Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong đào tạo và nghiên cứu chuyên ngành Công nghệ Thông tin nói chung và lĩnh vực Mạng máy tính nói riêng, thực hành là yêu cầu cốt lõi giúp người học nắm bắt và làm chủ các kiến thức lý thuyết. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất đối với sinh viên và các cơ sở đào tạo là chi phí đầu tư trang thiết bị phần cứng chuyên dụng (như các dòng Router và Switch cao cấp của Cisco) rất lớn. Việc thiết lập các mô hình mạng vật lý phức tạp để thử nghiệm cấu hình, kiểm thử an toàn thông tin hay đánh giá hiệu năng thường không khả thi trong điều kiện cơ sở vật chất giới hạn. Để khắc phục vấn đề này, các công cụ mô phỏng và giả lập mạng trên môi trường ảo hóa đã được phát triển nhằm tái tạo hoạt động của các thiết bị mạng thực tế mà không cần đầu tư phần cứng đắt tiền.

Đồ án tốt nghiệp "Triển khai giải pháp giả lập thiết bị mạng với Unetlab-EVE" do sinh viên Nguyễn Đức Việt thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Ngô Trường Giang tại Trường Đại học Dân lập Hải Phòng (năm 2019) tập trung giải quyết bài toán trên. Tác giả xác định các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về mạng máy tính, các mô hình chuẩn hóa kiến trúc mạng (mô hình OSI 7 tầng, kiến trúc SNA của IBM) và các phương pháp truyền thông dữ liệu.
  2. Khảo sát nguyên lý hoạt động, đặc tính kỹ thuật của các môi trường truyền dẫn (cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang) và các thiết bị phần cứng mạng cơ bản (Repeater, Bridge, Switch, Router, Gateway, Hub).
  3. Khảo sát, phân tích và so sánh ưu nhược điểm của các công cụ mô phỏng và giả lập mạng phổ biến gồm Dynamips, Cisco Packet Tracer, GNS3 và Unetlab-EVE (EVE-NG).
  4. Triển khai cài đặt nền tảng giả lập EVE-NG trên phần mềm ảo hóa VMware Workstation, cấu hình thông số hệ thống, nạp các tệp ảnh Cisco IOL (IOS on Linux) và kích hoạt bản quyền.
  5. Thiết kế và kiểm thử hai bài thực nghiệm mạng căn bản: Cấu hình NAT đơn giản trên Router Cisco để kết nối mạng Internet và Cấu hình định tuyến giữa các mạng LAN ảo (Inter-VLAN Routing).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Nền tảng giả lập mạng máy tính Unetlab-EVE (EVE-NG Community), hệ điều hành thiết bị mạng Cisco IOL, các cơ chế chuyển mạch Layer 2/Layer 3, cơ chế định tuyến và chuyển dịch địa chỉ mạng (NAT).
  • Phạm vi nghiên cứu: Thử nghiệm được thực hiện trên môi trường ảo hóa cục bộ bằng VMware Workstation, triển khai các bài lab quy mô nhỏ phục vụ mục đích học tập và kiểm thử cấu hình mạng Cisco.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng nội dung dựa trên khung lý thuyết chuẩn hóa về mạng máy tính và hệ thống viễn thông:

