Chƣơng 1 .KIẾN TRÚC MẠNG CAMPUS
1.5. Mụ hỡnh Modular trong thiết kế mạng Campus
1.5.2. Khối lừi (Core)
Một khối lừi đƣợc yờu cầu để kết nối 2 hoặc nhiều hơn cỏc khối chuyển mạch trong mạng Campus. Bởi vỡ lƣu lƣợng từ tất cả cỏc khối chuyển mạch, cỏc khối Server Farm, và khối Enterprise biờn phải đi qua khối lừi, nờn khối lừi phải cú khả năng và tớnh đàn hồi chấp nhận đƣợc. Lừi là khỏi niệm cơ bản trong mạng Campus, và nú mang nhiều lƣu lƣợng hơn cỏc khối khỏc.
Khối lừi cú thể sử dụng bất cứ cụng nghệ nào (Framrelay, cell, hoặc packet) để truyền dữ liệu trong mạng Campus. Nhiều mạng Campus sử dụng Gigabit hoặc 10 Gigabit Ethernet trong khối lừi. Ta cần phải xem lại chiều dài khối Ethernet Lừi.
Nhƣ chỳng ta đó biết, cả hai lớp phõn phối và lừi đều cung cấp cỏc chức năng lớp 3. Cỏc mạng con IP đều kết nối đến tất cả cỏc bộ chuyển mạch của khối phõn phối và lừi. Ta phải sử dụng ớt nhất hai mạng con để cung cấp tớnh co dón và cõn bằng tải trong khối lừi. Mặc dự ta cú thể sử dụng VLAN nhƣng VLAN ở lớp phõn phối, nú đƣợc định tuyến bờn trong khối lừi.
Khối lừi gồm cú một bộ chuyển mạch đa lớp, để nhận hai liờn kết dự phũng từ bộ chuyển mạch của lớp phõn phối. Do tớnh quan trọng của khối lừi trong mạng Campus nờn ta phải thực thi hai hoặc nhiều bộ chuyển mạch giống nhau trong lừi để dự phũng.
Cỏc liờn kết giữa cỏc lớp cũng đƣợc thiết kế để mang ớt nhất một lƣợng tải từ lớp phõn phối. Cỏc liờn kết giữa cỏc bộ chuyển mạch của khối lừi trong cựng một mạng con phải cú đủ kớch cỡ để mang lƣu lƣợng tổng hợp vào bộ chuyển mạch của lừi. Ta coi nhƣ là tận dụng liờn kết trung bỡnh nhƣng nú phải cho phộp sự phỏt triển trong tƣơng lai. Một Ethernet Lừi cho phộp nõng cấp đơn giản và cú tớnh leo thang, vớ dụ nhƣ sự phỏt triển từ Etherne -> Fast Ethernet -> Fast EtherChannel ->Gigabit Ethernet -> Gigabit EtheeChannel…
Hai khối Lừi cơ bản đƣợc thiết kế là: • Collapsed Core.
• Dual Core.
Collapsed core
Khối Collapsed Core là sự phõn lớp của lớp lừi, đƣợc che lấp trong lớp phõn phối. Ở đõy, cỏc chức năng của cả lớp phõn phối và lừi đều đƣợc cung cấp trong cựng cỏc thiết bị bộ chuyển mạch. Điều này thƣờng thấy trong mạng Campus nhỏ hơn mà khụng xỏc nhận sự tỏch rời của lớp lừi.
Hỡnh 1.9 biểu diễn khối Collapsed Core, mặc dự chức năng của lớp phõn phối và lừi đƣợc thực hiện trong cựng một thiết bị, nhƣng điều quan trọng là nú vẫn giữ cỏc chức năng này một cỏch riờng biệt và đƣợc thiết kế đỳng cỏch. Chỳ ý là khối
Collapsed Core phụ thuộc khối building, nhƣng nú đƣợc kết hợp vào trong lớp phõn phối của khối chuyển mạch độc lập.
Trong khối Collapsed Core, mỗi bộ chuyển mạch lớp truy cập cú một liờn kết dự phũng đến mỗi bộ chuyển mạch của lớp phõn phối và lừi. Tất cả cỏc mạng con lớp 3 cú trong lớp truy cập đều đƣợc giới hạn tại cỏc cổng lớp 3 của bộ chuyển mạch trong lớp phõn phối, giống nhƣ khối chuyển mạch. Cỏc bộ chuyển mạch của lớp phõn phối và lừi kết nối với nhau bằng một hoặc nhiều liờn kết để dự phũng.
Kết nối giữa cỏc bộ chuyển mạch của lớp phõn phối và lừi sử dụng cỏc kết nối lớp 3. Cỏc bộ chuyển mạch lớp 3 định tuyến lƣu lƣợng ngay lập tức đến tới cỏc bộ chuyển mạch khỏc. Trong hỡnh 1.9 chỳ ý vị trớ của VLAN A và B là thuộc cỏc bộ chuyển mạch của lớp Truy cập. Cỏc VLAN bị giới hạn ở đú vỡ lớp Phõn phối sử dụng bộ chuyển mạch lớp 3 nờn sẽ làm giảm miền broadcast, loại bỏ đƣợc khả năng lặp của cầu nối lớp 2 và cung cấp sự vƣợt lỗi nhanh nếu một kết nối bị lỗi.
Dual Core
Một Dual Core kết nối hai hay nhiều khối chuyển mạch để dự phũng, nhƣng khối Core khụng thể cú tớnh mở rộng khi cú nhiều khối chuyển mạch đƣợc thờm vào. Hỡnh 1.10 minh họa khối Dual Core. Chỳ ý rằng khối Core này xuất hiện nhƣ là một module độc lập và khụng đƣợc ghộp vào trong bất kỳ khối hoặc lớp nào.
Trƣớc đõy, khối Dual Core thƣờng đƣợc dựng xõy dựng với bộ chuyển mạch lớp 2 để cung cấp thụng lƣợng đơn giản nhất và hiệu quả nhất. Cũn chuyển mạch lớp 3 đƣợc cung cấp trong lớp phõn phối. Hiện nay, chuyển mạch đa lớp đó mang lại lợi nhuận và cung cấp hoạt động chuyển mạch cao. Việc xõy dựng Dual Core với chuyển mạch đa lớp đƣợc đề nghị và cú thể thực hiện đƣợc. Dual core sử dụng hai bộ chuyển mạch giống nhau để dự phũng. Cỏc liờn kết dự phũng kết nối lớp phõn phối của khối chuyển mạch đến mỗi bộ chuyển mạch của Dual Core. Hai bộ chuyển mạch của khối Lừi kết nối bởi một liờn kết. Trong Lừi lớp 2, cỏc bộ chuyển mạch khụng đƣợc kết nối để trỏnh sự lặp vũng trong cầu nối. Một Lừi lớp 3 sử dụng cho định tuyến hơn là cầu nối, vỡ sự lặp vũng cầu nối khụng xảy ra.
Trong Dual Core, mỗi bộ chuyển mạch của lớp phõn phối cú hai con đƣờng với chi phớ bằng nhau, cho phộp sử dụng đồng thời cựng một lỳc băng thụng sẵn cú của cả hai con đƣờng. Nếu một bộ chuyển mạch bị lỗi, thỡ giao thức định tuyến sẽ định tuyến lại lƣu lƣợng sử dụng con đƣờng khỏc qua bộ chuyển mạch dự phũng cũn lại.
Kớch thước của khối Lừi trong mạng Campus
Dual Core là khối cỏc bộ chuyển mạch dự phũng đƣợc lắp ghộp với nhau, đƣợc giới hạn và biệt lập bởi cỏc thiết bị lớp 3. Cỏc giao thức định tuyến xỏc định cỏc con đƣờng và duy trỡ hoạt động của khối Lừi. Đối với bất kỳ mạng nào, ta cũng phải chỳ ý đến việc thiết kế bộ định tuyến và cỏc giao thức định tuyến trong mạng. Bởi vỡ cỏc giao thức định tuyến truyền bỏ cập nhật thụng lƣợng mạng, nờn hỡnh trạng mạng phải chiu sự thay đổi. Kớch thƣớc mạng (số lƣợng bộ định tuyến) sẽ ảnh hƣởng đến hoạt động của giao thức định tuyến vỡ sự cập nhật đƣợc thay đổi.
Hỡnh 1.10 biểu diễn mạng nhỏ với hai khối chuyển mạch chứa hai bộ chuyển mạch chuyển mạch lớp 3 (xử lý định tuyến bờn trong bộ chuyển mạch của lớp phõn phối), cũn đối với mạng Campus lớn, cú thể cú nhiều khối chuyển mạch kết nối đến khối lừi. Nếu ta xem mỗi bộ chuyển mạch đa lớp là một bộ định tuyến, thỡ ta nhớ lại rằng, mỗi bộ xử lý định tuyến sẽ giữ cỏc thụng tin truyền thụng với cỏc ngang cấp kết nối trực tiếp với nú. Thực tế, hầu hết cỏc giao thức định tuyến đều giới hạn số bộ định tuyến ngang cấp, mà kết nối trực tiếp trờn liờn kết điểm – điểm hoặc kết nối
multicast. Trong một mạng với số lƣợng khối chuyển mạch lớn, thỡ số kết nối bộ định tuyến khỏ lớn. Ta khụng nờn đề cập quỏ nhiều bộ chuyển mạch của lớp phõn phối, bởi vỡ số lƣợng thực tế của cỏc ngang cấp kết nối trực tiếp thỡ khỏ nhỏ, khụng quan tõm đến kớch thƣớc mạng Campus. Cỏc VLAN của lớp Truy cập sẽ giới hạn ở cỏc bộ chuyển mạch của lớp phõn phối. Chỉ cỏc bộ định tuyến ngang cấp ở biờn là một cặp bộ chuyển mạch phõn phối, cung cấp dự phũng cho mỗi mạng con VLAN của lớp truy cập. Ở biờn của lớp phõn phối và lừi, mỗi bộ chuyển mạch của lớp phõn phối chỉ kết nối đến hai bộ chuyển mạch của khối lừi trờn giao tiếp của bộ chuyển mạch lớp 3. Vỡ vậy, chỉ thiết lập một cặp bộ định tuyến ngang cấp.
Khi cỏc bộ chuyển mạch đa lớp đƣợc sử dụng trong lớp phõn phối và lừi, thỡ cỏc giao thức định tuyến sẽ chạy trờn mỗi cặp liờn kết dự phũng giữa cỏc con đƣờng với chi phớ bằng nhau của cả hai lớp. Lƣu lƣợng đƣợc định tuyến qua cả hai liờn kết để chia sẽ tải và tận dụng băng thụng của cả hai liờn kết này.
Một điểm cuối cựng cảu việc thiết kế lớp lừi là tớnh co dón của cỏc bộ chuyển mạch trong khối lừi phải thỏa tải lƣu lƣợng đi vào. Ở một mức độ nhỏ nhất, mỗi bộ chuyển mạch của khối lừi phải điều khiển đƣợc liờn kết đi vào lớp phõn phối với cụng suất 100%.