Các mô hình mạng nên được gọi đúng hơn là cấu trúc mạng hay kiến trúc mạng. Vì chúng quy định cách thức tổ chức và liên kết giữa các máy tính, thiết bị mạng và các nút mạng trong một mạng. Rất nhiều người nhầm và đánh đồng nó thành mô hình mạng. Thậm chí nhiều người xếp cách phân loại mạng LAN, WAN, MAN và gọi chúng là mô hình mạng. Điều này là sai, ta cần phải biết rằng mô hình mạng đang nói đến kiến trúc kết nối giữa các thiết bị. Hãy ghi nhớ điều này!
Nếu bạn đang tìm hiểu về mạng, hay theo học khóa học CCNA, kiến thức mạng thì điều cơ bản là phải nắm rõ được về kiến trúc mạng và các loại kiến trúc mạng thường gặp. Mỗi kiến trúc mạng sẽ có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Ta cũng cần phải biết được trường hợp nào thì nên dùng kiến trúc mạng nào?
Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn chi tiết về điều đó:
1. Cấu trúc liên kết điểm – điểm (Point To Point)
Liên kết Điểm – Điểm là cấu trúc mạng đơn giản nhất. Mô hình này dựa trên chức năng gửi và nhận giữa 2 nút trong mạng. Trong đó một Nút đóng vai trò là người gửi và Nút còn lại sẽ làm người nhận.
Cấu trúc này chỉ yêu cầu 1 đường truyền duy nhất giữa 2 điểm. Do đó, ta có thể tận dụng toàn bộ băng thông của đường truyền, tối ưu hiệu suất truyền dẫn. Vì chỉ có 2 nút kết nối với nhau nên ta cũng dễ dàng bảo mật và quản lý dữ liệu hơn.
Cấu trúc này thường được áp dụng cho việc kết nối giữa 2 địa điểm với nhau. Chẳng hạn như kết nối mạng nhà máy với mạng văn phòng quản lý. Hay hai chi nhánh của một công ty với nhau.
Tuy nhiên, cấu trúc này không thuận lợi cho việc mở rộng để kết nối giữa nhiều địa điểm với nhau.
2. Cấu trúc liên kết lưới (Mesh Topology)
Trong mô hình Mesh, tất cả các thiết bị được liên kết với nhau. Nghĩa là mỗi thiết bị sẽ được kết nối với các thiết bị còn lại trong mạng trên mỗi đường truyền riêng. Giả sử ta có 4 máy tính A, B, C, D, E. Theo cấu trúc mô hình mạng lưới ta sẽ có cấu trúc liên kết như sau:
Với mô hình mạng Mesh, ta có nhiều đường truyền dữ liệu khác nhau. Điều này tạo ra một mạng linh hoạt, có khả năng chịu lỗi và dễ dàng điều chỉnh khi cần thiết. Do có nhiều đường truyền dữ liệu song song, cấu trúc lưới giảm thiểu nguy cơ mất kết nối so với các kiểu kiến trúc mạng khác. Ngay cả khi một đường truyền gặp sự cố, dữ liệu vẫn có thể được chuyển tiếp thông qua các đường truyền dự phòng.
Cấu trúc lưới cho phép dễ dàng mở rộng mạng bằng cách thêm các thiết bị mới và kết nối chúng với các thiết bị hiện có trong mạng.
Việc triển khai và duy trì một cấu trúc lưới đòi hỏi nhiều tài nguyên về phần cứng và băng thông mạng, làm tăng chi phí so với các kiểu kiến trúc mạng khác như Star hoặc Bus. Với số lượng lớn các đường truyền dữ liệu và các kết nối, quản lý mạng trong cấu trúc lưới có thể trở nên phức tạp và đòi hỏi sự quản lý tỉ mỉ.
Cấu trúc lưới thường được sử dụng trong các môi trường yêu cầu độ tin cậy cao như hệ thống điều khiển giao thông, trạm điện, trung tâm dữ liệu lớn.
