CCNA [Lab II-01] - (Lý Thuyết) Tìm Hiểu Layer 2 Address Và Hoạt Động Của Switch, VLAN, Access, Trunking

Layer 2 Address đóng vai trò quan trọng trong việc định danh và chuyển tiếp dữ liệu trong mạng. Hiểu về cách hoạt động của Switch, VLAN, Access và Trunking giúp tối ưu hóa kết nối và quản lý hệ thống mạng hiệu quả. Bài viết này sẽ cung cấp kiến thức chi tiết về các khái niệm quan trọng này.

MỤC LỤC

• Giới thiệu về Layer 2 Address
• Giới thiệu về hoạt động của Switch
• Giới thiệu về VLAN, Access, Trunking

I/ Giới thiệu về Layer 2 Address​

Lớp 2(Data Link Layer), còn được gọi là lớp liên kết dữ liệu, là cấp độ thứ hai trong mô hình tham chiếu OSI bảy lớp cho thiết kế giao thức mạng. Lớp 2 tương đương với lớp liên kết (lớp thấp nhất) trong mô hình mạng TCP/IP. Layer2 là lớp mạng được sử dụng để truyền dữ liệu giữa các nút mạng liền kề trong một mạng diện rộng hoặc giữa các nút trên cùng một mạng khu vực cục bộ.

Layer 2 Address (địa chỉ tầng 2) là địa chỉ được sử dụng trong tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer) của mô hình OSI để xác định duy nhất một thiết bị trong cùng một mạng cục bộ (LAN). Loại Layer 2 Address điển hình nhất là MAC Address. MAC Address (Media Access Control Address) gồm có:

• Là địa chỉ vật lý duy nhất được gán cho mỗi card mạng (NIC).
• Có độ dài 48-bit, biểu diễn bằng 6 cặp hex (VD: 00:1A:2B:3C:4D:5E).
• Được sử dụng trong các mạng Ethernet, Wi-Fi.
• Hoạt động với giao thức ARP (Address Resolution Protocol) để ánh xạ MAC <-> IP.

II/ Giới thiệu về hoạt động của Switch​

• Nhận Frame Khi một thiết bị gửi dữ liệu, switch nhận frame Ethernet thông qua một cổng (port).
• Kiểm Tra MAC Address Switch đọc địa chỉ MAC nguồn và đích từ frame. Nếu MAC nguồn chưa có trong bảng MAC (MAC Address Table), switch sẽ lưu lại địa chỉ MAC nguồn và cổng tương ứng.
• Tìm MAC Đích Trong Bảng MAC Nếu có trong bảng MAC → Chuyển frame đến đúng cổng. Nếu không có trong bảng MAC → Switch sẽ flood (gửi đến tất cả cổng) trừ cổng nhận.
• Chuyển Tiếp Frame Khi tìm thấy đúng cổng đích, switch sẽ chuyển tiếp frame trực tiếp, giúp tối ưu băng thông.
• Học Địa Chỉ MAC (MAC Learning) Switch liên tục cập nhật bảng MAC dựa trên dữ liệu nhận được để tối ưu quá trình chuyển tiếp frame.
• Ngăn Chặn Vòng Lặp (Loop Prevention) Khi dùng nhiều switch, cần Spanning Tree Protocol (STP) để tránh loop trong mạng.

III/ Giới thiệu về VLAN, Access, Trunking​

• Giới thiệu về VLAN
  • VLAN là cụm từ viết tắt của virtual local area network (hay virtual LAN) hay còn được gọi là mạng LAN ảo. VLAN là một kỹ thuật cho phép tạo lập các mạng LAN độc lập một cách logic trên cùng một kiến trúc hạ tầng vật lý. Việc tạo lập nhiều mạng LAN ảo trong cùng một mạng cục bộ (giữa các khoa trong một trường học, giữa các cục trong một công ty,...) giúp giảm thiểu miền quảng bá (broadcast domain) cũng như tạo thuận lợi cho việc quản lý một mạng cục bộ rộng lớn. VLAN tương đương như mạng con (subnet).
  • Ưu điểm: Tiết kiệm băng thông của mạng, Mạng có tính linh động cao, Dễ dàng thêm hay bớt các máy tính vào VLAN, Tăng khả năng bảo mật

VLAN có 2 chế độ chính là Access và Trunking:

• Giới thiệu về Access
  • Access thuộc về một và chỉ một VLAN.
  • Thông thường Access Port gắn tới một thiết bị của người dùng đầu cuối hoặc một server.
  • Các frame được truyền qua giao diện truy cập là các frame Ethernet bình thường.
  • Theo mặc định, tất cả các cổng trên một Switch đều ở chế độ truy cập.
• Giới thiệu về Trunk
  • Trunk xử lý lưu lượng cho nhiều VLAN, ghép kênh lưu lượng cho tất cả các VLAN đó qua cùng một kết nối vật lý.
  • Trunk mode thường được sử dụng để kết nối các switch với các thiết bị hoặc switch khác.

Tài liệu tham khảo:
Layer 2