Multilayer switch что это

Многослойный переключатель — Multilayer switch

Многослойная переключатель (MLS) представляет собой компьютер , сетевое устройство , который переключает на уровне OSI 2 , как обычный сетевой коммутатор и обеспечивает дополнительные функции на более высоких слоях OSI .

Технологии коммутации имеют решающее значение для проектирования сети , поскольку в большинстве случаев они позволяют отправлять трафик только туда, где это необходимо, с использованием быстрых аппаратных методов. Коммутация использует различные типы сетевых коммутаторов . Стандартный коммутатор известен как коммутатор уровня 2 и обычно встречается практически в любой локальной сети. Коммутаторы уровня 3 или 4 требуют передовых технологий (см. Управляемый коммутатор ), стоят дороже и поэтому обычно встречаются только в более крупных локальных сетях или в специальных сетевых средах.

Содержание

Многослойный переключатель

Многоуровневая коммутация сочетает в себе технологии коммутации уровней 2, 3 и 4 и обеспечивает высокоскоростную масштабируемость с малой задержкой. Многоуровневая коммутация может перемещать трафик на проводной скорости, а также обеспечивать маршрутизацию уровня 3. Нет никакой разницы в производительности между пересылкой на разных уровнях, потому что маршрутизация и коммутация основаны на аппаратном обеспечении — решения о маршрутизации принимаются специализированными ASIC с помощью памяти с адресацией по содержимому .

Многоуровневая коммутация может принимать решения о маршрутизации и коммутации на основе следующих

• MAC-адрес в кадре канала данных
• Поле протокола в кадре канала данных
• IP-адрес в заголовке сетевого уровня
• Поле протокола в заголовке сетевого уровня
• Номера портов в заголовке транспортного уровня

MLS аппаратно реализуют QoS . Многоуровневый коммутатор может устанавливать приоритеты пакетов с помощью 6-битной кодовой точки дифференцированных услуг (DSCP). Эти 6 бит изначально использовались для типа службы . Следующие 4 сопоставления обычно доступны в MLS:

• От уровня OSI 2, 3 или 4 до IP DSCP (для IP-пакетов) или IEEE 802.1p
• От IEEE 802.1p к IP DSCP
• От IP DSCP к IEEE 802.1p
• Из VLAN IEEE 802.1p в выходную очередь порта.

MLS также могут маршрутизировать IP-трафик между VLAN, как обычный маршрутизатор . Маршрутизация обычно осуществляется так же быстро, как и переключение (со скоростью провода ).

Коммутация уровня 2

Коммутация уровня 2 использует MAC-адрес сетевых интерфейсных карт (NIC) хоста, чтобы решить, куда пересылать кадры. Коммутация уровня 2 является аппаратной, что означает, что коммутаторы используют специализированные интегральные схемы (ASIC) для создания и поддержки информационной базы пересылки, а также для выполнения пересылки пакетов на проводной скорости. Коммутатор уровня 2 можно рассматривать как многопортовый мост .

Коммутация уровня 2 очень эффективна, поскольку не требует модификации кадра. Инкапсуляция пакета изменяется только тогда, когда пакет данных проходит через разную среду (например, от Ethernet к FDDI). Коммутация уровня 2 используется для подключения рабочих групп и сегментации сети (разделения доменов конфликтов ). Это позволяет создать более плоскую сеть с большим количеством сетевых сегментов, чем в традиционных сетях, соединенных концентраторами повторителей и маршрутизаторами.

Коммутаторы уровня 2 имеют те же ограничения, что и мосты. Мосты разделяют домены коллизий, но сеть остается одним большим широковещательным доменом, что может вызвать проблемы с производительностью и ограничить размер сети. Широковещательная и многоадресная рассылка, а также медленная сходимость связующего дерева могут вызывать серьезные проблемы по мере роста сети. Из-за этих проблем коммутаторы уровня 2 не могут полностью заменить маршрутизаторы. Мосты хороши, если сеть построена по правилу 80/20 : пользователи проводят 80 процентов своего времени в своем локальном сегменте.

