Bộ chuyển mạch thường hoạt động trong mạng LAN và chuyển tiếp dữ liệu tín hiệu điện qua hệ thống dây cáp mạng. Vậy liệu rằng nó có thể hoạt động với cáp quang được không? Câu trả lời là có! Switch quang hay Fiber Switch chính là loại Switch hoạt động với tín hiệu quang thay vì tín hiệu điện thông thường. Trong bài viết này, mình sẽ giới thiệu chi tiết về loại Switch quang này với các nội dung chính sau:
- Giới thiệu Switch quang
- Cách thức hoạt động
- So sánh Switch Ethenet với Switch quang
- Làm thể nào để kết nối cáp quang vào Switch?
Switch quang là gì?
Switch quang là thiết bị chuyển mạch đặc biệt hoạt động với tín hiệu quang và được sử dụng trong mạng SAN. Bộ chuyển mạng quang chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị được kết nối bằng tín hiệu ánh sáng và cáp quang. Thay vì sử dụng các cổng kết nối RJ45 như Ethernet Switch thì nó sử dụng các khe cắm SFP.
Switch quang có thể hỗ trợ thêm các cổng RJ45 và có tốc độ truyền dẫn khủng từ 100 Mbps đến 1 Gbps, 10Gbps và 40 Gbps. Thậm chí có các loại Switch quang cao cấp hỗ trợ đường truyền lên tới 100 Gbps. Nó có thể tích hợp tính năng PoE để cấp nguồn điện cho thiết bị kết nối.
Bộ chuyển mạch quang được làm bằng hợp kim nhôm để đạt mức bảo vệ IP40. Nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau từ tự động hóa công nghiệp, giám sát an ninh, mạng truyền dữ liệu, mạng LAN, MAN, mạng doanh nghiệp, trung tâm dữ liệu,..
Tuy nhiên, Fiber Switch được sử dụng nhiều nhất trong mạng SAN để kết nối các máy tính lưu trữ dữ liệu với máy chủ. Khi nhu cầu lưu trữ của trung tâm dữ liệu tăng, Switch quang sẽ được thêm vào để mạng lại hiệu suất cao, độ trễ thấp trong việc truyền dẫn dữ liệu. Các sản phẩm Switch quang cao cấp còn có các tính năng mã hóa, phân vùng để vô hiệu hóa truy cập không mong muốn.
Switch quang hoạt động như thế nào?
Trong các trung tâm dữ liệu, thông thường các máy chủ sẽ liên kết trực tiếp với các bộ lưu trữ. Do đó, 1 máy chủ sẽ phải kết nối với tất cả các bộ lưu trữ. Điều này khiến mật độ dây kết nối rất phức tạp. Mặc dù dây nhảy quang hỗ trợ vào bộ lưu trữ đính kèm mà không cần bộ chuyển mạch quang, tuy nhiên kiến trúc này không có quy mô tốt.
Switch quang giải quyết vấn đề này bằng cách đóng vai trò kết nối trung giữa giữa máy chủ và bộ lưu trữ. Máy chủ và thiết bị lưu trữ đều được kết nối với Switch quang qua dây nhảy quang hoặc cáp quang. Khi máy chủ cần truy cập vào thiết bị lưu trữ, Switch quang sẽ chuyển yêu cầu đến thiết bị lưu trữ thích hợp.
So sánh Switch quang và Switch Ethernet?
Các Switch Ethernet được sử dụng trong mạng LAN, trong khi đó Switch quang được sử dụng chủ yếu trong mạng SAN. Sau đây, ta sẽ cùng phân tích những điểm khác nhau giữa 2 loại Switch này:
1. Kết nối
Switch Ethernet kết nối nhiều loại thiết bị với nhau bằng gói tin Ethernet chẳng hạn như máy tính, PC, máy in, camera, thiết bị IoT. Trong khi đó, Switch quang chủ yếu được sử dụng để kết nối máy chủ với thiết bị lưu trữ. Ta không dùng Switch quang cho mạng truyền thông chung và nó cũng không cần địa chỉ IP.
