Giáo trình Thiết kế, xây dựng mạng Lan (Phần 2)

BÀI 6: MẠNG CỤC BỘ ẢO (VIRTUAL LAN)

6.1. Giới thiệu

Một mạng LAN ảo (VLAN) được định nghĩa như là một vùng quảng bá

(broadcast domain) trong một mạng sử dụng switch. Vùng quảng bá là một tập hợp

các thiết bị trên mạng mà nó sẽ nhận các khung quảng bá được gởi đi từ một thiết bị

trong tập hợp đó. Các vùng quảng bá thường được giới hạn nhờ vào các router, bởi vì

các router không chuyển tiếp các khung quảng bá.

Một số switch có hỗ trợ thêm tính năng VLAN nhờ đó có thể định nghĩa một

hay nhiều VLAN trong mạng. Khi một switch hỗ trợ nhiều VLAN, khung quảng bá

trong một VLAN sẽ không xuất hiện trên các VLAN khác.

Việc định nghĩa các VLAN cho phép nhà quản trị mạng xây dựng các vùng

quảng bá với ít người dùng trong một vùng quảng bá hơn. Nhờ đó tăng được băng

thông cho người dùng.

Các router cũng duy trì sự tách biệt của các vùng đụng độ bằng cách khóa các

khung quảng bá. Vì thế, giao thông giữa các VLAN chỉ được thực hiện thông qua một

bộ chọn đường mà thôi.

Thông thường, mỗi mạng con (subnet) thuộc về một VLAN khác nhau. Vì thế,

một mạng với nhiều mạng con sẽ có thể có nhiều VLAN. Switch và VLAN cho phép

nhà quản trị mạng gán những người dùng vào các vùng quảng bá dựa trên yêu cầu công

việc của họ. Điều này cho phép triển khai các mạng với mức độ mềm dẽo cao trong vấn

đề quản trị.

Sử dụng VLAN có các lợi ích sau:

 Phân tách các vùng quảng bá để tạo ra nhiều băng thông hơn cho người sử

dụng

 Tăng cường tính bảo mật bằng cách cô lập người sử dụng dựa vào kỹ thuật của

cầu nối.

 Triển khai mạng một cách mềm dẻo dựa trên chức năng công việc của người

dùng hơn là dựa vào vị trí vật lý của họ. VLAN có thể giải quyết những vấn đề

liên quan đến việc di chuyển, thêm và thay đổi vị trí các máy tính trên mạng.

6.2. Vai trò của Switch trong VLAN

Switch là một trong những thành phần cốt lỗi thực hiện việc truyền thông trong

VLAN. Chúng là điểm nối kết các trạm đầu cuối vào giàn hoán chuyển của switch và

cho các cuộc giao tiếp diễn ra trên toàn mạng. Switch cung cấp một cơ chế thông minh

để nhóm những người dùng, các cổng hoặc các địa chỉ luận lý vào các cộng đồng thích

hợp. Switch cung cấp một cơ chế thông minh để thực hiện các quyết định lọc và

chuyển tiếp các khung dựa trên các thước đo của VLAN được định nghĩa bởi nhà quản

trị.

Tiếp cận thông thường nhất để phân nhóm người sử dụng mạng một cách luận

lý vào các VLAN riêng biệt là lọc khung (filtering frame) và nhận dạng khung (frame

Identification).

Cả hai kỹ thuật trên đều xem xét khung khi nó được nhận hay được chuyển tiếp

bởi switch. Dựa vào một tập hợp các luật được định nghĩa bởi nhà quản trị mạng, các

kỹ thuật này xác định nơi khung phải được gởi đi (lọc hay là quảng bá). Các cơ chế

điều khiển này được quản trị tập trung (bằng một phần mềm quản trị mạng) và dễ

dàng triển khai trên mạng.

6.2.1. Cơ chế lọc khung (Frame Filtering)

Lọc khung là một kỹ thuật mà nó khảo sát các thông tin đặc biệt trên mỗi khung.

Ý tưởng của việc lọc khung cũng tương tự như cách thông thường mà các router sử

dụng. Một bảng lọc được thiết lập cho mỗi switch để cung cấp một cơ chế điều khiển

quản trị ở mức cao. Nó có thể khảo sát nhiều thuộc tính trong mỗi khung. Tùy thuộc

vào mức độ phức tạp của switch, chúng ta có thể nhóm người sử dụng dựa vào địa chỉ

MAC của các trạm, kiểu của giao thức ở tầng mạng hay kiểu ứng dụng. Các mục từ

trong bảng lọc sẽ được so sánh với các khung cần lọc bởi switch và nhờ đó switch sẽ có

các hành động thích hợp.

Hình 6.1 – VLAN sử dụng cơ chế lọc khung

6.2.2. Cơ chế nhận dạng khung (Frame Identification)

Cơ chế nhận dạng khung gán một số nhận dạng duy nhất được định nghĩa bởi

người dùng cho từng khung. Kỹ thuật này được chọn bởi IEEE vì nó cho khả năng

mở rộng tốt hơn so với kỹ thuật lọc khung.

