Bài giảng thiết kế hệ thống mạng bài 4b ths nguyễn văn thành

• Khái niệm Spanning Tree Protocol STP:• Spanning Tree Protocol STP: là giải pháp tránh Switching loop Loop Avoidance bằng cách tạm thời khóa blocked một hay nhiều port nào đó trên Swi

Trang 1

Bài giảng môn học:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG

MẠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Thành

Trang 2

MH – Thiết kế hệ thống mạng

Bài 1: Tổng quan về thiết kế mạng

Bài 2: Tiêu chuẩn thiết kế mạng cục bộ

Bài 3: Cấu hình thiết bị mạng Bài 4: Các kỹ thuật Layer-2 trong TKM Bài 5: Các kỹ thuật Layer-3 trong TKM Bài 6: Các kỹ thuật Layer-4 trong TKM

Bài 7: Ứng dụng Access-List trong TKM

2

Trung tâm đào tạo SmartPro

Trang 3

Bài 4b: Các kỹ thuật Layer-2 trong TKM

Trang 4

Vấn đề Switching loop

• Vấn đề mở rộng băng thông (Bandwidth scaling):

• Ý tưởng: tăng băng thông giữa 2 Switch bằng cách nối nhiều cáp.

Mỗi đường kết nối giữa 2 switch (link) có băng thông 100Mbps

Hy vọng: Tổng băng thông = 4 x 100 = 400Mbps

Trang 5

• Dự phòng bằng mô hình dư thừa (Redundant Topology):

• Ý tưởng: thêm Switch thứ 3 dự phòng cho sự cố kết nối giữa 2 SW

Trang 6

• Switching loop:

• Switching loop : là hiện tượng các frame chạy lặp vòng giữa các Switch gây tình trạng “treo” switch.

• Một Frame được S1 nhận Nếu Destination MAC address không có

trong bảng MAC Table của S1 => nó sẽ chuyển sang S2 qua F0/1

• S2 cũng không tìm thấy Destination MAC address trong MAC Table của

nó => chuyển sang S3 qua F0/2

• S2 cũng không tìm thấy

MAC Table của nó => chuyển sang S1 qua F0/1

• Cứ thế, frame sẽ chạy vòng

giữa 3 Switch

Trang 7

• Khái niệm Spanning Tree Protocol (STP):

• Spanning Tree Protocol (STP): là giải pháp tránh Switching loop

(Loop Avoidance) bằng cách tạm thời khóa (blocked một hay

nhiều port nào đó trên Switch để ngăn hiện tượng các frame chạy

lặp vòng giữa các Switch.

Spanning Tree Protocol (STP)

Trang 8

• Giải thuật Spanning Tree Protocol (STP):

• Là giải thuật tự trị (autonomous) giữa các Switch nhằm lựa chọn

blocked port sao cho tối ưu nhất.

• Các switch tham gia SPT trao đổi các gói BPDU (Bridge Protocol

Data Units) chứa thông tin cho việc chọn ra Blocked port.

• Các thuật ngữ dùng trong giải thuật STP:

• Root Bridge (hay Root Switch ): mỗi nhóm STP có 1 Root bridge

duy nhất Switch này không có blocked port.

• Non-root Bridge : là các switch không phải là Root bridge.

• Root port : mỗi None-root bridge có một Root port, ưu tiên dùng

chuyển tiếp (forward) các traffic sang switch khác

• Designated Port : là forward port còn lại Designated port có thể

trở thành blocked port.

• Blocked port : là Designated port bị khóa (blocked).

Trang 9

• Bước 1: Bình chọn Root Bridge:

• Switch có Bridge ID nhỏ nhất được bầu chọn là Root bridge

• Bridge ID được xác định bằng cách kết hợp 2 chỉ số:

Bridge Priority: mặc định là: 32.768 Có thể thay đổi (bội số của 4096)

MAC address : địa chỉ vật lý của switch – cố định.

Trang 10

• Minh họa: bình chọn Root Bridge :

Trang 11

• Bước 2: Bình chọn Root Port trên các Non-root bridge:

• Mỗi Non-root bridge sẽ bầu chọn một Root port.

• Ưu tiên 1: Root port là port kết nối trực tiếp đến Root bridge (nếu có

nhiều thì chọn port có ID nhỏ nhất).

• Ưu tiên 2: Root port là port có tổng chi phí phân đoạn (segment cost)

về Root bridge thấp nhất (nếu bằng nhau thì chọn port có ID nhỏ

nhất)

• Bảng chi phí phân đoạn:

Link Speed Cost (Revised IEEE

Trang 12

• Minh họa: bình chọn Root Port :

Trang 13

• Bước 3: Bình chọn Designated port trên Switch.

• Designated Port : là các port không phải là Root port.

• Switch-port kết nối với Root port của Switch khác luôn là Designated Port

• Bước 4: Bình chọn Blocked port trên Switch.

