Tìm hiểu về Hub, Repeater, Router, Switch, Bridge, Gateway.

Bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về các thiết bị quan trọng trong việc kết nối mạng truyền thông công nghiệp, cụ thể là: router, switch, gateway, hub, repeater….

Khái niệm cơ bản về Hub, Repeater, Router, Switch, Bridge, Gateway.

REPEATER:

Trong hệ thống mạng LAN, khoảng cách truyền dẫn tín hiệu tối đa là 100m, đối với dây cáp mạng UTP CAT5e. Do đó, khi khách hàng muốn truyền tín hiệu ở một khoảng cách xa hơn thì cần một bộ khuếch đại và định thời lại tín hiệu, giúp tín hiệu có thể truyền dẫn đi xa hơn giới hạn 100m này. REPEATER chính là một thiết bị như trên.

HUB:

Hub có thể được xem là một Repeater có nhiều cổng. Nhưng HUB là gì? Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn nhiều hơn. Trong phần lớn các trường hợp, Hub được sử dụng trong các mạng 10BASE-T hay 100BASE-T. Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hub đóng vai trò là trung tâm của mạng. Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổng và sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác.

Hub có 2 loại là Active Hub và Smart Hub. Active Hub là loại Hub được dùng phổ biến, cần được cấp nguồn khi hoạt động, được sử dụng để khuếch đại tín hiệu đến và cho tín hiệu ra những cổng còn lại, đảm bảo mức tín hiệu cần thiết. Smart Hub (Intelligent Hub) có chức năng tương tự như Active Hub, nhưng có tích hợp thêm chip có khả năng tự động dò lỗi – rất hữu ích trong trường hợp dò tìm và phát hiện lỗi trong mạng.

BRIDGE:

Bridge là gì? Bridge là một thiết bị được dùng để ghép nối 2 mạng khác nhau để tạo thành một mạng lớn duy nhất. Bridge quan sát các gói tin (packet) trên mọi mạng khác nhau. Nếu có một gói tin được gởi từ mạng này sang một mạng khách. Bridge sẽ sao chép lại gói tin này, đồng thời gởi nó đến mạng đích.

SWITCH:

Switch là gì? Switch có thể được xem là một Bridge có nhiều cổng. Switch có thể liên kết được nhiều Segment lại với nhau. Số lượng Segment tuỳ thuộc vào số cổng (Port) trên Switch. Tương tự như cách hoạt động của Bridge, Switch cũng sao chép các gói tin mà nó nhận được từ các máy trong mạng, sau đó, Switch tổng hợp các gói tin này lên bảng Switch, bảng này có vai trò cung cấp thông tin nhằm giúp các gói tin được gởi đến đúng địa chỉ trong hệ thống mạng.

Ngoài ra, Switch còn có một khả năng khách là tạo mạng LAN ảo (VLAN) nhằm tăng hiệu quả của việc sử dụng hệ thống mạng LAN thông qua việc tăng tính bảo mật, kha thác tối đa lợi ích sử dụng của các cổng ( Port) hay tăng cường tính linh động trong việc thêm hoặc bớt máy vào hệ thống mạng.

ROUTER:

Router hay còn gọi là thiết bị định tuyến hoặc bộ định tuyến, là thiết bị mạng máy tính dùng để chuyển các gói dữ liệu qua một liên mạng và đến các đầu cuối, thông qua một tiến trình được gọi là định tuyến.

Chức năng chủ yếu của Router là gởi các gói dữ liệu mạng giữa 2 hoặc nhiều mạng, từ một tới nhiều điểm đích đến cuối cùng từ router sao cho việc gởi và nhận phải đúng địa chỉ. Router còn có thể phát sóng Wifi (Wifi giúp chúng ta kết nối mạng mà không cần dùng đến cáp mạng đấy ^^!) hoặc truyền các gói tín hiệu thông qua Modern.

GATEWAY:

Gateway có thể chuyển đổi giao thức của một mạng thành một giao thức khác, thông qua đó, kết nối các mạng có giao thức khác nhau lại với nhau.

