Vietnamese (machine translation)

Lưu ý

Mục đích của file này là để độc giả tiếng Việt có thể đọc và hiểu tài liệu nhân kernel dễ dàng hơn, không phải để tạo ra một nhánh tài liệu riêng. Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc cập nhật nào cho file này, vui lòng thử cập nhật file tiếng Anh gốc trước. Nếu bạn thấy có sự khác biệt giữa bản dịch và bản gốc, hoặc có vấn đề về bản dịch, vui lòng gửi góp ý hoặc patch cho người dịch của file này, hoặc nhờ người bảo trì và người review tài liệu tiếng Việt giúp đỡ.

Bản gốc:

Ethernet Bridging

Người dịch:

Google Translate (machine translation)

Phiên bản gốc:

8541d8f725c6

Cảnh báo

Tài liệu này được dịch tự động bằng máy và chưa được review bởi người dịch. Nội dung có thể không chính xác hoặc khó hiểu ở một số chỗ. Khi có sự khác biệt với bản gốc, bản gốc luôn là chuẩn. Bản dịch chất lượng cao (được review) được đặt trong thư mục vi_VN/.

Cầu nối Ethernet

Giới thiệu

Tiêu chuẩn IEEE 802.1Q-2022 (Cầu nối và Mạng cầu nối) xác định hoạt động của các bridge trong mạng máy tính. Một cây cầu, trong bối cảnh này tiêu chuẩn, là thiết bị kết nối hai hoặc nhiều phân đoạn mạng và hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu (Lớp 2) của OSI (Kết nối hệ thống mở) mô hình. Mục đích của bridge là lọc và chuyển tiếp các khung giữa các phân đoạn khác nhau dựa trên địa chỉ MAC (Kiểm soát truy cập phương tiện) đích.

Cầu kAPI

Dưới đây là một số cấu trúc cốt lõi của mã cầu. Lưu ý rằng kAPI là ZZ0000ZZ, và có thể được thay đổi bất cứ lúc nào.

Cầu nối uAPI

uAPI cầu Linux hiện đại được truy cập thông qua giao diện Netlink. Bạn có thể tìm thấy bên dưới các tệp nơi các thuộc tính liên kết mạng của cổng cầu và cổng cầu được xác định.

Thuộc tính liên kết mạng cầu nối

Thuộc tính liên kết mạng của cổng cầu

hệ thống cầu nối

Giao diện sysfs không được dùng nữa và không nên mở rộng nếu mới các tùy chọn được thêm vào.

STP

Triển khai STP (Giao thức cây kéo dài) trong trình điều khiển cầu nối Linux là một tính năng quan trọng giúp ngăn chặn các vòng lặp và các cơn bão quảng bá trong Mạng Ethernet bằng cách xác định và vô hiệu hóa các liên kết dư thừa. Trong một Linux bối cảnh cầu nối, STP rất quan trọng đối với sự ổn định và tính khả dụng của mạng.

STP là giao thức Lớp 2 hoạt động ở Lớp liên kết dữ liệu của OSI mô hình. Ban đầu nó được phát triển dưới tên IEEE 802.1D và từ đó đã phát triển thành nhiều phiên bản, bao gồm Giao thức cây kéo dài nhanh (RSTP) và ZZ0000ZZ.

Thay vào đó, 802.1D-2004 đã loại bỏ Giao thức Spanning Tree ban đầu kết hợp Giao thức cây kéo dài nhanh (RSTP). Đến năm 2014, tất cả chức năng được xác định bởi IEEE 802.1D đã được tích hợp vào IEEE 802.1Q (Cầu nối và Mạng cầu nối) hoặc IEEE 802.1AC (Dịch vụ MAC định nghĩa). 802.1D đã chính thức bị loại bỏ vào năm 2022.

Cổng cầu và trạng thái STP

Trong ngữ cảnh của STP, các cổng cầu có thể ở một trong các trạng thái sau:

  • Chặn: Cổng bị vô hiệu hóa đối với lưu lượng dữ liệu và chỉ lắng nghe BPDU (Đơn vị dữ liệu giao thức cầu nối) từ các thiết bị khác để xác định topo mạng.

