BÁO CÁO- Trang bị hạ tầng mạng máy tính băng thông rộng tại mỗi đơn vị thành viên của

Tài liệu đào tạo
Chuyển mạch – Cisco Switch


Dự án : “ Trang bị hạ tầng mạng máy tính băng thông rộng tại mỗi đơn vị thành viên của
Đại học Thái Nguyên “



Mã hiệu dự án: 01 EEC 1.1
Mã hiệu tài liệu:
Phiên bản: 1.0
Ngày ban hành: 24/08/2009



ĐÀOĐÀO
TT
ẠOẠO
ĐÀOĐÀO
TT
ẠOẠO

ChuyểnChuyểnmạchmạch ––Cisco Cisco SwitchSwitch
LịchLịch họchọc
Nội Dung
MụcTiêu
Day 1 Day 2 Day 3
Day 4 Day 5
Mục

Tiêu
Lịch Học: Trong 5 ngày
Sáng từ 9h-11h30
Chiềutừ 14h
16h30
Sáng
8h30-11h30
Lý
th ết
Phần1:
Tổng Quan Về
Cisco Catalyst
Switch
Phần2:
CấuHìnhVLAN
Trong Cisco Catalyst
Switch
Phần3:
VLAN Trunking
Protocol (VTP)
Phần4:
STP – Spanning

Tree Protocol
Phần5:
Inter-Vlan Routing
Phần6:
Chiều

từ

14h
-
16h30
Lý
th
uy
ết
ế
ế
Thiếtkế mạng
Chiều
Bài 1: Thi
ế
tlậpk
ế
t
nối Console đến
Switch
Bài 2: Thiếtlậpkết
nối Telnet đến
Switch
Bài 5: Cấuhìnhcác

tham số cơ bảncho
Switch
Bài 7: Cấuhình
VTP
Bài 8: cấuhình
Inter-Vlan Routing
Bài 8: cấuhình
Inter-Vlan Routing
(
tt
)
14h-17h
Thực hành
Switch
Bài 3: Thiếtlậpkết
nối Web đến Switch
(CE500)
Bài 4: Cấuhìnhđịa
chỉ IP cho máy PC
Bài 6: Cấuhình
VLAN
(
tt
)
GiớiGiớithiệuthiệu
 Người trình bày:
1. Họ Tên
2. Vị trí công tác
3. Kinh nghiệm
 Họcviêngiớithiệu

1. Họ tên
2. Vị trí công tác
3. Những kinh nghiệmvề network…
PhầnPhần
11
PhầnPhần
11
TổngTổng QuanQuan VềVề Cisco Catalyst Switch Cisco Catalyst Switch
NộiNội Dung :Dung :
 Tổng Quan Về Cisco Catalyst Switch
 MộtSố Khái Niệm
 Kiến trúc- Thành Phần
 Nguyên Lý Hoạt Động
 GiớiThiệuVề MộtSố Loại Switch Của Cisco
 Hướng DẫnQuảnTrị
 Giớithiệuvề các lệnh thông thường trong Switch
TổngTổng QuanQuan VềVề Cisco Catalyst Switch Cisco Catalyst Switch
Thiết
bị
chuyển
mạch
(switch)
hoạt
động
ở
lớp
2
,
mục
đích

để
kết
nối
các
Thiết
bị
chuyển
mạch
(switch)
hoạt
động
ở
lớp
2
,
mục
đích
để
kết
nối
các
thiếtbị trong cùng 1 mạng LAN lạivới nhau để chia sẻ thông tin.
Tổng Quan Về Cisco Catalyst SwitchTổng Quan Về Cisco Catalyst Switch
 Switch hoạt động ở lớp 2 trong mô
Đặc Điểm
hình OSI (Open Systems
Interconnection)
 Thực hiện chuyển mạch bằng phần
cứng (application
specific integrated

cứng

(application
-
specific

integrated

circuit (ASIC)). Cho phép tốc độ lên
đến hàng Gb/s
Tổng Quan Về Cisco Catalyst Switch Tổng Quan Về Cisco Catalyst Switch

