Giới thiệu về 8 thiết bị mạng phổ biến

Mạng sẽ không thể hoạt động nếu thiếu các thiết bị vật lý và ảo tạo nên cơ sở hạ tầng mạng. Sử dụng thiết bị mạng và xây dựng kiến trúc mạng thay đổi tùy theo kích thước, mô hình mạng, khối lượng công việc cùng với các yếu tố khác.

Ví dụ, một mạng doanh nghiệp có thể yêu cầu hàng trăm hoặc hàng ngàn thiết bị mạng khác nhau để hỗ trợ và xây dựng trung tâm dữ liệu, mạng LAN và WAN của nó. Ngược lại, một mạng nhà đơn giản chỉ cần hai thiết bị.

Dưới đây là tám loại thiết bị mạng phổ biến – không bao gồm bộ cân bằng tải và tường lửa – thứ thường được tìm thấy trong các mạng.

1. Điểm truy cập (Access point) 

Điểm truy cập (AP) là một thiết bị mạng gửi và nhận dữ liệu không dây qua sóng vô tuyến, sử dụng băng tần 2.4 GHz hoặc 5 GHz. Các thiết bị khách như laptop hoặc điện thoại di động kết nối với một AP bằng tín hiệu không dây, cho phép chúng tham gia vào mạng LAN không dây được tạo ra bởi AP. 

Một cáp Ethernet kết nối vật lý AP với một bộ định tuyến hoặc switch trong mạng LAN có dây, cung cấp cho AP quyền truy cập vào internet và phần còn lại của mạng.

Khi triển khai AP, nhóm kỹ thuật không dây phải xem xét các yếu tố như vị trí, giảm tín hiệu và nhiễu kênh, tất cả đều có thể ảnh hưởng đến độ mạnh của tín hiệu. Thông thường, kỹ sư gắn AP lên trần nhà hoặc tường để tối đa hóa phạm vi tín hiệu và giảm thiểu các chướng ngại tiềm năng.

AP hoạt động ở tầng 2 trong mô hình OSI – tầng liên kết dữ liệu.

2. Bridge 

Một cầu nối mạng hoạt động như một kết nối giữa hai hoặc nhiều mạng LAN, tạo ra một miền đơn từ các LAN riêng biệt. Theo cách này, một cầu nối khác với một bộ định tuyến, cho phép giao tiếp giữa các mạng khác nhau nhưng coi chúng là các hệ thống riêng biệt. 

Một cầu nối tập hợp các đoạn mạng được phân chia và điều khiển lưu lượng di chuyển giữa chúng. 

Một cầu nối trong suốt kết nối các LAN sử dụng cùng bộ giao thức, trong khi một cầu nối dịch đổi kết nối các LAN sử dụng các giao thức khác nhau. Thiết bị cầu nối có khả năng chuyển mạch, với đó chúng chuyển tiếp các khung dữ liệu đến bằng cách kiểm tra địa chỉ kiểm soát truy cập phương trình truyền thông (MAC). Với mỗi khung dữ liệu nhận được, một cầu nối xây dựng bảng tìm kiếm địa chỉ MAC và vị trí cổng.

Cầu nối tham chiếu bảng này để xác định xem có chuyển tiếp một khung dữ liệu hay loại bỏ nó, điều này xảy ra khi một địa chỉ MAC không nằm trong miền của cầu nối. Cầu nối không còn được sử dụng phổ biến trong thiết kế mạng doanh nghiệp và thường được thay thế bằng các switch. Một cầu nối hoạt động ở tầng 2 trong mô hình OSI.

3. Cổng kết nối (Gateway) 

Gateway là một nút mạng kết nối các mạng hoặc hệ thống riêng biệt sử dụng các giao thức khác nhau, cho phép dữ liệu lưu thông giữa các mạng. Cổng kết nối sử dụng nhiều giao thức và dịch thông tin và giao thức của gói tin đầu vào để làm cho nó tương thích với môi trường đích. Sau khi cổng kết nối xử lý gói dữ liệu, nó thường chuyển tiếp nó đến một bộ định tuyến, mà sau đó gửi gói tin đến đích trong mạng.