Коммутация уровня 3

Коммутатор уровня 3 может выполнять некоторые или все функции, обычно выполняемые маршрутизатором. Однако большинство сетевых коммутаторов ограничены поддержкой одного типа физической сети, обычно Ethernet, тогда как маршрутизатор может поддерживать разные типы физических сетей на разных портах.

Коммутация уровня 3 основана исключительно на IP-адресе (получателя), хранящемся в заголовке IP-дейтаграммы (коммутация уровня 4 может использовать другую информацию в заголовке). Разница между коммутатором уровня 3 и маршрутизатором заключается в том, как устройство принимает решение о маршрутизации. Традиционно маршрутизаторы используют микропроцессоры для программного принятия решений о пересылке, в то время как коммутатор выполняет только аппаратную коммутацию пакетов (с помощью специализированных ASIC с помощью памяти с адресацией по содержимому ). Однако многие маршрутизаторы теперь имеют расширенные аппаратные функции, помогающие пересылать.

Основным преимуществом коммутаторов уровня 3 является возможность более низкой задержки в сети, поскольку пакет может маршрутизироваться без дополнительных сетевых переходов к маршрутизатору. Например, подключение двух отдельных сегментов (например, VLAN ) с маршрутизатором к стандартному коммутатору уровня 2 требует передачи кадра коммутатору (первый переход L2), затем маршрутизатору (второй переход L2), где пакет внутри кадра передается. маршрутизируется (переход L3), а затем передается обратно коммутатору (третий переход L2). Коммутатор уровня 3 выполняет ту же задачу без необходимости в маршрутизаторе (и, следовательно, в дополнительных переходах), принимая решение о маршрутизации самостоятельно, т. Е. Пакет направляется в другую подсеть и одновременно переключается на сетевой порт назначения.

Поскольку многие коммутаторы уровня 3 обладают той же функциональностью, что и традиционные маршрутизаторы, их можно использовать в качестве более дешевых замен с меньшими задержками в некоторых сетях. Коммутаторы уровня 3 могут выполнять следующие действия, которые также могут выполняться маршрутизаторами:

• определять пути на основе логической адресации
• проверить и пересчитать контрольные суммы заголовка уровня 3
• проверить и обновить поле времени жизни (TTL)
• обрабатывать и отвечать на любую информацию о вариантах
• обновить менеджеры Simple Network Management Protocol (SNMP) информацией базы управляющей информации (MIB)

Преимущества коммутации уровня 3 включают следующее:

• быстрая аппаратная пересылка пакетов с малой задержкой
• более низкая стоимость порта по сравнению с обычными маршрутизаторами
• учет потока
• Качество обслуживания (QoS)

IEEE разработал иерархическую терминологию, которая полезна при описании процессов пересылки и коммутации. Сетевые устройства без возможности пересылки пакетов между подсетями называются конечными системами (ES, единичные ES), тогда как сетевые устройства с такими возможностями называются промежуточными системами (IS). IS далее подразделяются на те, которые взаимодействуют только в пределах своего домена маршрутизации (внутридоменные IS), и те, которые взаимодействуют как внутри, так и между доменами маршрутизации (междоменные IS). Домен маршрутизации обычно рассматривается как часть объединенной сети под общим административным полномочием и регулируется определенным набором административных указаний. Домены маршрутизации также называют автономными системами.

Общая возможность уровня 3 — это осведомленность о многоадресной IP-рассылке через отслеживание IGMP . Благодаря этому коммутатор уровня 3 может повысить эффективность, доставляя трафик группы многоадресной рассылки только на те порты, к которым подключенное устройство сигнализировало, что оно хочет прослушивать эту группу.