Chia nhỏ
Collision Domain
Đặc Điểm

Chia

nhỏ
Collision

Domain
Làm tăng băng thông có thể sử dụng
NộiNội Dung :Dung :
 Tổng Quan Về Cisco Catalyst Switch
 MộtMộtSốSố KháiKhái NiệmNiệm
 Kiến trúc- Thành Phần
 N
g
u

y
ên L
ý
Hoạt
Đ
ộn
g
gy
ý
g
 GiớiThiệuVề MộtSố Loại Switch Của Cisco
 Hướng DẫnQuảnTrị
 Giớithiệuvề các lệnh thôn
g
thườn
g
tron
g
Switch
g
gg
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
 Địa chỉ Mac (Media Access
Control address):
1. Có 6 bytes
ầ
2. Chia làm 2 ph
ầ
n: OUI được
cấp bởi IEEE , NIC được gán

bởi nhà sản xuất
3
Bit7và8củaoctetđầutiên
3
.
Bit

7

và

8

của

octet

đầu

tiên

chỉ ra unicast hay multicast
4. Ví dụ: 00-16-CE-77-62-FB
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
 Định dạng khung lớp 2
Ethernet được đưa ra bởi DIX(Digital Equipment-Intel-Xerox)
IEEE 802.3 được đưa ra bởi IEEE
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
(Định Dạng Khung Lớp 2)(Định Dạng Khung Lớp 2)
 Preamble: là một chuỗi các bít 0,1 để đồng bộ

 Destination Address(DA): Địa chỉ MAC của thiết bị nhận
 Source Address(SA): địa chỉ MAC của thiết bị gửi
 Length: độ dài của khung
 Type và 802.2 header: chỉ ra loại giao thức lớp mạng
 FCS(Frame Check Sequence) : lưu CRC để kiểm tra lỗi của khung
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
 Phương thức truyền tin lớp 2:
¾ Unicast
¾ Broadcast
¾ Multicast
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
 Phương thức truyền tin lớp vật lý của Switch
¾ Half-duplex: có thể truyền theo 2 hướng, tại một thời điểm truyền theo một
hướng
¾ Full-duplex: truyền 2 hướng đồng thời
Các chế độ truyền trong cổng của
Cisco Switch:
¾
Auto: Tự động điềuchỉnh để chọnra
¾
Auto:

Tự

động

điều

chỉnh

để

chọn

ra

chế độ truyền thích hợp nhất
¾Full: Thiết lập cổng ở chế độ Full-
duplex
¾Half : Thiết lập cổng ở chế độ Half-
duplex
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
 CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ): là giao
ể ế ể ề
thức đ
ể
giúp cho các thi
ế
t bị có th
ể
truy
ề
n tin (lớp 2) trong mạng chia sẻ.
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
CSMA/CD (tiếp)CSMA/CD (tiếp)
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
CSMA/CD (tiếp)CSMA/CD (tiếp)
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm
CSMA/CD (tiếp)CSMA/CD (tiếp)
Một Số Khái NiệmMột Số Khái Niệm

CSMA/CD (tiếp)CSMA/CD (tiếp)
NộiNội Dung :Dung :
 Tổng Quan Về Cisco Catalyst Switch
 Một Số Khái Niệm
 KiếnKiếntrúctrúc ThànhThành PhầnPhần
 N
g
u
y
ên L
ý
Hoạt
Đ
ộn
g
gy
ý
g
 GiớiThiệuVề MộtSố Loại Switch Của Cisco
 Hướng DẫnQuảnTrị
 Giớithiệuvề các lệnh thôn
g
thườn
g
tron
g
Switch
g
g
g

KiếnKiếntrúctrúc ThànhThành PhầnPhần
 Kiến trúc cơ bản của thiết bị Router: Phần cứng, bộ nhớ, hệ điều hành
 Phần cứng
 Phụ thuộc vào từng chủng loại thiết bị, cơ bản gồm:
• Bo mạch chủ
• Bộ xử lý trung tâm-CPU
• Bộ nhớ
• Bus hệ thống
• Các giao tiếp ngoạivi
 Bộ nhớ
 Flash (non volatile)
• Chứa đựng file hệđiều hành, file VLAN.dat và các file phụ trợ khác
 DRAM/SRAM (volatile)
• Chứa đựng các thông số làm việccủahệđiều hành khi chạy
• Chứa cấu hình để trong khi chạy
 NVRAM (non volatile)
• Chứa định các tham sốđã khai báo Switch làm việc(startup-config)
 BootROM
• Chứa đựng những tham số ban đầuvề phầncứng thiếtbị của nhà sảnxuất
 Hệđiều hành IOS

Hệ
đ
iều
hành
chuyên
dụng
, tính năng thay đổi theo Version và model
Hệ
đ

iều
hành
chuyên
dụng
,

tính

năng

thay

đổi

theo

Version

và

model
Kiến trúcKiến trúc Thành PhầnThành Phần
 Mặt trước
 Mặt sau
Kiến trúcKiến trúc Thành PhầnThành Phần
Giải Thích(tiếp)Giải Thích(tiếp)
AC power connector Nguồn chính của Switch
RPS Connector(Redundant AC Power
S)
ồ ò

