Switch là gì? So sánh Switch, Hub và Router

Switch là bộ chuyển mạch, đóng vai trò thực hiện nhiều chức năng quan trọng trong hệ thống mạng. Để tìm hiểu chi tiết hơn về Switch là gì, mời bạn cùng Megaweb tham khảo ngay bài viết này nhé!

• Semantic Web là gì? Tại sao phải tạo Semantic cho Website?
• Platform là gì? Tổng hợp tất tần tật thông tin về Platform

1. Switch là gì?

Switch là một thành phần quan trọng trong hệ thống mạng, chịu trách nhiệm kết nối các đoạn mạng theo mô hình hình sao và hoạt động như một Bridge nhiều cổng. Đây là thiết bị trung tâm, nơi mà tất cả các máy tính trong mạng kết nối với nhau để tạo thành một hệ thống mạng.

Switch có khả năng nối trực tiếp với các máy tính nguồn, đích hoặc các thiết bị chuyển mạch khác sử dụng cùng một giao thức hoặc kiến trúc. Nó cũng có khả năng kết nối nhiều đoạn mạng với nhau tùy thuộc vào số cổng trên Switch. So với Hub, Switch có khả năng thông minh hơn. Ngoài ra, Switch cũng tương tự như Router, nhưng sự giao tiếp Node-to-node giữa các Switch trên cùng một mạng sẽ bị hạn chế.

Switch có thể được xem như là "cảnh sát giao thông" của mạng, thực hiện việc phân loại dữ liệu của một mạng cục bộ. Bằng cách chọn đường dẫn, Switch quyết định chuyển Frame để tăng hiệu suất hoạt động của mạng LAN. Switch đọc địa chỉ MAC nguồn trong Frame nhận được để nhận diện máy tính kết nối. Khi hai máy tính kết nối, Switch tạo một mạch ảo giữa hai cổng tương ứng mà không ảnh hưởng đến lưu thông trên các cổng khác.

Switch mạng thường được chia thành hai phần: phần cứng và phần mềm.

• Phần cứng (hardware) bao gồm khung vỏ, nguồn điện, các linh kiện mạch (CPU, bộ nhớ, bo mạch chủ, các Bus hệ thống), và các cổng kết nối ngoại vi.
• Phần mềm (software) chứa các thuật toán được cài đặt sẵn, là hệ điều hành mà thiết bị switch sử dụng để quản lý và điều khiển các chức năng.

2. Cách hoạt động của Switch là gì?

Switch hoạt động như một Bridge nhiều cổng, có khả năng kết nối các mạng khác nhau để hình thành một mạng lớn duy nhất. Ngoài ra, switch có khả năng chuyển dữ liệu thông qua thông tin, với việc truyền gói tin phụ thuộc hoàn toàn vào các khung và địa chỉ MAC có trong gói.

Một điểm đặc biệt là switch có khả năng kết nối nhiều segment với nhau tùy thuộc vào số cổng trên switch. Switch nhận tín hiệu vật lý và chuyển đổi chúng thành dữ liệu, khác biệt so với Hub, mà chỉ nhận tín hiệu từ một cổng rồi chuyển tiếp đến các cổng còn lại.

Switch hỗ trợ công nghệ Full Duplex, tăng khả năng mở rộng băng thông của đường truyền. Đây là một ưu điểm nổi bật mà không có bất kỳ Repeater hoặc Hub nào có thể đạt được.

3. Phân loại Switch là gì?

Theo tính năng

Khi phân loại theo tính năng, Switch có thể được chia thành hai loại chính:

Switch quản lý (Managed Switch): Đây là dòng sản phẩm cho phép người dùng thực hiện cấu hình trực tiếp. Mục tiêu là tăng tính linh hoạt, hiệu suất và đặt mức độ bảo mật cao. Quản lý Switch cho phép người dùng điều chỉnh các thông số kỹ thuật để tối ưu hóa sự phù hợp với hệ thống mạng đang sử dụng. Qua quá trình này, chất lượng dịch vụ cũng được cải thiện đáng kể.

Switch quản lý thường được sử dụng trong mạng có dây, kết nối cáp Ethernet thông qua các thiết bị và có công tắc điều chỉnh để tối ưu hóa truyền thông giữa các thiết bị.

Switch không quản lý (Unmanaged Switch): Ngược lại, Switch không quản lý không cho phép người dùng điều chỉnh cấu hình. Chúng được mua về và sử dụng theo cấu hình mặc định đã được cài đặt trước. Switch này phù hợp cho những kết nối đơn giản trong các môi trường như gia đình, công ty nhỏ, hay doanh nghiệp nhỏ. Việc sử dụng không quản lý Switch giúp đơn giản hóa quá trình triển khai và vận hành mạng mà không đòi hỏi sự can thiệp chi tiết từ người quản trị.

Theo chức năng

Sự phân loại theo chức năng của Switch dựa vào các chức năng chính của sản phẩm, chia thành ba loại Switch sau đây:

Workgroup Switch: Workgroup Switch được sử dụng để kết nối các máy tính với nhau, tạo thành một mạng ngang hàng. Các yêu cầu cho loại Switch này không đòi hỏi tốc độ xử lý quá cao hay dung lượng bộ nhớ lớn. Chúng phục vụ cho các môi trường nơi không có nhu cầu sử dụng các tính năng đặc biệt và ưu tiên cho tốc độ kết nối giữa các máy tính.

Segment Switch: Segment Switch được sử dụng để kết nối các Hub hoặc các Workgroup Switch với nhau, tạo nên sự liên kết ở tầng mạng thứ hai của hệ thống. Yêu cầu của bộ Switch này là có tốc độ xử lý cao để đáp ứng nhu cầu kết nối nhanh chóng giữa các thiết bị. Segment Switch đặt trọng điểm vào việc cung cấp hiệu suất tốt trong việc chuyển mạch giữa các phân đoạn trong mạng.

