Switch là gì? Chức năng, đặc điểm, phân loại các loại Switch

Switch là một thiết bị mạng hỗ trợ đắc lực cho các hệ thống mạng, đặc biệt là với những hệ thống mạng lớn. Mặc dù là một thiết bị mạng phổ biến giúp người dùng kết nối mạng hiệu quả nhưng không phải ai cũng hiểu kỹ về bộ chuyển mạch này. Để hiểu rõ hơn switch là gì? Switch là thiết bị gì? Chức năng, đặc điểm, phân loại cũng như vai trò của switch như thế nào, bài viết sau đây Việt Tuấn sẽ chia sẻ giúp bạn các thông tin bổ ích nhất.

1. Switch là gì?

Switch hay switch mạng là thiết bị chuyển mạch hay bộ chuyển mạch. Đây là một thiết bị chuyển mạch vô cùng quan trong hệ thống mạng có khả năng kết nối các đoạn mạch với nhau theo mô hình sao (Star), giúp gửi nhận thông tin và tài nguyên 1 cách hiệu quả, trơn tru, bảo mật cao.

Hiểu một cách đơn giản nhất thì switch giống như một thiết bị trung tâm, tất cả các thiết bị đầu cuối End sử dụng mạng khác nằm trong cùng 1 hệ thống mạng với switch như: máy tính, máy quét, máy in,... đều được kết nối với thiết bị này để có thể giao tiếp, truyền nhận dữ liệu.

Switch là thiết bị mạng chính của nhiều hệ thống mạng doanh nghiệp, giúp kết nối nhiều thiết bị đầu cuối như máy tính, máy in, điện thoại, đèn, máy chủ server và phần cứng khác.

Switch thiết bị chuyển mạch có khả năng kết nối các đoạn mạch với nhau theo mô hình sao (Nguồn. Internet)

Switch - tiếng Anh: Switches. Định nghĩa khác: Switch là thiết bị chuyển mạch để kết nối các đoạn mạng lại với nhau.

>> Tham khảo: Thiết bị đầu cuối là gì?

2. Cách hoạt động của Switch

Bên cạnh tìm hiểu switch là gì thì nhiều người cũng thắc mắc thiết bị chuyển mạch này hoạt động như thế nào?

Switch làm việc giống như một Bridge nhiều cổng bởi nó có khả năng ghép nối các mạng khác để tạo thành một mạng lớn duy nhất. Hơn nữa, switch còn có thể chuyển dữ liệu thông qua thông tin. Việc truyền các gói tin dựa vào các khung và xác định hoàn toàn vào địa chỉ MAC chứa trong gói.

Đặc biệt, switch còn có khả năng kết nối nhiều segment lại với nhau tùy thuộc vào số cổng (port) trên switch. Switch nhận tín hiệu vật lý sau đó chuyển đổi thành dữ liệu, không giống như Hub là nhận tín hiệu từ một cổng rồi lại chuyển tiếp tới các cổng còn lại.

Switch hỗ trợ công nghệ Full Duplex nên có khả năng mở rộng băng thông của đường truyền. Đây là ưu điểm nổi trội của thiết bị mà không có Repeater hoặc Hub nào làm được.

3. Cấu tạo của Switch mạng là gì?

Một switch mạng sẽ có cấu tạo gồm 2 phần bao gồm: Phần cứng và phần mềm

• Phần cứng hardware: gồm khung vỏ thiết bị (vỏ nhựa hoặc vỏ sắt), nguồn điện cấp, ở bên trong có các linh kiện mạch bên trong (CPU, bộ nhớ, bo mạch chủ, các Bus hệ thống), các cổng kết nối ngoại vi (4 port, 8 port, 16 port, 24 port, 48 port,…).
• Phần mềm software: các thuật toán đã được cài đặt sẵn, phần mềm thiết bị switch sử dụng hệ điều hành OS.

4. Vai trò và chức năng của thiết bị chuyển mạch Switch

Vai trò và chức năng của switch trong mạng máy tính là gì cũng là vấn đề đang được rất nhiều người dùng mạng quan tâm. Switch đóng vai trò vô cùng quan trọng, là thiết bị mạng không thể thiếu trong hầu hết các mạng cục bộ (LAN) Ethernet hiện đại.