S
ystem
)
Ngu
ồ
n dự ph
ò
ng
Fan
Q
u
ạ
t làm mát
Q ạ
RJ-45 console port
Cổng để khởi tạo cấu hình ban
đầu cho Switch
NộiNội Dung :Dung :
 Tổng Quan Về Cisco Catalyst Switch
 Một Số Khái Niệm
 Kiến trúc- Thành Phần
 N
g
u
y
ênN
g
u
y
ên L

ý
L
ý
HoạtHoạt
Đ
ộn
gĐ
ộn
g
gygy
ýý
gg
 GiớiThiệuVề MộtSố Loại Switch Của Cisco
 Hướng DẫnQuảnTrị
 Giớithiệuvề các lệnh thôn
g
thườn
g
tron
g
Switch
g
g
g
Nguyên Lý Hoạt ĐộngNguyên Lý Hoạt Động
 Để hoạt động chuyển mạch các gói tin Switch luôn phải thực hiện công việc
(chức năng ) sau:
1. Học địa chỉ MAC của các thiết bị trong mạng
2. Chuyển tiếp gói tin
3. Tránh lặp

Học địa chỉ MACHọc địa chỉ MAC
 Switch luôn ghi nhớ địa chỉ MAC nguồn trong Frame và số hiệu cổng mà nó
nhận được Frame đó
 Nó ghi lại giá trị của địa chỉ MAC và số hiệu cổng vào trong một bảng cơ sở
dữ liệu (bảng MAC)
Mô tả qúa trình học địa chỉ MACMô tả qúa trình học địa chỉ MAC
1. Máy A gửi Frame đến máy B. Địa chỉ MAC của máy A là 0000.8c01.000A. Địa
chỉ MAC của máy B là 0000.8c01.000B
2. Switch nhận được Frame trên cổng E0/0 và ghi lại địa chỉ MAC nguồn( MAC
của máy A) vào bảng địa chỉ MAC
3
Vì đị hỉ MAC đíhkhô ót bả MAC ê F đ h ể tiế
3
.
Vì

đị
a c
hỉ

MAC

đí
c
h

khô
ng c
ó

t
rong
bả
ng
MAC
n
ê
n
F
rame
đ
ược c
h
uy
ể
n
tiế
p
ra tất cả các cổng ngoại trừ cổng mà Frame đó đến (cổng E0/0)
4. Máy B nhận được Frame và trả lời máy A. Switch sẽ nhận Frame này trên
cổng E0/1 và ghi lại địachỉ MAC nguồn (MAC củamáyB)vàobảng MAC
cổng

E0/1

và

ghi

lại

địa

chỉ

MAC

nguồn

(MAC

của

máy

B)

vào

bảng

MAC
5. Từ lúc này trở đi, máy A và máy B có thể trao đổi thông tin mà không ảnh
hưởng đến các máy C và D
Chuyển tiếp gói tinChuyển tiếp gói tin
 Khi Switch nhận được một Frame, nó sẽ đọc địa chỉ MAC đích trong Frame
 Tìm kiếm số hiệu cổng tương ứng với địa chỉ MAC này trong bảng MAC
 Nếu tìm thấy,nó sẽ chuyển Frame ra cổng tìm được
 Nếu không, nó sẽ chuyển Frame ra tất cả các cổng ngoại trừ cổng Frame đến.
Chuyển tiếp gói tin(tiếp)Chuyển tiếp gói tin(tiếp)

 Có 3 chế độ chuyển tiếp Frame:
¾ Cut-through(chuyển tiếp nhanh): Trong chế độ này, Switch đợi đến khi
nhận được địa chỉ đích của Frame thì mới tìm kiếm địa chỉ MAC này trong
bảng MAC và sau đó chuyển tiếp gói tin.
¾
FtF
là hế độ ở đóS it hkiể t64bt ủ Ftớ khi
¾
F
ragmen
tF
ree :
là
c
hế

độ

ở

đó

S
w
it
c
h

kiể
m

t
ra
64

b
y
t
es c
ủ
a
F
rame
t
rư
ớ
c
khi

chuyển tiếp
¾ Store and forward: trong chế độ này Switch sẽ nhận toàn bộ Frame, đưa vào
bộ đệmkiểm tra CRC Nếu Frame không lỗi thì nó sẽ được chuyểntiếp đến
bộ