3. Cấu trúc liên kết hình sao (Star Topology)
Cấu trúc hình sao có một thiết bị mạng trung tâm (thường là Switch hoặc Hub) làm thiết bị kết nối trung tâm trong mạng. Các thiết bị khác trong mạng sẽ chỉ cần kết nối với thiết bị trung tâm này là có thể liên kết với nhau. Hiểu đơn giản là mỗi thiết bị trong mạng hình sao cần có 1 đường truyền đến thiết bị trung tâm kết nối.
Mạng hình sao rất dễ dàng để triển khai và quản lý. Việc thêm hoặc loại bỏ các thiết bị từ mạng cũng rất đơn giản. Với cấu trúc này, việc phát hiện và sửa chữa lỗi trở nên dễ dàng hơn so với các kiểu kiến trúc mạng khác. Nếu một thiết bị gặp sự cố, chỉ ảnh hưởng đến kết nối giữa thiết bị đó và trung tâm, không làm ảnh hưởng đến toàn bộ mạng.
Mạng hình sao thích hợp cho các mạng có quy mô từ nhỏ đến trung bình, nơi yêu cầu băng thông không quá lớn. Ngoài ra, cấu trúc mạng Star đem lại bảo mật tốt hơn là cấu trúc Bus.
Tuy nhiên, nhược điểm trí mạng của cấu trúc này chính là phụ thuộc vào thiết bị trung tâm. Tức là nếu có vấn đề xảy ra với thiết bị trung tâm thì mạng sẽ dừng hoạt động.
4. Cấu trúc liên kết Bus (Bus Topology)
Cấu trúc mạng Bus rất độc đáo. Theo cấu trúc này, tất cả các thiết bị trong mạng sẽ được kết nối vào một đường truyền chung (Bus). Mạng Bus rất dễ triển khai và duy trì. Chỉ cần một đường dây chung và các thiết bị mạng được kết nối vào đó thông qua các thiết bị gọi là repeater hoặc hub.
Hiệu suất truyền dữ liệu giảm khi số lượng thiết bị trên mạng tăng lên. Điều này là do băng thông trên đường truyền chia sẻ giữa các thiết bị. Do đó, mạng Bus thích hợp cho các mạng có quy mô nhỏ và cần chi phí triển khai thấp.
Vì tất cả các thiết bị kết nối với cùng một đường dây, việc phát hiện và sửa chữa lỗi trở nên dễ dàng hơn so với các kiểu kiến trúc mạng khác. Tuy nhiên, nếu đường truyền chung gặp sự cố, toàn bộ mạng có thể bị ảnh hưởng. Điều này có thể xảy ra nếu có một thiết bị nào đó gây ra sự cố hoặc nếu đường dây bị hỏng.
Thêm nữa, tất cả các thiết bị đều có thể nghe được dữ liệu trên đường truyền, việc bảo mật dữ liệu trở nên khó khăn hơn so với các kiểu kiến trúc mạng khác.
5. Cấu trúc liên kết vòng (Ring Topology)
Cấu trúc liên kết Ring có tên gọi như vậy bởi vì các thiết bị mạng được kết nối thành một vòng tròn đóng. Trong đó dữ liệu được truyền tuần tự từ thiết bị này đến thiết bị khác cho đến khi đạt được đích đến.
Mỗi thiết bị trên mạng vòng có thể gửi và nhận dữ liệu, làm cho mạng có tính đối xứng. Điều này có nghĩa là không có một thiết bị nào chiếm vị trí đặc biệt hơn so với các thiết bị khác.
Mạng vòng thường đơn giản và dễ triển khai hơn so với một số kiểu kiến trúc mạng khác như Mesh hoặc Tree. Khi thêm một thiết bị mới vào mạng vòng không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị khác, và việc mở rộng mạng có thể thực hiện một cách dễ dàng bằng cách thêm thiết bị mới vào vòng.
