Các mô hình thiết kế mạng LAN-1.1.4 (1.1 – Bài 1)

1.1.4.5. Mô hình mạng phân cấp (Hierarchical Network Design)

a. Khái niệm

Mô hình mạng phân cấp là mô hình thiết kế mạng theo cấu trúc 3 lớp (Three-Layer Hierarchy), giúp tách biệt chức năng của từng lớp, tăng hiệu suất, khả năng mở rộng và quản lý dễ dàng.

                    ┌─────────────────────────┐
                    │      CORE LAYER         │
                    │  (Tầng lõi - tốc độ cao)│
                    └───────────┬─────────────┘
                                │
            ┌───────────────────┼───────────────────┐
            │                   │                   │
    ┌───────┴───────┐   ┌───────┴───────┐   ┌───────┴───────┐
    │ DISTRIBUTION  │   │ DISTRIBUTION  │   │ DISTRIBUTION  │
    │    LAYER      │   │    LAYER      │   │    LAYER      │
    │ (Tầng phân    │   │ (Tầng phân    │   │ (Tầng phân    │
    │   phối)       │   │   phối)       │   │   phối)       │
    └───────┬───────┘   └───────┬───────┘   └───────┬───────┘
            │                   │                   │
    ┌───────┴───────┐   ┌───────┴───────┐   ┌───────┴───────┐
    │   ACCESS      │   │   ACCESS      │   │   ACCESS      │
    │    LAYER      │   │    LAYER      │   │    LAYER      │
    │ (Tầng truy    │   │ (Tầng truy    │   │ (Tầng truy    │
    │   cập)        │   │   cập)        │   │   cập)        │
    └───────────────┘   └───────────────┘   └───────────────┘
            │                   │                   │
        ┌───┴───┐           ┌───┴───┐           ┌───┴───┐
        │ PC,IP │           │ PC,IP │           │ PC,IP │
        │ Phone │           │ Phone │           │ Phone │
        └───────┘           └───────┘           └───────┘

b. Các lớp trong mô hình

1.1.4.5.1. Core Layer (Tầng lõi)

• Chức năng: Là trái tim của mạng, chịu trách nhiệm chuyển mạch tốc độ cao giữa các lớp Distribution.

• Đặc điểm:

  • Tốc độ cao (10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps).

  • Độ trễ thấp.

  • Không xử lý các tác vụ phức tạp (như ACL, NAT) để tránh làm chậm.

  • Đảm bảo tính sẵn sàng cao (High Availability).

• Thiết bị: Switch Layer 3 tốc độ cao, Router lõi.

• Ví dụ: Cisco Catalyst 6500, Nexus 7000.

1.1.4.5.2. Distribution Layer (Tầng phân phối)

• Chức năng: Là lớp trung gian, chịu trách nhiệm định tuyến, lọc gói tin, quản lý chính sách mạng giữa Core và Access.

• Đặc điểm:

  • Thực hiện định tuyến giữa các VLAN (Inter-VLAN Routing).

  • Áp dụng ACL, QoS, Firewall.

  • Tổng hợp lưu lượng từ Access Layer.

  • Kết nối với Core Layer.

• Thiết bị: Switch Layer 3, Router.

• Ví dụ: Cisco Catalyst 4500, 4900.

1.1.4.5.3. Access Layer (Tầng truy cập)

• Chức năng: Là lớp kết nối trực tiếp với người dùng cuối (máy tính, máy in, điện thoại IP, AP).

• Đặc điểm:

  • Cung cấp cổng kết nối cho thiết bị đầu cuối.

  • Hỗ trợ PoE (Power over Ethernet) cho AP, camera IP.

  • Thực hiện VLAN Access.

  • Bảo mật cổng (Port Security).

• Thiết bị: Switch Layer 2, Access Point.

• Ví dụ: Cisco Catalyst 2960, 3560.

c. Ưu điểm

• Hiệu suất cao: Phân tách chức năng rõ ràng, giảm tải cho từng lớp.

• Dễ mở rộng: Dễ dàng thêm thiết bị ở Access Layer mà không ảnh hưởng đến Core.

• Dễ quản lý: Mỗi lớp có chức năng riêng, dễ bảo trì.

• Bảo mật cao: Áp dụng chính sách bảo mật ở Distribution Layer.

• Tính sẵn sàng cao: Có thể dự phòng ở từng lớp.

d. Nhược điểm

• Chi phí cao: Cần nhiều thiết bị, đặc biệt là thiết bị Core.

• Phức tạp: Cần nhân viên kỹ thuật có trình độ cao.

• Thời gian triển khai lâu: Do cấu hình nhiều lớp.

e. Ứng dụng

• Mạng doanh nghiệp lớn, tập đoàn, trường đại học.

• Mạng yêu cầu hiệu suất cao, bảo mật cao.