đệm
,
kiểm

tra

CRC

.
Nếu

Frame

không

lỗi

thì

nó

sẽ

được

chuyển

tiếp

đến

đích
Chuyển tiếp gói tin(tiếp)Chuyển tiếp gói tin(tiếp)
 Ưu và nhược điểm của từng loại :
Ưu điểmNhược điểm
Cut-through Trễ thấp nhất Không kiểm tra lỗi
FragmentFree Trễ thấp , Kiểm tra
va chạm

ể
ỗ
ễ
Store and forward Ki
ể
mtra l
ỗ
iTr
ễ
cao
Chuyển tiếp gói tin(tiếp)Chuyển tiếp gói tin(tiếp)
 Nếu nhìn từ góc độ băng thông của cổng, có 2 phương pháp chuyển mạch :
¾ Chuyển mạch bất đối xứng(asymmetric ): là phương pháp chuyển mạch
được thực hiện giữa hai cổng có băng thông khác nhau. Được dùng trong các
vị trí có chuyển tiếp giữa lưu lượng người dùng và máy chủ nhằm tránh hiện
tượng thắtcổ chai
tượng

thắt

cổ

chai
.
¾ Chuyển mạch đối xứng(symmetric switch) là phương pháp chuyển mạch
được thực hiện giữa hai cổng có cùng băng thông. Được dùng ở môi trường
chia sẻ n
g
an
g

hàn
g
.
gg g
Chuyển tiếp gói tin(tiếp)Chuyển tiếp gói tin(tiếp)
Chuyển tiếp gói tin(tiếp)Chuyển tiếp gói tin(tiếp)
 Trong quá trình chuyển tiếp Frame sử dụng phương pháp Store and Forward,
ầ ề
Switch c
ầ
n thực hiện lưu tạm thời (memory buffering) trước khi truy
ề
n đi. Có
hai cách được sử dụng:
¾ Lưu trong bộ nhớ cổng (Port-base memory): Frame được lưu trong hàng
đợicủamộtcổng tương ứng nó sẽ đi ra Frame chỉ đượcgửi đikhitấtcả các
đợi

của

một

cổng

tương

ứng

nó

sẽ

đi

ra
.
Frame

chỉ

được

gửi

đi

khi

tất

cả

các

Frame trước nó đều đã được gửi xong.
¾ Lưu trong bộ nhớ chia sẻ(Share memory buffering): toàn bộ Frame sẽ
đư
ợ
c lưu tron
g

m
ộ
t b
ộ
nhớ chun
g
dành cho toàn b
ộ
các cổn
g
của Switch. Số
ợ g ộ ộ g ộ g
lượng bộ nhớ cho mỗi cổng được cấp động tùy theo nhu cầu. Ưu điểm là
Frame không phải di chuyển từ bộ nhớ hàng đợi này đến bộ nhớ hàng đợi
khác. Tuy nhiên, Switch phải ghi nhớ một bảng ánh xạ giữa Frame và cổng ra.
Tránh LặpTránh Lặp
 Trong mỗi mạng đều có rất nhiều Switch kết nối với nhau theo nhiều
đường nhằm mục đích dự phòng.
 Điều đó dẫn đến khẳ năng xảy ra lặp trong mạng
 STP
(
S
p
annin
g
Tree Protocol
)
sẽ
g
iải

q
u
y
ết vấn đề nà
y
(p g ) g qy y
NộiNội Dung :Dung :
 Tổng Quan Về Cisco Catalyst Switch
 Một Số Khái Niệm
 Kiến trúc- Thành Phần
 Nguyên Lý Hoạt Động
 GiớiGiới ThiệuThiệuVềVề MộtMộtSốSố LoạiLoạiSwitch Switch CủaCủa CiscoCisco
 Hướng DẫnQuảnTrị
 Giớithiệuvề các lệnh thôn
g
thườn
g
tron
g
Switch
g
g
g
Giới Thiệu Về Một Số Loại Switch Của Giới Thiệu Về Một Số Loại Switch Của
CiscoCisco
Giới Thiệu Về Một Số Loại Switch Của Giới Thiệu Về Một Số Loại Switch Của
CiscoCisco
 Cisco hiện nay có rất nhiều dòng Switch từ series CE500 đến Switch 6500
 Các Switch khác nhau ở tính năng, hiệu năng
 Với mỗi đối tượng đều có các loại Switch thích hợp

 Có nhiều cách phân chia Switch
 Dựa vào cấu hình phần cứng chia làm 2 loại
¾ Fixed-Configuration Switch: là Switch gồm một số cổng cố định không thể
mở rộng thêm. Nó có một bổ xử lý trung tâm ở bên trong. VD dòng CE 500,
29 35
29
xx,
35
xx…
¾ Chasis-based Switch : là Switch ban đầu được cung cấp 1 khung, sau đó có
thể đưa thêm các thành phần khác tùy theo nhu cầu. VD như Switch
4000/4500 và 6000/6500
4000/4500
,
và