2. Chất lượng truyền
Khi chuyển tiếp dữ liệu, với Switch Ethertnet sẽ có thể xảy ra tình trạng rớt khung (frame) khi mạng bị tắc nghẽn và chỉ dựa vào các lớp trên như TCP để đảm bảo hoạt động. Switch quang không làm mất dữ liệu và rớt khung và đảm bảo các frame sẽ được chuyển tiếp theo thứ tự. Bởi vì, Switch quang sẽ ngừng gửi Frame khi mạng bị tắc nghẽn.
3. Tốc độ truyền
Tốc độ truyền dữ liệu tối đa mà Switch quang có thể đạt tới 256 GFC. Ta sẽ có nhiều sự lựa chọn từ 8GFC, 16GFC, 32GFC, 64GFC và 128GFC. Trong khi đó, Switch Ethernet có tộc độ từ Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet đến 100/400 GbE.
Các mạng quang ngày này thường chạy với tốc độ 8Gbs và 16 Gbps và mạng Ethernet là 1 Gbps/10 Gbps cho gia đình và 25G/40G/100G cho trung tâm dữ liệu. Về tốc độ giữa mạng quang và mạng ethernet thì 8GFC tương đương với 10 GbE nên sự khác biệt gần như không đáng kể. Mạng 16GFC sẽ nhanh hơn khá nhiều 10GbE, tóm lại thì tốc độ truyền thực tế của từng loại sẽ quyết định bởi môi trường cụ thể.
4. Giá cả
Hầu hết các bộ chuyển mạch quang đều đắt hơn các Switch Ethernet. Nhưng ta sẽ phân tích sâu hơn một chút, Switch quang chỉ dùng trong mạng SAN của trung tâm dữ liệu, trong khi Switch Ethernet dùng từ mạng gia đình đến văn phòng và trung tâm dữ liệu.
Do đó, nếu cùng trong môi trường trung tâm dữ liệu thì giá 8Gbps Switch quang sẽ rẻ hơn Ethernet 10Gbps và chi phí 16GFC tương đương với 10GbE. Khi nói đến các doanh nghiệp, nhiều người đầu tư cho mạng quang, việc chuyển sang Ethernet là điều rất tốn chi phí.
Một điều cần lưu ý là khi Switch ethernet bị hỏng thì các quản trị viên mạng có thể xử lý được nhưng khi có sự cố với Switch quang thì sẽ cần phải gửi tới nhà sản xuất để bảo trì.
Ý kiến cá nhân:
Rất nhiều người ủng hộ Switch Ethernet vì hiệu suất cao, đơn giản và phổ biến với nhiều ứng dụng. Do đó nếu xây dựng mạng mới và ta chưa có đầu tư vào mạng quang thì mạng Ethernet là lựa chọn tốt hơn. Tuy nhiên mình phải nói một điều rằng: với các nhu cầu lưu trữ dữ liệu cấp doanh nghiệp, dùng mạng quang vẫn sẽ tốt hơn.
Làm thế nào kết nối cáp quang vào Switch
Các Switch quang gồm có cổng SFP hoặc cổng QSFP. Các cổng này là khe cắm Module quang. Ta sẽ xem qua hình ảnh dưới đây:
Vì vậy để kết nối cáp quang vào Switch ta sẽ cần Module SFP. Có rất nhiều loại Module SFP và QSFP khác nhau. Từng loại sẽ hoạt động với loại đầu nối sợi Có vô số sự lựa chọn cho các loại Module SFP và QSFP khác nhau và các loại cần hoạt động với loại đầu nối sợi như FC, SC, ST.
Mong rằng qua bài viết này, các bạn đã biết cách phân biệt Switch quang với Switch Ethernet và hiểu được ứng dụng 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!
