Trong lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học đó chính là thực hành. Có thực hành thì người học mới có thể tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc với lý thuyết. Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang bị như hiện nay, người học đặc biệt là sinh viên ít có điều kiện thực hành. Đặc biệt là với các thiết bị đắt tiền như Router, Switch chuyên dụng
Chương THIẾT KẾ TOPO MẠNG Nguyễn Hồng Sơn Bộ môn Mạng & TSL Học viện CN BC-VT NỘI DUNG GIỚI THIỆU THIẾT KẾ MẠNG PHÂN CẤP TOPO MẠNG CĨ DỰ PHỊNG THIẾT KẾ MẠNG MODULE THIẾT KẾ TOPO MẠNG CAMPUS THIẾT KẾ TOPO CHO ENTERPRISE EDGE TOPO MẠNG CÓ AN NINH GIỚI THIỆU Topo mạng đồ phân đoạn, điểm nối cộng đồng người dùng Bước pha thiết kế logic Phác họa sơ đồ luận lý trước chọn thành phần vật lý hay cơng nghệ Giúp nhận diện hình dạng mạng, điểm kết nối, phạm vi bao phủ loại thiết bị liên mạng THIẾT KÊ MẠNG PHÂN CẤP (Hierarchical Network) Theo mơ hình thiết kế mạng phân cấp: phát triển topo dạng lớp rời rạc – – – Core layer Dstribution layer Access layer Mỗi lớp tập trung vào chức đặc biệt, cho phép chọn hệ thống đặc tính phù hợp Flat network Topology Phù hợp cho mạng nhỏ Mỗi thiết bị liên mạng có nhiệm vụ Khi có cố phải kiểm tra tồn mạng Topo mạng Flat WAN – – – – Gồm nhiều điểm kết nối thành vòng Mỗi điểm router kết nối với hai router kế qua P2P link Các giao thức định tuyến hội tụ nhanh Thơng tin phục hồi link bị hỏng Các Flat LAN topology Đầu thập niên 1990 thiết kế tiêu biểu cho LAN PC Server nối vào hay nhiều Hub theo flat topology Ngày thay Hub Switch (lớp 2) Mesh topology ~ nhu cầu khả dụng (availability) – – Full-mesh topology Partial-mesh topology Các Flat LAN topoogy (2) Số link full-mesh: n*(n-1)/2 Chi phí cao, khó bảo trì sửa chữa hay nâng cấp Lưu lượng quảng bá cho định tuyến tăng Dùng hierarchical topology Hierarchical Redundant topology Partial-Mesh Hierarchical topology Mơ hình mạng cho cơng ty vừa nhỏ Hub-and-Spoke Hierarchical Topology 10 Đặc trưng core layer Backbone tốc độ cao, tin cậy, dự phịng thích ứng tốt Độ trễ nhỏ Có kích thước giới hạn 11 Đặc trưng Distribution layer (1/2) Kiểm soát truy xuất tài nguyên lý an ninh Kiểm soát lưu lượng mạng Xác định miền quảng bá Định tuyến VLAN Cho phép core kết nối điểm chạy giao thức khác Tái phân bố giao thức định tuyến lớp access giao thức định tuyến lớp core 12 Đặc trưng Distribution layer (2/2) Tóm tắt đường từ lớp access Trong số trường hợp cung cấp default route cho router lớp access chạy giao thức định tuyến động giao tiếp với core router Ẩn thông tin topo access layer core layer ngược lại 13 Đặc trưng access layer Tạo điều kiện cho user phân đoạn cục truy nhập vào internetwork Bao gồm router, switch, bridge, hub access point Switch thường dùng để triển khai access layer campus net nhằm phân chia miền băng thông phù hợp với ứng dụng cần nhiều băng thông Dùng công nghệ ISDN, Frame Relay, leased line analog dialup để hỗ trợ chi nhánh hay văn phòng nhỏ truy nhập vào internetwork 14 Hướng dẫn thiết kế mạng phân cấp (1/3) Thiết kế access layer trước, distribution layer sau core layer Khi cấu hình router core layer nên dùng đặc tính định tuyến để tối ưu thơng lượng gói Tại core layer khơng nên lọc gói hay kỹ thuật khác làm chậm thao tác gói Với thiết kế có nhu cầu kết nối đến mạng doanh nghiệp khác qua extranet hay Internet core nên bao gồm hay nhiều link đến mạng 15 Hướng dẫn thiết kế mạng phân cấp(2/3) 16 Không nên để administrator chi nhánh xây dựng extranet riêng hay thực kết nối đến Internet, tập trung chức core layer Để cải thiện hiệu định tuyến, distribution layer tóm tắt tuyến từ access layer Distribution layer tóm tắt nhiều địa access layer vài quảng cáo đến core layer Ở access layer dùng đặc tính định tuyến Dial-on-Demand Routing (DDR) hay static routing để sử dụng băng thông hiệu tối ưu chi phí liên kết từ xa Hướng dẫn thiết kế mạng phân cấp (3/3) Kiểm soát chặt chẽ topo mạng access layer Chú ý lỗi: – – Adding a chain Backdoor 17 TOPO MẠNG CĨ DỰ PHỊNG Nhân đơi thành phần mạng, loại trừ điểm mà lỗi làm tê liệt mạng Các thành phần core router, switch, link hai switch, CSU, nguồn điện, WAN trunk, kết nối Internet Xây dựng data center dự phịng hồn chỉnh Có thể thực dự phịng mạng