Коммутаторы уровня 3 обычно поддерживают IP-маршрутизацию между VLAN, настроенными на коммутаторе. Некоторые коммутаторы уровня 3 поддерживают протоколы маршрутизации, которые маршрутизаторы используют для обмена информацией о маршрутах между сетями.

Коммутация уровня 4

Коммутация уровня 4 означает аппаратную технологию коммутации уровня 3, которая также может учитывать тип сетевого трафика (например, различать UDP и TCP ). Коммутация уровня 4 обеспечивает дополнительную проверку дейтаграмм путем считывания номеров портов, содержащихся в заголовке транспортного уровня, для принятия решений о маршрутизации (т. Е. Порты, используемые HTTP , FTP и VoIP ). Эти номера портов находятся в RFC 1700 и относятся к протоколу, программе или приложению верхнего уровня.

Используя коммутацию уровня 4, сетевой администратор может настроить коммутатор уровня 4 для определения приоритетов трафика данных по приложениям. Информация уровня 4 также может использоваться для принятия решений о маршрутизации. Например, расширенные списки доступа могут фильтровать пакеты на основе номеров портов уровня 4. Другой пример — учетная информация, собранная по открытым стандартам с помощью sFlow .

Коммутатор уровня 4 может использовать информацию из протоколов транспортного уровня для принятия решений о пересылке. В основном это относится к возможности использовать номера портов источника и назначения в протоколах TCP и UDP, чтобы разрешать, блокировать и устанавливать приоритеты связи.

Коммутатор уровней 4–7, веб-переключатель или переключатель содержимого

Некоторые коммутаторы могут использовать информацию о пакетах вплоть до уровня OSI 7; их можно назвать переключателями уровней 4-7, переключатели контента , переключатели служб контента , веб-переключатели или переключатели приложений.

Переключатели содержимого обычно используются для балансировки нагрузки между группами серверов. Балансировка нагрузки может выполняться по HTTP , HTTPS , VPN или любому TCP / IP-трафику с использованием определенного порта. Балансировка нагрузки часто включает преобразование сетевых адресов назначения, поэтому клиент службы балансировки нагрузки не полностью знает, какой сервер обрабатывает его запросы. Некоторые коммутаторы уровня 4–7 могут выполнять преобразование сетевых адресов (NAT) на проводной скорости . Коммутаторы контента часто могут использоваться для выполнения стандартных операций, таких как шифрование и дешифрование SSL, чтобы снизить нагрузку на серверы, получающие трафик, или для централизации управления цифровыми сертификатами . Коммутация уровня 7 — это технология, используемая в сети доставки контента .

Некоторые приложения требуют, чтобы повторяющиеся запросы от клиента направлялись на один и тот же сервер приложений. Поскольку клиент, как правило, не знает, с каким сервером он разговаривал ранее, переключатели контента определяют понятие «липкости». Например, запросы с одного и того же исходного IP-адреса каждый раз направляются на один и тот же сервер приложений. Прикрепление также может быть основано на идентификаторах SSL , и некоторые переключатели контента могут использовать файлы cookie для обеспечения этой функции.

Балансировщик нагрузки уровня 4

Маршрутизатор работает на транспортном уровне и принимает решения о том, куда отправлять пакеты. Современные маршрутизаторы с балансировкой нагрузки могут использовать разные правила для принятия решений о том, куда направлять трафик. Это может быть основано на наименьшей нагрузке или самом быстром времени ответа , или просто на балансировке запросов к нескольким адресатам, предоставляющим одни и те же услуги. Это также метод резервирования , поэтому, если одна машина не работает, маршрутизатор не будет отправлять на нее трафик.

Маршрутизатор также может иметь возможность NAT с учетом портов и транзакций и выполняет форму преобразования портов для отправки входящих пакетов на одну или несколько машин, которые скрыты за одним IP-адресом.

Слой 7

Коммутаторы уровня 7 могут распределять нагрузку на основе унифицированных указателей ресурсов (URL-адресов) или с помощью какой-либо специальной техники для распознавания транзакций на уровне приложения. Коммутатор уровня 7 может включать в себя веб-кеш и участвовать в сети доставки контента (CDN).

