Tài liệu Tìm hiểu về dynamic vlan và chứng thực người dùng với 802.1x

HCMC UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH-QUALITY TRAINING ---------------  --------------- TIỂU LUẬN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI TÌM HIỂU VỀ DYNAMIC VLAN VÀ CHỨNG THỰC NGƯỜI DÙNG VỚI 802.1X  GVHD: Huỳnh Nguyên Chính Sinh viên thực hiện 15110006 Nguyễn Đức Anh HCMC,2021 Nhận xét của GVHD ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... MỤC LỤC PHỤ LỤC HÌNH......................................................................................................5 NỘI DUNG...............................................................................................................7 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU THIẾT BỊ CHUYỂN MẠCH – SWITCH.................7 1.1. Định nghĩa chuyển mạch.............................................................................7 1.2. Hoạt động chuyển mạch cơ bản của switch..............................................7 1.2.1. Thời gian trễ của Ethernet switch........................................................10 1.2.2. Chuyển mạch Lớp 2 và Lớp 3..............................................................10 1.2.3. Chuyển mạch đối xứng và bất đối xứng..............................................12 1.2.4. Bộ đệm....................................................................................................13 1.2.5. Phương pháp chuyển mạch..................................................................14 1.2.6. Hoạt động của switch............................................................................15 1.2.7. Các chế độ chuyển mạch frame............................................................16 1.2.8. Switch và miền đụng độ........................................................................16 1.2.9. Switch và miền quảng bá......................................................................18 1.2.10. 1.3. Thông tin liên lạc giữa swith và máy trạm.......................................20 Mạng Lan Ảo (VLAN – Vitrual Local Area Network)..........................20 1.3.1. Giới thiệu................................................................................................20 1.3.2. Giới thiệu về VLAN...............................................................................23 1.3.3. Ưu điểm của VLAN...............................................................................25 1.3.4. Ứng dụng của VLAN.............................................................................25 CHƯƠNG 2: DYNAMIC VLAN (VLAN ĐỘNG).............................................26 2.1. Dynamic Vlan là gì ?.................................................................................26 2.2. Hoạt động của Dynamic Vlan...................................................................26 2.3. DYNAMIC VLANS & FALLBACK VLANS.........................................29 2.4. Tại sao nên dùng Dynamic Vlan ?...........................................................31 2.5. Dynamic Vlan vs Static Vlan....................................................................31 2.5.1. Tính linh hoạt.........................................................................................31 2.5.2. Bảo mật...................................................................................................32 Hình 22...................................................................................................................32 2.6. VLAN Trunking Protocol (VTP).............................................................32 2.6.1. Giới thiệu về VLAN