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 . 37 4 * Tiến trình học địa chỉ của switch * Tiến trình lọc frame * Miền đụng độ va miền quảng bá. 37 5 CHNG 5: Switch Giới thiệu Thiết kế mạng là một công việc đầy. 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. 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.