Обзор архитектуры шасси Cisco на примере серии 7600

Корпорация Cisco имеет огромный спектр продукции. Казалось бы, есть одно устройство Catalyst 7609 или 6506. Но это всего лишь шасси, которое может быть нашпиговано совершенно разными платами под разные задачи.
И вот железка стоит, работает, но в какой-то момент вдруг начинается что-то неладное. А мы даже не знаем, что можно заменить, что передернуть. Либо другая задача: руководство ставит задачу установить еще одну карту с дополнительными 1GE портами, но тут же голову сломаешь от обилия различных плат и разброса стоимости на них.
В этой статье мы поймем, как же работает большое целое устройство, как взаимодействуют его компоненты, и самое главное — с чего стоит начать поиск нужного Вам компонента расширения сетевого устройства уровня ядра сети на примере Cisco 7600.

Статья расчитана на подготовленного читателя, представляющего, как работают сетевые устройства различных уровней, поверхностно знакомого с оборудованием Cisco.

Общий обзор устройства

Cisco 7600 — семейство шасси для организации ядра сети. Устройство модульное, может быть дополнено различными платами расширения. Частично подходят платы от платформы Cisco 6500. Выпускается в различных модификациях в зависимости от количества слотов расширения: бывает 7603, 7604, 7606, 7609, 7613.

• Classic Line Card — работают только через шину.
• Fabric-enbaled Line Card — могут работать как через шину, так и через Switching Factory.
• Fabric-only Line Card — работают только через Switch Fabric

Supervisor Engine

• MSFC(Multilayer Switch Feature Card) — отвечает за основные сетевые протоколы 2-го и 3-го уровня.
• PFC(Policy Feature Card) — работает с таблицей MAC-адресов; определяет, на каком уровне нужно обрабатывать пакет — 2-м или 3-м, пересылает пакеты на IP и MPLS; здесь же обрабатывается QoS и ACL.

Также в супервайзер интегрирована так называемая Switch Fabric, которая является некоторым соединительным элементом с другими платами. В отличии от общей шины этот способ соединения является полнодуплексным, работает по принципу много-ко-многим. Как раз 720 в названии модели и означает пропускную способность Switch Fabric — 720Gbps.

Switch Fabric

Фабрика — это некоторый компонент, у которого есть интерфейсы со всеми платами в шасси. Для совместимости она может работать и в режиме обычной шины. Эта возможность оставлена для карт, не поддерживающих работу через фабрику, либо для тех, которым нужна прямая связь. Можно сказать, что фабрика — некоторая таблица коммутации, только внутри шасси и для коммутации плат.
Как мы уже говорили, фабрика интегрирована в Supervisor. Также она может идти и отдельной платой. Сама фабрика является некоторым интерфейсом обмена между различными Fabric-Enabled модулями, установленными в шасси. Она двухканальная, работает в режими full-duplex.
Switch Fabric может пересылать пакеты в различных режимах в зависимости от того, что поддерживает плата расширения:crossbar, dCEF(Cisco Express Forwarding, тот же crossbar, только данные передаются по фабрике в компактной структуре, в которой удобно просматривать заголовки), bus(обычная шина).

Здесь представлен способ коммутации внутри Switch Fabric.

