Giáo trình hệ tính CCNA Tập 3 P13 pot

Máy trạm chỉ đơn giản là sử dụng NIC để hoặ Switch là thiết bị lớp 2 thông minh, có thể học địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối vào port của nó.. Để thiết kế một hệ thống mạng với đầy đ

đều phải xử ý thông tin nằm trong đó Điều này làm giảm hiệu quả hoạt động của mạng vì tốn ăng thông cho mục

Khi hai switch kết nối với nhau, kích thước miền quảng bá được tăng lên Ví

dụ như hình 4.3.9.b-c, gói quảng bá được gửi ra tất cả các port của Switch 1 Switch

1 kết nối với Switch 2 Do đó gó

kết nối vào Switch 2

Hậu quả là lượng băng thông khả dụng giảm xuống vì tất cả các thiết bị ùng m iền quảng bá đ

l

i quảng bá cũng được truyền cho tất cả các thiết bị

trong c ột m ều phải nhận và xử lý gói quảng bá

Router là thiết bị lớp 3 Router không chuyển tiếp các gói quảng bá Do đó Ro

bá

4.3

các thiết bị khác cùng kết nối vào LAN đó Máy trạm chỉ đơn giản là sử dụng NIC

để

hoặ

Switch là thiết bị lớp 2 thông minh, có thể học địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối vào port của nó Chỉ đến khi thiết bị bắt đầu truyền dữ liệu đến switch thì nó mới học được địa chỉ MAC của thiết bị vào bảng chuyển mạch Còn trước đó nếu thiết bị chưa hề gửi dữ liệu gì đến switch thì switch chưa nhận biết gì về thiết bị này

uter được sử dụng để chia mạng thành nhiều miền đụng độ và nhiều miền quảng

.10 Thông tin liên lạc giữa Switch và máy trạm

Khi một máy trạm được kết nối vào một LAN, nó không cần quan tâm đến

truyền dữ liệu xuống môi trường truyền

Máy trạm có thể được kết nối trực tiếp với một máy trạm khác bằng cáp chéo

c là kết nối vào một thiết bị mạng như hub, switch hoặc router bằng cáp thẳng

Tổng kết

Sau khi kết thúc chương này, bạn cần nắm được các ý quan trọng sau:

* Lịch sử và chức năng của Ethernet chia sẻ, bán song công

* Đụng độ trong mạng Ethernet

* Microsegment

* CSMA/CD

* Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động mạng

* Chức năng của repeater

* Thời

* Chức năng cơ bản của Fast Ethernet

* Phân đoạn mạng bằng router, switch, và bridge

* Hoạt động cơ bản của switch

* Thời gian trễ của Ethernet switch

* Sự khác nhau giữa chuyển mạch lớp 2 và lớp 3

* Chuyển mạch đối xứng và bất đối xứng

* Bộ đệm

* Chuyển mạch kiểu store – and – forward và kiểu cut – through

* Sự khác nhau giữa hub, bridge và switch

* Chức năng chính của switch

* Các chế độ chuyển mạch chính của switch

gian truyền

* Tiến trình học địa chỉ của switch

* Tiến trình lọc frame

* Miền đụng độ va miền quảng bá

CHƯƠNG 5: Switch

Giới thiệu

Thiết kế mạng là một công việc đầy thách thức chứ không chỉ đơn giản là kết nối các máy tính lại với nhau Một hệ thống mạng phải có nhiều đặc điểm như độ tin cậy cao, dễ dàng quản lý và có khả năng mở rộng Để thiết kế một hệ thống mạng với đầy đủ những đặc điểm như vậy thì người thiết kế mạng cần phải biết

được rằng mỗi thành phần chính trong mạng có một yêu cầu thiết kế riêng biệt

Sự cải tiến hoạt động của các thiết bị mạng và khả năng của môi trường mạng đã làm cho công việc thiết kế mạng ngày càng trở nên khó khăn hơn Việc sử dụng nhiều loại môi trường truyền khác nhau và kết nối LAN với nhiều mạng bên ngoài đã làm cho môi trường mạng trở nên phức tạp Một mạng được thiết kế tốt là mạng đó phải tăng hiệu quả hoạt động hơn và ít có trở ngại khi mạng phát triển lớn hơn

