340 Gp ụi bng thụng gia hai node. Truyn khụng cú ng . Hai ng 10Mb/s hay 100Mb/s. 4.2. Giới thiệu về chuyển mạch LAN 4.2.1. Phân đoạ n mạng LAN Một hệ thống mạng có thể chia thành nhiều đơn vị nhỏ hơn gọi là segmnet. Hình 4.2.1. là một ví dụ về phân đoạn Mạng Ethernet. Toàn bộ hệ thống mạng có 15 máy tính, trong đó có 6 server và 9 máy trạm. Mỗi segment sử dụng phơng pháp truy cập CSMA/CD và duy trì lu lợng trong segment đó. Mỗi segment là một miền đụng độ riêng. Việc phân đoạn mạng cho phép phạm vi nghẽn mạch đợc thu nhỏ trong phạm vi từng segment. Khi dữ liệu đợc truyền đi trong một segment, các thiết bị 341 trong cùng segment đó chia sẻ toàn bộ băng thông của segment đó. Dữ liệu đợc truyền giữa các segment sẽ đợc truyền lên đờng trục chính của mạng. 4.2.2. Phân đoạn của mạng bridge Bridge là một thiết bị Lớp 2 thực hiện chuyển gói dựa trên địa chỉ MAC. Khi bridge nhận frame vào từ một port, bridge sẽ đọc địa chỉ MAC, của máy gửi để nhận biết đợc thiết bị nàop kết nối với port đó. Từ đó bridge xây dựng đợc bảng chuyển mạch, trển đó ánh xạ từ địa chỉ MAC ra port tơng ứng. Những gói dữ liệu nào không cần chuyển ra segment thì bridge sẽ chặn các gói đó lại. Mặc dù hoạt động của bridge là trong suốt đối với các thiết bị mạng khác nhng thời gian trễ vân tăng lên khoảng 10% đến 30% khi sử dụng bridge. Thời gian trễ này là thời gian để bridge xử lý và quyết định chuyển gói. Bridge là một thiết bị chuyển mạch dạng store and-forward. Với kiểu chuyển mạch này, bridge phải kiểm tra địa chỉ đích và tính toán CRC (Cyclic Redundancy Check) để kiểm tra lỗi frame rồi mới chuyển frame đi. Nếu port đích đang bận thì bridge có thể tạm thời lâu frame cho đến khi port đích đợc giải phóng. 342 Phân đoạn mạng bằng bridge giúp giảm số lợng ngời dùng trên một segment. bridge nhận frame, giữ frame rồi chuyển frame đi dựa theo địa chỉ Lớp 2. 343 Không phụ thuộc vào giao thức Lớp 3 Tăng thời gian trễ trên mạng. 4.2.3. Phân đoạn mạng bằng router. Phân đoạn mạng bằng router sẽ làm tăng thời gian trễ của mạng lên 20% đến 30%. Thời gian trễ này cao hơn bridge vì router hoạt động ở lớp Mạng và sử dụng địa chỉ IP để quyết định chọn đờng tốt nhất đến máy đích. Bridge và switch chỉ phân đoạn mạng trong một mạng đơn nay trong một subnet thôi. Còn router cung cấp kết nối giữa các mạng và các subnet với nhau. Router không chuyển gói quảng bá trong khi swich và bridge bắt buộc phải chuyển gói quảng cáo. 344 - Dễ quản lý hơn, chức năng nhiều hơn, nhiều đờng đi hơn - Thu nhỏ khích thớc miền quảng bá - Hoạt động ở lớp 3 4.2.4. Phân đoạn mạng bằng switch Chuyển mạch LAN giúp giảm đi tình trạng thiếu hụt băng thông và nghẽn mạch. Switchsẽ phân đoạn mạng LAN thành các vi đoạn (microsegment), thu nhỏ tối đa kích thớc miền đụng độ. Tuy nhiên tất cả các host kết nối vào một switch vẫn nằm trong cùng một miền quảng bá. 345 Trong mạng Ethernet LAN thuần chuyển mạch, các node thực hiện chức năng truyền và nhận gióng nh là trong mạng chỉ có duy nhất mình nó vậy. Khi hai node thiết lập kế nối, một mạch ảo đợc thiết lập giữa chúng và cuing cấp toàn bộ băng thông mạng. Mạch ảo này chỉ tồn tại trong switch khi các node cần trao đổi. Các kết nối bằng switch cung cấp nhiều thông lợng hơ so với Ethernet LAN kết nối bằng bridge hay hub. - Swithc loại trừ đụng độ bằng cách phân đoạn cực nhỏ (microsegement). - Tời gian trễ thấp và tốc độ chuyển trang frame cao trên mỗi port. - Hoạt động tốt với card mạng và cáp có sẵn của chuẩn 8 02.3 (CSMA/CD). 