  • Nghe: Cổng bắt đầu tham gia vào quá trình STP và lắng nghe cho các BPDU.

  • Đang học: Cổng tiếp tục lắng nghe BPDU và bắt đầu học MAC địa chỉ từ các khung đến nhưng không chuyển tiếp khung dữ liệu.

  • Chuyển tiếp: Cổng hoạt động đầy đủ và chuyển tiếp cả BPDU và các khung dữ liệu.

  • Đã tắt: Cổng bị vô hiệu hóa về mặt quản trị và không tham gia trong quy trình STP. Việc chuyển tiếp khung dữ liệu cũng bị vô hiệu hóa.

Cầu gốc và sự hội tụ

Trong bối cảnh kết nối mạng và cầu nối Ethernet trong Linux, cầu gốc là một công tắc được chỉ định trong mạng cầu nối đóng vai trò là điểm tham chiếu cho thuật toán cây bao trùm để tạo ra cấu trúc liên kết không có vòng lặp.

Đây là cách STP hoạt động và cầu gốc được chọn:

  1. Mức độ ưu tiên của cầu: Mỗi cầu chạy giao thức cây bao trùm, có một giá trị Ưu tiên Cầu có thể định cấu hình. Giá trị càng thấp thì giá trị càng cao ưu tiên. Theo mặc định, Bridge Priority được đặt thành giá trị tiêu chuẩn (ví dụ: 32768).

  2. Bridge ID: Bridge ID bao gồm hai thành phần: Bridge Priority và địa chỉ MAC của bridge. Nó xác định duy nhất từng cây cầu trong mạng. Bridge ID được sử dụng để so sánh mức độ ưu tiên của những cây cầu khác nhau.

  3. Bầu cử cầu: Khi mạng bắt đầu, tất cả các cầu ban đầu đều giả định rằng họ là cây cầu gốc. Họ bắt đầu quảng cáo Bridge Protocol Đơn vị dữ liệu (BPDU) tới hàng xóm của chúng, chứa ID cầu nối của chúng và thông tin khác.

  4. So sánh BPDU: Các cầu nối trao đổi BPDU để xác định cầu gốc. Mỗi cây cầu sẽ kiểm tra các BPDU nhận được, bao gồm cả Mức độ ưu tiên của cầu nối và Bridge ID, để xác định xem có nên điều chỉnh mức độ ưu tiên của riêng mình hay không. Cây cầu có ID cầu thấp nhất sẽ trở thành cây cầu gốc.

  5. Thông báo Root Bridge: Khi root bridge được xác định, nó sẽ gửi BPDU có thông tin về root bridge tới tất cả các bridge khác trong mạng. Thông tin này được sử dụng bởi các cây cầu khác để tính toán đường đi ngắn nhất tới root bridge và khi làm như vậy sẽ tạo ra một đường dẫn không có vòng lặp cấu trúc liên kết.

  6. Cổng chuyển tiếp: Sau khi đã chọn được bridge gốc và cây bao trùm cấu trúc liên kết được thiết lập, mỗi cây cầu sẽ xác định cổng nào của nó sẽ ở trạng thái chuyển tiếp (được sử dụng cho lưu lượng dữ liệu) và phải ở trạng thái trạng thái chặn (được sử dụng để ngăn chặn vòng lặp). Các cổng của root bridge là tất cả đều ở trạng thái chuyển tiếp. trong khi những cây cầu khác có một số cổng ở trạng thái chặn để tránh vòng lặp.

  7. Root Ports: Sau khi chọn root bridge và cây bao trùm cấu trúc liên kết được thiết lập, mỗi cầu nối không phải gốc sẽ xử lý các BPDU và xác định cổng nào của nó cung cấp đường đi ngắn nhất tới cầu gốc dựa trên thông tin trong BPDU nhận được. Cảng này là được chỉ định là cổng gốc. Và nó ở trạng thái Chuyển tiếp, cho phép nó để chủ động chuyển tiếp lưu lượng mạng.

  8. Cổng được chỉ định: Cổng được chỉ định là cổng mà qua đó máy chủ không phải root bridge sẽ chuyển tiếp lưu lượng tới đoạn được chỉ định. Cảng được chỉ định được đặt ở trạng thái Chuyển tiếp. Tất cả các cổng khác trên máy không root cây cầu không được chỉ định cho các đoạn cụ thể sẽ được đặt trong Trạng thái chặn để ngăn chặn vòng lặp mạng.

