Ethernet Switch là gì?

Ethernet Switch là một thiết bị nhận các gói dữ liệu đến và chuyển hướng chúng đến đích trong mạng cục bộ (LAN). Một chuyển mạch LAN hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu (Lớp 2) hoặc lớp mạng của Mô hình OSI do vậy nó có thể hỗ trợ tất cả các loại giao thức gói.

Về cơ bản, thiết bị chuyển mạch Ethernet Switch là cảnh sát giao thông của một mạng cục bộ đơn giản. Một Switch trong mạng LAN dựa trên Ethernet đọc các gói dữ liệu TCP/IP đến chứa thông tin đích khi chúng truyền vào một hoặc nhiều cổng đầu vào. Thông tin đích trong các gói được sử dụng để xác định cổng đầu ra nào sẽ được sử dụng để gửi dữ liệu đến đích dự định của nó.

Các switch tương tự với các hub, chỉ thông minh hơn. Một hub đơn giản kết nối tất cả các nút trên mạng – giao tiếp cơ bản theo cách bất tiện với bất kỳ thiết bị nào cố gắng liên lạc bất cứ lúc nào, dẫn đến nhiều xung đột. Mặt khác, một công tắc tạo ra một đường hầm điện tử giữa các cổng nguồn và đích cho một giây mà không có lưu lượng truy cập nào khác có thể nhập vào. Điều này dẫn đến việc giao tiếp mà không có xung đột.

Các switch cũng tương tự như các router, nhưng một router có khả năng bổ sung để chuyển tiếp các gói giữa các mạng khác nhau, trong khi một switch bị hạn chế đối với giao tiếp node-to-node trên cùng một mạng.

Chức năng của Ethernet Switch

Switch là thiết bị chọn lựa đường dẫn để gửi frame đến đích, hoạt động ở Lớp 2 của mô hình OSI. Đôi khi Switch còn được gọi là Bridge đa port hay Hub chuyển mạch. Switch quyết định chuyển frame dựa trên địa chỉ MAC, do đó nó được xếp vào thiết bị Lớp 2. Chính nhờ Switch có khả năng lựa chọn đường dẫn để quyết định chuyển frame nên mạng LAN có thể hoạt động hiệu quả hơn. Switch nhận biết máy nào kết nối với cổng của nó bằng cách học địa chỉ MAC nguồn trong frame mà nó nhận được. Khi hai máy thực hiện liên lạc với nhau, Switch chỉ thiết lập một mạch ảo giữa hai cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu thông trên các cổng khác.

Do đó, mạng LAN có hiệu suất hoạt động cao thường sử dụng chuyển mạch toàn bộ. Switch tập trung các kết nối và quyết định chọn đường dẫn để truyền dữ liệu hiệu quả. Frame được chuyển mạch từ cổng nhận vào đến cổng phát ra. Mỗi cổng là một kết nối cung cấp chọn băng thông cho host. Trong Ethernet Hub, tất cả các cổng kết nối vào một mạng chính, hay nói cách khác, tất cả các thiết bị kết nối Hub sẽ cùng chia sẻ băng thông mạng. Nếu có hai máy trạm được thiết lập phiên kết nối thì chúng sẽ sử dụng một lượng băng thông đáng kể và hoạt động của các thiết bị còn lại kết nối vào Hub sẽ bị giảm xuống.

Để giải quyết tình trạng trên, Switch xử lý mỗi cổng là một đoạn mạng (segment) riêng biệt. Khi các máy ở các cổng khác nhau cần liên lạc với nhau, Switch sẽ chuyển frame từ cổng này sang cổng kia và đảm bảo cung cấp chọn băng thông cho mỗi phiên kết nối.

Để chuyển frame hiệu quả giữa các cổng, Switch lưu giữ một bảng địa chỉ. Khi Switch nhận vào một frame, nó sẽ ghi địa chỉ MAC của máy gửi tương ứng với cổng mà nó nhận frame đó vào. Sau đây là các đặc điểm chính của Switch:

Tách biệt giao thông trên từng đoạn mạng: Ethernet Switch chia hệ thống mạng ra thành các đơn vị cực nhỏ gọi là microsegment. Các segment cho phép các người dùng trên nhiều segment khác nhau có thể gửi dữ liệu cùng một lúc mà không làm chậm các hoạt động của mạng. Bằng cách chia nhỏ hệ thống mạng, sẽ làm giảm số lượng người dùng và thiết bị cùng chia sẻ một băng thông. Mỗi segment là một miền đụng độ riêng biệt. Switch giới hạn lưu lượng băng thông chỉ chuyển gói tin đến đúng cổng cần thiết dựa trên địa chỉ MAC lớp 2.