Hiệu suất truyền dữ liệu trong mạng vòng có thể ổn định, nhưng nó thường không cao bằng các kiểu kiến trúc mạng khác như Star hoặc Mesh.
Nếu một thiết bị gặp sự cố hoặc đường truyền bị hỏng, có thể xảy ra tình trạng chia cắt mạng thành hai phần, làm mất kết nối giữa các thiết bị. Do đó, mạng vòng thích hợp cho các mạng có quy mô nhỏ đến trung bình, nơi tính linh hoạt và dễ triển khai được đánh giá cao hơn hiệu suất truyền dữ liệu.
6. Cấu trúc liên kết cây (Tree Topology)
Cấu trúc liên kết cây là dạng biến thể của cấu trúc hình sao nhưng có sự phân cấp trong mạng. Các thiết bị mạng được kết nối theo một cấu trúc phân cấp tương tự như cấu trúc của một cây. Trong mỗi cấp ta sẽ thấy rằng các thiết bị được liên kết với các thiết bị trung tâm như Switch và Hub. Do đó, ta có thể coi cấu trúc này là sự kết hợp của nhiều cấu trúc mạng hình sao liên kết lại với nhau.
Mạng cây có một cấu trúc phân cấp với một trung tâm chính (root) ở cấp cao nhất và các chi nhánh (branches) phân cấp dưới nó. Điều này tạo ra một mô hình tổ chức rõ ràng và dễ quản lý.
Cấu trúc này có thể hỗ trợ một số lượng lớn các thiết bị mạng và dữ liệu, đặc biệt là khi được thiết kế và triển khai đúng cách. Mỗi chi nhánh trong mạng cây có thể được xem như một mạng nhỏ, giúp giảm bớt lưu lượng truy cập và tăng cường hiệu suất truyền dữ liệu.
Mạng cây giảm thiểu nguy cơ mất kết nối bằng cách phân chia mạng thành các phân đoạn nhỏ hơn, giúp giảm thiểu tác động của sự cố trên toàn bộ mạng. Tuy nhiên, mạng này đòi hỏi chi phí triển khai và quản lý cao hơn so với các kiểu kiến trúc mạng khác như Star hoặc Bus.
Mạng cây thích hợp cho các tổ chức hoặc doanh nghiệp có nhu cầu kết nối nhiều thiết bị mạng một cách có tổ chức, phân cấp và có khả năng mở rộng. Đặc biệt, nó thích hợp cho các môi trường yêu cầu tính ổn định và hiệu suất cao như trong các doanh nghiệp lớn, trường học, hay tổ chức chính phủ.
7. Cấu trúc liên kết hỗn hợp (Hyprid Topology)
Cấu trúc liên kết hỗn hợp (Hybrid Topology) là một kiểu kiến trúc mạng kết hợp hai hoặc nhiều loại kiến trúc mạng khác nhau. Bằng cách này, cấu trúc hỗn hợp có thể tận dụng ưu điểm của mỗi loại kiến trúc mạng để đáp ứng nhu cầu cụ thể của tổ chức hoặc hệ thống mạng.
Do tính đa dạng và phức tạp của cấu trúc hỗn hợp, việc quản lý và triển khai mạng có thể trở nên phức tạp hơn so với một kiểu kiến trúc mạng duy nhất.
cấu trúc liên kết hỗn hợp là lựa chọn phù hợp cho các tổ chức có nhu cầu đặc biệt và mong muốn tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy của mạng mà không gặp các hạn chế của một kiểu kiến trúc mạng duy nhất.
Ví dụ như dưới đây là hình ảnh cấu trúc liên kết giữa 2 cấu trúc mạng hình sao và mạng Ring:
Mong rằng qua bài viết này các bạn đã nắm rõ được các mô hình mạng cần biết và ưu nhược điểm của chúng!
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!
