Ethernet Switch là một trong những thiết bị hỗ trợ đắc lực cho hệ thống mạng, đặc biệt là các hệ thống mạng doanh nghiệp lớn. Nếu bạn muốn hiểu rõ Ethernet Switch là gì hay các đặc điểm cấu tạo, chức năng của nó, hãy cùng Việt Tuấn tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

*Ethernet Switch là gì? Đặc điểm, chức năng, các loại Ethernet Switch*

1. Ethernet Switch là gì?

Ethernet Switch là bộ chuyển mạch quan trọng trong hệ thống mạng, ứng dụng công nghệ Ethernet truyền dữ liệu ở tốc độ truyền dữ liệu Ethernet tiêu chuẩn. Nó được coi là một trong những thiết bị mạng quan trọng với hệ thống mạng gia đình cũng như mạng doanh nghiệp.

Ethernet Switch có vai trò như một mắt xích cầu nối “đa cổng” sử dụng địa chỉ MAC để chuyển tiếp dữ liệu đa tầng Data Link (tầng thứ 2 trong mô hình OSI). Switch là thiết bị trung tâm cho phép tất cả các máy tính được nối về trong một hệ thống mạng, giúp kết nối hiệu quả hơn.

Ethernet Switch như cảnh sát giao thông với nhiệm vụ phân luồng dữ liệu của một mạng cục bộ. Nó có khả năng chọn đường dẫn để quyết định chuyển frame (đơn vị của tầng liên kết dữ liệu) giúp mạng LAN hoạt động hiệu quả hơn.

Switch có khả năng nhận dạng máy được kết nối với nó nhờ cách đọc địa chỉ MAC nguồn trong frame nhận được. Khi hai máy trong mạng liên lạc với nhau, chính Switch sẽ tạo mạch ảo giữa hai cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu thông trên các cổng khác.

Ethernet Switch là một thiết bị quan trọng dùng để kết nối các đoạn mạng với nhau theo mô hình mạng hình sao (Star). Theo mô hình này, switch đóng vai trò là thiết bị trung tâm, tất cả các máy tính đều được nối về đây trong một hệ thống mạng.

>> Tìm hiểu:

2. Đặc điểm và cấu tạo của Ethernet Switch

2.1. Đặc điểm của Ethernet Switch

Ethernet Switch là một thiết bị mạng được sử dụng để kết nối nhiều thiết bị mạng với nhau thông qua mạng LAN. Một số đặc điểm chính của Ethernet Switch bao gồm:

Khả năng kết nối nhiều thiết bị mạng: Ethernet Switch có thể kết nối đồng thời nhiều thiết bị mạng như: máy tính, máy in, camera mạng, điện thoại IP, thiết bị lưu trữ mạng,v.v...
Chuyển tiếp dữ liệu: Switch có khả năng chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị mạng. Khi một gói tin dữ liệu được nhận từ một cổng vào switch, nó sẽ được chuyển tiếp đến cổng đích mà gói tin cần được gửi đến.
Khả năng phân phối băng thông: Switch có khả năng phân phối băng thông theo nhu cầu sử dụng của từng thiết bị mạng. Điều này giúp người dùng tránh được tình trạng đụng độ và giảm thiểu tình trạng chậm mạng.
Tính năng VLAN: Switch có thể hỗ trợ tính năng VLAN (Virtual Local Area Network), cho phép người dùng tạo ra các mạng LAN ảo riêng biệt trên cùng một switch.
Tính năng quản lý: Switch có thể được quản lý từ xa bằng phần mềm quản lý hoặc giao diện web, cung cấp khả năng theo dõi và quản lý tình trạng của các cổng mạng, thiết lập và cấu hình VLAN, QoS,...
Tính năng bảo mật: Switch cung cấp các tính năng bảo mật để bảo vệ mạng khỏi các cuộc tấn công bên ngoài và các vấn đề liên quan đến bảo mật, chẳng hạn như 802.1X, MAC Filtering, DHCP Snooping,...
Tính năng Port Mirroring: Switch có tính năng Port Mirroring, cho phép người dùng theo dõi và phân tích lưu lượng mạng giữa các thiết bị mạng, giúp người dùng dễ dàng giám sát và phân tích lưu lượng mạng.

>> Tìm hiểu: QoS là gì? Cách điều chỉnh băng thông qua QoS

2.2. Cấu tạo của Ethernet Switch

Ethernet Switch được cấu tạo gồm 2 phần:

Phần cứng gồm vỏ thiết bị (vỏ nhựa hoặc vỏ sắt), nguồn điện cung cấp cho Switch. Linh kiện mạch bên trong Switch gồm có CPU, bộ nhớ, bo mạch chủ, các bus hệ thống và các cổng kết nối ngoại vi (4 port, 8 port, 16 port, 24 port, 48 port,…).
Phần mềm gồm nhiều thuật toán đã được cài đặt sẵn và hệ điều hành QoS.

