Giáo trình Windows: Hướng dẫn tìm hiểu bảng lọc frame trong một segment phần 3 pps

374

* Tiến trình học địa chỉ của switch

* Tiến trình lọc frame

* Miền đụng độ va miền quảng bá.

375

CHNG
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 nh 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 nh vậy thì ngời thiết kế mạng cần phải biết

đợc 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 trờng
mạng đã làm cho công việc thiết kế mạng ngày càng trở nên khó khăn hơn. Việc sử

dụng nhiều loại môi trờng truyền khác nhau và kết nối LAN với nhiều mạng bên

ngoài đã làm cho môi trờng mạng trở nên phức tạp. Một mạng đợc 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 đợc xem nh
là một trờng đại học vậy. Việc thiết kế các mạng LAN lớn cần xác định các tầng
nh sau:
* Tầng truy cập: kết nối ngời dùng đầu cuối vào LAN
* Tầng phân phối: cung cấp các chính sách kết nối giữa các ngời dùng đầu
cuối LAN

*
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 có thể

thực hiện những nhiệm vụ đặc biệt của tầng đó. Các đặc điểm, chức năng và yêu

376

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

đó bạn cần nắm đợc vai trò của mỗi tầng và chọn lựa switch nh thế nào cho
phù hợp với từng tầng để bảo đảm hoạt động tối
u cho ngời dùng trong LAN.
Sau khi hoàn tất chơng trình này, các bạn có thể thực hiện đợc những

việc sau:

* Mô tả 4 mục tiêu chính trong thiết kế LAN.

* Liệt kê các điểm quan trọng cần lu ý khi thiết kế LAN.
* Hiểu đợc các bớc thiết kế hệ thống LAN

* Hiểu đợc 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

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

377

* Khả năng hoạt động đợc: đơng nhiên yêu cầu trớc nhất là mạng phải
hoạt động đợc. Mạng phải đáp ứng đợc những yêu cầu công việc của ngời 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 đợc thiết kế với một cái nhìn về những
kỹ thuật phát triển trong tơng 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 đợc thiết kế để dễ dàng quản lý và theo
dõi nhằm đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.

5.1.2. Những điều cần quan tâm khi thiết kế LAN

Có nhiều tổ chức muốn nâng cấp mạng LAN đã có của mình hoặc lập kế

hoạch thiế
t kế và triển khai mạng LAN mới. Sự mở rộng trong thiết kế LAN là do

sự phát triển với một tốc độ nhanh chóng của các công nghệ mới nh

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).

Để tối đa hiệu quả hoạt động và lợng băng thông khả dụng, bàn cần quan
tâm những vấn đề sau khi thiết kế LAN:

* Chức năng và vị trí đặt server

* Vấn đề phát hiện đụng độ

* Phân đoạn mạng

* Miền quảng bá

378

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

dịch vụ ứng dụng khác, server không thực hiện chức năng nh một máy trạm thông
thờng. Server chạy các hệ điều hành đặc biệt nh NetWare, Windows NT, UNIX,

và Linux. Mỗi server thờng giành cho một chức năng riêng nh Emai hoặc chia sẻ

tập tin.

Server có thể đợc phân thành hai loại: Server toàn hệ thống và server nhóm.

Server toàn hệ thống cung cấp dịch vụ của nó để dùng cho mọi ngời dùng trong hệ

thống mạng. Ví dụ nh Email hay DNS là những dịch vụ mà mọi ngời trong tổ

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

nhóm thì chỉ cung cấp dịch vụ để phục vụ cho một nhóm ngời dùng cụ thể. Ví dụ
nh những dịch vụ xử lý và chia sẻ tập tin có thể chỉ phục vụ cho một nhóm ngời
dùng nào đó thôi.

Server toàn hệ thống nên đặt ở trạm phân phối chính (MDF Main

distribution facility). Giao thông hớng đến server toàn hệ thống chỉ đi qua MDF
thôi chứ không đi qua các mạng khác. Nơi đặt lý tởng cho các server nhóm là ở
trạm phân phối trung gian gần nhóm ngời dùng mà nó phục vụ nhất. Nh vậy giao
thông đến các server này chỉ đi trong mạng riêng của IDF đó mà không ảnh hởng

đến các mạng khác. LAN switch lớp 2 đặt trong MDF và các IDF nên có đờng
100 Mb/s hoặc hơn dành cho các server.