STP đảm bảo sự hội tụ mạng bằng cách tính toán đường đi ngắn nhất và vô hiệu hóa liên kết dư thừa. Khi xảy ra thay đổi cấu trúc liên kết mạng (ví dụ: lỗi liên kết), STP tính toán lại cấu trúc liên kết mạng để khôi phục kết nối đồng thời tránh bị lặp.

Cấu hình đúng các tham số STP, chẳng hạn như mức độ ưu tiên của cầu nối, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất mạng, lựa chọn đường dẫn và cây cầu nào sẽ trở thành Cầu Gốc.

Không gian người dùng Trình trợ giúp STP

Không gian người dùng STP trợ giúp ZZ0003ZZ là một chương trình để kiểm soát xem có nên sử dụng hay không cây bao trùm chế độ người dùng. ZZ0000ZZ là được gọi bởi kernel khi STP được bật/tắt trên bridge (thông qua ZZ0001ZZ hoặc ZZ0002ZZ). Kernel kích hoạt chế độ user_stp nếu lệnh đó trả về 0 hoặc bật chế độ kernel_stp nếu lệnh đó trả về bất kỳ giá trị nào khác.

Lựa chọn chế độ STP

Thuộc tính cầu nối ZZ0000ZZ cho phép kiểm soát rõ ràng cách thức STP hoạt động khi được bật, bỏ qua trình trợ giúp ZZ0001ZZ hoàn toàn dành cho chế độ ZZ0002ZZ và ZZ0003ZZ.

Chế độ mặc định là ZZ0000ZZ, duy trì chế độ truyền thống hành vi gọi trình trợ giúp ZZ0001ZZ. ZZ0002ZZ và Chế độ ZZ0003ZZ đặc biệt hữu ích trong môi trường không gian tên mạng nơi không có cơ chế trợ giúp, như ZZ0004ZZ bị giới hạn trong không gian tên mạng ban đầu.

Ví dụ:

bộ liên kết ip dev br0 loại cầu stp_mode người dùng stp_state 1

Chế độ chỉ có thể được thay đổi khi STP bị tắt.

VLAN

LAN (Mạng cục bộ) là mạng bao phủ một khu vực địa lý nhỏ, thường trong một tòa nhà hoặc một khuôn viên trường. Mạng LAN được sử dụng để kết nối máy tính, máy chủ, máy in và các thiết bị nối mạng khác trong phạm vi địa phương khu vực. Mạng LAN có thể có dây (sử dụng cáp Ethernet) hoặc không dây (sử dụng Wi-Fi).

VLAN (Mạng cục bộ ảo) là một phân đoạn logic của mạng vật lý mạng thành nhiều miền quảng bá bị cô lập. VLAN được sử dụng để phân chia một LAN vật lý duy nhất thành nhiều mạng LAN ảo, cho phép các nhóm khác nhau các thiết bị có thể giao tiếp như thể chúng ở trên các mạng vật lý riêng biệt.

Thông thường có hai triển khai VLAN, IEEE 802.1Q và IEEE 802.1ad (còn được gọi là QinQ). IEEE 802.1Q là tiêu chuẩn để gắn thẻ VLAN trong Ethernet mạng. Nó cho phép quản trị viên mạng tạo các Vlan logic trên một mạng vật lý và gắn thẻ các khung Ethernet với thông tin VLAN, đó là được gọi là ZZ0001ZZ. IEEE 802.1ad, thường được gọi là QinQ hoặc Double VLAN, là phần mở rộng của tiêu chuẩn IEEE 802.1Q. QinQ cho phép xếp chồng nhiều thẻ VLAN trong một khung Ethernet duy nhất. Linux cầu hỗ trợ cả IEEE 802.1Q và ZZ0000ZZ giao thức gắn thẻ VLAN.

ZZ0000ZZ trên cầu bị tắt theo mặc định. Sau khi kích hoạt tính năng lọc VLAN trên bridge, nó sẽ bắt đầu chuyển tiếp các khung tới các đích thích hợp dựa trên địa chỉ MAC đích và thẻ VLAN (cả hai đều phải khớp).