Дополнительные платы расширения

Шасси может быть оборудовано дополнительными платами, расширяющими возможности под Ваши потребности. Как и Supervisor, платы расширения могут иметь подплаты.
Как было написано выше, платы могут обмениваться между собой данными в режимах crossbar, dCEF и bus. Примерами плат, работающих в режиме Bus, могут служить карты семейства FlexWan. Это карты с интерфейсами WAN(ISDN, E1/T1, FastEthernet), как правило, с не очень высокой пропускной способностью. Если честно, я лично их в шасси ни разу не видел.
Современные карты, работающие с Switch Fabric в режиме crossbar, обычно имеют подслот с установленным туда модулем пересылки данных CFC(Centralized Forwarding Card). Карты же работающие в режиме dCEF имеют модуль DFC(Distributed Forwarding Card). Наличие подкарт опять же может показать команда show module <1-6>. Как раз эти платы устанавливаются в случае, если Вам нужно расширить количество портов, перейти к другим интерфейсам. Примеры здесь — 48-портовые карты, платы с 10GE-портами.

Некоторые полезные команды ios

show fabric [additional] — посмотреть состояние фабрики, режимы работы, ошибки.
show inventory [additional] — посмотреть установленные компоненты
show modules [additional] — посмотреть платы, установленные в слоты.

Многоуровневый переключатель

Многоуровневый коммутатор (MLS) — это компьютерное сетевое устройство , которое включает уровень 2 OSI, как обычный сетевой коммутатор, и обеспечивает дополнительные функции на более высоких уровнях OSI . MLS был изобретен [1] инженерами Digital Equipment Corporation .

Технологии коммутации имеют решающее значение для проектирования сети , поскольку они позволяют отправлять трафик только там, где он необходим в большинстве случаев, с использованием быстрых аппаратных методов. Коммутация использует различные типы сетевых коммутаторов. Стандартный коммутатор известен как коммутатор уровня 2 и обычно встречается практически в любой локальной сети. Коммутаторы уровня 3 или 4 требуют передовых технологий (см. управляемый коммутатор ), они дороже и поэтому обычно встречаются только в более крупных локальных сетях или в специальных сетевых средах.

Многоуровневый переключатель

Многоуровневая коммутация сочетает в себе технологии коммутации уровней 2, 3 и 4 и обеспечивает высокую скорость масштабирования с малой задержкой. Многоуровневая коммутация может перемещать трафик на скорости канала , а также обеспечивать маршрутизацию уровня 3. Между пересылкой на разных уровнях нет разницы в производительности, поскольку маршрутизация и коммутация выполняются на аппаратном уровне — решения о маршрутизации принимаются специализированными интегральными схемами для конкретных приложений (ASIC) с помощью памяти с адресацией по содержимому . [2]

Многоуровневая коммутация может принимать решения о маршрутизации и коммутации на основе следующих

в кадре канала передачи данных
• Поле протокола в кадре канала передачи данных
• IP-адрес в заголовке сетевого уровня
• Поле протокола в заголовке сетевого уровня
• Номера портов в заголовке транспортного уровня

MLS реализуют QoS аппаратно. Многоуровневый коммутатор может приоритезировать пакеты с помощью 6-битной кодовой точки дифференцированного обслуживания (DSCP). Эти 6 бит изначально использовались для обозначения типа службы . Следующие 4 сопоставления обычно доступны в MLS :

• От уровня 2, 3 или 4 OSI к IP DSCP (для IP-пакетов) или IEEE 802.1p
• От IEEE 802.1p к IP DSCP
• От IP DSCP к IEEE 802.1p
• Из VLAN IEEE 802.1p в выходную очередь портов.

MLS также могут маршрутизировать IP-трафик между VLAN , как обычный маршрутизатор . Маршрутизация обычно выполняется так же быстро, как и коммутация (со скоростью провода).

Переключение уровня 2

Коммутация уровня 2 использует MAC-адрес сетевых интерфейсных карт (NIC) хоста, чтобы решить, куда пересылать кадры. Коммутация уровня 2 является аппаратной, что означает, что коммутаторы используют ASIC для создания и обслуживания информационной базы переадресации и для выполнения пересылки пакетов на скорости канала. Коммутатор уровня 2 можно представить как многопортовый мост .

