Thiết bị mạng là gì? Các thành phần và chức năng của thiết bị mạng
Thiết bị mạng là các thiết bị vật lý được sử dụng để kết nối các thiết bị khác trong mạng. Trong một số trường hợp vai trò của chúng là truyền tải dữ liệu và chuyển tiếp các gói tin, trong trường hợp khác chúng có thể hoạt động như bộ biên dịch để kết nối các mạng khác nhau hoặc chặn các lưu lượng mạng đáng ngờ. Để hiểu rõ hơn về thiết bị mạng hãy cùng MAIPU tìm hiểu các loại thiết bị mạng phổ biến tại bài viết dưới đây nhé.
Các loại thiết bị mạng phổ biến
Ngày nay sự phát triển bùng nổ của CNTT và mạng truyền thông đã tạo rất nhiều loại thiết bị mạng khác nhau, mỗi một loại có những đặc điểm thiết kế và chức năng khác nhau. Các loại thiết bị mạng phổ biến nhất bao gồm Hub, Switch, Routers, Firewall, Bridges, Gateways, Modems, Repeaters và Access Points. Dưới đây là mô tả chi tiết hơn về từng thiết bị này.
Thiết bị Hubs
Hub là một thiết bị đơn giản được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng lại với nhau và truyền thông dữ liệu, thường ở tầng Vật lý của mô hình OSI. Tuy nhiên, chú ý rằng trong nhiều trường hợp, Switch đã thay thế Hub trong môi trường mạng hiện đại do khả năng quản lý và chuyển tiếp dữ liệu tốt hơn.
Các chức năng của thiết bị Hub
- Kết nối nhiều thiết bị mạng lại với nhau: Hub được sử dụng để kết nối nhiều thiết bị mạng với nhau trong một mạng cục bộ. Thông qua hub, các thiết bị này có thể gửi và nhận dữ liệu với nhau.
- Truyền thông cả tín hiệu kỹ thuật số và tín hiệu analog: Hub có khả năng truyền thông cả dữ liệu kỹ thuật số dưới dạng gói dữ liệu và dữ liệu analog dưới dạng tín hiệu.
- Truyền thông dữ liệu kỹ thuật số dưới dạng gói: Dữ liệu kỹ thuật số được truyền qua hub dưới dạng các gói dữ liệu (packets). Các gói dữ liệu này được tạo ra để chứa thông tin và địa chỉ đích để đảm bảo dữ liệu được chuyển đến đúng đích.
- Truyền thông dữ liệu analog dưới dạng tín hiệu: Ngoài việc truyền dữ liệu kỹ thuật số, hub cũng có thể truyền dữ liệu analog dưới dạng tín hiệu. Điều này có thể thực hiện bằng cách chuyển đổi dữ liệu từ kỹ thuật số sang tín hiệu analog và ngược lại.
- Hoạt động như bộ khuếch đại (repeater): Hub cũng hoạt động như một bộ khuếch đại (repeater) khi tín hiệu đã suy yếu sau khi được truyền đi qua một khoảng cách xa. Hub sẽ tăng cường tín hiệu này để đảm bảo rằng nó đủ mạnh để đến được đích.
- Hoạt động ở tầng Vật lý của mô hình OSI: Hub hoạt động ở tầng Vật lý (Physical layer) của mô hình OSI, đây là tầng thấp nhất trong mô hình và có trách nhiệm điều chỉnh việc truyền và nhận các bit dữ liệu trên mạng.
Thiết bị Switch
Switch hay còn gọi là Bộ chuyển mạch hay Thiết bị chuyển mạch là một thiết bị mạng có nhiều cổng kết nối có mục đích là cải thiện hiệu quả mạng và cải thiện khả năng liên lạc giữa các hub, bộ định tuyến và các thiết bị mạng khác. Switch là thiết bị thông minh thu thập thông tin từ các gói đến để chuyển tiếp chúng đến đích thích hợp. Các bộ chuyển mạch thường có thông tin hạn chế về các nút khác trên mạng.
Các chức năng của thiết bị chuyển mạch Switch
- Nhiều Cổng Kết Nối: Switch thường có nhiều cổng kết nối, cho phép nhiều thiết bị mạng kết nối với nó. Điều này giúp mở rộng mạng và kết nối nhiều thiết bị với nhau.
- Cải Thiện Hiệu Suất Mạng: Switch hoạt động tại tầng Data Link (tầng 2) của mô hình OSI và có khả năng quyết định chính xác cổng nào cần nhận dữ liệu và chuyển tiếp nó, từ đó giúp cải thiện hiệu suất của mạng. Khả năng này giúp loại bỏ cảnh "đám đông" dữ liệu mà hub truyền tất cả các gói dữ liệu đến tất cả các thiết bị.
