Bộ chuyển mạch cho LAN (LAN switch) hoạt động như thế nào?

Với lưu lượng truy cập tăng mạnh và CPU mau hơn trong số hệ thống máy tính, mạng LAN (Local Area Network – Mạng cục bộ) đang ngày càng bị tắc nghẽn và quá tải. Để giảm tắc nghẽn và cải thiện tốc độ mạng LAN, nhiều kỹ thuật viên CNTT tìm cách dùng công nghệ chuyển mạch LAN và LAN switch để cải thiện công suất của các công nghệ Ethernet truyền thống, mà chẳng luôn phải thi hành nâng cấp hệ thống dây tiêu tốn hoặc tốn thời gian cấu hình lại máy chủ. Vậy LAN switch là gì và nó thi hành định tuyến lưu lượng truy cập bằng cách dùng công nghệ chuyển mạch LAN làm sao? Bài viết bữa nay sẽ cho bạn câu trả lời.

Khái niệm cơ bản về công nghệ chuyển mạch LAN

Chuyển mạch LAN là một hình thức chuyển mạch trong đó các gói dữ liệu được truyền từ máy tính này sang máy tính khác qua mạng LAN. Công nghệ chuyển mạch LAN rất quan trọng đối với thiết kế mạng, vì nó cấp phép lưu lượng chỉ được gửi đến những nơi được yêu cầu.

Chuyển mạch LAN chủ đạo cho dù là 3 loại phương thức chuyển đổi: Chuyển mạch Layer 2 bằng phần cứng dựa trên địa chỉ MAC, chuyển mạch Layer 3 dựa theo địa điểm IP và chuyển mạch Layer 4 trong đó có thể xác định QoS (Quality of Service) cho từng người dùng.

Trong số 3 phương thức này, chuyển mạch Layer 2 được dùng rộng rãi nhất cho phân đoạn mạng (network segmentation) trong mạng LAN. Như được minh họa bên dưới, LAN switch được kết nối giữa bridge và router để tạo thành 4 collision domain (miền xung đột). Nó cho phép một thiết kế mạng phẳng hơn với nhiều phân đoạn mạng hơn các mạng truyền thống (được hình thành bởi repeater, hub và router).

Một mạng LAN thông thường cho dù là một hoặc nhiều LAN switch có thể được kết nối với router, modem hoặc bridge để truy cập Internet. Các thiết bị mạng khác như tường lửa, trình cân bằng tải và trình phát hiện xâm nhập mạng cũng có thể được bao gồm trong mạng LAN. Các mạng LAN nâng lên được đặc thù bởi việc sử dụng các liên kết dự phòng với những LAN switch, bằng cách sử dụng giao thức Spanning Tree để chống lại các vòng lặp, phân phối QoS và phân tách lưu lượng với Vlan.

LAN switch là gì?

LAN switch là phần tử thiết yếu được sử dụng trong những mạng LAN. LAN switch là một switch mạng kết nối hai hoặc nhiều mạng LAN và chuyển tiếp các gói giữa các mạng này. Tốc độ tối đa của LAN switch không hơn số lượng Gigabit, thường thì ở mức 1000 megabit/giây. LAN switch sử dụng ba loại chuyển mạch LAN, đó là chuyển mạch Layer 2, Layer 3 và Layer 4 để định tuyến lưu lượng trong mạng LAN.

Vì hầu hết các LAN switch hoạt động ở tầng Data Link (Layer 2), nên switch Layer 2 được dùng thông dụng nhất và có thể được tìm thấy trong gần như bất kỳ mạng LAN nào. Nó cung cấp một số lợi ích của cả bridge và router. Giống như bridge, LAN switch Layer 2 cũng có thể chuyển tiếp lưu lượng dựa theo header Layer 2.

Giống như router, nó phân vùng mạng thành các phân đoạn hợp lý, cung cấp khả năng quản trị, bảo mật và quản lý multicast traffic tốt hơn. Switch Layer 3 hoặc Layer 4 đòi hỏi công nghệ tiên tiến và mắt tiền hơn, do đó chúng thường được dùng nhiều hơn trong mạng LAN lớn hoặc trong môi trường mạng đặc biệt.

LAN switch sử dụng 3 phương thức để định tuyến lưu lượng

Như đã nói ở trên, các LAN switch dựa theo chuyển mạch gói. Trong mạng LAN, LAN switch thiết lập kết nối giữa hai phân đoạn để gửi các gói hiện tại. Lấy LAN switch Layer 2 làm ví dụ, các gói đến được lưu vào vùng nhớ tạm thời trong máy chủ. Thông tin địa chỉ MAC có trong header của frame cho nguồn và đích của gói được đọc bởi LAN switch và sau kia được đối chiếu với bản kê các địa điểm trong bảng tra cứu switch. Dưới đây là ba phương thức mà LAN switch sử dụng để định tuyến lưu lượng trong quy trình chuyển đổi Layer 2.

Cut-through

Trong phương thức Cut-through, LAN switch có thể đọc địa điểm MAC ngay cả nó phát hiện gói tin. Sau khi lưu giữ 6 byte tạo thành tin tức địa điểm MAC, chúng ngay tức thì gửi gói đến node đích, ngay cả khi phần còn lại của gói vẫn đang tiếp tục truyền tới switch.

Store-and-forward

Phương thức Store-and-forward sẽ lưu toàn bộ gói vào bộ đệm và kiểm tra lỗi trước khi gửi đến node đích. Nếu gói có lỗi, nó sẽ bị loại bỏ. Nếu không, switch sẽ tra cứu địa điểm MAC và gửi gói đến node đích. Nhiều LAN switch có thể kết hợp hai phương thức này, sử dụng Cut-through cho đến khi đạt đến một mức lỗi nhất định và sau đó thay đổi sang phương thức Store-and-forward.

Fragment-free

Một cách thức ít phổ biến hơn là Fragment-free. Nó hoạt động tựa như như phương thức Cut-through ngoại trừ việc lưu trữ 64 byte đầu tiên của gói trước khi gửi đi. Lý do là hầu hết các lỗi và xung đột diễn ra trong 64 byte trước mắt của gói.

Chuyển mạch LAN đi cùng với khả năng mở rộng cao, bảo mật và dễ quản lý. Hiện tại, LAN switch vận tốc kha khá thấp thường được sử dụng trong kiến trúc mạng vòng và Daisy-Chain (kết xích), do phạm vi địa lý có hạn của mạng LAN. Đối với môi trường mạng WAN, các thiết bị switch có tốc độ và công suất lớn hơn như switch 10gbe, switch 40gbe và switch 100gbe sẽ là yếu tố cần thiết.

Một số nhà sản xuất thiết bị LAN switch tốt nhất hiện nay

• Cisco Catalyst Switches

Cisco là công ty hàng đầu trên toàn toàn cầu về mạng giúp biến hóa cách mọi người kết nối, giao tiếp và cộng tác. Là một “nhà cách mạng” trong nghề công nghệ tin tức và truyền thông, Cisco bán phần cứng, ứng dụng và dịch vụ cho các doanh nghiệp thuộc mọi quy mô, chính phủ, hãng sản xuất dịch vụ và người tiêu dùng.

• Dell EMC Switches

Hiệu suất cao, kiến ​​trúc và nền tảng linh hoạt cho những trung tâm dữ liệu cỡ trung thế hệ tiếp theo và mạng khuôn viên doanh nghiệp.

• HPE Switches

Lập kế hoạch cơ sở hạ tầng mạng bao quanh các nhu cầu tiềm năng trong tương lai của doanh nghiệp cũng có thể có thể là một thách thức, ngay cả đối với các người có hiểu biết trong lĩnh vực này. Các doanh nghiệp đôi lúc phát triển theo một số cách không ngờ và điều đó còn cũng có thể có thể có tức là mạng của bạn sẽ cần nâng cấp sớm hơn bạn nghĩ.

• Juniper Networks Switching

Hãy cải thiện tính kinh tế của mạng với chuyển mạch Ethernet mật độ cao, cấp bậc đám mây qua trung tâm dữ liệu, khuôn viên và chi nhánh của bạn.

• Huawei Ethernet Switches

Huawei là nhà cung cấp hàng đầu ngoài nước về cơ sở hạ tầng ICT và thiết bị thông minh.

• Cisco Industrial Switching

Đáp ứng nhu cầu mạng IoT của bạn mà không phải hy sinh tính khả dụng của cơ sở hạ tầng hiện có. Công nghệ có tính khả dụng cao của Cisco tạo điều kiện thuận lợi cho khả năng khôi phục trên toàn mạng khi bạn mở rộng những điểm cuối và ứng dụng mạng của mình, cũng giống những thiết bị mạng phân tán theo địa lý cần phải có để hỗ trợ chúng.

• Alcatel-Lucent OmniSwitch

Switch giữ cho mạng văn phòng, khuôn viên và trung tâm dữ liệu được kết nối với Ethernet switch hiệu suất cao, đem đến một mạng tránh bị gián đoạn.

• Huawei Fixed Switches/Huawei Chassis Switches

Dành cho nhiều loại phần mềm và quy mô mạng, từ trung tâm dữ liệu đám mây đến mạng CAN.

• Micronet

Micronet cung cấp các giải pháp giao tiếp và mạng dữ liệu.

• Netgear Insight Smart Cloud Switches

Insight Managed Smart Cloud Switches là switch trước mắt từ NETGEAR với khả năng cấu hình và quản lý ở mọi nơi.

• Netgear Smart Managed Plus Switches
• Netgear Smart Managed Pro Switches

Các tính năng mạng toàn diện được định giá cho những doanh nghiệp vừa và nhỏ

• Netgear Smart Pro Cloud Switches

Smart Managed Pro Switches với tính năng quản lý từ xa/đám mây cung cấp giải pháp mạng linh hoạt và để dành kinh phí với những tính năng L2/L2+/Layer 3 Lite hùng cường và các tùy chọn PoE.

• Netgear Unmanaged Switches

Switch dạng plug-and-play dành riêng cho những doanh nghiệp cần kết nối tức thì. Không cần quản lý.

• Pakedge

Các giải pháp mạng Pakedge của Control4 gồm những sản phẩm chất lượng cao nhất, mọi thứ được thiết kế cho những nhu cầu biệt lập của căn nhà được kết nối.

Xem thêm:

• Kiến thức cơ bản về mạng: Tìm hiểu về Router
• Tìm hiểu về mesh router
• Cách bảo khắn khít bị IoT đúng cách

LAN switch,LAN switch là gì,LAN switch hoạt động như thế nào

Nội dung Bộ chuyển mạch cho LAN (LAN switch) hoạt động như thế nào? được tổng hợp sưu tầm biên tập bởi: Tin Học Trường Tín. Mọi ý kiến vui lòng gửi Liên Hệ cho truongtin.top để điều chỉnh. truongtin.top tks.