lynkxu_luvmubra
New Member
Download miễn phí Luận văn Xây dựng một Traffic Balancing Layer 2 trên nền SoftSwitch
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN.1
MỤC LỤC.2
BẢNG HÌNH VẼ.5
TÓM TẮT LUẬN VĂN.7
1. GIỚI THIỆU.9
1.1. Những kỹthuật cân bằng tải giữa các server.10
1.1.1. Xửlý các yêu cầu kết nối tập trung.11
1.1.2. Xửlý các yêu cầu kết nối phân tán.14
1.2. Cân bằng tải trong mạng nhiều bridge/switch nối với nhau.20
1.2.1. Per-VLAN Spanning Tree (PVST) và PVST+.22
1.2.2. Multiple Spanning Tree (MST).24
1.2.3. EtherChannel.27
1.3. Cân bằng tải trong mạng gồmnhiều router kết nối với nhau.28
1.3.1. Routing Information Protocol (RIP).29
1.3.2. Interior Gateway Routing Protocol(IGRP) và Enhanced IGRP
(EIGRP).30
1.3.3. Open Shortest Path First (OSPF).32
1.3.4. Per destination.32
1.3.5. Per packet.33
2. TỔNG QUAN VỀLAYER 2 SWITCH.35
2.1. Giới thiệu chung.35
2.2. Các chức năng điển hình của layer 2 switch.36
2.2.1. Chức năng học địa chỉ.36
2.2.2. Quyết định forward/filter.40
2.2.3. Chống Loop.41
2.2.4. Virtual LAN (VLAN).47
2.3. Các frame được truyền đi nhưthếnào.48
2.4. Switch “nói chuyện” với các thiết bịkhác nhưthếnào.49
3. TỔNG QUAN VỀCÁC CHƯƠNG TRÌNH NETWORK SIMULATOR.52
3.1. Lý do sửdụng Simulation.52
3.1.1. Định nghĩa.52
3.1.2. Mục đích.52
3.1.3. Những ưu khuyết điểm của hệthống Simulation.53
3.2. Các chương trình Simulation đang được sửdụng.53
3.2.1. MIT's NETSIM.53
3.2.2. NIST.54
3.2.3. CPSIM.54
3.2.4. INSANE.55
3.2.5. NEST 2.5.55
3.2.6. REAL 5.0.56
3.2.7. NS phiên bản 2.0.57
3.3. Network Simulator.58
3.3.1. Kiến trúc.58
3.3.2. Sơlược các thành phần tạo môhình.60
3.3.3. Sơlược vềNAM ( Network AniMator).63
3.3.4. Một chương trình ví dụvềNS.65
4. CÁC MÔ HÌNH SOFTSWITCH VÀ KẾT QUẢKIỂM TRA.71
4.1. Các mô hình SoftSwitch.72
4.2. Kết quảkiểmtra các mô hình SoftSwitch bằng NS.76
4.2.1. Kết quảkiểmtra môhình 2.76
4.2.2. Kết quảkiểmtra môhình 3.77
4.2.3. Kết quảkiểmtra môhình 4.78
5. CÁC MÔ HÌNH CÂN BẰNG TẢI VÀ KẾT QUẢKIỂM TRA.82
5.1. Các môhình cân bằng tải đềnghị.82
5.1.1. Theosốthread.82
5.1.2. Theo priority.85
5.2. Kết quảkiểm tra các mô hình.87
5.2.2. Mô hình nhiều module cân bằng tải.88
5.3. Kết luận.89
6. CẤU TRÚC DỮLIỆU VÀ GIẢI THUẬT.92
6.1. Cấu trúc dữliệu.92
6.1.1. Các hằng số được định nghĩa trong chương trình.92
6.1.2. Các biến toàn cục.92
6.1.3. Cấu trúc dữliệu cho forwarding table.93
6.2. Giải thuật.95
7. ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN.102
7.1. Kết quảkiểmnghiệm.102
7.1.1. Mô hình 1.102
7.1.2. Mô hình 2.103
7.2. Kết quả đạt được.104
7.3. Đánh giá vềchương trình SoftSwitch.104
7.3.1. Ứng dụng 1.104
7.3.2. Ứng dụng 2.105
7.4. Hướng mởrộng của chương trình.107
TÀI LIỆU THAM KHẢO.108
PHỤLỤC.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ng loop để tạokhả năng dư thừa trong mạng, một Ethernet switch sẽ ngăn không cho các
loop này làm nghẽn mạng, nhưng vẫn cho phép các con đường dự phòng tồn
tại dựa vào việc cấu hình Spanning Tree trên switch.