3. Chức năng của Ethernet Switch là gì?

Không chỉ ưu việt, tiện dụng, hiện đại, thiết bị chuyển mạch Ethernet Switch ngày càng khẳng định vai trò, công dụng và chức năng của mình trong hệ thống mạng. Đối với cơ sở mạng thì bộ chuyển mạng cực kỳ quan trọng. Nó sẽ quyết định mạng LAN hoạt động hiệu suất cao hay không.

Một số chức năng nổi bật của Ethernet Switch phải kể đến như:

Switch giúp hoạt động hệ thống song công theo cơ chế đọc - nghe, nghe nói.
Ethernet Switch chỉ thiết lập một mạch ảo giữa hai cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu thông trên các cổng khác.
Giảm lỗi trong Frame với cơ chế tự kiểm tra lỗi.
Mỗi Ethernet Switch luôn tạo điều kiện để điều khiển mở rộng hệ thống mạng, hình thành một cơ chế toàn thể với tính năng đặc biệt.
Một switch hoạt động như một bộ điều khiển, cho phép các thiết bị nối mạng có thể “giao tiếp” với nhau một cách hiệu quả. Từ đó việc phân bổ nguồn lực, tiết kiệm chi phí tuyển dụng và tăng năng suất của nhân viên hiện tại.
Switch có khả năng tập trung lại những kết nối rồi đưa ra quyết định để chọn đường dẫn truyền dữ liệu thích hợp. Frame để được chuyển mạch từ cổng nhận đến cổng phát ra thì mỗi cổng có một kết nối để cung cấp chọn băng thông cho host.
Mỗi Ethernet Switch đều tạo điều kiện mở rộng mạng và kết nối với phần còn lại của mạng thông qua các cổng Uplink tốc độ cao, ở đây có thể kết nối với các thiết bị Switch Layer 2 khác hay Switch Layer 3 định tuyến.

Ethernet Switch với những chức năng riêng biệt của mình đã giúp cải thiện hiệu suất mạng, tăng băng thông và giảm áp lực trên cho hệ thống mạng, với tính bảo mật tối ưu nhất. Sự ra đời của Ethernet Switch cũng giúp công việc quản lý vận hành từ xa hiệu quả hơn, giảm chi phí đầu tư vận hành, lại dễ dàng phát triển trong tương lai.

>> Mua Switch mạng chính hãng giá tốt nhất

4. Ethernet Switch hoạt động như thế nào?

Ethernet switch là một thiết bị mạng được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng khác nhau và chuyển tiếp dữ liệu giữa chúng. Switch hoạt động dựa trên các địa chỉ MAC (Media Access Control) của các thiết bị được kết nối với nó.

Khi một gói tin dữ liệu được gửi từ một thiết bị tới switch, switch sẽ xác định địa chỉ MAC của thiết bị nhận và chuyển tiếp gói tin chỉ đến địa chỉ đó. Switch sử dụng một bảng địa chỉ MAC (MAC address table) để lưu trữ thông tin về địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối với nó.

Khi một gói tin dữ liệu được nhận, switch sẽ kiểm tra địa chỉ MAC đích của nó và tìm kiếm trong bảng địa chỉ MAC để xác định thiết bị đích. Nếu địa chỉ MAC đích đã có trong bảng địa chỉ MAC, switch sẽ chuyển tiếp gói tin đến đúng thiết bị. Nếu địa chỉ MAC đích chưa có trong bảng địa chỉ MAC, switch sẽ broadcast (phát sóng) gói tin đến tất cả các thiết bị kết nối với nó để tìm kiếm thiết bị đích và lưu trữ địa chỉ MAC của thiết bị đó vào bảng địa chỉ MAC.

Bộ chuyển mạch Ethernet có thể xác định mọi thiết bị được kết nối với nó và định hướng luồng lưu lượng của thiết bị, giúp tối đa hóa tính bảo mật và hiệu quả của mạng. Do đó, nó thông minh và hiệu quả hơn một trung tâm Ethernet không có khả năng phân biệt những người nhận khác nhau.

Ethernet switch có thể được cấu hình để hỗ trợ nhiều tính năng khác nhau như: VLAN (Virtual Local Area Network), Quality of Service (QoS), Spanning Tree Protocol (STP), Port Mirroring,... để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dùng.

5. Phân loại các loại Ethernet Switch phổ biến

5.1. Phân loại Ethernet Switch theo tính năng

5.1.1. Ethernet Switch Unmanaged

Ethernet Switch Unmanaged (switch không quản lý được) là một loại switch đơn giản không có khả năng cấu hình hoặc quản lý từ xa. Switch unmanaged được thiết kế để chỉ cung cấp kết nối mạng cơ bản giữa các thiết bị mạng khác nhau.

