ARP Trong Switch-Switch Layer 3 Có Thay Thế Được Cho Router-Maximum Switch trong LAN

[Tannt02]

Em đang tìm hiểu về Switch, Các Bác cho Em hỏi tí:
- ARP trong Switch dùng để làm gì và có cần thiết không khi mà ta đã có bảng MAC address và ARP cache?
- Switch layer 3 có khả năng routing vậy nó có thể thay thế cho Router được hay không?
- Trong mạng LAN thì chúng ta có thể có tối đa bao nhiêu Switch?

[nvnam]

Hi Tannt02,

ARP:
Địa chỉ IP được dùng để định danh các trạm và mạng tưng ứng với tưng ứng lớp mạng của mô hình OSI và không phải địa chỉ vật lý của trạm đó trên một mạng cục bộ LAN (Ethernet, Token Ring....). Trên một mạng LAN như vậy, hai trạm chỉ có thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau. Như vậy vấn đề đặt ra là phải có cơ chế ánh xạ giữa địa chỉ IP (32bit) và địa chỉ vật lý (48bit).
Để giải quyết vấn đề trên, người ta xây dưng nên một giao thức ARP. Các thiết bị trên mạng LAN sử dụng ARP để tìm ra thông tin về địa chỉ vật lý của các thiết bị đó trên mạng.
ý tưởng về giải địa chỉ động dua ARP : khi máy A muốn gửi địa chỉ IP là IB, nó phát đi một thông điệp quảng bá trên toàn mạng trong đó có chứa địa chỉ IP và vât lý của nó và địa chỉ IP của B. Tất cả các trạm đều nhận được, nhưng chỉ có B nhận ra địa chỉ IP của mình và sẽ trả lời A bằng một thông điệp trong đó có chứa địa chỉ vật lý của B.
Tuy vậy không phải lúc nào khi cần truyền dữ liệu, A đều phát đi thông điệp quảng bá để yêu cầu địa chỉ vật lý của trạm nào đó. Việc phát thông điệp quảng bá như vậy sẽ tốn rất nhiều băng thông trên mạng thậm chí có thể gây ra tình trạng tắc nghẽn không đáng có ở những mạng có tốc độ truyền tải chậm. Do đó, mỗi trạm đều có một bộ đệm ARP (ARP cache) để lưu giữ những địa chỉ IP và vật lý tương ứng tìm được gần đây nhất. Mỗi khi một trạm nhận được một thông điệp ARP yêu cầu hoặc trả lời của một trạm khác, nó đều cập nhật trong ARP cache của mình. Khi truuyền một gói dữ liệu, trạm sẽ tìm xem trong bộ đệm ARP của nó có chứa địa chỉ vật lý tương ứng hay chưa. Nếu tìm thấy, nó sẽ không phát quảng bá ARP nữa. Các địa chỉ trong ARP cache sẽ bị xoá bỏ sau một khoảng thời gian nhất định để đề phòng sự cố xảy ra đối với một trạm nào đó. Ví dụ: một trạm có card mạng bị hỏng, cần thay thế và như vậy địa chỉ vật lý của trạm đó sẽ thay đổi. Nhưng các trạm không biết gì về sự cố đó nên vẫn giữ địa chỉ cũ của trạm này. Đó là lý do vì sao cần phi cài đặt một bộ đếm thờn gian và thông tin trạng thái sẽ bị xoá bỏ sau khi thời gian hết hạn. Ví dụ bất cứ khi nào thông tin về địa chỉ liên kết được đặt vào bộ đệm ARP, giao thức này sẽ yêu cầu thời gian bắt đầu đếm, thông thường là 20 phút. Khi hết hạn (sau 20 phút) thông tin phi được xoá bỏ. Sẽ có 2 khả năng xảy ra khi xoá bỏ.
Nếu không còn dữ liệu được gửi tới máy tính đích này, thì không có gì xẩy ra nữa.
Nếu vẫn còn dữ liệu được gửi tới máy tính đích này và không còn thông tin về địa chỉ này trong bộ đệm ARP, máy tính sẽ phi lặp lại địa chỉ thông thường là broadcast một yêu cầu ARP và lấy lại thông tin địa chỉ. Nếu máy tính đích vẫn còn đó, thông tin địa chỉ lại được đặt vào bộ đệm ARP. Nếu không, nI gửi sẽ phát hiện được rằng máy đích không còn nối mạng nữa.

---> ARP chỉ thực hiện giữa các Host với Host, Ví dụ cụ thể là giữa Router và các PC qua mạng LAN, khác với LAN (Switch Layer 2) thực hiện điều này.

SWITCH LAYER 3:

Định tuyến lớp 3 (Router,..)
Thiết bị định tuyến lớp 3 thực thi các chức năng sau :
Các gói tin được chuyển cơ bản dựa trên địa chỉ lớp 3.
Đường dẫn tối ưu cho gói thì được quyết định cho gói qua mạng tới router kế tiếp
Các gói chuyển đi cần phải tra cứu bảng mạng đích, địa chỉ Router kế tiếp, giao diện ngõ ra của bản thân Router.
Một đường đi tối ưu là sự lựa chọn từ nhiều các khả năng.
Truyền thông của các Router với các Router khác sử dụng các giao thức định tuyến.
Chuyển mạch lớp 3 (Switch layer 3)
Ngoài các chức năng trên mà một thiết bị định tuyến có thể switch lớp 3 còn có các chức năng sau :
Các gói được chuyển cơ bản dựa trên phần cứng đó là các mạch tích hợp ứng dụng cụ thể (ASICs)cho tốc độ cao và độ trễ thấp.
Các gói được chuyển với điều kiển bảo mật và chất lượng dịch vụ sử dụng thông tin địa chỉ lớp 3.
---> Thiết bị chuyển mạch lớp 3 có thể thay thế cho Router được, nhưng thực tế thì nên sử dụng thiết bị chuyển mạch lớp 3 vừa cần định tuyến nhưng lại đòi hỏi chuyển mạch dữ liệu tốc độ cao. (Inter-VLANs,..)

LAN

Theo mô hình LAN truyền thống áp dựng STP thì LAN nên giới hạn trong 7 Switch, do giá trị timer STP, nhưng hiện nay STP đã được thay thế bằng các dạng ưu điểm hơn cho số Switch nhiều hơn: Common Spanning Tree (CSP), Per-VLAN Spanning Tree (PVSP), Per-VLAN Spanning Tree Plus (PVSP+).

Thân.