Yıllar içinde ağ oluşturma tarihinin en önemli olaylarından bazılarına baktığımızda, bugüne kadar gelmemiz sürpriz değil. Başka bir makineye komut gönderen temel bir bilgisayar olarak başlayan şey, geniş bir ağ alanını kapsayan gelişmiş bir bilgi işlem sektörüne dönüştü. Bilgisayar ağları, bilgisayar ve iletişim teknolojilerinin yakınsaması sonucu ortaya çıkmıştır. Ve bilgisayar ağlarının iletişim ağları üzerindeki etkisi, sonuçta ağ yakınsaması olan büyük bir şey ile sonuçlandı. Bu, sonuçta her türlü veri ve bilgiyi aktarabilen entegre sisteme yol açtı..
Bir bilgisayar ağına birden çok aygıt bağlamak için bir ağ köprüsü gerekiyordu. Ağ anahtarlarının resme geldiği yer burasıdır. Ağ anahtarı, bir bilgisayar ağındaki birden çok aygıtı bağlayan bir tür ağ köprüsüdür. Yıllar içinde bilgisayar ağlarının hızla gelişmesiyle, üst düzey anahtarlama, bir bilgisayar ağındaki farklı cihazların birbirleriyle iletişim kurmasına izin veren en temel işlevlerden biri haline gelmiştir. Ağ anahtarları verileri bir noktadan diğerine hızlı ve verimli bir şekilde taşıyabilir. Veri paketlerini gönderenden alır ve her veri paketine eklenmiş adres bilgisine bağlı olarak hedeflerine yönlendirir.
Katman 2 anahtarları yalnızca anahtarlama yapar, yani veri paketlerini kaynak bağlantı noktasından hedef bağlantı noktasına yönlendirmek için aygıtların MAC adreslerini kullanarak çalışırlar. Bunu, hangi bağlantı noktalarının hangi MAC adreslerine atandığını hatırlamak için bir MAC adres tablosu koruyarak yapar. Bir MAC adresi, OSI referans modelinin Katman 2'sinde çalışır. MAC adresi, her cihaza benzersiz bir MAC adresi atandığında bir cihazı diğerinden ayırır. LAN'daki (Yerel Alan Ağı) trafiği yönetmek için donanım tabanlı anahtarlama tekniklerini kullanır. Geçiş Katman 2'de gerçekleştiğinden, işlem oldukça hızlıdır, çünkü yaptığı tek şey MAC adreslerini fiziksel bir katmanda sıralamaktır. Basit bir ifadeyle, Katman 2 anahtarı birden fazla cihaz arasında bir köprü görevi görür.
Katman 3 anahtarı, Katman 2 anahtarının tam tersidir. Katman 2 anahtarları, veri paketlerini katman 3'te yönlendiremedi. Katman 2 anahtarlarının aksine, Katman 3 IP adreslerini kullanarak yönlendirme yapar. Veri paketlerinin yönlendirilmesinde kullanılan özel bir donanım cihazıdır. Katman 3 anahtarları hızlı anahtarlama özelliklerine sahiptir ve daha yüksek bağlantı noktası yoğunluğuna sahiptir. Daha iyi performans sağlamak için geleneksel yönlendiriciler üzerinde önemli yükseltmelerdir ve Katman 3 anahtarlarını kullanmanın temel avantajı, veri paketlerini fazladan ağ atlaması yapmadan yönlendirebilmeleri ve böylece yönlendiricilerden daha hızlı olmalarıdır. Ancak, yönlendiricinin bazı ek işlevlerinden yoksundurlar. Katman 3 anahtarları büyük ölçekli işletmelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Basitçe söylemek gerekirse, Katman 3 anahtarı WAN bağlantısı olmadan yüksek hızlı bir yönlendiriciden başka bir şey değildir.
- Anahtarlama, veri paketlerinin MAC adreslerine göre bir hedef bağlantı noktasına yönlendirildiği OSI Referans Modelinin 2. Katmanında çalışır. Böylece Katman 2 anahtarları basit anahtarlama yapar. Katman 3 anahtarı ise, veri paketlerini IP adresleri kullanarak yönlendirmek için kullanılan özel bir donanım cihazıdır. Yani yönlendirme yapar.
