Trong thời đại công nghiệp 4.0 ngày nay, việc sở hữu một cơ sở hạ tầng mạng hiện đại trở nên cần thiết hơn bao giờ hết để các doanh nghiệp, tổ chức phát triển. Ở đó, Switch đóng vai trò quan trọng đảm bảo cho sự lưu thông mạnh mẽ và ổn định của mạng.
Là một thiết bị mạng hỗ trợ đắc lực cho các hệ thống internet ở mọi quy mô nhưng chúng ta cần hiểu rõ hơn về Switch, nó là thiết bị mạng gì, các chức năng và vai trò nhằm tối ưu hóa khả năng của thiết bị này.
.jpg)
Switch là gì
Switch là một thiết bị chuyển mạch hay còn gọi là bộ chia mạng được sử dụng để phân chia mạng thành các mạng con khác nhau tạo thành một mạng LAN. Nó chịu trách nhiệm lọc và chuyển tiếp gói tin giữa các phân đoạn mạng LAN dựa trên địa chỉ MAC. Thiết bị chuyển mạch này đã tồn tại trong nhiều thập kỷ qua và là một trong những nền tảng cơ bản của mạng lưới internet.
Cấu tạo chung của Switch
Switch bao gồm vỏ, các nguồn điện cung cấp cho Switch, cổng kết nối, CPU, bảng địa chỉ MAC, bảng chuyển địa chỉ, quạt làm mát, RAM cùng các vi mạch được tối ưu hóa để thực hiện các chức năng chuyển đổi dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả.
Vai trò của Switch và các chức năng
Được ví như 1 Bridge nhiều cổng, nhưng thiết bị Switch đem lại hiệu suất cao hơn, khả năng mở rộng mạng tốt cùng với đó sở hữu nhiều tính năng bảo mật cấp cao. Hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer) trong mô hình OSI. Switch đóng vai trò chủ chốt trong việc quản lý và chuyển đổi dữ liệu giữa các thiết bị kết nối trong mạng LAN. Không chỉ đến từ việc cung cấp kết nối nhanh chóng mà còn từ các chức năng và tính năng mà nó mang lại cho hạ tầng mạng.
Switch có 3 chức năng chính. Nó tìm hiểu và lưu trữ địa chỉ MAC trong bảng địa chỉ, chuyển tiếp gói dữ liệu, cuối cùng phải có các phương pháp bảo vệ các gói đó. Một số thiết bị chuyển mạch có thể chuyển tiếp dữ liệu thông qua lớp layer 3 (Network Layer) bằng tham số là địa chỉ IP. Cuối cùng họ tích hợp VPN, Firewall và nhúng các đoạn mã hóa nâng cao cho Switch.
Các tính năng trên Switch
Ngoài 3 chức năng chính, Switch sở hữu cho mình các tính năng dưới đây giúp thiết bị này trở nên tối ưu hơn:
- Switch thực hiện kiểm tra lỗi trước khi gửi dữ liệu
- Chỉ chuyển dữ liệu đến thiết bị đã được đánh địa chỉ
- Luôn hoạt động ở chế độ Full-Duplex giúp truyền dữ liệu 2 chiều trên mỗi cổng.
- Hạn chế lưu lượng mà mỗi đoạn mạng có thể sử dụng giúp đảm bảo không có đoạn mạng nào chiếm hết băng thông từ đó mạng sẽ hoạt động mượt mà hơn.
- Sở hữu số lượng cổng đáng kể so với các thiết bị mạng khác.Việc Switch có nhiều cổng đem đến khả năng kết nối nhiều thiết bị giúp linh hoạt trong việc sử dụng, điều đó cũng phần nào chứng tỏ độ chịu tải và băng thông lớn của thiết bị này.
Các loại Switch
Như đã biết, Switch sở hữu nhiều các chức năng, cấu hình, cách kết nối hay tính năng khác nhau từ đó chúng ta có thể nhận thấy thiết bị này có rất nhiều loại. Sau đây, hãy cùng cnttshop điểm qua và phân loại các thiết bị chuyển mạch nhé:
Phân loại dựa trên tính năng
Managed Switch: còn gọi là Switch được quản lý, nó có khả năng quản lý, cấu hình và theo dõi từ xa. Người dùng có thể thao tác trên giao diện cấu hình đồ họa cùng vài dòng lệnh trước khi sử dụng các tính năng như VLANs để phân chia mạng vật lý thành các mạng logic, QoS nhằm ưu tiên lưu lượng truyền qua mạng, định tuyến nội bộ hay các tính năng bảo mật khác.
Sự linh hoạt và khả năng tương tác của Managed Switch phù hợp với môi trường mạng phức tạp nơi yêu cầu tính quản lý và kiểm soát cao.
Unmanaged Switch: là thiết bị không có khả năng quản lý hay cấu hình từ xa cũng không sở hữu nhiều tính năng. Mọi thay đổi của chúng ta đều phải thực hiện ngay trên Switch vì chúng không có giao diện cấu hình hoặc dòng lệnh cụ thể để thao tác từ xa. Các chức năng cơ bản của loại này là chuyển tiếp dữ liệu trên các cổng mạng không bao gồm định tuyến hay các tính năng nâng cao nào khác. Chính vì thế nên giá thành của nó thấp hơn so với các thiết bị quản lý khác.
Switch này chỉ phù hợp cho các kết nối cơ bản, quy mô hộ gia đình hay hệ thống mạng nhỏ.
Phân loại dựa trên chức năng
Theo chức năng, Switch có thể được chia thành 3 loại sau đây:
- Workgroup Switch: loại Switch này được thiết kế cho môi trường làm việc nhóm, các văn phòng có quy mô nhỏ. Bản thân chúng có số lượng cổng ít, thiết kế để dễ sử dụng mà không đòi hỏi kiến thức chuyên sâu. Khả năng chuyển dữ liệu chỉ ở mức cơ bản và đương nhiên chi phí bỏ ra cũng không cao.
- Segment Switch: được sử dụng để kết nối các Hub và Workgroup Switch lại với nhau cho ra liên kết mạng ở tầng thứ 2 của hệ thống. Loại Switch này sẽ có tốc độ xử lý cao hơn nhằm quản lý lưu lượng và tăng hiệu suất.
- Backbone Switch: đóng vai trò quan trọng trong việc định hình cấu trúc mạng, giúp kết nối các phần mạng con hay các Segment Switch lại với nhau. Chúng có khả năng xử lý lưu lượng và bộ nhớ lớn để có thể lưu trữ địa chỉ của các thiết bị và chuyển dữ liệu một cách mượt mà, hiệu quả.
Phân loại theo vị trí dựa trên mô hình 3 lớp
Mô hình 3 lớp của Switch thường được áp dụng trong kiến trúc mạng nhằm phân chia mạng thành các phần khác nhau qua đó dễ quản lý và hiệu suất cũng được tối ưu hơn. Mô hình 3 lớp gồm có:
Lớp Core (Core Layer): đóng vai trò như xương sống của hệ thống mạng, kết nối các mạng con, chịu trách nhiệm chuyển đổi và xử lý lưu lượng mạng nhanh chóng trong toàn bộ hệ thống mạng.Thường được thiết kế với băng thông cao, độ ổn định lớn, đảm bảo được tính dự phòng cũng như tính liên tục. Đi cùng với đó, đỗ trễ phải cực bé vì nó sẽ vận chuyển 1 lượng lớn dữ liệu.
Lớp Distribution (Distribution Layer): Kế tiếp là lớp Distribution, là lớp trung gian kết nối giữa Core Layer và Access Layer. Nó sẽ thực hiện phân phối, lọc lưu lượng và quản lý định tuyến từ lớp Access đến lớp Core.
Lớp Access (Access Layer): ở lớp này nó sẽ thực hiện quản lý lưu lượng ra vào mạng, sở hữu nhiều cổng để có thể kết nối trực tiếp đến một loạt thiết bị đầu cuối ví dụ: máy in,máy tính, điện thoại cùng lúc. Bên cạnh đó nó cũng thực hiện các dịch vụ cơ bản như bảo mật mạng, giảm đụng độ dữ liệu, VLANs.
Phân loại theo lớp hoạt động
Cùng hoạt động trên mô hình OSI nhưng Switch Layer 2 và Switch Layer 3 hoạt động ở hai tầng khác nhau.
Switch Layer 2: thiết bị chuyển mạch này hoạt động ở tầng 2 (Data Link Layer) tập trung vào việc truyền dữ liệu qua địa chỉ MAC không liên quan đến địa chỉ IP. Loại Switch này sở hữu khả năng chia mạng và thường được sử dụng để kết nối các thiết bị trong mạng LAN.