Đa phương tiện

Trình điều khiển cầu Linux có hỗ trợ multicast cho phép nó xử lý Internet Giao thức quản lý nhóm (IGMP) hoặc Multicast Listener Discovery (MLD) tin nhắn và chuyển tiếp các gói dữ liệu multicast một cách hiệu quả. Cây cầu trình điều khiển hỗ trợ IGMPv2/IGMPv3 và MLDv1/MLDv2.

Theo dõi đa phương tiện

Multicast snooping là một công nghệ mạng cho phép chuyển mạch mạng để quản lý lưu lượng phát đa hướng một cách thông minh trong mạng cục bộ (LAN).

Switch duy trì một bảng nhóm multicast, bảng này ghi lại sự liên kết giữa các địa chỉ nhóm multicast và các cổng nơi các máy chủ đã tham gia các địa chỉ này các nhóm. Bảng nhóm được cập nhật động dựa trên các thông báo IGMP/MLD đã nhận được. Với thông tin nhóm multicast được thu thập thông qua việc theo dõi, switch tối ưu hóa việc chuyển tiếp lưu lượng multicast. Thay vì mù quáng phát lưu lượng multicast đến tất cả các cổng, nó sẽ gửi multicast lưu lượng dựa trên địa chỉ MAC đích chỉ tới các cổng có đã đăng ký nhóm multicast đích tương ứng.

Khi được tạo, các thiết bị cầu nối Linux có tính năng theo dõi phát đa hướng được kích hoạt bởi mặc định. Nó duy trì cơ sở dữ liệu chuyển tiếp Multicast (MDB) để theo dõi của các mối quan hệ cổng và nhóm.

Hỗ trợ IGMPv3/MLDv2 EHT

Cầu Linux hỗ trợ IGMPv3/MLDv2 EHT (Theo dõi máy chủ rõ ràng), đã được thêm bởi ZZ0000ZZ

Việc theo dõi máy chủ rõ ràng cho phép thiết bị theo dõi từng máy chủ riêng lẻ được tham gia vào một nhóm hoặc kênh cụ thể. chính Lợi ích của việc theo dõi máy chủ rõ ràng trong IGMP là cho phép nghỉ phép tối thiểu độ trễ khi máy chủ rời khỏi nhóm hoặc kênh multicast.

Khoảng thời gian từ khi máy chủ muốn rời đi cho đến khi thiết bị dừng lại chuyển tiếp lưu lượng được gọi là độ trễ rời IGMP. Một thiết bị được cấu hình với IGMPv3 hoặc MLDv2 và theo dõi rõ ràng có thể dừng chuyển tiếp ngay lập tức lưu lượng truy cập nếu máy chủ cuối cùng yêu cầu nhận lưu lượng truy cập từ thiết bị cho biết rằng nó không còn muốn nhận lưu lượng truy cập nữa. Độ trễ nghỉ phép do đó chỉ bị ràng buộc bởi độ trễ truyền gói trong đa truy cập mạng và thời gian xử lý trong thiết bị.

Các tính năng phát đa hướng khác

Cầu Linux cũng hỗ trợ ZZ0000ZZ, bị tắt theo mặc định nhưng có thể được bật. Và ZZ0001ZZ, giúp xác định vị trí của các bộ định tuyến multicast.

chuyển đổi

Linux Bridge Switchdev là một tính năng trong nhân Linux giúp mở rộng khả năng của cầu nối Linux truyền thống để hoạt động hiệu quả hơn với switch phần cứng hỗ trợ switchdev. Với Linux Bridge Switchdev, chắc chắn các chức năng mạng như chuyển tiếp, lọc và học Ethernet các khung có thể được giảm tải tới một bộ chuyển mạch phần cứng. Việc giảm tải này làm giảm gánh nặng cho nhân Linux và CPU, dẫn đến hiệu suất mạng được cải thiện và độ trễ thấp hơn.

Để sử dụng Linux Bridge Switchdev, bạn cần có bộ chuyển mạch phần cứng hỗ trợ giao diện switchdev. Điều này có nghĩa là phần cứng của switch cần phải có trình điều khiển và chức năng cần thiết để hoạt động cùng với Linux hạt nhân.

