Câu 3.34 Trình Bày Nguyên Lý Hoạt động Của Switch. - Tài Liệu Text

1. Trang chủ >
2. Công nghệ thông tin >
3. Hệ thống mạng Cisco >

Câu 3.34 Trình bày nguyên lý hoạt động của Switch.

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (448.92 KB, 49 trang )

chỉ MAC nguồn này chưa có trong bảng MAC, địa chỉ MAC, vị trí port và cả thông tinVLAN sẽ được lưu trong bảng. Như vậy, quá trình học vị trí của một host thì dễ dàng vànhanh chóng.Các frame đi vào cũng có chứa địa chỉ MAC. Một lần nữa, switch sẽ tìm kiếm địa chỉ nàytrong bảng MAC với hy vọng tìm thấy cổng ra của switch. Nếu tìm thấy, frame có thể đượcchuyển đi. Nếu địa chỉ không tìm thấy, switch sẽ phát tán frame ra tất cả các port nằm trongcùng một vlan. Động thái này gọi là unknow unicast flooding. Xem hình bên dưới.Một switch sẽ liên tục lắng nghe các frame đi vào trên các switchport của nó, học các địa chỉMAC. Tuy nhiên, quá trình này chỉ được phép chỉ khi STP đã quyết định là một port có ổnđịnh cho quá trình sử dụng bình thường hay không. Thuật toán STP sẽ quan tâm đến việc duytrì một mạng không bị loop, khi mà frame không bị đẩy vào vòng bất tận. Đối với các framechứa địa chỉ broadcast, frame cũng sẽ bị phát tán.Dòng chảy của frame trong switchPhần này sẽ khảo sát tiến trình của một frame khi nó đi qua một L2 switch. Khi một frameđến trên một port, frame sẽ được đặt vào hàng đợi inbound. Mỗi hàng đợi có thể chứa cácframe các mức ưu tiên khác nhau. Switchport có thể được hiệu chỉnh sao cho các frame quantrọng được xử lý trước. Chức năng này cho phép các dữ liệu quan trọng không bị loại bỏ khicó nghẽn xảy ra.Khi các hàng đợi được phục vụ và frame được giải phóng ra khỏi hàng đợi, switch phải xácđịnh không chỉ port đích mà còn phải xác định là có nên đẩy các frame đó không (whether)và bằng cách nào (how). Ba quyết định cơ bản cần phải được thực hiện: một quyết định liênquan đến tìm ra cổng ra, hai quyết định còn lại là tìm ra chính sách để đẩy frame đi. Cả baquyết định này được thực hiện đồng thời bởi các thành phần phần cứng độc lập của switch.Các thành phần này là:Bảng L2 forwarding: Địa chỉ đích chứa trong frame sẽ đựoc dùng như là thông số để so sánhvào bảng CAM. Nếu địa chỉ là tìm thấy, cổng ra của switch và thông tin vlan tương ứng sẽđược đọc và sử dụng. Nếu không tìm thấy, frame sẽ được đánh dấu để phát tán.Các ACL bảo mật có thể đựoc dùng để lọc các frame theo địa chỉ MAC, kiểu giao thức,thông tin L4. Bảng TCAM sẽ chứa các ACL trong một dạng đã được biên dịch sao cho quyếtđịnh forward một frame hay không sẽ được thực hiện chỉ trong một động tác tìm kiếm bảngTCAM.Các QoS ACL có thể phân loại các frame đi vào theo các thông số QoS hoặc để định hìnhhay kiểm soát tốc độ của dòng traffic. Bảng TCAM cũng được dùng trong quá trình quyếtđịnh này.Sau khi quá trình tìm kiếm trong bảng CAM hay TCAM đã diễn ra, frame sẽ được đặt bêntrong hàng đợI của outbound switchport. Các hàng đợi outbound được xác định bằng cácthông số QoS chứa trong frame hay thông số được truyền cùng với frame.Hoạt động của Multilayer switchCác Catalyst switch, chẳng hạn như 3560, 4500 và 6500 có thể đẩy các frame dựa trên thôngtin L3 và L4 chứa trong gói tin. Tiến trình này gọi là chuyển mạch đa tầng (multilayerswitching – MLS). Một cách tự nhiên, tiến trình L2 switch cũng phải được thực hiện vì suycho cùng, các giao thức lớp cao hơn vẫn phải chứa trong các Ethernet frame.Các kiểu MLSCó hai thế hệ MLS: route-caching (thế hệ đầu) và topology-based (thế hệ thứ 2). Hiện naycác dòng switch như 