Switch Layer 3: hoạt động ở tầng 3 (Network Layer) trong mô hình OSI. Khác với Switch Layer 2, ở Layer 3 chúng thực hiện truyền dữ liệu qua địa chỉ IP, sở hữu thêm khả năng cho phép kết nối qua các mạng khác nhau.
Phân loại khác
Ngoài ra, chúng ta có thể phân loại theo các tiêu chí khác như:
Phân loại theo nguồn cấp: có PoE và không có PoE.
Phân loại theo số cổng: 4 cổng, 8 cổng, 12 cổng, 16 cổng, 24 cổng, 48 cổng.
Phân loại theo công nghệ: Switch Ethernet 10/100/1000 mbps, Switch hỗ trợ cổng quang, …
Phân loại theo hãng: Cisco, Juniper, HPE, Tp-Link, …
Những hãng thiết bị chuyển mạch tên tuổi
Chúng ta đã hiểu được tầm quan trọng của Switch trong cơ sở hạ tầng mạng ngày nay. Đóng góp rất lớn phải kể đến các hãng, nhà sản xuất đã cho ra đời các thiết bị chuyển mạch không chỉ chú trọng vào độ chịu tải mà còn về tính bảo mật, đảm bảo liên kết mạng ổn định qua từng dòng sản phẩm. Trên thị trường có đa dạng các loại Switch đến từ các hãng có tiếng đã tạo được chỗ đứng nhất định. Vậy họ là ai?
- Switch Cisco:
Cambium Networks tập trung vào việc phát triển và cung cấp các sản phẩm trong lĩnh vực mạng đặc biệt là mạng không dây. Dòng Switch tiêu biểu nhất của Cambium là CNMATRIX đem đến sự tiện dụng trong cách quản lý, tăng cường bảo mật. Ngoài ra Cambium cũng là đơn vị có chính sách bảo hành lâu dài lên tới 5 năm. - Switch Aruba:
Aruba là công ty con của Hewlett Packard Enterprise (HPE) chuyên cung cấp các sản phẩm và dịch vụ mạng. Switch Aruba đem đến nhiều sự lựa chọn về giá từ phổ thông đến cao cấp, bên cạnh đó hãng này cũng đã tạo dựng chỗ đứng cho mình qua năm tháng và được đông đảo người dùng tin tưởng. - Switch Maipu:
Là một công ty có thâm niên trong ngành thiết bị mạng, Maipu chính thức đi vào hoạt động từ năm 1993 tại Trung Quốc. Đến nay, họ cho ra đời nhiều các sản phẩm thiết bị mạng đáng chú ý như Router, Firewall và tiêu biểu với Switch. Maipu cung cấp một loạt các tính năng quan trọng đi kèm là hiệu suất mạnh mẽ cho Switch nhằm đáp ứng đa dạng các nhu cầu phức tạp của mạng Internet. - Switch Juniper:
Tập đoàn đa quốc gia đến từ Mỹ này đã xây dựng được đế chế lớn, họ nổi tiếng với việc cho ra mạng hiệu suất cao, đưa ra các giải pháp nâng cấp bảo mật. Bên cạnh đó, bộ chuyển mạch EX Switch được cho là sản phẩm mũi nhọn của Juniper đáp ứng phần đa các hệ thống mạng hiện nay. - Switch Cambium:
Cambium Networks tập trung vào việc phát triển và cung cấp các sản phẩm trong lĩnh vực mạng đặc biệt là mạng không dây. Dòng Switch tiêu biểu nhất của Cambium là CNMATRIX đem đến sự tiện dụng trong cách quản lý, tăng cường bảo mật. Ngoài ra Cambium cũng là đơn vị có chính sách bảo hành lâu dài lên tới 5 năm. - Switch Fortinet:
Switch Fortinet được thiết kế để cung cấp hiệu suất chuyển mạch cao cùng tính năng bảo mật mạng mẽ. Là công ty nổi tiếng hàng đầu thế giới về cung cấp giải pháp bảo mật mạng, thiết bị chuyển mạch của họ đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng một cơ sở hạ tầng mạng an toàn và linh hoạt ấy.
- Switch Allied Telesis:
Tập đoàn có trụ sở chính ở châu Á tiếp theo chúng tôi muốn giới thiệu đến các bạn là Allied Telesis, được thành lập năm 1987 tại Nhật Bản. Allied Telesis đã góp mặt trên thị trường trong nhiều năm qua, họ chuyên sản xuất các sản phẩm phần cứng với đầy đủ các loại thiết bị mạng có thể kể đến như Switch, Router, Firewall, Wifi Access Point, … Song song đó là quy trình sản xuất khắt khe của các kỹ sư Nhật lên những thiết bị đấy. Switch của họ trải dài các phân khúc từ Switch công suất nhỏ cho đến Switch dành cho mạng lưới phức tạp với mức giá hợp lý. - Switch Cisco Meraki:
Tiền thân là Meraki được thành lập vào năm 2005, họ có 7 năm phát triển trước khi được Cisco mua lại. Cisco Meraki quản lý tất cả trên đám mây (cloud), tập trung phát triển những dòng sản phẩm cho các doanh nghiệp vừa và lớn. Switch của họ là một trong những sản phẩm đầu tiên kết hợp quản lý trên đám mây đem đến tính bảo mật cao cùng khả năng chuyển mạch ấn tượng. - Switch MikroTik:
MikroTik là công ty nguồn mở có trụ sở tại Latvia chuyên sản xuất các thiết bị và phần mềm mạng. Họ được biết đến nhiều với hệ điều hành RouterOs, không những thế Switch MikroTik cũng là sản phẩm chủ lực của hãng. Ở một số sản phẩm Layer 3, chúng có thể quản lý định tuyến, quản lý đường truyền mạng và hỗ trợ nhiều các giao thức mạng. - Switch Teltonika:
Là công ty quốc tế có trụ sở chính tại Lithuania, công ty này tập trung phát triển các giải pháp IoT, mạng không dây và các sản phẩm viễn thông nhằm hỗ trợ kết nối và quản lý các thiết bị thông minh trong những môi trường đặc thù như các nhà máy. Chính vì thế dòng Switch công nghiệp Teltonika được thiết kế chắc chắn hơn, hỗ trợ cấp nguồn PoE cũng như các tính năng giúp đơn giản hóa việc kết nối.
So sánh giữa Hub, Switch và Router
| Nội dung | Hub | Switch | Router |
|---|---|---|---|
| Vị trí trong mô hình OSI | Lớp tầng 1 | Lớp tầng 2 | Lớp tầng 3 |
| Lưu trữ địa chỉ | Không lưu trữ địa chỉ IP hay địa chỉ MAC nào | Lưu trữ cả địa chỉ IP và địa chỉ MAC của các nút sử dụng trong mạng | Lưu trữ cả địa chỉ IP và địa chỉ MAC của các nút sử dụng trong mạng |
| Địa chỉ truyền dữ liệu | MAC | MAC | IP |
| Tốc độ truyền | 10 Mb/s | 10Mb, 100Mbps, 1Gbps | 1-100Mbps với không dây, 100Mbps-1Gbps với có dây |
| Mạng sử dụng | LAN | LAN | LAN, MAN, WAN |
| Số lượng cổng | 4-12 cổng | 4-48 cổng | 2/4/5/8 cổng |
| Chức năng chính | Kết nối các thiết bị điện tử trong cùng mạng LAN | Kết nối nhiều thiết bị với nhau, quản lý cổng, thực hiện phương pháp bảo mật | Gửi gói dữ liệu mạng giữa 2 hoặc nhiều mạng |
Tổng kết
Với những hộ gia đình hay các nhóm có quy mô mạng nhỏ, việc sử dụng Switch sẽ trở nên thừa thãi vì nó quá mạnh mẽ và tốn kém, thay vào đó có thể cân nhắc sử dụng Hub hoặc Bridge. Còn với các doanh nghiệp có quy mô vừa trở lên, các nhà máy thì chắc chắn Switch sẽ là sự lựa chọn tuyệt vời.
Vừa rồi là những thông tin chi tiết về Switch mà cnttshop muốn chia sẻ đến các bạn. Hi vọng rằng bài viết trên đã giúp các bạn nắm rõ khái niệm, vai trò và chức năng tuyệt vời mà Switch có thể mang lại.
Bạn có thể tham khảo thêm về thiết bị chuyển mạch ở link sau: https://cnttshop.vn/blogs/tin-tuc/switch-la-gi-chuc-nang-cua-switch-trong-he-thong-mang
Thiết bị mạng CNTTShop 
Bình luận về bài viết này