Trunking Protocol (VTP)..................................32 2.6.2. Cấu hình một cổng là Trunk trên switch............................................33 2.7. VLAN Trunking Protocol – Giao thức mạch nối VLAN – VTP...........33 2.7.1. Nguồn gốc VTP......................................................................................33 2.7.2. Khái miệnVTP.......................................................................................34 2.7.3. Lợi ích của VTP.....................................................................................34 2.7.4. Miền VTP (VTP domain)......................................................................35 2.8. Các chế độ VTP.........................................................................................36 CHƯƠNG 3: CHỨNG THỰC NGƯỜI DÙNG 802.1x......................................39 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN.....................................................................................42 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................44 PHỤ LỤC HÌNH Hình 1: ...................................................................................................................8 Hình 2: ...................................................................................................................8 Hình 3: ...................................................................................................................9 Hình 4: ...................................................................................................................9 Hình 5: ................................................................................................................................. 10 Hình 6: ................................................................................................................................. 11 Hình 7: ................................................................................................................................. 11 Hình 8: ................................................................................................................................. 12 Hình 9: ................................................................................................................................. 13 Hình 10: ................................................................................................................................. 17 Hình 11: ................................................................................................................................. 17 Hình 12: ................................................................................................................................. 18 Hình 13: ................................................................................................................................. 19 Hình 14: ................................................................................................................................. 20 Hình 15: ................................................................................................................................. 21 Hình 16: ................................................................................................................................. 22 Hình 17: ................................................................................................................................. 24 Hình 18: ................................................................................................................................. 