Switch L3

[dangquangminh]

🎯 Bạn có từng nghĩ một Switch lại “định tuyến” được như Router?
Chào anh em cộng đồng CCNA, CCNP, CCIE! Trong bài viết này, mình sẽ chia sẻ lại kiến thức quan trọng về Chuyển mạch đa tầng (Multilayer Switching - MLS) – một kỹ thuật cực kỳ phổ biến trong thiết kế mạng doanh nghiệp, đặc biệt khi cần định tuyến giữa các VLAN mà vẫn muốn tốc độ cao như switch layer 2. Đây là mảnh ghép quan trọng nếu anh em đang học về SVI, VLAN, định tuyến nội bộ, hoặc đang chuẩn bị bước lên thiết kế mạng campus.

---

🔍 Chuyển mạch đa tầng là gì?

Multilayer Switching (MLS) là khái niệm dùng để mô tả một thiết bị switch hoạt động ở cả Layer 2 và Layer 3. Nó có khả năng:

• Chuyển mạch khung tin Ethernet như switch thông thường (Layer 2)
• Đồng thời định tuyến gói tin giữa các mạng IP (Layer 3) như router

Chuyển mạch Layer 3 trên switch không phải là giả lập router, mà là kết hợp phần cứng ASIC tốc độ cao với khả năng xử lý định tuyến, điển hình là sử dụng Cisco Express Forwarding (CEF) để tăng tốc việc chuyển tiếp gói tin.

---

🧠 Cơ chế hoạt động của MLS

Giả sử bạn có 2 VLAN như hình minh hoạ: VLAN10 và VLAN20, mỗi VLAN gắn với một SVI (Switched Virtual Interface):

• VLAN10 có SVI 10.1.1.1/24
• VLAN20 có SVI 10.2.2.1/24

Các thiết bị:

• PC A (10.1.1.2)
• PC B (10.1.1.3)
• PC C (10.2.2.2)

➡ Khi PC A muốn giao tiếp với PC C, MLS sẽ làm gì?

1. PC A gửi gói tin đến default gateway (SVI 10.1.1.1)
2. Switch Layer 3 (MLS) kiểm tra bảng định tuyến: “Gói này đi đến 10.2.2.2 thì phải qua SVI 10.2.2.1”
3. Switch lấy thông tin MAC đích thông qua bảng ARP (L2) hoặc CEF adjacency
4. Dựa vào địa chỉ MAC, switch sẽ tìm ra đúng cổng vật lý cần chuyển gói tin đi (tra bảng CAM)
5. Gói tin được chuyển đi giống như hoạt động của router, nhưng diễn ra ngay trong switch, rất nhanh!

---

🛠 Cấu hình thực tế trên Cisco Switch Layer 3


interface vlan 10
ip address 10.1.1.1 255.255.255.0
no shutdown
interface vlan 20 ip address 10.2.2.1 255.255.255.0
no shutdown
interface GigabitEthernet1/0/1
switchport mode access
switchport access vlan 10
interface GigabitEthernet1/0/2
switchport mode access
switchport access vlan 10
interface GigabitEthernet1/0/3
switchport mode access switchport access vlan 20

Với cấu hình này, switch đã có thể định tuyến giữa VLAN10 và VLAN20 mà không cần thiết bị router rời.

---

📌 Lưu ý quan trọng khi học và lab

• SVI (Switched Virtual Interface) là trái tim của định tuyến nội bộ VLAN
• CEF (Cisco Express Forwarding) giúp định tuyến tốc độ cao, gần như không nhận ra độ trễ
• Bảng CAM vẫn đóng vai trò chuyển mạch L2 sau bước định tuyến
• Không nên nhầm với router-on-a-stick, vì MLS không cần dùng trunk qua thiết bị router ngoài

---

💡 Ứng dụng thực tế

• Trong mạng doanh nghiệp với Catalyst 9300/9500, bạn thường dùng MLS để định tuyến inter-VLAN ngay tại Access Layer hoặc Distribution Layer.
• Trong mạng Data Center với NX-OS hoặc ACI, bạn cũng gặp khái niệm tương tự, nhưng gọi là L3 SVI trên VDC/VRF.

---

✅ Kết luận

MLS giúp bạn đơn giản hóa kiến trúc mạng, giảm độ trễ, tăng tốc độ và không cần phụ thuộc vào router rời. Một switch Layer 3 có thể vừa làm L2 switching, vừa định tuyến giữa các VLAN – điều mà bất kỳ kỹ sư mạng nào cũng nên thành thạo.

---

🎓 Nếu bạn đang học CCNA, hãy lab kỹ phần SVI, VLAN, định tuyến giữa VLAN và CEF. Còn nếu đang học CCNP hoặc CCIE thì nhớ hiểu rõ cách hoạt động của bảng FIB, adjacency, CAM và ARP, vì chúng là nền tảng của chuyển mạch đa tầng.
Bạn đã từng triển khai MLS trong dự án nào chưa? Hãy comment chia sẻ nhé! 👇

---

🔖 Hashtags:
ccna ccnp ccie vlan svi #CEF #Layer3Switch networking cisco #NetCenter vnpro #HọcMạng #ITViệtNam #MạngDoanhNghiệp mls #SwitchLayer3