Bài viết Multi Layers Switching Tác giả: Đặng Quang Minh GIỚI THIỆU CHUNG: Trong một hệ thống mạng máy tính, switch đóng vai trò thiết bị kết nối trung tâm và thường hoạt động ở layer 2 của mô hình OSI. Đối với một số dòng switch cao cấp như Catalyst 4000 trở về trước của Cisco hay Switch Procurve 8000 trở về trước của HP, một vài chức năng của layer 3 như là Broadcast control, IP Multicast,.QoS (IP Precedence, Protocol filter) được bổ sung để đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của hệ thống…Tuy nhiên các switch này không có được một số chức năng quan trọng của layer 3 như chức năng routing, IP dynamic VLAN… Do vậy các VLAN do các switch này tạo ra thường là static VLAN hay MAC dynamic VLAN. Mặc khác các VLAN không thể liên lạc được với nhau nếu không có router trung gian. Hình sau cho thấy các VLAN muốn giao tiếp với nhau phải thông qua 1 router trung gian. Error! Như v ậy để 2 VLAN giao tiếp được với nhau, hệ thống mạng sẽ trở nên rắc rối hơn, khó quản lý hơn. Khái niệm multilayer switch (MLS) nói chung là một switch có thể thực hiện được một số các chức năng của các tầng cao hơn. Ở đây, chúng tôi chỉ trình bày các chức năng hoạt động ở tầng thứ 3 của mô hình OSI mà các switch trước đây không thực hiện được. MLS cung cấp một cách hiệu quả khả năng hoạt động ở layer 3 cho phần cứng của switch thông qua vi mạch chuyên dụng application-specific (ASIC) được tích hợp với phần cứng trong switch và bộ xử lý của router. Các chức năng của layer 3 có được trong switch loại này là do tích hợp thêm một vài thiết bị phần cứng như là RSM (Routing Switch Module), NFFC (NetFlow Feature Card), NRFC (Network Routing Feature Card)…vào switch truy ền thống. Các thiết bị phần cứng này sẽ được đề cập chi tiết trong phần sau. Ví dụ sau cho ta thấy một switch có chức năng MLS sẽ kết nối được các VLAN như thế nào:: Host A, B và C nằm trên các VLAN khác nhau : host A thuộc VLAN Sales, host B thuộc VLAN Maketing, host C thuộc VLAN Engineering. Thông qua một switch duy nhất (đã có thêm phần cứng là RSM) các host này đã giao tiếp được với nhau. Bảng tạo ra ở phần trên của hình chính là bảng routing do thiết bị phần cứng thêm vào switch đã tạo ra. Error! Ta nhận thấy thiết bị phần cứng thêm vào switch đóng vai trò như một router. Nên việc tìm đường cũng dựa vào các routing protocol như Open Shortest Path First (OSPF), Enhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP), Routing Information Protocol (RIP), và Intermediate System-to- Intermediate System (IS-IS). Khái niệm switch layer 3 sẽ góp phần làm cho hệ thống đỡ phức tạp do giảm bớt các thiết bị (thay vì để 2 VLAN liên lạc được với nhau hệ thống cũ trước đây phải có 2 switch và 1 router thì bây gi ờ hệ thống chỉ cần quản lý 1 switch duy nhất). MLS còn có khả năng thống kê lưu lượng lưu thông các gói tin để giúp cho việc quản trị mạng. Thêm vào đó, hệ thống mạng với các switch này sẽ được cải thiện về tốc độ và giá thành. Đối với các sản phẩm switch Catalyst của Cisco, tính năng Multilayer switching tạo nên sự khác biệt giữa dòng sản phẩm 4000 và các dòng sản phẩm 5000 và 6000. Các dòng sản phẩm 5000, 6000 còn có một số chức năng bổ sung như Server Load Balancing, Enhanced QoS, FlexWAN… nhưng tính năng MultiLayer Switching đóng vai trò quan trọng nhất. CẤU HÌNH PHẦN CỨNG CẦN THIẾT ĐỂ CÓ CHỨC NĂNG MULTILAYER SWITCH Tài liệu này phân tích riêng về các sản phẩm switch Catalyst của Cisco. Các switch của các hãng khác khi muốn có thêm chức năng multilayer switching cũng có thể thêm vào các phần cứng có chức năng tương tự nhưng có thể có những tên gọi khác. Trong tài liệu này đề cập đến 2 dòng switch mới mà có thêm vào chức năng multilayer switch đó là Catalyst 5000 và Catalyst 6000. Đối với Switch Catalyst 5000 : Các thành phần cung cấp tính năng MLS gồm có : MLS-SE (Multilayer Switching – Switch Engine) : cụ thể là NetFlow Feature Card (NFFC) hoặc là NFFC II trong Supervisor Engine III or III F hoặc là Supervisor