campus, lớp mơ hình phân cấp, edge net enterprise net 18 Đường dự phòng (backup path) Backup path bao gồm router switch link dự phòng riêng router switch, đường Xem xét hai khía cạnh backup path: – – Băng thông Tốc độ chuyển dụng nhanh cỡ Nên dùng công cụ mô để đánh giá hiệu 19 Load sharing (load balancing) Cho phép hai hay nhiều giao tiếp hay đường dẫn chia sẻ tải với Mục tiêu dự phịng đáp ứng tính khả dụng, mục tiêu phụ nhằm cải thiện performance mạng cách chia tải qua liên kết song song Load sharing phải qui hoạch cấu hình 20 10 Thiết kế Campus đa lớp (3/3) Dùng cặp đường dẫn để khôi phục nhanh Có thể dùng EtherChannel để tăng cường tính khả dụng Đặc tính hỗ trợ IPbased load balancing qua EtherChannel 55 Thiết kế campus backbone nhỏ (1/3) Backbone giản lược Gồm hai hay nhiều layer switch mạng building Các layer switch phải trì mục ARP cho thiết bị hoạt động campus Hoạt động ARP mức-> CPU >backbone performance Giải pháp 56 28 Thiết kế campus backbone nhỏ (2/3) Full-mesh backbone gồm ba module với Layer switch liên kết trực tiếp thành full mesh Tăng module -> tăng phức tạp Nâng cấp băng thơng khó 57 Thiết kế campus backbone nhỏ (3/3) 58 Partial mesh backbone Thích hợp cho campus nhỏ, lưu lượng chủ yếu hướng vào server farm Dùng trunk dung lượng lớn từ layer switch building đến server farm Các layer switch server farm trở thành backbone giản lược cho lưu lượng hai module 29 Thiết kế campus backbone lớn: Layer switched backbone (1/2) 59 Layer switched backbone, thích hợp cho campus có từ ba tòa nhà trở lên Bổ sung switch vào backbone làm giảm số kết nối dễ bổ sung module Backbone thực layer switched domain có dạng star Thiết kế campus backbone lớn: Layer switched backbone (1/2) Dùng IP subnet cho backbone Mỗi switch lớp distribution định tuyến lưu lượng qua backbone subnet Cấu hình liên kết nối đến backbone thành giao tiếp định tuyến, VLAN trunk (spanning tree protocol loop) 60 30 Thiết kế campus backbone lớn: Layer switched backbone (2/2) Split layer backbone Tăng tính khả dụng dung lượng Hình thành hai backbone riêng biệt dự phịng cho 61 Thiết kế campus backbone lớn: Layer switched backbone (1/3) Layer switched backbone Backbone linh hoạt khả triển dùng chuyển mạch lớp Các chuyển mạch kết nối Gigabit Ethernet hay EtherChannel định tuyến 62 31 Thiết kế campus backbone lớn: Layer switched backbone (2/3) Dự phịng đường để khơi phục nhanh Cũng gấp đôi dung lượng cho trunk 63 Thiết kế campus backbone lớn: Layer switched backbone (3/3) Large-Scale Layer Switched Campus Backbone Backbone có switch lớp nối liên kết Gigabit Ethernet, định tuyến, khơng có ST loop 64 32 Thiết kế Server Farm Một building block tốc độ cao nối vào backbone Nơi host ứng dụng mạng doanh nghiệp, mức độ tranh chấp phải thấp Hạn chế oversubscription 65 Thiết kế Server Farm 66 Kết nối server có nhiều cách: dùng hay hai Fast Ethernet Nếu có kết nối chế độ dự phịng Dual-homing cho phép tăng tính khả dụng, dùng Layer dual homing hay Layer dulal-homing (phức tạp ~ NOS) Hai yếu tố chính: dạng lưu lượng, số user (Tốc độ trung bình phát gói kích thước gói trung bình) 33 Dự phòng server (1/3) 67 Các server: file, web,DHCP, DNS, Database Cân nhắc nhu cầu dự phịng, ví dụ server làm nhiệm vụ ánh xạ số điện thoại địa IP VoIP DHCP server đặt access hay distribution layer Trong mạng nhỏ DHCP dự phòng đặt distribution layer, mạng lớn DHCP đặt access layer? Dự phòng server (2/3) Nếu DHCP đặt phía bên router, cần cấu hình router để chuyển DHCP broadcast từ host DNS server đặt access hay distribution layer Trong ứng dụng mà thời gian ngưng trệ file server lỗi nghiêm trọng phải thực y cho file server 68 34 Dự phòng server (3/3) Bố trí file server mạng khác phải có kỹ thuật đồng để đồng (dùng duplexing, SAN) Dự phòng server cho phép server chia sẻ tải với nhau, dùng CDN (content delivery network) hay thiết bị dịch vụ nội dung 69 THIẾT KẾ TOPO CHO ENTERPRISE EDGE Tùy vào nhu cầu performance cần thiết kế dự phòng segment WAN intranet, nhiều path đến extranet Internet Dùng VPN kết nối sở doanh nghiệp thông qua mạng WAN công cộng hay Internet 70 35 Dự phòng WAN segment WAN thiết kế theo dạng partial mesh Nên khảo sát kỷ mạch vật lý, để đảm bảo đường dự phòng dự phòng thực (circuit diversity)