- Thông Tin Hạn Chế về Các Nút Khác Trên Mạng: Switch thông minh và tự động học về các thiết bị trên mạng. Nó duyệt qua địa chỉ MAC (Media Access Control) của các thiết bị kết nối để biết vị trí của chúng. Do đó, switch chỉ chuyển tiếp dữ liệu đến cổng cụ thể của thiết bị đích, điều này tạo ra mạng riêng ảnh hưởng ít đến các thiết bị khác.
- Cải Thiện Bảo Mật: Switch có khả năng tạo ra các mạng ảo riêng (VLAN) để tách biệt các phần của mạng, cải thiện bảo mật bằng cách ngăn chặn truy cập trái phép đến các dịch vụ và tài nguyên.
- Chuyển Tiếp Gói Dữ Liệu Đến Đích Thích Hợp: Switch thu thập thông tin từ các gói dữ liệu đến để xác định đích thích hợp cho chúng và sau đó chuyển tiếp chúng chỉ đến đích đó, tránh tạo ra lưu lượng không cần thiết trong mạng.
Nhờ các tính năng này, switch đã trở thành một phần quan trọng của hạ tầng mạng trong các môi trường mạng hiện đại và đã thay thế hub trong hầu hết các trường hợp.
Tìm hiểu thêm về thiết bị chuyển mạch Switch tại đây
Thiết bị Router
Vai trò chính của bộ định tuyến Router là chuyển tiếp các gói thông tin đến đích của chúng. Bộ định tuyến thông minh hơn Hub hoặc bộ chuyển mạch (Switch) vì chúng lưu trữ thông tin về các thiết bị mạng khác mà chúng được kết nối. Bộ định tuyến có thể đóng một vai trò quan trọng trong bảo mật mạng vì chúng có thể được cấu hình để hoạt động như tường lửa lọc gói và danh sách kiểm soát truy cập tham chiếu (ACL) khi chuyển tiếp gói. Ngoài việc lọc lưu lượng truy cập mạng được ủy quyền, chúng còn được sử dụng để chia mạng thành các mạng con, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho kiến trúc không tin cậy.
Các chức năng của thiết bị định tuyến Router
- Chuyển Tiếp Gói Thông Tin: Bộ định tuyến là thiết bị chủ chốt trong việc định tuyến (routing) các gói thông tin trong mạng. Nó xác định đường dẫn tốt nhất cho gói dữ liệu để đảm bảo chúng đến đích một cách hiệu quả.
- Thông Minh Hơn Hub và Switch: So với hub và switch, bộ định tuyến thông minh hơn vì nó hoạt động ở tầng Network (tầng 3) của mô hình OSI và có kiến thức về địa chỉ IP của các mạng con và các thiết bị trong mạng.
- Bảo Mật Mạng: Bộ định tuyến có khả năng được cấu hình để thực hiện các chức năng bảo mật mạng, bao gồm lọc gói (packet filtering) và danh sách kiểm soát truy cập (ACL) để kiểm soát lưu lượng truy cập và đảm bảo tính bảo mật của mạng.
- Chia Mạng Thành Các Mạng Con: Bộ định tuyến có khả năng chia mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho kiến trúc mạng phân tán và tăng tính linh hoạt trong quản lý mạng.
- Tạo Điều Kiện Cho Kiến Trúc Không Tin Cậy: Bộ định tuyến có thể được sử dụng để tạo các kết nối không tin cậy, bằng cách cách ly các phần của mạng và quản lý lưu lượng truy cập.
Như vậy, bộ định tuyến đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý và điều hướng lưu lượng dữ liệu trong mạng máy tính và đồng thời đóng gói các tính năng bảo mật quan trọng để bảo vệ mạng khỏi các mối đe dọa.
Thiết bị Bridge
Thiết bị mạng Bridge được sử dụng để kết nối các máy chủ hoặc các phân đoạn mạng với nhau. Giống như bộ định tuyến, chúng có thể được sử dụng để chia các mạng lớn hơn thành các mạng nhỏ hơn bằng cách đặt giữa các thiết bị mạng và điều chỉnh luồng lưu lượng. Bridge cũng có khả năng lọc các gói dữ liệu, được gọi là khung, trước khi chúng được chuyển tiếp. Cầu nối không còn phổ biến như trước đây và hiện đang được thay thế bằng các công tắc, mang lại chức năng tốt hơn.
Các chức năng của Bridge
- Kết Nối Mạng Con: Bridge giúp kết nối các mạng con hoặc các phân đoạn mạng khác nhau để chúng có thể truyền thông với nhau. Điều này thường được thực hiện để mở rộng mạng và cho phép các thiết bị trong các mạng khác nhau giao tiếp.
- Chia Mạng: Tương tự như bộ định tuyến, bridge có khả năng chia mạng lớn thành các mạng con nhỏ hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho quản lý mạng và tối ưu hóa hiệu suất.
- Lọc Khung (Frame Filtering): Bridge có khả năng lọc các gói dữ liệu, được gọi là khung (frames), trước khi chúng được chuyển tiếp. Điều này giúp kiểm soát lưu lượng dữ liệu và ngăn chặn lưu lượng không mong muốn hoặc không cần thiết.
Tuy nhiên, Bridge hiện không còn phổ biến như trước đây trong mạng hiện đại. Thay vào đó, các công tắc mạng (switches) đã thay thế bridge và mang lại chức năng tốt hơn. Switch không chỉ kết nối các mạng con mà còn có khả năng quản lý thông tin về địa chỉ MAC của các thiết bị, chuyển tiếp dữ liệu hiệu quả hơn, và cung cấp tính năng bảo mật và quản lý mạng tốt hơn.
Thiết bị Gateway
Thiết bị Gateway được sử dụng để hỗ trợ khả năng tương tác giữa các công nghệ khác nhau như Kết nối hệ thống mở (OSI) và Giao thức điều khiển truyền dẫn/Giao thức Internet (TCP/IP). Nói cách khác, nó là nơi để các mạng có giao thức khác nhau giao tiếp với nhau. Bạn có thể coi Gateway như một bộ định tuyến nhưng có thêm chức năng dịch thuật.
Các chức năng của Gateway
- Biên Dịch Giao Thức: Các thiết bị cổng có khả năng dịch giữa các giao thức khác nhau để cho phép các hệ thống sử dụng các giao thức khác nhau giao tiếp với nhau. Ví dụ, chúng có thể dịch giữa giao thức OSI và giao thức TCP/IP để kết nối các mạng hoạt động theo các tiêu chuẩn khác nhau.
- Kết Nối Mạng Khác Nhau: Thiết bị cổng cung cấp khả năng kết nối các mạng hoạt động theo các công nghệ khác nhau, như mạng nội bộ và internet, để tạo sự liên kết giữa chúng và cho phép dữ liệu di chuyển qua lại.
- Bảo Mật: Các thiết bị cổng thường được cấu hình để cung cấp bảo mật cho các giao tiếp giữa các mạng khác nhau. Chúng có thể hoạt động như các tường lửa để kiểm soát lưu lượng và chặn truy cập trái phép.
- Giao Tiếp Hệ Thống Khác Nhau: Thiết bị cổng cho phép các hệ thống sử dụng giao thức và ngôn ngữ khác nhau giao tiếp với nhau một cách hiệu quả.
Tóm lại, thiết bị Gateway là một thành phần quan trọng để đảm bảo tương thích và kết nối giữa các công nghệ và mạng khác nhau. Chúng hoạt động như bộ dịch giữa các hệ thống để đảm bảo tính liên lạc và tương thích hiệu quả.
Thiết bị Modem
Modem, viết tắt của "modulators-demodulators", là một phần cứng mạng được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự để truyền chúng qua đường dây điện thoại analog. Khi tín hiệu đến đích, một modem khác sẽ chuyển đổi tín hiệu tương tự trở lại định dạng kỹ thuật số.
Modem chủ yếu được sử dụng trong quá khứ khi đường dây điện thoại analog là phương tiện chính để truyền dữ liệu. Ngày nay, với sự phát triển của kết nối Internet cao tốc và mạng viễn thông kỹ thuật số, modem analog đã ít được sử dụng hơn và thường được thay thế bằng các modem DSL (Digital Subscriber Line), cáp modem, hoặc các loại kết nối truyền dẫn số hóa khác. Tuy nhiên, modem vẫn còn được sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt hoặc khi cần kết nối với đường dây điện thoại analog cổ điển.
Thiết bị Repeater
Repeater là một thiết bị mạng tương đối đơn giản giúp khuếch đại tín hiệu mà nó nhận được để cho phép nó phủ sóng một khoảng cách xa hơn. Bộ Repeater hoạt động trên lớp Vật lý của mô hình OSI.
Thiết bị Access Point
Điểm truy cập Access Point (AP) là một thiết bị mạng tương tự như bộ định tuyến, chỉ khác là nó có ăng-ten, bộ phát và bộ chuyển đổi tích hợp sẵn. Một AP có thể được sử dụng để kết nối nhiều loại thiết bị mạng với nhau, bao gồm cả thiết bị có dây và không dây. Điểm truy cập có thể có thiết kế phải được cấu hình thủ công với các cài đặt mạng và bảo mật, hoặc có thể được cấu hình và giám sát từ xa.
Kết luận
Trên đây là khái niệm cũng như chức năng cơ bản của một số loại thiết bị mạng phổ biến, hi vọng các bạn xem và hiểu rõ hơn về chúng. Có điều gì thắc mắc hoặc góp ý vui lòng liên hệ tới MAIPU theo thông tin trên Website để được tư vấn hỗ trợ.