  • Lịch sử và tiến trình phát triển mạng máy tính: Tổng hợp từ các thiết bị cơ - điện tử thập niên 1940, phát minh bóng bán dẫn năm 1947, máy tính lớn mainframe dùng thẻ đục lỗ (punched card) thập niên 1950, mạch tích hợp (IC) cuối thập niên 1950, minicomputer thập niên 1960-1970, máy tính cá nhân của Apple (1977) và IBM (1981), mạng diện rộng WAN của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ cho đến mạng Internet toàn cầu.
  • Phân loại mạng máy tính:
    • Theo phạm vi địa lý: Mạng cục bộ LAN (khoảng cách dưới 10 km), Mạng đô thị MAN (bán kính dưới 100 km), Mạng diện rộng WAN (vượt biên giới quốc gia, châu lục), Mạng toàn cầu GAN (kết nối qua viễn thông và vệ tinh).
    • Theo phương thức chuyển mạch: Mạng chuyển mạch kênh (Circuit-Switched - thiết lập kênh cố định, an toàn nhưng hiệu suất đường truyền thấp), Mạng chuyển mạch bản tin (Message-Switched - chuyển bản tin theo địa chỉ đích), Mạng chuyển mạch gói (Packet-Switched - chia nhỏ thông điệp thành các gói tin có kích thước giới hạn để xử lý trực tiếp trên bộ nhớ nút mạng).
    • Theo cấu trúc liên kết (Topology): Mạng hình sao (Star), Mạng dạng vòng (Ring), Mạng dạng tuyến (Linear Bus), Mạng dạng cây và Mạng hỗn hợp.
    • Theo chức năng: Mô hình Client-Server và Mô hình mạng ngang hàng Peer-to-Peer (mạng ngang hàng thuần túy và mạng đồng đẳng lai).
  • Mô hình tham chiếu và chuẩn hóa:
    • Mô hình OSI (Open Systems Interconnection): Được ISO nghiên cứu từ năm 1971 gồm 7 tầng chức năng; phân biệt giao thức có liên kết (Connection-Oriented, trải qua 3 giai đoạn: thiết lập liên kết, truyền dữ liệu, hủy liên kết) và giao thức không liên kết (Connectionless).
    • Kiến trúc SNA (System Network Architecture): Kiến trúc mạng phân tán do IBM giới thiệu từ tháng 9/1973.

Phương pháp nghiên cứu:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Thu thập, hệ thống hóa các tài liệu chuyên ngành về kiến trúc mạng, giao thức truyền thông và tài liệu kỹ thuật thiết bị mạng.
  • Phương pháp so sánh, đối chiếu kỹ thuật: Phân tích so sánh tính năng giữa các thế hệ công cụ giả lập/mô phỏng mạng và so sánh cơ chế hoạt động của Switch Layer 2 với Switch Layer 3.
  • Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật (Emulation/Testing): Cài đặt phần mềm giả lập EVE-NG, cấu hình địa chỉ IP, nạp ảnh phần sụn (firmware/IOL), thiết kế sơ đồ mạng và kiểm tra tính thông suốt qua giao thức ICMP (ping) và các lệnh hiển thị trạng thái giao diện (show ip interface, show interface trunk, show vlan).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính

Chương 1 khái quát các khái niệm cơ bản, phân loại mạng, phân tích lợi ích và mặt trái của mạng máy tính. Tác giả đi sâu phân tích 7 tầng chức năng trong mô hình tham chiếu OSI:

  • Tầng 1 - Vật lý (Physical): Truyền dòng bit nhị phân, quy định chuẩn cáp, đầu nối; sử dụng phương thức truyền dị bộ (asynchronous - dùng bit START/STOP) hoặc đồng bộ (synchronous - dùng ký tự SYN, EOT, flag).
  • Tầng 2 - Liên kết dữ liệu (Data Link): Đóng gói frame, quản lý địa chỉ MAC, cung cấp cơ chế phát hiện và sửa lỗi với trường kiểm lỗi đặt ở cuối gói tin; hỗ trợ liên kết điểm - điểm và điểm - nhiều điểm; phân chia thành giao thức hướng ký tự và hướng bit.
  • Tầng 3 - Mạng (Network): Định tuyến (routing) và chuyển tiếp (relaying) gói tin (packet) qua các mạng khác nhau; tìm đường truyền tối ưu và cập nhật thông tin mạng liên tục.
  • Tầng 4 - Vận chuyển (Transport): Quản lý kết nối đầu cuối, chia nhỏ và đánh số thứ tự gói tin; xử lý luồng (TCP, UDP); phân loại chất lượng mạng truyền dẫn thành Mạng loại A (tỷ suất lỗi thấp), Mạng loại B (lỗi chấp nhận được nhưng sự cố báo hiệu cao), và Mạng loại C (không tin cậy).
  • Tầng 5 - Giao dịch (Session): Thiết lập, duy trì, đồng bộ hóa các phiên hội thoại (dialogues) giữa các ứng dụng; quản lý quyền truyền dữ liệu thông qua cơ chế trao đổi thẻ bài (Give Token, Please Token, Give Control).
  • Tầng 6 - Trình diễn (Presentation): Chuyển đổi định dạng dữ liệu giữa các hệ thống không tương thích (như Intel và Motorola), thực hiện mã hóa và giải mã dữ liệu.
  • Tầng 7 - Ứng dụng (Application): Giao tiếp trực tiếp với người dùng và các tiến trình ứng dụng; quản lý các thực thể ứng dụng (AE), phần tử dịch vụ ứng dụng (ASE) và đối tượng liên kết đơn (SAO).
Tầng OSI Tên tiếng Việt Đơn vị dữ liệu (PDU) Giao thức tiêu biểu Thiết bị/Môi trường hoạt động
Tầng 7 Ứng dụng Data, Message HTTP, FTP, DNS Giao diện người dùng
Tầng 6 Trình diễn Data, Message Video, Audio, Bitmap (JPG, PNG) Mã hóa, giải mã dữ liệu
Tầng 5 Giao dịch Data, Message SQL, RPC, NETBIOS Quản lý phiên kết nối
Tầng 4 Vận chuyển Segment TCP, UDP Điều khiển luồng, chống nghẽn
Tầng 3 Mạng Packet / Datagram IP, IPX, AppleTalk Router
Tầng 2 Liên kết dữ liệu Frame LLC, MAC LAN Switch, Bridge
Tầng 1 Vật lý Bit (0, 1) Tín hiệu điện, vô tuyến Hub, Repeater

