Hướng dẫn thiết kế và triển khai mạng chuyển mạch doanh nghiệp trên thiết bị Cisco

Công nghệ VLAN .1 Khái niệm

• Phân loại VLAN
• Chuẩn trung kế VLAN: ISL và 802.1Q .1 ISL ( Inter – Switch Link )

Cisco giới thiệu một sự tương thích 1-1 giữa VLAN và các mạng con, nghĩa là nếu một mạng con với một mask 24 bit được sử dụng cho một VLAN, như vậy có nhiều nhất 254 thiết bị trong VLAN và các VLAN không mở rộng miền lớp 2 đến Distribution Switch. Giao thức Trunking được phát triển để nâng cao hiệu quả quản lý việc lưu chuyển các Frame từ các Vlan khác nhau trên một đường truyền vật lý.Thiết lập các thỏa thuận cho việc sắp xếp các Frame vào các cổng được liên kết ở hai đầu đường trunk.

Giao thức trung kế VLAN (VLAN trunking protocol – VTP) .1 Giới thiệu

Khi một switch hoạt động ở chế độ client VTP hoặc một transparent VTP kết nối lần đầu vào một hệ thống mạng thông qua kết nối trung kế, nó không thể ảnh hưởng đến các cấu hình hiện tại bởi vì các chế độ hoạt động này không thể tạo ra các gói tin cập nhật VTP. Thông báo tập con có thể gồm có các thông số VLAN như: trạng thái của VLAN, kiểu VLAN (Ethernet hoặc Token Ring), MTU, chiều dài tên VLAN, số VLAN, giá trị nhận dạng kết hợp với bảo mật SAID (Security Association Identifer), và tên VLAN.

Inter VLAN Routing

Các Catalyst switch (server-mode) lưu trữ thông tin VTP không liên quan đến cấu hình switch trong NVRAM VLAN và dữ liệu VTP được lưu trong file vlan.dat trên hệ thống file bộ nhớ Flash của switch. Như ta đã biết swit ch chuyển tiếp các frame broadcast ra tất cả các port sẵn có trong miền broadcast, còn các frame multicast thì được chuyển tiếp theo nghĩa thông minh hơn, nhưng cũng cùng một kiểu. Khi switch không tìm thấy địa chỉ MAC đích trong bảng chuyển tiếp thì nó phải chuyển frame ra tất cả các port để cố gắng tìm đến đích.

Thông thường, trong mạng có một vài switch, các liên kết trunk giữa các switch và VTP được sử dụng để quản lý việc truyền thông tin VLAN. Các frame broadcast hoặc các frame unicast không xác định trên một VLAN chỉ được chuyển tiếp trên liên kết trunk nếu switch nhận trên đầu cuối của trunk có port thuộc VLAN đó. Router on a stick là kiến trúc cơ bản nhất trong Inter-vlan-routing.Trong kiến trúc này Router chỉ đơn giản là kết nối vlan với nhau và chuyển tiếp lưu lượng giữa Inter vlan và vlan thích hợp nhằm tạo ra một giao diện vật lý đơn lẻ các tuyến đường giao thông giữa nhiều vlan trên cùng một mạng.

Giao thức cây mở rộng ( Spanning tree protocol – STP ) .1 Giao thức cây mở rộng 802.1D – STP

Khi một con switch nhận được BPDU từ một switch khác trên cùng 1 phân đoạn mạng hoặc từ 1 switch kết nối trực tiếp với nó có giá trị Root Patch Cost thấp hơn giá trị mà nó nhận từ gói BPDU khác thì ngay lập tức switch sẽ cho Port đấu với láng giềng là Designated cho phân đoạn mạng đó. Sau khi bridge phân chia được các cổng như cổng gốc, cổng được chỉ định và cổng không được chỉ định, thì việc tạo ra cấu trúc mạng chứa loop-free không phức tạp lắm, cổng gốc và cổng được chỉ định chuyển tiếp lưu lượng, trong khi cổng không được chỉ định thì khóa lưu lượng. Sau khi hệ thống mạng chuyển mạch đã hội tụ,tất cả các port trên mọi switch và bridge đều ở trạng thái truyền dữ liệu hoặc trạng thái khoá.Port truyền dữ liệu là port có thể truyền,nhận dữ liệu và BPDU.Port khoá là port chỉ nhận gói BPDU mà thôi.