• Khi một phân đoạn mạng nối giữa 2 Switch có 2 đầu là Designated Port

thì sẽ có 1 port trở thành Blocked port

• Port có chi phí phân đoạn (segment cost ) về Root bridge là cao hơn sẽ

chọn làm Blocked Port

• Nếu cost bằng nhau => Bridge ID lớn hơn sẽ sẽ chọn làm Blocked Port

Trang 14

• Minh họa: bình chọn Blocked port :

Trang 15

Per VLAN Spanning Tree (PVST)

• Spanning tree modes:

• Xây dựng STP dựa trên các kết nối giữa các VLAN

• Mặc định PVST chạy trên VLAN1 (default VLAN)

• Cải tiến từ PVST

• Rapid-STP có thời gian hội tụ nhanh.

Trang 16

Per VLAN Spanning Tree (PVST)

• Cấu hình STP:

• Cấu hình một Switch trở thành Root Bridge chính trên VLAN 1

• Cấu hình một Switch trở thành Root Bridge phụ trên VLAN 1

• Cấu hình chỉ số Priority ID cho 1 Switch (Bội số của 4096)

Switch(config)# spanning-tree vlan 1 root secondary

Switch(config)# spanning-tree vlan 1 root primary

Switch(config)# spanning-tree vlan 1 priority priority

• Cấu hình Spanning tree mode PVST

Switch(config)# spanning-tree mode [ pvst | rapid-pvst ]

Trang 17

Ứng dụng STP trong Thiết kế mạng

• Dự phòng sự cố cáp mạng:

• Khi cáp nối khối nhà A về trung tâm bị sự cố, các traffic từ Nhà A

sẽ về Trung tâm qua SW-B

17

Trang 18

Ứng dụng STP trong Thiết kế mạng

• Cân bằng tải mạng theo VLAN:

• Theo mô hình dưới:

• Các traffic của Công ty A và B đi về Phòng IT bằng Core Switch A.

• Các traffic của Công ty C và D đi về Phòng IT bằng Core Switch B.

18

Trang 19

Kỹ thuật Ether-channel

• Khái niệm Ether-channel:

hợp (aggregating), hay bó (bundling) nhiều port trên switch

thành 1 port luận lý (gọi là Port-channel).

• Switch ứng xử Port-channel như một Switch-port đơn thuần.

• Có thể bó từ 2 🡪 8 port FE, GE, 10GE thành 1 logical link

Trang 20

• Etherchannel tạo cân bằng tải (load balance):

• Các traffic sẽ được chia tải trên những physical link riêng biệt của một EtherChannel

• Etherchannel tạo tính sẵn sàng:

• Một port thành phần của Etherchannel bị fail 🡪 các port còn lại sẽ hội ý để tạo giải thuật chia tải mới.

• Điều kiện vật lý để tạo Etherchannel:

• EtherChannel có thể kết hợp các physical ports chỉ khi:

• Cùng môi trường truyền (Media type)

• Cùng tốc độ (Speed)

• Cùng loại (full-duplex, half-duplex)

• Cùng là access port của một VLAN hoặc cùng là trunk port có

chung native VLAN và allowed VLAN

Trang 21

• Giao thức tạo Ether-Channel:

• 02 Switch kết nối nhau bằng nhiều đường link sẽ tiến hành thương

lượng để thống nhất các port nhóm Ether-channel.

• Có 2 giao thức thương lượng: PAgP và LACP

• Ether-channel chỉ có thể thành lập khi cả 2 switch đối tác dùng chung

giao thức

• Giao thức thương lượng PAgP:

• PAgP có các mode: On / Auto / Desirable

• Giao thức thương lượng LACP:

IEEE 802.3ad.

• LACP có các mode: On / Passive / Active

Trang 22

• Giao thức tạo Ether-Channel:

• Ý nghĩa các mode của PAgP và LACP trên Switch:

• Các tình huống không thể / có thể tạo Ether-channel:

On On Gán ports vào Channel mà không cần thương lượng

Desirable Active Chủ động thương lượng switch bên kia

Auto Passive Chờ thương lượng để lên EtherChannel – bị động.

Trang 23

Chọn dãy các port (interface) muốn cấu hình EtherChannel:

🡪Ví dụ : interface range f0/20-21

Chọn giao thức cho Etherchannel: (ví dụ chọn giao thức PAgP)

Chọn channel ID và chọn mode cho Channel-group:

Channel ID giống nhau

Cấu hình tương tự trên switch đối tác, nhưng phải đảm bảo đáp ứng các khả năng hình thành Etherchannel

Trang 24

Ứng dụng Ether-channel trong TKM

• Tăng băng thông kết nối giữa 2 Building Switch

• Đảm bảo gia tăng băng thông của lưu lượng mạng giữa 2 toà nhà.

• Đảm bảo tính dự phòng của cáp nối giữa 2 toà nhà.

24

Tiêu đề	Bài giảng thiết kế hệ thống mạng bài 4b
Tác giả	ThS. Nguyễn Văn Thành
Trường học	Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành
Chuyên ngành	Công Nghệ Thông Tin
Thể loại	Bài giảng

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	1,01 MB