Зачем коммутатору уровня 2 требуется ip адрес

Обновлено: 06.07.2024

Шлюз по умолчанию используется всеми устройствами, которым необходим маршрутизатор для определения наилучшего пути к удалённому адресату. Адреса шлюзов по умолчанию требуются оконечным устройствам, однако они также необходимы и промежуточным устройствам, таким как коммутатор Cisco IOS.

IP-адрес на коммутаторе необходим только для удалённого управления коммутатором. Другими словами, чтобы подключаться к коммутатору по протоколу Telnet, коммутатор должен иметь IP-адрес для использования в Telnet. Если доступ к коммутатору выполняется только с устройств в пределах локальной сети, требуется только IP-адрес.

Настройка IP-адреса на коммутаторе выполняется с помощью виртуального интерфейса коммутатора (SVI):

Тем не менее, если коммутатор должен быть доступен в другой сети, для него необходимо настроить адрес шлюза по умолчанию, поскольку пакеты, создаваемые коммутатором, обрабатываются как и пакеты, создаваемые главным устройством. Следовательно, пакеты, создаваемые коммутатором и предназначенные для устройства в этой же сети, пересылаются непосредственно на соответствующее устройство. Пакеты, создаваемые коммутатором и адресованные устройству в удалённой сети, должны пересылаться на шлюз по умолчанию для определения пути.

Чтобы настроить шлюз по умолчанию на коммутаторе, используйте следующую команду глобальной конфигурации:

На рис. 1 показан администратор, который подключается к коммутатору в удалённой сети. Чтобы коммутатор мог пересылать ответные пакеты администратору, требуется настройка шлюза по умолчанию.

Распространено заблуждение, согласно которому коммутатор использует свой настроенный адрес шлюза по умолчанию, чтобы определить место пересылки пакетов, которые создаются узлами, подключёнными к коммутатору, и которые адресованы узлам в удалённой сети. В действительности IP-адрес и шлюз по умолчанию используются только для пакетов, которые создаются коммутатором. Пакеты, которые создаются узлами, подключёнными к коммутатору, уже должны содержать информацию о шлюзе по умолчанию, настроенном для обмена данными в удалённых сетях. На рис. 2 можно отработать настройку шлюза по умолчанию на коммутаторе.

Коммутаторы — это устройства уровня 2, которые не пересылают трафик по IP-адресу. Зачем же тогда нужно настраивать IP-адреса для коммутаторов? IP-адреса назначаются коммутаторам уровня 2, так что устройство может быть доступно через сеть для управления и настройки. Чтобы использовать решение для управления на базе IP или протокол Telnet с коммутатором Cisco, IP-адрес управления должен быть настроен и доступен по IP-сети.

По умолчанию для каждого коммутатора предварительно настроена виртуальная локальная сеть для целей управления. Чтобы создать IP-адрес интерфейса управления VLAN 1, нужно перейти в режим глобальной конфигурации.

Switch>enable

Далее войдите в режим конфигурации интерфейса для VLAN 1.

Задайте адрес IPv4, маску подсети и основной шлюз для интерфейса управления. IP-адрес должен находиться в той же локальной сети, что и коммутатор.

Сохранитеконфигурациюспомощьюкоманды copy running-configuration startup-configuration.

Для настройки интерфейса VLAN 1 используйте инструмент проверки синтаксиса.

Шаги базовой настройки маршрутизатора

Как и для настройки коммутатора, для настройки исходных параметров маршрутизатора необходимо выполнить задания, указанные на рис. 1.

На рис. от 2 до 5 представлен пример этих заданий, выполненных при настройке маршрутизатора. На рис. 2 маршрутизатору присвоено имя хоста. На рис. 3 привилегированный режим EXEC, пользовательский режим EXEC и строки удаленного доступа защищены паролем. Все пароли в этом файле конфигурации зашифрованы. На рис. 4 показана настройка предоставления правового уведомления. Наконец, на рис. 5 показано сохранение конфигурации.

