CORE SWITCH LÀ GÌ? ĐIỂM KHỞI ĐẦU CHO MẠNG MÁY TÍNH HOÀN HẢO

Trong thế giới kết nối hiện đại, mạng máy tính đã trở thành hệ thống cơ sở không thể thiếu cho sự hoạt động của các tổ chức, doanh nghiệp. Để đảm bảo sự ổn định và hiệu suất cao của mạng, một yếu tố quan trọng không thể bỏ qua chính là “Core Switch” – trái tim của mạng, nơi mà tất cả các tín hiệu dữ liệu hội tụ và được phân phối theo hướng chính xác.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về Core Switch, những vai trò mà nó đảm nhiệm, cùng với tầm quan trọng của việc chọn lựa và triển khai một Core Switch phù hợp để xây dựng một mạng máy tính hoàn hảo!

Core Switch là thiết bị gì?

Core switch là một thiết bị mạng chuyển mạch (switch) có khả năng xử lý lưu lượng mạng cực cao và được đặt ở tầng core (tầng lõi) của mạng máy tính.

Core switch thường được sử dụng trong các mạng lớn và phức tạp, như trong các doanh nghiệp, tổ chức, trường học, trung tâm dữ liệu.

Nếu các Switch thông thường chỉ dùng để kết nối các thiết bị mạng như máy tính thì Core Switch chính là “Trái tim” của hệ thống mạng – Đây là nơi tất cả dữ liệu được hội tụ và phân phối một cách chính xác.

Khác với các thiết bị Switch khác như Access Switch và Distribution Switch, Core Switch thường được đặt ở một vị trí trung tâm trong mạng. Các Access Switch thường nằm ở tầng biên (tầng edge) của mạng, kết nối trực tiếp với các thiết bị người dùng như máy tính và điện thoại. Distribution Switch, như tên gọi, thường đặt ở tầng phân phối và có nhiệm vụ phân phối dữ liệu từ các Access Switch lên Core Switch và ngược lại.

Core Switch cần có khả năng xử lý lượng dữ liệu rất lớn mà không gây ra sự gián đoạn hoặc suy giảm hiệu suất mạng. Trong khi đó, các thiết bị Switch ở tầng biên và phân phối thường xử lý lưu lượng nhỏ hơn và chịu trách nhiệm chia tách dữ liệu cho các phân đoạn khác nhau của mạng. Do đó, Core Switch thường là Switch layer 3.

Khi nào cần sử dụng Core Switch?

Doanh nghiệp và tổ chức cần sử dụn Core Switch trong các trường hợp sau:

• Mạng doanh nghiệp lớn và trung tâm dữ liệu: Trong các doanh nghiệp có quy mô lớn hoặc trung tâm dữ liệu với nhiều tầng mạng, Core Switch được sử dụng để quản lý lưu lượng mạng chất lượng cao và định tuyến dữ liệu giữa các tầng.
• Mạng phức tạp với nhiều phân đoạn: Khi mạng có nhiều phân đoạn (subnet) và cần định tuyến giữa chúng, Core Switch được sử dụng để thay thế cho router. Nó có khả năng xử lý định tuyến nội bộ, giúp tối ưu hóa lưu lượng mạng.
• Đảm bảo hoạt động liên tục: Core Switch thường được thiết kế với tính khả dụng cao và khả năng chuyển đổi tức thì (line-rate switching), đảm bảo rằng mạng hoạt động liên tục mà không bị gián đoạn.
• Ưu tiên và quản lý lưu lượng: Core Switch hỗ trợ tính năng QoS, cho phép bạn ưu tiên lưu lượng mạng quan trọng như giọng nói và video. Điều này đặc biệt hữu ích trong các mạng yêu cầu chất lượng dịch vụ cao (QoS).
• Mạng cần phân phối lưu lượng: Core Switch có khả năng phân phối lưu lượng từ các tầng khác nhau, như từ Access Switches lên Distribution Switches và ngược lại, giúp tối ưu hóa luồng dữ liệu.
• Mạng ảo hóa và điện toán đám mây: Core Switch thường được sử dụng trong môi trường ảo hóa và điện toán đám mây để quản lý lưu lượng giữa các máy chủ ảo và tầng mạng.
• Mạng yêu cầu bảo mật và quản lý: Core Switch cung cấp tính năng bảo mật và quản lý để đảm bảo an toàn cho dữ liệu trong mạng và dễ dàng quản lý mạng từ xa.

Nhìn nhận chung thì Core Switch cần được sử dụng trong các môi trường mạng có quy mô lớn, phức tạp, cần định tuyến nội bộ và quản lý lưu lượng mạng một cách hiệu quả.

Tuy nhiên trong thực tế, đa số hiện nay các hệ thống mạng đều sử dụng Access Switch hoặc Distribution Switch thông thường. Do đó, có 3 trường hợp thực tế mà mình hay gặp nhất cần phải sử dụng Core Switch:

• Trường hợp 1: Khi số lượng Access Switch lớn lại kết hợp với 1 thiết bị chuyển đổi kết hợp duy nhất dẫn tới vượt quá hiệu suất.
• Trường hợp 2: Sử dụng trong mạng lớn với lưu lượng xử lý dữ liệu nhiều.
• Trường hợp 3: Trong mạng LAN vừa và nhỏ nhưng lại có nhiều lớp kết hợp và lớp truy cập.

Mô hình mạng với Core Switch

Mô hình mạng sử dụng Core Switch cho một doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMB) bao gồm 4 thành phần chính sau:

• Core Switch (Lớp Lõi): Trong trường hợp này, Core Switch là thiết bị chính giữ vai trò trung tâm quản lý lưu lượng mạng và định tuyến dữ liệu giữa các tầng khác nhau trong mạng. Đây có thể là một thiết bị chuyển mạch Layer 3 với khả năng định tuyến nội bộ.
• Distribution Switches (Lớp Phân Phối): Các Distribution Switches nằm ở tầng phân phối và kết nối các Access Switches cùng với Core Switch. Chúng thực hiện việc chia tách và quản lý lưu lượng mạng đến từ các Access Switches, sau đó chuyển tiếp dữ liệu lên Core Switch. Distribution Switches cũng có thể hỗ trợ các tính năng chất lượng dịch vụ (QoS) để ưu tiên lưu lượng mạng quan trọng.
• Access Switches (Lớp Biên): Các Access Switches kết nối trực tiếp với các thiết bị người dùng như máy tính, điện thoại và máy in. Chúng là nơi mà dữ liệu từ các thiết bị người dùng được thu thập và chuyển tiếp đến Distribution Switches hoặc Core Switch.
• Thiết bị Người Dùng: Các thiết bị như máy tính, điện thoại, máy in nằm tại tầng biên và kết nối trực tiếp với các Access Switches.

Dưới đây là hình ảnh minh họa cho 1 hệ thống mạng với Core Switch:

Các thông số quan trọng của Core Switch

Khi lựa chọn và cấu hình Core Switch, có một số thông số quan trọng mà bạn cần lưu ý để đảm bảo rằng mạng của bạn hoạt động ổn định và hiệu quả. Dưới đây là một số thông số quan trọng cần xem xét:

• Khả năng xử lý lưu lượng (Throughput): Đây là khả năng xử lý lượng dữ liệu trên mạng. Core Switch cần có throughput đủ cao để xử lý lưu lượng mạng hiện tại và có khả năng mở rộng để đáp ứng nhu cầu tương lai.
• Số cổng và kết nối: Xác định số lượng cổng cần thiết cho các kết nối mạng và thiết bị. Ngoài ra, cần xem xét loại cổng, ví dụ như Gigabit Ethernet hoặc 10 Gigabit Ethernet, để đảm bảo đủ băng thông cho lưu lượng mạng.
• Hỗ trợ định tuyến nội bộ (Layer 3 Routing): Nếu mạng của bạn yêu cầu định tuyến nội bộ giữa các phân đoạn mạng, cần chọn một Core Switch hỗ trợ định tuyến ở tầng Layer 3.
• Hỗ trợ VLAN: Đảm bảo Core Switch hỗ trợ ảo hóa mạng (VLAN) để chia mạng thành các phần nhỏ hơn với tính bảo mật và quản lý riêng.
• Chất lượng dịch vụ (QoS): Xác định khả năng của Core Switch hỗ trợ QoS để ưu tiên lưu lượng mạng quan trọng như giọng nói và video.
• Khả năng mở rộng: Đảm bảo Core Switch có khả năng mở rộng, cho phép bạn thêm các module hoặc cổng mạng mới một cách dễ dàng khi nhu cầu tăng cao.
• Tính khả dụng và bảo mật: Core Switch cần có tính khả dụng cao để đảm bảo mạng luôn hoạt động. Hãy xem xét các tính năng bảo mật như kiểm soát truy cập và chứng thực.
• Quản lý từ xa: Core Switch cần hỗ trợ khả năng quản lý từ xa để bạn có thể kiểm soát và giám sát mạng từ xa.
• Tương thích giao thức mạng: Core Switch cần tương thích với các giao thức mạng như IPv4, IPv6, OSPF, BGP, và các dịch vụ như DHCP và DNS.