Übersicht
Traditionelles Switching funktioniert auf Layer 2 des OSI-Modells, bei dem Pakete basierend auf MAC-Zieladressen an einen bestimmten Switch-Port gesendet werden. Das Routing erfolgt auf Schicht 3, wo Pakete basierend auf der Ziel-IP-Adresse an eine bestimmte Next-Hop-IP-Adresse gesendet werden. Geräte im selben Layer-2-Segment benötigen kein Routing, um lokale Peers zu erreichen., Was jedoch benötigt wird, ist die Ziel-MAC-Adresse, die über das Address Resolution Protocol (ARP) wie unten dargestellt aufgelöst werden kann:
Hier möchte PC A Datenverkehr an PC B unter der IP-Adresse 192.168.1.6 senden. Es kennt die eindeutige MAC-Adresse jedoch erst, wenn es sie über ein ARP entdeckt, das im gesamten Layer 2-Segment gesendet wird:
Es sendet dann das Paket an die entsprechende Ziel-MAC-Adresse, die der Switch dann den richtigen Port basierend auf seiner MAC-Adresstabelle weiterleitet.,
Innerhalb einer Layer – 2-Switch-Umgebung existiert eine Broadcast-Domäne. Jeder Broadcast-Datenverkehr auf einem Switch wird an alle Ports weitergeleitet, mit Ausnahme des Ports, an dem das Broadcast-Paket angekommen ist. Broadcasts sind im selben Layer-2-Segment enthalten, da sie eine Layer-3-Grenze nicht überschreiten.
Große Layer-2-Broadcast-Domänen können anfällig für bestimmte unbeabsichtigte Probleme sein, z. B. Broadcast-Stürme, die Netzwerkausfälle verursachen können. Außerdem kann es aus Sicherheits-und Richtliniengründen vorzuziehen sein, bestimmte Clients in verschiedene Broadcast-Domänen zu trennen., Dies ist, wenn es nützlich wird, VLANs zu konfigurieren. Ein Layer-2-Switch kann VLANs bestimmten Switch-Ports zuweisen, die sich wiederum in verschiedenen Layer-3-Subnetzen und daher in verschiedenen Broadcast-Domänen befinden. VLANs ermöglichen eine größere Flexibilität, indem verschiedene Layer-3-Netzwerke dieselbe Layer-2-Infrastruktur gemeinsam nutzen können. Das folgende Bild zeigt ein Beispiel für eine Multi-VLAN-Umgebung auf einem Layer-2-Switch:
Da VLANs in ihrem eigenen Layer-3-Subnetz vorhanden sind, muss Routing erfolgen, damit der Datenverkehr zwischen VLANs fließt., Hier kann ein Layer-3-Schalter verwendet werden. Ein Layer-3-Switch ist im Grunde ein Switch, der neben dem Switching auch Routing-Funktionen ausführen kann. Ein Clientcomputer benötigt ein Standardgateway für die Layer-3-Konnektivität zu Remote-Subnetzen. Wenn der Computer Datenverkehr an ein anderes Subnetz sendet, ist die Ziel-MAC-Adresse im Paket die des Standardgateways, das das Paket dann auf Schicht 2 akzeptiert, und leitet den Datenverkehr basierend auf seiner Routingtabelle an das entsprechende Ziel weiter.