Используйте инструмент проверки синтаксиса на рис. 6 для отработки этих шагов конфигурации.

Настройка интерфейсов маршрутизатора

Для обеспечения доступности маршрутизаторов необходимо настроить его внутриполосные интерфейсы. На маршрутизаторах Cisco используется множество разных интерфейсов. В данном примере маршрутизатор Cisco 1941 имеет следующие компоненты:

· дваинтерфейса Gigabit Ethernet — GigabitEthernet 0/0 (G0/0) иGigabitEthernet 0/1 (G0/1);

· последовательная интерфейсная плата WAN (WIC), содержащая два интерфейса — Serial 0/0/0 (S0/0/0) и Serial 0/0/1 (S0/0/1).

Задания по настройке интерфейса маршрутизатора приведены на рис. 1. Обратите внимание на то, как они похожи на настройки SVI управления на коммутаторе.

Хотя это и не является обязательным, рекомендуется настроить описание на каждом интерфейсе, чтобы упростить документирование сетевой информации в письменном виде. Текст описания может содержать не более 240 символов. В производственных сетях использование описания может быть полезно в процессе поиска и устранения неполадок, так как в нем предоставлена информация о типе сети, к которой подключен интерфейс, а также о наличии в этой сети дополнительных маршрутизаторов. Если интерфейс подключен к интернет-провайдеру или оператору услуги, то рекомендуется указать данные о подключении третьей стороны и контактную информацию.

Использование команды noshutdown активирует интерфейс и аналогично включению интерфейса. Для активации физического уровня интерфейс должен быть также подключен к другому устройству (коммутатору или маршрутизатору).

На рис. 2 показана конфигурация LAN-интерфейсов, подключенных к маршрутизатору R1.

Используйте инструмент проверки синтаксиса на рис. 3 для отработки конфигурации LAN-интерфейсов.

Проверка конфигурации интерфейса

Для проверки конфигурации интерфейса можно использовать несколько команд. Наиболее полезная из них — команда showipinterfacebrief. Полученная информация содержит все интерфейсы, их IPv4-адреса и текущее состояние. Активные и действующие интерфейсы представлены значением «up» в столбцах «Status» и «Protocol». Любые другие значения будут означать наличие проблемы либо с настройками, либо с подключением кабелей.

Подключение можно проверить с интерфейса с помощью команды ping. Маршрутизаторы Cisco отправляют пять последовательных эхо-запросов и определяют минимальное, среднее и максимальное время прохождения сигнала в прямом и обратном направлении. Восклицательные знаки подтверждают наличие подключения.

На рис. 1 показана информация, полученная после использования команды showipinterfacebrief, согласно которой LAN- и WAN-интерфейсы активны и пригодны к использованию. Обратите внимание, что в результате команды ping отобразились пять восклицательных знаков, подтверждающих подключение к маршрутизатору R2.

К дополнительным командам проверки интерфейса относятся следующие команды:

· showiproute — отображает содержимое таблицы маршрутизации IPv4, которая хранится в ОЗУ;

· showinterfaces — отображает статистику по всем интерфейсам устройства;

· showipinterface — отображает статистику IPv4 по всем интерфейсам маршрутизатора.

На рис. 2 показаны выходные данные команды showiproute. Обратите внимание на три записи сети с прямым подключением вместе с их локальными IPv4-адресами.

Не забудьте сохранить конфигурацию с помощью команды copyrunning-configstartup-config.

Рекомендации по использованию паролей

Рекомендуется использовать различные пароли аутентификации для каждого из уровней доступа. И хотя вход в систему с несколькими различными паролями и парольными фразами неудобен, это необходимая мера предосторожности для защиты сетевой инфраструктуры от несанкционированного доступа.

Кроме того, используйте надежные пароли, которые сложно подобрать. Использование ненадежных или легкоугадываемых паролей по-прежнему представляет собой серьезную угрозу безопасности во многих сферах бизнеса.

