Layer 2 ve Layer 3 Switch Arasındaki Farklar

Sesli Dinle — Makale

Layer 2 ve Layer 3 switchler arasındaki temel fark, trafiği hangi bilgiye göre ilettikleridir. Layer 2 switch Ethernet çerçevelerini, ağ arayüzlerini yerel bağlantıda tanımlayan MAC adreslerine göre aynı yerel ağ bölümünde taşır. Layer 3 switch ise bu işlevi sürdürürken IP adreslerine ve yönlendirme tablosuna bakarak farklı IP ağları arasında da paket iletebilir.

Bu ayrım özellikle birden fazla VLAN kullanılan ağlarda önem kazanır. Aynı VLAN ve aynı IP alt ağındaki cihazların haberleşmesi için Layer 2 anahtarlama yeterlidir; farklı VLAN'lar arasındaki trafik ise Layer 3 yönlendirme gerektirir.

Layer 2 ve Layer 3 Switchlerin Temel Görevleri

• Layer 2 switch iletim kararını hedef MAC adresine göre verir ve trafiği aynı VLAN içinde taşır.
• Layer 3 switch, Layer 2 anahtarlamaya ek olarak IPv4 veya IPv6 paketlerini farklı ağlar arasında yönlendirebilir.
• Her VLAN ayrı bir yayın alanıdır; Layer 2 yayınları başka VLAN'a kendiliğinden geçmez.
• Layer 3 switch üzerindeki mantıksal VLAN arayüzü, o VLAN'daki cihazlar için varsayılan ağ geçidi olabilir.
• Switch seçerken yalnız port sayısına veya bağlantı hızına bakmayın; VLAN'lar arası trafik ile ağ geçidi ihtiyacını da hesaba katın.

İletim Kararı MAC Adresine mi, IP Adresine mi Göre Verilir?

İki switch türü aynı Ethernet altyapısında çalışsa da iletim kararlarının kapsamı farklıdır. Layer 2 switch bir Ethernet çerçevesinin yerel yayın alanında hangi porta gönderileceğini belirler. Layer 3 switch ise hedef başka bir IP ağına ait olduğunda paketin hangi çıkış arayüzünden bir sonraki yönlendirme noktasına iletileceğini seçer.

MAC Adres Tablosunun Rolü

Layer 2 switch, aldığı çerçevelerin kaynak MAC adreslerini gözlemleyerek hangi MAC adresinin hangi portta bulunduğunu öğrenir. Hedef MAC adresi tabloda biliniyorsa çerçeveyi ilgili porta gönderir; hedef bilinmiyorsa çerçeve aynı VLAN içindeki uygun portlara yayılabilir. Broadcast (yayın) çerçeveleri de yalnız ilgili VLAN'ın portlarına dağıtılır.

Bu işlem IP adresinden bağımsızdır. Taşınan veri IPv4, IPv6 veya başka bir üst katman protokolü içerse bile Layer 2 switchin temel kararı Ethernet başlığındaki MAC bilgisine dayanır.

IP Yönlendirme Tablosunun Rolü

Layer 3 switch, hedef IP adresini yönlendirme tablosundaki ağ prefixleriyle karşılaştırır. En uzun prefix eşleşmesine göre çıkış arayüzünü veya sonraki yönlendirme noktasını belirler. Doğrudan bağlı VLAN ağları, tanımlanmış sabit rotalar ve dinamik yönlendirme protokollerinden öğrenilen rotalar bu tabloda yer alabilir.

Bir paket Layer 3 cihazından sonraki Ethernet bağlantısına iletilirken Ethernet başlığı yeniden oluşturulur. IPv4 paketindeki TTL ve IPv6 paketindeki Hop Limit (sıçrama limiti), paketin geçebileceği yönlendirici sayısını sınırlar. Layer 3 cihazı paketi yönlendirirken ilgili değeri azaltır; değer sıfıra düşerse paketi sonraki ağa iletmez. Bu nedenle MAC adresleri yerel bağlantı bölümünde, IP adresleri ise farklı ağlar arasındaki uçtan uca yönlendirmede görev alır.

VLAN ile Yayın Alanı Arasındaki İlişki

VLAN, fiziksel olarak aynı switch altyapısını kullanan portları veya cihazları mantıksal olarak ayrı Layer 2 ağlarına böler. Switch, MAC adreslerini VLAN'a göre ayrı tutar ve her VLAN ayrı bir yayın alanı oluşturur. Bir VLAN'da üretilen Ethernet yayını diğer VLAN'lara doğrudan geçmez. Cihazların otomatik IPv4 adresi istemek için gönderdiği DHCP yayınlarını başka VLAN'daki DHCP sunucusuna aktarmak gerekiyorsa Layer 3 cihazında DHCP relay özelliği ayrıca yapılandırılır.

VLAN İçinde İletim

Aynı VLAN ve aynı IP alt ağındaki iki cihaz genellikle birbirine Layer 2 üzerinden ulaşır. Gönderen cihaz, hedefin yerel ağda olduğunu belirledikten sonra hedef MAC adresini öğrenir ve çerçeveyi switch üzerinden gönderir. Bu trafik için IP yönlendirme işlemi gerekmez.

Yönetilebilir bir Layer 2 switch birden fazla VLAN oluşturabilir ve etiketli bağlantılar üzerinden bu VLAN'ları başka switchlere taşıyabilir. VLAN desteği tek başına cihazı Layer 3 switch yapmaz; belirleyici özellik, farklı IP ağları arasında paket yönlendirebilmesidir.

VLAN'lar Arası Yönlendirme

Farklı VLAN'lardaki cihazlar ayrı IP ağlarındaysa aralarındaki trafik bir yönlendiriciye veya Layer 3 switchin yönlendirme işlevine gönderilir. Layer 3 switch bu görevi çoğu tasarımda SVI (Switch Virtual Interface) adı verilen mantıksal VLAN arayüzleriyle yürütür. SVI'ya atanan IP adresi, ilgili VLAN'ın Layer 3 arayüzü ve varsayılan ağ geçidi olabilir.

Örneğin kullanıcı cihazları ile sunucular ayrı VLAN'larda tutuluyorsa, iki grup arasındaki paketler VLAN içi anahtarlama ile doğrudan geçemez. Paket önce gönderen ağın varsayılan ağ geçidine ulaşır, yönlendirme kararı verildikten sonra hedef VLAN'a iletilir. Erişimin izinli olup olmadığı ise yönlendirme dışında uygulanan güvenlik politikalarına ve cihaz yeteneklerine bağlıdır.

Varsayılan Ağ Geçidi ve SVI İlişkisi

Bir cihaz, hedef IP adresi yerel ağında değilse yönlendirme tablosuna göre bir ağ geçidi seçer. Hedefe uyan daha özel bir rota yoksa yapılandırılmış varsayılan ağ geçidini kullanır. Layer 2 switch, Ethernet çerçevelerini ağ geçidinin bulunduğu porta ileterek cihazın ağ geçidine ulaşmasını sağlar; kendisi yönlendirme yapmıyorsa ağ geçidi rolünü üstlenmez. Ağ geçidi ayrı bir yönlendirici arayüzü veya Layer 3 switch üzerindeki SVI olabilir.

Layer 2 switchte yönetim amacıyla bir IP adresi bulunması, cihazın kullanıcı trafiğini yönlendirdiği anlamına gelmez. Yönetim IP adresi web arayüzü, şifreli komut satırı erişimi sağlayan SSH veya izleme gibi yönetim işlemleri için kullanılabilir. Bir switchin Layer 3 sayılabilmesi için farklı IP ağları arasında gerçek yönlendirme kararı verebilmesi gerekir.

IPv4 ve IPv6 açısından da aynı ilke geçerlidir. Layer 3 switchin ilgili protokol sürümünü desteklemesi ve o sürüm için yönlendirme bilgisinin bulunması gerekir; IPv4 yönlendirebilmesi IPv6 yönlendirmeyi otomatik olarak garanti etmez.

Layer 2 ve Layer 3 Switch Özellikleri

Aşağıdaki tablo iki switch türünü iletim bilgisi, VLAN davranışı, yayın alanı ve ağ geçidi rolü bakımından karşılaştırır. Gerçek cihaz özellikleri modele, yazılıma ve lisansa göre değişebilir; bu nedenle L2 veya L3 sınıflandırmasını ürünün teknik belgesindeki yeteneklerle doğrulayın.

Switch Performansını Etkileyen Donanım ve Özellikler

Layer 3 yönlendirme daha karmaşık görünse de modern ağ cihazları anahtarlama ve yönlendirme kararlarını özel donanım tablolarında yüksek hızda uygulayabilir. Bu nedenle Layer 3 switchin her zaman yavaş, Layer 2 switchin her zaman daha hızlı olduğu söylenemez. Gerçek kapasite; port hızı, anahtarlama kapasitesi, paket boyutu, yönlendirme tablosu kapasitesi ve etkin özelliklere bağlıdır.

