5 kiểu mô hình mạng doanh nghiệp điển hình

Mô hình mạng doanh nghiệp là hệ thống kết hợp rất nhiều yếu tố để kết nối các máy tính, thực hiện nhiệm vụ như thu thập, xử lý, phân phối, lưu trữ dữ liệu. Đối với doanh nghiệp, việc thiết lập hệ thống mạng vô cùng quan trọng, giúp hoạt động thường ngày diễn ra trôi chảy, hỗ trợ công việc kinh doanh. Nhằm đáp ứng những nhu cầu ngày một tăng cao về băng thông, hiệu suất, kiến trúc mạng đã có sự thay đổi đáng kể so với những mô hình thời kỳ đầu.

Trong bài viết này, Học Viện Agile sẽ chia sẻ đến bạn đọc 5 mô hình mạng doanh nghiệp phổ biến nhất cùng những ưu, nhược điểm của từng loại.

Mô hình mạng 3 tầng (3-layer network)

Đây là mô hình mạng phổ biến, đã được triển khai trong hơn 20 năm. Với mô hình mạng 3 tầng, mỗi hệ thống mạng được chia làm Core, Distribution và Access.

Mô hình mạng 3 tầng (3-layer network)

Access	Sử dụng để kết nối thiết bị người dùng cuối (máy tính, máy in, wifi router). Đối với Datacenter, các Switch ở lớp Core nối server và thiết bị lưu trữ được gọi là Switch TOR (hay Top of Rack).
Distribution	Còn gọi là Aggression, dùng để trung chuyển lưu lượng giữa Switch của lớp Core và lớp Access. Lớp Distribution có tốc độ cao hơn Access và không kết nối đến thiết bị người dùng.
Core	Chuyển lưu lượng ra mạng WAN. Các Switch ở Core có tốc độ rất cao, đóng vai trò như Default Gateway cho thiết bị người dùng cuối hoặc server.

Mô hình này có ưu điểm là tính sẵn sàng cao, bảo mật, hiệu suất và khả năng mở rộng tốt, tuy nhiên vẫn còn hạn chế ở Datacenter. Trong trường hợp doanh nghiệp có nhu cầu về băng thông cao hơn thì mô hình này khó đáp ứng được. Với một số công ty sử dụng mô hình mạng 3 tầng, khi số lượng máy tính và thiết bị kết nối tăng lên, mô hình không đảm bảo được hiệu suất.

Multi-chassis LAG

Để khắc phục các hạn chế của mô hình mạng 3 tầng, các kỹ sư mạng đã phát triển phương án LAG (Link Aggregation Group) hay có thể hiểu là gom các kết nối thành nhóm. Cụ thể:

Nhóm hai cổng trên một Switch thành một loại, bỏ sử dụng STP trên hai cổng
Đối với Modular Switch: 2 cổng trên 2 card được đưa vào một nhóm
Đối với Stackable Switch: 2 cổng trên 2 Switch được đưa vào một nhóm (thường sẽ nằm gần nhau). Đối với Switch nằm xa nhau, có thể dùng kỹ thuật ghép các port ở trên Switch khác nhau và gom thành một nhóm.

Một ví dụ cơ bản về MC-LAG

Phương án mô hình mạng này được nhiều vendor cung cấp dưới các tên gọi như VSS và vPC (Cisco), MC LAG (Juniper) hoặc M-LAG (Arista). Ưu điểm của Multi-chassis LAG là giao thức STP bị loại bỏ, băng thông tăng lên. Tuy vậy, một số nhược điểm vẫn tồn tại gồm khả năng mở rộng kém chưa được giải quyết triệt để, có thể xảy ra nghẽn, số lượng MAC bị giới hạn ở 4096…

CLOS Network

Một giải pháp nữa để tối ưu kiến trúc mạng doanh nghiệp được Charles Clos cho ra đời vào năm 1952 có tên là CLOS Network – hệ thống chuyển mạch kênh. Mô hình này còn được gọi là 2-Tier Network hoặc Spine-Leaf, gồm 3 chặng tính từ thời điểm dữ liệu đi vào đến khi đi ra.

Clos Network gồm 3 chặng

Các Switch trong CLOS-Network ở khác tầng sẽ không nối với nhau nên băng thông và độ trễ từ hai server bất kỳ là như nhau. Để kết nối hai server, thông tin sẽ đi qua một hop duy nhất. Dù cải thiện được mô hình, tốc độ, độ trễ, CLOS Network vẫn chưa giải quyết được vấn đề về Spanning Tree nên vẫn hạn chế ở tốc độ và khả năng mở rộng. Các vendor đã khắc phục nhược điểm này của CLOS Network bằng cách kết hợp với kỹ thuật L2-Multipath, loại bỏ hoàn toàn STP, tuy nhiên sử dụng giải pháp này sẽ đồng nghĩa với việc hệ thống mạng doanh nghiệp bị khóa cứng với thiết bị của vendor.

IP Fabric

IP Fabric được xem là giải pháp đáp ứng hầu hết các nhu cầu của doanh nghiệp. Trước sự phát triển của công nghệ, điện toán đám mây, hệ thống mạng có thêm một số yêu cầu mới như vMotion hoặc migrate, HA… Để mở rộng VLAN thông qua môi trường Layer 3, các kỹ sư mạng có thể dùng 2 giao thức đường hầm (tunneling protocol) là NVGRE và VXLAN.

Kiến trúc IP Fabric

Hiện nay, các nhà sản xuất phần cứng đang nghiêng về chuẩn VXLAN – một tiêu chuẩn phát triển từ thực tế cho phép mở rộng môi trường Layer 2 thông qua Layer 3, từ đó có thể thực hiện cân bằng tải trong điều kiện nhiều kết nối.

VXLAN BGP EVPN

Trong IP Fabric, VXLAN chỉ đóng vai trò như một data-plane vận chuyển dữ liệu, điểm hạn chế là vẫn còn thiếu control-plane (thiết lập tunnel tự động). Bởi nguyên nhân này, MP-BGP được áp dụng và tạo ra giải pháp VXLAN BGP EVPN. Đây được xem là giải pháp tối ưu nhất để áp dụng cho hệ thống mạng doanh nghiệp lớn, nhiều chi nhánh.

Ví dụ cơ bản về VXLAN BGP EVPN

Giải pháp mô hình mạng doanh nghiệp luôn được phát triển để đáp ứng những nhu cầu ngày một gia tăng của người dùng về hiệu suất, tốc độ, độ trễ…Mong rằng những chia sẻ về quá trình phát triển và đặc điểm 5 kiến trúc mạng của Học Viện Agile đã giúp ích cho các bạn đang quan tâm và tìm hiểu về mô hình mạng doanh nghiệp.

Để phát triển sự nghiệp và tiến xa hơn trong ngành công nghệ thông tin, kỹ sư quản trị mạng ngoài kiến thức chuyên môn còn cần trang bị thêm kỹ năng mềm, hiểu biết về tư duy phát triển linh hoạt Agile/Scrum để thích ứng tốt với môi trường làm việc, tăng hiệu suất làm việc nhóm, cải thiện kỹ năng giao tiếp và truyền đạt thông tin. Hiện nay, nhu cầu về nhân lực IT thành thạo Agile cho các vị trí lập trình viên, kỹ sư quản trị mạng tại doanh nghiệp là rất lớn, đặc biệt ở những công ty chú trọng chuyển đổi số. Xem thêm thông tin các khóa học về Agile Software Development tại ĐÂY.