Backbone Switch: Backbone Switch được sử dụng để kết nối các Segment Switch với nhau. Yêu cầu của loại Switch này là có bộ nhớ lớn và tốc độ chuyển tải nhanh, nhằm đảm bảo khả năng lưu trữ đủ địa chỉ cho tất cả các máy tính trong hệ thống. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi dữ liệu hiệu quả giữa các mạng, hỗ trợ sự liên kết mạng tổng thể và quản lý tài nguyên mạng một cách hiệu quả.

Phân loại khác

Ngoài hai cách phân loại trước đó, chúng ta còn có một cách phân loại khác dựa trên các tiêu chí khác nhau:

Phân loại theo số lớp hoạt động:

• Switch Layer 1: Hoạt động ở tầng vật lý, chuyển mạch dựa trên thông tin tín hiệu vật lý.
• Switch Layer 2: Hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu, chuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC.
• Switch Layer 3: Hoạt động ở tầng mạng, chuyển mạch dựa trên địa chỉ IP, hỗ trợ các tính năng định tuyến.

Phân loại theo nguồn cấp:

• Switch có PoE: Hỗ trợ công nghệ Power over Ethernet để cấp nguồn điện cho các thiết bị kết nối mà không cần nguồn điện bên ngoài.
• Switch không PoE: Không hỗ trợ tính năng PoE, yêu cầu nguồn điện bên ngoài cho các thiết bị kết nối.

Phân loại theo số cổng:

• Switch 4 port, 8 port, 12 port, 16 port, 24 port, 48 port: Dựa vào số lượng cổng kết nối Ethernet mà Switch hỗ trợ.

Phân loại theo công nghệ:

• Switch Ethernet 10/100: Hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu 10/100 Mbps.
• Switch Ethernet 10/100/1000 (Switch Gigabit): Hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu 10/100/1000 Mbps, còn được gọi là Switch Gigabit.
• Switch Ethernet POE: Hỗ trợ Power over Ethernet.
• Switch cổng Quang: Sử dụng cổng quang để truyền dữ liệu qua cáp quang hồng ngoại.

Phân loại theo vị trí hoạt động:

• Switch Công nghiệp: Thiết kế để hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
• Core Switch: Chịu trách nhiệm chuyển mạch trung tâm trong một mạng.
• Access Switch: Kết nối các thiết bị đầu cuối như máy tính và máy in vào mạng.

Phân loại theo hãng sản xuất:

• Switch Aptek, Cisco, Juniper, HPE, Ruijie, TP-Link: Dựa trên nhà sản xuất cụ thể của Switch.

4. Vai trò của Switch là gì?

Switch đóng vai trò quan trọng trong hệ thống mạng với nhiều ưu điểm lớn:

Hỗ trợ Chế độ Song công: Switch cho phép các Host hoạt động ở chế độ song công, tức là có thể thực hiện các hoạt động như đọc – ghi và nghe – nói đồng thời, tối ưu hóa khả năng đa nhiệm của các thiết bị kết nối.

Tạo Mạch ảo không ảnh hưởng đến Lưu thông: Switch chỉ thiết lập một mạch ảo giữa hai cổng tương ứng, đảm bảo rằng sự truyền thông giữa chúng không ảnh hưởng đến lưu lượng trên các cổng khác, giữ cho mạng hoạt động hiệu quả.

Quyết định Chuyển Frame thông qua Địa chỉ MAC (Lớp 2): Switch quyết định chuyển Frame dựa trên địa chỉ MAC, xếp loại nó là thiết bị ở tầng 2. Khả năng lựa chọn đường dẫn này giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng LAN và giảm tỷ lệ lỗi trong frame.

Kết nối Gián tiếp và Quyết định Băng thông: Thiết bị kết nối thông qua các cổng của Switch mà không cần chia sẻ băng thông, vì các Port của Switch quyết định cách băng thông được phân phối, ngăn chặn sự giới hạn lưu lượng truyền đi.

Bộ điều khiển Hiệu quả và Phân bổ Nguồn lực: Switch hoạt động như một bộ điều khiển, giúp các thiết bị nối mạng kết nối với nhau một cách hiệu quả. Điều này không chỉ giúp phân bổ nguồn lực một cách thông minh mà còn tăng cường tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp và nâng cao năng suất làm việc của nhân viên.

5. So sánh giữa thiết bị chuyển mạch Switch, Hub và Router

6. Một số câu hỏi thường gặp về Switch mạng

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

Switch L2 là một thiết bị nằm trong lớp 2 (Layer 2) của mô hình OSI, chủ yếu hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu. Nó thực hiện truyền dữ liệu thông qua việc sử dụng các khung và xác định các thiết bị trong mạng dựa trên địa chỉ MAC, khác biệt với Router là sử dụng địa chỉ IP. Đồng thời, có một số switch cao cấp có khả năng định tuyến, hoạt động ở tầng mạng (Layer 3).

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 doanh nghiệp hoặc tổ chức có nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng mạng đồng thời phục vụ cho một số lượng người dùng lớn mới cần tích hợp Switch vào hệ thống của mình.

Từ bài viết trên, chúng ta đã có cái nhìn rõ hơn về Switch là gì và vai trò quan trọng của bộ chuyển mạch trong hệ thống mạng. Hy vọng rằng bạn sẽ tìm thấy sản phẩm chuyển mạch phù hợp với nhu cầu sử dụng của doanh nghiệp. Đừng quên theo dõi Blog Megaweb để cập nhật những kiến thức công nghệ hữu ích nhất.