Коммутация уровня 2 очень эффективна, поскольку не требуется модификация кадра. Инкапсуляция пакета изменяется только тогда, когда пакет данных проходит через разную среду (например, из Ethernet в FDDI). Коммутация уровня 2 используется для подключения рабочих групп и сегментации сети (разделение доменов коллизий ). Это позволяет создать более плоскую структуру сети с большим количеством сетевых сегментов, чем в традиционных сетях, объединенных концентраторами повторителей и маршрутизаторами.

Коммутаторы уровня 2 имеют те же ограничения, что и мосты. Мосты разбивают домены коллизий, но сеть остается одним большим широковещательным доменом , что может вызывать проблемы с производительностью и ограничивать размер сети. Широковещательная и многоадресная рассылка, наряду с медленной конвергенцией связующего дерева, могут вызвать серьезные проблемы по мере роста сети. Из-за этих проблем коммутаторы уровня 2 не могут полностью заменить маршрутизаторы. Мосты хороши, если сеть спроектирована по правилу 80/20 : пользователи проводят 80 процентов своего времени в своем локальном сегменте. [ нужна ссылка ]

Переключение уровня 3

Коммутатор уровня 3 может выполнять некоторые или все функции, обычно выполняемые маршрутизатором. Однако большинство сетевых коммутаторов ограничены поддержкой одного типа физической сети, обычно Ethernet, тогда как маршрутизатор может поддерживать разные типы физических сетей на разных портах.

Переключение уровня 3 основано исключительно на IP-адресе (назначения), хранящемся в заголовке IP-датаграммы (переключение уровня 4 может использовать другую информацию в заголовке). Разница между коммутатором уровня 3 и маршрутизатором заключается в том, как устройство принимает решение о маршрутизации. Традиционно маршрутизаторы используют микропроцессоры для принятия программных решений о пересылке, в то время как коммутатор выполняет только аппаратную коммутацию пакетов (с помощью специализированных ASIC с помощью адресно-содержимой памяти). [2] [3] Однако многие маршрутизаторы теперь также имеют расширенные аппаратные функции для облегчения переадресации.

Основным преимуществом коммутаторов уровня 3 является возможность более низкой сетевой задержки , поскольку пакет может быть маршрутизирован без дополнительных сетевых переходов к маршрутизатору. Например, подключение двух отдельных сегментов (например, VLAN ) с помощью маршрутизатора к стандартному коммутатору уровня 2 требует передачи кадра коммутатору (первый переход L2), а затем маршрутизатору (второй переход L2), где пакет внутри кадра маршрутизируется (участок L3), а затем передается обратно коммутатору (третий участок L2). Коммутатор уровня 3 выполняет ту же задачу без необходимости использования маршрутизатора (и, следовательно, дополнительных переходов), самостоятельно принимая решение о маршрутизации, т. е. пакет направляется в другую подсеть и одновременно переключается на сетевой порт назначения.

Поскольку многие коммутаторы уровня 3 обладают той же функциональностью, что и традиционные маршрутизаторы, их можно использовать в качестве более дешевой замены с меньшей задержкой в ​​некоторых сетях. Коммутаторы уровня 3 могут выполнять следующие действия, которые также могут выполняться маршрутизаторами:

• определять пути на основе логической адресации
• проверять и пересчитывать контрольные суммы заголовков уровня 3
• проверять и обновлять поле времени жизни (TTL)
• обрабатывать и реагировать на любую информацию об опциях
• обновлять диспетчеры протокола SNMP ( Simple Network Management Protocol )информацией базы управляющей информации (MIB)

Преимущества коммутации уровня 3 включают следующее:

• быстрая аппаратная пересылка пакетов с малой задержкой
• более низкая стоимость порта по сравнению с чистыми маршрутизаторами
• учет расхода (QoS)

IEEE [ нужна ссылка ] разработала иерархическую терминологию, которая полезна при описании процессов пересылки и коммутации. Сетевые устройства без возможности пересылки пакетов между подсетями называются конечными системами (ES, сингулярными ES), тогда как сетевые устройства с такими возможностями называются промежуточными системами (IS). IS далее делятся на те, которые обмениваются данными только в пределах своего домена маршрутизации (внутридоменные IS), и те, которые обмениваются данными как внутри, так и между доменами маршрутизации (междоменные IS). Домен маршрутизации обычно считается частью объединенной сети, находящейся под общим административным управлением, и регулируется определенным набором административных правил. Домены маршрутизации также называются автономными системами.

