Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.4 Các mô hình thiết kế mạng
2.4.1 Mô hình mạng phân cấp
Để đáp ứng các mục tiêu kinh doanh và kỹ thuật chiến lược của khách hàng cho một mô hình mạng ưng ý khách hàng, bạn có thể cần phải giới thiệu một đồ hình mạng
37
bao gồm nhiều thành phần liên quan. Nhiệm vụ này được thực hiện dễ dàng hơn nếu bạn có thể "phân chia và làm chủ" công việc và phát triển mô hình thiết kế theo các lớp.
Các chuyên gia thiết kế mạng đã phát triển mô hình thiết kế mạng theo thứ bậc để giúp bạn phát triển mô hình mạng theo các lớp riêng biệt. Mỗi lớp có thể được tập trung vào các chức năng cụ thể, cho phép bạn chọn các hệ thống và tính năng phù hợp theo từng lớp.
Hình 2.17: Mô hình mạng phân cấp Mỗi lớp của mô hình phân cấp có một vai trò cụ thể:
- Lớp lõi cho phép vận chuyển tối ưu giữa các địa điểm.
- Lớp phân phối kết nối các dịch vụ mạng với lớp truy cập và thực hiện các chính sách liên quan đến bảo mật, tải giao thông và định tuyến.
- Lớp truy cập cung cấp các thiết bị chuyển mạch hoặc hub để truy cập người dùng cuối.
Đặc điểm và chức năng chi tiết của mỗi lớp như sau:
a. Lớp lõi
Lớp lõi của một mô hình ba lớp là thành phần chính của mạng internet. Bởi vì lớp lõi rất quan trọng cho tính liên kết nên thiết kế các lớp lõi với các thành phần dự phòng.
Lớp lõi nên có độ tin cậy cao và phải thích ứng với những thay đổi nhanh chóng.
38
Khi cấu hình các bộ định tuyến trong lớp lõi, bạn nên sử dụng các tính năng định tuyến để tối ưu hóa luồng gói tin. Bạn nên tránh sử dụng bộ lọc gói tin hoặc các tính năng khác làm chậm thao tác của các gói dữ liệu. Bạn nên tối ưu hóa lõi cho độ trễ thấp và khả năng quản lý tốt.
Lớp lõi có một “đường kính” giới hạn và nhất quán. Các bộ định tuyến lớp phân phối (hoặc switch) và mạng LAN của khách hàng có thể được thêm vào mô hình mà
không tăng “đường kính” của lớp lõi. Hạn chế đường kính của lõi cung cấp hiệu suất dự đoán và dễ dàng khắc phục sự cố.
b. Lớp phân phối
Lớp phân phối của mạng là điểm phân ranh giữa lớp truy cập và lớp lõi của mạng.
Lớp phân phối có nhiều vai trò, bao gồm kiểm soát truy cập vào các nguồn lực vì lý do an ninh và kiểm soát lưu lượng mạng đi qua lõi vì lý do hiệu suất. Trong các thiết kế mạng bao gồm mạng LAN ảo (VLAN), lớp phân phối có thể được cấu hình để định tuyến giữa các VLAN.
Để cải thiện hiệu năng giao thức định tuyến, lớp phân phối có thể tóm tắt các tuyến từ lớp truy cập. Đối với một số mạng, lớp phân phối cung cấp một tuyến đường mặc định để truy cập các bộ định tuyến lớp và chỉ chạy các giao thức định tuyến động khi giao tiếp với các bộ định tuyến lõi.
Để cải thiện hiệu năng giao thức định tuyến, lớp phân phối có thể tóm tắt đường đi ngắn nhất từ lớp lỗi đến truy cập.
c. Lớp truy cập
Lớp truy cập cung cấp cho người dùng trên các phân đoạn địa phương có quyền truy cập internet. Lớp truy cập có thể bao gồm các bộ định tuyến, thiết bị chuyển mạch, hub và các điểm truy cập không dây. Như đã đề cập, thiết bị chuyển mạch thường được thực hiện ở lớp truy cập trong các mạng để phân chia các miền băng thông để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng cần nhiều băng thông hoặc không thể chịu được sự chậm trễ
biến đổi được đặc trưng bởi băng thông chia sẻ.
d. Tại sao nên sử dụng mô hình mạng phân cấp?
Sử dụng mô hình phân cấp có thể giúp chúng ta giảm thiểu chi phí, có thể mua các thiết bị kết nối thích hợp cho từng lớp của hệ thống phân cấp, do đó tránh phải tốn tiền
39
vào các tính năng không cần thiết cho một lớp. Ngoài ra, tính mô đun của mô hình thiết kế theo cấp bậc cho phép lập kế hoạch năng lực chính xác trong mỗi lớp của hệ thống phân cấp, do đó giảm băng thông lãng phí. Nhiệm vụ quản lý mạng và hệ thống quản lý mạng có thể được phân phối tới các lớp khác nhau của kiến trúc mạng module để kiểm soát chi phí quản lý.
Thiết kế theo kiểu module cho phép chúng ta có được yếu tố thiết kế đơn giản và
dễ hiểu. Tính đơn giản giảm thiểu nhu cầu đào tạo rộng rãi cho nhân viên vận hành mạng và đẩy nhanh việc thực hiện thiết kế. Thử nghiệm thiết kế mạng được thực hiện dễ dàng bởi vì có các chức năng rõ ràng ở mỗi lớp. Sự cô lập lỗi được cải thiện bởi vì các kỹ thuật viên mạng có thể dễ dàng nhận ra các điểm chuyển tiếp trong mạng để giúp các kỹ thuật viên cô lập những điểm bị lỗi.
Thiết kế phân cấp tạo điều kiện thay đổi. Vì các yếu tố trong một mạng đòi hỏi phải thay đổi, chi phí thực hiện nâng cấp là một “tập con” nhỏ của mạng tổng thể. Trong kiến trúc mạng phẳng, các thay đổi có xu hướng tác động lớn đến hệ thống. Thay thế một thiết bị có thể ảnh hưởng đến rất nhiều mạng do các kết nối phức tạp.
Khi khả năng mở rộng là một mục tiêu chính, cấu trúc mạng phân cấp được khuyến khích bởi vì module trong một thiết kế cho phép tạo ra các yếu tố thiết kế có thể được nhân rộng khi mạng tăng lên. Bởi vì mỗi trường hợp của một module là nhất quán, mở rộng rất dễ dàng để lên kế hoạch và thực hiện.