2.2.1. Chức năng học địa chỉ
Một Ethernet switch “học” địa chỉ và hoạt động như một bridge trong suốt.
Switch duy trì một bảng địa chỉ MAC (MAC address table) dùng để theo dõi
36
KH
OA
C
NT
T –
Đ
H
KH
TN
Chương 2 Tổng Quan Về Layer 2 Switch
vị trí của những thiết bị được kết nối vào switch. Sau đó, nó sử dụng bảng này
để quyết định những gói tin nào cần được chuyển đến các segment khác. Lưu ý
rằng vào lúc mới khởi chạy, switch không biết các host trên mạng nằm ở
những segment nào như được minh họa ở hình 2.2.
Hình 2-2 – Các bước học địa chỉ của Switch
Mục đích của switch là phân đoạn luồng dữ liệu trên mạng để các gói tin được
gởi đến một host trong một collision domain nào đó không truyền đi trên một
segment khác. Điều này thực hiện được là nhờ “việc học” của switch về vị trí
các host trên mạng. Quá trình forwarding và learning của switch được mô tả
dưới đây:
• Khi một switch lần đầu được khởi chạy, bảng địa chỉ MAC của switch
hoàn toàn rỗng, như hình 1.
• Với một bảng địa chỉ MAC rỗng, switch không thể đưa ra bất kỳ quyết
định nào về forwarding và filtering các gói tin dựa trên địa chỉ đích, do
đó, switch phải chuyển mỗi frame đến tất cả các port ngoại trừ port mà
switch đã nhận frame.
• Việc chuyển một frame đến tất cả các port được gọi là flooding frame.
37
KH
OA
C
NT
T –
Đ
H
KH
TN
Chương 2 Tổng Quan Về Layer 2 Switch
• Flooding là một phương pháp truyền dữ liệu kém hiệu quả nhất trên
switch bởi vì nó tiêu tốn băng thông không cần thiết cho việc truyền
frame trên các segment mà frame không cần thiết đến.
• Do switch xử lý luồng dữ liệu cho nhiều segment tại cùng một thời
điểm nên switch bổ sung một bộ nhớ đệm để nó có thể nhận và truyền
các frame một cách độc lập trên mỗi port hay segment.
Để hiểu về quá trình “học” của switch, xem hình 2.3. Hình này minh họa quá
trình truyền dữ liệu giữa 2 trạm làm việc nằm trên các segment khác nhau.
Hình 2-3 – Các bước học địa chỉ của Switch
Ở hình 2.3, máy trạm A với địa chỉ MAC là 0260.8c01.1111 muốn gởi dữ liệu
đến máy trạm C với địa chỉ MAC là 0260.8c01.2222. Switch nhận được frame
này và thực hiện các tác vụ sau:
Bước 1: frame ban đầu được nhận vào từ một interface Ethernet vật lý và được
lưu vào bộ nhớ đệm tạm thời.
Bước 2: do switch không biết interface nào nối nó với máy trạm đích của
frame nên nó bắt buộc phải flood frame đến tất cả các port khác.
38
KH
OA
C
NT
T –
Đ
H
KH
TN
Chương 2 Tổng Quan Về Layer 2 Switch
Bước 3: khi flood frame từ máy trạm A, switch học địa chỉ nguồn của frame và
kết buộc nó với port E0 tạo thành một mục (entry) mới trong bảng địa
chỉ MAC.
Bước 4: một entry trong bảng địa chỉ MAC được cache. Nếu entry này không
được “làm tươi” bởi một frame mới đi qua switch trong một khoảng
thời gian giới hạn, entry này sẽ bị loại bỏ khỏi bảng địa chỉ MAC.
Hình 2-4 – Các bước học địa chỉ của Switch
Switch và bridge hoạt động hiệu quả là nhờ vào quá trình học địa chỉ. Khi các
máy trạm tiếp tục gởi frame đến một máy trạm khác, quá trình học địa chỉ lại
tiếp tục diễn ra, như được minh họa ở hình 2.4.
Ở hình 2.4, máy trạm D với địa chỉ MAC 0260.8c01.4444 gởi thông tin đến
máy trạm C với địa chỉ MAC 0260.8c01.2222. Switch thực hiện một số tác vụ
sau:
Bước 1: địa chỉ nguồn, 0206.8c01.4444, được thêm vào bảng địa chỉ MAC.
Bước 2: địa chỉ đích của frame được truyền đi, máy trạm C, được đối chiếu với
các entry trong bảng địa chỉ MAC.
39
KH
OA
C
NT
T –
Đ
H
KH
TN
Chương 2 Tổng Quan Về Layer 2 Switch
Bước 3: khi phần mềm xử lý thông báo không có ánh xạ “port-địa chỉ MAC”
nào tồn tại cho địa chỉ đích này, frame được flood đến tất cả các port
ngoại trừ port mà từ đó frame được nhận.
Bước 4: khi máy trạm C gởi ngược trở về máy trạm A, switch cũng học được
địa chỉ MAC của máy trạm C, tại port E2.
Bước 5: do tất cả các máy trạm đều gởi frame dữ liệu trong khoảng thời gian
sống của các entry trong bảng địa chỉ MAC, nên một bảng địa chỉ
MAC đầy đủ về các máy trạm được xây dựng. Những entry này, sau
đó, được sử dụng cho việc đưa ra các quyết định forwarding và
filtering thông minh.
2.2.2. Quyết định forward/filter
Khi switch nhận một frame, quá trình đưa ra quyết định diễn ra như sau:
Hình 2-5 – Quyết định forward/filter
• Nếu thiết bị đích nằm trên cùng segment với frame, switch ngăn chặn
không cho frame đi đến các segment khác. Quá trình này được gọi là
“lọc” frame – filtering.
40
KH
OA
C
NT
T –
Đ
H
KH
TN
Chương 2 Tổng Quan Về Layer 2 Switch
• Nếu thiết bị đích nằm trên segment khác, switch chuyển frame đến
segment thích hợp. quá trình này được gọi là forwarding.
• Nếu switch không biết địa chỉ đích của frame, switch chuyển frame đến
tất cả các segment ngoại trừ segment mà từ đó switch nhận được frame.
Quá trình này được gọi là flooding.
Ở hình 2.5, máy trạm A gởi một frame đến máy trạm C. Khi địa chỉ MAC đích
(địa chỉ MAC của C) tồn tại trong bảng địa chỉ MAC, switch truyền lại frame
này chỉ trên port được tương ứng với C.
Quá trình máy trạm A gởi một frame đến máy trạm C diễn ra như sau:
Bước 1: địa chỉ đích MAC của frame được truyền, 0260.8c.1.2222, được đối
chiếu với các entry trong bảng địa chỉ MAC.
Bước 2: khi switch quyết định rằng địa chỉ MAC đích có thể đi tới thông qua
port E2, nó truyền lại frame đến duy nhất port này.
Bước 3: switch không truyền lại frame trên port E1 hay E3 nhằm tiết kiệm
băng thông trên các đường truyền này. Hành động này được gọi là
frame filtering (lọc frame).
Switch không bao giờ học địa chỉ multicast hay broadcast bởi vì những địa chỉ
multicast hay broadcast không bao giờ xuất hiện như là địa chỉ nguồn của một
frame.
2.2.3. Chống Loop
Chức năng thứ 3 của switch là chống loop. Những mạng bắc cầu (bridged
network), bao gồm cả những mạng chuyển mạch (switched network), thường
được thiết kế với những đường truyền và thiết bị dư thừa. Những thiết kế như
41
KH
OA
C
NT
T –
Đ
H
KH
TN
Chương 2 Tổng Quan Về Layer 2 Switch
vậy giúp loại trừ khả năng xảy ra sự hỏng hóc tại một điểm (a single point of
failure) có thể dẫn đến kết quả toàn bộ switched network bị “sụp”.
Mặc dù những thiết kế có độ dư thừa loại trừ khả năng “một điểm lỗi”, nhưng
chúng lại đặt ra một số vấn đề cần được xem xét:
• Nếu không có một dịch vụ chống loop nào đó hoạt động, switch sẽ
flood các gói tin broadcast vô tận. Tình trạng này thường được gọi là
bridge loop. Việc truyền liên tục các gói tin broadcast này theo vòng
loop tạo ra một “cơn bão broadcast” (broadcast storm), điều này làm
cho băng thông bị tiêu tốn lãng phí và ảnh hưởng rất xấu đến hiệu suất
của mạng.
• Nhiều bản sao của c