Engine II G / III G, và Catalyst đời 2926G. MLS-SE cung cấp dịch vụ Layer 3 LAN-switching. MLS-RP (Multilayer Switching – Router Processor) : là RSM hoặc RSFC hoặc là những router nối ngoài như Cisco 7500, 7200, 4700, 4500, or 3600 với phần mềm hỗ trợ IP MLS MLS-RP. MLS-RP cung cấp các dịch vụ về Cisco IOS-based multiprotocol routing và network. MLS-RP hoạt động như một router. Nó bao gồm một trong những thiết bị phần cứng sau: Route Swittch Module (RSM ): Catalyst 5500, 5505, 5509 có thêm một module vật lý RSM. Module này có khả năng hoạt động tương tự như một router. Có thể lắp module này vào bất kì slot nào trên switch ngoại trừ slot 1 và 2 (dành cho Supervisor và redundant supervisor engine). Hình Route Switch Module Error! Bảng những đặc điểm kĩ thuật của RSM Mô tả Đặc điểm Bộ xử lý 2 bộ xử lý Mips R4700 RISC 1 có t ốc độ external là 50 MHz và tốc độ internal là 100 MHz. Bộ nhớ: DRAM 2 NVRAM Flash SIMM Flash Card Boot ROM 32-MB (minimum), 64-MB, or 128-MB main and shared memory. Chấp nhận 8-MB (8 x 4), 16-MB (16 x 2 or 16 x 4), or 32-MB (32 x 4) SIMMs. 128- KB nonvolatile EPROM cho file cấu hình hệ thống. 8-MB or 16-MB onboard Flash SIMMs cho Cisco IOS images. 16-MB or 20-MB PCMCIA card cho Cisco IOS images. RSM có 2 slot PCMCIA cung cấp kích thước lớn nhất cho bộ nhớ 40-MB Flash card. 256-KB EPROM cho chương trình quản lý ROM. Những cổng giao tiếp 1 port serial console 1 port serial auxiliary Backplane interface: 2 SAGE ASICs Regulatory compliance: Safety EMC Network xác nhận UL1950, CSA22.2- 950, EN60950 FCC-Part15-Class A, EN55022-Class B, CISPR22-Class B, VCCI-Class 2, CE Marking Net 1, Net 2, Net 3 1 RISC = Reduced Instruction Set Computing 2 DRAM = dynamic random-access memory Route Switch Feature Card (RSFC) Đối với họ switch Catalyst 5000, supervisor module là module tùy chọn. Có nhiều loại supervisor nh ư Supervisor II, Supervisor II G, Supervisor III F, Supervisor III G… Trong đó Supervisor II G và Supervisor III G h ỗ trợ cho RFSC. RFSC có thể gắn thêm vào các module này để phục vụ cho các chức năng ở layer 3 của switches. Error! RSFC được xem như 1 module logic.Nếu Supervisor engine được gắn vào slot 1 thì RSFC được xem là module thứ 15. Nếu Supervisor engine được gắn vào slot 2 thì RSFC được xem là module thứ 16. Bảng những đặc điểm kĩ thuật cũa RSFC Mô tả Đặc điểm Bộ xử lý (Processor) 1 bộ sử lý Mips R4700 RISC với tốc độ 200 MHz. Cổng giao tiếp 1 cổng serial console (trên mặt trước của supervisor engine). Bộ nhớ DRAM 1 64-MB or 128-MB main and shared memory. NVRAM 128-KB nonvolatile EPROM cho file cấu hình hệ thống Flash SIMM 16-MB onboard Flash SIMMs cho Cisco IOS images. Boot ROM 256-KB EPROM cho chương trình quản lý ROM. Regulatory Compliance Safety UL1950, CSA22.2-950, EN60950 EMC FCC-Part15-Class A, EN55022-Class B, CISPR22- Class B, VCCI-Class 2, CE Marking Network xác nhận Net 1, Net 2, Net 3 1 DRAM = dynamic random-access memory Đối với Switch Catalyst 6000 : Để switch có chức năng của layer 3, hai phần cứng quan trọng được thêm vào là: Policy Feature Card (PFC) và Multilayer Switch Feature Card (MSFC) PFC : PFC chứa bảng Layer 3 switching (the Layer 3 MLS cache). MSL cache chưa thông tin luồng dữ liệu cho tất cả mọi hoạt động. PFC của switch 6000 có chức năng tương tự như MLS-SE của switch 5000. MSFC: MSFC được gắn bên trong supervisor engine, chạy phần mèn Cisco IOS . 64 -MB, or 128-MB main and shared memory. Chấp nhận 8-MB (8 x 4), 16- MB ( 16 x 2 or 16 x 4), or 32-MB (32 x 4) SIMMs. 128- KB nonvolatile EPROM cho file cấu hình hệ thống. 8-MB or 16- MB. DRAM 1 64 -MB or 128-MB main and shared memory. NVRAM 128-KB nonvolatile EPROM cho file cấu hình hệ thống Flash SIMM 16- MB onboard Flash SIMMs cho Cisco IOS images. Boot ROM 2 56- KB EPROM. SIMMs cho Cisco IOS images. 16- MB or 20-MB PCMCIA card cho Cisco IOS images. RSM có 2 slot PCMCIA cung cấp kích thước lớn nhất cho bộ nhớ 40-MB Flash card. 2 56- KB EPROM cho chương trình