Các loại cổng kết nối bao gồm bộ định tuyến, tường lửa ứng dụng web và cổng an ninh email. Cổng kết nối cũng thường được sử dụng trong môi trường IoT và đám mây.

Cổng kết nối có thể hoạt động ở bất kỳ tầng nào của mô hình OSI.

4. Bộ chia (Hub)

Bộ chia là một thiết bị mạng vật lý được sử dụng để kết nối nhiều thiết bị trên cùng mạng LAN. Ví dụ, một laptop, máy tính để bàn và máy in có thể kết nối vào các cổng của bộ chia bằng cáp Ethernet và trở thành một mạng cục bộ chung. 

Khác với cầu nối, bộ định tuyến hoặc switch, bộ chia phát sóng các tin nhắn nhận được từ một cổng đến tất cả các cổng còn lại mà không kiểm tra các khung hoặc cô lập tin nhắn cho đích đến dự định.

Bộ chia phải kết nối với một bộ định tuyến hoặc switch để giao tiếp ra khỏi mạng LAN của nó. Các thiết bị bộ chia cũng có thể kết nối với nhau để mở rộng mạng tổng thể.

Một bộ chia có thể là bộ chia hoạt động, bộ chia chủ động hoặc bộ chia thông minh. Bộ chia hoạt động như các bộ lặp lại để tăng cường hoặc sửa chữa tín hiệu của một tin nhắn đầu vào trước khi phát sóng nó đến các cổng còn lại. Hub chủ động không tăng cường tín hiệu tin nhắn, chỉ cung cấp kết nối cho các thiết bị trên các cổng của nó. Smart hub có khả năng quản lý và giám sát để xác định các vấn đề tiềm năng với các thiết bị được kết nối

Bộ chia hoạt động ở tầng 1 trong mô hình OSI – tầng vật lý.

5. Modem 

Mục đích chính của một modem là chuyển đổi – tín hiệu giữa các thiết bị, chẳng hạn như từ tín hiệu analog sang tín hiệu số. Ngày nay, loại modem phổ biến nhất là modem internet, giúp truy cập internet bằng cách nhận tín hiệu từ một nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP) và chuyển đổi chúng thành định dạng mà các thiết bị kết nối có thể sử dụng, chẳng hạn như tín hiệu radio hoặc số.

Một modem thông thường kết nối với một bộ định tuyến, bộ định tuyến nhận truy cập internet từ modem và gửi nó đến các thiết bị khác trên mạng. Modem có thể sử dụng cáp Ethernet, DSL, sợi quang hoặc các phương tiện kết nối không dây. ISP thường cung cấp modem có khả năng kết hợp định tuyến và tường lửa.

Tùy thuộc vào loại, modem hoạt động ở tầng 1 hoặc tầng 2 trong mô hình OSI.

6. Bộ khuếch đại (Repeater) 

Một bộ khuếch đại tín hiệu tăng cường và gửi lại nó đến điểm đích. Bộ khuếch đại được sử dụng để chống lại sự suy giảm tín hiệu, vượt qua nhiễu và mở rộng phạm vi của tín hiệu. Chúng thường được sử dụng trong mạng không dây nhưng cũng hoạt động với quang sợi, điện thoại và phát sóng TV, và nhiều hệ thống khác.

Trong khi bộ chia tăng cường tín hiệu cho nhiều thiết bị kết nối vào các cổng của nó, một bộ khuếch đại đơn giản chỉ có hai cổng – một cổng cho tín hiệu đầu vào và một cổng cho tín hiệu đầu ra. Một bộ khuếch đại hoạt động ở tầng 1 trong mô hình OSI.

7. Bộ định tuyến (Router) 

Một bộ định tuyến chuyển hướng yêu cầu dữ liệu từ mạng này sang mạng khác. Bộ định tuyến kiểm tra các gói tin đầu vào để xác định địa chỉ IP đích phù hợp và sau đó chuyển tiếp gói tin đến đích đó. Một bộ định tuyến cũng có thể cung cấp truy cập internet thông qua kết nối với một modem hoặc là một modem-router kết hợp.

Tương tự như cầu nối, các bộ định tuyến duy trì và sử dụng bảng định tuyến chứa thông tin định tuyến, chẳng hạn như địa chỉ IP và các giao diện. Sau khi kiểm tra một gói tin, bộ định tuyến tham chiếu đến bảng định tuyến để tìm đường đi tốt nhất đến điểm đích. Bộ định tuyến sử dụng giao thức định tuyến để giao tiếp và trao đổi dữ liệu.

Các loại bộ định tuyến thường được sử dụng trong các mạng doanh nghiệp bao gồm:

• Bộ định tuyến cạnh (edge routers)
• Bộ định tuyến trung tâm (core routers)
• Bộ định tuyến phân phối (distribution routers)
• Bộ định tuyến không dây (wireless routers)

Một bộ định tuyến hoạt động ở tầng 3 trong mô hình OSI – tầng mạng.

8. Switch 

Một switch mạng chuyển tiếp dữ liệu đến điểm đích bằng cách kiểm tra địa chỉ MAC của khung tin nhắn đầu vào và gửi nó đến thiết bị có địa chỉ khớp.

Các thiết bị kết nối vào các cổng của một switch thông thường thông qua cáp Ethernet. Switch lưu trữ địa chỉ MAC của những thiết bị đó trong một bảng địa chỉ và sử dụng nó như một tài liệu tham khảo khi chuyển tiếp các khung tin nhắn. Trong khi router chuyển tiếp dữ liệu đến địa chỉ IP hoặc mạng, switch gửi thông tin trực tiếp đến cổng đích cụ thể.

Khác với bộ chia, mà chia sẻ băng thông giữa tất cả các cổng của nó, switch phân bổ băng thông cho mỗi cổng. Switch cũng thông minh hơn bộ chia, vì nó kiểm tra địa chỉ MAC của khung tin nhắn đầu vào.

Một switch truyền thống hoạt động ở tầng 2 trong mô hình OSI. Tầng 3 switch (switch tầng 3) có khả năng hoạt động ở tầng 3.

Kết luận

Trong bài viết này, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về thiết bị mạng – những thành phần không thể thiếu trong hệ thống kết nối hiện đại. Từ những chiếc router đơn giản cho đến các switch và hub phức tạp, mỗi thiết bị đều đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp dữ liệu và duy trì mạng ổn định.

Các công nghệ mạng ngày càng phát triển và tăng cường khả năng kết nối, từ Internet of Things (IoT) cho đến 5G và hơn thế nữa. Việc sử dụng và tích hợp đúng thiết bị mạng sẽ đóng góp to lớn vào hiệu suất và bảo mật của mạng.

Trong tương lai, chúng ta có thể kỳ vọng thấy những đột phá tiếp theo trong lĩnh vực thiết bị mạng, giúp mạng trở nên linh hoạt, đáng tin cậy và an toàn hơn bao giờ hết.

Hy vọng rằng bài viết này đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về thế giới của các thiết bị mạng và khơi gợi thêm sự tò mò để tiếp tục khám phá và nghiên cứu sâu hơn về lĩnh vực này. Hãy bắt đầu xây dựng những hệ thống mạng đáng tin cậy và tiên tiến, góp phần làm cho thế giới kết nối của chúng ta trở nên tốt hơn và phát triển hơn từng ngày.

Đọc thêm các bài viết liên quan tại: https://tothost.vn/c/blog/kien-thuc/