Bài giảng Thiết kế hệ thống mạng: Bài 4b - ThS. Nguyễn Văn Thành

Bài giảng Thiết kế hệ thống mạng: Bài 4b Các kỹ thuật Layer-2 trong thiết kế mạng, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Vấn đề Switching loop; Spanning-tree Protocol (STP); Per-VLAN Spanning Tree (PVST); Ứng dụng STP trong thiết kế mạng; Kỹ thuật Ether-channel; Ứng dụng Ether-channel trong thiết kế mạng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Thiết kế hệ thống mạng: Bài 4b - ThS. Nguyễn Văn Thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Bài giảng môn học: THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG Số tín chỉ: 3 Biên soạn: ThS. Nguyễn Văn Thành Tổng số tiết: 60 tiết Email : nvanthanh@ntt.edu.vn (30 LT + 30 TH) Phone : 09 1819 3131 MH – Thiết kế hệ thống mạng Bài 1: Tổng quan về thiết kế mạng Bài 2: Tiêu chuẩn thiết kế mạng cục bộ Bài 3: Cấu hình thiết bị mạng Bài 4: Các kỹ thuật Layer-2 trong TKM Bài 5: Các kỹ thuật Layer-3 trong TKM Bài 6: Các kỹ thuật Layer-4 trong TKM Trung tâm đào tạo SmartPro Bài 7: Ứng dụng Access-List trong TKM 2 Bài 4b: Các kỹ thuật Layer-2 trong TKM 1. • Vấn đề Switching loop 2. • Spanning-tree Protocol (STP) 3. • Per-VLAN Spanning Tree (PVST) 4. • Ứng dụng STP trong Thiết kế mạng 5. • Kỹ thuật Ether-channel 6. • Ứng dụng Ether-channel trong TKM 3 Vấn đề Switching loop • Vấn đề mở rộng băng thông (Bandwidth scaling): • Ý tưởng: tăng băng thông giữa 2 Switch bằng cách nối nhiều cáp. Mỗi đường kết nối giữa 2 switch (link) có băng thông 100Mbps Hy vọng: Tổng băng thông = 4 x 100 = 400Mbps Vấn đề Switching loop • Dự phòng bằng mô hình dư thừa (Redundant Topology): • Ý tưởng: thêm Switch thứ 3 dự phòng cho sự cố kết nối giữa 2 SW Vấn đề Switching loop • Switching loop: • Switching loop: là hiện tượng các frame chạy lặp vòng giữa các Switch gây tình trạng “treo” switch. • Một Frame được S1 nhận. Nếu Destination MAC address không có trong bảng MAC Table của S1 => nó sẽ chuyển sang S2 qua F0/1 • S2 cũng không tìm thấy Destination MAC address trong MAC Table của nó => chuyển sang S3 qua F0/2 • S2 cũng không tìm thấy Destination MAC address trong MAC Table của nó => chuyển sang S1 qua F0/1 • Cứ thế, frame sẽ chạy vòng giữa 3 Switch. Spanning Tree Protocol (STP) • Khái niệm Spanning Tree Protocol (STP): • Spanning Tree Protocol (STP): là giải pháp tránh Switching loop (Loop Avoidance) bằng cách tạm thời khóa (blocked một hay nhiều port nào đó trên Switch để ngăn hiện tượng các frame chạy lặp vòng giữa các Switch. Spanning Tree Protocol (STP) • Giải thuật Spanning Tree Protocol (STP): • Là giải thuật tự trị (autonomous) giữa các Switch nhằm lựa chọn blocked port sao cho tối ưu nhất. • Các switch tham gia SPT trao đổi các gói BPDU (Bridge Protocol Data Units) chứa thông tin cho việc chọn ra Blocked port. • Các thuật ngữ dùng trong giải thuật STP: • Root Bridge (hay Root Switch): mỗi nhóm STP có 1 Root bridge duy nhất. Switch này không có blocked port. • Non-root Bridge : là các switch không phải là Root bridge. • Root port: mỗi None-root bridge có một Root port, ưu tiên dùng chuyển tiếp (forward) các traffic sang switch khác • Designated Port: là forward port còn lại. Designated port có thể trở thành blocked port. • Blocked port: là Designated port bị khóa (blocked). Spanning Tree Protocol (STP) • Giải thuật Spanning Tree Protocol (STP): • Bước 1: Bình chọn Root Bridge: • Switch có Bridge ID nhỏ nhất được bầu chọn là Root bridge. • Bridge ID được xác định bằng cách kết hợp 2 chỉ số: Bridge Priority: mặc định là: 32.768. Có thể thay đổi (bội số của 4096) MAC address: địa chỉ vật lý của switch – cố định. Spanning Tree Protocol (STP) • Giải thuật Spanning Tree Protocol (STP): • Minh họa: bình chọn Root Bridge: Spanning Tree Protocol (STP) • Giải thuật Spanning Tree Protocol (STP): • Bước 2: Bình chọn Root Port trên các Non-root bridge: • Mỗi Non-root bridge sẽ bầu chọn một Root port. • Ưu tiên 1: Root port là port kết nối trực tiếp đến Root bridge (nếu có nhiều thì chọn port có ID nhỏ nhất). • Ưu tiên 2: Root port là port có tổng chi phí phân đoạn (segment cost) về Root bridge thấp nhất. (nếu bằng nhau thì chọn port có ID nhỏ nhất) • Bảng chi phí phân đoạn: Cost (Revised IEEE Cost (Previous IEEE Link Speed Specification) Specification) 10 Gb/s 2 1 1 Gb/s 4 1 100 Mb/s 19 10 10 Mb/s 100 100 Spanning Tree Protocol (STP) • Giải thuật Spanning Tree Protocol (STP): • Minh họa: bình chọn Root Port: Spanning Tree Protocol (STP) • Giải thuật Spanning Tree Protocol (STP): • Bước 3: Bình chọn Designated port trên Switch. • Designated Port : là các port không phải là Root port. • Switch-port kết nối với Root port của Switch khác luôn là Designated Port. • Bước 4: Bình chọn Blocked port trên Switch. • Khi một phân đoạn mạng nối giữa 2 Switch có 2 đầu là Designated Port thì sẽ có 1 port trở thành Blocked port. • Port có chi phí phân đoạn (segment cost) về Root bridge là cao hơn sẽ chọn làm Blocked Port. • Nếu cost bằng nhau => Bridge ID lớn hơn sẽ sẽ chọn làm Blocked Port Spanning Tree Protocol (STP) • Giải thuật Spanning Tree Protocol (STP): • Minh họa: bình chọn Blocked port: Per VLAN Spanning Tree (PVST) • Spanning tree modes: • Per VLAN Spanning Tree (PVST): • Xây dựng STP dựa trên các kết nối giữa các VLAN. • Mặc định PVST chạy trên VLAN1 (default VLAN) • Rapid-STP (RSTP): • Cải tiến từ PVST • Rapid-STP có thời gian hội tụ nhanh. Per VLAN Spanning Tree (PVST) • Cấu hình STP: • Cấu hình Spanning tree mode PVST. Switch(config)#spanning-tree mode [pvst | rapid-pvst] • Cấu hình một Switch trở ...