Vui lòng xem tài liệu ZZ0000ZZ để biết thêm chi tiết.

Bộ lọc mạng

Mô-đun bộ lọc mạng cầu nối là một tính năng cũ cho phép lọc cầu nối các gói có iptables và ip6tables. Việc sử dụng nó không được khuyến khích. Người dùng nên hãy cân nhắc việc sử dụng nftables để lọc gói.

Công cụ ebtables cũ hơn bị hạn chế về tính năng hơn so với nftables, nhưng giống như nftables, nó cũng không cần mô-đun này để hoạt động.

Mô-đun br_netfilter chặn các gói đi vào cầu, thực hiện kiểm tra độ tỉnh táo tối thiểu trên các gói ipv4 và ipv6 rồi giả vờ rằng những gói này đang được định tuyến, không được bắc cầu. br_netfilter sau đó gọi các móc nối bộ lọc mạng ip và ipv6 từ lớp cầu nối, tức là các bảng ip(6) bộ quy tắc cũng sẽ thấy các gói này.

br_netfilter cũng là lý do dẫn đến trận đấu iptables ZZ0000ZZ: Trận đấu này là cách duy nhất để thông báo một cách đáng tin cậy các gói được định tuyến và bắc cầu tách biệt trong một bộ quy tắc iptables.

Lưu ý rằng ebtables và nftables sẽ hoạt động tốt mà không cần mô-đun br_netfilter. iptables/ip6tables/arptables không hoạt động đối với lưu lượng cầu nối vì chúng cắm vào ngăn xếp định tuyến. Các quy tắc nftables trong dòng ip/ip6/inet/arp sẽ không cũng có thể thấy lưu lượng truy cập được chuyển tiếp qua một cây cầu, nhưng đó thực chất là cách nó nên như vậy.

Về mặt lịch sử, bộ tính năng của ebtables rất hạn chế (hiện tại vẫn vậy), mô-đun này đã được thêm vào để giả vờ các gói được định tuyến và gọi ipv4/ipv6 các móc nối netfilter từ cầu nối để người dùng có quyền truy cập vào nhiều tính năng hơn khả năng kết hợp iptables (bao gồm cả conntrack). nftables không có hạn chế này, hầu như tất cả các tính năng đều hoạt động bất kể họ giao thức.

Vì vậy, br_netfilter chỉ cần thiết nếu người dùng, vì lý do nào đó, cần sử dụng bảng ip(6) để lọc các gói được chuyển tiếp bởi cầu nối hoặc cầu nối NAT giao thông. Để lọc lớp liên kết thuần túy, mô-đun này không cần thiết.

Các tính năng khác

Cầu Linux cũng hỗ trợ ZZ0000ZZ, ZZ0001ZZ, ZZ0002ZZ, ZZ0003ZZ, và ZZ0004ZZ.

FAQ

Cây cầu có tác dụng gì?

Một cây cầu chuyển tiếp lưu lượng truy cập giữa nhiều giao diện mạng một cách minh bạch. Trong tiếng Anh đơn giản, điều này có nghĩa là một cây cầu kết nối hai hoặc nhiều vật lý Mạng Ethernet, để tạo thành một mạng Ethernet (logic) lớn hơn.

Giao thức L3 có độc lập không?

Đúng. Cây cầu nhìn thấy tất cả các khung, nhưng ZZ0000ZZ chỉ có tiêu đề/thông tin L2. Như vậy, chức năng bắc cầu là giao thức độc lập và cần có không gặp khó khăn gì khi chuyển tiếp IPX, NetBEUI, IP, IPv6, v.v.

Thông tin liên hệ

Mã hiện được duy trì bởi Roopa Prabhu <roopa@nvidia.com> và Nikolay Aleksandrov <razor@blackwall.org>. Lỗi cầu và cải tiến được thảo luận trên danh sách gửi thư linux-netdev netdev@vger.kernel.org và bridge@lists.linux.dev.

Danh sách này dành cho bất kỳ ai quan tâm: ZZ0000ZZ

Liên kết ngoài

Tài liệu cũ về cầu nối Linux đã có trên: ZZ0000ZZ