Chương 2: Thiết bị mạng và các công cụ mô phỏng và giả lập

Chương 2 trình bày chi tiết các môi trường truyền dẫn và thiết bị phần cứng mạng:

  • Môi trường truyền dẫn:
    • Cáp xoắn đôi STP (có bọc kim loại chống nhiễu EMI, nối đất, tốc độ lý thuyết 500 Mbps, thực tế 155 Mbps/100 m, tốc độ phổ biến 16 Mbps trên mạng Token Ring) và UTP (không bọc kim, chi phí thấp, chuẩn cắm RJ-45, khoảng cách tối đa 100 m).
    • Cáp đồng trục (trở kháng 50 ohm, độ suy hao lý thuyết 200 m, thực tế 50 m, khoảng cách truyền tối đa đạt 2,8 km khi kết hợp Repeater).
    • Cáp quang (sử dụng sợi thủy tinh/plastic truyền tín hiệu ánh sáng, dung lượng tải cao, không suy hao do nhiễu điện, không nguy cơ cháy nổ nhưng chi phí cao và đòi hỏi thi công thẳng, tránh gập gãy).
  • Các thiết bị mạng cơ bản:
    • Repeater (tầng 1 - gồm Repeater điện và điện quang, khuếch đại và tái sinh tín hiệu, không xử lý lọc dữ liệu).
    • Bridge (tầng 2 - hoạt động dựa trên cơ chế tự học bảng địa chỉ MAC, xử lý lọc và chuyển vận gói tin; phân loại thành Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch).
    • Switch (hoạt động chế độ song công Full Duplex; Switch Layer 2 chuyển tiếp theo bảng MAC/CAM; Switch Layer 3 tích hợp bảng FIB, hỗ trợ MAC rewrite, phân tách Broadcast Domain, định tuyến liên mạng LAN/VLAN và áp dụng các chính sách ACL, QoS).
    • Router (tầng 3 - xử lý gói tin dựa trên bảng định tuyến Routing Table; phân loại theo phương thức véc-tơ khoảng cách như RIP, NLSP và phương thức trạng thái tĩnh/Link-state như OSPF, OSPF-IS).
    • Gateway (chuyển đổi giao thức trên cả 7 tầng OSI, thường dùng kết nối LAN với máy tính lớn Mainframe) và Hub (Hub bị động, Hub chủ động, Hub thông minh).
  • Khảo sát các công cụ mô phỏng và giả lập: Phân tích chi tiết đặc tính kỹ thuật của Dynamips, Cisco Packet Tracer, GNS3 và Unetlab-EVE.
Tiêu chí Cisco Packet Tracer Dynamips GNS3 Unetlab-EVE (EVE-NG)
Bản chất Mô phỏng (Simulation) Giả lập phần cứng (Emulation) Giả lập phần cứng Giả lập đa nền tảng
Hệ điều hành mạng Giả lập lệnh hạn chế Chạy Cisco IOS thật Chạy Cisco IOS thật Chạy IOS, Cisco IOL, QEMU
Giao diện quản trị GUI kéo thả Giao diện dòng lệnh (CLI) GUI phần mềm máy trạm Giao diện web trực quan
Hỗ trợ đa hãng Chỉ thiết bị Cisco Chỉ thiết bị Cisco Hỗ trợ nhiều thiết bị Hỗ trợ đa dạng thiết bị/hãng
Tiêu tốn tài nguyên Rất thấp Cao (chiếm CPU, RAM) Tương đối cao, cần host máy ảo riêng Tối ưu hóa trên 1 máy chủ ảo
Mức độ sát thực tế Thấp, thiếu lệnh chuyên sâu Cao Cao Rất cao, linh hoạt