Một mạng LAN có thể trải rộng trong một phòng, trong một toà nhà hay trên nhiều toà nhà Một nhóm các toà nhà thuộc về một tc, một đơn vị thì được xem như

là một trường đại học vậy Việc thiết kế các mạng LAN lớn cần xác định các tầng như sau:

* Tầng truy cập: kết nối người dùng đầu cuối vào LAN

cuối LAN

có thể

ệm vụ đặc biệt của tầng đó Các đặc điểm, chức năng và yêu

n phối: cung cấp các chính sách kết nối giữa các ng

* Tầng trục chính: cung cấp kết nối nhanh nhất giữa các điểm phân phối Mỗi một tầng trên khi thiết kế cần phải chọn lựa switch phù hợp nhất để

thực hiện những nhi

cầu kỹ thuật của mỗi switch tuỳ thuộc vào thiết kế của mỗi tầng trong LAN Do

đó bạn cần nắm được vai trò của mỗi tầng và chọn lựa switch như thế nào cho phù hợp với từng tầng để bảo đảm hoạt động tối ưu cho người dùng trong LAN

Sau khi hoàn tất chương trình này, các bạn có thể thực hiện được những việc sau:

* Mô tả 4 mục tiêu chính trong thiết kế LAN

* Liệt kê các điểm quan trọng cần lưu ý khi thiết kế LAN

* Hiểu được các bước thiết kế hệ thống LAN

* Hiểu được các vấn đề nảy sinh trong thiết kế cấu trúc 1,2 và 3

* Mô tả mô hình thiết kế 3 tầng

* Xác định chức năng của từng tầng trong mô hình 3 tầng này

* Liệt kê các Cisco switch sử dụng cho tầng truy cập và các đặc điểm của chúng

* Liệt kê các Cisco switch sử dụng cho tầng phân phối và các đặc điểm của chúng

* Liệt kê các Cisco switch sử dụng cho tầng trục chính và các đặc điểm của chúng

5.1 Thiết kế LAN

5.1.1 Các mục tiêu khi thiết kế LAN

Bước đầu tiên trong thiết kế LAN là thiết lập và ghi lại các mục tiêu của việc thiết kế Mỗi một trường hợp hay mỗi một tổ chức sẽ có những mục tiêu riêng Còn những yêu cầu sau là những yêu cầu thường gặp trong hầu hết các thiết kế mạng:

* Khả năng hoạt động được: đương nhiên yêu cầu trước nhất là mạng phải

hoạt động được Mạng phải đáp ứng được những yêu cầu công việc của người dùng, cung cấp kết nối giữa user và user, giữa user với các ứng dụng

* Khả năng mở rộng: mạng phải có khả năng lớn hơn nữa Thiết kế ban đầu

có thể phát triển lớn hơn nữa mà không cần những thay đổi cơ bản của toàn bộ thiết

kế

* Khả năng thích ứng: mạng phải được thiết kế với một cái nhìn về những

kỹ thuật phát triển trong tương lai Mạng không nên có những thành phần làm giới hạn việc triển khai các công nghệ kỹ thuật mới về sau này

* Khả năng quản lý: mạng phải được thiết kế để dễ dàng quản lý và theo

dõi nhằm đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống

5.1

ng LAN đã có của mình hoặc lập kế hoạ

sự

Asynchoronous Transfer Mode (ATM) chẳng hạn, sự mở rộng này còn là do cấu trúc phức tạp của LAN khi sử dụng chuyển mạch LAN và mạng LAN ảo (VLAN)

g, bàn cần quan tâm những vấn đề sau khi thiết kế LAN:

* Miền quảng bá

.2 Những điều cần quan tâm khi thiết kế LAN

Có nhiều tổ chức muốn nâng cấp mạ

ch thiết kế và triển khai mạng LAN mới Sự mở rộng trong thiết kế LAN là do phát triển với một tốc độ nhanh chóng của các công nghệ mới như

Để tối đa hiệu quả hoạt động và lượng băng thông khả dụn

* Chức năng và vị trí đặt server

* Vấn đề phát hiện đụng độ

* Phân đoạn mạng

Server cung cấp dịch vụ chia sẻ tập tin, máy in, thông tin liên lạc và nhiều

h vụ ứng dụng khác, server không thực hiện chức năng như một máy trạm thông ờng Server chạy các hệ điều hành đặc biệt như NetWare, Windows NT, UNIX,

dịc

thư

và Linux Mỗi server thường giành cho một chức năng riêng như Emai hoặc chia sẻ tập

