CHƯƠNG 2. CHƯƠNG 2. ROUTER VÀ SWITCH
2.2.3. Nguyên lý hoạt động
Cách hoạt động của Switch trong ngữ cảnh mạng máy tính liên quan đến việc điều phối dữ liệu giữa các thiết bị kết nói với nhau. Switch hoạt động dựa trên địa chi MAC (Media Access Control) dé xac dinh dich dén của dữ liệu và chuyền tiếp nó đến đúng thiết bị. Dưới đây là cách hoạt động cơ bản của Switch:
Học địa chỉ MAC: Khi một frame dữ liệu đầu tiên được gửi đến Switch,
Switch sé hoc dia chi MAC của thiết bị gửi (nguồn). Switch lưu thông tin nay trong bang dia chi MAC.
Xác định đích đến: Khi Switch nhận được frame dữ liệu tiếp theo, nó sẽ
kiểm tra địa chỉ MAC đích trong frame dé xac dinh thiét bi dich. Switch so sánh địa chỉ MAC đích với bảng địa chỉ MAC để xác định nơi gửi dữ liệu.
Chuyên tiếp dữ liệu: Nếu địa chỉ MAC đích đã được học, Switch sé chuyén tiếp frame dữ liệu đến công nơi thiết bị đích kết nói. Nếu địa chỉ MAC đích chưa được học, Switch sẽ chuyên frame dữ liệu đến tất cả các công ngoại trừ công nguòn.
Cập nhật bảng địa chỉ MAC: Khi Switch nhận được nhiều frame dữ liệu từ cùng một địa chi MAC, no sẽ cập nhật thông tin dia chi MAC trong bang địa chỉ MAC để giữ cho bảng luôn cập nhật với thông tin mới nhát.
Loại bỏ xung đột dữ liệu: Switch làm việc ở tầng 2 (liên kết) của mô hình
OSI, nên nó có khả năng phát hiện và ngăn ngừa xung đột dữ liệu bằng
cách chuyên tiếp dữ liệu chỉ đến công mà thiết bị đích đang kết nói.
Tối ưu hóa luồng dữ liệu: Switch tạo ra các luỏng dữ liệu riêng biệt giữa các cặp thiết bị, giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng và tránh sự cạnh tranh
không càn thiết cho băng thông.
2.2.4. Chức năng
Chuyên các khung dữ liệu: Switch sẽ đóng vai trò giống như một người cảnh sát giao thông phân luông dữ liệu trong mạng cục bộ. Từ đó, giúp các loại dữ liệu sẽ được chuyên đến đúng nơi mà chúng phải đến, không làm tắc nghẽn hay gián đoạn.
Chia nhỏ hệ thống mạng: Thông qua các công két nối của Switch, nhiều
segment duoc néi lai vai nhau một cách dễ dàng hơn. Chức năng ngày của
Switch sẽ giúp tạo ra các miền đụng độ nhỏ hơn về cung cấp băng thông lớn cho người dùng.
ocr bcs bc? ber bcs bc?
—_.. _—+ =. —- _—— —_—.Ầ
|
> —. bce
ocy ocy bce
= = >> =
HONLEK
= =
Hình 2. 7. Minh họa Switch giúp chia nhỏ hệ thống mạng.
Kết nói được nhiều segmernt: Khi hai máy tính liên kết với nhau, công dụng của Switch đó chính là nhận biết xem máy nào đang kết nói vào công của
nó. Sau đó, chúng sẽ thực hiện thiết lập mạng ảo giữa 2 công với nhau một
cách tương thích nhất mà không làm ảnh hưởng đến việc lưu thông của các
công khác.
Xây dựng bảng và cung cáp thông tin: Switch thực hiện xây dựng các bảng thông tin có liên quan đến các gói và gửi chúng đến đúng địa chỉ theo yêu cầu. Tức là Switch sẽ nhận dữ liệu từ các máy tính trong hệ thống và phân tích, tạo bảng sau đó gửi đi. Cụ thẻ, khi một gói dữ liệu được gửi từ một thiết bị đến một thiết bị khác trong mạng, Switch sẽ xác định đích đến của gói dữ liệu băng cach kiém tra dia chi MAC (Media Access Control) cua nó va chuyên tiếp gói dữ liệu đến công phù hợp trén Switch. Switch sw
dung bang CAM (Content Addressable Memory) đề lưu trữ thông tin về
các địa chỉ MAC của các thiết bị trong mạng, giúp nó quản lý việc chuyên tiếp dữ liệu một cách hiệu quả.
dc
2.2.5. Ưu điểm và nhược điểm của Switch
1. Uu điểm
Tang téc d6 truyén tai dir lisu trong mang LAN: Switch str dung dia chi
MAC để xác định các thiết bi trên mạng và chuyên tiếp dữ liệu trực tiếp
đến thiết bi đích, thay vì phát sóng đữ liệu ra toàn bộ mạng như hub. Điều
này giúp giảm thiêu xung đột dữ liệu và tăng tốc độ truyền tải dữ liệu.
Giảm độ trễ trong quá trình truyèn tải dữ liệu: Switch sử dụng địa chỉ MAO
dé xác định các thiết bị trên mạng và chuyên tiếp dữ liệu trực tiếp đén thiết bị đích, thay vì phải tìm kiếm thiết bị đích như hub. Điều này giúp giảm thiêu thời gian tìm kiếm thiết bị đích và giảm độ trễ trong quá trình truyền tải dữ liệu.
Tăng tính bảo mật cho mang: Switch chi chuyền tiếp dữ liệu đến thiết bị dich, thay vì phát sóng đữ liệu ra toàn bộ mạng. Điều này giúp tăng tính bảo mật cho mạng, ngăn chặn các thiết bị không mong muôn truy cập vào dữ liệu.
Có khả năng phân chia mạng LAN thành cac VLAN: VLAN la mét ky thuật cho phép phân chia một mạng LAN thành nhiều mạng ảo, mỗi mạng có thê có các chính sách truy cập khác nhau. Switch có khả năng phân chia mạng LAN thành các VLAN, giúp quản lý mạng dễ dàng hơn và tăng tính bảo mật cho mạng.
2. Nhược điểm
Chi phí cao hơn so với các thiết bị mạng khác như hub hoặc repeater:
Switch cO cau tạo phức tạp hơn hub hoac repeater, vi vay chi phí của
Switch cting cao hon.
Không thẻ kết nói các mạng LAN khác nhau néu không sử dung Layer 3 Switch: Switch chỉ có thê kết nói các thiết bị trên cùng một mạng LAN.
Đề kết nói các mạng LAN khác nhau, cần sử dung Layer 3 Switch.
3;
„ _ Có thê xảy ra một số vấn dé liên quan đến cáu hình khi sử dụng Managed Switch: Managed Switch là loại Switch có thê được cầu hình để đáp ứng các yêu câu cụ thê của mạng. Tuy nhiên, việc cau hinh Managed Switch có thẻ phức tạp và cần có kiến thức chuyên môn.
2.2.6. Một số loại Switch phổ biến
e Switch mang: Duoc su dung trong mang may tinh dé kết nói các thiết bị
như máy tính, máy chủ và thiết bị mạng Switch mạng cho phép truyền dữ liệu một cách hiệu quả giữa các thiết bị trong mạng.
Hình 2. 8. Thiết b; Switch mạng.
ô Switch điện tử: Được sử dụng trong cỏc mạch điện tử đề kết núi cỏc linh
kiện và đảm bảo Sự tương tác chính xác giữa chúng.
‹ _ Switch 3 lớp: Là loại Switch có khả năng thực hiện chức năng định tuyến,
giúp két nói các mạng con với nhau.
3£
ny
/ / \ x / \ \
\ \ / | ‘>
\ =
tH ôb> rs =>
v\ lữ XN
\ / f/ YN
/ L
Hình 2. 9. Core Switch Cisco mô hình 3 lớp.
Switch HDMI: Được sử dụng để kết nối và chuyền đôi tín hiệu âm thanh và hình ảnh từ nhiều nguồn vào một màn hình HDMI duy nhát.
Hình 2. 10. Thiết bf Switch HDMI 3 in 1.
Switch DIP (Dual In-line Package): La cac céng tac vat lý được sử dụng
trong điện tử đê câu hình các thiết lập khác nhau cho các linh kiện hoặc
mạch.
