Ethernet l2 что это

Обновлено: 04.07.2024

MPLS L2VPN — это набор различных технологий, транспортом для которых выступает MPLS LSP. Именно он сейчас получил наиболее широкое распространение в сетях провайдеров.

Почему он победитель? Главная причина, безусловно, в способности маршрутизаторов, передающих MPLS-пакеты абстрагироваться от их содержимого, но при этом различать трафик разных сервисов. Например, Е1-кадр приходит на PE, сразу же инкапсулируется в MPLS и уже никто по пути даже не заподозрит, что там внутри — важно только вовремя поменять метку. А на другой порт приходит Ethernet-кадр и по тому же самому LSP он может пройти по сети, только с другой меткой VPN. А кроме того MPLS TE позволяет строить каналы с учётом требований трафика к параметрам сети. В связке же с LDP и BGP становится более просто настраивать VPN и автоматически находить соседей.

Возможность инкапсулировать трафик любого канального уровня в MPLS называется AToM — Any Transport over MPLS. Вот список поддерживаемых AToM протоколов:

Для построения любого L2VPN существуют два концептуально разных подхода.

Point-to-Point . Применим к любым типам протоколов канального уровня и в принципе, в полной мере исчерпывает все сценарии применения L2VPN. Поддерживает все мыслимые и немыслимые протоколы. Причём некоторые из них ещё и по-разному может реализовывать . В основе лежит концепция PW — PseudoWire — псевдопровод. Вы хотите соединить два узла друг с другом. Тогда сеть провайдера для вас будет как один виртуальный кабель — то, что вошло в него на одном конце обязательно выйдет на другом без изменений. Общее название услуги: VPWS — Virtual Private Wire Service.

Point-to-Multipoint . Этот режим только для Ethernet, поскольку только в нём фактически такая необходимость есть. В этом случае у клиента может быть три-пять-десять-сто точек подключения/филиалов, и все они должны передавать данные друг другу, причём, как одному конкретному филиалу, так и всем сразу. Это до боли напоминает обычный Ethernet-коммутатор , но было бы страшной банальностью об этом говорить. Название технологии: VPLS — Virtual Private LAN Service.

Традиционно термины будут вводиться по мере необходимости. Но о некоторых сразу. PE — Provider Edge — граничные маршрутизаторы MPLS-сети провайдера, к которым подключаются клиентские устройства (CE). CE — Customer Edge — оборудование клиента, непосредственно подключающееся к маршрутизаторам провайдера (PE). AC — Attached Circuit — интерфейс на PE для подключения клиента. VC — Virtual Circuit — виртуальное однонаправленное соединение через общую сеть, имитирующее оригинальную среду для клиента. Соединяет между собой AC-интерфейсы разных PE. Вместе они составляют цельный канал: AC→VC→AC. PW — PseudoWire — виртуальный двунаправленный канал передачи данных между двумя PE — состоит из пары однонаправленных VC. В этом и есть отличие PW от VC.

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.

Многие задавались вопросом, что такое L2-VPN, как он работает и зачем он нужен. L2-VPN это сервис виртуальной частной сети (англ. Virtual Private Network — виртуальная частная сеть), предоставляемый операторами связи по типу точка-точка. Сеть провайдера для клиента в данной услуге абсолютно прозрачна.

Где это может понадобиться?

Допустим, вы частный предприниматель, у вас есть офис в г. Урюпинск и г. Воронеж. Вы хотите объединить 2 сети в 1 большую локальную сеть. С точки зрения вас (клиента) данная услуга будет выглядеть так, как показано на рисунке 1.

Т.е. как подключение к одному большому L2-коммутатору. В случае необходимости вы можете самостоятельно устанавливать в своем vpn канале дополнительные сервисы сетевой защиты, шифрования, аутентификации, например IPSec-туннель и т.д.

Как это выглядит с точки зрения провайдера ?

Здесь будет немного сложнее. Заявив ему, что вы хотите данную услугу, выбранный вами провайдер подключит оба офиса в свои ближайшие коммутаторы, произведет манипуляции на оборудовании, и вы получите заветную услугу. Сеть провайдера может быть огромна. Чтобы вашим пакетикам из Урюпинска дойти до Воронежа и обратно, им придется преодолеть нцать коммутаторов, несколько роутеров и много-много километров пути. Если схематично, то можно представить так, как показано на рисунке 2.

Данную услугу провайдеры предоставляют на основе своей сети IP/MPLS. Стоимость данной услуги, провайдер рассчитывает исходя от расстояния, емкости канала, совокупных затрат на содержание и эксплуатацию оборудования, амортизационных отчислений и тд. Однако, при всем при этом цена является в несколько раз завышена для клиента.

Заключение

Данная услуга является одной из самых популярных среди клиентов провайдеров Она очень проста и не требует настроек на оборудовании клиента.

Преимущества:

Однако есть и недостатки. Т.к. услуга является L2, то операторам связи очень сложно отслеживать проблемы на данной услуге и практически всегда они узнают о проблеме от клиента. По сути, клиент сам берет на себя всю диагностику и работу с провайдером, поэтому если существуют какие-то проблемы то их решение очень затягивается.

Часто при выборе определенного сетевого устройства для вашей сети, можно услышать такие фразы как «коммутатор уровня L2», или «устройство L3».

В этом случае речь ведется про уровни в сетевой модели OSI.

Устройство уровня L1 – это устройство, работающее на физическом уровне, они в принципе «не понимают» ничего о данных, которые передают, и работают на уровне электрических сигналов – сигнал поступил, он передается дальше. К таким устройствам относятся так называемые «хабы», которые были популярны на заре становления Ethernet-сетей, сюда же относятся самые разнообразные рипитеры, повторители. Устройства такого типа обычно называют концентраторами.

Широкий спектр услуг
по выделенным северам
и мультиклауд-решениям Конфигурация VPS и бесплатный тест уже через 2 минуты Организация вашей IT-инфраструктуры на основе мультиклауд-решения

Устройства уровня L2 работают на канальном уровне и выполняют физическую адресацию. Работа на этом уровне выполняется с кадрами, или как иногда еще называют «фреймами». На этом уровне нет никаких ip-адресов, устройство идентифицирует получателя и отправителя только по MAC-адресу и передает кадры между ними. Такие устройства как правило называют коммутаторами, иногда уточняя, что это «коммутатор уровня L2».

Устройства уровня L3 работают на сетевом уровне, который предназначен для определения пути передачи данных, и понимают ip-адреса устройств, определяют кратчайшие маршруты. Устройства этого уровня отвечают за установку разного типа соединений (PPPoE и тому подобных). Эти устройства обычно называют маршрутизаторами, хотя часто говорят и «коммутатор уровня L3».

Устройства уровня L4 отвечают за обеспечение надежности передачи данных. Это, скажем так, «продвинутые» коммутаторы, которые на основании информации из заголовков пакетов понимают принадлежность трафика разным приложениям могут принимать решения о перенаправлении такого трафика на основании этой информации. Название таких устройств не устоялось, иногда их называют «интеллектуальными коммутаторами», или «коммутаторами L4».

Читайте также: