Switch là gì? Cấu tạo, chức năng, phân loại các loại Switch

Có rất nhiều người thắc mắc không biết ý nghĩa của Switch là gì? nếu trong từ điển thì Switch có nghĩa là công tắc, tuy nhiên trong bài biết này chúng ta sẽ tìm hiểu về Switch một thiết bị mạng được sử dụng trong lĩnh vực mạng truyền thông và dữ liệu. Vậy Switch là gì? hay Switch mạng là gì? hãy cùng Maipu xem tiếp bài viết sau đây để bạn hiểu rõ hơn về nó nhé.

Switch mạng là gì?

Switch hay gọi là thiết bị chuyển mạch hay bộ chuyển mạch là một thiết bị mạng được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng khác nhau với nhau trong một mạng LAN (Local Area Network). Chức năng chính của switch là quản lý và điều hướng lưu lượng dữ liệu giữa các thiết bị trên mạng, giúp chúng có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả.

Switch mạng là gì

Cấu tạo của thiết bị chuyển mạch Switch

Thiết bị chuyển mạch (switch) được thiết kế với cấu trúc cơ bản gồm các thành phần chính sau:

  1. Cổng (Port): Switch có nhiều cổng Ethernet hoặc Gigabit Ethernet, tùy thuộc vào loại và mục đích sử dụng của nó. Mỗi cổng này là nơi bạn cắm cáp Ethernet của các thiết bị mạng khác nhau.
  2. Bộ xử lý (Processor): Switch có một bộ xử lý để quản lý và điều khiển các hoạt động của nó, bao gồm việc chuyển tiếp dữ liệu từ cổng này sang cổng khác.
  3. Bộ nhớ (Memory): Bộ nhớ trong switch được sử dụng để lưu trữ bảng địa chỉ MAC (MAC address table), bảng này liệt kê các địa chỉ MAC của các thiết bị mạng kết nối đến switch thông qua các cổng của nó.
  4. ASIC (Application-Specific Integrated Circuit): Một số switch sử dụng các vi mạch tích hợp ứng dụng (ASICs) để thực hiện việc xử lý và chuyển tiếp dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả. ASICs có thể thực hiện các phép tính phức tạp liên quan đến việc xử lý dữ liệu mạng.
  5. Giao diện quản lý (Management Interface): Switch thường có một giao diện quản lý, thường dựa trên web hoặc dòng lệnh, để người quản trị có thể cấu hình và theo dõi hoạt động của switch. Giao diện này cho phép bạn thực hiện các tùy chỉnh như cấu hình VLAN, bật/tắt cổng, hoặc xem thông tin về lưu lượng mạng.
  6. Nguồn điện và quạt làm mát (Power Supply and Cooling Fans): Switch cần nguồn điện để hoạt động và thường được trang bị quạt làm mát để duy trì nhiệt độ hoạt động an toàn.
  7. Các đèn LED (LED Indicators): Trên switch, có các đèn LED trên mỗi cổng để hiển thị trạng thái hoạt động của cổng, như trạng thái kết nối, truyền dữ liệu, hoặc lỗi.
  8. Cổng kết nối mạng (Uplink Port): Một số switch có cổng kết nối mạng (thường là cổng Gigabit Ethernet hoặc 10 Gigabit Ethernet) được sử dụng để kết nối với mạng ngoại vi hoặc mạng trung tâm dữ liệu lớn hơn.

Cấu tạo của thiết bị chuyển mạch Switch

Cấu trúc cụ thể của một switch có thể thay đổi tùy theo loại switch và nhà sản xuất. Các switch có thể có từ vài cổng đến hàng trăm cổng hoặc thậm chí hàng nghìn cổng trong trường hợp các switch dùng trong môi trường trung tâm dữ liệu lớn.

Cách thức hoạt động của Switch

  1. Kết nối: Switch thường có nhiều cổng Ethernet để bạn có thể cắm nhiều thiết bị khác nhau như Access point, máy tính, máy chủ, máy in, hoặc thiết bị mạng khác qua dây cáp mạng. Mỗi cổng này là một kênh riêng biệt để truyền dữ liệu.
  2. Truyền và Quản Lý Luồng Dữ Liệu: Switch quản lý luồng dữ liệu bằng cách xác định đích đến của từng gói dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC, nó điều hướng luồng lưu lượng truy cập để tối đa hóa tính bảo mật và hiệu quả của mạng. Khi một gói dữ liệu được nhận tại một cổng của switch, switch sẽ quyết định xem gói dữ liệu nên được chuyển đến cổng nào dựa trên địa chỉ MAC của thiết bị đích.

Cách thức hoạt động của Switch

Phân loại các loại Switch mạng

Hiện nay có rất nhiều các loại Switch mạng khác nhau để đáp ứng các yêu cầu kết nối dữ liệu ngày càng cao trong hệ thống truyền thông dữ liệu mạng. Từng loại switch được nghiên cứu và sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng cụ thể trong mạng. Sau đây là một số loại switch mời các bạn cùng xem nhé.

Các loại switch dựa theo quy mô của hệ thống mạng

  • Switch không được quản lý (Unmanaged Switch): Đây là loại switch đơn giản nhất, không có khả năng quản lý. Chúng chỉ hoạt động để chuyển tiếp dữ liệu từ một cổng vào một cổng khác.
  • Switch Quản lý (Managed Switch): Loại switch này có khả năng quản lý và cấu hình bởi người quản trị mạng. Chúng cho phép cấu hình VLAN, QoS, thực hiện theo dõi mạng, và nhiều tính năng quản lý khác.

Các loại switch dựa trên số cổng

  • Switch 4 cổng, 8 cổng, 16 cổng...: Các switch này được phân loại dựa trên số lượng cổng Ethernet mà chúng cung cấp. Điều này thích hợp cho các mạng văn phòng nhỏ hoặc gia đình.
  • Switch 24 cổng, 48 cổng, 52 cổng ...: Các switch này thường được sử dụng trong môi trường doanh nghiệp hoặc trung tâm dữ liệu với nhiều thiết bị kết nối.

Phân loại switch dựa trên tốc độ kết nối

  • Switch Fast Ethernet (10/100 Mbps): Chúng hỗ trợ tốc độ 10/100 Mbps trên các cổng Ethernet.
  • Switch Gigabit Ethernet (1 Gbps): Đây là switch hỗ trợ tốc độ 1 Gbps trên các cổng Ethernet và thường được sử dụng trong mạng doanh nghiệp.

Phân loại switch dựa trên chức năng và ứng dụng

  • Switch Core (Core Switch): Được sử dụng trong trung tâm dữ liệu hoặc mạng lõi của tổ chức để kết nối các mạng con và chịu trách nhiệm chuyển tiếp dữ liệu chính trong mạng. Core Switch có vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp lưu lượng mạng và kết nối các phân đoạn khác nhau của mạng nội bộ.
  • Switch Distribution (Distribution Switch): Switch này thường được sử dụng trong mạng doanh nghiệp. Nó là một loại switch mạng có nhiệm vụ kết nối các switch Access (Access Switch) với switch Core (Core Switch) trong kiến trúc mạng hai hoặc ba tầng.
  • Switch Access (Access Switch): Là một loại switch mạng được sử dụng để kết nối các thiết bị cuối, như máy tính cá nhân, máy in, điểm truy cập không dây (AP), điện thoại IP, hoặc bất kỳ thiết bị mạng khác trực tiếp vào mạng LAN (Local Area Network) của tổ chức hoặc doanh nghiệp. Switch Access có mục tiêu chính là cung cấp kết nối mạng cho các thiết bị cuối và chuyển tiếp dữ liệu giữa chúng.
  • Switch PoE (Power over Ethernet): Loại switch này có khả năng cung cấp nguồn điện qua cáp Ethernet cho các thiết bị như điện thoại IP, camera an ninh, hoặc các thiết bị mạng khác. Điều này giúp đơn giản hóa việc cấp nguồn cho các thiết bị và giảm cần phải cài đặt các nguồn điện riêng lẻ.
  • Switch quang (Fiber Switch): Loại switch này sử dụng kết nối quang học thay vì cáp Ethernet đồng. Điều này thường được sử dụng trong môi trường đòi hỏi tốc độ và khoảng cách truyền dẫn cao hơn.
  • Switch công nghiệp (switch industrial): là một loại switch mạng được thiết kế và xây dựng đặc biệt để hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Điều này bao gồm các môi trường có điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn, rung động và tiếng ồn cao. Switch công nghiệp có tính năng và độ bền cao để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của các ứng dụng công nghiệp như trong các nhà máy, cơ sở sản xuất, cơ sở sản xuất năng lượng, và hệ thống tự động hóa công nghiệp.

Switch Core, Switch Access, Switch Distributions

Các loại switch theo mô hình OSI

  • Switch Layer 2 (Switch ở tầng 2): Switch Layer 2 hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu (Layer 2) của mô hình OSI. Chúng chủ yếu chuyển tiếp dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC (Media Access Control) và không liên quan đến địa chỉ IP. Switch Layer 2 thường được sử dụng để kết nối các thiết bị cuối như máy tính và máy in trong mạng LAN. Chúng giúp tạo ra các mạng con riêng biệt bằng cách cắt cắt lưu lượng dựa trên VLAN.
  • Switch Layer 3 (Switch ở tầng 3): Switch Layer 3 hoạt động ở tầng mạng (Layer 3) của mô hình OSI. Chúng có khả năng định tuyến dựa trên địa chỉ IP và làm việc với các giao thức định tuyến như OSPF hoặc EIGRP. Switch Layer 3 thường được sử dụng để kết nối các mạng con hoặc các vùng mạng khác nhau trong mạng lớn hơn. Chúng có khả năng kết nối nhiều mạng LAN với nhau và làm cho mạng LAN trở nên có khả năng mở rộng.
  • Switch Layer 4-7 (Application Layer Switch): Một số switch cấp cao hơn còn được gọi là switch Layer 4-7 hoạt động ở tầng 4-7 của mô hình OSI, tức là tầng ứng dụng và các tầng cao hơn. Chúng có khả năng kiểm tra và thay đổi dữ liệu dựa trên thông tin ứng dụng và giao thức (như HTTP, DNS, SMTP). Switch Layer 4-7 thường được sử dụng để quản lý và cải thiện hiệu suất của ứng dụng mạng, bao gồm việc chuyển tiếp dựa trên cơ sở người dùng và ứng dụng.

Switch trong mô hình OSI

Các loại switch này phục vụ các mục tiêu và ứng dụng cụ thể trong mạng máy tính và hệ thống thông tin khác nhau. Việc lựa chọn loại switch thích hợp phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của mạng và yêu cầu của tổ chức.

Các thương hiệu Switch nổi tiếng

Có nhiều thương hiệu switch nổi tiếng và phổ biến hiện nay, những thương hiệu này đã được công nhận về chất lượng và hiệu suất trong lĩnh vực mạng máy tính. Dưới đây là một số trong số những thương hiệu switch nổi tiếng:

  • Cisco: Cisco Systems là một trong những nhà sản xuất switch và thiết bị mạng hàng đầu trên thế giới. Chúng cung cấp các loại switch từ các dòng sản phẩm Access Layer đến Core Layer, và được sử dụng rộng rãi trong mạng doanh nghiệp và mạng công cộng. Các bạn có thể xem thêm các sản phẩm thiết bị switch cisco tại đây.
  • HP (Hewlett Packard) / HPE (Hewlett Packard Enterprise): HP và HPE cung cấp nhiều dòng sản phẩm switch chất lượng, từ các switch công nghiệp đến các thiết bị phân phối và core switch. HPE đã tiếp quản phần lớn dòng sản phẩm mạng của HP sau khi HP chia thành hai công ty riêng biệt.
  • Juniper Networks: Juniper Networks là một nhà sản xuất switch và thiết bị mạng nổi tiếng, đặc biệt trong lĩnh vực định tuyến và core networking. Sản phẩm của họ được sử dụng rộng rãi trong mạng doanh nghiệp và dịch vụ mạng. Các bạn có thể xem thêm các sản phẩm thiết bị switch juniper tại đây.
  • Aruba (a Hewlett Packard Enterprise company): Aruba, một phần của HPE, chuyên về các giải pháp mạng không dây và có một dòng sản phẩm switch để hỗ trợ các mạng có dây và không dây.
  • Maipu: Switch maipu là một thương hiệu switch và thiết bị mạng đến từ Trung Quốc. Nó được các nhà thầu ưa chuộng sử dụng trong các dự án như trường học, bệnh viện, doanh nghiệp và các dự án công cộng của nhà nước ..vv chất lượng của Switch và giá cả phải chăng, kín giá. Các bạn có thể xem thêm các sản phẩm thiết bị chuyển mạch switch maipu tại đây.
  • Dell: Dell cung cấp một loạt switch mạng cho các doanh nghiệp và tổ chức. Switch của Dell thường được biết đến với giá cả cạnh tranh và tích hợp các tính năng quản lý. Các bạn có thể xem thêm các sản phẩm thiết bị switch dell tại đây.
  • Ubiquiti Networks: Ubiquiti Networks là một thương hiệu phổ biến trong lĩnh vực mạng không dây và switch mạng giá cả phải chăng. Họ tập trung vào các giải pháp mạng dựa trên công nghệ đám mây.
  • NETGEAR: NETGEAR là một nhà sản xuất switch mạng và thiết bị mạng gia đình phổ biến. Họ cung cấp các sản phẩm cho cả doanh nghiệp nhỏ và cá nhân.
  • MikroTik: MikroTik là một công ty có trụ sở tại Latvia và chuyên về các thiết bị mạng, bao gồm switch và router. Sản phẩm của họ thường được sử dụng cho các ứng dụng mạng nhỏ đến trung bình.
  • Extreme Networks: Extreme Networks cung cấp các giải pháp mạng dành cho doanh nghiệp và tổ chức. Sản phẩm của họ bao gồm switch và các dịch vụ mạng liên quan.

Switch được sử dụng trong môi trường mạng nào

Switch được sử dụng trong nhiều môi trường mạng khác nhau, đáp ứng các nhu cầu và yêu cầu cụ thể của từng loại mạng. Dưới đây là một số môi trường mạng phổ biến mà switch thường được sử dụng:

  1. Mạng LAN (Local Area Network): Switch là phần quan trọng của mạng LAN, nơi nó kết nối các máy tính, máy in, thiết bị mạng, và các thiết bị cuối khác để cho phép truyền dữ liệu trong mạng nội bộ của một tổ chức hoặc doanh nghiệp.
  2. Mạng WLAN (Wireless Local Area Network): Switch có thể được sử dụng trong các mạng WLAN để kết nối các điểm truy cập không dây (AP) và các thiết bị mạng khác. Chúng giúp điều hướng dữ liệu giữa các thiết bị không dây và có dây trong mạng.
  3. Mạng doanh nghiệp: Switch thường được triển khai trong môi trường doanh nghiệp để kết nối các phòng làm việc, các bộ phận và các tầng trong toàn bộ tổ chức. Chúng cung cấp hiệu suất và quản lý mạng cao cấp để đáp ứng nhu cầu kinh doanh.
  4. Mạng Data Center: Data center, nơi lưu trữ và quản lý dữ liệu quan trọng của một tổ chức hoặc doanh nghiệp, thường sử dụng switch để kết nối các máy chủ và lưu trữ, đảm bảo hiệu suất cao và sự tin cậy.
  5. Mạng Công cộng: Các mạng công cộng như mạng truy cập công cộng Wi-Fi, thư viện, trường học, quán cà phê, và các nơi công cộng khác thường sử dụng switch để cung cấp dịch vụ mạng cho khách hàng hoặc người dùng cuối.
  6. Mạng Công nghiệp và Môi trường khắc nghiệt: Trong các môi trường công nghiệp như nhà máy, trạm điện, trạm xử lý nước và các môi trường khắc nghiệt khác, switch công nghiệp thường được sử dụng để đảm bảo tính ổn định và tin cậy của mạng trong môi trường khắc nghiệt này.
  7. Mạng Smart Home: Trong mạng nhà thông minh, switch có thể được sử dụng để kết nối các thiết bị như thiết bị đèn, camera an ninh, điều khiển nhiệt độ, và các thiết bị khác để tạo ra một hệ thống nhà thông minh.

Switch là một phần quan trọng của hầu hết các môi trường mạng, từ mạng cá nhân đơn giản đến mạng doanh nghiệp lớn và các môi trường công nghiệp khác nhau. Chúng giúp cải thiện hiệu suất, quản lý lưu lượng mạng, và tạo ra một môi trường mạng ổn định và an toàn.

Lợi ích khi sử dụng switch trong hệ thống mạng

Sử dụng switch trong mạng máy tính mang lại nhiều lợi ích quan trọng, đặc biệt là so với việc sử dụng các thiết bị chuyển mạch cũng như việc kết nối các thiết bị mạng trực tiếp với nhau. Dưới đây là một số lợi ích quan trọng của việc sử dụng switch:

  1. Chuyển tiếp lưu lượng mạng hiệu quả: Switch có khả năng chuyển tiếp dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC, giúp tạo ra đường truyền trực tiếp giữa các thiết bị mạng, loại bỏ lưu lượng không cần thiết và làm tăng hiệu suất mạng.
  2. Tạo mạng LAN ảo (VLAN): Switch cho phép tạo các mạng LAN ảo, giúp cách ly lưu lượng mạng, tăng tính bảo mật và quản lý trong mạng.
  3. Tăng tính tin cậy: Sự sử dụng của switch giúp giảm thiểu sự cản trở trong mạng và loại bỏ sự xung đột trong lưu lượng dữ liệu, tạo ra mạng ổn định hơn.
  4. Quản lý dễ dàng: Switch thường đi kèm với giao diện quản lý web hoặc dòng lệnh, giúp quản trị viên dễ dàng cấu hình và quản lý mạng.
  5. Kết nối nhiều thiết bị: Switch có nhiều cổng Ethernet, cho phép kết nối nhiều thiết bị mạng vào mạng LAN hoặc mạng doanh nghiệp.
  6. Power over Ethernet (PoE): Một số switch hỗ trợ PoE, cho phép cung cấp nguồn điện cho các thiết bị như điện thoại IP và camera an ninh thông qua cáp Ethernet, giúp đơn giản hóa triển khai và quản lý thiết bị.
  7. Điều hướng lưu lượng thông minh: Switch thông minh có khả năng xác định đích của các gói dữ liệu và điều hướng chúng đến đúng cổng, tăng tính hiệu quả và giảm độ trễ trong mạng.
  8. Tích hợp giải pháp mạng đa dịch vụ: Các switch hiện đại thường hỗ trợ nhiều dịch vụ mạng như chuyển tiếp, định tuyến, bảo mật, giám sát mạng, và quản lý lưu lượng.
  9. Mở rộng mạng dễ dàng: Sử dụng switch cho phép bạn mở rộng mạng dễ dàng bằng cách thêm switch mới vào mạng hiện có.
  10. Tính bảo mật cao hơn: Switch có khả năng cách ly lưu lượng và tạo mạng ảo, giúp tăng tính bảo mật và kiểm soát quyền truy cập trong mạng.

Kết luận

Bài viết này Maipu.vn đã mang tới cho các bạn các kiến thức về thiết bị chuyển mạch Switch. Hy vọng các bạn có được kiến thức bổ ích. Qua bài viết chúng ta thấy Switch đóng vai trò quan trọng không thể thiếu trong thệ thống mạng, nó giúp cho hệ thống mạng hoạt động hiệu quả, tin cậy và quản lý dễ dàng hơn. Nếu có thắc mắc hoặc đóng góp các bạn hãy liên hệ tới chúng tôi theo thông tin trên website nhé. Xin cảm ơn!

Bài viết liên quan