Trunking (2.2.2-Bài 2)

2.2.2. Trunking

2.2.2.1. Khái niệm Trunk

a) Định nghĩa

Trunk (đường trục) là một kết nối logic giữa hai thiết bị chuyển mạch (Switch) hoặc giữa Switch với Router, cho phép truyền tải đồng thời nhiều VLAN trên cùng một đường vật lý.

Nói cách khác, Trunk là một cổng hoạt động ở chế độ tagging – mỗi khung dữ liệu (frame) đi qua cổng Trunk đều được gắn thẻ VLAN (VLAN tag) để thiết bị đầu nhận biết được frame đó thuộc VLAN nào.

b) Tại sao cần Trunk?

Giả sử có 2 Switch kết nối với nhau và cần truyền dữ liệu của 3 VLAN (VLAN 10, 20, 30).

  • Nếu không dùng Trunk: Cần 3 đường cáp vật lý riêng biệt, mỗi đường cho một VLAN → tốn kém, khó mở rộng.

  • Nếu dùng Trunk: Chỉ cần 1 đường cáp duy nhất có thể truyền dữ liệu của cả 3 VLAN → tiết kiệm chi phí, dễ quản lý, dễ mở rộng.

c) Đặc điểm của cổng Trunk

Đặc điểmMô tả
Chức năngTruyền nhiều VLAN trên một cổng
Cơ chếGắn thẻ VLAN (tagging) vào frame
Chuẩn phổ biếnIEEE 802.1Q
Ứng dụngKết nối Switch–Switch, Switch–Router
VLAN mặc địnhVLAN 1 (native VLAN) thường không được gắn thẻ

d) Phân biệt Access Port và Trunk Port

Tiêu chíAccess PortTrunk Port
Số VLAN1 VLAN duy nhấtNhiều VLAN
Gắn thẻKhông gắn thẻCó gắn thẻ (trừ native VLAN)
Thiết bị kết nốiPC, Printer, IP PhoneSwitch, Router
Mục đíchKết nối thiết bị đầu cuốiKết nối hạ tầng mạng

2.2.2.2. Giao thức Trunking (ISL, 802.1Q)

Có hai giao thức Trunking chính được sử dụng trong mạng Cisco:

a) ISL (Inter-Switch Link)

  • Là giao thức độc quyền của Cisco (Cisco Proprietary).

  • Hoạt động bằng cách đóng gói toàn bộ frame Ethernet (encapsulation) vào một header ISL 26 byte và trailer 4 byte.

  • Không hỗ trợ trên các thiết bị không phải Cisco.

  • Ngày nay ít dùng, đã bị thay thế bởi 802.1Q.

  • Chỉ hỗ trợ trên các dòng Switch cũ (Catalyst 2950, 3550…).

Cấu trúc frame ISL:

[ISL Header 26 bytes][Ethernet Frame gốc][ISL CRC 4 bytes]

b) IEEE 802.1Q (Dot1Q)

  • Là chuẩn mở của IEEE, được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu.

  • Hoạt động bằng cách chèn thêm 4 byte tag vào giữa trường Source MAC và Type/Length của frame Ethernet.

  • Hỗ trợ đa nhà sản xuất (Cisco, Juniper, HP, TP-Link…).

  • Có khái niệm Native VLAN – frame thuộc Native VLAN không bị gắn thẻ.

Cấu trúc frame 802.1Q:

[Dest MAC][Src MAC][802.1Q Tag 4 bytes][Type/Length][Data][FCS]

Chi tiết 4 byte tag 802.1Q:

TrườngĐộ dàiMô tả
TPID (Tag Protocol Identifier)2 byteGiá trị 0x8100
Priority (CoS)3 bitĐộ ưu tiên (0–7)
CFI1 bitCanonical Format Indicator
VLAN ID12 bitXác định VLAN (1–4094)

c) So sánh ISL và 802.1Q

Tiêu chíISL802.1Q
Nhà phát triểnCiscoIEEE
Tính mởĐộc quyềnChuẩn mở
Cách hoạt độngĐóng gói toàn bộ frameChèn tag 4 byte
Native VLANKhông cóCó
Hỗ trợ đa hãngKhôngCó
Mức độ phổ biếnÍt dùngRất phổ biến

2.2.2.3. Cấu hình Trunk trên Switch

a) Sơ đồ mô phỏng

[Switch 1] ---- Fa0/1 ========= Fa0/1 ---- [Switch 2]
   |                                              |
 VLAN 10, 20                                   VLAN 10, 20

b) Các bước cấu hình Trunk (Cisco IOS)

Bước 1: Truy cập vào cổng cần cấu hình

Switch1> enable
Switch1# configure terminal
Switch1(config)# interface fastEthernet 0/1

Bước 2: Chọn giao thức encapsulation (nếu cần)

Switch1(config-if)# switchport trunk encapsulation dot1q

Lưu ý: Một số dòng Switch chỉ hỗ trợ 802.1Q nên không cần lệnh này.

Bước 3: Đặt cổng ở chế độ Trunk

Switch1(config-if)# switchport mode trunk

Bước 4: (Tùy chọn) Chỉ định Native VLAN

Switch1(config-if)# switchport trunk native vlan 99

Bước 5: (Tùy chọn) Chỉ định danh sách VLAN được phép qua Trunk

Switch1(config-if)# switchport trunk allowed vlan 10,20,30

Hoặc cho phép tất cả:

Switch1(config-if)# switchport trunk allowed vlan all

Bước 6: Thoát và lưu cấu hình

Switch1(config-if)# end
Switch1# copy running-config startup-config

c) Cấu hình tương tự trên Switch 2

Thực hiện các bước tương tự trên cổng Fa0/1 của Switch 2 để hai đầu Trunk hoạt động.

d) Một số lưu ý quan trọng

  • Hai đầu Trunk phải cùng giao thức encapsulation (cùng 802.1Q).

  • Native VLAN ở hai đầu nên giống nhau để tránh cảnh báo và lỗi.

  • Nếu không chỉ định allowed vlan, mặc định tất cả VLAN đều được phép qua Trunk.

  • Cổng Trunk mặc định thuộc VLAN 1 nếu chưa cấu hình native VLAN.

2.2.2.4. Kiểm tra cấu hình Trunk

Sau khi cấu hình, cần kiểm tra để đảm bảo Trunk hoạt động đúng.

a) Lệnh show interfaces trunk

Switch1# show interfaces trunk

Kết quả mẫu:

Port        Mode         Encapsulation  Status        Native vlan
Fa0/1       on           802.1q         trunking      1

Port        Vlans allowed on trunk
Fa0/1       1-4094

Port        Vlans allowed and active in management domain
Fa0/1       1,10,20

Port        Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
Fa0/1       1,10,20

Giải thích:

  • Mode: on nghĩa là Trunk được cấu hình thủ công.

  • Encapsulation: 802.1q – giao thức đang dùng.

  • Status: trunking – cổng đang hoạt động ở chế độ Trunk.

  • Native vlan: VLAN không gắn thẻ.

b) Lệnh show interfaces switchport

Switch1# show interfaces fastEthernet 0/1 switchport

Kết quả mẫu:

Name: Fa0/1
Switchport: Enabled
Administrative Mode: trunk
Operational Mode: trunk
Administrative Trunking Encapsulation: dot1q
Operational Trunking Encapsulation: dot1q
Negotiation of Trunking: On
Access Mode VLAN: 1 (default)
Trunking Native Mode VLAN: 1 (default)
Trunking VLANs Enabled: ALL

c) Lệnh show vlan brief

Switch1# show vlan brief

Dùng để kiểm tra các VLAN đang tồn tại và cổng nào thuộc VLAN nào.

d) Lệnh show running-config interface

Switch1# show running-config interface fastEthernet 0/1

Hiển thị toàn bộ cấu hình của cổng, bao gồm cả cấu hình Trunk.

e) Kiểm tra kết nối giữa các VLAN qua Trunk

  • Đặt PC1 thuộc VLAN 10 ở Switch 1, PC2 thuộc VLAN 10 ở Switch 2.

  • Đặt IP cùng subnet cho 2 PC.

  • Dùng lệnh ping từ PC1 đến PC2 → nếu thông, Trunk hoạt động đúng.

  • Tương tự kiểm tra với VLAN 20.

f) Xử lý sự cố thường gặp

Sự cốNguyên nhânCách khắc phục
Trunk không lênSai encapsulationKiểm tra switchport trunk encapsulation
Không thông VLANVLAN chưa được allowedThêm VLAN vào allowed vlan
Cảnh báo Native VLAN mismatchNative VLAN 2 đầu khác nhauCấu hình native VLAN giống nhau
Cổng ở chế độ accessChưa đặt switchport mode trunkCấu hình lại mode trunk

BÀI TẬP THỰC HÀNH

Yêu cầu:
Cho 2 Switch Cisco kết nối với nhau qua cổng Fa0/1. Hãy:

  1. Tạo VLAN 10 (Ten: Ketoan), VLAN 20 (Ten: Kythuat) trên cả 2 Switch.

  2. Cấu hình cổng Fa0/1 trên cả 2 Switch làm Trunk sử dụng 802.1Q.

  3. Gán cổng Fa0/2 của Switch 1 vào VLAN 10, Fa0/3 vào VLAN 20.

  4. Gán cổng Fa0/2 của Switch 2 vào VLAN 10, Fa0/3 vào VLAN 20.

  5. Kiểm tra kết nối giữa các PC cùng VLAN qua Trunk.

  6. Chụp ảnh kết quả show interfaces trunk và giải thích.