Tweet
Tác giả:
Võ Thị Hà
Võ Thị Hà
CÁC BẢNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG CHUYỂN MẠCH
- Các Catalyst switch chứa một vài kiểu bảng để sử dụng cho quá trình chuyển mạch. Các bảng này được thay đổi đối với chuyển mạch lớp 2 hoặc đa lớp, và được giữ trong một bộ nhớ nhanh để nhiều trường bên trong một frane hoặc gói đựơc so sánh song song.
1. Bộ nhớ nội dung điạ chỉ CAM (Content Addressable Memory):
- Tất cả Catalyst switch đều sử dụng một bảng CAM cho chuyển mạch lớp 2. Vì frame đến các port của switch, nên địa chỉ MAC nguồn được học và ghi lại trong bảng CAM. Cả port đến và VLAN đều được ghi lại, cùng với một đánh dấu thời gian (timestamp). Nếu một địa chỉ MAC học trên một port chuyển sang port khác, thì địa chỉ MAC và timestamp được ghi lại cho hầu hết các port đến trước đó. Sau đó, các mục trước sẽ được xoán. Nếu tìm thấy một địa chỉ MAC được đã tồn tại trong bảng cho port đến chính xác, thì timestamp sẽ được cập nhật.
- Các switch thường có bảng CAM lớn để truy tìm nhiều địa chỉ cho việc chuyển tiếp frame. Tuy nhiên, không gian bảng không đủ để giữ mỗi địa chỉ có thể trên một mạng lớn. Để quản lý không gian bảng CAM, các mục cũ (địa chỉ không được dùng trong khoảng thời gian nào đó) sẽ bị xóa. Khoảng thời gian mặc định là 300s. Ta cũng có thể cấu hình switch để thay đổi giá trị mặc định này.
- Điều gì sẽ xảy ra khi địa chỉ MAC của host được học trên một port của switch, và sau đó chuyển sang port khác. Thông thường mục bảng CAM gốc của host có thời hạn là 300s, trong khi địa chỉ của nó được học trên một port mới. Để tránh việc trùng lấp các mục trong bảng CAM, thì switch sẽ làm sạch mục đã tồn tại đối với địa chỉ MAC được học trên port khác. Đây là điều chấp nhận được vì địa chỉ MAC là duy nhất và một host không bao giờ được thấy trên nhiều hơn một port trừ khi mạng có vấn đề. Nếu switch chú ý rằng, địa chỉ MAC đang được học trên các port qua lại, nó sẽ phát ra một thông điệp báo lỗi địa chỉ MAC "flapping" giữa hai interface.
2. Bộ nhớ nội dung điạ chỉ bậc ba TCAM (Ternary Content Addressable Memory):
- Trong cách định tuyến truyền thống, các ACL có thể so khớp, lọc, hoặc điều khiển lưu lượng đặc biệt. Danh sách truy cập được cấu thành từ một hoặc nhiều mục truy cập (ACE - Access Control Entry), hoặc so khớp câu lệnh được ước lượng (Evaluating) trong lệnh theo sau. Việc ước lượng (Evaluating) một danh sách truy cập có thể bổ sung thời gian vào các gói chuyển tiếp.
- Tuy nhiên trong chuyển mạch đa lớp, tất cả quá trình so khớp mà các ACL cung cấp được thực hiện ở phần cứng. TCAM cho phép một gói được ước lượng dựa vào toàn bộ danh sách truy cập trong bảng tra cứu. Hầu hết switch có nhiều bảng TCAM để bảo mật cả trong và ngoài, và các QoS ACL được ước lượng đồng thời, hoặc hoàn toàn trong quyết định song song chuyển tiếp lớp 2 hoặc lớp 3.
- Phần mềm IOS của Catalyst có hai thành phần để thực thi hoạt động của TCAM:
• Quản lý tính năng FM ( Feature Manager): sau khi một danh sách truy cập được tạo hoặc cấu hình, phần mềm quản lý tính năng sẽ biên dịch, và các ACE sẽ được hợp nhất vào trong toàn bộ bảng TCAM. Sau đó TCAM được tra cứu với tốc độ chuyển tiếp frame.
• Quản lý cơ sở dữ liệu chuyển mạch SDM ( Switching Database Manager): ta có thể chia TCAM trên các Catalyst switch thành các vùng có chức năng khác nhau. Phần mềm SDM cấu hình hoặc các phần chia TCAM này nếu cần.
• Quản lý cơ sở dữ liệu chuyển mạch SDM ( Switching Database Manager): ta có thể chia TCAM trên các Catalyst switch thành các vùng có chức năng khác nhau. Phần mềm SDM cấu hình hoặc các phần chia TCAM này nếu cần.
Cấu trúc bảng TCAM:
- TCAM là một bảng mở rộng của bảng CAM, nên nó cũng thực hiện truy tìm dựa trên thuật toán so trùng gồm có hai giá trị vào là bit 0 và 1, cho kết quả nhanh nhưng hoạt động của trừu tượng hơn. Ví dụ giá trị nhị phân (0 và 1) là từ khóa trong bảng, nhưng giá trị mặt nạ cũng được sử dụng để quyết định bit nào có liên quan thực sự. Như vậy từ khóa của bảng TCAM có ba giá trị đó là 0,1 và X.- Toàn bộ TCAM được so sánh kết hợp cả ba giá trị, mặt nạ và kết quả (Value, Mask, và Result). Các trường có được từ header của frame hoặc packet và sẽ được dựa vào TCAM. Việc ánh xạ được thực hiện như sau:
• Value: là một chuỗi 134 bit, gồm có địa chỉ nguồn và đích, và các thông tin giao thức liên quan, tất cả đều được so trùng. Thông tin móc nối đến Value liên quan đến kiểu danh sách truy cập được biểu diễn trong bảng 1. Value trong bảng TCAM lấy trực tiếp từ địa chị, port và thông tin giao thức trong ACE.
• Mask: cũng là một chuỗi 134 bit trong cùng frame. Mark chỉ chọn các bit Value, và bit mask sẽ được thiết lập để so trùng bit Value chính xác. Mask sử dụng bảng TCAM xuất phát từ địa chỉ hoặc bit mask trong các ACE.
• Result: là giá trị bằng số cho biết hành động sau khi so trùng xảy ra ở bảng TCAM. Ví dụ Result có thể là một quyết định cho phép hoặc không, hoặc giá trị QoS, hoặc con trỏ đến bảng định tuyến kết tiếp…
• Mask: cũng là một chuỗi 134 bit trong cùng frame. Mark chỉ chọn các bit Value, và bit mask sẽ được thiết lập để so trùng bit Value chính xác. Mask sử dụng bảng TCAM xuất phát từ địa chỉ hoặc bit mask trong các ACE.
• Result: là giá trị bằng số cho biết hành động sau khi so trùng xảy ra ở bảng TCAM. Ví dụ Result có thể là một quyết định cho phép hoặc không, hoặc giá trị QoS, hoặc con trỏ đến bảng định tuyến kết tiếp…
(hết)
Comment