При выборе пароля примите во внимание следующие основные моменты:

· используйте пароли длиннее 8 символов;

· используйте сочетание прописных и заглавных букв, чисел, специальных знаков и/или числовых последовательностей;

· не используйте одинаковый пароль для всех устройств;

· не следует использовать общеупотребительные слова, такие как «пароль» или «администратор», так как их легко подобрать.

Фразы-пароли состоят из нескольких слов и другого текста. Они обычно длиннее паролей, поэтому их сложнее взломать.

Почему у коммутаторов есть IP-адреса?

Если вы хотите иметь возможность управлять своим коммутатором удаленно по сети, вашему коммутатору нужен IP-адрес. Если на вашем коммутаторе настроено несколько VLAN, и вы хотите иметь возможность управлять коммутатором из каждой VLAN, коммутатору требуется IP-адрес на интерфейсе VLAN в каждой VLAN.

Почему коммутатору не нужен IP-адрес?

Можно ли присвоить IP-адрес уровню 2?

Есть ли IP-адреса у неуправляемых коммутаторов?

Неуправляемые коммутаторы не имеют IP-адреса. Управляемые коммутаторы и коммутаторы L3 действительно имеют IP-адрес.

Получают ли коммутаторы IP-адреса?

Но поскольку коммутатор не имеет возможности назначать IP-адреса, подключенные к нему компьютеры не смогут связываться друг с другом. Они получат автоматический частный IP-адрес (APIPA). Вам необходимо назначить вашим компьютерам статический IP-адрес.

Нужен ли IP-адрес VLAN?

На самом деле виртуальным локальным сетям не назначены IP-адреса. У них есть назначенная им сеть, или подсеть, или диапазон сети, как бы вы ни хотели на это ссылаться. Адрес, предоставленный нам OP, является назначаемым адресом в диапазоне 192.168.0.1. 4.1-255.

Можно ли на одном коммутаторе иметь 2 разные подсети?

Вы можете использовать один и тот же коммутатор для нескольких подсетей, но вам нужны VLAN, для которых они нужны, если только ваш коммутатор не поддерживает VLAN. Когда ваш коммутатор впервые получит обратно MAC-адрес, который имеет IP-адреса более чем в одной подсети, он взбесится.

Есть ли у маршрутизаторов IP-адреса?

Есть ли у коммутаторов Cisco IP-адреса?

В чем разница между сетями уровня 2 и уровня 3?

Может ли уровень 2 переключать сети VLAN?

Коммутаторы уровня 2 могут маршрутизировать пакеты между разными подсетями или VLAN только в том случае, если оба MAC-адреса ФИЗИЧЕСКИ подключены к коммутатору уровня 2 и.

Что такое маршрутизация уровня 2?

Традиционная коммутация работает на уровне 2 модели OSI, где пакеты отправляются на определенный порт коммутатора на основе MAC-адресов назначения. Маршрутизация работает на уровне 3, где пакеты отправляются на определенный IP-адрес следующего перехода на основе IP-адреса назначения.

Мне нужен управляемый или неуправляемый коммутатор?

На базовом уровне неуправляемый коммутатор позволяет вам немедленно подключать устройства к сети, а управляемый коммутатор обеспечивает больший контроль над ним. Однако различия глубже, поэтому пришло время взглянуть на функции, производительность, безопасность, стоимость и применение каждого из них.

Мне нужен управляемый или неуправляемый коммутатор?

Короткий ответ: нет. Принципиальной разницы в скорости между управляемыми и неуправляемыми коммутаторами нет. Однако важно отметить, что управляемый коммутатор обеспечивает значительно лучшую общую производительность сети, что имеет тенденцию к увеличению скорости в долгосрочной перспективе.

Какие коммутаторы лучше управляемые или неуправляемые?

Управляемые коммутаторы обладают более широкими возможностями, чем неуправляемые, но им также требуется опытный администратор или инженер, чтобы максимально использовать их. Управляемый коммутатор позволяет лучше контролировать сети и передаваемые по ним фреймы данных.