- Katman 2 anahtarı yalnızca paketleri bir bağlantı noktasından diğerine geçirebilir; burada Katman 3 anahtarı hem geçiş hem de yönlendirme yapabilmektedir. Katman 2 anahtarlamasında yönlendirme mümkün değildir, yani cihazlar aynı ağ içinde iletişim kurabilir. Katman 3 anahtarlamasında, cihazlar ağların içinde ve dışında iletişim kurabilir.
- Katman 2 anahtarları, veri paketlerini kaynak bağlantı noktasından hedef bağlantı noktasına yönlendirmek için aygıtların MAC adreslerini kullanır. MAC adres tablosunu koruyarak paketleri yönlendirirler. Katman 3 anahtarları, aksine, özel yönlendirme protokolleri kullanarak çeşitli alt ağları birbirine bağlamak için IP adreslerini kullanır
- Katman 2 anahtarlaması donanım tabanlıdır ve anahtarlar MAC adres tablosunu korumak için ASIC'leri (uygulamaya özgü tümleşik devreler) kullanır. Anahtarlar ve köprüler, büyük bir alanı birden çok küçük alana ayıran tipik bir LAN gibi Katman 2 anahtarlamasını kullanır. Anahtarlar, diğer aygıtların MAC adreslerini belirlemek için Adres Çözümleme Protokolü (ARP) adlı bir işlem kullanır. Katman 3 anahtarları, sanal LAN'lar (VLAN'lar) içinde yönlendirme için yaygın olarak kullanılan modern bir anahtar ve yönlendirici karışımıdır.
- Normalde Katman 2'de çalışan anahtarlar, Katman 3'te çalışan anahtarlardan daha az zaman alır. Tek yaptıkları, Katman 2 anahtarlamasında kaynak bağlantı noktasından hedef bağlantı noktasına paketleri yönlendirmek için MAC adresleri atamaktır. Aksine, Katman 2 anahtarlarının paketleri hedef bağlantı noktalarına göndermek için mümkün olan en iyi yolu bulmadan önce veri paketlerini incelemesi biraz zaman alır.
Katman 2 Anahtarı | Katman 3 Anahtarı |
Anahtarlama, OSI Referans Modelinin Katman 2'sinde çalışır. | Katman 3 anahtarları hem anahtarlamayı hem de yönlendirmeyi yapar. |
Aynı ağdaki aygıtlar arasındaki iletişimi kolaylaştırmak için MAC adreslerini kullanır. | Dinamik yönlendirme protokollerini kullanarak farklı alt ağları birbirine bağlamak için IP adreslerini kullanır. |
Tek bir yayın alanıdır. | Birden çok yayın alan adıdır. |
Cihazlar yalnızca aynı ağ içinde iletişim kurabilir. | Cihazlar ağların içinde veya dışında iletişim kurabilir. |
Katman 2'ye geçiş, veri paketlerinin Katman 3 bölümüne bakmadıkları için oldukça hızlıdır. | Veri paketlerini hedeflerine göndermeden önce incelemek zaman alır. |
Bir ağ anahtarının hızı ve verimliliği, işlemcisi, anahtarlama yapısı ve algoritması tarafından belirlenir. Ve karmaşıklığı, anahtarın Açık Sistemler Bağlantısı (OSI) modelinde çalıştığı katmana bağlıdır. OSI modeli, uygulamaların ağ üzerinden nasıl iletişim kurması gerektiğine ilişkin iletişim işlevlerini standartlaştıran kavramsal bir modeldir. OSI modeli, dünya genelindeki veri iletişim sistemlerinin birbiriyle uyumlu olmasını sağlamak için oluşturulmuştur. Ortalama bir bilgisayar ağında uzun yıllardır Katman 2 anahtarları hakimdir. Ancak karmaşıklık arttıkça, uygulamalar daha sağlam ve güvenilir bir ağ yapılandırması gerektirir. Katman 3 anahtarları resme burada gelir.