Switch unmanaged là một giải pháp đơn giản và giá rẻ cho các mạng nhỏ hoặc văn phòng nhỏ với số lượng thiết bị mạng nhỏ. Chúng thường có từ 4 - 24 cổng Ethernet để kết nối các thiết bị như: máy tính, máy in, camera mạng, thiết bị lưu trữ mạng,...

Switch unmanaged không yêu cầu người quản trị mạng phải có kiến thức chuyên môn sâu về mạng để cài đặt và sử dụng. Chúng có thể được cắm vào mạng và hoạt động tự động mà không cần bất kỳ cấu hình nào. Tuy nhiên, switch unmanaged không cung cấp các tính năng quản lý như VLAN, QoS, port mirroring,... mà chỉ có khả năng chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị mạng.

5.1.2. Ethernet Switch Managed

Ethernet Switch Managed (switch quản lý được) là một loại switch có khả năng cấu hình và quản lý từ xa. Switch managed cho phép người quản trị mạng có khả năng quản lý mạng một cách tốt hơn bằng cách cung cấp các tính năng bổ sung như VLAN, QoS, port mirroring, v.v.

Switch managed có thể được cấu hình và quản lý từ xa thông qua giao diện dòng lệnh hoặc giao diện đồ họa trên trình duyệt web. Chúng có thể được sử dụng để tạo các mạng riêng ảo (VLAN) để phân chia mạng thành các phân đoạn logic độc lập, cung cấp tính năng bảo mật bổ sung như 802.1X, SNMP, SSH, v.v. Ngoài ra, switch managed cũng hỗ trợ tính năng QoS để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng quan trọng và đảm bảo băng thông cho các ứng dụng đòi hỏi cao.

Tính năng quản lý trên switch managed cho phép người quản trị mạng theo dõi hiệu suất mạng, xác định các vấn đề kết nối, quản lý các cổng truy cập và quản lý băng thông trên mạng. Switch managed cũng cung cấp tính năng Port Mirroring để cho phép người quản trị mạng theo dõi và phân tích lưu lượng mạng giữa các thiết bị mạng.

Tuy nhiên, switch managed có giá thành cao hơn và yêu cầu kiến thức chuyên môn sâu về mạng để cài đặt và sử dụng. Ngoài ra, switch managed cũng cần được bảo trì thường xuyên để đảm bảo hoạt động ổn định và bảo mật.

5.2. Phân loại Ethernet Switch theo chức năng

5.2.1. Workgroup Switch

Là các loại Switch có chức năng nối các máy tính lại với nhau tạo thành một mạng ngang hàng.
Switch này không cần phải có bộ nhớ lớn hay tốc độ xử lý cao.

5.2.2. Segment Switch

Là Switch dùng để nối các Hub hoặc các Workgroup Switch lại với nhau, tạo liên kết ở tầng mạng thứ 2 của hệ thống.
Với loại Switch này cần có tốc độ xử lý cao hơn.

5.2.3. Backbone Switch

Backbone là loại Switch dùng để kết nối các Segment Switch lại với nhau.
Switch Backbone cần có bộ nhớ và tốc độ tải rất lớn để chứa đủ địa chỉ cho tất cả máy tính trong hệ thống và hoán chuyển kịp thời dữ liệu giữa các mạng với nhau.

5.3. Cách cách phân loại Ethernet Switch khác

Switch phân loại theo số lớp hoạt động: Switch Layer 1, Switch Layer 2 và Switch Layer 3.
Switch phân loại theo nguồn cấp: Switch PoE, Switch không PoE.
Switch phân theo số cổng: Switch 4 port, Switch 8 port, Switch 12 port, Switch 16 port, Switch 24 port, Switch 48 port.
Phân loại theo công nghệ: Switch Ethernet 10/100Mbps, Switch Ethernet 10/100/1000Mbps (Switch Gigabit), Switch Ethernet PoE, Switch cổng quang SFP.
Switch phân loại theo vị trí hoạt động: Switch Công nghiệp, Core Switch, Access Switch.
Theo hãng sản xuất: Switch Cisco, Switch Ubuiqiti, Switch MikroTik, Switch Ruijie, Switch TP-Link, Switch Juniper, Switch Draytek, Switch HPE,…

Tổng kết:

Như vậy, với những chia sẻ ở trên bạn có thể có một cái nhìn tổng quan hơn về khái niệm Ethernet Switch là gì? Và quan trọng hơn bạn biết được rằng đặc điểm, cấu tạo, chức năng và phân loại các dòng Switch mạng hiện nay để chọn loại Switch cho phù hợp với mục đích của bản thân cũng như doanh nghiệp. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết!