Để có 1 mạng LAN hoạt động hiệu quả và đáp ứng đ−ợc nhu cầu của ng−ời sử dụng, LAN cần đ−ợc thiết kế và triển khai theo 1 kế hoạch với đầy đủ hệ thống các b−ớc sau:
* Thu thập các yêu cầu và mong đợi của ng−ời sử dụng mạng * Phân tích các dữ liệu và các yêu cầu thu thập đ−ợc
* Thiết kế cấu trúc LAN lớp 1, 2 và 3
* Ghi nhận lại các b−ớc 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 ph−ơng thức làm việc, quan điểm của những ng−ời sẽ sử dụng mạng LAN. Sau đây là những câu bạn nên hỏi khi thu thập thông tin:
* Những ng−ời nào sẽ sử dụng hệ thống mạng
* Kỹ năng của họ ở mức nàỏ
* Quan điểm của họ về máy tính và các ứng dụng máy tính là gì? * Các văn bản chính sách về tổ chức đ−ợc phát triển nh− thế nàỏ * 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 đ−ợc phép chạy trên mạng? * Cần hỗ trợc các máy tính để bàn không?
* Ai là ng−ời chịu trách nhiệm về địa chỉ LAN? Đặt tên, thiết kế cấu trúc và cấu hình?
n về nhân lực, phần cứng và phần mềm của tổ chức là những gì? Những nguồn tài nguyên này hiện đang đ−ợc liên kết và chia sẻ nh− thế nàỏ
phí và khoảng thời gi n thiết kế LAN. Một điểm rất quan trọng mà bạn cần nắm đ−ợc là những vấn đề hoạt động đang tồn tại trong hệ thống mạng đã có.
Tính khả dụng đo l−ờng mức độ hữu ích của hệ thống mạng, có nhiều yếu tố ảnh h−ởng đến tính khả dụng, bao gồm những yếu tố sau:
* Thông l−ợng * Thời gian đáp ứng
* Khả năng truy cập vào tài nguyên mạng * Tài nguyê
Nguồn tài chính mà tổ chức có thể dành cho mạng là bao nhiêủ
Ghi nhận lại toàn bộ các yêu cầu trên cho phép chúng ta −ớc l−ợng đ−ợc chi an để triển khai dự á
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 l−ợng băng thông đang có trên mạng. Để tăng l−ợng băng thông khả dụng, cần phải thêm nhiều tài nguyên vào mạng nh−ng nh− vậy thì chi phí sẽ tăng theọ Do đó thiết kế mạng phải làm sao cung cấp đ−ợc khả năng sử dụng lớn nhất với chi phí thấp nhất.
Sau khi phân tích về tính khả dụng, b−ớc tiếp theo là phân tích các yêu cầu của hệ thống mạng và ng−ời 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 b−ớc phân tích này là đánh giá yêu cầu của ng−ời dùng. Một mạng LAN mà không thể cung cấp thông tin nhanh chóng và chính xác cho ng−ời 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 nhaụ
B−ớc kế tiếp là quyết định cấu trúc tổng thể của LAN thể thoả mãn mọi yêu cầu của ng−ời sử dụng. Trong giáo ng 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 thu
thố
Thiết kế cấu trúc LAN có thể đ−ợc phân thành 3 b−ớc theo 3 mô hình OSI nh
vật lý và luận lý của hệ thống mạng. Cấu trúc vật lý của mạng là sơ đồ kết nối vật lý của các
trình này, chú
ật Ethernet 802,3 CSMA/CD. Cấu trúc hình Sao CSMA/CD đang là cấu hình ng trị hiện naỵ
− sau:
• Lớp Mạng
• Lớp liên kết dữ liệu • Lớp vật lý
thà
mạng. Nó cũng bao gồm cả sơ đồ tên và địa chỉ đ−ợc sử dụng trong thiết kế LAN. nh phần trong mạng LAN. Còn thiết kế luận lý là cách phân dòng dữ liệu trong
Sơ đồ thiết kế LAN
Hồ sơ thiết kế LAN bao gồm những thành phần quan trọng sau:
• Sơ đồ cấu trúc theo lớp OSI • Sơ đồ LAN luận lý
• Sơ đồ LAN vật lý
• Bảng ánh xạ vị trí, địa chỉ và tình trạng sử dụng của từng thiết bị trong LAN (cut - sheet)
• Sơ đồ VLAN luận lý • Sơ đồ luận lý lớp 3 • Sơ đồ địa chỉ
Một trong những phần quan trọng nhất mà bạn cần quan tâm khi thiết kế mạng là cáp vật lý. Hiện nay, hầu hết cáp sử dụng cho LAN đều dựa trên công nghệ Fast Ethernet. Fast Ethernet là Ethernet đ−ợc nâng cấp từ 10Mb/s lên 100 Mb/s và có khả năng hoạt động song công. Fast Ethernet vẫn sử dụng cấu trúc luận lý hình bus h−ớng quảng bá chuẩn Ethernet của 10BASE – T và ph−ơng pháp CSMA/CD cho địa chỉ MAC.
Những vấn đề trong thiết kế lớp 1 bao gồm loại cáp sử dụng, th−ờng là cáp đồng hay cáp quang và cấu trúc tổng thể của hệ thống cáp. Mỗi tr−ờng cáp lớp 1 có nhiều loại nh− 10/100 BASE – TX CAT5, 5e hoặc 6 UTP, STP, 100 BASE – FX cáp quang và chuẩn TIA/EIA – 568 – A về cách bố trí và kết nối dâỵ
Bạn nên đánh giá cẩn thận điểm mạnh điểm mạnh và yếu của cấu trúc mạng vì một hệ thống mạng tồn tại với chính hệ thống cáp bên d−ới của nó. Hầu hết các sự cố mạng đều xảy ra ở lớp 1. Do đó khi có bất kỳ dự định thay đổi quan trọng nào thì bạn cần kiểm tra toàn bộ hệ thống cáp để xác định khu vực cần nâng cấp hoặc đi dây lạị
Bạn nên sử dụng cáp quang cho các đ−ờng trục chính trong thiết kế cáp UTP CAT 5e nên sử dụng cho đ−ờng cáp horizotal, là những đ−ờng cáp nối từ hộp cắm dây của mỗi host kéo về trạm tập trung dâỵ Việc nâng cấp cáp cần phải đ−ợc thực hiện −u tiên so với các thay đổi cần thiết khác. Ngoài ra bạn cần đảm bảo là toàn bộ hệ thống cáp t−ơng thích với chuẩn công nghiệp nh− chuẩn TIA/EIA – 568 – A chẳng hạn.
Chuẩn TIA/EIA – 568 – A quy định rằng mọi thiết bị trong mạng cần đ−ợc kết nối vào một vị trí trung tâm bằng cáp horizontal. Khoảng cách giới hạn của cáp CAT 5e là UTP là 100m.
Trong cấu trúc hình sao đơn chỉ có một tủ nối dây là MDF. Từ hộp cắm dây
của mỗi host (Outlet) ết nối vào các bộ tập
onnect patch panel) đặt trong MDF. Patch cord ta kép cáp horizaontal về MDF rồi k
trung dây HCC (Horizontal Cross C
là những sợi cáp ngắn đ−ợc sử dụng để kết nối cáp horizontal vào por của switch lớp 2. Tuỳ theo phiên bản switch, đ−ờng uplink sẽ kết nối từ switch vào cổng Ethernet của router lớp 3 bằng cáp patch cord. Nh− vậy là host đầu cuối đã có kết nối vật lý hoàn chỉnh vào cổng của router.
Khi hệ thống mạng lớn, có nhiều host nằm ngoài giới hạn 100m của cáp
hủ. Tủ nối dây thứ hai đ−ợc gọi là trạm phân
n 10 m của cáp CAT 5e UTP.
CAT 5e UTP thì bạn cần có nhiều hơn một tủ nối dâỵ Bằng cách thiết lập nhiều tủ nối dây bạn sẽ tạo ra nhiều vùng bao p
phối trung gian IDF (Intermediate distribution facilities). Chuẩn TIA/EIA – 568 – A quy định rằng IDF đ−ợc kết nối vào MDF bằng cáp vertical hay còn gọi là cáp trục chính (backbone). Cáp vertical đ−ợc kéo từ IDF đến MDF và đ−ợc kết nối vào bộ tập trung cáp VCC (Vertical Cros Connect patch panel) đặt trong MDF. Chúng ta th−ờng sử dụng cáp quang cho đ−ờng cáp vertical vì đ−ờng cáp này th−ờng dài hơn giới hạ
Sơ đồ luận lý là sơ đồ cấu trúc mạng nh−ng không mô tả chính xác các chi
tiết ồ đ−ờng đi cơ bản của LAN bao
gồm vị trí đặt MDF và IDF • dụ: thê • và
lắp đặt đ−ờng cáp. Sơ đồ luận lý chỉ là sơ đ những thành phần sau:
• Xác định
• Ghi lại loại cáp và số l−ợng sử dụng để kết nối các IDF và MDF
Ghi lại số l−ợng cáp để dành để tăng băng thông giữa các tủ nối dâỵ Ví nếu cáp vertical giữa IDF 1 và MDF chạy hết 80% thì sẽ sử dụng m 2 cặp cáp nữa để tăng gấp đôi bằng thông.
Cung cấp hồ sơ chi tiết về tất cả các cáp trong hệ thống, chỉ số danh định số port của chúng trên HCC hoặc VCC.
Sơ hình 5.1.4.h- chú nối và địn thể 3 để thiết lập lại kết nối 5.1
khiển luồng, phát hiện lỗi, sửa lỗi và giảm nghẽn mạch. Hai thiết bị lớp 2 phổ biến nhất là bridge và switch. Thiết
bị l đụng độ.
đồ luận lý rất quan trọng khi xử lý sự cố về kết nối mạng. Ví dụ nh− trên i: nếu phòng 203 bị mất kết nối thì bằng cách kiểm tra trong cut sheet ng ta sẽ xác định đ−ợc cáp nối từ phòng nay đến IDF là cáp số 203 – 1 và kết o port số 13 trên HCC trong IDF. Sử dụng đồng hồ đo cáp chúng ta sẽ xác h đoạn cáp này có bị h− hỏng về mặt vật lý hay không. Nếu có thì chúng ta có sử dụng 2 sơi cáp dự phòng còn lại là 203 – 2 hoặc 203 –
trong thời gian chờ sửa chữa cáp 203 – 1.
.5. Thiết kế lớp 2.
Mục đích của thiết bị lớp 2 trong mạng là điều
ớp 2 sẽ quyết định kích th−ớc miền
Đụng độ và kích th−ớc miền đụng độ là hai yếu tố ảnh h−ởng xấu đến hiệu
quả nên chia nhỏ mạng thành các miền đụng
độ
(microsegment) bằng switch và bridge để giảm đụng độ và kích th−ớc miền đụng độ. Chúng ta có thể sử dụng switch kết hợp với hub để cung cấp mức độ hoạt động hợp lý
hoạt động của mạng. Do đó chúng ta
của mạng. Do đó chúng ta nên chia nhỏ mạng thành các miền đụng độ cực nhỏ
M t đặc điểm quan trọng của LAN switch ộ là nó có thể phân bổ băng thông
t 100Mb/s. trên từng port. Nhờ đó nó có thể dành nhiều băng thông hơn cho đ−ờng vertical, uplink hoặc đ−ờng kết nối vào server. Loại chuyển mạch nh− vậy gọi là chuyển mạch bất đối xứng . Chuyển mạch bất đối xứng thực hiện chuyển mạch giữa các port có băng thông không bằng nhau, ví dụ từ port 10Mb/s sang por
Đ−ờng vertical kết nối từ IDF đến MDF để truyền dữ liệu giữa MDF và IDF. Dung l−ợng đ−ờng vertical th−ờng lớn hơn đ−ờng horizontal. Đ−ờng horizontal nối giữa IDF và máy trạm th−ờng sử dụng cáp CAT 5e UTP và dài không quá 100mét. Trong môi tr−ờng mạng thông th−ờng, đ−ờng horizontal có băng thông 10 Mb/s và sử dụng switch chuyển mạch bất đối xứng để kết hợp port 10 Mb/s và 100 Mb/s.
Nhiệm vụ tiếp theo là quyết định số l−ợng port 10Mb/s và 100 Mb/s cần sử dụng trong MDF và mỗi IDF. Ta có thể quyết định số l−ợng này dựa vào yêu cầu của user về số l−ợng cáp horizontal đi vào mỗi phòng và tổng số l−ợng cáp đổ vào mỗi vùng bao phủ. Đồng thời chúng ta cũng tính luôn số l−ợng đ−ờng vertical cần thiế
IDF phục vụ cho một vùng bao phủ gồm 18 phòng. Nh− vậy cần tổng cộng là 4* 18 = 72 port trên LAN switch trong mỗi IDF.