Chương 3: Thiết kế và kiểm thử mô hình mạng với công cụ giả lập Unetlab-EVE

Chương 3 tập trung vào quy trình triển khai giải pháp EVE-NG trên môi trường ảo hóa và tiến hành thực nghiệm:

  • Giới thiệu tổng quan về EVE-NG (Emulated Virtual Environment – Next Generation).
  • Hướng dẫn chi tiết quy trình import máy ảo EVE Community vào VMware Workstation, thiết lập cấu hình mạng hệ thống (Static IP, Gateway, DNS), cập nhật gói phần mềm và nạp Cisco IOL License.
  • Xây dựng sơ đồ mạng, gán cấu hình thiết bị và thực hiện kiểm thử thành công hai bài toán mạng thực tế:
    1. Bài thực nghiệm 1: Cấu hình dịch địa chỉ mạng (NAT Overload) trên Router Cisco R1 cho 2 dải mạng nội bộ kết nối ra môi trường Internet.
    2. Bài thực nghiệm 2: Cấu hình định tuyến VLAN (Inter-VLAN Routing) và thiết lập đường trung kế (Trunking) để các máy trạm thuộc 3 phân đoạn VLAN khác nhau có thể truyền thông qua lại.

Thiết kế và triển khai

1. Phân biệt cơ chế Switch Layer 2 và Switch Layer 3

Trong phần cơ sở thiết bị mạng, tác giả phân tích sự khác biệt về mặt cấu trúc lưu trữ và tra cứu giữa hai dòng chuyển mạch:

Đặc điểm Switch Layer 2 Switch Layer 3
Bảng lưu trữ thông tin Chỉ sử dụng bảng CAM (chứa MAC, egress port, VLAN) Sử dụng đồng thời bảng CAM và bảng FIB (Forwarding Information Base)
Thông tin trong bảng FIB Không có Chứa địa chỉ IP, IP next hop, MAC next hop, egress port và MAC rewrite
Phương tiện tra cứu Tra cứu bảng CAM Tra cứu bảng FIB để chuyển tiếp gói tin
Phân tách Broadcast Domain Không phân tách (nằm chung 1 Broadcast Domain nếu không chia VLAN) Tạo lập các Broadcast Domain độc lập
Hỗ trợ chính sách mạng Giới hạn Frame dựa trên địa chỉ MAC nguồn/đích Hỗ trợ cấu hình ACL và QoS dựa trên cả địa chỉ IP và địa chỉ MAC
Chức năng định tuyến Không có Định tuyến tốc độ cao giữa các mạng con (Subnet) và các VLAN

2. Triển khai máy chủ EVE-NG trên VMware Workstation

Quy trình triển khai hệ thống máy chủ giả lập bao gồm các bước:

  • Khởi tạo máy ảo: Import tệp máy ảo EVE Community vào VMware Workstation, thiết lập thông số CPU, RAM phù hợp với tải hệ thống.
  • Đăng nhập và cấu hình hệ thống ban đầu:
    • Tài khoản đăng nhập mặc định: root, mật khẩu: eve.
    • Thay đổi mật khẩu quản trị hệ thống.
    • Thiết lập Hostname hệ thống: EVE_SERVER.
    • Thiết lập Domain name cho máy chủ.
  • Cấu hình mạng cho máy chủ:
    • Chọn phương thức gán IP tĩnh (Static).
    • Cấu hình địa chỉ IP máy chủ: 172.x.
    • Thiết lập Subnet Mask và Default Gateway tương ứng.
    • Thiết lập DNS Server: Primary DNS 8.8.8.8, Secondary DNS 203.1...
    • Thiết lập chế độ kết nối mạng và Proxy (chọn chế độ mặc định).
  • Cập nhật và nạp ảnh thiết bị (IOL):
    • Chạy lệnh cập nhật hệ điều hành EVE-NG (apt update/upgrade).
    • Tải lên (Upload) các gói tệp tin Cisco IOL (IOS on Linux) chuyên dụng vào thư mục hệ thống EVE-NG.
    • Chạy tập lệnh kích hoạt giấy phép (Active license) cho Cisco IOL.

3. Triển khai và kiểm thử các kịch bản mạng thực nghiệm

Kịch bản 1: Cấu hình NAT đơn giản trên Router Cisco

  • Mô tả và yêu cầu: Kết nối hai máy tính thuộc hai phân đoạn mạng khác nhau vào Router Cisco R1. Cấu hình để các máy tính có thể kết nối thông suốt ra môi trường Internet bên ngoài thông qua cơ chế NAT.
  • Quy hoạch địa chỉ IP:
    • Máy trạm PC1: 172.1/24
    • Cổng giao tiếp Router mặt trong (LAN) E0/1: 172.20/24
  • Thao tác cấu hình trên Router R1:
Router(config)#interface e0/1
Router(config-if)#ip address 172.0 [subnet mask]
Router(config-if)#no shutdown
  • Kiểm tra kết quả:
    • Thực thi lệnh show ip interface trên Router R1 để xác nhận trạng thái cổng và IP gán thành công.
    • Thực hiện lệnh ping từ máy trạm PC1 và PC2 ra địa chỉ ngoài Internet, kết quả phản hồi gói tin ICMP đạt 100%, chứng minh cơ chế NAT hoạt động chính xác.

Kịch bản 2: Cấu hình định tuyến VLAN (Inter-VLAN Routing)

  • Mô tả và yêu cầu: Thiết lập hệ thống mạng gồm nhiều máy tính thuộc các phòng ban/phân đoạn mạng ảo khác nhau (VLAN 10, VLAN 20, VLAN 30). Cấu hình Switch và thiết bị định tuyến để cho phép truyền thông liên VLAN.
  • Quy hoạch mạng:
    • Máy trạm PC1 gán thuộc VLAN 10.
    • Máy trạm PC2 gán thuộc VLAN 20.
    • Máy trạm PC3 gán thuộc VLAN 30.
  • Triển khai cấu hình: Thiết lập đường kết nối trung kế Trunking (interface trunk) giữa các thiết bị chuyển mạch, gán các cổng truy cập (Access Port) tương ứng cho từng VLAN, cấu hình địa chỉ IP Gateway cho từng sub-interface/VLAN interface.
  • Kiểm tra trạng thái và độ thông suốt:
    • Thực thi các lệnh kiểm tra: show interface trunk (xác nhận cổng trung kế), show vlan (xác nhận danh sách và cổng thuộc VLAN), show ip interface (xác nhận trạng thái địa chỉ IP).
    • Thực hiện kiểm tra tính kết nối bằng lệnh ping giữa các phân đoạn mạng:
      • Ping từ PC1 (VLAN 10) sang PC2 (VLAN 20) -> Thành công.
      • Ping từ PC2 (VLAN 20) sang PC3 (VLAN 30) -> Thành công.
      • Ping từ PC3 (VLAN 30) sang PC1 (VLAN 10) -> Thành công.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xây dựng thành công môi trường giả lập: Hoàn thành quy trình cài đặt, cấu hình mạng tĩnh, cập nhật và kích hoạt bản quyền Cisco IOL trên máy chủ EVE-NG nền tảng VMware Workstation.
  • Hoàn thành các bài thử nghiệm mạng: Thực hiện cấu hình và kiểm thử thành công hai bài toán mạng thực tế:
    • Cơ chế NAT Overload: Cho phép các máy trạm thuộc dải mạng nội bộ (như PC1 dải 172.1/24, cổng Router E0/1 172.20/24) chuyển dịch địa chỉ để gửi nhận gói tin ra ngoài Internet với tỷ lệ phản hồi ping thành công tuyệt đối.
    • Cơ chế Inter-VLAN Routing: Thiết lập và kiểm tra liên lạc thông suốt giữa 3 phân đoạn VLAN độc lập (VLAN 10, VLAN 20, VLAN 30) qua các cổng trung kế Trunking.

