Thiết bị mạng máy tính (CCNA #4)

Đặt vấn đề :
Vấn đề gì sẽ xảy ra nếu xây dựng một mạng LAN với số nút lớn và bao phủ một vùng địa lý rộng?

- Do chiều dài kênh truyền lớn --> Chất lượng tín hiệu không đảm bảo do suy hao

- Chiều dài kênh chuyền càng lớn, hiệu suất kênh truyền càng giảm do xác suất va đập tăng (802.3)

- Trong một miền quảng bá, số nút lớn dẫn đến băng thông chia sẻ cho mỗi nút giảm

Các thiết bị kết nối:
Mục đich:

- Kết nối nhiều LAN mở rộng vùng hoạt động của mạng LAN

- Tăng hiệu suất hoạt động,tăng băng thông chia sẽ cho một nút bằng cách chia nhỏ một mạng lớn thành nhiều vùng quảng bá (Broadcast Domain) nhỏ.

Phân loại:
Các thiết bị kết nối mạng LAN:

-Lớp vật lý: Hub,Repeated

-Lớp MAC: Briger,Switch
-Lớp Mạng: Router

1/ Khái niệm Hub

Hub là một bộ khuyếch đại tín hiệu cho phép mở rông chiều dài kênh chuyền

Không có cơ chết kiểm tra trạng thái kênh 

Ưu điểm:
Tăng chiều dài kênh (1)

Nhược điểm:
Không giải quyết được vấn đề hiệu suất truyền kênh (2)và băng thông (3).

2/ Khái niệm Brige

Cho phép kết nối nhiều mạng LAN có công nghệ khác nhau (Token - Ring,Ethernet...)

Cho phép phân mảnh một mạng lớn thành nhiều segment hay nhiều vùng quảng bá nhỏ
+Tăng phạm vi hoạt động về mặt địa lý

+Tăng hiệu suất sử dụng kênh truyền
+Tăng thông lương của từng trạm

* Địa chỉ MAC có dạng phẳng (flat address), không có cấu trúc --> Không định tuyến được bằng đĩa chỉ MAC khi gửi khung MAC liên mạng LAN

Briger đang được sử dụng hiện này được chuẩn hóa trong IEEE 802.1d

Nguyên tắc:

-Store - and - Forward : Kiểm tra trạng thái kênh trước khi gửi gói sang một segment khác 

-Tự "học"(learning bridge)

-Cho phép tạo cây bắc cầu tối thiểu (MPT-Minimum spnning stree)

Chức năng:

No -fill bridge

-Là chức năng đơn giản nhất theo chuẩn IEEE 802.1d

-Khi nhận được khung dữ liệu trên một giao diện, bridge kiểm tra trạng thai các kênh nằm trên các giao diện còn lại, nếu kênh truyeefnh rỗi thì chuyền dữ liệu

Lọc gói:(farme filter)

-Để tăng hiệu suất truyền kênh ,Learning bridge sử dụng chết độ lọc gói.Farme tới một trạm trong cùng một segment sẽ không gửi sang các segment khác 

* Cơ chế lọc gói chỉ hoạt động với đồ hình mạng (topology) không có vòng lặp.Trong thực tế, để tăng độ tin cậy, có thể thiết lập các đường liên kết dự trữ --> vòng lặp.

Cây cầu bắc:

Tạo ra một đồ hình cây logic trên đồ hình vật lý để tránh vòng lặp.

-Giao thức STP (Spanning Tree Protocol)

+ Các giao thức lớp LLC để tạo ra một đồ hình cây bắc cầu.

+Do Radia Perlamn phát triển, được đưa vào chuẩn IEEE 802.1d

-Bridge sử dụng STP để trao đổi bản tin cấu hình cho phép thực hiện:

+Trong các bridge của tất cả các mạng LAN, lựa chọn bridge gốc(root bridge)

+Tính toán khoảng cách ngắn nhất từ chính nó đén bridge gốc

+Đối vơi mỗi mạng LAN, lựa chọn một Bridge ủy quyền(designated) trên mạng đó. Bridge sẽ gửi những khung dữ liệu đến bridge gốc 

+ Chọn cổng gốc là đường ngắn nhất đến bridge gốc

+ Chọn các cổng nằm trong spanning tree

-Mỗi một bridge được gắn một số hiệu nhận dạng dài 6 byte.

3/ Khái niệm Swith

-Là một thiết bị chuyển mạch, làm việc dựa trên nguyên tắc thiết lập và duy trì bảng CAM(content address memory) bảng CAM gồm hai cột (bảng đĩa chỉ MAC của máy tính và cổng của Switch)

-Cơ chế chuyển mạch: Khi Switch nhận được một gói tin đến, nó kiểm tra xem đĩa chỉ MAC đích của gói tin có trong bảng CAM hay không?. Nếu không có, nó hoạt động như Hub.Nếu có nó tìm kiếm trên bảng CAM xem địa chỉ MAC đích gắn với cổng nào của Switch và tiến hành chuyển từ cổng nguốn đến cổng đích.

-Tại một thời điểm, Nhiều máy tính có thể truyền nhận đồng thời.

bảng CAM

4/ Router

-Chức năng chính của router là tìm đường đi tốt nhất cho các gói tin, nó kết nối 2 hay nhều mạng khác nhau, mối cổng của router gắn tới một mạng đích, trên router có bảng định tuyến bao gồm (đĩa chỉ mạng đích và cổng của router)

-Nguyên lý: Khi nhận được 1 gói tin đến router kiểm tra xem đĩa chỉ mạng đích có trong bảng định tuyến hay không? Nếu có thì chuyển dữ liệu sang cổng nó gắn tới mạng đích.

Hoạt động Router