3560, 4500 và 6500 chỉ hỗ trợ thế hệ thứ hai của MLS.Route-caching: Thế hệ đầu. Kiểu công nghệ này đòi hỏi về mặt phần cứng phải trang bị thêmmột route processor RP và một switch engine SE. RP phải xử lý gói tin đầu tiên của một dòngcác traffic để tìm ra địa chỉ đích. SE sau đó sẽ lắng nghe cả gói tin đầu tiên và địa chỉ đíchcần đích, sau đó tạo ra một đường đi tắt trong cache. SE sau đó sẽ đẩy các gói tin kế tiếptrong cùng một dòng traffic dựa trên thông tin trong cache. Kiểu hoạt động MLS này còn25được gọi là netflow LAN Switching, flow-based hoặc “route once, switch many”. Ngay cảkhi ngày nay kiểu chuyển mạch này không được dùng trong các Catalyst switch, kỹ thuật nàyvẫn được dùng để tạo ra các thông tin về dòng lưu lượng và các thông tin thống kê.Topology-based: Thế hệ thứ hai của MLS sử dụng các phần cứng chuyên dụng. Các thông tinđịnh tuyến lớp 3 sẽ được xây dựng và đưa vào một cơ sở dữ liệu về toàn bộ sơ đồ mạng. Cơsở dữ liệu này, bản chất sẽ được kèm theo một cơ chế tìm kiếm bằng phần cứng rất hiệu quả,sẽ được tham khảo sao cho các gói tin có thể được đẩy đi ở tốc độ rất cao. Khi có một sotrùng dài nhất được tìm thấy (***gest match), kết quả này sẽ được dùng. Khi cấu trúc mạngthay đổi, database chứa trong phần cứng này cũng sẽ được cập nhật động trong thời gian rấtngắn. Kiểu MLS này được gọi là Cisco Express Forwarding CEF. Một tiến trình định tuyếnchạy trên phần cứng của switch sẽ download bảng định tuyến thông thường vào trong bảngFIB.Dòng chảy của gói tin trong switch L3Đường đi mà một gói tin lớp 3 đi vào một MLS thì cũng tương tự như của L2 switch. Rõràng, một vài cách thức để xử lý thông tin lớp 3 cần phải được thêm vào. Hình dưới đây môtả một MLS switch tiêu biểu và các tiến trình quyết định bên trong.Các gói tin đến một switchport sẽ được đặt trong hàng đợi phù hợp giống như trong L2switch.Mỗi gói tin sẽ được lấy ra khỏi hàng đợi và kiểm tra cả thông tin L2 và L3. Ở thời điểm này,switch quyết định đẩy gói tin về đâu sẽ được dựa trên hai bảng địa chỉ. Cũng giống như trongL2 switching, tất cả các quyết định chuyển mạch MLS sẽ được thực hiện đồng thời bằngphần cứng.Bảng L2 forwarding: Địa chỉ MAC được dùng như một thông số trong bảng CAM. Nếuframe chứa một gói tin L3 cần phải được chuyển đi, địa chỉ MAC đích là địa chỉ MAC củaport L3 trên switch. Trong trường hợp này, kết quả của bảng CAM chỉ được dùng để quyếtđịnh rằng frame nên được xử lý ở L3.Bảng L3 forwarding: Khi switch tham khảo đến bảng FIB, địa chỉ đích của gói tin sẽ đượcdùng. Nếu tìm thấy một hàng trong bảng FIB theo nguyên tắc ***gest match (trùng cả phầnđịa chỉ và phần mask), địa chỉ next-hop L3 sẽ được ghi nhận. Bảng FIB cũng chứa địa chỉ L2MAC và cổng ra của switch sao cho quá trình tìm kiếm trong bảng về sau là không cần thiết.Các ACL bảo mật sẽ được biên dịch vào thành các hàng của bảng TCAM sao cho các quyếtđịnh đẩy gói tin sẽ chỉ cần xác định thông qua một động tác tìm kiếm trong bảng.Các chức năng QoS khác như phân loại gói tin, định hình và đánh dấu có thể được thực hiệnnhư là một quá trình tìm kiếm duy nhất trong bảng TCAM. Cũng giống như trong L2 switch,cuối cùng, gói tin cũng phải được đặt trong các hàng đợi phù hợp trên cổng ra của switch.Tuy nhiên cũng cần nhớ rằng trong quá trình chuyển mạch MLS, địa chỉ next-hop sẽ nhậnđược từ bảng FIB cũng giống như một router nào đó. Sau khi đã có địa chỉ L3, thông thườngrouter/L3 switch sẽ xác định giá trị nexthop và tìm địa chỉ L2 của nó. Sau đó, chỉ có địa chỉL2 được dùng, sao cho L2 frame