Giải pháp và đóng góp của tác giả

  • Cung cấp giải pháp thay thế hiệu quả cho phòng thực hành mạng vật lý bằng cách sử dụng phần mềm giả lập mã nguồn mở EVE-NG. Giải pháp này giúp sinh viên và kỹ sư mạng có thể học tập, thực hành và thử nghiệm các cấu hình Cisco IOS/IOL với đầy đủ tính năng mà không cần trang bị phần cứng đắt đỏ.
  • Hệ thống hóa tài liệu hướng dẫn kỹ thuật chi tiết bằng tiếng Việt về quy trình cài đặt máy chủ ảo EVE-NG, nạp ảnh Cisco IOL, kích hoạt giấy phép và các bước cấu hình mạng căn bản từ giao diện dòng lệnh (CLI).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Các bài thực nghiệm mới dừng lại ở quy mô cơ bản (1 Router với 2 dải mạng làm NAT, hệ thống 3 VLAN căn bản trên thiết bị Cisco), chưa triển khai các cấu hình mạng quy mô lớn của doanh nghiệp.
    • Chưa mở rộng giả lập kết nối thiết bị của nhiều nhà sản xuất khác nhau (như Juniper, MikroTik, Fortinet, Check Point) trên cùng một topo mạng.
    • Chưa đi sâu kiểm thử các giao thức định tuyến động nâng cao (như OSPF đa vùng, BGP) và các giải pháp bảo mật mạng nâng cao (VPN, Firewall Inspection).
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Tích hợp thêm các hệ điều hành mạng đa dạng và các thiết bị tường lửa ảo hóa (Firewall appliances) vào hệ thống EVE-NG.
    • Xây dựng các kịch bản mô phỏng mạng doanh nghiệp phức tạp, tích hợp định tuyến đa vùng và các chính sách kiểm soát lưu lượng.
    • Nghiên cứu ứng dụng tự động hóa mạng (Network Automation) trên môi trường giả lập EVE-NG.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Thông tin, Kỹ thuật Mạng và Viễn thông: Sử dụng làm tài liệu hướng dẫn cài đặt và thiết lập phòng lab ảo cá nhân phục vụ các môn học Mạng máy tính, Quản trị mạng, Thực hành định tuyến - chuyển mạch.
  • Người tự học và ôn luyện chứng chỉ mạng: Cung cấp phương pháp xây dựng lab thực hành phục vụ ôn thi các chứng chỉ quốc tế như Cisco CCNA, CCNP mà không cần đầu tư thiết bị vật lý.
  • Nội dung tham khảo nổi bật: Bảng phân tích chi tiết 7 tầng mô hình OSI (Chương 1); Phân tích nguyên lý và cơ chế bảng CAM/FIB giữa Switch Layer 2 và Layer 3 (Chương 2); Hướng dẫn chi tiết quy trình cài đặt, cấu hình EVE-NG và nạp Cisco IOL license (Chương 3).

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ sở để phân biệt sự khác nhau giữa Switch Layer 2 và Switch Layer 3 trong đồ án là gì?