Cơ chế nhận dạng khung trong VLAN là một tiếp cận mà ở đó được phát triển

đặc biệt cho các cuộc giao tiếp dựa vào switch. Tiếp cận này đặt một bộ nhận dạng

(Identifier) duy nhất trong tiêu đề của khung khi nó được chuyển tiếp qua trục xương

sống của mạng. Bộ nhận dạng này được hiểu và được phân tích bởi switch trước bất kỳ

một thao thác quảng bá hay truyền đến các switch, router hay các thiết bị đầu cuối

khác. Khi khung ra khỏi đường trục của mạng, switch gở bộ nhận dạng trước khi khung

được truyền đến máy tính nhận.

Kỹ thuật nhận dạng khung được thực hiện ở tầng 2 trong mô hình OSI. Nó đòi

hỏi một ít xử lý và các nỗ lực quản trị.

6.3. Thêm mới, xóa, thay đổi vị trí người sử dụng mạng

Các cơ quan xí nghiệp thường hay sắp xếp lại tổ chức của mình. Tính trung bình,

có từ 20% đến 40% các tác vụ phải di dời hàng năm. Việc di dời, thêm và thay đổi

là một trong những vấn đề đau đầu nhất của các nhà quản trị mạng và tốn nhiều chi phí

cho công tác quản trị nhất. Nhiều sự di dời đòi hỏi phải đi lại hệ thống dây cáp và hầu

hết các di dời đều cần phải đánh địa chỉ mới cho các máy trạm và cấu hình lại các Hub

và các router.

VLAN cung cấp một cơ chế hiệu quả để điều khiển những thay đổi này, giảm

thiểu các chi phí liên quan đến việc cấu hình lại Hub và các router. Các người dùng

trong các VLAN có thể chia sẻ cùng một mạng với cùng một địa chỉ mạng / mạng

con mà không quan tâm đến vị trí vật lý của họ.

Khi người sử dụng trong một VLAN di dời từ vị trí này đến vị trí khác, do họ

vẫn ở trong VLAN trước đó nên địa chỉ mạng của máy tính họ không cần phải thay

đổi. Những thay đổi về vị trí có thể thực hiện một cách dễ dàng bằng cách gắn máy tính

vào một cổng mới của switch có hỗ trợ VLAN và cấu hình cho cổng này thuộc VLAN

mà trước đó máy tính này thuộc về.

Hình 6.2 – Định nghĩa VLAN

6.4. Hạn chế truyền quảng bá.

Giao thông hình thành từ các cuộc truyền quảng bá xảy ra trên tất cả các mạng.

Tần suất truyền quảng bá tùy thuộc vào từng loại ứng dụng, từng loại dịch vụ, số

lượng các nhánh mạng luận lý và cách thức mà các tài nguyên mạng này được sử dụng.

Mặc dù các ứng dụng đã được tinh chỉnh trong những năm gần đây để giảm bớt số lần

truyền quảng bá mà nó tạo ra, nhiều ứng dụng đa phương tiện mới đã được phát triển

mà nó tạo ra nhiều cuộc truyền quảng bá hoặc truyền theo nhóm.

Khi thiết kế mạng cần chú ý đến phương pháp để hạn chế lại vấn đề quảng bá.

Một trong những phương pháp hiệu quả nhất là thực hiện việc phân đoạn mạng một cách

hợp lý với sự bảo vệ của các bức tường lửa (firewall) để tránh những vấn đề như sự

hỏng hóc trên một nhánh mạng sẽ ảnh hưởng đến phần còn lại của mạng. Vì thế

trong khi một nhánh mạng bị bão hòa do các thông tin quảng bá tạo ra thì phần còn lại

sẽ được bảo vệ không bị ảnh hưởng nhờ vào bức tường lửa, thông thường được cài đặt

trong các router.

Hình 6.3 – VLAN ngăn ngừa thông tin quảng bá

Phân nhánh mạng bằng tường lửa cung cấp một cơ chế tin cậy và giảm tối thiểu

sự bảo hòa tạo ra bởi các thông tin quảng bá nhờ đó cung cấp nhiều hơn băng thông

cho các ứng dụng.

Khi các nhà thiết kế chuyển các mạng của họ sang kiến trúc sử dụng switch,

các mạng trở nên mất đi các bức tường lửa và sự bảo vệ mà các router cung cấp. Khi

không có router được đặt giữa các switch, các thông tin quảng bá (được thực hiện ở tầng

2) được gởi đi đến tất cả các cổng của switch. Trường hợp này được gọi là mạng phẳng

(flat) ở đó tồn tại một vùng quảng bá cho toàn mạng.

VLAN là một cơ chế hiệu quả để mở rộng tính năng của các bức tường lửa

trong các router vào trong các giàn hoán chuyển của switch và cung cấp một cơ chế bảo

vệ mạng trước các thông tin truyền quảng bá. Các bức tường lửa này được thiết lập

bằng cách gán các cổng của switch hoặc người sử dụng mạng vào các VLAN mà nó

có thể thuộc một switch hay nằm trên nhiều switch khác nhau. Các thông tin quảng bá

trên một VLAN không được truyền ra ngoài VLAN. Nhờ đó các cổng khác không phải

nhận các thông tin quảng bá từ các VLAN khác. Kiểu cấu hình này căn bản đã giảm

được sự quá tải do các thông tin quảng bá tạo ra trên mạng, dành băng thông cho

các giao thông cần thiết cho người sử dụng và tránh được sự tắc nghẽn trên mạng do

các cơn bão quảng bá tạo ra.

chúng ta có thể dễ dàng điều khiển kích thước của vùng quảng bá bằng cách

điều chỉnh lại kích thước tổng thể của các VLAN, hạn chế số lượng cổng của switch

trên một VLAN và hạn chế số lượng người sử dụng trên một cổng. Một VLAN có kích

thước càng nhỏ thì càng có ít người bị ảnh hưởng bởi các thông tin quảng bá tạo ra trong

VLAN đó.

6.5. Thắt chặt vấn đề an ninh mạng

Việc sử dụng mạng LAN gia tăng với tỷ lệ cao trong những năm vừa qua. Điều

này dẫn đến có nhiều thông tin quan trọng được lưu hành trên chúng. Các thông tin

này cần phải được bảo vệ trước những truy cập không được phép. Một trong những

vấn đề đối với mạng LAN chia sẻ đường truyền chung là chúng dễ dàng bị thâm nhập.

Bằng cách gắn vào một cổng, một máy tính của người dùng thâm nhập có thể truy cập

được tất cả các thông tin được truyền trên nhánh mạng. Nhánh mạng càng lớn thì mức

độ bị truy cập thông tin càng cao, trừ khi chúng ta thiết lập các cơ chế an toàn trên Hub.

Hình 6.4 – VLAN tăng cường an ninh mạng

Một trong những kỹ thuật ít tốn kém và dễ dàng quản lý nhất để tăng cường

tính bảo mật là phân nhánh mạng thành nhiều vùng quảng bá, để cho phép nhà quản

trị mạng hạn chế số lượng người sử dụng trong từng nhóm VLAN và ngăn cấm những

người khác thâm nhập vào mà không có sự cấp phép từ ứng dụng quản trị các VLAN.

VLAN vì thế cũng cung cấp các bức tường lửa bảo mật, hạn chế những truy cập có

tính cá nhân của người dùng và ghi nhận được những sự thâm nhập không mong

muốn cho nhà quản trị mạng.

Cài đặt cơ chế phân đoạn mạng là xu hướng hiện nay. Các cổng của switch

được nhóm lại dựa vào kiểu của ứng dụng và quyền truy cập thông tin. Các ứng dụng

và các tài nguyên được bảo vệ thường được đặt trong một VLAN an toàn. Các tính

năng an toàn cao hơn có thể được đưa vào bằng cách sử dụng danh sách điều khiển truy

cập (Access Control List) để hạn chế việc truy cập vào nhóm mạng này dựa vào việc

cấu hình trên các switch và router. Các hạn chế này có thể được thực hiện dựa trên địa

chỉ của các máy trạm, kiểu ứng dụng hay kiểu của giao thức.

6.6. Vượt qua các rào cản vật lý

VLAN cung cấp một cơ chế mềm dẻo trong việc tổ chức lại cũng như thực

hiện việc phân đoạn mạng. VLAN cho phép chúng ta nhóm các cổng của switch và

người sử dụng vào những cộng đồng có cùng một mối quan tâm.

Việc nhóm các cổng và người dùng vào những cộng đồng cùng một mối quan

tâm, được biết đến như việc tổ chức các VLAN, có thể được thiết lập với một switch

hoặc trên nhiều switch được nối lại với nhau trong một cơ quan xí nghiệp. Bằng việc

nhóm các cổng và người sử dụng thuộc các switch khác nhau, một VLAN có thể trải

rộng trên một tòa nhà hay nhiều tòa nhà.

Thêm vào đó, vai trò của router mở ra bên cạnh vai trò truyền thống của một

bức tường lửa (firewall) và xóa các thông tin quảng bá dựa trên chính sách, quản lý

quảng bá và thực hiện chọn đường và phân phối. Các router duy trì hoạt động cho các

kiến trúc switch được cấu hình VLAN bởi vì chúng cung cấp cơ chế giao tiếp giữa các

nhóm mạng được định nghĩa. Giao tiếp ở tầng 3 được cài vào trong switch hoặc cung

cấp bên ngoài là một bộ phận tích hợp trong của bất kỳ một kiến trúc switch hiệu suất

cao nào.

6.7. Các mô hình cài đặt VLAN

6.7.1. Mô hình cài đặt VLAN dựa trên cổng

Trong sơ đồ này, các nút nối cùng một cổng của switch thuộc về cùng một

VLAN. Mô hình này tăng cường tối đa hiệu suất của chuyển tải thông tin bởi vì:

 Người sử dụng được gán dựa trên cổng

 VLANs được quản lý một cách dễ dàng

 Tăng cường tối đa tính an toàn của VLAN

 Các gói tin không rò rỉ sang các vùng khác

 VLANs và các thành phần được điều khiển một cách dễ dàng trên toàn mạng.

Hình 6.5 – Cài đặt VLAN dựa trên cổng

6.7.2. Mô hình cài đặt VLAN tĩnh

VLAN tĩnh là một nhóm cổng trên một switch mà nhà quản trị mạng gán nó

vào một VLAN. Các cổng này sẽ thuộc về VLAN mà nó đã được gán cho đến khi nhà

quản trị thay đổi. Mặc dù các VLAN tĩnh đòi hỏi những thay đổi bởi nhà quản trị,

chúng thì an toàn, dễ cấu hình và dễ dàng để theo dõi. Kiểu VLAN này thường hoạt

động tốt trong những mạng mà ở đó những sự di dời được điều khiển và được quản lý.

Hình 6.6 – Cài đặt VLAN tĩnh

6.7.3. Mô hình cài đặt VLAN động

VLAN động là nhóm các cổng trên một switch mà chúng có thể xác định một

các tự động việc gán VLAN cho chúng. Hầu hết các nhà sản xuất switch đều sử

dụng phần mềm quản lý thông minh.

Sự vận hành của các VLAN động được dựa trên địa chỉ vật lý MAC, địa chỉ luận

lý hay kiểu giao thức của gói tin.

Khi một trạm được nối kết lần đầu tiên vào một cổng của switch, switch tương

ứng sẽ kiểm tra mục từ chứa địa chỉ MAC trong cơ sở dữ liệu quản trị VLAN và tự

động cấu hình cổng này vào VLAN tương ứng. Lợi ích lớn nhất của tiếp cận này là ít

quản lý nhất với việc nối dây khi một người sử dụng được nối vào hoặc di dời và việc

cảnh báo được tập trung khi một máy tính không được nhận biết được đưa vào mạng.

Thông thường, cần nhiều sự quản trị trước để thiết lập cơ sở dữ liệu bằng phần mềm

quản trị VLAN và duy trì một cơ sở dữ liệu chính xác về tất cả các máy tính trên toàn

mạng.

Hình 6.7 –Cài đặt VLAN động

6.8. Mô hình thiết kế VLAN với mạng đường trục

Điều quan trọng nhất đối với bất kỳ một kiến trúc VLAN nào là khả năng truyền

tải thông tin về VLAN giữa các switch được nối lại với nhau và với các router nằm trên

mạng đường trục. Đó là cơ chế truyền tải của VLAN cho phép các cuộc giao tiếp giữa

các VLAN trên toàn mạng. Các cơ chế truyền tải này xóa bỏ rào cản về mặt vật lý giữa

những người sử dụng và tăng cường tính mềm dẽo cho một giải pháp sử dụngVLAN

khi người sử dụng di dời và cung cấp các cơ chế cho khả năng phối hợp giữa các

thành phần của hệ thống đường trục.

Hình 6.8 - Thiết kế VLAN xuyên qua Backbone

Đường trục thông thường hoạt động như là một điểm tập hợp của nhiều lượng

thông tin lớn. Nó có thể mang thông tin về những người dùng cuối trong VLAN và

nhận dạng giữa các switch, các router và các server nối trực tiếp. Với đường trục,

băng thông lớn, các đường nối kết có khả năng lớn thường được chọn để chuyển tải

thông tin xuyên qua toàn công ty.

Bài tập thực hành của học viên

Câu 1: Nêu vai trò cua Vlan. Nêu vai trò của switch trong Vlan.

Câu 2: Nêu các lợi ích khi sử dụng Vlan.

Câu 3: Nêu các mô hình cài đặt Vlan.

Bài tập

CẤU HÌNH VLAN

BƯỚC 1:

Switch> enable

Switch# erase startup-config

Switch# delete vlan.dat

Switch# reload

BƯỚC 2:

Switch> enable

Switch# sh running-config

Thực hiện cấu hình cơ bản

Switch# con t

Switch# hostname SW1

Switch# enable password 123

Switch# enable sercet 1234

switch# line vty 0 15 (line con 0)

Switch# password 12345

Switch# login

BƯỚC 3:

Các Vlan được tạo ra bằng một trong hai cách:

Cách 1: cấp phát các port cho Vlan chưa tồn tại. Switch tự động tạo Vlan cho port

đã được cấp. là tạo các Vlan trước, sau đó mới cấp port cho nó sau.

Cách 2:

Đối với switch 2950 có lệnh range cho phép cấp phát nhiều port liên tục hoặc

không liên tục cho một số chức năng nào đó. Giả sử như ta cấu hình nhiều lệnh

giống nhau cho nhiều port, thì ta sẽ dùng từ khóa range để cấu hình một lần cho

nhiều port.

Theo mặt định thi Vlan1 đã được tạo sẳn gọi là management Vlan, tất cả các port

được nằm sẳn cho Vlan1. Do đó không cần cấp phát cho port cho Vlan1.

Lúc này ta chỉ cần dùng lệnh range gán các port từ 5 đến 8 cho Vlan 10

theo cách tạo vlan thứ nhất.

Sau đó tạo Vlan20 theo cách thứ hai, cấp phát 1 port số 9 cho vlan 20, tiếp

tục port 10,12 cho vlan 20

SW1# configure terminal

SW1(config)#interface range fa0/5 – 8

S2(config)#interface range fastEthernet0/5 - fastEthernet 0/10

SW1(config-if-range)#switchport access vlan 10

* TẠO VLAN 20 THEO CÁCH 2

Cấp phát port dùng cho lệnh range theo kiểu không liên tục

SW1#Vlan database

SW1(vlan)#Vlan 20

SW1(vlan)#exit

SW1#con t

SW1(config-if)#interface fa0/9

SW1(config-if)#switchport access vlan 20

SW1(config-if)#exit

SW1#con t

SW1(config)#interface range fa0/9 – 12

SW1(config-if-range)#switchport access vlan 20

SW1(config-if-range)#exit

Đặt tên cho Vlan20

SW1#vlan database

SW1(vlan)#vlan 20 name Accounting

SW1(vlan)#exit

Xem lại vlan 20 bây giờ đổi thành accounting chứ không còn tên mặc định:

VLAN0020 như trước đây.

Tương tự đổi Vlan10 thành Vlan engineering nhưng sau đó nhập vào lệnh Abort,

thì tên của Vlan10 vẫn không thay đổi, vì lệnh abort sẽ hủy tất cả cấu hình của

phiên làm việc đăng nhập vào valn hiện hành.

BƯỚC 4:

Nhập vào địa chỉ IP cho các VLAN interface

SW1(config)#interface vlan1

SW1(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shut

SW1(config)#interface vlan10

SW1(config-if)#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shut

SW1(config)#interface vlan20

SW1(config-if)#ip add 192.168.20.1 255.255.255.0

SW1(config-if)#no shut

Kiểm tra địa chỉ IP đã đăng nhập Show run

Cau hinh duong trunk cho Switch

SW1(config)#interface GigabitEthernet1/1

SW1(config)#switchport mode trunk

Lưu ý : chỉ có một Vlan interface được phép up vào bất cứ luc nào. Chẳng hạn

interface vlan 20 đang ở trang thái Up, nếu ta no shut cho vlan 10 thì interface

vlan20 tự động down.

BƯỚC 5:

Để kiểm tra Vlan hoạt động như thế nào thi ta có thể thực hiện như sau:

a- Cấu hình cho PC 1 với địa chỉ IP : 192.168.1.2 255.255.255.0 dùng cáp

thẳng nối vói Port 1 của SWITCH. Đứng từ PC1 gõ lệnh ping 192.168.1.1

Nếu lệnh ping thành công thì OK, nếu không thì phải kiểm tra lại toàn bộ

cấu hình

b- PC2 cắm vào port bất kỳ của Vlan10 với địa chỉ IP của mạng Vlan 10

CẤU HÌNH VLAN TRUNK

Trunk là đường vật lý đồng thời là đường logic cho phép vlan trên hai switch

khác nhau trao đổi được thông tin với nhau. Thay vì trên hai switch muốn trao

đổi thông tin với nhau phải nối hai port thuộc hai vlan đó trên hai switch.

Vlan1

Vlan2

Thì đường Trunk cho phép thực hiện điều đó chỉ bằng một đường truyền vật lý.

Trunk tạo ra nhiều kết nối vlan ảo trên một đường truyền vật lý. Từ đó vlan các

switch khác nhau có thể liện lạc được với nhau.

Vlan1 Vlan2 Vlan3

Backbone

Vlan1

iMac

vlan3

Valn2

vlan3

Trunk có hai loại đóng gói là: Dot1q sử dụng các frame Tagging để truyền dữ liệu

của vlan giữa hai switch khác nhau. Còn ISL sẽ đóng gói Ethernet bằng cách gắn

vào đầu các Fram giá trị VLAN ID.

Cấu hình trên hai Switch

Trước tiên để khỏi bị ảnh hưởng giữa các switch khác nhau(tự động Trunking), ta

chưa cắm cáp đường trunk hay shut down cho port gắn đường trunk.

Chúng ta sẽ tạo Vlan 2, Vlan4, Vlan6 cho SW1 và Vlan3, Vlan5, Vlan7 cho SW2

và cấu hình hai SW cùng một VTP domain.

SW1# vlan database

Sw1(vlan)# vlan 2 name vlan2 (tạo vlan2 cho sw1)

Sw1(vlan)#vlan 4 name vlan4

Sw1(vlan)#vlan 6 name vlan6

Sw1(vlan)# vtp domain name IT (cấu hình cho sw1 thuộc vtp domain IT)

Sw1(vlan)# apply

Tương tự cho sw2

Sau khi cấu hình vlan xong kiểm tra các vlan bằng lệnh show vlan.

Đối với sw 2950 chúng ta không cần phải chỉ ra cách đóng gói vì nó chỉ hổ trợ

cách đóng gói Dot1q

Cấu hình đường trunk cho hai switch

Switch 2950

Sw1# con t

Sw1(config)# int fa0/1

Sw1(config-if)#switchport mode trunk (Cấu hình cho port fa0/1 là đường trunk)

Switch 2900 (3550)

Sw2#con t

Sw2(config)#int fa0/1

Sw2(config-if)#switchport mode trunk

Sw2(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q (sử dụng giao thức đóng gói

dot1q cho đường trunk)

Lưu ý:

Do sw2950 chỉ hổ trợ dot1q nên ta phải cấu hình cho sw2 (2900) sử dụng giao

thức đóng gói dot1q.

sử dụng lệnh show vtp status.

Chúng ta cũng lưu ý la số configuration revision cua VTP sw1 lớn hơn sw2. Hai

sw cùng domain và cả hai đều là VTP server.

Bây giờ nối hai port fa0/1 của hai switch và kiểm tra lại các VLAN.

BÀI 7 : THIẾT KẾ MẠNG CỤC BỘ LAN

7.1. Giới thiệu tiến trình thiết kế mạng LAN

Một trong những bước quan trọng nhất để đảm bảo một hệ thống mạng nhanh và

ổn định chính là khâu thiết kế mạng. Nếu một mạng không được thiết kế kỹ lưỡng,

nhiều vấn đề không lường trước sẽ phát sinh và khi mở rộng mạng có thể bị mất ổn

định. Thiết kế mạng bao gồm các tiến trình sau:

- Thu thập thông tin về yêu cầu và mong muốn của người sử dụng mạng.

- Xác định các luồng dữ liệu hiện tại và trong tương có hướng đến khả năng phát

triển trong tương lai và vị trí đặt các server.

- Xác định tất cả các thiết bị thuộc các lớp 1,2 và 3 cần thiết để cho sơ đồ mạng

LAN và WAN.

- Làm tài liệu cài đặt mạng ở mức vật lý và mức luận lý.

- Sẽ có nhiều giải pháp thiết kế cho cùng một mạng. Việc thiết kế mạng cần hướng

đến các mục tiêu sau:

- Khả năng vận hành: Tiêu chí đầu tiên là mạng phải hoạt động. Mạng phải đáp

ứng được các yêu cầu về công việc của người sử dụng, phải cung cấp khả năng

kết nối giữa những người dùng với nhau, giữa người dùng với ứng dụng với một

tốc độ và độ tin cậy chấp nhận được.

- Khả năng mở rộng: Mạng phải được mở rộng. Thiết kế ban đầu phải được mở

rộng mà không gây ra một sự thay đổi lớn nào trong thiết kế tổng thể.

- Khả năng tương thích: Mạng phải được thiết kế với một cặp mặt luôn hướng về

các công nghệ mới và phải đảm bảo rằng không ngăn cản việc đưa vào các công

nghệ mới trong tương lai.

- Có thể quản lý được: Mạng phải được thiết kế sao cho dễ dàng trong việc theo

dõi và quản trị để đảm bảo sự vận hành suôn sẻ của các tính năng.

- Chương này chủ yếu tập trung vào tiến trình thiết kế mạng và vấn đề làm tài liệu.

7.2. Lập sơ đồ thiết kế mạng

Sau khi các yêu cầu cho một mạng tổng thể đã được thu thập, bước kế tiếp là

xây dựng sơ đồ mạng (topology) hay mô hình mạng cần được thiết lập. Việc thiết

kế sơ đồ mạng được chia ra thành 3 bước:

- Thiết kế sơ đồ mạng ở tầng vật lý

- Thiết kế sơ đồ mạng ở tầng liên kết dữ liệu

- Thiết kế sơ đồ mạng ở tầng mạng.

7.2.1. Phát triển sơ đồ mạng ở tầng vật lý

Sơ đồ đi dây là một trong những vấn đề cần phải được xem xét khi thiết kế

một mạng. Các vấn đề thiết kế ở mức này liên quan đến việc chọn lựa loại cáp được

sử dụng, sơ đồ đi dây cáp phải thỏa mãn các ràng buộc về băng thông và khoảng

cách địa lý của mạng.

Sơ đồ mạng hình sao sử dụng cáp xoắn đôi CAT 5 thường được dùng hiện nay.

Đối với các mạng nhỏ, chỉ cần một điểm tập trung nối kết cho tất cả các máy tính với

điều kiện rằng khoảng cách từ máy tính đến điểm tập trung nối kết là không quá 100

mét.

Thông thường, trong một tòa nhà người ta chọn ra một phòng đặc biệt để lắp

đặt các thiết bị mạng như Hub, switch, router hay các bảng cấm dây (patch panels).

Người ta gọi phòng này là đi Nơi phân phối chính MDF (Main distribution facility).

Hình 7.1 – Sử dụng MDF cho các mạng có đường kính nhỏ hơn 200 mét

Đối với các mạng nhỏ với chỉ một điểm tập trung nối kết, MDF sẽ bao gồm

một hay nhiều các bảng cấm dây nối kết chéo nằm ngang (HCC – Horizontal Cross

Connect patch panel).

Hình 7.2 – Sử dụng HCC patch panel trong MDF

Số lượng cáp chiều ngang (Hirizontal Cable) và kích thước của HCC patch

panel (số lượng cổng) phụ thuộc vào số máy tính nối kết vào mạng.

Khi chiều dài từ máy tính đến điểm tập trung nối kết lớn hơn 100 mét, ta phải

cần thêm nhiều điểm tập trung nối kết khác. Điểm tập trung nối kết ở mức thứ hai được

gọi là Nơi phân phối trung gian (IDF –Intermediate Distribution Facility). Dây cáp để

nối IDF về MDF được gọi là cáp đứng (Vertical cabling).

Hình 7.3 – Sử dụng thêm các IDF cho các mạng có đường kính lớn hơn 200 mét

Để có thể nối các IDF về một MDF cần sử dụng thêm các patch panel nối kết

chéo chiều đứng (VCC – Vertical Cross Connect Patch Panel). Dây cáp nối giữa hai

VCC patch panel được gọi là cáp chiều đứng (Vertical Cabling). Chúng có thể là cáp

xoắn đôi nếu khoảng cách giữa MDF và IDF không lớn hơn 100 mét. Ngược lại phải

dùng cáp quang khi khoản cách này lớn hơn 100 mét. Tốc độ của cáp chiều đứng thường

là 100 Mbps hoặc 1000 Mbps.

Hình 7.4 – Sử dụng VCC patch panel để nối IDF với MDF

Sản phẩm của giai đoạn này là một bộ tài liệu đặc tả các thông tin sau:

- Vị trí chính xác của các điểm tập trung nối kết MDF và IDFs.

- Kiểu và số lượng cáp được sử dụng để nối các IDF về MDF

Hình 7.5 – Tài liệu về vị trí của MDF và các IDF

o Các đầu dây cáp phải được đánh số và ghi nhận sự nối kết giữa các cổng trên

HCC và VCC patch panel. Ví dụ dưới đây ghi nhận về thông tin các sợi cáp được sử

dụng tại IDF số 1

Hình 7.6 – Tài liệu về dây nối tại một IDF

7.2.2. Nối kết tầng 2 bằng switch

Sự đụng độ và kích thước vùng đụng độ là hai yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng

của mạng. Bằng cách sử dụng các switch chúng ta có thể phân nhỏ các nhánh mạng

nhờ đó có thể giảm bớt được tuần suất đụng độ giữa các máy tính và giảm được kích

thước của vùng đụng độ trong mạng.

Hình 7.7 – Sử dụng Switch để mở rộng băng thông mạng

Một ưu thế nữa đối với các switch bất đối xứng là nó có hỗ trợ một số cổng

có thông lượng lớn dành cho các server hoặc các cáp chiều dứng để nối lên các switch /

router ở mức cao hơn.

Hình 7.8 – Sử dụng cổng tốc độ cao trong switch

Để xác định kích thước của vùng đụng độ chúng ta cần phải xác định bao

nhiêu máy tính được nối kết vật lý trên từng cổng của switch. Trường hợp lý tưởng

mỗi cổng của switch chỉ có một máy tính nối vào, khi đó kích thước của vùng đụng độ

là 2 vì chỉ có máy gởi và máy nhận tham gia vào mỗi cuộc giao tiếp.

Hình 7.9 – Nối trực tiếp các máy tính vào switch

Trong thực tế ta thường dùng switch để nối các Hub lại với nhau. Khi đó mỗi

Hub sẽ tạo ra một vùng đụng độ và các máy tính trên mỗi Hub sẽ chia sử nhau băng

thông trên Hub.

Hình 7.10 – Nối HUB vào switch

Thông thường người ta sử dụng Hub để tăng số lượng các điểm nối kết vào

mạng cho máy tính. Tuy nhiên cần phải đảm bảo số lượng máy tính trong từng vùng

đụng độ phải nhỏ và đảm bảo băng thông cho từng máy tính một. Đa số các Hub hiện

nay đều có hỗ trợ một cổng tốc độ cao hơn các cổng còn lại (gọi là up-link port) dùng

để nối kết với switch để tăng băng thông chung cho toàn mạng.

Hình 7.11 – Sử dụng cổng tốc độ cao của HUB để nối với Switch

Băng thông cần thiết cho các ứng dụng được mô tả như hình dưới đây:

Hình 7.12 – Nhu cầu băng thông của các ứng dụng

Sau khi đã thiết kế xong sơ đồ mạng ở tầng hai, cần thiết phải ghi nhận lại thông

tin về tốc độ của các cổng nối kết cáp như hình dưới đây:

Hình 7.13 – Tài liệu về tốc độ trên từng cổng

7.2.3. Thiết kế mạng ở tầng 3

Sử dụng các thiết bị nối kết mạng ở tầng 3 như router, cho phép phân nhánh

mạng thành các mođun tách rời nhau về mặt vật lý cũng như luận lý. Router cũng cho

phép nối kết mạng với mạng diện rộng như mạng Internet chẳng hạn.

Hình 7.14 – Sử dụng router trong mạng

Router cho phép hạn chế được các cuộc truyền quảng bá xuất phát từ một vùng

đụng độ này lan truyền sang các vùng đụng độ khác. Nhờ đó tăng băng thông trên

toàn mạng. Đối với switch, gói tin gởi cho một máy tính mà nó chưa biết sẽ được

truyền đi ra tất cả các cổng để đến tất cả các nhánh mạng khác.

Ngoài ra, router còn được sử dụng để giải quyết các vấn đề như: một số giao

thức không thích hợp khi mạng có kích thước lớn, vấn đề anh ninh mạng và vấn đề về

đánh địa chỉ mạng. Tuy nhiên sử dụng router thì đắt tiền và khó khăn hơn trong việc

cấu hình nếu so với switch.

Trong ví dụ sau, mạng có nhiều nhánh mạng vật lý, tất cả các thông tin đi trao

đổi giữa mạng Network 1 và mạng Network 2 đều phải đi qua router. Router đã chia

mạng thành hai vùng đụng độ riêng rời. Mỗi vùng đụng độ có địa chỉ mạng và mặt nạ

mạng con riêng.

Hình 7.15 – Sử dụng router để phân chia vùng đụng độ trong mạng

81

7.2.4. Xác định vị trí đặt Server

Các server được chia thành 2 loại: Server cho toàn công ty (Enterprise Server)

và server cho nhóm làm việc (Workgroup server).

Enterprise server phục vụ cho tất cả người sử dụng trong công ty, ví dụ như

Mail server, DNS server. Chúng thường được đặt tại MDF.

Workgroup server thì chỉ phục vụ cho một số người dùng và thường được đặt

tại IDF nơi gần nhóm người sử dụng server này nhất.

Hình 7.16 – Tài liệu về vị trí đặt các server

7.2.5. Lập tài liệu cho tầng 3

Sau khi xây dựng sơ đồ cấp phát địa chỉ, chúng ta cần ghi nhận lại chiến lược

cấp phát địa chỉ. Một số các tài liệu cần tạp ra bao gồm:

o Bảng đồ phân bố địa chỉ

Hình 7.17 – Bảng đồ phân bố địa chỉ IP

82

o Bảng tóm tắt về các mạng đã được phân bố, địa chỉ các giao diện của từng

router và bảng chọn đường của các router.

Hình 7.18 – Bảng tóm tắt về địa chỉ đã phân bố

Bài tập thực hành của học viên

Câu 1: Trình bày các bước lập sơ đồ thiết kế mạng

Câu 2: Trình bày thiết kế mạng ở tầng 3.

Câu 3: Trình bày cách lập tài liệu cho tầng 3

Bài tập

Bài 1: Thiết kế, xây dựng, cài đặt mạng LAN cho một công ty có:

 30 máy PCs

 1 máy in dùng chung cho cả công ty

 Net ID của công ty được cho là: 192.168.1.64

 Với Subnet mask của địa chỉ trên là: 255.255.255.192

Các yêu cầu cụ thể:

 Liệt kê ra tất cả các thiết bị cần chuẩn bị để xây dựng mạng LAN trên.

 Các máy tính trên nên cài đặt hệ điều hành nào để dễ cho người sử dụng.

 Tính địa chỉ IP cho các PCs khi cài đặt trên các máy.

 Vẽ sơ đồ và ghi chú các thiết bị cần dùng để xây dựng mạng LAN cho

công ty .

 Thảo luận theo nhóm về bảng thiết kế mạng của mỗi nhóm.

 Thực hiện bấm cáp thẳng và cài đặt mạng, thực hiện bấm cáp chéo nối 2

PC .

 Thực hiện việc kiểm tra cấu hình mạng bằng lệnh: ipconfig, ipconfig/all,

 Thực hiện việc share dữ liệu giữa các máy PC trong mạng.

 Thực hiện các lệnh gửi dữ liệu cho các PC trong cùng một nhóm bằng

cách dùng lệnh: net send.

83