−ớc miền đụng độ xác định bởi số l−ợng host đ−ợc kết nối vật lý vào cùn
từng host. Trong điều kiện lý t−ởng là ta kết nối một host vào một port của switch tạo
hos
microsegment. Nếu không đủ điều kiện để làm vậy thì bạn có thể sử dụng hub để
kết các host kết nối vào hub
trên t băng thông và cùng một miền đụng
độ.
t . Ví dụ: user yêu cầu phải có 4 đ−ờng horizontal đi vào mỗi phòng. Mỗi một
Kích th
g một port của switch. Từ đó ta có thể xác định l−ợng băng thông khả dụng cho
thành một microsegment chỉ bao gồm host nguồn và host đích khi có bất kỳ hai t nào thực hiện thông tin liên lạc với nhaụ Do đó, không có đụng độ trong
nối nhiều host vào một port của switch. Nh− vậy tất cả cùng một port của switch chia sẻ cùng mộ
− Catalyst 1700 chẳng hạn không hỗ trợ chia sẻ băng thông và miền đụng độ. Switch đời cũ không l−u đ−ợc nhiều địa chỉ MAC cho một
Ta th−ờng sử dụng hub để tạo nhiều điểm kết nối đầu cuối vào một đ−ờng cáp
đụng đ o
yêu
horizontal. Biện pháp này có thể chấp nhận đ−ợc nh−ng nên cẩn thận vì miền ộ nên giữ ổ kích th−ớc nhỏ để cung cấp đủ l−ợng băng thông cho host the cầu của thiết kế.
t bị mạnh nhất trong cấu trúc mạng.
khác.
chia hệ thống mạng thành các subnet theo địa chỉ lớp 3.
Router là thiết bị lớp 3 và đ−ợc coi là một trong những thiế
Thiết bị lớp 3 đ−ợc sử dụng để chia mạng LAN thành nhiều mạng riêng biệt. Thiết bị lớp 3 cho phép thông tin liên lạc giữa 2 mạng thông qua địa chỉ lớp 3, ví dụ nh− địa chỉ IP. Triển khai thiết bị lớp 3 cho phép chia nhỏ mạng LAN về mặt vật lý và luận lý. Router còn có thể kết nối WAN nh− nối ra Internet chẳng hạn.
Định tuyến lớp 3 phân luồng giao thông giữa các mạng vật lý dựa trên địa chỉ lớp 3. Router không chuyển tiếp các gói quảng bá ví dụ nh− gói yêu cầu ARP chẳng hạn. Do đó mỗi cổng trên router đ−ợc xem là cửa vào và cửa ra của một miền quảng bá, là nơi kết thúc của quảng bá, ngăn không cho quảng bá sang các mạng
Router đ−ợc xem là bức t−ờng lửa đối với gói quảng bá. Ngoài ra router còn
Khi bạn muốn quyết định sử dụng router hay switch ở đâu thì bạn nên nhớ câu hỏi sau: “Vấn đề mà bạn đang cần giải quyết ở đó là gì?” Nếu vấn đề liên quan đến giao thức hơn là sự tranh chấp thì router là giải pháp phù hợp. Router có thể giải quyết các vấn đề liên quan đến mức độ quảng bá quá nhiều, giao thức không cân đối, các vấn đề về bảo mật và địa chỉ lớp mạng. Router mắc tiền hơn và khó cấu hình hơn so với switch.
Hình 5.1.5.b là một ví dụ về hệ thống mạng có nhiều mạng vật lý khác nhaụ n Mạng 2 đều phải đi qua router. Trong hình này, chúng sơ đồ địa chỉ lớp 3 riêng biệt. Trong sơ đồ đi dây các lớp 1, mỗi mạng vật lý đ−ợc tạo ra dễ dàng bằng cách kết nối cáp
tổng quát về hệ thống mạng và ánh xạ chúng vào sơ đồ vật lý để sử dụng khi xử lý cố.
Mọi dữ liệu từ Mạng 1 đế
ta có hai miền quảng bá. Mỗi miền có một
horizontal và vertical vào switch lớp 2. Sau đó các mạng vật lý này đ−ợc kết nối vào router làm tăng khả năng bảo mật hơn vì mọi giao thông đi vào hoặc đi ra một LAN đều phải qua router.
Sau khi bạn đã chia sơ đồ IP cho client xong thì bạn nên lập hồ sơ để ghi nhận lại một cách rõ ràng và đầy đủ. Bạn nên đặt một số quy −ớc chung cho những địa chỉ của các host quan trọng trong mạng. Sơ đồ địa chỉ cần đ−ợc thống nhất và hoà hợp trên toàn bộ hệ thống mạng. Bạn nên lập hồ sơ địa chỉ để có một cái nhìn
VLAN là một kỹ thuật kết hợp chuyển mạch lớp 2 và định tuyến lớp 3 để giới hạn miền đụng độ và miền quảng bá. VLAN còn đ−ợc sử dụng để bảo mật giữa các nhóm VLAN theo chức năng của mỗi nhóm.