ACL (erişim kontrol listesi), trafik ölçümü, kuyruklama veya gelişmiş güvenlik denetimleri devreye girdiğinde cihazın donanım hızlandırma desteği önem kazanır. Bazı işlevler tam hat hızında çalışırken bazıları kapasiteyi sınırlayabilir. Ürünleri karşılaştırırken yalnız “L2” veya “L3” etiketine bakmayın; desteklenen protokolleri ve yayımlanan kapasite değerlerini de inceleyin.

Ağdaki Konuma Göre Layer 2 ve Layer 3 Kullanımı

Switch seçimini cihazın ağdaki konumu ve farklı ağlar arasında yönlendirme gerekip gerekmediği belirler. Layer 2 ve Layer 3 rolleri aynı ağda birbirini dışlamak zorunda değildir; birçok tasarımda uç bağlantılar Layer 2, ağlar arası geçiş ise Layer 3 olarak düzenlenir.

Erişim Katmanında Layer 2 Kullanımı

Bilgisayar, telefon, yazıcı ve erişim noktası gibi uç cihazları belirli VLAN'lara bağlamak temel ihtiyaçsa Layer 2 switch yeterli olabilir. VLAN'lar arası trafik üst katmandaki bir Layer 3 cihazına gönderilir. Bu yaklaşım erişim switchlerinin görevini sınırlı tutar, ancak Layer 3 cihazına giden bağlantıların kapasitesi dikkatle planlanmalıdır.

Dağıtım Katmanında Layer 3 Kullanımı

Birden fazla erişim switchinden gelen VLAN'ların toplandığı yerde Layer 3 switch, SVI'lar üzerinden yerel yönlendirme yapabilir. Böylece aynı bina veya kampüs içindeki VLAN'lar arası trafik, internet çıkışındaki yönlendiriciye kadar taşınmadan yerel olarak yönlendirilebilir. Bu düzen ağ yolunu kısaltabilir; erişim kontrolü ve yedeklilik yine ayrı tasarım kararlarıdır.

Küçük Ağlarda Tek Layer 3 Switch Kullanımı

Küçük bir ofiste tek bir Layer 3 switch hem uç bağlantıları hem VLAN'lar arası yönlendirmeyi üstlenebilir. Bu düzen cihaz sayısını azaltabilir; buna karşılık tek arıza noktası oluşturabilir ve ayrı bir yedekleme planı gerektirir. WAN bağlantısı, NAT, VPN ve güvenlik politikaları için ayrı bir internet yönlendiricisi veya güvenlik duvarı yine gerekli olabilir.

Layer 3 Switch Her Durumda Yönlendiricinin Yerini Tutmaz

Layer 3 switch ile yönlendirici arasındaki ortak nokta IP paketlerini ağlar arasında iletmeleridir. Buna rağmen kullanım alanları aynı değildir. Layer 3 switch çoğunlukla yerel ağ içinde çok sayıda Ethernet portu ve VLAN arasında yüksek kapasiteli yönlendirme için tasarlanırken, yönlendirici veya güvenlik duvarı internet erişimi, farklı WAN türleri, NAT, VPN, durum bilgili trafik denetimi ve internet servis sağlayıcısıyla kurulan bağlantılar gibi ek görevleri üstlenebilir.

Bazı Layer 3 switchler bu ek işlevlerin bir bölümünü sunabilir, bazıları sunmaz. Bu nedenle yalnız “yönlendirme yapıyor” bilgisine bakarak cihazın internet çıkışında gereken bütün özelliklere sahip olduğunu varsaymayın.

Layer 2 veya Layer 3 Switch Seçimi

• Ağda yalnız aynı VLAN içindeki cihazlar mı haberleşecek, yoksa birden fazla IP ağı arasında trafik olacak mı?
• VLAN'ların varsayılan ağ geçidi ayrı bir yönlendirici üzerinde mi, switch üzerinde mi bulunacak?
• IPv4 yanında IPv6 yönlendirme desteği de gerekli mi?
• VLAN'lar arası trafik hacmi, üst bağlantılara taşınmadan yerel olarak yönlendirilmeyi gerektiriyor mu?
• İnternet çıkışı için NAT, VPN veya durum bilgili güvenlik duvarı gibi ayrı işlevler gerekiyor mu?
• Yedeklilik, yönetim ve arıza durumunda hizmetin devamı nasıl sağlanacak?