Ser

chứ

nhó

như

dùn

dis

trạm phân phối trung gian gần nhóm người dùng mà nó phục vụ nhất Như vậy giao

ưởng

đến các mạng khác LAN switch lớp 2 đặt trong MDF và các IDF nên có đường

hơn dành cho các

tin

Server có thể được phân thành hai loại: Server toàn hệ thống và server nhóm ver toàn hệ thống cung cấp dịch vụ của nó để dùng cho mọi người dùng trong hệ

ng mạng Ví dụ như Email

c đều cần sử dụng vì tính chất tập trung của những dịch vụ này Còn server

m thì chỉ cung cấp dịch vụ để phục vụ cho một nhóm người dùng cụ thể Ví dụ những dịch vụ xử lý và chia sẻ tập tin có thể chỉ phục vụ cho một nhóm người

g nào đó thôi

Server toàn hệ thống nên đặt ở trạm phân phối chính (MDF – Main tribution facility) Giao thông hướng đến server toàn hệ thống chỉ đi qua MDF

i chứ không đi qua các mạng khác Nơi đặt lý tưởng cho các server nh

thông đến các server này chỉ đi trong mạng riêng của IDF đó mà không ảnh h

Ethernet node sử dụng CSMA/CD Mỗi node đều phải chú ý đến tất cả các node khác khi truy cập vào môi trường chia sẻ hay còn gọi là miền đụng độ Nếu hai node truyền dữ liệu cùng một lúc thì đụng độ sẽ xảy ra Khi đụng độ xảy ra, những dữ liệu đang trên đường truyền sẽ bị huỷ bỏ và một tín hiệu báo nghẽn được phát ra trong mọi máy trong miền đụng độ Sau đó các node phải chờ trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi mới truyền lại dữ liệu của mình Đụng độ xảy ra nhiều quá có thể giảm lượng băng thông khả dung trong mạng xuống khoảng 35 – 40%

Do đó chúng ta cần chia nhỏ một miền đụng độ thành nhiều miền đụng độ nhỏ hơn, giúp giảm miền đụng độ trên mỗi miền và tăng lượng băng thông khả dụng cho mỗi user Bạn có thể sử dụng các thiết bị lớp 2 như brigde và switch để chia 1 LAN thành nhiều miền đụng độ nhỏ, còn router được sử dụng để chia nhỏ mạng ở lớp 3

Gói quảng bá là gói dữ liệu có địa chỉ MAC đích là: FF: FF: FF:FF:FF:FF Miền quảng bá là tập hợp các thiết bị có thể nhận được gói quảng bá xuất phát từ bất kỳ thiết bị nào trong tập hợp đó Tất cả các thiết bị nhận được đều phải xử lý thông tin trong đó, việc xử lý gói quảng bá này làm giảm lượng băng thông của mỗi host

Thiết bị lớp 2 có thể thu nhỏ kích thước miền đụng độ nhưng khôngthể thu nhỏ kích thước của miền quảng bá Chỉ có router mới có thể vừa thu nhỏ kích thước miền đụng độ vừa thu nhỏ kích thước miền quảng bá ở lớp 3

5.1.3 Phương pháp t

Để có 1 mạng LAN hoạt động hiệu quả và đáp ứng được nhu cầu của người

sử dụng, LAN cần được thiết kế và triển khai theo 1 kế hoạch với đầy đủ hệ thống các bước sau:

* Thu thập các yêu cầu và mong đợi của người sử dụng mạng

* Phân tích các dữ liệu và các yêu cầu thu thập được

* Thiết kế cấu trúc LAN lớp 1, 2 và 3

* Ghi nhận lại các bước triển khai mạng vật lý và logic

Quá trình thu thập thông tin sẽ giúp cho bạn xác định và làm sáng tỏ những vấn đề hiện tại của hệ thống mạng Những thông tin này có thể bao gồm lịch sử phát triển tổ chức, tình trạng hiện tại, dự án phát triển, chính sách hoạt động và quản lý, hệ thống văn phòng và phương thức làm việc, quan điểm của những người

sẽ sử dụng mạng LAN Sau đây là những câu bạn nên hỏi khi thu thập thông tin:

* Những người nào sẽ sử dụng hệ thống mạng

hiết kế LAN

* Kỹ năng của họ ở mức nào?

* Quan điểm của họ về máy tính và các ứng dụng máy tính là gì?

* Các văn bản chính sách về tổ chức được phát triển như thế nào?

* Có dữ liệu nào cần công bố trong phạm vi giới hạn không?

* Có hoạt động nào cần giới hạn không?

* Những giao thức nào được phép chạy trên mạng?

* Cần hỗ trợc các máy tính để bàn không?

* Ai là người chịu trách nhiệm về địa chỉ LAN? Đặt tên, thiết kế cấu trúc và cấu hình?

n về nhân lực, phần cứng và phần mềm của tổ chức là những gì? Những nguồn tài nguyên này hiện đang được liên kết và chia sẻ như thế nào?

phí và khoảng thời gi n thiết kế LAN Một điểm rất quan trọng

mà bạn cần nắm được là những vấn đề hoạt động đang tồn tại trong hệ thống mạng

đã có

Tính khả dụng đo lường mức độ hữu ích của hệ thống mạng, có nhiều yếu tố

ảnh hưởng đến tính khả dụng, bao gồm những yếu tố sau:

* Thông lượng

* Thời gian đáp ứng

* Khả năng truy cập vào tài nguyên mạng

* Tài nguyê

Nguồn tài chính mà tổ chức có thể dành cho mạng là bao nhiêu?

Ghi nhận lại toàn bộ các yêu cầu trên cho phép chúng ta ước lượng được chi

an để triển khai dự á

Mỗi khách hàng đều có định nghĩa khác nhau về tính khả dụng của mạng Ví dụ: khách hàng cần truyền thoại và video trên mạng Những dịch vụ này đòi hỏi nhiều băng thông hơn lượng băng thông đang có trên mạng Để tăng lượng băng thông khả dụng, cần phải thêm nhiều tài nguyên vào mạng nhưng như vậy thì chi phí sẽ tăng theo Do đó thiết kế mạng phải làm sao cung cấp được khả năng sử dụng lớn nhất với chi phí thấp nhất

Sau khi phân tích về tính khả dụng, bước tiếp theo là phân tích các yêu cầu của hệ thống mạng và người sử dụng mạng đó Ví dụ khi càng có nhiều ứng dụng mạng về thoại và video thì nhu cầu về băng thông mạng càng tăng lên nhiều hơn

Một thành phần nữa trong bước phân tích này là đánh giá yêu cầu của người dùng Một mạng LAN mà không thể cung cấp thông tin nhanh chóng và chính xác cho người sử dụng là một mạng LAN vô dụng Do đó yêu cầu của tổ chức và yêu cầu của các nhân viên trong tổ chức đó phải gặp nhau

Bước kế tiếp là quyết định cấu trúc tổng thể của LAN thể thoả mãn mọi yêu cầu của người sử dụng Trong giáo ng ta chỉ tập trung vào cấu trúc hình Sao và hình sao mở rộng Cấu trúc hình Sao và hình sao mở rộng sử dụng kỹ thu

thố

Thiết kế cấu trúc LAN có thể được phân thành 3 bước theo 3 mô hình OSI nh

vật lý và luận

lý của hệ thống mạng Cấu trúc vật lý của mạng là sơ đồ kết nối vật lý của các

trình này, chú

ật Ethernet 802,3 CSMA/CD Cấu trúc hình Sao CSMA/CD đang là cấu hình

ng trị hiện nay

ư sau:

• Lớp Mạng

• Lớp liên kết dữ liệu

• Lớp vật lý

Bước cuối cùng trong thiết kế LAN là ghi nhận lại các cấu trúc

mạng Nó cũng bao gồm cả sơ đồ tên và địa chỉ đ−ợc sử dụng trong thiết kế LAN

nh phần trong mạng LAN Còn thiết kế luận lý là cách phân dòng dữ liệu trong

Sơ đồ thiết kế LAN

Hồ sơ thiết kế LAN bao gồm những thành phần quan trọng sau:

• Sơ đồ cấu trúc theo lớp OSI

• Sơ đồ LAN luận lý

• Sơ đồ LAN vật lý

• Bảng ánh xạ vị trí, địa chỉ và tình trạng sử dụng của từng thiết bị trong LAN (cut - sheet)

• Sơ đồ VLAN luận lý

• Sơ đồ luận lý lớp 3

• Sơ đồ địa chỉ