Общей возможностью уровня 3 является осведомленность о многоадресной рассылке IP через отслеживание IGMP . Благодаря этой осведомленности коммутатор уровня 3 может повысить эффективность, доставляя трафик группы многоадресной рассылки только на порты, к которым подключенное устройство сообщило, что оно хочет прослушивать эту группу.

Коммутаторы уровня 3 обычно поддерживают IP-маршрутизацию между виртуальными локальными сетями, настроенными на коммутаторе. Некоторые коммутаторы уровня 3 поддерживают протоколы маршрутизации, которые маршрутизаторы используют для обмена информацией о маршрутах между сетями.

Переключение уровня 4

Коммутация уровня 4 означает аппаратную технологию коммутации уровня 3, которая также может учитывать тип сетевого трафика (например, различать UDP и TCP ). Коммутация уровня 4 обеспечивает дополнительную проверку дейтаграмм путем считывания номеров портов из заголовка транспортного уровня для принятия решений о маршрутизации (т. е. портов, используемых HTTP , FTP и VoIP ). Эти номера портов указаны в RFC 1700 и относятся к протоколу, программе или приложению верхнего уровня.

Используя коммутацию уровня 4, сетевой администратор может настроить коммутатор уровня 4 для приоритизации трафика данных по приложениям. Информация уровня 4 также может использоваться для принятия решений о маршрутизации. Например, расширенные списки доступа могут фильтровать пакеты на основе номеров портов уровня 4. Другим примером является учетная информация, собранная по открытым стандартам с использованием sFlow .

Коммутатор уровня 4 может использовать информацию в протоколах транспортного уровня для принятия решений о переадресации. В основном это относится к возможности использовать номера портов источника и получателя в соединениях TCP и UDP, чтобы разрешать, блокировать и устанавливать приоритеты соединений. [4]

Переключатель уровня 4–7, веб-переключатель или переключатель контента

Переключатели содержимого обычно используются для балансировки нагрузки между группами серверов. Балансировка нагрузки может выполняться для HTTP , HTTPS , VPN или любого TCP/IP-трафика, использующего определенный порт. Балансировка нагрузки часто включает трансляцию сетевых адресов назначения, так что клиент службы балансировки нагрузки не полностью знает, какой сервер обрабатывает его запросы. Некоторые коммутаторы уровней 4–7 могут выполнять преобразование сетевых адресов (NAT) на скорости проводной сети. Переключатели контента часто можно использовать для выполнения стандартных операций, таких как шифрование и дешифрование SSL , чтобы снизить нагрузку на серверы, получающие трафик, или для централизации управления цифровые сертификаты . Коммутация уровня 7 — это технология, используемая в сети доставки контента (CDN).

Некоторые приложения требуют, чтобы повторяющиеся запросы от клиента направлялись на один и тот же сервер приложений. Поскольку клиент, как правило, не знает, с каким сервером он говорил ранее, переключатели контента определяют понятие прилипания. Например, запросы с одного и того же исходного IP-адреса каждый раз направляются на один и тот же сервер приложений. Прилипание также может быть основано на идентификаторах SSL, и некоторые переключатели контента могут использовать файлы cookie для обеспечения этой функции.

Балансировщик нагрузки уровня 4

Маршрутизатор работает на транспортном уровне и принимает решения о том, куда отправлять пакеты. Современные маршрутизаторы балансировки нагрузки могут использовать разные правила для принятия решений о том, куда направлять трафик. Это может быть основано на наименьшей нагрузке или самом быстром времени отклика или просто на распределении запросов к нескольким адресатам, предоставляющим одни и те же услуги. Это также метод резервирования , поэтому, если одна машина не работает, маршрутизатор не будет отправлять на нее трафик.