Tác giả phân biệt dựa trên hai yếu tố chính: khả năng giữ thông tin và tiện ích tra cứu. Switch Layer 2 chỉ lưu giữ bảng CAM (chứa địa chỉ MAC, egress port, VLAN) để chuyển tiếp frame. Trong khi đó, Switch Layer 3 lưu giữ cả bảng CAM và bảng FIB (Forwarding Information Base chứa IP, IP next hop, MAC next hop, egress port, hỗ trợ MAC rewrite), qua đó cho phép định tuyến giữa các subnet/VLAN, phân tách Broadcast Domain và hỗ trợ các chính sách ACL, QoS dựa trên cả địa chỉ IP và MAC.

2. Tại sao công cụ Unetlab-EVE (EVE-NG) lại được đánh giá tối ưu hơn Dynamips, Packet Tracer và GNS3?

Cisco Packet Tracer chỉ là phần mềm mô phỏng với bộ tập lệnh bị giới hạn, không chạy IOS thật; Dynamips chỉ hỗ trợ dòng lệnh và tiêu tốn nhiều CPU/RAM; GNS3 yêu cầu phải host riêng từng máy ảo cho các thiết bị phức tạp gây nặng máy. Ngược lại, EVE-NG cung cấp giao diện web trực quan, tối ưu hóa tài nguyên, hỗ trợ chạy trực tiếp Cisco IOL và thiết bị của nhiều hãng khác nhau trên cùng một máy chủ ảo duy nhất.

3. Trong bài thực nghiệm cấu hình NAT trên Router Cisco, các thông số IP được gán như thế nào?

Bài thực nghiệm quy hoạch máy trạm PC1 có địa chỉ IP 172.1/24, cổng giao tiếp mặt trong (LAN) E0/1 của Router R1 được cấu hình địa chỉ 172.20/24. Sau khi kích hoạt cổng bằng lệnh no shutdown và thiết lập cấu hình NAT, cả hai máy tính PC1 và PC2 đều thực hiện gửi nhận gói tin ping ra môi trường Internet thành công.

4. Quy trình cài đặt máy chủ EVE-NG trên VMware Workstation bao gồm những thông số cấu hình cơ bản nào?

Quá trình cài đặt yêu cầu import máy ảo EVE Community, đăng nhập tài khoản mặc định root/eve, đặt lại mật khẩu quản trị, thiết lập hostname là EVE_SERVER, đặt domain name, chọn phương thức IP tĩnh (Static), gán địa chỉ IP máy chủ 172.x, thiết lập Subnet Mask, Default Gateway, Primary DNS 8.8.8.8, Secondary DNS 203.1..., chọn proxy mặc định, sau đó cập nhật hệ thống và nạp license cho Cisco IOL.

5. Kết quả kiểm tra của bài thực nghiệm cấu hình định tuyến VLAN (Inter-VLAN Routing) được ghi nhận ra sao?

Tác giả đã cấu hình đường kết nối trung kế Trunking giữa các thiết bị chuyển mạch và chia mạng thành 3 phân đoạn VLAN: VLAN 10 (gán PC1), VLAN 20 (gán PC2), và VLAN 30 (gán PC3). Kết quả kiểm tra bằng lệnh show interface trunk, show vlan, show ip interface và kiểm tra độ thông suốt bằng lệnh ping giữa các cặp (VLAN 10 sang VLAN 20, VLAN 20 sang VLAN 30, VLAN 30 sang VLAN 10) đều đạt tỷ lệ truyền nhận dữ liệu thành công 100%.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Triển khai giải pháp giả lập thiết bị mạng với Unetlab-EVE" của tác giả Nguyễn Đức Việt đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết về mạng máy tính, mô hình OSI và nguyên lý hoạt động của các thiết bị phần cứng mạng. Tác giả đã phân tích rõ ràng ưu nhược điểm của các phần mềm mô phỏng hiện nay, từ đó triển khai thành công máy chủ giả lập EVE-NG tích hợp Cisco IOL trên môi trường ảo hóa VMware Workstation. Các bài thực nghiệm về chuyển dịch địa chỉ mạng (NAT) và định tuyến liên VLAN (Inter-VLAN Routing) được cấu hình và kiểm thử thành công, chứng minh tính khả thi và độ tin cậy của giải pháp. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị ứng dụng cao cho sinh viên và kỹ sư mạng trong việc xây dựng môi trường thực hành mạng máy tính tối ưu và tiết kiệm chi phí.