6000/6500

Ưu nhược điểm của hai loại SwitchƯu nhược điểm của hai loại Switch
Ưu
điểm
Nhược
điểm
Ưu
điểm
Nhược
điểm
Fixed-Confi
g
uration chi

p
hí thấ
p

,
dễ triển Khôn
g
linh ho
ạ
t
,
khó
g
Switch
p p,
khai
g ạ ,
mở rộng tính năng,
quản trị ở nhiều điểm
Chasis-based Switch Quản trị đơn giản, linh
hoạt, hiệu năng cao
Chi phí cao
Giới Thiệu Về Một Số Loại Switch Của Giới Thiệu Về Một Số Loại Switch Của
CiscoCisco
 Dựa vào hoạt động chia
làm hai loại:
¾ Switch lớp 2
¾ Switch lớp 3: Switch lớp 3
óátíhă ủ
c

ó
c
á
c
tí
n
h
n
ă
ng c
ủ
a
Switch lớp 2 và có các tính
năng mới như: hỗ trợ các
g
iao thức đ
ị
nh tu
y
ến
,
hỗ
g ị y ,
trợ Qos, bảo mật…
NộiNội Dung :Dung :
 Tổng Quan Về Cisco Catalyst Switch
 Một Số Khái Niệm
 Kiến trúc- Thành Phần
 Nguyên Lý Hoạt Động
 GiớiThiệuVề MộtSố Loại Switch Của Cisco

 HướngHướng DẫnDẫnQuảnQuảnTrịTrị
 Giớithiệuvề các lệnh thôn
g
thườn
g
tron
g
Switch
g
g
g
Hướng Dẫn Quản Trị Hướng Dẫn Quản Trị
 Switch có thể quản trị theo 3 cách:
1. Quản trị Console:
2. Quản trị bằng Telnet
3. Quản trị bằng Web
Quản trị ConsoleQuản trị Console
 Thực hiện thông qua cổng console hoặc cổng AUX trên Switch
 Thường dùng để khởi tạo cấu hình ban đầu cho Switch như cấu hình địa chỉ
IP, cấu hình Username và pass truy nhập…
Yêu cầu:
Cần một máy tính có
giao tiếp cổng COM-DB9
Phần mềm kết nối có
thể dùng : Hyper
Terminal của Windows,
Secure CRT…
Secure

CRT…

Cáp Console : Thường
đi liền với thiết bị
Quản trị ConsoleQuản trị Console
 Quản trị console không phụ thuộc vào môi trường mạng của doanh nghiệp
 Có thể dùng qua kết nối modem ( cổng AUX)
 Khôi phục password trong trường hợp bị mất password.
 Nhược điểm là phải kết nối trực tiếp đến Switch. Đôi khi việc này gặp khó
khăn.
Quản trị ConsoleQuản trị Console
 Hướng dẫn cách tạo kết nối quản trị Console:
1. Mở chương trình Hyper terminal trong StartÆ
ProgramsÆAccessoriesÆCommunicationÆHyper Terminal
2. Đặt tên của phiên làm việc
Quản trị ConsoleQuản trị Console
1. Chọn cổng COM sẽ kết nối
2. Nhập các thông số như sau hoặc là kích
vào Restore default
Quản trị bằng TelnetQuản trị bằng Telnet
 Quản trị từ xa bằng giao thức telnet, linh hoạt hơn quản trị Console
 Phương pháp ngày chỉ có thể thực hiện khi Switch đã được cấu hình địa chỉ
IP , mở telnet và password.
 Có thể dùng chương trình Command line trong Windows, Hyper Terminal
h ặ S CRT
h
o
ặ
c
S
ecure
CRT

…
Hướng dẫn tạo kết nối cho quản trị Hướng dẫn tạo kết nối cho quản trị
telnet
q
ua
p
hần mềm Secure CRTtelnet
q
ua
p
hần mềm Secure CRT
qpqp
 Mở chương trình Secure CRT: StartÆ ProgramsÆ Secure CRTÆ Secure
CRT
 Chọn tao kết nối
Hướng dẫn tạo kết nối cho quản trị Hướng dẫn tạo kết nối cho quản trị
telnet
q
ua
p
hần mềm Secure CRTtelnet
q
ua
p
hần mềm Secure CRT
qpqp
 Chọn giao thức Telnet
 Nhập địa chỉ IP của Switch cần quản trị