Tăng nhiều hơn lượng băng thông dành cho mỗi người dùng bằng cách tạo ra miền đụng độ nhỏ hơn. Switch bảo đảm cung cấp băng thông nhiều hơn cho người dùng bằng cách tạo ra các miền đụng độ nhỏ hơn. Switch chia nhỏ mạng LAN thành nhiều đoạn mạng (segment) nhỏ. Mỗi segment này là một kết nối riêng giống như một làn đường riêng 100 Mbps. Mỗi server có thể đặt trên một kết nối 100 Mbps riêng. Trong các hệ thống mạng hiện nay, Fast Ethernet Switch được sử dụng làm đường trục chính cho mạng LAN, còn Ethernet Switch, Ehternet Hub hoặc Fast Ethernet Hub được sử dụng kết nối xuống các máy tính. Khi các ứng dụng mới như truyền thông đa phương tiện, video hội nghị… ngày càng trở nên phổ biến hơn thì mỗi máy tính sẽ được một kết nối 100 Mbps riêng vào Switch.

Lợi ích của bộ chuyển mạch Switch

– Các thiết bị kết nối gián tiếp thông qua các port của switch.

– Switch làm cho các host có thể hoạt động ở chế độ song công (có thể đọc – ghi, nghe – nói) cùng lúc.

– Không cần phải chia sẻ băng thông. Các port của switch sẽ quyết định băng thông truyền đi như thế nào.

– Giảm tỷ lệ lỗi trong frame. Frame sẽ được kiểm tra lỗi. Các gói tin tốt khi được nhận sẽ được lưu lại trước khi chuyển đi (công nghệ store-and-forward).

– Có thể giới hạn lưu lượng truyền đi ở một mức ngưỡng nào đó.

Một Switch layer 2 đi kèm với các loại giao diện khác nhau như 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps… và nó cũng hỗ trợ giao tiếp full-duplex trên mỗi cổng của nó. Nó cũng tạo điều kiện mở rộng mạng và kết nối với phần còn lại của mạng thông qua các cổng tốc độ cao được gọi là các cổng uplink có thể được kết nối với các thiết bị chuyển mạch switch layer 2 khác hoặc các switch layer 3 định tuyến.

Một switch hoạt động như một bộ điều khiển, cho phép các thiết bị nối mạng có thể nói chuyện với nhau một cách hiệu quả. Thông qua chia sẻ thông tin và phân bổ nguồn lực, công tắc tiết kiệm tiền của doanh nghiệp và tăng năng suất của nhân viên.

Xem thêm:

Router là gì? Modem là gì? Sự khác nhau giữa Router và Modem
Cáp quang là gì? Phân biệt cáp quang Singlemode và Multimode
Dây nhảy quang là gì? Phân loại dây nhảy quang
Hộp phối quang  ODF là gì? Tác dụng của hộp phối quang ODF?

Phân loại Ethernet Switch

Switch không được quản lý

Một switch không được quản lý hoạt động ngay. Nó không được thiết kế để được cấu hình, do đó bạn không phải lo lắng về việc cài đặt hoặc thiết lập nó một cách chính xác. Switch không được quản lý có ít tính năng hơn và dung lượng mạng ít hơn so với các switch được quản lý.

Switch mạng không được quản lý được thiết kế để bạn có thể chỉ cần cắm chúng vào và chúng hoạt động, không cần cấu hình. Thiết bị chuyển mạch không được quản lý thường dành cho kết nối cơ bản. Bạn sẽ thường thấy chúng được sử dụng trong mạng gia đình hoặc bất cứ nơi nào cần thêm một vài cổng, chẳng hạn như tại bàn làm việc của bạn, trong phòng thí nghiệm hoặc trong phòng hội thảo.

Các Switch mạng cơ bản như các thiết bị được sử dụng trong bộ định tuyến người tiêu dùng không yêu cầu cấu hình đặc biệt nào ngoài việc cắm dây cáp và nguồn điện.

Switch được quản lý

Một switch mạng được quản lý là cấu hình, cung cấp bảo mật cao hơn, linh hoạt và khả năng hơn một switch không được quản lý.

Thiết bị chuyển mạch Smart Switch được quản lý cung cấp cho bạn bảo mật cao hơn và nhiều tính năng và tính linh hoạt hơn, bởi vì bạn có thể định cấu hình chúng để tùy chỉnh vừa với mạng của mình. Với sự kiểm soát lớn hơn này, bạn có thể bảo vệ mạng của mình tốt hơn và cải thiện chất lượng dịch vụ cho những người truy cập mạng.

