Xem mẫu
- 357
Trong chÕ ®é nµy, switch sÏ sö dông chuyÓn m¹ch cut-through cho ®Õn khi nµo nã
ph¸t hiÖn ra mét l−îng frame bÞ lçi nhÊt ®Þnh. Khi sè l−îng frame bÞ lçi v−ît qu¸
møc ng−ìng th× khi ®ã switch sÏ chuyÓn dïng chuyÓn m¹ch store-and-forwad.
4.3.3. Bridge vµ switch häc ®Þa chØ nh− thÕ nµo
Bridge vµ switch chØ chuyÓn tõ segment nµy sang segment kh¸c khi cÇn thiÕt.
§Ó thùc hiÖn nhiÖm vô nµy, bridge vµ switch ph¶i biÕt thiÕt bÞ nµo kÕt nèi vµo
segment nµo.
Bridge ®−îc xem lµ mét thiÕt bÞ th«ng minh v× nã cã thÓ quyÕt ®Þnh chuyÓn
frame dùa trªn ®Þa chØ MAC. §Ó thùc hiÖn c«ng viÖc nµy, bridge x©y dùng mét
b¶ng ®Þa chØ. Khi bridge b¾t ®Çu ®−îc bËt lªn, nã sÏ qu¶ng b¸ mét th«ng ®iÖp cho
mäi m¸y tr¹m trong segment kÕt nèi vµo nã ®Ó yªu cÇu c¸c m¸y nµy tr¶ lêi. Khi
- 358
c¸c m¸y tr¹m tr¶ lêi cho th«ng ®iÖp qu¶ng b¸, bridge sÏ ghi nhËn l¹i ®Þa chØ cña c¸c
m¸y vµo b¶ng ®Þa chØ cña m×nh. Qu¸ tr×nh nµy ®−îc gäi lµ qu¸ tr×nh häc ®Þa chØ.
Bridge vµ switch häc ®Þa chØ theo c¸c c¸ch sau:
* §äc ®Þa chØ MAC nguån trong mçi frame nhËn ®−îc.
* Ghi nhËn l¹i sè port mµ switch sÏ häc ®−îc ®Þa chØ nµo thuéc vÒ thiÕt bÞ kÕt
nèi vµo port nµo cña bridge hoÆc switch.
* §Þa chØ häc ®−îc vµ sè port t−¬ng øng sÏ l−u trong b¶ng ®Þa chØ. Bridge sÏ
kiÓm tra ®Þa chØ ®Ých n»m trong frame nhËn ®−îc råi dß t×m ®Þa chØ ®Ých nµy trong
b¶ng ®Þa chØ ®Ó t×m port t−¬ng øng.
CAM (Content Addressable Memory) ®−îc sö dông cho c¸c ho¹t ®éng sau:
* LÊy ra th«ng tin ®Þa chØ trong gãi d÷ liÖu nhËn ®−îc vµ xö lý chóng
* So s¸nh ®Þa chØ ®Ých cña frame víi c¸c ®Þa chØ trong b¶ng cña nã
CAM l−u gi÷ b¶ng ®Þa chØ MAC vµ sè port t−¬ng øng. CAM sÏ so s¸nh ®Þa
chØ MAC nhËn ®−îc víi néi dung cña b¶ng CAM. NÕu t×m thÊy ®óng ®Þa chØ ®Ých
th× sè port t−¬ng øng sÏ ®−îc chän ®Ó chuyÓn gãi ra.
Ethernet switch häc ®Þa chØ cña tõng thiÕt bÞ trong m¹ng kÕt nèi vµo nã b»ng
c¸ch ®äc ®Þa chØ nguån cña tõng frame mµ nã nhËn ®−îc vµ ghi nhí sè port mµ nã
võa nhËn frame ®ã vµo. Nh÷ng th«ng tin häc ®−îc sÏ l−u trong CAM. Mçi khi nã
®äc ®−îc mét ®Þa chØ míi ch−a cã trong CAM th× nã sÏ tù ®éng häc vµ l−u l¹i ®Þa
chØ ®ã ®Ó sö dông cho lÇn sau. Mçi ®Þa chØ nh− vËy ®−îc ®¸nh dÊu thêi gian cho
phÐp ®Þa chØ cã ®−îc l−u gi÷ trong mét kho¶ng thêi gian.
Sau ®ã mçi khi switch ®äc mét ®Þa chØ nguån trong frame, ®Þa chØ t−¬ng øng
trong CAM sÏ ®−îc ®¸nh dÊu thêi gian míi. NÕu trong suèt kho¶ng thêi gian ®¸nh
- 359
dÊu mµ switch kh«ng cã ghi nhËn g× n÷a vÒ ®Þa chØ ®ã th× nã sÏ xo¸ ®Þa chØ ®ã ra
khái b¶ng. Nhê vËy CAM lu«n gi÷ ®−îc th«ng tin cña m×nh chÝnh x¸c vµ kÞp thêi.
Sau ®©y lµ qu¸ tr×nh xö lý cña CAM:
1. NÕu bridge kh«ng t×m thÊy ®Þa chØ ®Ých trong b¶ng cña nã th× nã sÏ
chuyÓn frame ra tÊt c¶ c¸c port trõ port nhËn frame vµo.
2. B¶ng ®Þa chØ cña bridge cã thÓ bÞ xo¸ do bridge khëi ®éng l¹i hoÆc mét ®Þa
chØ nµo ®ã ®· bÞ xo¸ v× ®· hÕt thêi gian ®¸nh dÊu mµ bridge vÉn kh«ng nhËn
®−îc th«ng tin nµo vÒ ®Þa chØ ®ã n÷a. Khi bridge kh«ng biÕt chän port nµo ®Ó
chuyÓn frame th× nã göi frame ra tÊt c¶ c¸c port tõ port nhËn frame vµo. §−¬ng
nhiªn lµ kh«ng cÇn ph¶i göi l¹i frame ra port mµ nã võa ®−îc nhËn vµo n÷a vi
c¸c thiÕt bÞ kh¸c n»m trong segment kÕt nèi vµo port ®ã còng ®· nhËn ®−îc
frame råi.
3. NÕu bridge t×m thÊy ®Þa chØ trong b¶ng nh−ng port t−¬ng øng còng chÝnh
lµ port mµ nã võa nhËn frame vµo, lóc nµy bridge sÏ huû bá gãi d÷ liÖu ®ã v× m¸y
®Ých n»m cïng segment víi m¸y nguån vµ nã ®· nhËn ®−îc frame råi.
4. NÕu bridge t×m thÊy ®Þa chØ trong b¶ng vµ port t−¬ng øng lµ port kh¸c víi
port nhËn frame vµo th× bridge sÏ chuyÓn frame ra ®óng port t−¬ng øng víi ®i¹ chØ
®Ých.
- 360
4.3.4. Bridge vµ switch thùc hiÖn läc frame nh− thÕ nµo
Bridge cã kh¶ n¨ng läc frame dùa trªn bÊt kú th«ng tin Líp 2 nµo trong frame.
VÝ dô: bridge cã thÓ ®−îc cÊu h×nh ®Ó tõ chèi kh«ng chuyÓn tÊt c¶ c¸c frame cã
®Þa chØ nguån tõ mét m¹ng nµo ®ã. C¸c th«ng tin líp 2 th−êng cã ph¶n ¸nh giao
thøc líp trªn nªn bridge cã thÓ läc frame dùa vµo ®Æc ®iÓm nµy. H¬n n÷a viÖc
läc frame còng rÊt cã Ých ®èi víi c¸c gãi qu¶ng b¸ vµ multicast kh«ng cÇn thiÕt.
Mét khi bridge ®· x©y dùng xong b¶ng ®Þa chØ cña nã th× cã nghÜa lµ nã ®·
s½n sµng ho¹t ®éng. Khi nã nhËn vµo frame, nã kiÓm tra ®Þa chØ ®Ých. NÕu ®Þa chØ
®Ých n»m cïng phÝa víi port nhËn frame th× bridge sÏ huû frame ®i. §éng t¸c nµy
®−îc gäi lµ läc frame. NÕu ®i¹ chØ ®Ých n»m trªn segment kh¸c th× bridge sÏ chuyÓn
frame ra segment ®ã.
VÒ c¬ b¶n, bridge chØ läc bá nh÷ng frame ®−îc göi trong néi bé mét
segment vµ chØ chuyÓn c¸c frame göi sang segment kh¸c.
Cßn läc frame ®Æc biÖt theo ®Þa chØ nguån vµ ®Ých th× cã c¸c d¹ng sau:
* Kh«ng cho mét m¸y nµo ®ã ®−îc göi frame ra ngoµi segment cña m¸y ®ã.
* Kh«ng cho tÊt c¶ c¸c frame tõ bªn ngoµi göi frame ®Õn mét m¸y nµo ®ã.
Nhê vËy cã thÓ ng¨n kh«ng cho c¸c m¸y kh¸c cã thÓ th«ng tin liªn l¹c víi mét m¸y
nµo ®ã.
C¶ hai lo¹i läc frame trªn ®Òu gióp kiÓm so¸t giao th«ng m¹ng vµ t¨ng kh¶
n¨ng b¶o mËt.
HÇu hÕt Ethernet bridge ®Òu cã kh¶ n¨ng läc gãi qu¶ng b¸ vµ multicast. §«i
khi cã mét thiÕt bÞ nµo ®ã ho¹t ®éng kh«ng b×nh th−êng vµ liªn tôc ph¸t ra c¸c gãi
qu¶ng b¸ ®i kh¾p m¹ng. Mét c¬n b·o qu¶ng b¸ cã thÓ lµm cho ho¹t ®éng m¹ng trë
thµnh con sè 0. Do ®ã nÕu bridge kh«ng thÓ läc bá c¸c gãi qu¶ng b¸ th× c¬n b·o
qu¶ng b¸ sÏ cã kh¶ n¨ng x¶y ra.
Ngµy nay, bridge cßn cã thÓ läc frame tuú theo giao thøc líp m¹ng ë trªn.
§iÒu nµy lµm gi¶m ®i ranh giíi gi÷a bridge vµ router. Router ho¹t ®éng ë líp
- 361
m¹ng, sö dông giao thøc ®Þnh tuyÕn ®Ó ph©n luång giao th«ng trªn m¹ng. Cßn
bridge sö dông kü thuËt läc c¶i tiÕn dùa trªn th«ng tin líp m¹ng ®−îc gäi lµ
brouter. Brouter kh¸c víi router ë chç lµ kh«ng sö dông giao thøc ®Þnh tuyÕn.
4.3.5. Ph©n ®o¹n m¹ng LAN b»ng bridge
M¹ng Ethernet LAN ®−îc ph©n ®o¹n b»ng bridge lµm gi¶m sè l−îng user
trªn mçi segment, do ®ã sÏ t¨ng ®−îc l−îng b¨ng th«ng dµnh cho mçi user.
Bridge chia m¹ng ra b»ng c¸ch x©y dùng b¶ng ®i¹ chØ trong ®ã cho biÕt ®Þa
chØ cña tõng thiÕt bÞ m¹ng n»m trong segment nµo. Khi ®ã, dùa vµo ®Þa chØ MAC
cña frame bridge sÏ cã thÓ quyÕt ®Þnh chuyÓn frame hay kh«ng. Ngoµi ra, bridge
cßn ®−îc xem lµ trong suèt ®èi víi c¸c thiÕt bÞ kh¸c trong m¹ng.
Bridge lµm t¨ng thêi gian trÔ trong m¹ng lªn kho¶ng 10% ®Õn 30%, thêi gian
trÔ nµy lµ thêi gian ®Ó bridge quyÕt ®Þnh vµ thùc hiÖn chuyÓn m¹ch d÷ liÖu. Bridge
chuyÓn m¹ch theo d¹ng nhËn – råi chuyÓn nªn nã ph¶i nhËn hÕt toµn bé frame,
kiÓm tra ®Þa chØ nguån vµ ®Ých, tÝnh to¸n CRC ®Ó kiÓm tra lçi frame råi míi chuyÓn
frame ®i. NÕu port ®Ých ®ang bËn th× bridge sÏ t¹m thêi l−u frame l¹i cho ®Õn khi
port ®Ých ®−îc gi¶i phãng. ChÝnh nh÷ng kho¶ng thêi gian nµy lµm t¨ng thêi gian trÔ
vµ lµm chËm qu¸ tr×nh truyÒn trªn m¹ng.
- 362
* Chia nhá m¹ng lµm gi¶m sè l−îng user trªn mét segment.
* Bridge nhËn råi chuyÓn frame dùa trªn ®Þa chØ líp 2
- 363
* §éc lËp víi giao thøc líp 3
* Lµm t¨ng thêi gian trÔ trong m¹ng.
- 364
- 365
4.3.6. T¹i sao ph¶i ph©n ®o¹n m¹ng LAN
Cã hai nguyªn nh©n chÝnh ®Ó chóng ta ph©n ®o¹n m¹ng LAN, thø nhÊt lµ ®Ó
ph©n luång giao th«ng gi÷a c¸c segment. Thø hai lµ ®Ó t¨ng l−îng b¨ng th«ng cho
mçi user b»ng c¸ch t¹o miÒn ®ông ®é nhá h¬n.
NÕu kh«ng ph©n ®o¹n m¹ng LAN, m¹ng LAN lín nhanh chãng bÞ nghÏn
m¹ch v× mËt ®é giao th«ng vµ ®ông ®é qu¸ nhiÒu.
B¹n cã thÓ sö dông bridge, switch vµ router ®Ó chia nhá m¹ng LAN thµnh
nhiÒu segment. Mçi segment lµ mét miÒn ®ông ®é riªng biÖt.
Bridge vµ switch cã nhiÒu −u ®iÓm khi sö dông ®Ó chia mét m¹ng lín thµnh
nhiÒu ®¬n vÞ ®éc lËp. Bridge vµ switch sÏ gi¶m bít l−îng giao th«ng trªn tÊt c¶ c¸c
segment v× chóng chØ chuyÓn mét tØ lÖ giao th«ng nhÊt ®Þnh ra ngoµi mét segment
chø kh«ng ph¶i toµn bé. Tuy bridge vµ switch cã thÓ thu hÑp miÒn ®ông ®é nh−ng
l¹i kh«ng thu hÑp ®−îc miÒn qu¶ng b¸.
- 366
Mçi mét cæng trªn router kÕt nèi vµo mét m¹ng riªng. Do ®ã, router sÏ chia
mét m¹ng LAN thµnh nhiÒu miÒn ®ông ®é nhá h¬n vµ ®ång thêi thµnh nhiÒu miÒn
qu¶ng b¸ nhá h¬n v× router kh«ng chuyÓn gãi qu¶ng b¸ trõ phi nã ®−îc cÊu h×nh ®Ó
lµm nh− vËy.
Switch chia m¹ng LAN thµnh c¸c miÒn cùc nhá gäi lµ microsegment. Mçi
segment nh− vËy lµ mét kÕt nèi ®iÓm - ®Õn - ®iÓm riªng biÖt. Khi cã hai m¸y cÇn
liªn l¹c víi nhau, switch sÏ thiÕt lËp mét m¹ch ¶o gi÷a hai port cña hai m¸y ®ã vµ
m¹ch ¶o nµy chØ tån t¹i trong kho¶ng thêi gian cÇn thiÕt cho hai m¸y liªn l¹c víi
nhau th«i.
- 367
4.3.7. Thùc hiÖn ph©n ®o¹n cùc nhá (microsegment)
LAN switch ®−îc xem lµ bridge ®a port kh«ng cã miÒn ®ông ®é v× nã cã thÓ
ph©n ®o¹n cùc nhá. B»ng c¸ch ®äc ®Þa chØ MAC ®Ých, switch cã thÓ chuyÓn m¹ch
frame víi tèc ®é cao nh− bridge. Tuy nhiªn switch cã thÓ chuyÓn m¹ch frame ra
port ®Ých tr−íc khi nhËn hÕt toµn bé frame gióp gi¶m thêi gian trÔ vµ t¨ng tèc ®é
chuyÓn frame.
Ethernet switch chia m¹ng LAN thµnh nhiÒu segment, mçi segment lµ mét
kÕt nèi ®iÓm - ®Õn - ®iÓm vµ switch kÕt nèi c¸c segment nµy b»ng m¹ch ¶o. M¹ch
¶o chØ ®−îc thiÕt lËp bªn trong switch vµ tån t¹i khi hai m¸y cÇn liªn l¹c víi nhau
th«i. Nhê vËy chuyÓn m¹ch Ethernet cã thÓ lµm t¨ng b¨ng th«ng kh¶ dông trªn
m¹ng.
MÆc dï LAN switch cã thÓ thu nhá kÝch th−íc miÒn ®ông ®é nh−ng tÊt c¶
c¸c host kÕt nèi vµo switch vÉn n»m trong cïng mét miÒn qu¶ng b¸. Do ®ã, mét gãi
qu¶ng b¸ tõ mét m¸y vÉn ®−îc göi ®Õn tÊt c¶ c¸c m¸y kh¸c th«ng qua switch.
Switch lµ mét thiÕt bÞ lín liªn kÕt d÷ liÖu gièng nh− brige, cho phÐp kÕt nèi
nhiÒu segment LAN vËt lý víi nhau thµnh mét m¹ng lín. T−¬ng tù nh− bridge,
switch còng chuyÓn gãi dùa trªn ®Þa chØ MAC. Nh−ng switch chuyÓn m¹ch phÇn
cøng chø kh«ng chuyÓn m¹ch b»ng phÇn mÒm nªn nã cã tèc ®é nhanh h¬n. Mçi
mét port cña switch cã thÓ ®−îc xem lµ mét brige riªng biÖt víi trän b¨ng th«ng
dµnh cho mçi port ®ã.
4.3.8. Switch vµ miÒn ®ông ®é
Nh−îc ®iÓm lín nhÊt cña m¹ng Ethernet 802.3 lµ ®ông ®é. §ông ®é x¶y ra
khi cã hai m¸y truyÒn d÷ liÖu ®ång thêi. Khi ®ông ®é x¶y ra, mäi frame ®ang ®−îc
truyÒn ®Òu bÞ ph¸ huû. C¸c m¸y ®ang truyÒn sÏ ng−ng viÖc truyÒn d÷ liÖu l¹i vµ chê
- 368
mét kho¶ng thêi gian ngÉu nhiªn theo quy luËt cña CSMA/CD. NÕu ®ông ®é nhiÒu
qu¸ møc sÏ lµm cho m¹ng kh«ng ho¹t ®éng ®−îc.
MiÒn ®ông ®é lµ khu vùc mµ frame ®−îc ph¸t ra cã thÓ bÞ ®ông ®é. TÊt c¶
c¸c m«i tr−êng m¹ng chia sÎ víi nhau lµ c¸c miÒn ®ông ®é. Khi kÕt nèi mét m¸y
vµo mét port cña switch, switch sÏ t¹o mét kÕt nèi riªng biÖt b¨ng th«ng 10Mb/s
cho m¸y ®ã. KÕt nèi nµy lµ mét miÒn ®ông ®é riªng. VÝ dô: nÕu ta kÕt nèi m¸y vµo
mét port cña mét switch 12 port th× ta sÏ t¹o ra 12 miÒn ®ông ®é riªng biÖt.
- 369
Switch x©y dùng b¶ng chuyÓn m¹ch b»ng c¸ch ®Þa chØ MAC cña c¸c host kÕt
nèi trªn mçi port cña switch. Khi hai host kÕt nèi vµo switch muèn liªn l¹c víi
nhau, switch sÏ t×m trong b¶ng chuyÓn m¹ch cña nã vµ thiÕt lËp kÕt nèi ¶o gi÷a hai
port cña hai host ®ã. KÕt nèi ¶o nµy ®−îc duy tr× cho ®Õn khi phiªn giao dÞch kÕt
thóc.
Trong vÝ dô h×nh 4.3.8. c, Host B vµ Host C muèn liªn l¹c víi nhau switch sÏ
thiÕt lËp mét kÕt nèi ¶o gi÷a hai port cña Host B vµ Host C t¹o thµnh mét
microsegment. Microsegment ho¹t ®éng nh− mét m¹ng chØ cã hai host duy nhÊt,
mét host göi vµ mét host nhËn, do ®ã nã sö dông ®−îc toµn bé b¨ng th«ng kh¶
dông trong m¹ng.
Switch gi¶m ®ông ®é vµ t¨ng b¨ng th«ng m¹ng v× nã cung cÊp b¨ng th«ng
dµnh riªng cho mçi segment.
4.3.9. Switch vµ miÒn qu¶ng b¸
Th«ng tin liªn l¹c trong m¹ng ®−îc thùc hiÖn theo 3 c¸ch. C¸ch th«ng dông
nhÊt lµ göi trùc tiÕp tõ mét m¸y ph¸t ®Õn mét m¸y thu.
- 370
C¸ch thø 2 lµ truyÒn multicast. TruyÒn multicast ®−îc thùc hiÖn khi mét m¸y
muèn göi gãi cho mét m¹ng con, hay cho mét nhãm n»m trong segment.
C¸ch thø 3 lµ truyÒn qu¶ng b¸. TruyÒn qu¶ng b¸ ®−îc thùc hiÖn khi mét m¸y
muèn göi cho tÊt c¶ c¸c m¸y kh¸c trong m¹ng. VÝ dô nh− server giö ®i mét th«ng
®iÖp vµ tÊt c¶ c¸c m¸y kh¸c trong cïng segment ®Òu nhËn ®−îc th«ng ®iÖp nµy.
Khi mét thiÕt bÞ muèn göi mét gãi qu¶ng b¸ líp 2 th× ®Þa chØ MAC ®Ých cña
frame ®ã sÏ lµ FF:FF:FF:FF:FF:FF theo sè thËp lôc ph©n. Víi ®Þa chØ ®Ých nh−
vËy, mäi thiÕt bÞ ®Òu ph¶i nhËn vµ xö lý gãi qu¶ng b¸.
MiÒn qu¶ng líp 2 cßn ®−îc xem miÒn qu¶ng b¸ MAC. MiÒn qu¶ng b¸ MAC
bao gåm tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ trong LAN cã thÓ nhËn ®−îc frame qu¶ng b¸ tõ mét host
trong LAN ®ã.
Switch lµ mét thiÕt bÞ líp 2. Khi switch nhËn ®−îc gãi qu¶ng b¸ th× nã sÏ göi
ra tÊt c¶ c¸c port cña nã trõ port nhËn gãi vµo. Mçi thiÕt bÞ nhËn ®−îc gãi qu¶ng b¸
nguon tai.lieu . vn
