Mục lục
I. Layer2 Address và hoạt động của Switch như thế nào
1. Layer 2 Address
2. Hoạt động của Switch
II. Thực hiện

---

I. Layer2 Address và hoạt động của Switch như thế nào

1. Layer 2 Address
- Layer 2 Address hay địa chỉ MAC (Media Access Control) là một định danh phần cứng độc nhất gán cho thiết bị mạng. Nó hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer) của mô hình OSI, giúp xác định các thiết bị trong một mạng LAN.

- Cấu trúc địa chỉ MAC:
+ Địa chỉ MAC dài 48-bit, thường được viết dưới dạng 12 ký tự hexadecimal. Ví dụ: 00:1A:2B:3C:4D:5E.

- Địa chỉ MAC được chia thành hai phần:

• OUI (Organizationally Unique Identifier): 24-bit đầu tiên, xác định nhà sản xuất thiết bị.
• NIC (Network Interface Controller) Specific: 24-bit còn lại, phân biệt thiết bị trong cùng một tổ chức.

- Chức năng:

• Xác định thiết bị: Địa chỉ MAC giúp các thiết bị trong mạng LAN nhận diện và giao tiếp với nhau.
• Chuyển tiếp khung dữ liệu: Trong quá trình truyền thông, địa chỉ MAC được sử dụng để xác định thiết bị đích và nguồn của khung dữ liệu (frame).
• Giao tiếp trong mạng LAN: Địa chỉ MAC hỗ trợ việc giao tiếp giữa các thiết bị trong cùng một mạng LAN thông qua việc truyền và nhận các khung dữ liệu.

- Địa chỉ MAC và các phương thức truyền thông:

• Unicast: Gửi dữ liệu từ một thiết bị đến một thiết bị khác có địa chỉ MAC cụ thể.
• Broadcast: Gửi dữ liệu đến tất cả các thiết bị trong mạng LAN.
• Multicast: Gửi dữ liệu đến một nhóm thiết bị cụ thể trong mạng LAN.

- Lưu trữ và quản lý:

• Bảng ARP (Address Resolution Protocol): Để ánh xạ địa chỉ IP sang địa chỉ MAC trong mạng IP.
• Bảng MAC trên Switch: Switch lưu trữ địa chỉ MAC và cổng liên kết của chúng để chuyển tiếp các khung dữ liệu hiệu quả.

2. Hoạt động của Switch
- Switch là thiết bị mạng hoạt động tại tầng liên kết dữ liệu (Layer 2) của mô hình OSI. Nó có nhiệm vụ kết nối và chuyển tiếp các khung dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng LAN.

- Cách hoạt động:
- Learning: Khi switch nhận được một khung dữ liệu, nó ghi lại địa chỉ MAC nguồn và cổng nhận của nó vào bảng MAC (MAC address table). Điều này giúp switch biết thiết bị nào kết nối qua cổng nào.

• Forwarding: Khi switch nhận được một khung dữ liệu có địa chỉ MAC đích, nó tra cứu trong bảng MAC để xác định cổng nào sẽ gửi khung dữ liệu đến thiết bị đích. Nếu địa chỉ MAC đích không có trong bảng, switch sẽ phát (broadcast) khung dữ liệu đến tất cả các cổng khác trừ cổng nhận.
• Filtering: Nếu địa chỉ MAC đích thuộc về cùng một cổng, switch sẽ không gửi khung dữ liệu đi, điều này giúp giảm bớt lưu lượng mạng không cần thiết.

- Bảng MAC (MAC Address Table):

• Bảng MAC lưu trữ thông tin về các địa chỉ MAC và cổng liên kết của chúng.
• Cập nhật liên tục khi có khung dữ liệu mới để duy trì thông tin chính xác về các thiết bị trong mạng.

- Lợi ích của Switch:

• Tăng hiệu suất mạng: Bằng cách phân phối lưu lượng một cách thông minh và giảm thiểu tình trạng phát sóng không cần thiết.
• Giảm va chạm dữ liệu (collisions): So với hub, switch giúp giảm số lượng va chạm dữ liệu bằng cách tạo ra các miền va chạm riêng biệt cho mỗi cổng.

II. Thực hiện

- Mục tiêu:

• Quan sát quá trình switch học địa chỉ MAC và chuyển tiếp khung dữ liệu.
• Hiểu cách switch xử lý các khung dữ liệu có địa chỉ MAC đích chưa biết.

Mô hình


Chuẩn bị:
- Phần mềm mô phỏng mạng (ví dụ: Cisco Packet Tracer, GNS3, EVE-NG), ở đây mình sẽ dùng GNS3
- 1 switch Layer 2
- 2 PC, 2 Router hoặc 2 máy ảo (Tùy thích)

- Các bước thực hiện:
- Bước 1: Cấu hình địa chỉ IP:
- Gán địa chỉ IP cho PC1 và PC2


*Lưu ý là phải gán IP của 2 máy cùng lớp mạng với nhau


- Bước 2: Sau khi gán IP cho 2 PC quan sát bảng MAC address ban đầu:
- Vào switch tiến hành gõ lệnh show mac address-table để xem bảng MAC address.

- Lúc này chưa có gì cả.

- Bước 3: Ping tin từ PC1 đến PC2:


- Bước 4: Quan sát bảng MAC address sau khi gửi gói tin:
- Vào Switch gõ lệnh show mac address-table


- Bước 5: Gửi gói tin từ PC2 đến PC1:

- Ở bài lab này chỉ cần thực hiện đến bước 4 là được. Nếu thực bước 5 thì kết quả sẽ giống như bước 4.