Начнем, пожалуй, с самых основ, чтобы разобраться, откуда вообще возникло понятие уровня сетевого устройства.

В системе OSI присутствует 7 градаций обработки информации.

Расшифруем, что это значит, применительно к различного рода системам и приложениям.

Физический — элементарная передача «нулей» и «единиц», а также света, тока, радиоволн от источника к получателю. Ни о какой фильтрации и защите сигналов речи не идет.
Канальный — на этом этапе информация передается фрагментарно, кадрами, при помощи идентификаторов передачи — МАС-адресов, состоящих из 48 бит.
Сетевой на этом этапе к функционалу добавляется «маршрутизация», с назначением источнику и получателю IP-адресов. Чтобы перекодировать IP в MAC и наоборот, задействуют протокол ARP.
Транспортный — обеспечивает передачу данных по сети благодаря протоколам TCP и UDP в зависимости от требований конечного получателя.
Сеансовый — занимается созданием и разрывом сессий. Примером работы могут послужить, например, банковские приложения, которые самостоятельно выходят из учетной записи, если пользователь в течении нескольких минут не предпринимает действий. Также эта ступень отвечает за обмен данными в реальном времени и синхронизацию. Яркий пример подобного процесса — видеоконференция между двумя людьми или целой группой, где каждый участник должен в одно и то же время получать синхронную дорожку видео и звука.
Представление — или преобразование форматов, а также кодирование и сжатие графических, текстовых, прочих данных. Устройства и приложения из этой категории отвечают за возможность прочтения информации, отправленной от одного пользователя к другому. Пример: пересылка текста в кодировке ASCII будет прочитана при необходимости в UTF-8. Также к процессам типа L6 относится архивирование и распаковка информации, шифрование и дешифровка, для которых используются системы защиты данных.
Приложения — например, сетевые службы, которые позволяют заниматься серфингом интернета конечному потребителю. Иными словами, сюда относятся все интерфейсы, которые позволяют человеку взаимодействовать с устройствами при помощи инструментов управления.

Функционал устройств коммутации также организован в соответствии с этой моделью. Об этом поговорим ниже.

Что означают уровни коммутаторов L1, L2, L3, L4 и так далее…

Фактически, классические коммутаторы не поднимаются выше третьего уровня — L3. И то, эти устройства можно назвать полноценными маршрутизаторами с поправкой на функционал. Но мы пойдем по классической иерархии и обсудим подробно, как работает сетевое оборудование в соответствии с моделью OSI.

Сетевое оборудование 1 уровня (L1)

Устройства L1 работают на физической ступени. Иными словами, способны обрабатывать различные электрические сигналы от хоста к конечному потребителю и преобразовывать импульсы в логические нули и единицы. Исходя из этого, можно сказать, что обозначение «коммутатор первого уровня» не вполне корректно. К сетевому оборудованию из категории L1 относятся почти почившие ныне концентраторы, репитеры и повторители. Максимально дешевые в эксплуатации изделия с нулевой защитой трафика и такой же функциональностью. В чем отличие этих устройств от свитчей вы можете прочесть в этой статье.

Коммутаторы 2 уровня (L2)

На этом этапе к физическому подключается канальный, т.е. адресный уровень. При этом вся информация, как упоминалось выше, распространяется по сети с помощью кадров (фреймов). Все данные разбиваются на логические блоки определенного размера, чтобы коммутирующему устройству было проще распределить поток. Для адресации используется привязка МАС-адреса подключаемого оборудования к конкретному порту. Это упрощает отправку пакетов и делает канал защищенным.

Коммутаторы 3 уровня (L3)

На этом этапе возможности сетевого оборудования типа L2 дополняются функцией IP-маршрутизации. В сочетании с MAC-адресами, передача пакетов по оптимальной траектории становится еще быстрее, безопаснее и удобнее. Коммутатор просчитывает путь отправки пакета с данными, как GPS-навигатор — маршрут автомобиля перед поездкой. Именно поэтому этот функционал устройства называют маршрутизацией.

