Trong một cấu trúc mạng cơ bản luôn cần một số thiết bị mạng cơ bản như: bộ chuyển mạch Switch, Bộ định tuyến Router và thiết bị Hub. Với mạng gia đình ta thấy rằng đa số chỉ sử dụng Router. Với mạng văn phòng hay doanh nghiệp ta thấy rằng cần có cả Router và Switch. Rồi có mạng thì sử dụng Switch và có mạng lại dùng thiết bị Hub. Trong bài viết này, Hợp sẽ giúp bạn hiểu rõ chức năng riêng biệt của ba thiết bị mạng này. Đây sẽ là nền tảng kiến thức cơ bản nhất để bạn hiểu rõ được vai trò của từng thiết bị mạng và xây dựng kiến trúc mạng của mình!
Thiết bị Hub
Thiết bị Hub được sử dụng để kết nối các thiết bị trong một mạng LAN. Chức năng của nó là tạo ra kết nối trung gian để chuyển tiếp thông tin bằng cách chia sẻ băng thông. Hub hoạt động ở tầng 1 của mô hình OSI và hoạt động rất đơn giản.
Khi nhận được dữ liệu nó thực hiện nhân bản và gửi đến tất cả các thiết bị được kết nối. Điều này gây tới một vấn đề vòng lặp trên mạng. Thiết bị HUB hiện nay không còn được sử dụng nữa vì lỗi thời và được thay thế bằng thiết bị Switch.
Tuy nhiên, khi tiếp cận với kiến thức mạng ta cần phải biết và hiểu về chức năng của thiết bị này. Các kiến thức về Hub vẫn được đưa vào kiến thức để giảng dạy trong suốt nhiều năm qua.
Thiết bị chuyển mạch Switch
Switch hay bộ chuyển mạch là thiết bị có chức năng chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng. Nó cho phép các thiết bị được kết nối với nó có thể giao tiếp và truyền dữ liệu cho nhau. Switch hoạt động ở tầng 2 – tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI. Nó sử dụng địa chỉ MAC của các thiết bị để xác định được đích dữ liệu cần gửi và xác định chuyển tiếp dữ liệu tới cổng kết nối với thiết bị một cách chính xác.
Khác với Hub, Switch chuyển tiếp dữ liệu một cách thông minh hơn nhiều. Nó xác định chính xác đích dữ liệu cần đến bằng bảng địa chỉ MAC và chuyển tiếp một cách nhanh chóng. Do đó, Switch đem lại khả năng kết nối giữa các thiết bị hiệu quả, tránh vòng lặp và nghẽn băng thông trong mạng.
Một số Switch L3 hoạt động ở tầng 3 – tầng liên kết mạng có khả năng định tuyến dữ liệu giống như một bộ định tuyến Router. Tuy nhiên, các Switch này chỉ có khả năng định tuyến dữ liệu giữa các mạng với nhau nhưng không thể dùng để kết nối mạng với mạng khác hoặc kết nối với mạng WAN.
Bộ định tuyến Router
Router hay bộ định tuyến là thiết bị mạng thực hiện chức năng chuyển tiếp gói dữ liệu và định tuyến dữ liệu. Router hoạt động ở tầng 3 và có hiểu hiểu và quản lý địa chỉ IP. Do đó mà Router có thể kết nối mạng LAN với mạng WAN.
Ngoài ra, Router cũng có thể cung cấp kết nối giữa các thiết bị trong mạng LAN. Do đó, trong các mạng gia đình với số lượng thiết bị ít, ta thường chỉ cần sử dụng Switch và các cục phát wifi để cấp mạng tới các thiết bị mà không cần sử dụng Switch.
Router có nhiều chức năng riêng biệt gồm:
- Định tuyến: Sử dụng bảng định tuyến để xác định đường tối ưu nhất từ nguồn tới đích qua mạng.
- Chia tách mạng: Phân chia mạng thành các phân đoạn nhỏ hơn giảm tình trạng đụng độ và cải thiện hiệu suất mạng.
- Chuyển mạch: hoạt động tương tự như một Switch để kết nối các thiết bị qua cổng Ethernet.
- Dịch địa chỉ NAT: chuyển đổi địa chỉ Private IP sang Public IP để các thiết bị có thể kết nối với Internet.
- Bảo mật mạng: một số Router có tính năng bảo mật như một thiết bị tường lửa Firewall để bảo vệ mạng.
Bảng so sánh Switch, Router và Hub
Tổng kết lại, mình sẽ liệt kê từng đặc điểm của thiết bị Switch, Router và Hub để bạn có cái nhìn so sánh chi tiết nhất:
| Thiết Bị | Ví trị trong mô hình OSI | Chức năng | Quản lý địa chỉ | Phạm vi hoạt động | Bảo Mật |
| Hub | Tầng 1 – Physical Link | Chỉ chuyển tiếp dữ liệu và không hiểu nội dung | Không quản lý | Hoạt động trong một mạng LAN | Không hỗ trợ |
| Switch | Tầng 2 – Data Link | Sử dụng địa chỉ MAC và chuyển tiếp dữ liệu đến đúng thiết bị đích một cách hiệu quả. | Quản lý địa chỉ MAC | Mở rộng phạm vi kết nối trong mạng LAN | Có tính năng bảo mật cổng để hỗ trợ quản lý dữ liệu |
| Router | Tầng 3 – Network | Định tuyến dữ liệu dựa trên gói tin địa chỉ IP. Có khả năng chuyển mạch như Switch và bảo mật như Firewall. Được sử dụng để kết nối với mạng khác và Internet. | Quản lý địa chỉ IP | Kết nối nhiều mạng khác nhau và Internet | Có khả năng bảo mật và mã hóa dữ liệu như một thiết bị Firewall. |
Dựa vào bảng trên, bạn có thể thấy rằng thiết bị Hub không còn được sử dụng nữa. Ta chỉ cần tham khảo lý thuyết về thiết bị này, điều quan trọng là ta cần phân biệt Switch và Router. Giữa 2 thiết bị này có vai trò khác nhau hoàn toàn trong mạng. Switch sẽ đảm nhiệm chức năng kết nối các thiết bị trong một mạng và chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng. Còn Router sẽ đảm nhiệm chức năng kết nối các mạng khác nhau và định tuyến dữ liệu từ giữa các mạng với nhau.
Switch có thể thực hiện chức năng định tuyến nhưng sẽ chỉ có thể định tuyến dữ liệu giữa các mạng con trong một mạng LAN phức tạp chứ không thể định tuyến dữ liệu giữa mạng LAN này với mạng LAN khác qua Internet được vì Switch không quản lý địa chỉ IP. Nhiệm vụ này sẽ được nhường cho Router.
Do đó, với một mạng phức tạp hơn như mạng doanh nghiệp hoặc mạng văn phòng chia thành nhiều phòng ban khác nhau, số lượng thiết bị lớn ta sẽ cần sử dụng Switch để giải quyết vấn đề mở rộng kết nối mạng, tránh vòng lặp và tối ưu tốc độ truyền tải dữ liệu mạng nội bộ. Tuy nhiên với mạng gia đình số lượng thiết bị ít thì Router với chức năng chuyển mạch thì ta sẽ không cần thiết sử dụng Switch.
Mong rằng qua bài viết chia sẻ này của Hợp, mọi người đã hiểu rõ hơn về sự khác nhau giữa 3 loại thiết bị Switch, Router và Hub. Nếu có bất kỳ điều gì thắc mắc hay để lại dưới phần bình luận để mình giải đáp chi tiết!
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!