24 Hình 19: ................................................................................................................................. 27 Hình 20: ................................................................................................................................. 28 Hình 21: ................................................................................................................................. 30 Hình 22: ................................................................................................................................. 32 Hình 23: ................................................................................................................................. 36 Hình 24: ................................................................................................................................. 37 LỜI MỞ ĐẦU Một chức năng lớn của công nghệ chuyển mạch Ethernet đó là VLAN. Công nghệ VLAN được sử dụng để nhóm các máy trạm và máy chủ vào trong một nhóm logic. Các thiết bị trong một VLAN được hạn chế truyền thông cùng với các thiết bị trong VLAN cho nên hoạt động mạng chuyển mạch giống như một số lượng của các LAN riêng lẻ không kết nối. Vì hạ tầng mạng máy tính là phần không thể thiếu trong các tổ chức hay các công ty. Trong điều kiện kinh tế hiện nay hầu hết đa số các tổ chức hay công ty có phạm vi sử dụng bị giới hạn bởi diện tích và mặt bằng đều triển khai xây dựng mạng LAN để phục vụ cho việc quản lý dữ liệu nội bộ cơ quan mình được thuận lợi, đảm bảo tính an toàn dữ liệu cũng như tính bảo mật dữ liệu mặt khác mạng Vlan còn giúp các nhân viên trong tổ chức hay công ty truy nhập dữ liệu một cách thuận tiện với tốc độ cao. Một điểm thuận lợi nữa là mạng VLAN còn giúp cho người quản trị mạng phân quyền sử dụng tài nguyên cho từng đối tượng là người dùng một cách rõ ràng và thuận tiện giúp cho những người có trách nhiệm lãnh đạo dễ dàng quản lý nhân viên và điều hành công ty. Các doanh nghiệp thường sử dụng VLAN như một cách chắc chắn rằng các nhóm người dùng riêng biệt được nhóm một cách logic. Với mạng LAN thông thường các nhóm làm việc và các phòng ban (Tiếp thị kinh doanh, Kế toán…) nằm trong một mạng vật lý, nhưng với VLAN thì được nằm trong một mạng logic. NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU THIẾT BỊ CHUYỂN MẠCH – SWITCH 1.1. Định nghĩa chuyển mạch Chuyển mạch là một quá trình thực hiện đấu nối và chuyển thông tin cho người sử dụng thông qua hạ tầng mạng viễn thông. Nói cách khác, chuyển mạch trong trong viễn thông bao gồm chức năng định tuyến cho thông tin và chức năng chuyển tiếp thông tin. Như vậy, theo khía cạnh thông tin thường khái miện chuyển mạch gắn liền với mạng và lớp liên kết dữ liệu trong mô hình OSI của tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO. 1.2. Hoạt động chuyển mạch cơ bản của switch Chuyển mạch là một kỹ thuật giúp giảm tắc nghẽn trong mạng Ethernet, Token Ring và FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Chuyển mạch thực hiện được việc này bằng cách giảm giao thông và tăng băng thông. LAN switch thường được sử dụng để thay thế cho Hub và vẫn hoạt động tốt với các cấu trúc cáp có sẳn. Switch thực hiện hoạt động chính như sau:         Chuyển mạch frame. Bảo trì hoạt động chuyển mạch. Khả năng truy cập riêng biệt trên từng port. Loại trừ được đụng độ và tăng thông lượng đường truyền Hỗ trợ được nhiều phiên giao dịch cùng một lúc Chuyển frame dựa trên bảng chuyển mạch Chuyển frame dựa theo địa chỉ MAC (lớp 2) Hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI  Hoạt vị trí kết nối của từng máy trạm bằng cách ghi nhận địa chỉ nguồn trên frame nhận vào. 1.2.1. Thời gian trễ của Ethernet switch Thời gian trể là thời gian từ lúc switch nhận frame vào cho đến khi switch đã chuyển hết frame ra cổng đích. Thời gian trể này phụ thuộc vào cấu hình chuyển mạch và lượng giao thông qua switch. Thời gian trể được đo bằng đơn vị nhỏ hơn giây. Đối với thiết bị mạng hoạt động với tốc độ cao thì mỗi nano giây (ns) trễ hơn là một ảnh hưởng lớn đến hoạt động mạng. 1.2.2. Chuyển mạch Lớp 2 và Lớp 3 Chuyển mạch là tiến trình nhận frame vào từ một cổng và chuyển frame ra tới một cổng khác. Router sử dụng chuyển mạch Lớp 3 để chuyển các gói đã được định tuyến xong. Switch sử dụng chuyển mạch Lớp 2 để chuyển frame. Sử khác nhau giữa chuyển mạch Lớp 2 và Lớp 3 là loại thông tin nằm trong frame được sử dụng để quyết định chọn cổng ra là khác nhau. Chuyển mạch Lớp 2 dựa trên thông tin là địa chỉ MAC. Còn chuyển mạch Lớp 3 là dựa trên địa chỉ lớp mạng (ví dụ như: địa chỉ IP). Chuyển mạch Lớp 2 nhìn vào địa chỉ MAC đích trong phần header của frame và chuyển frame ra đúng cổng dựa theo thông tin địa chỉ MAC trên bảng chuyển mạch. Bảng chuyển mạch được lưu trong bộ nhớ địa chỉ CAM (Content Addressable Memory – nhớ nội dung địa chỉ). Nếu switch lớp 2 không biết gửi frame vào port nào, cụ thể thì đơn giản là nó quảng bá frame ra tất cả các port của nó. Khi nhận được khi nhận được gói trả lời về, switch sẽ nhận địa chỉ mới vào CAM. 7 Application 6 Presention 5 Session 4 Transport Chuyển mạch Lớp 3 là một chức năng của Lớp mạng. Chuyển mạch Lớp 3 kiểm 3 Network tra thông tin nằm trong phần header của Lớp 3 và đựa vào địa chỉ IP đó để chuyển gói. 2 Data link 7 Application 1 Physical 6 Presention Hình 06: Chuyển mạch Lớp 2 5 Session 4 Transport 3 Network 2 Data link 1 Physical Hình 07: Chuyển mạch Lớp 3 Dòng giao thông trong mạng chuyển mạch ngang hàng hoàn toàn khác với dòng giao thông trong mạng định tuyến hay mạng phân cấp. Trong mạng phân cấp dòng giao thông trong mạng được uyển chuyển hơn trong mạng ngang hàng. 1.2.3. Chuyển mạch đối xứng và bất đối xứng Chuyển mạch LAN được phân loại thành loại thành đối xứng và bất đối xứng dựa trên bảng thông báo của mỗi cổng trên switch. Chuyển mạch đối xứng là chuyển mạch giữa các cổng có cùng một băng thông. Chuyển mạch bất đối xứng là chuyển mạch giữa các cổng có băng thông khác nhau (ví dụ: giữa các cổng 10/100Mb/s và cổng 100Mb/s)  Chuyển mạch giữa hai cổng có cùng băng thông (10/10Mbs hay 100/100 Mb/s). 10 Mbps  T h ô n g l ư ợ n g c à 10 Mbps càng tăng. 10 x 4 = 40 Mbps qua mạng 10 Mbps 10 Mbps n Hình cho 08: Chuyển xứng Chuyển mạch bất đối xứng phép chomạch phép đối dành nhiều băng thông hơn cho cổng nối vào server để tránh nghẽn mạch trên đường này khi có nhiều client truy cập server cùng một lúc. Chuyển mạch bất đối xứng cần có bộ đệm để giữ frame được liên tục giữa hai tốc độ khác nhau của hai cổng. 100 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps Hình 09: Chuyển mạch bất đối xứng  Chuyển mạch giữa hai cổng không cùng băng thông (10/100 Mb/s)  Đòi hỏi phải có bộ đệm. 1.2.4. Bộ đệm Ethernet switch sử dụng bộ đệm để giữ và chuyển frame. Bộ đệm còn được sử dụng khi cổng đích đang bận. Có hai loại bộ đệm có thể sử dụng để chuyển frame là bộ đệm theo cổng và bộ đệm chia sẽ. Trong bộ đệm theo cổng, frame được lưu thành từng đợt tương ứng với từng cổng nhận vào. Sau đó frame sẽ được chuyển sang hàng đợi của cổng đích khi tất cả các frame trước nó trong hàng đợi đã được chuyển hết. Như vậy một frame có thể làm cho tất cả các frame còn lại trong trong hàng đợi phải hoãn lại vì cổng đích của frame này đang bận. Ngay khi cổng đích còn đang trống thì cũng phải chờ một khoảng thời gian để chuyển hết frame đó. Bộ được chia sẻ để tất cả các frame vào chung một bộ nhớ. Tất cả các cổng của switch chia sẻ cùng một bộ đệm dung lượng bộ đệm phân bổ theo nhu cầu của mỗi cổng tại mỗi thời điểm. Frame được tự động đưa ra cổng phát. Nhờ cơ chế chia sẻ này, một frame nhận được từ cổng này không cần phải chuyển hàng đợi để phát ra cổng khác. Swicth giữ một sơ đồ cho biết frame nào tương ứng với cổng nào và sơ đồ này sẽ xóa đi sau khi đã truyền frame thành công. Bộ đệm được sử dụng theo dạng chia sẻ. Do đó lượng frame trong bộ đệm bị giới hạn bởi tổng dung lượng của bộ đệm chứ không phụ thuộc vào vùng đệm của từng cổng như dạng bộ đệm theo cổng. Do đó frame lớn có thể chuyển đi được và ít bị rớt gói hơn. Điều này rất quan trọng đố với chuyển mạch bất đồng bộ vì frame được chuyển giữa hai cổng có hai tốc độ khác nhau.  Bộ đệm theo cổng lưu các frame theo hàng đợi tương ứng với từng cổng nhận vào.  Bộ đệm chia sẻ lưu tất cả các frame vào chung một bộ nhớ. Tất cả các cổng trên switch chia sẻ cùng một vùng nhớ này. 1.2.5. Phương pháp chuyển mạch Có hai phương chuyển mạch: - - - - Store – and – forward: nhận vào toàn bộ frame xong rồi mới bắt đầu chuyển đi. Switch đọc địa chỉ nguồn, đích và lọc frame nếu cần trước khi quyết định chuyển frame ra. Vì switch phải nhận xong toàn bộ frame rồi mới bắt đầu tiến trình chuyển mạch frame nên thời gian trễ càng lớn đối với frame càng lớn. Tuy nhiên nhờ vậy switch mới kiểm tra lỗi cho toàn bộ frame giúp khả năng phát hiện lỗi cao hơn. Cut – through: frame được chuyển đi trước khi nhận xong toàn bộ frame. Chỉ cần địa chỉ đích có thể đọc được rồi là có thể chuyển frame ra. Phương pháp này làm giảm thời gian trễ nhưng đồng thời làm giảm khả năng phát hiện lỗi frame. Sau đây là hai chế độ chuyển mạch cụ thể theo phương pháp cut – through: Fast – forward: Chuyển mạch nhanh có thời gian gian trễ thấp nhất. Chuyển mạch nhanh sẽ chuyển frame ra ngay sau khi đọc được địa chỉ đích của frame mà không cần phải chờ nhận hết frame. Do đó cơ chế này không kiểm tra được frame nhận vào có bị lỗi hay không dù điều này không xảy ra thường xuyên và máy đích sẽ hủy gói tin nếu gói tin đó bị lỗi. Trong cơ chế chuyển mạch nhanh, thời gian trễ được tính từ lúc switch nhận vào bit đầu tiên cho đến khi switch phát ra bit đầu tiên. Fragment – free: cơ chế chuyển mạch này sẽ lọc bỏ các mảnh gãy do dụng độ gây ra trước khi bắc đầu chuyển gói. Hầu hết các frame bị lỗi trong mạng là những gãy của frame do bị đụng độ. Trong mạng hoạt động bình thường, một mảnh frame gãy do đụng độ gây ra phải nhỏ hơn 64 byte. Bất kỳ trong frame nào lớn hơn 64 byte đều xem là hợp lệ và thường không có lỗi. Do cơ chế chuyển mạch không mảnh gãy sẽ chờ nhận đủ 64byte đầu tiên của frame để bảo đảm frame nhận được không phải là một mảnh gãy do bị đụng độ rồi mới bắt đầu chuyển frame đi. Trong chế độ chuyển mạch này, thời gian trễ cũng được tính từ switch nhận được bit đầu tiên cho đến khi switch phát switch phát đi bit đầu tiên đó. Thời gian trễ của mỗi chế độ chuyển mạch phụ thuộc vào cách mà switch chuyển frame như thế nào. Để chuyển frame được nhanh hơn, switch đã bớt thời gian kiểm tra lỗi frame đi nhưng làm như vậy lại làm tăng dữ liệu cần truyền lại. 1.2.6. Hoạt động của switch Chức năng của switch Switch là một thiết bị chọn lựa đường dẫn để gửi frame đến đích, switch hoạt động ở Lớp 2 của mô hình ISO. Switch quyết định chuyển frame dựa trên địa chỉ MAC, do đó switch được xếp vào thiết bị hoạt động ở Lớp 2. Chính nhờ switch lựa chọn đường dẫn để quyết định chuyển frame lên mạng LAN có thể hoạt động hiệu quả hơn. Switch nhận biết máy nào kết nối vào cổng của nó bằng cách đọc địa chỉ MAC nguồn trong frame mà nó nhận được. Khi hai máy thực hiện liên lạc với nhau, switch chỉ thiết lập một mạch ảo giữa hai cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu thông trên các cổng khác. Do đó, mạng LAN có hiệu suất hoạt động cao thường sử dụng chuyển mạch toàn bộ. Switch tập trung các kết nối và quyết định chọn đường dẫn để truyền dữ liệu hiệu quả. Frame được chuyển mạch từ cổng nhận vào đến cổng phát ra. Mỗi cổng là một kết nối cung cấp chọn băng thông cho máy. Để chuyển frame hiệu quả giữa các cổng, switch lưu giữ một bảng địa chỉ. Khi switch nhận vào một frame, nó sẽ ghi địa chỉ MAC của máy gửi tương ứng với cổng mà nó nhận frame đó vào. Các đặc điểm chính của switch: o o Tách biệt giao thông trên từng đoạn mạng. Tăng nhiều hơn lượng băng thông dành cho mỗi người dùng bằng cách tạo ra miền đụng độ nhỏ hơn. Đặc điểm đầu tiên: Tách biệt giao thông trên từng đoạn mạng. Switch chia hệ thống mạng ra thành các đơn vị cực nhỏ gọi là microsegment. Các segment như vậy cho phép các người dùng trên nhiều segment khác nhau có thể giử dữ liệu cùng một lúc mà không làm chậm các hoạt động của mạng. Bằng cách chia nhỏ hệ thống mạng, sẽ làm giảm lượng người dùng và thiết bị cùng chia sẻ một băng thông. Mỗi segment là một miền đụng độ riêng biệt. Switch giới hạn lưu lượng băng thông chỉ chuyển gói tin đến đúng cổng cần thiết dựa trên địa chỉ MAC Lớp 2. Đặc điểm thứ hai: Switch là bảo đảm cung cấp băng thông nhiều hơn cho người dùng bằng cách tạo ra các miền đụng độ nhỏ hơn. Switch chia nhỏ mạng LAN thành nhiều đoạn mạng (segment) nhỏ. Mỗi segment này là một kết nối riêng giống như một làn đường riêng 100 Mb/s. Mỗi server có thể đặt trên một kết nối 100 Mb/s riêng. Trong các hệ thống mạng hiện nay Fast Ethernet switch được sử dụng làm đường trục chính cho mạng LAN, còn Ethernet switch hoặc Fast Ethernet hub được sử dụng kết nối xuống máy tính. 1.2.7. Các chế độ chuyển mạch frame. Có ba chế độ chuyển mạch frame: - - - Fast – forwad: switch đọc được địa chỉ của frame là bắt đầu chuyển frame đi luôn mà không cần nhận được hết frame. Như vậy, frame được chuyển đi trước nhận hết toàn bộ frame. Do đó thời gian trễ giảm xuống nhưng khả năng phát hiện lỗi kém. Fast – Forwad là một thuật ngữ được sử dụng để chỉ switch đang ở chế độ chuyển mạch cut –through. Store – and – forwad: nhận vào toàn bộ frame rồi mới bắt đầu chuyển frame đi. Switch đọc địa chỉ nguồn và thực hiện lọc bỏ frame nếu cần rồi mới quyết định chuyển frame định. Thời gian switch nhận frame vào sẽ gây ra thời gian trễ. Frame càng lớn thì thời gian trễ càng lớn, vì switch phải nhận xong hết toàn bộ frame rồi mới tiến hành chuyển mạch cho frame. Nhưng vậy thì switch có đủ thời gian và dữ liệu để kiểm tra lỗi frame, nên khả năng phát hiện lỗi cao hơn. Fragment – free: nhận vào hết 64 byte đầu tiên của frame rồi mới bắt đầu chuyển frame đi. Fragment – free là một thuật ngữ được sử dụng để chỉ switch đang sử dụng một dạng cải biên của chuyển mạch cut –through. Một chế độ chuyển mạch khác được kết hợp giữa cut – through và Store – and – forwad. Kiểu kết hợp này gọi là cut – through thích nghi (adaptive cut – through) Trong chế độ này, switch sẽ sử dụng chuyển mạch cut –through cho đến khi nào nó phát hiện ra một lượng frame bị lỗi nhất định. Khi số lượng frame bị lỗi vượt quá mức ngưỡng thì khi đó switch sẽ chuyển sang dùng chuyển mạch store – and – forward. 1.2.8. Switch và miền đụng độ Nhược điểm lớn nhất của mạng Ethernet 802.3 là đụng độ. Đụng độ xảy ra khi hai máy tính truyền dữ liệu đồng thời. Khi đụng độ xảy ra, mọi frame đang được truyền bị phát hủy. Các máy đang truyền sẽ ngưng việc truyền dữ liệu lại và chờ một khoảng thời gian ngẫu nhiên theo quy luật CMSA/CD. Nếu đụng độ nhiều quá mức sẽ làm không hoạt động được. Miền đụng độ là khu vực mà frame được phát hiện ra có thể bị đụng độ. Khi kết nối một máy vào một cổng của Switch, Switch sẽ tạo một kết nối riêng biệt băng thông 10Mb/s cho máy đó. Kết nối này và một miền đụng độ riêng (ví dụ: nếu ta nối máy vào một cổng của một switch 12 cổng thì ta sẽ tạo ra 12 miền đụng độ riêng biệt. ●●● ---------- : Miền đụng độ Hình 10 Hình 11 Switch xây dựng bảng chuyển mạch bằng cách lấy địa chỉ MAC của các host kết nối trên mỗi port của switch. Khi hai host kết nối vào switch muốn liên lạc với nhau, switch sẽ tìm trong bảng chuyển mạch của nó và thiết lập kết nối ảo giữa hai cổng của hai host đó. Kết nối ảo này được duy trì cho đến khi phiên giao dịch kết thúc. Ví dụ trong hình 11 máy B và máy C muốn liên lạc với nhau, switch sẽ thiết lập một kết nối ảo giữa hai cổng của máy B và máy C tạo thành microsegment (một đoạn mạng siêu nhỏ). Microsegment hoạt động như một mạng chỉ có hai máy duy nhất, một máy gửi và một máy nhận, do đó hai nó sử dụng được toàn bộ băng thông khả dụng trong mạng. Switch giảm đụng độ và tăng băng thông mạng vì nó cung cấp băng thông dành riêng cho mỗi đoạn mạng (segment). 10 Mbps A C 2 3 1 10 Mbps 4 B Hình 12 1.2.9. Switch và miền quảng bá Thông tin liên lạc trong mạng được thực hiện theo 3 cách. Cách thông dụng nhất gửi trực tiếp từ một máy phát đến một máy thu. Cách hai truyền Multicast. Truyền multicast được thực hiện khi một máy muốn gửi gói tin đến cho một mạng con, hay một nhóm nằm trong segment. Khi một thiết bị gửi một gói tin quảng bá đến Lớp 2 thì địa chỉ MAC đích của frame đó sẽ là FF:FF:FF:FF:FF:FF theo số thập lục phân. Với địa chỉ đích như vậy mọi thiết bị đều phải nhận và xử lý gói quảng bá. Unicast Multicast Broadcast Hình 13 Miền quảng bá Lớp 2 còn được xem là miền quảng bá MAC. Miền quảng bá MAC bao gồm tất cả các thiết bị trong LAN có thể nhận được frame quảng quảng bá từ một máy trong trong LAN đó. Switch là thiết bị Lớp 2. Khi switch nhận được goi quảng bá thi nó sẽ gửi ra tất cả tất cả các cổng trừ cổng nhận gói vào. Mỗi thiết bị nhận được gói quảng bá đều phải xử lý thông tin nẳm trong đó. Điều này làm giảm hiệu quả hoạt động của mạng vì tốn băng thông cho mục đích quảng bá. Khi hai switch kết nối với nhau, kích thước miền quảng bá tăng lên (ví dụ như hình 13 gói quảng bá được ra tất cả các cổng của switch 1 mà switch 1 kết nối với switch 2. do đó gói quảng bá cũng truyền cho các thiết bị kết nối vào switch 2. Hậu quả là lượng băng thông khả dụng giảm xuống vì các thiết bị trong cùng một miền quảng bá đều phải nhận và xử lý gói quảng bá. Switch 1 Switch 2 Hình 14 1.2.10.Thông tin liên lạc giữa swith và máy trạm Khi một máy trạm được kết nối vào LAN, nó không cần quan tâm đến thiết bị khác cùng kết nối vào LAN đó. Máy trạm chỉ đơn giản là sử dụng NIC (Network Interface Card) để truyền dữ liệu xuống môi trường truyền. Máy trạm có thể kết nối trực tiếp với một máy trạm khác bằng cáp chéo hoặc là kết nối vào một thiết bị mạng như là Hub, switch hoặc router bằng cáp thẳng. Switch là thiết bị Lớp 2 thông minh, có thể học địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối vào cổng của nó. Cho đến khi thiết bị bắt đầu truyền dữ liệu đến switch thì nó mới học được đại chỉ MAC của thiết bị trong bảng chuyển mạch. Còn trước đó nếu thiết bị chưa