switch Lớp 2 để hiểu chức năng của nó.

Khi một máy tính A muốn giao tiếp với một máy tính B khác trong mạng TCP / IP, nó sẽ gửi một yêu cầu ARP để tìm ra địa chỉ MAC của máy chủ đích B. Hãy nhớ rằng máy tính A biết địa chỉ IP của máy tính B nhưng không không biết chính xác cách tiếp cận máy tính đó (nó không biết địa chỉ MAC của nó).

Yêu cầu ARP được phát tới tất cả các máy tính khác trên switch và đặt một câu hỏi: “Này, tôi muốn giao tiếp với máy tính có địa chỉ IP a.b.c.d. Địa chỉ MAC của máy tính này là gì? ”

Nếu máy tính B tình cờ ở trên cùng một chuyển mạch (hoặc miền quảng bá Lớp 2) với máy tính A, nó sẽ trả lời ARP và cung cấp địa chỉ MAC của nó cho máy tính A. Mặt khác, nếu máy tính B không ở trên cùng Lớp 2 với máy tính A, bộ định tuyến sẽ trả lời và cung cấp địa chỉ MAC của chính nó cho máy tính yêu cầu.

Một máy tính được kết nối với một Switch, cùng với các máy tính và giao diện khác trên cùng một Switch, tạo nên một miền quảng bá Lớp 2.

Để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn, hãy nghĩ về một miền quảng bá như một kết nối Mạng cục bộ (LAN). Switch tìm hiểu tất cả các địa chỉ MAC của tất cả các máy được kết nối với nó và cũng biết cổng vật lý nào mà nó có thể tiếp cận mọi địa chỉ MAC.

Bộ chuyển mạch cho phép chúng ta có khả năng chia nhỏ các miền quảng bá này. Quá nhiều máy tính trên một miền quảng bá có thể dẫn đến một lượng lớn lưu lượng truyền phát không phải là lý tưởng cho một mạng.

Điều này có thể gây ra độ trễ mà nếu không được chọn có thể gây ra tình trạng ngừng hoạt động và mất dịch vụ. Các thiết bị chuyển mạch có khả năng chọn mạng LAN mà một giao diện thuộc về, nghĩa là nó thuộc về miền quảng bá nào.

Chúng ta thực hiện điều này bằng cách tạo mạng LAN ảo hoặc VLANS. Một bộ chuyển mạch duy nhất có thể có hàng nghìn VLAN chạy cùng một lúc.

Vấn đề mà switch gặp phải là khi chúng tách các máy chủ thành các VLAN khác nhau, chúng không thể cho phép các thiết bị giao tiếp giữa các VLAN trừ khi switch có chức năng Layer3. Đây là nơi mà các bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch L3 xuất hiện trong hình.

Chi tiết xem tại: Phân biệt bộ định tuyến (Router) và bộ chuyển mạch (Switch) trong hệ thống mạng