Маршрутизатор также может иметь функцию NAT с информацией о портах и ​​транзакциях и выполнять преобразование портов для отправки входящих пакетов на одну или несколько машин, скрытых за одним IP-адресом.

Слой 7

Коммутаторы уровня 7 могут распределять нагрузку на основе унифицированных указателей ресурсов (URL) или с помощью некоторых специфичных для установки методов распознавания транзакций на уровне приложений. Коммутатор уровня 7 может включать в себя веб-кеш и участвовать в CDN. [5] [ неудачная проверка ]

What Is a Multilayer Switch and How to Use It?

With the increasing diversity of network applications and the implementation of some converted networks, the multilayer switch is thriving in data centers and networks. It is regarded as a technology to enhance the network routing performance on LANs. This article will give a clear explanation for multilayer switch and how to use it.

What Is a Multilayer Switch?

The multilayer switch (MLS) has 10gbe switch and Gigabit Ethernet switch. It is a network device which enables operation at multiple layers of the OSI model. By the way, the OSI model is a reference model for describing network communications. It has seven layers, including the physical layer (layer 1), data link layer (layer 2), network layer (layer 3) and so on. The multilayer switch performs functions up to almost application Layer (layer 7). For instance, it can do the context based access control, which is a feature of layer 7. Unlike the traditional switches, multilayer switches also can bear the functions of routers at incredibly fast speeds. In addition, the Layer 3 switch is one type of multilayer switches and is very commonly used.

Figure 1: Seven layers in OSI model

The Layer 2 switch forwards data packets based on the Layer 2 information like MAC addresses. As a traditional switch, it can inspect frames. While multilayer switches not only can do all the job that Layer 2 switches do, it has routing function as well, including static routing and dynamic routing. So multilayer switches can inspect deeper into the protocol description unit. For more information, you can read Layer 2 vs Layer 3 Switch: Which One Do You Need?

Generally, multilayer switches and routers have three key differences. Firstly, routers typically use software to route. While multilayer switches route packets on ASCI (Application Specific Integrated Circuit) hardware. Another difference is that multilayer switches route packets faster than routers. In addition, based on IP addresses, routers can support numerous different WAN technologies. However, multilayer switches lack some QoS (Quality of Service) features. It is commonly used in LAN environment. For more information about it, please refer to Layer 3 Switch Vs Router: What Is Your Best Bet?

Why Use a Multilayer Switch?

As mentioned above, the multilayer switch plays an important role in network setups. The following highlights some of the advantages.

• Easy for use – Multilayer switches are configured automatically and its Layer 3 flow cache is set up autonomously. And there is no need for you to learn new IP switching technologies for its “plug-and-play” design.
• Faster connectivity – With multilayer switches, you gain the benefits of both switching and routing on the same platform. Therefore, it can meet the higher-performance need for the connectivity of intranets and multimedia applications.

Figure 2: Multilayer switches

How to Use a Multilayer Switch?

Generally, there are three main steps for you to configure a multilayer switch.

• Determine the number of VLANs that will be used, and the IP address range (subnet) you’re going to use for each VLAN.
• Within each subnet, identify the addresses that will be used for the default gateway and DNS server.
• Decide if you’re going to use DHCP or static addressing in each VLAN.

You can start configuring the multilayer switch after making preparations.

• Enable routing on the switch with the IP routing command. (Note: some multilayer switches may support the protocols like RIP and OSPF.)
• Log into multilayer switch management interface.
• Create the VLANs on the multilayer switch and assign ports to each VLAN.

After completing the second step, you still need to offer a snapshot of the routing table entries and list a summary of an interface’s IP information and status. Then, the multilayer switch configuration is finished.