3 Cách kết nối nhiều Switch chia mạng với nhau

Việc kết nối nhiều Switch lại với nhau giúp ta có thêm để đáp ứng các nhu cầu như số cổng, một số chức năng,… khi một Switch riêng lẻ không thể đáp ứng được. Để kết nối nhiều Switch với nhau có 3 cấu trúc sau: kết nối theo dạng chuỗi, kết nối kiểu xếp tầng và gom nhóm Switch.

Trong bài viết này ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết từng cách kết nối Switch!

Kết nối nhiều Switch theo dạng chuỗi

Phương pháp này rất quen thuộc và có ưu điểm là giữ các switch đều cầu hình và quản lý độc lập:

Cách 1: Cấu trúc chuỗi Daisy

Cấu trúc chuỗi Daisy là cấu trúc đơn giản nhất để thêm nhiều Switch vào mạng và hay còn được gọi là cấu trúc liên tiếp.

Cấu trúc của mạng chuỗi daisy có thể theo dạng:

• Đường thẳng: khi hai switch ở 2 đầu không kết nối với nhau, Ví dụ: A-B-C
• Vòng tròn: Khi hai Switch ở 2 đầu kết nới với nhau, Ví dụ: A-B-C-D-E-F-A

Dưới đây là hình ảnh minh họa chi tiết cấu trúc chuỗi daisy theo 2 dạng trên:

Cấu trúc dạng tuyến tính phù hợp với số lượng Switch nhỏ hơn 3, nhưng nó thiếu tính dự phòng vì dữ liệu phải đi từ một switch này sang switch khác theo đúng 1 hướng. Khi một switch trong mạng gặp lỗi, các switch khác cũng sẽ bị ảnh hưởng.

Nếu bạn có nhiều hơn 3 Switch, cấu trúc dạng vòng tròn sẽ là lựa chọn hợp lý. Cấu trúc này cho phép truyền dữ liệu hai chiều. Nghĩa là dữ liệu được gửi theo cả hai hướng. Nếu một switch trong mạng bị hỏng, dữ liệu sẽ được gửi qua đường ngược lại. Điều này đảm bảo rằng các Switch luôn được kết nối trong trường hợp lỗi đơn lẻ.

Tuy nhiên, cấu trúc dạng vòng tròn này cũng có nhược điểm đó là tạo ra vòng lặp. Điều này có thể gây ra bão Broadcast hoặc tắc nghẽn mạng. Để khắc phục vấn đề này, Switch của bạn nên có hỗ trợ STP (Spanning Tree Protocol).

Cách 2: Cấu trúc hình Sao

Trong cấu trúc hình sao, tất cả các switch trong mạng được kết nối với một Core Switch (switch trung tâm) theo dạng kết nối điểm.

Theo cách này, Switch trung tâm sẽ đóng vai trò kiểm soát dữ liệu cho toàn bộ mạng. Nghĩa là mọi giao tiếp giữa 2 switch trong mạng hình sao phải đi qua switch trung tâm.

Cấu trúc hình sao này thường được sử dụng để kết nối nhiều Switch Gigabit lại với nhau. Ví dụ như: sử dụng Switch mạnh (như Switch Gigabit 40G) hoạt động như Switch trung tâm, sau đó kết nối với các switch truy cập (như Switch gigabit 10G).

Ưu điểm của cấu trúc hình sao là không xảy ra vòng lặp và tất cả các switch truy cập đều gần với Switch trung tâm. Tuy nhiên, nhược điểm của cấu trúc này là nếu switch trung tâm xảy ra lỗi, toàn bộ hệ thống mạng sẽ gặp vấn đề.

Xem thêm bài viết: Tìm hiểu về mạng hình sao Star Topology

Kết nối nhiều Switch theo dạng ngăn xếp

Phương pháp này được sử dụng khi muốn có nhiều cổng kết nối nhất. Theo cấu trúc này, các Switch sẽ được xếp chồng lên nhau thành một ngăn xếp.

Khi đó, số cổng của một ngăn xếp sẽ bằng tổng số cổng của các switch trong ngăn xếp đó. Ví dụ: nếu xếp chồng 3 switch 24 cổng lại với nhau chúng ta sẽ thu được 1 ngăn xếp có 24 + 24 + 24 = 72 cổng.

Số lượng Switch có thể xếp chồng lên nhau tùy thuộc vào từng dòng sản phẩm Switch. Ví dụ như Switch Cisco thì dòng Cisco Catalyst 2960X Series cho phép xếp chồng lên đến 8 switch với tính năng FlexStack-Plus. Trong khi đó, dòng Cisco Catalyst 3850 Series có thể xếp chống lên tới 9 switch.

Cấu trúc Switch dạng ngăn xếp thường bị nhầm lẫn với cấu trúc chuỗi liên tiếp theo dạng vòng tròn. Bởi vì các switch đều kết nối liên tiếp với nhau và cả 2 đầu đều kết nối.

• Tuy nhiên, trong cấu trúc Switch dạng ngăn sếp, các switch liên kết với nhau thành 1 đơn vị quản lý duy nhất. Tức là sẽ có một switch làm chủ (master switch) trong ngăn xếp và tất cả các switch khác đóng vai trò như thành viên và được quản lý bởi switch chủ.
• Trong khi đó, cấu trúc liên tiếp dạng vòng tròn thì các Switch được cấu hình và hoạt động độc lập không có switch quản lý chung.

Ưu điểm của cấu trúc switch dạng ngăn xếp là: tăng số cổng kết nối, tăng băng thông và dễ dàng quản lý và khi có switch bị lỗi vẫn đơn lẻ thì các switch vẫn được kết nối.

Nhược điểm của cấu trúc này là: yêu cầu sự đồng nhất về hãng giữa các switch và chi phí để xây dựng và cấu hình switch này cũng khá cao. Hơn nữa nếu xảy ra sự cố thì việc khắc phục cũng khá nhiều.

Kết nối nhiều Switch bằng cách gom nhóm

Phương pháp kết nối Switch bằng cách gom nhóm này có thể hiểu như sau: dùng một Command Switch (Switch lệnh) để quản lý trung tâm cho nhiều cụm Switch, các cụm switch sẽ bao gồm nhiều Switch liên kết với nhau theo dạng chuỗi hoặc ngăn xếp.

Có thể nói phương pháp kết nối Switch dạng chuỗi và ngăn xếp là điều kiện tiên quyết cho việc thực hiện kết nối cấu trúc gom nhóm. Switch lệnh quản lý các nhóm Switch dựa trên địa chỉ IP.

Ưu điểm của phương pháp này là gom nhóm switch cho phép quản lý các switch trong mạng như một thiết bị duy nhất. Bạn chỉ cần quản lý một địa chỉ IP cho switch điều khiển (command switch), giúp đơn giản hóa quản lý mạng.

Phương pháp này cũng giúp tiết kiệm địa chỉ IP và giúp nhà quản trị mạng dễ dàng mở rộng và quản lý. Tích hợp các tính năng hệ thống như: tính năng dự phòng và khả năng chuyển đổi tự động.

Tuy nhiên, nhược điểm của cách kết nối nhiều switch bằng gom nhóm là:

• Phải sử dụng các switch cùng một nhà sản xuất và hỗ trợ chức năng gom nhóm từ nhà sản xuất đó.
• Gom nhóm switch có thể hạn chế một số tính năng cao cấp mà bạn có thể tìm thấy trong các giải pháp kết nối nhiều switch khác như ngăn xếp switch.
• Nếu switch điều khiển gặp sự cố, toàn bộ gom nhóm có thể bị ảnh hưởng. Điều này có thể là một điểm yếu trong tính dự phòng của hệ thống.
• Hiệu suất của gom nhóm switch có thể bị giới hạn bởi hiệu suất của switch điều khiển. Nếu switch điều khiển không đủ mạnh, nó có thể trở thành hạn chế cho toàn bộ mạng.

Lựa chọn cách kết nối nào tốt nhất

Dưới đây là bảng tổng hợp để so sánh các cách kết nối Switch:

Tiêu chí	Kết nối Switch theo dạng chuỗi	Kết nối Switch theo dạng ngăn xếp	Kết nối Switch theo dạng gom nhóm
Số lượng Switch có thể kết nối	Không giới hạn	Giới hạn	Giới hạn
Băng thông	Khôn tăng	Tăng băng thông lên rất nhiều	Nó phụ thuộc vào việc bạn áp dụng phân tầng chuyển đổi để phân cụm hay xếp chồng chuyển đổi để phân cụm, khi đó băng thông của đơn vị phân cụm bằng với băng thông của đơn vị xếp chồng hoặc đơn vị xếp tầng
Quản lý	Các switch hoạt động riêng và độc lập	Switch thành viên được quản lý tổng thể bởi Switch chủ	Các nhóm switch được thành viên được quản lý tổng thể bằng Command Switch
Yêu cầu tính đồng nhất về Switch	Hầu hết tất cả các công tắc đều có thể được xếp tầng bất kể nhà sản xuất và loại nào	Thường yêu cầu các thiết bị chuyển mạch có thể xếp chồng lên nhau của cùng một kiểu máy từ cùng một nhà sản xuất.	Chỉ các thiết bị chuyển mạch có khả năng phân cụm cụ thể từ cùng một nhà sản xuất mới có thể được phân cụm.
Quản lý địa chỉ IP	Mỗi switch có một địa chỉ IP	Tất cả các thiết bị chuyển mạch chia sẻ một địa chỉ IP duy nhất	Chỉ có một địa chỉ IP cho Switch lệnh

Dựa vào bảng trên có thể thấy rằng, mỗi phương pháp kết nối Switch đều có những ưu và nhược điểm khác nhau. Do đó, cách kết nối tốt nhất còn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể hệ thống mạng mà bạn mong muốn.