Hình 2. 11. Thiết b; DỊP Switch.
2.2.7. Các thao tác cấu hình cho Switch
Cấu hình Switch thường được thực hiện thông qua giao diện dòng lệnh hoặc giao diện đồ họa của phan mém quản lý Switch. Dưới đây là một số thao tác cơ bản đề cầu hình một Switch thông qua giao diện dòng lệnh:
1. Đăng nhập vào Switch: Su dung một chương trình telnet hoặc SSH đề kết nói đến địa chỉ IP của Switch và nhập thông tin đăng nhập như tên người dùng và mật
khâu.
2. Chế độ câu hình: Chuyên sang ché độ cáu hình bằng cách nhập lệnh cáu hình.
Ví dụ: Switch# configure terminal
3. Câu hình các công (ports): Chúng ta có thê thiết lập các cấu hình riêng cho từng công trén Switch, bao gém cau hình VLAN, cầu hình truy cập (access), hoặc câu hình trunking (néu Switch hỗ trợ).
Switch(config)# interface FastEthernet0/1 Switch(config-if)# Switchport mode access
4C
4. Cau hình VLAN: Nếu cản, ta có thẻ tạo và cau hinh cac VLAN trén Switch dé phan chia mạng thành các phân đoạn logic.
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name Sales
5. Cau hinh dinh tuyén (routing): Néu Switch hé tro tinh nang dinh tuyén, ban có thê cầu hình các tuyến định tuyến nội bộ hoặc tĩnh.
Switch(config)¥ ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1 6. Lưu cấu hình: Sau khi hoàn thành các thay đổi, đừng quên lưu cấu hình mới.
Switch(config)# end
Switch# copy running-config startup-config
2.3. SO sanh Router va Switch
Dưới đây là một bảng so sánh giữa Router và Switch dựa trên các tính năng và chức năng chính của chúng trong mạng máy tính:
Dac diem Router Switch
Chuc nang Là thiết bi mạng có khả năng kế Là thiết bị mạng dùng đề kết nối
nói các mạng LAN và WAN| các thiết bị mạng trong một mạn thực hiện định tuyến (routing) LAN và chuyên tiếp dữ liệu dựa dữ liệu giữa chúng. trén dia chi MAC.
Tang mang Hoạt động ở tảng 3 (Networl Thường hoạt động ở tàng 2 (Dat
layer) của mô hình OSI. Link layer) của mô hình OS nhưng có thê hỗ trợ cả tầng 3.
41
Định tuyên Thực hiện các chức năng địn tuyến (routing) dựa trên thôn
tin trong các bảng định tuyến đi xác định đường dẫn tốt nhát chủ
gói dữ liệu.
Không thực hiện định tuyết
nhưng có thê chuyên tiếp dữ liệu trong một mạng LAN dựa trên địa chi MAC.
Giao dién Có thê có nhiều loại giao diệt bao gém céng Ethernet, seri
va wireless.
Thường có các céng Ethernet, thé hé tro ca POE (Power ové
Ethernet).
Bao mat Cung cấp các tính năng bảo mậ
như VPN, ACL
(Access Control Lists), va NA Firewall,
(Network Address Translation
Cung cap cac tinh nang bao mat như VLAN, MAC address filtering, va port security.
Loại kết nói Thường được Sử dụng đề kết nỗ các mạng lớn hơn và thường
được Sử dụng trong các man LAN kết nói Internet.
Thường được Sử dụng trong cá mạng LAN hoặc trong các phầ đoạn của mạng lớn.
Quản lý mạng Có các tính năng quản lý mạng
phức tạp, bao gồm quản lý từ x
SNMP (Simple Networl Managemert Protocol), và d
giao diện quản trị. Thường có các tính năng quản lý mạng đơn giản hơn, nhưng có thể hỗ trợ SNMP và các giao diệ
quản trị.
Bang 2. 2. So sanh sw khac biệt giza Router va Switch.
Nhu vay, Router va Switch co cac tinh nang va chire nang khác nhau, vả thường
được sử dụng trong các phản khác nhau của một mang máy tính để cung cấp két nói và chuyên tiếp dữ liệu hiệu quả.