hề gửi dữ liệu gì đến switch thì switch chưa nhận biết gì về thiết bị này. 1.3. Mạng Lan Ảo (VLAN – Vitrual Local Area Network) 1.3.1. Giới thiệu Trước hết cần nhắc lại về mạng LAN. Mạng LAN là một mạng cục bộ (viết tắc của Local Area Network), được định nghĩa là tất cả các máy tính trong cùng một miền quảng bá (broadcast domain). Cần nhớ rằng các router (bộ định tuyến) chặn bản tin quảng bá, trong khi switch (bộ chuyển mạch) chỉ chuyển tiếp chúng. Mô hình mạng không có VLAN là một mạng phẳng (flat network) vì nó hoạt động chuyển mạch ở Lớp 2. Một mạng phẳng là một niểm quảng bá (broadcast), mỗi gói quản bá từ một host nào đó đều đến được các host còn lại trong mạng. Mỗi cổng trong switch là một miền đụng độ (collision), vì vậy người ta sử dụng switch để chia nhỏ miền collision, nhưng nó không ngăn được miền quảng bá.  Vấn đề băng thông: trong một số trường hợp một mạng Campus ở lớp 2 có thể mở thêm một số tòa nhà cao tầng nữa, hay một số người dùng tăng lên thì nhu cầu sử dụng băng thông cũng tăng, do đó khả năng thực thi của mạng cũng giảm.  Vấn đề bảo mật: mỗi người dùng nào cũng có thể thấy các người dùng khác trong cùng một mạng phẳng (flat network), do đó rất khó bảo mật.  Vấn đề về cân bằng tải: trong mạng phẳng ta không thể thực hiện truyền trên nhiều đường đi, vì lúc đó mạng dễ bị vòng lặp, tạo nên cơn bão quảng bá (broardcast storm) ảnh hưởng đến băng thông của đường truyền. Do đó không thể chia tải (còn gọi là cân bằng tải). Để giải quyết vấn đề trên, ta đưa ra giải pháp VLAN. VLAN (Virtual Local Area Network) được định nghĩa là một nhóm logic các thiết bị mạng, và được thiết lập dựa trên các yếu tố như chức năng, bộ phận, ứng dụng…của công ty. Mỗi VLAN là một mạng con logic được tạo ra trên switch, còn gọi là đoạn hay miền quảng bá (broadcast). Như đã giới thiệu ở trên, VLAN là một mạng LAN ảo. Về mặt kỹ thuật, VLAN là một miền quảng bá được tạo bởi các switch. Bình thường thì router đóng vai tạo ra miền quảng bá. Đối VLAN thì có thể tạo ra miền quảng bá. VLAN là một kỹ thuật kết hợp chuyển mạch lớp 2 và định tuyến lớp 3 để giới hạn miền đụng độ và miền quảng bá. VLAN còn được sử dụng để bảo mật giữa các nhóm VLAN theo chức năng mỗi nhóm. Hình 15 Hình 15  Phân theo nhóm user theo phòng ban, đội nhóm và các ứng dụng thường dung.  Router cung cấp thông tin liên lạc giữa các VLAN với nhau. VLAN 1 VLAN 2 P4 P5 P6 P2 P1 P3 Hình 16 Các nhóm port vật lý được nhóm vào một VLAN. Vi dụ hình 2, port P1, P6, P4 được nhóm vào VLAN.1.VLAN.2 có các cổng P2, P3, P5. Thông tin liên lạc giữa VLAN.1 và VLAN.2 buộc thông qua router là nơi quyết định cho VLAN.1 và VLAN.2 có thể nói chuyện với nhau. Một đặc tính quan trọng của mạng chuyển mạch Ethernet là mạng LAN ảo (VLAN). VLAN là một nhóm logic các thiết bị mạng hoặc user. Các thiết bị mạng hoặc user được nhóm theo chức năng, phòng ban theo ứng dụng chức không theo vị trí vật lý nữa. Các thiết bị trong VLAN được giới hạn chỉ thông tin lien lạc với các thiết bị trong cùng VLAN. Chỉ có router cung các kết nối giữa các VLAN với nhau. VLAN với cách phân nguồn tài nguyên và user theo logic đã làm tăng hiệu quả hoạt động của toàn hệ thống mạng. Các công ty, tổ chức thường sử dụng VLAN để phân nhóm user theo logic mà không cần quan tâm đến vị trí vật lý của họ. Với VLAN, mạng có khả năng phát triển, bảo mật và quản lý tốt hơn vì router trong cấu VLAN có thể ngăn gói quảng bá, bảo mật và quản lý dòng lưu lượng mạng. VLAN là công cụ mạnh trong thiết kế cấu hình mạng. Với VLAN công việc thêm bớt, chuyên đổi trong cấu trúc mạng khi cần thiết trở nên đơn giản hơn rất nhiều. VLAN