4.2.5. Hoạt động cơ bản của switch. Chuyển mạch là một kỹ thuật giúp giảm tắc nghẽn trọng mạng Ethernet, Token Ring và FDDI (Fiber Distributed Data Inteface). Chuyển mạch thực hiện đợc việc này bằng cách giảm giao thông và tăng băng thông. LAN switch thờng đợc sử dụng để thay thế cho hub và vẫn hoạt động tốt với các cấu trúc cáp có sẵn. Switch thực hiện hoạt động chính sau: - Chuyển mạch frame - Bảo trì hoạt động chuyển mạch. 346 - Khả năng truy cập riêng biệt trên port - Loại trừ đợc đụng độ và tăng thông lợng đờng truyền - Hỗ trợ đợc nhiều phiên giao dịch cùng một lúc - Chuyển frame dựa trên bảng chuyển mạch + Chuyển frame dựa theo địa chỉ MAC (Lớp 2). - Hoạt động ở Lớp 2 của mô hình OSI. - Học vị trí kết nối của từng máy trạm bằng cách ghi nhận địa chỉ nguồn trên frame nhận vào. + Chuyển frame ra tất cả các port khi địa chỉ đích là quảng bá, multicast hoặc là một địa chỉ mà switch không biết. + Chỉ chuyển frame ra port khác khi địa chỉ đích nằm ở port khác với port nhận vào. 347 Hình 4.2.5.b. Hoạt động cơ bản của switch. Ta xét hoạt động của switch từ lúc ban đầu cha có thông tin gì trong bảng chuyển mạch. ở hình này, máy A thực hiện gửi gói dữ liệu cho máy B. Hình 4.2.5.c. Switch nhận đợc frame từ máy A vào port số 3. Switch kiểm tra địa chỉ nguồn trong frame nhân đợc và ghi nhận vào bảng chuyển mạch: địa chỉ MAC của máy A tơng ứng với port số 3. 348 Hình 4.2.5.d. ở thời điểm này, trên bảng chuyển mạch của switch cha có thông tin gì về địa chỉ đích là địa chỉ MAC của máy B. Do đó, switch chuyển frame ra tất cả các port từ port số 3 là port nhận frame vào. Hình 4.2.5.e. Máy B nhận đợc dữ liệu máy A gửi cho nó, nó gửi dữ liệu của nó lại cho máy A 349 Lúc này, switch nhận vào từ port số 4 gói dữ liệu của máy B gửi cho máy A. Cũng bằng cách học địa chỉ nguồn trong frame nhận vào, switch sẽ ghi nhận đợc vào bảng chuyển mạch: địa chỉ MAC của máy B là tơng ứng với port số 4. Địa chỉ đích của frame này là địa chỉ MAC của máy A mà swithc đã học trớc đó. Do đó, switch chỉ chuyển frame ra port số 3. 4.2.6. Thờ i gian trễ của Ethernet switch. Thời gian trễ là khoảng thời gian từ lúc switch bắt đầu nhận frame cho đến khi switch đã chuyển hết frame ra port đích. Thời gian trễ này phụ thuộc vào cấu hình chuyển mạch và lợng giao thông qua switch. Thời gian trễ đợc đo đơn vị nhỏ hơn giây. Đối với thiết bị mạng hoạt động với tốc độ cao thì mỗi một nano giây (ns) trễ hơn là một ảnh hởng lớn đến hoạt động mạng. 4.2.7. Chuyển mạch Lớp 2 và Lớp 3. Chuyển mạch là tiến trình nhận frame vào từ một cổng và chuyển frame ra mộ t cổng khác. Router sử dụng chuyển mạch Lớp 3 để chuyển mạch các gói đã đợc định tuyến xong. Switch sử dụng chuyển mạch Lớp 2 để chuyển frame. Sự khác nhau giữa chuyển mạch Lớp 2 và Lớp 3 là loại thông tin nằm trong frame đợc sử dụng để quyết định chọn cổng ra là khác nhau. Chuyển mạch Lớp 2 dựa trên thông tin về địa chỉ MAC. Còn chuyển mạch Lớp 3 thì dựa và địa chỉ lớp Mạng ví dụ nh địa chỉ IP. Chuyển mạch Lớp 2 nhìn vào địa chỉ MAC đích trong phần header của frame và chuyển frame ra đúng port dựa theo thông tin về địa chỉ MAC trên bảng chuyển . mạng LAN Một hệ thống mạng có thể chia thành nhiều đơn vị nhỏ hơn gọi là segmnet. Hình 4.2.1. là một ví dụ về phân đoạn Mạng Ethernet. Toàn bộ hệ thống mạng có 15 máy tính, trong đó có 6. Chuyển mạch là tiến trình nhận frame vào từ một cổng và chuyển frame ra mộ t cổng khác. Router sử dụng chuyển mạch Lớp 3 để chuyển mạch các gói đã đợc định tuyến xong. Switch sử dụng chuyển mạch. mạng LAN thành các vi đoạn (microsegment), thu nhỏ tối đa kích thớc miền đụng độ. Tuy nhiên tất cả các host kết nối vào một switch vẫn nằm trong cùng một miền quảng bá. 345 Trong mạng