Коммутаторы 4 уровня (L4)

На этой ступени к функционалу L2 и L3 добавляется виртуализация (Virtual IP, VIP). VIP-адрес автоматически или вручную конфигурируется для отдельного сервера или группы серверов. Такой адрес также регистрируется через DNS-системы, как и обычный «физический» IP. Каждый коммутатор, ориентированный на 4-й тип обработки информации, поддерживает еще одну таблицу значений, где связаны исходный IP, исходный TCP и выбранный сервер. Подобным образом внутри крупной компании решают проблему с превышением нагрузки на отдельные сервера и перенаправлением трафика.

Отличия коммутаторов 2 и 3 уровня

Как было сказано выше, физическая отправка трафика происходит на первых трех ступенях. Первую отбрасываем по причине морального устаревания и остаются две — второй и третий, разница между которыми состоят в следующем:

модели коммутаторов второго уровняотправляют данные только по MAC-адресу порта-получателя, игнорируя все остальное порты. При этом устройство не просчитывает путь, по которому следует фрейм, что способно привести к перепадам нагрузки и заторам на разных участках сети.
Модели Layer 3 — осуществляют статическую или динамическую маршрутизацию трафика, поскольку располагают таблицами MAC и IP-адресов. Плюс обладают возможностью объединения нескольких устройств внутри одной или многих VLAN-сетей.

Таким образом, главное, чем отличаются коммутаторы второго и третьего уровня — наличие функции маршрутизации, которая обеспечивает связь внутри VLAN — виртуальной локальной вычислительной сети — с направлением пакетов по оптимальному маршруту без потерь и задержек с учетом нагрузки на сеть.

Ничего удивительного в том, что модели коммутаторов третьего уровня стоят дороже, чем их предшественники, поскольку за счет функции маршрутизации делают передачу данных значительно быстрее, безопаснее и эффективнее. Из сопутствующих полезных функций можно также назвать:

автоматическое маркирование трафика по IP-адресу;
высокая защита данных;
стекирование.

Помимо всего прочего управляемые маршрутизирующие коммутаторы уровня L3 обладают большей мощностью и высокой пропускной способностью, так как зачастую используются в качестве коммутаторов агрегации и ядра, что требует улучшенных характеристик. Однако далеко не всем бывает нужен расширенный функционал, за который требуется платить достаточно высокую цену. Тем, кого не устраивает перспектива переплачивать за L3, но возможностей L2 недостаточно, рынок сетевого оборудования предлагает компромиссный вариант — L2+

Разница между L2 и L2+

Layer 2+ (3 Lite) — это коммутационное оборудование второй ступени с расширенным функционалом. В качестве опций в устройствах L2+ могут присутствовать некоторые функции layer 3.

отслеживание DHCP - протокола динамической настройки узла для защиты от атак;
маршрутизация между сетями VLAN, с использованием статических маршрутов;
объединение ряда свитчей в стек, чтобы увеличит число портов;
и другие.

Иными словами, когда коммутирующее оборудование поддерживает лишь на статическую маршрутизацию, его относят к категории L2+ иначе называемое L3 Lite. Зачастую такого выбора оказывается достаточно для адекватного функционирования сети по критериям безопасности, эффективности и надежности. Коммутаторы L2+ оптимальны для компромиссного решения задач и позволяют поддержать хороший баланс цены и возможностей.

Заключение

Выбор коммутирующего оборудования зависит от многих параметров: его доступного функционала, характеристик и параметров сети. Уровни коммутатора в данном контексте можно рассматривать как один из критериев, по которому может осуществляться такой выбор, поскольку описывает возможности всей группы устройств в целом. Если у вас еще остались вопросы, вы можете задать их нашим специалистам, которые помогут подобрать сетевое оборудование в зависимости от ваших потребностей.

Читайте также: