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

Với lưu lượng truy cập tăng mạnh và CPU nhanh hơn trong những 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 vận tốc mạng LAN, nhiều kỹ thuật viên CNTT tìm cách dùng công nghệ chuyển mạch LAN và LAN switch để cải thiện hiệu suất của các công nghệ Ethernet truyền thống, mà không luôn phải thi hành cải tiến hệ thống dây tiêu hao 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 phương pháp sử dụng công nghệ chuyển mạch LAN thế nào? 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 đấy 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 cho phép lưu lượng chỉ được gửi đến những nơi được yêu cầu.

Chuyển mạch LAN chủ yếu kể cả 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 chỉ IP và chuyển mạch Layer 4 trong đấy cũng đều có thể định vị 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 cấp 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 kể cả một hoặc nhiều LAN switch cũng có thể được kết nối với router, modem hoặc bridge để truy cập Internet. Các thiết bị mạng khác như tường lửa, trình thăng bằng tải và trình phát giác đột nhập mạng cũng đều có thể được kể cả trong mạng LAN. Các mạng LAN nâng lên được đặc thù bởi việc sử dụng các liên kết dự trữ với những LAN switch, bằng phương pháp 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 số 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 vượt quá số lượng Gigabit, thông thường 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 đa số các LAN switch hoạt động trên tầng Data Link (Layer 2), nên switch Layer 2 được dùng phổ biến nhất và cũng đều 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 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 yêu cầu công nghệ tiên tiến và mắt tiền hơn, do đấy 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 trên 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 đó được đối chiếu với danh sách các địa chỉ trong bảng tra cứu switch. Dưới này 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 cũng đều có thể đọc địa chỉ MAC ngay khi nó phát hiện gói tin. Sau khi lưu trữ 6 byte tạo thành thông tin địa điểm MAC, chúng ngay tức thì gửi gói đến node đích, ngay cả khi phần còn sót 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 lúc 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 cũng có thể kết hợp hai phương thức này, sử dụng Cut-through cho tới 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 trước mắt của gói trước lúc 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 kèm với khả năng mở rộng cao, bảo mật và dễ quản lý. Hiện tại, LAN switch vận tốc tương đối thấp thường được sử dụng trong kiến trúc mạng vòng và Daisy-Chain (kết xích), do độ rộng địa lý có hạn của mạng LAN. Đối với môi trường mạng WAN, các thiết bị switch có vận tốc và năng suất lớn hơn như switch 10gbe, switch 40gbe và switch 100gbe sẽ là yếu tố cần thiết.

Một số nhà cung cấp 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 đổi 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 công ty cho các doanh nghiệp thuộc mọi quy mô, chính phủ, nhà sản xuất dịch vụ và người tiêu dùng.

• Dell EMC Switches

Hiệu suất cao, kiến ​​trúc và nền tảng linh hoạt cho các cửa hàng dữ liệu cỡ trung thế hệ kế đến và mạng khuôn viên doanh nghiệp.

• HPE Switches

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

• Juniper Networks Switching

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

• Huawei Ethernet Switches

Huawei là nhà sản xuất hàng đầu thế giới 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 tiện cho khả năng khôi phục trên toàn mạng khi bạn mở rộng các điểm cuối và ứng dụng mạng của mình, cũng giống những thiết bị mạng phân tán theo địa lý cần thiết để hỗ trợ chúng.

• Alcatel-Lucent OmniSwitch

Switch giữ cho mạng văn phòng, khuôn viên và dịch vụ dữ liệu được kết nối với Ethernet switch công suất cao, đem đến một mạng khỏi bị gián đoạn.

• Huawei Fixed Switches/Huawei Chassis Switches

Dành cho nhiều loại ứng dụng 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 đầu tiên 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 dành dụm chi phí với các tính năng L2/L2+/Layer 3 Lite hùng cường và các tùy chọn PoE.

• Netgear Unmanaged Switches

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

• Pakedge

Các giải pháp mạng Pakedge của Control4 gồm những mặt hàng bài bản cao nhất, tất cả được thiết kế cho các nhu cầu riêng biệt của ngôi 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.