379

Ethernet node sử dụng CSMA/CD. Mỗi node đều phải chú ý đến tất cả các

node khác khi truy cập vào môi trờng 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 đờng truyền sẽ bị huỷ bỏ và một tín hiệu báo nghẽn đợc
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 lợng 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 lợng băng thông khả
dụng cho mỗi user. Bạn có thể sử dụng các thiết bị lớp 2 nh brigde và switch để
chia 1 LAN thành nhiều miền đụng độ nhỏ, còn router đợc sử dụng để chia nhỏ
mạng ở lớp 3.

380

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 đợc gói quảng bá xuất phát từ
bất kỳ thiết bị nào trong tập hợp đó. Tất cả các thiết bị nhận đợc đều phải xử lý
thông tin trong đó, việc xử lý gói quảng bá này làm giảm lợng băng thông của mỗi
host.

Thiết bị lớp 2 có thể thu nhỏ kích thớc miền đụng độ nhng khôngthể thu
nhỏ kích thớc của miền quảng bá. Chỉ có router mới có thể vừa thu nhỏ kích thớc
miền đụng độ vừa thu nhỏ kích thớc miền quảng bá ở lớp 3.
381

5.1.3. Ph
ơng pháp thiết kế LAN
Để có 1 mạng LAN hoạt động hiệu quả và đáp ứng đợc nhu cầu của ngời
sử dụng, LAN cần đợc thiết kế và triển khai theo 1 kế hoạch với đầy đủ hệ thống

các bớc sau:
* Thu thập các yêu cầu và mong đợi của ngời sử dụng mạng
* Phân tích các dữ liệu và các yêu cầu thu thập đợc
* Thiết kế cấu trúc LAN lớp 1, 2 và 3

* Ghi nhận lại các bớc 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 phơng thức làm việc, quan điểm của những ngời

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

* Những ngời nào sẽ sử dụng hệ thống mạng
382

* 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 đợc phát triển nh 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 đợc phép chạy trên mạng?

* Cần hỗ trợc các máy tính để bàn không?

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

* Tài nguyên về nhân lực, phần cứng và phần mềm của tổ chức là những gì?

Những nguồn tài nguyên này hiện đang đợc liên kết và chia sẻ nh thế nào?
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 ớc lợng đợc chi

phí và khoảng thời gian để triển khai dự án thiết kế LAN. Một điểm rất quan trọng

mà bạn cần nắm đợc là những vấn đề hoạt động đang tồn tại trong hệ thống mạng
đã có.

Tính khả dụng đo lờng mức độ hữu ích của hệ thống mạng, có nhiều yếu tố
ảnh hởng đến tính khả dụng, bao gồm những yếu tố sau:

* Thông lợng
* Thời gian đáp ứng

* Khả năng truy cập vào tài nguyên mạng

383

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 lợng băng thông đang có trên mạng. Để tăng lợng băng

thông khả dụng, cần phải thêm nhiều tài nguyên vào mạng nhng nh vậy thì chi

phí sẽ tăng theo. Do đó thiết kế mạng phải làm sao cung cấp đợc khả năng sử
dụng lớn nhất với chi phí thấp nhất.

Sau khi phân tích về tính khả dụng, bớc tiếp theo là phân tích các yêu cầu

của hệ thống mạng và ngời 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 bớc phân tích này là đánh giá yêu cầu của ngời

dùng. Một mạng LAN mà không thể cung cấp thông tin nhanh chóng và chính xác

cho ngời 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.

Bớc kế tiếp là quyết định cấu trúc tổng thể của LAN thể thoả mãn mọi yêu

cầu của ngời sử dụng. Trong giáo trình này, chúng 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

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

thống trị hiện nay.

Thiết kế cấu trúc LAN có thể đợc phân thành 3 bớc theo 3 mô hình OSI
nh sau:

Lớp Mạng
Lớp liên kết dữ liệu
Lớp vật lý
Bớc cuối cùng trong thiết kế LAN là ghi nhận lại các cấu trúc vật lý và luận
lý của hệ thống mạng. Cấu trúc vật lý của mạng là sơ đồ kết nối vật lý của các