có thể được gửi. Tiến trình này chính là quá trìnhencapsulation. Địa chỉ L2 nexthop phải được đặt vào frame thay cho địa chỉ đích ban đầu(chính là địa chỉ L2 của MLS switch). Địa chỉ nguồn L2 của frame cũng sẽ được đổi lại thànhđịa chỉ L2 của MLS switch trước khi nó được gửi đến thiết bị nexthop. Nghĩa là, cả địa chỉnguồn MAC và địa chỉ đích MAC của một frame khi đi qua một L3 switch sẽ phải thay đổi.Ngoài ra, cũng giống như trong routers, giá trị TTL trong gói tin L3 phải được trừ đi 1. Bởi vìnội dung của gói tin L3 (giá trị TTL) đã thay đổi, giá trị L3 header checksum phải được tínhtoán lại. Và bởi vì cả nội dung L2 và L3 cũng đã thay đổi, giá trị L2 checksum cũng phảiđược tính toán lại. Nói cách khác, toàn bộ frame phải được viết lại trước khi nó đi ra hàng đợibên ngoài. Toàn bộ quá trình này hoàn tất bằng phần cứng.Các ngoại lệ đối với quá trình MLSĐể đẩy gói tin đi dùng các quyết định đồng thời được mô tả ở trên, gói tin phải là dạng26“MLS-ready”. Ví dụ, CEF có thể đẩy gói tin IP đi trực tiếp giữa các host. Điều này diễn rakhi cả địa chỉ nguồn và địa chỉ đích là đã biết và không có một thông số IP nào cần phải thaotác. Các gói tin dạng khác không thể chuyển mạch theo kiểu CEF thì phải được xử lý chi tiếthơn. Các gói tin/ traffic dạng như sau sẽ bị đánh dấu và gửi về CPU của switch để xử lý theokiểu process switching:ARP requests and replies.IP packets requiring a response from a router (TTL has expired, MTU is exceeded,fragmentation is needed, and so on)IP broadcasts that will be relayed as unicast (DHCP requests, IP helper-address functions).Routing protocol updates.Cisco Discovery Protocol packets.IPX routing protocol and service advertisements.Packets needing encryption.Packets triggering Network Address Translation (NAT)Other non-IP and non-IPX protocol packets (AppleTalk, DECnet, and so on)Câu 3.35 Xung đột là gì? Nêu các phương pháp giải quyết xung đột.- Xung đột (collisions): là những cơ chế giải quyết tranh chấp để truy nhập mạng.-Xung đột dẫn đến việc mất băng thông mạng và ùn tắc kênh truyền.- Khi xung đột xảy ra, các thiết bị trở về chế độ “lắng nghe trước khi truyền” . Các trạm có vachạm ngừng truyền dữ liệu và gọi thuật toán backoff.*Có 3 loại xung đột:- Local: là xung đột xảy ra ngay sau khi phát bit đầu tiên. Kích thước frame là Phân phối dữ liệu từ đường truyền đến từng đầucuối, tậphợp các dữ liệu từ các đầu cuối khác nhau để đưa lên đường truyền => Hub làthiết bịhoạt động như một điểm kết nối trung tâm cho các máy tính trong một mạng.- Hub thực hiện việc chuyển tiếptất cả các tín hiệu vật lý đến từ cổng vào tới tất cả các cổngra sau khi đãkhuyêchs đại tín hiệu. Một số hub còn thêm chức năng sửa lỗi tín hiệu (Hubthông minh).Tiếp theo là Switch:- Hub hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI (Lớp tuyến)- Có một đầu vào và nhiều đầu ra => tương tự Hub3. So sánh Hub và SwitchVề cơ bản thì 2 cái này có vai trò, chức năng giống nhau trên mạng. Tuy nhiên Switch ra đờisau nên có cấu tạo bên trong khác khá nhiềuso với Hub => nên cách thức hoạt động có khácnhau nhiều và ra đời sau nênSwitch có nhiều ưu điểm hơn Hub và Switch đang dần thay thế28

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Đáp án đề cương ôn tập mạng máy tính
  • 49
  • 6,780
  • 9
• Hướng dẫn làm BANNER flash.
  • 11
  • 773
  • 1

Tải bản đầy đủ (.docx) (49 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(260.57 KB) - Đáp án đề cương ôn tập mạng máy tính-49 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×