Trường hợp muốn kết nối nhiều máy tính vào router ADSL chỉ có một cổng LAN, thì giải pháp là bạn chọn mua thêm một Hub/Switch nhiều cổng. Sau đó, bạn nối một trong các cổng trên Hub/Switch vào cổng LAN trên Router ADSL, và kết nối các máy tính vào các cổng còn lại.

Vấn đề cần quan tâm là bạn đang có bao nhiêu máy tính trong mạng, và bạn dự định sẽ gắn thêm bao nhiêu máy tính nữa vào để dùng chung đường internet ấy.

Bạn cũng đừng quên việc dự phòng thêm một vài cổng khi chúng bị hỏng, và một cổng để mở rộng việc kết nối Switch và điểm phát sóng truy cập Wi-Fi. Các Switch thường có số lượng cổng là lũy thừa của hai, như bốn, tám hay mười sáu cổng. Vì thế, bạn cần cân nhắc để chọn lựa số cổng hợp lý khi mua và sử dụng.

Vậy tôi nên mua Hub hay Switch để dùng trong gia đình?

Hub và Switch đều có các cổng RJ45 xếp thành một hoặc hai hàng, được đánh số thứ tự hoặc không. Tuy nhiên, theo mô hình mạng bảy lớp OSI, thì Hub hoạt động ở lớp 1 (Physical), thấp hơn Switch vốn là thiết bị hoạt động ở lớp 2 (Data Link). Điều này đồng nghĩa với việc thay vì chỉ kết nối về mặt tín hiệu điện giữa các card mạng máy tính lại với nhau như Hub, thì Switch có phần mềm điều khiển, cho phép thực hiện các tác vụ lọc và chuyển tiếp các gói tin với tốc độ nhanh và ổn định hơn.

Ngoài ra, tại một thời điểm chỉ có một cặp máy tính duy nhất được phép trao đổi với nhau trong Hub, vì chúng chiếm toàn bộ băng thông kết nối của Hub. Nếu có nhiều hơn một máy tính cùng gửi tín hiệu lên đường kết nối chung này, thì cả hai tín hiệu đều bị hỏng, gọi là sự va chạm (collision). Vì thế khi bạn kết nối nhiều máy tính vào Hub, xác suất xảy ra va chạm rất cao, đến một ngưỡng nào đó thì trong Hub chỉ toàn các gói tin bị va chạm và không máy tính nào còn có thể truyền dữ liệu cho nhau nữa.

Các Switch có băng thông lớn hơn rất nhiều so với Hub, và nó được chia thành nhiều kênh nhỏ. Mặt khác, khi truyền dữ liệu giữa hai máy tính gắn vào Switch, dữ liệu sẽ chỉ chiếm một phần băng thông, và đi từ một cổng giao tiếp máy tính gửi sang một cổng giao tiếp máy tính nhận. Do đó, các máy tính khác còn lại trong mạng LAN gắn vào Switch vẫn có thể tiếp tục truyền dữ liệu với nhau mà không lo xảy ra va chạm tín hiệu.

Lý do duy nhất để người dùng còn chọn sử dụng Hub là vấn đề giá thành của nó rẻ hơn Switch. Vì thế, nếu không quá bận tâm về chi phí, thì bạn nên chọn mua một chiếc Switch, khi cần kết nối nhiều máy tính trong mạng LAN lại với nhau.

Khi kết nối nhiều Hub, Switch lại với nhau, tôi phải dùng cáp thẳng hay cáp chéo?

Ở mức độ cơ bản, bạn chỉ cần nhớ có hai loại cáp chính: cáp thẳng (straigh through) dùng để nối máy tính vào Hub hay Switch, và cáp chéo (cross over) là cáp dùng để nối hai máy tính trực tiếp lại với nhau, hoặc hai Switch với nhau.

Có hai cách sắp xếp các sợi đồng bọc nhựa màu, trong cáp mạng UTP, là chuẩn T568A và T568B. Để có sợi cáp chéo, bạn cần bấm một đầu cáp theo chuẩn T568A còn đầu kia theo chuẩn T568B.

Tuy nhiên, một số loại Switch đời mới đã hỗ trợ tính năng nhận dạng và tự động chuyển đổi, nên bạn có thể sử dụng cáp thẳng hay cáp chéo đều được.