Thiết bị mạng và truyền thông - Chương 5

1
CHƯƠNG 5
Switch
2
SWITCH (bộ chuyển mạch)
1. Các khái niệm về chuyển mạch
2. Thiết kế mạng LAN
3. Cấu hình Switch
4. Giao thức Spanning Tree
5. VLANs và VTP
3
Các khái niệm về chuyển mạch
Mạng LAN ngày nay
4
Các khái niệm về chuyển mạch
Chức năng hoạt động theo lớp của các thiết bị mạng
5
Các khái niệm về chuyển mạch
Chức năng hoạt động theo lớp của các thiết bị mạng
(routing)
6
Các khái niệm về chuyển mạch
Đụng độ xảy ra trong mạng
7
Các khái niệm về chuyển mạch
Kết nối user bằng Hub
8
Các khái niệm về chuyển mạch
Kết nối user bằng Bridge
9
Các khái niệm về chuyển mạch

Layer 2 Bridging (Bắc cầu ở lớp 2)

Ethernet là một môi
trường chia sẻ, chỉ một
node có thể truyền số
liệu vào một thời điểm

Tăng số lượng host trên
một segment, xác suất
đụng độ tăng, đưa đến
kết quả có nhiều hoạt
động truyền lại hơn.

Giải pháp: chia segment
lớn thành nhiều segment
nhỏ.
Bảng
bắc
cầu
10
Các khái niệm về chuyển mạch
Kết nối user bằng Switch
11
Các khái niệm về chuyển mạch
Layer 2 Switching (chuyển mạch ở lớp 2)

Một bridge chỉ có hai
port và chia một miền
đụng độ thành hai
phần.


Bridge hoạt động dựa
trên địa chỉ MAC và
không ảnh hưởng đến
địa chỉ lớp 3. Bridge
chia miền đụng độ
chứ không ảnh hưởng
đến miền quảng bá.
12
Các khái niệm về chuyển mạch
Layer 2 Switching

Một Switch về cơ bản là một bridge nhiều port, nó thiết
lập động và duy trì một bảng CAM (Content
Addressable Memory) lưu trữ tất cả thông tin MAC cho
mỗi port.

Khi nhận được gói tin, Switch sẽ kiểm tra địa chỉ nguồn
của gói tin đã có trong bảng MAC chưa. Nếu chưa, nó
sẽ thêm địa chỉ MAC này vào trong bảng MAC.

Tiếp theo Switch sẽ kiểm tra địa chỉ đích của gói tin có
trong bảng MAC chưa. Nếu chưa có thì nó sẽ gởi gói tin
đi tất cả các cổng (ngoại trừ cổng gởi gói tin vào).
Ngược lại Switch sẽ kiểm tra port đích và port nguồn,
nếu trùng nhau thì nó sẽ loại bỏ gói tin, nếu khác nhau
thì nó sẽ gởi gói tin đến port đích tương ứng.
13
Các khái niệm về chuyển mạch
Hoạt động chuyển mạch của Switch

14
Các khái niệm về chuyển mạch
Các phương pháp chuyển mạch

Store-and-Forward: Một switch nhận toàn bộ
frame trước khi gởi nó ra ngoài port đích nhằm
đảm bảo frame nhận được là tốt trước khi chuyển
ra ngoài.

Cut-Through: Một switch có thể bắt đầu truyền
frame ngay khi nhận được MAC addr đích.

Fragment-Free: Dung hòa giữa chế độ cut-
through và store-and-forward, đọc 64 byte đầu
tiên, bao gồm cả frame header và bắt đầu chuyển
mạch trước khi toàn bộ data và checksum được
đọc.
15
Các khái niệm về chuyển mạch
Các phương pháp chuyển mạch
16
Các khái niệm về chuyển mạch
Chia sẻ băng thông
17
Các khái niệm về chuyển mạch
Các yếu tố tác động đến hiệu suất mạng
18
Các khái niệm về chuyển mạch
Chế độ song công và bán song công


Simplex Transmission

Half-duplex Transmission

Full-duplex Transmission
19
Các khái niệm về chuyển mạch
Latency

Latency là thời gian trễ tính từ thời điểm
một frame bắt đầu rời khỏi nguồn cho đến
thời điểm frame đi đến đích. Thời gian này
bị ảnh hưởng bởi:

Trễ đường truyền.

Trễ mạch điện tử.

Trễ phần mềm.

Trễ bởi nội dung của frame.

…
20
Các khái niệm về chuyển mạch
Miền đụng độ và miền quảng bá

Miền đụng độ (Collision domain)

Là các segment (phân đoạn mạng vật lý) được

kết nối ở đó có các đụng độ có thể xảy ra.

Mỗi khi một đụng độ xảy ra trên mạng, tất cả các
hoạt động truyền dừng lại trong một khoảng thời
gian.

Thiết bị thuộc lớp 1 không chia tách miền đụng
độ mà chỉ mở rộng miền đụng độ.

Thiết bị thuộc lớp 2 và 3 chia tách miền đụng độ
thành các miền đụng độ nhỏ hơn (sự phân đoạn
mạng – segmentation).
21
Các khái niệm về chuyển mạch
Miền đụng độ và miền quảng bá

Miền quảng bá (Broadcast domain)

Một broadcast domain là một nhóm các miền
đụng độ được kết nối bởi các thiết bị lớp 2.

Các broadcast nếu quá mức có thể làm giảm
hiệu suất của mạng LAN.

Broadcast được kiểm soát bởi thiết bị lớp 3.
Router có thể phân chia các broadcast domain.
22
Các khái niệm về chuyển mạch
Miền đụng độ và miền quảng bá


Broadcast ở lớp 2

Khi một host cần truyền thông tới một host trên mạng, nó
gởi một broadcast frame tới địa chỉ MAC đích là
0xFFFFFFFFFFFF.

Sự tích lũy lưu lượng broadcast có thể làm tràn ngập mạng
và không còn băng thông cho ứng dụng truyền số liệu ->
bão broadcast.

Các máy trạm broadcast để yêu cầu ARP khi cần định vị một
địa chỉ MAC không có trong bảng ARP.

Các giao thức định tuyến cũng có thể gây ra broadcast. Mỗi
30 giây, RIPv1 dùng broadcast để truyền lại toàn bộ bảng
định tuyến RIP đến các router khác.
23
Các khái niệm về chuyển mạch
Miền đụng độ và miền quảng bá
24
Các khái niệm về chuyển mạch
Miền đụng độ và miền quảng bá
25
Các khái niệm về chuyển mạch
Phân đoạn mạng LAN