>> Xem thêm: Mạng LAN là gì? Công dụng và phân loại mạng LAN

Một số những chức năng và lợi ích tiêu biểu mà switch đang sở hữu có thể kể đến như:

• Thiết bị rất quan trọng đối với hoạt động của hệ thống mạng máy tính: nhờ có switch mà các host hoạt động với công suất cao, có thể nghe - nói - đọc - ghi cùng một lúc.
• Kết nối các thiết bị: switch có khả năng kết nối với hàng chục thiết bị. Các thiết bị kết nối gián tiếp thông qua các cổng port của switch. Khi 2 thiết bị liên lạc với nhau, switch có khả năng nhận biết thiết bị kết nối với cổng của nó dựa trên địa chỉ MAC nguồn trong fame mà nó nhận được. Bộ chuyển mạch switch đảm bảo việc kết nối giữa các thiết bị không bị gián đoạn và xung đột đến các kết nối khác trong cùng một mạng.
• Hiệu suất hoạt động tốt: giữa 2 cổng tương ứng, switch thiết lập mạng ảo để kết nối riêng biệt nên sẽ không làm ảnh hưởng đến các luồng thông tin trên các cổng khác. Vì vậy, mạng LAN sẽ có hiệu suất hoạt động cao hơn, đảm bảo cung cấp trọn băng thông.
• Giảm tỷ lệ lỗi trong frame: bên cạnh đó switch còn có cơ chế tự kiểm tra lỗi giúp giảm tỷ lệ lỗi trong frame. Các khung frame sẽ được kiểm tra lỗi. Nhờ công nghệ store-and-forward, các gói tin tốt sẽ được switch chia mạng lưu lại trước khi chuyển đi.

Switch đóng vai trò vô cùng quan trọng trong mạng máy tính (Nguồn. Internet)

• Cung cấp băng thông lớn hơn: Switch giúp chia nhỏ hệ thống mạng LAN thành các segment nhỏ hơn. Thông qua các cổng kết nối của Switch, nhiều segment sẽ được nối lại với nhau một cách dễ dàng và nhanh chóng, tạo ra các miền đụng độ nhỏ hơn về cung cấp băng thông lớn cho người dùng.
• Truyền dữ liệu theo các khung dữ liệu (frame): switch chia mạng làm việc như một Bridge nhiều cổng. Chức năng chính của switch là chuyển các dữ liệu đóng gói thành các khung dữ liệu giữa các thiết bị giao tiếp với nhau. Switch sẽ đóng vai trò giống như một người cảnh sát giao thông phân luồng dữ liệu trong mạng cục bộ. Từ đó, giúp các loại dữ liệu sẽ được chuyển đến đúng nơi mà chúng phải đến, không làm tắc nghẽn hay gián đoạn.
• Tiết kiệm chi phí: switch mạng hoạt động như một bộ điều khiển trung tâm cho phép các thiết bị khác như máy tính, máy in,... có thể kết nối với nhau một cách hiệu quả nhất. Điều này giúp thông tin dễ dàng chia sẻ qua lại, nguồn lực được phân bổ hợp lý, từ đó tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp mà vẫn đảm bảo năng suất làm việc của nhân viên hoạt động tốt.
• Khả năng mở rộng mạng: switch hỗ trợ công nghệ Full-duplex truyền nhận dữ liệu theo 2 chiều trên mỗi cổng nên có khả năng mở rộng mạng, băng thông lớn hơn. Ngoài ra, switch còn kết nối với phần còn lại của mạng thông qua các cổng tốc độ cao (cổng uplink). Nhờ vậy mà mỗi switch đều có điều kiện mở rộng mạng, có thể kết nối với các Switch Layer 2 khác hay các Switch Layer 3 định tuyến.
• Giới hạn lưu lượng truyền đi: switch hoạt động chủ yếu ở tầng liên kết dữ liệu Layer 2 (Switch Layer 2) trong mô hình tham chiếu OSI - một mô hình lý giải một cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy vi tính và thiết kế giao thức mạng giữa chúng (cũng có một số switch Layer 3 có khả năng định tuyến hoạt động ở tầng mạng). Vì vậy, switch có thể giới hạn lưu lượng truyền đi ở mức ngưỡng nào đó. Một thiết bị chuyển mạch Switch Layer 2 có thể đi kèm với các loại giao diện khác nhau như: 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps…

>> Xem thêm: Wifi 6 là gì? Wifi 6 có những ưu điểm gì?

5. Đặc điểm, tính năng chính của thiết bị switch là gì?

Về cơ bản thì switch có những đặc điểm tương tự như các thiết bị Router hay Hub. Tuy nhiên, thiết bị chuyển mạch switch sở hữu 2 đặc điểm riêng biệt đó là:

5.1. Tiến hành phân chia riêng biệt trên mỗi đoạn mạng kết nối

Đặc điểm chính và ưu việt nhất của thiết bị switch đó chính là khả năng chia hệ thống mạng ra thành các đơn vị cực nhỏ gọi là microsegment. Điều này cho phép người dùng giao tiếp, gửi nhiều dữ liệu cùng lúc trên nhiều segment khác nhau mà không gây ảnh hưởng tới ai.

5.2. Hỗ trợ cung cấp băng thông lớn hơn

Nhờ việc tạo ra các miền đụng độ nhỏ hơn nên khi sử dụng switch sẽ chắc chắn một điều rằng người dùng sẽ được cung cấp băng thông lớn hơn. Switch chia nhỏ mạng LAN thành các đoạn mạng nhỏ, mỗi segment sẽ là một kết nối riêng biệt với nhau giống như một làn đường riêng nên đảm bảo người dùng có tốc độ đường truyền mạng ổn định và nhanh chóng hơn bao giờ hết.

>> Tìm hiểu:

• IP WAN là gì?
• Mô hình OSI là gì?

6. Phân loại các thiết bị chuyển mạch Switch chính

Tùy thuộc theo cấu tạo, chức năng và tính năng mà thiết bị chuyển mạch switch được phân chia ra thành các loại chính sau:

6.1. Theo tính năng của Switch

Dựa theo tính năng thì Switch được chia ra làm 2 loại chính đó là: switch được quản lý và switch không được quản lý.

• Switch được quản lý (Switch Managed): Đây là thiết bị cho phép người dùng trước khi sử dụng sẽ vào cấu hình, cung cấp độ bảo mật cao hơn, linh hoạt hơn so với switch không được quản lý. Những thông tin cấu hình này sẽ được tùy chỉnh sao cho phù hợp nhất với hệ thống mạng đang sử dụng. Ngoài ra switch managed còn sở hữu những tính năng đa dạng: VLAN, CLI, SNMP, định tuyến IP cho đến QoS… Từ đó giúp thiết bị hoạt động linh hoạt và bảo mật tốt hơn. Switch được quản lý thích hợp sử dụng cho những văn phòng công ty lớn, phòng thí nghiệm, cửa hàng, nhà xưởng,... Tìm hiểu QoS là gì tại đây.
• Switch không được quản lý(Switch Unmanaged): Về cơ bản switch không được quản lý sẽ ngược lại với switch được quản lý. Switch unmanaged không được thiết kế để được cấu hình, không cho phép người dùng cài đặt cấu hình, người dùng chỉ có thể sử dụng mặc định theo cấu hình đã cài đặt sẵn. Bạn chỉ cần mua về, cắm chúng vào và chúng hoạt động ngay mà không cần cấu hình gì cả. Switch không được quản lý thường có ít các tính năng hơn, dung lượng mạng ít hơn so với switch được quản lý. Switch không được quản lý thường chỉ thích hợp sử dụng cho gia đình, công ty, văn phòng hoặc cửa hàng kinh doanh nhỏ lẻ nơi mà người dùng không cần cấu hình đặc biệt nào ngoài cắm dây cáp và cấp nguồn điện.

6.2. Theo chức năng

Dựa theo chức năng thì switch được phân ra làm 3 loại chính đó là:

• Workgroup Switch: Hiện nay, Workgroup Switch đang là loại phổ biến nhất thường được sử dụng để kết nối trực tiếp các máy tính lại với nhau tạo thành một mạng ngang hàng. Workgroup Switch thường có giá thành thấp hơn và cũng không cần phải có bộ nhớ quá lớn hoặc tốc độ xử lý quá cao.
• Segment Switch: Segment Switch là thiết bị nhằm mục đích nối các Hub hoặc các Workgroup Switch lại với nhau. Chính điều này đã tạo nên liên kết ở tầng mạng thứ 2 của hệ thống. Để sử dụng Segment Switch thì sẽ yêu cầu tốc độ xử lý phải cao.
• Backbone Switch: Được sử dụng với chức năng chính là giúp kết nối các Segment Switch lại với nhau. Yêu cầu của Segment Switch là phải có bộ nhớ lớn cũng như phải có tốc độ tải nhanh. Có như vậy thì mới có thể chứa được tất cả các địa chỉ cho tất cả máy tính có trong hệ thống. Đồng thời giúp hoán chuyển dữ liệu một cách kịp thời giữa các mạng với nhau.

6.3. Phân loại khác

Ngoài các cách phân loại chính trên, dựa theo cấu tạo thì switch phân chia ra thành các loại như sau:

• Theo số lớp hoạt động: Gồm 3 lớp là Switch Layer 1, Switch Layer 2 và Switch Layer 3.
• Theo nguồn cấp: Switch có PoE hoặc Switch không có PoE.
• Theo số cổng: Switch 4 port, Switch 8 port, Switch 12 port, Switch 16 port, Switch 24 port, Switch 48 port.
• Theo công nghệ: Switch Ethernet 10/100Mbps, Switch Ethernet 10/100/1000Mbps (Switch Gigabit), Switch cổng quang hoàn toàn Optical Switch, Switch chỉ hỗ trợ thêm cổng quang (Ethernet Support SFP).
• Theo vị trí hoạt động: Switch công nghiệp, Access Switch.
• Theo hãng sản xuất: Switch MikroTik, Switch Cisco, Switch Juniper, Switch Ruijie, Switch TP-Link…

>> Tìm hiểu: Switch công nghiệp là gì?

7. Bảng so sánh sự khác nhau giữa Switch và Router

Đều là các thiết bị mạng quan trọng, vậy điểm khác nhau của Router và Switch là gì? Cùng Việt Tuấn so sánh 2 thiết bị trong bảng dưới đây:

>> Xem thêm: Mạng WAN là gì?

8. Câu hỏi thường gặp về Switch mạng

8.1. Trong mô hình tham chiếu OSI, switch nằm ở tầng nào của mô hình OSI?

Switch L2 là một thiết bị thuộc lớp 2 Layer 2 hoạt động trên lớp liên kết dữ liệu của mô hình OSI, giao tiếp bằng cách sử dụng các khung để truyền dữ liệu và nó xác định các thiết bị mạng trên cơ sở địa chỉ MAC (thay vì địa chỉ IP như Router) hoặc địa chỉ vật lý. Ngoài ra còn có 1 số switch cao cấp hơn có khả năng định tuyến hoạt động ở lớp mạng Layer 3.

8.2. Nếu là người dùng internet bình thường hay mạng gia đình có cần dùng Switch không?

Theo các chuyên gia mạng, câu trả lời là “Không”, chỉ có các doanh nghiệp hay tổ chức cần phải xây dựng cơ sở mạng tốt, hệ thống mạng lớn, phục vụ cho nhiều người dùng mới cần sử dụng tới Switch.

Tổng kết

Trên đây là toàn bộ những thông tin về thiết bị switch giúp bạn hiểu rõ switch là gì mà các chuyên gia của Việt Tuấn đã tổng hợp và chia sẻ với bạn. Switch là một thiết bị vô cùng quan trọng trong hệ thống mạng, không chỉ những người chuyên về công nghệ mới cần tìm hiểu mà tất cả người dùng mạng internet cũng đều nên biết.

Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết! 

Nếu có bất kỳ thắc mắc nào về thiết bị switch, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi nhé! Đừng quên cập nhật Viettuans.vn thường xuyên để có thêm nhiều thông tin hữu ích về kiến thức mạng, quản trị mạng.

Switch MikroTik CSS610-8G-2S+IN

Liên hệ

Thiết bị chuyển mạch Switch MikroTik CSS326-24G-2S+RM

Liên hệ

Thiết bị chuyển mạch Ubiquiti UniFi Switch 24 (USW-24)

7.350.000₫

Ubiquiti UniFi Switch Pro 24 PoE (USW-Pro-24-PoE)

23.122.000₫