So với các thiết bị chuyển mạch không được quản lý này, các thiết bị cao cấp được sử dụng trên mạng doanh nghiệp hỗ trợ một loạt các tính năng nâng cao được thiết kế để được quản trị viên chuyên nghiệp kiểm soát.

Các tính năng phổ biến của các thiết bị chuyển mạch được quản lý bao gồm giám sát SNMP, tập hợp liên kết và hỗ trợ QoS .

Switch được sử dụng trong mạng có dây để kết nối cáp Ethernet từ một số thiết bị với nhau. Công tắc cho phép mỗi thiết bị nói chuyện với người khác.

Thiết bị chuyển mạch không được sử dụng trong các mạng chỉ có kết nối không dây, vì các thiết bị mạng như bộ định tuyến và bộ điều hợp truyền thông trực tiếp với nhau, không có gì ở giữa.

Các cổng của switch UTP có một số ưu điểm:

  • Switch cho phép hàng chục thiết bị kết nối.
  • Các thiết bị chuyển mạch Switch giữ lưu lượng truy cập giữa hai thiết bị không ảnh hưởng đến các thiết bị khác của bạn bằng cùng một mạng.
  • Thiết bị chuyển mạch Switch cho phép kiểm soát những người có quyền truy cập vào các phần khác nhau của mạng.
  • Switch cho phép bạn theo dõi việc sử dụng.
  • Thiết bị chuyển mạch Switch cho phép giao tiếp (trong mạng của bạn) thậm chí còn nhanh hơn cả Internet.
  • Thiết bị chuyển mạch Switch cao cấp có các mô-đun có thể cắm để điều chỉnh chúng theo nhu cầu của mạng.

Các switch được quản lý theo truyền thống được xây dựng để được điều khiển từ các giao diện dòng lệnh kiểu Unix. Một loại mới hơn thiết bị chuyển mạch được quản lý gọi là switch thông minh, nhắm vào mạng entry-level và doanh nghiệp tầm trung, hỗ trợ giao diện dựa trên web tương tự như một router nhà.

Nguyên lý hoạt động của switch như thế nào so với một hub?

Trong các mạng cơ bản nhất, các thiết bị được kết nối với các hub. Nhưng có giới hạn về số lượng người dùng băng thông có thể chia sẻ trên mạng dựa trên trung tâm. Càng nhiều thiết bị được thêm vào mạng, dữ liệu càng mất nhiều thời gian để đến đích. Một switch tránh những hạn chế này và các hạn chế khác của các mạng trung tâm.

Các loại switch mạng hoạt động như thế nào so với một bộ định tuyến?

Switch cho phép các thiết bị khác nhau trên mạng giao tiếp. Bộ định tuyến cho phép các mạng khác nhau giao tiếp.

Một bộ định tuyến cũng kết nối các máy tính nối mạng với Internet, do đó nhiều người dùng có thể chia sẻ kết nối. Và một bộ định tuyến hoạt động như một người điều phối. Nó chọn con đường tốt nhất cho thông tin để đi du lịch, để nó được truyền đi hiệu quả nhất có thể.

Switch mạng cho doanh nghiệp là gì?

Switch và bộ định tuyến Router là các khối xây dựng cho tất cả các liên lạc kinh doanh, từ dữ liệu data đến thoại và video, không dây. Nó có thể cải thiện lợi nhuận bằng cách giúp công ty của bạn tăng năng suất, cắt giảm chi phí kinh doanh và cải thiện dịch vụ bảo mật và khách hàng.

Tìm hiểu về các thiết bị chuyển mạch Switch doanh nghiệp của Cisco và các bộ định tuyến doanh nghiệp nhỏ của Cisco cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ và các thiết bị chuyển mạch switch layer 2 cisco Lan access và switch layer 3 cisco cho các mạng có kích thước trung bình đến lớn hơn.

Switch là thành phần chính của nhiều mạng doanh nghiệp, vì chúng kết nối nhiều máy tính, máy in, điểm truy cập, điện thoại, đèn, máy chủ và phần cứng khác. Thiết bị chuyển mạch cho phép bạn gửi và nhận thông tin (chẳng hạn như email) và truy cập tài nguyên được chia sẻ một cách trơn tru, hiệu quả, bảo mật cao và minh bạch.

Nguồn vnpolytec.com