Mạng hình sao là một trong những kiến trúc mạng được sử dụng nhiều nhất. Các kiến trúc mạng cho văn phòng nhỏ SOHO hay mạng gia đình đều thường sử dụng kiến trúc mạng Star này! Bài viết này hướng dẫn bạn chi tiết về mạng hình sao từ cấu trúc, ưu nhược điểm và so sánh nó với các kiến trúc mạng khác!
Kiến trúc mạng hình sao (Star Topology)
Mạng hình sao, còn được gọi là “Star Topology” trong tiếng Anh. Trong mạng hình sao, có một trung tâm điều khiển hoặc một thiết bị trung tâm (thường là một switch hoặc một hub) kết nối với tất cả các thiết bị khác trong mạng thông qua các kết nối riêng lẻ. Các thiết bị khác như máy tính, máy in, hoặc thiết bị mạng khác sẽ kết nối trực tiếp vào trung tâm này.
Sở dĩ có tên gọi là mạng hình sao vì các thiết bị được gắn kết nối với thiết bị trung tâm như các cánh ngôi sao nên được gọi như vậy.
Thiết bị mạng trong Star Topology
Hub và Switch là hai thiết bị không thể thiếu trong một mạng hình sao. Đây là thiết bị trung tâm và nhiệm vụ của nó là nơi tiếp nhận và truyền dữ liệu trung tâm. Khi một máy tính A muốn truyền dữ liệu đến máy tính B thì thì nó sẽ gửi yêu cầu đến thiết bị trung tâm. Tại đây Hub và Switch sẽ chuyển chuyển tiếp dữ liệu tới đích là thiết bị B. Trong đó:
- Switch hoạt động dựa trên địa chỉ MAC (Media Access Control). Khi nhận được một gói dữ liệu từ một thiết bị, switch sẽ xác định địa chỉ MAC của thiết bị đích và gửi gói dữ liệu đến port tương ứng mà thiết bị đó được kết nối.
- Hub gửi dữ liệu nhận được từ một thiết bị đến tất cả các thiết bị khác trong mạng, không phân biệt địa chỉ đích. Điều này gây ra hiện tượng va chạm dữ liệu khi nhiều thiết bị gửi dữ liệu đồng thời, ảnh hưởng đến hiệu suất mạng.
Do đó, Hub thường ít được sử dụng hơn switch trong các mạng hiện đại do hạn chế về hiệu suất.
Ngoài switch, hub và máy tính, trong mạng hình sao còn có thể có các thiết bị mạng khác như router (định tuyến), access point (điểm truy cập), bridge (cầu nối), repeater (bộ khuếch đại), và các thiết bị mạng khác có thể mở rộng chức năng và tính năng của mạng.
Quá trình truyền dữ liệu trong mạng Star
Vì Switch được dùng chủ yếu nên mình sẽ mặc định coi thiết bị trung tâm là Switch. Khi một thiết bị (ví dụ: máy tính) trong mạng hình sao muốn gửi dữ liệu đến một thiết bị khác, nó sẽ tạo ra gói dữ liệu và gửi nó ra ngoài mạng.
Switch trong mạng hình sao sẽ nhận gói dữ liệu và kiểm tra địa chỉ MAC của thiết bị đích mà gói dữ liệu được gửi đến.
Nếu switch biết địa chỉ MAC của thiết bị đích, nó sẽ chuyển tiếp gói dữ liệu đến cổng Ethernet mà thiết bị đích được kết nối. Điều này giúp giảm thiểu lưu lượng mạng bằng cách chuyển gói dữ liệu chỉ đến thiết bị cần thiết.
Trong mạng hình sao, xung đột dữ liệu ít xảy ra hơn so với một số cấu trúc mạng khác như mạng hình bus hay mạng hình vòng. Tuy nhiên, nếu hai hoặc nhiều thiết bị gửi dữ liệu đồng thời đến cùng một thiết bị đích, có thể xảy ra xung đột dữ liệu tại switch. Switch sẽ xử lý xung đột này bằng cách sử dụng các phương pháp như kiểm soát luồng hoặc chuyển tiếp dữ liệu theo thứ tự ưu tiên.
Ưu điểm của mạng hình sao
- Dễ dàng cài đặt vì chỉ cần kết nối các thiết bị đến trung tâm (switch hoặc hub).
- Việc thêm hoặc thay đổi các thiết bị trong mạng cũng đơn giản và không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị khác.
- Dễ dàng xác định lỗi và khắc phục.
- Hạn chế nghẽn băng thông nên tăng hiệu suất mạng.
- Bảo mật dữ liệu tốt hơn các cấu trúc mạng khác.
Hạn chế của mạng hình sao
- Phụ thuộc vào thiết bị trung tâm. Nếu Switch hoặc Hub có vấn đề thì cả mạng sẽ xảy ra lỗi.
- Khoảng cách giữa thiết bị trung tâm đến thiết bị cuối của người dùng bị hạn chế do khoảng cách tối đa của cáp mạng là 100m.
- Chi phí lắp đặt ban đầu mạng hình sao có thể đắt hơn các kiến trúc mạng khác.
So sánh mạng hình sao với các kiến trúc mạng khác
| Đặc điểm | Mạng hình sao | Mạng hình vòng | Mạng hình dạng sao | Mạng hình mesh |
|---|---|---|---|---|
| Cấu trúc | Có trung tâm | Hình vòng | Có trung tâm | Có nhiều kết nối |
| Độ phổ biến | Phổ biến trong doanh nghiệp | Không phổ biến trong doanh nghiệp | Phổ biến trong doanh nghiệp | Phổ biến trong mạng lưới lớn |
| Hiệu suất | Cao | Thấp | Cao | Cao |
| Độ tin cậy | Trung bình | Thấp | Cao | Cao |
| Chi phí cài đặt | Trung bình | Thấp | Cao | Cao |
| Quản lý | Dễ dàng | Đơn giản | Phức tạp | Phức tạp |
| Khả năng mở rộng | Hạn chế | Linh hoạt | Linh hoạt | Linh hoạt |
| Bảo mật | Tốt | Thấp | Tốt | Tốt |
| Xử lý lỗi | Dễ dàng | Khó khăn | Dễ dàng | Phức tạp |
Kiến trúc mạng hình sao có dùng cho doanh nghiệp lớn được không?
Với các doanh nghiệp lớn, số lượng thiết bị nhiều, người ta thường sử dụng mạng Tree (hình cây) với cấu trúc phân lớp để kiến trúc mạng. Mạng tree này được xem như bản nâng cấp hơn của mạng Star.
Ngoài ra, ta có thể kết hợp mạng Star với các kiến trúc mạng khác nhau để tạo thành mạng cho doanh nghiệp. Kiến trúc mạng là sự linh hoạt, đảm bảo hiệu suất tốt nhất.
Mong rằng qua bài viết này, bạn đã nắm rõ được về kiến trúc mạng hình sao và những ưu nhược điểm của nó!
Thông Tin Về Tác Giả
Nguyễn Thành Hợp là một chuyên gia về lĩnh vực thiết bị mạng, viễn thông gần 10 năm kinh nghiệm với nhiều chứng chỉ chất lượng như CCNA 200-301, CCNP, CCDA, CCDP,... do Cisco cung cấp. Sở thích cá nhân là khám phá những kiến thức mới mẻ về công nghệ nói chung và đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực mạng!