Trong khi đó Cat-B vẫn nhận được gói BPDU đều đặn trên port 1/2.Cat-B đợi hết thời gian chờ tối đa(max-age) là 20 giây mới xác định kết nối trên port 1/1 đã chết và bắt đầu chuyển sang trạng thỏi cho port 1/2.Port ẵ khụng thể chuyển ngay từ trạng thỏi khoỏ sang trạng thỏi truyền dữ liệu được mà phải trải qua 2 trạng thái trung gian là trạng thái lắng nghe và trạng thái học, mỗi trạng thái này kéo dài 15 giây. Ta có thể tạo một mạng chuyển mạch backbone dự phòng với Spanning tree bằng cách kết nối hai interface của switch với một hoặc hai switch khác, ví dụ trong hình 1, Spanning tree sẽ tự động disable một interface nhưng sẽ lại enable nếu interface khác bị lỗi. Trong RSTP, trạng thái loại bỏ ( discarding ) có nghĩa là cổng sẽ không truyền hay nhận khung tin hoặc học địa chỉ MAC, bất chấp cổng có bị tắt, sự cố,…Khi RSTP đã quyết định chuyển từ trạng thái discarding sang chuyển tiếp, cổng đó sẽ ngay lập tức đi vào trạng thái học.

Công nghệ Ether channel .1 Giới thiệu

• Các giao thức bắt tay trong Etherchannel .1 PagP (Port Aggregation Protocol)

Ví dụ nếu bạn cho phiên bản instance 1 của MST chạy trên VLAN 1 đến VLAN 4 và VLAN 5-8 đến cũng instance 1 trên switch khác, hai switch sẽ không xem như chúng cùng region, mặc dù cả tên region và chỉ số revision là như nhau. Mỗi phiên bản cho một nửa số VLAN Nếu có hai phiên bản, các switch ở lớp truy cập sẽ truyền các khung tin của các VLAN còn lại trên kết nối của nó tập cho tập hợp một số VLAN và truyền các khung tin của các VLAN còn lại trên kết nối kia. Nếu chỉ sử dụng một địa chỉ hay một cổng thì việc truyền tải qua cổng này hay cổng khác được thực hiện dựa vào các bit cuối cùng và phụ thuộc vào số cổng của Etherchannel.

Nếu sử dụng cả cổng đích, và nguồn thì thuật toán này được thực hiện nhờ phép toán XOR các bit cuối của địa chỉ.Thuật toán hash sẽ tính toán ra giá trị nhị phân, giá trị này sẽ chọn ra một kết nối trong bundle để chọn ra kết nối thành viên nào sẽ mang frame đó. Ví dụ: Cisco switch kết nối với một file server, file server này không hổ trợ PagP nhưng ta vẫn muốn thực hiện một kết nối Etherchannel giữa switch và file server nhằm tăng băng thông. Đối với LACP cho phép chúng ta nhóm nhiều liên kết lại thành 1 bundle nhưng cũng cho phép chúng ta chỉ sử dụng một số liên kết trong bundle đó mà thôi.Các liên kết còn lại trong bundle sẽ ở trạng thái Stanby sẽ Up lên khi các liên kết đang bị down.

Yêu cầu

• Dùng lệnh sau để cấu hình VTP AS11(config)#vtp domain PTIT AS11(config)#vtp password 123 AS11(config)#vtp mode client. DS11 (config-range-if)#switchport trunk encapsulation dot1q DS11 (config-range-if)#switchport mode trunk. DS11 (config-range-if)#switchport trunk encapsulation dot1q DS11 (config-range-if)#switchport mode trunk.

• Dùng lệnh sau để đặt IP cho cổng port-channel 3 DS11 (config-if)#interface port-channel 3 DS11 (config-if)#no switchport. DS11 (config)#spanning-tree vlan 3 root primary DS11 (config)#spanning-tree vlan 4 root primary DS11 (config)#spanning-tree vlan 5 root secondary DS11 (config)#spanning-tree vlan 6 root secondary DS11 (config)#spanning-tree vlan 7 root secondary DS11 (config)#spanning-tree vlan 8 root secondary.

Kết quả