CCNA [CHAP 01] Tìm hiểu thành phần cơ bản của hệ thống mạng và mạng LAN Ethernet

Mục lục:

I. Các thành phần cơ bản của hệ thống mạng​

1. Khái niệm về hệ thống mạng
2. Thiết bị mạng
3. Thiết bị đầu cuối
4. Phương tiện truyền dẫn
5. Phần mềm mạng
6. Giao thức mạng
7. Kiến trúc mạng
8. Bảo mật mạng
9. Dịch vụ mạng

II. Giới thiệu về mạng LAN và các thành phần cơ bản của hệ thống mạng LAN Ethernet​

1. Mạng LAN Ethernet là gì
2. Các loại thiết bị mạng
3. Các thiết bị văn phòng
4. Cáp Ethernet
5. Card mạng NIC
6. Tốc độ truyền tải
7. Lợi ích của mạng LAN Ethernet

III. Kết luận​

---

I. Các thành phần cơ bản của hệ thống mạng​

1. Khái niệm về hệ thống mạng​

- Hệ thống mạng hay còn gọi là mạng máy tính là sự kết hợp giữa các máy tính thông qua các thiết bị mạng và dây cáp mạng tạo ra một hệ thống mạng trao đổi thông tin qua lại với nhau
- Ngoài việc truyền dữ liệu nội bộ các thiết bị kết nối qua internet để truy cập ra ngoài và kết nối với các vùng mạng khác thông qua các giao thức kết nối mạng.

2. Thiết bị mạng​

- Router (Bộ định tuyến): Là thiết bị kết nối và định tuyến giữa các mạng khác nhau, chẳng hạn như mạng nội bộ (LAN) và mạng diện rộng (WAN). Router giúp truyền tải dữ liệu từ mạng này đến mạng khác và quyết định đường đi tốt nhất cho dữ liệu. Router trong thực tế đóng vai trò như cục Wifi giúp phát dữ liệu và truyền tải dữ liệu.
- Switch (Bộ chuyển mạch): Kết nối các thiết bị trong cùng một mạng LAN, cho phép chúng giao tiếp với nhau một cách hiệu quả. Switch hoạt động ở tầng 2 (Data Link Layer) của mô hình OSI nơi nó đọc địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối và chuyển tiếp dữ liệu đến đúng đích.
- HUB (Bộ chia mạng): Một thiết bị kết nối nhiều thiết bị mạng với nhau trong một mạng LAN. Hub hoạt động ở tầng 1 (Physical Layer) của mô hình OSI, nghĩa là nó chỉ chuyển tiếp các bit từ một cổng đến các cổng khác, mà không phân biệt địa chỉ nguồn hay đích.
- Access Point (Điểm truy cập): Cho phép các thiết bị không dây (Wi-Fi) kết nối vào mạng có dây. Access Point thường được kết nối với một switch hoặc router.

Điểm khác nhau giữa HUB và Switch:

3. Thiết bị đầu cuối​

- Máy tính (Computer): Là các thiết bị đầu cuối mà người dùng để sử dụng để truy vào mạng, bao gồm máy tính để bàn, laptop, thiết bị di động, máy fax, máy in, máy quét.
- Máy chủ (Server): Cung cấp các dịch vụ như lưu trữ tệp tin, quản lý cơ sở dữ liệu hoặc các dịch vụ ứng dụng khác. Máy chủ phải hoạt động liên tục để phục vụ nhiều thiết bị đầu cuối cùng lúc

4. Phương tiện truyền dẫn​

- Cáp đồng (Copper Cables): Loại cáp phổ biến dùng để kết nối các thiết bị mạng, ví dụ như cáp Ethernet (UTP, STP).



- Cáp quang (Fiber Optic Cables): Sử dụng sợi quang để truyền tải dữ liệu dưới dạng ánh sáng, cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao và khoảng cách xa hơn so với cáp đồng.
- Kết nối không dây (Wireless Media): Sử dụng sóng vô tuyến để truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị mà không cần cáp vật lý.

5. Phần mềm mạng​

- Hệ điều hành mạng (Network Operating System): Điều khiển và quản lý tài nguyên mạng, giúp các thiết bị giao tiếp với nhau. Ví dụ: Windows Server, Linux Server.
- Giao thức mạng (Networking Protocols): Bộ quy tắc xác định cách thức truyền tải dữ liệu qua mạng. TCP/IP là giao thức phổ biến nhất, quy định cách dữ liệu được đóng gói, địa chỉ hóa, truyền tải và nhận.

6. Giao thức mạng​

- TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Giao thức chính được sử dụng trên Internet, cho phép các thiết bị giao tiếp và truyền tải dữ liệu qua mạng.
- DNS (Domain Name System): Chuyển đổi tên miền dễ nhớ (ví dụ: www.example.com) thành địa chỉ IP mà các thiết bị mạng sử dụng để định tuyến dữ liệu. Hệ thống này là một hệ thống cho phép thiết lập tương ứng giữa địa chỉ IP và tên miền trên internet. Nhờ giao thức này nên có thể chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP.
- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Tự động gán địa chỉ IP cho các thiết bị khi chúng kết nối vào mạng, giúp quản lý IP dễ dàng hơn.

7. Kiến trúc mạng​

- Topology mạng (Network Topology): Cách các thiết bị mạng được kết nối với nhau, bao gồm các kiểu như star, bus, ring và mesh. Tìm hiểu thêm tại Topology (star, bus, ring và mesh)

- Mô hình OSI (OSI Model): Mô hình lý thuyết phân tầng mạng thành 7 tầng, từ Physical Layer (tầng vật lý) đến Application Layer (tầng ứng dụng), giúp tiêu chuẩn hóa và hiểu rõ cách dữ liệu truyền tải qua mạng.

8. Bảo mật mạng​

- Tường lửa (Firewall): Bảo vệ mạng khỏi các mối đe dọa bên ngoài bằng cách lọc và kiểm soát lưu lượng mạng dựa trên các quy tắc bảo mật.
- VPN (Virtual Private Network): Cho phép các thiết bị kết nối vào mạng riêng tư qua Internet một cách an toàn, sử dụng mã hóa để bảo vệ dữ liệu.

9. Dịch vụ mạng​

- Email: Một dịch vụ mạng cơ bản cho phép người dùng gửi và nhận thư điện tử.
- Web Hosting: Cung cấp không gian trên máy chủ để lưu trữ các trang web và ứng dụng web, cho phép người dùng truy cập chúng qua Internet.

II. Giới thiệu về mạng LAN và các thành phần cơ bản của mạng LAN Ethernet​

1. Mạng LAN Ethernet là gì​

- Mạng LAN (Local Area Network) Ethernet là một loại mạng cục bộ cho phép các thiết bị như máy tính, máy in, và máy chủ kết nối và giao tiếp với nhau trong một khu vực giới hạn, chẳng hạn như một tòa nhà, văn phòng, hoặc khuôn viên trường học. Ethernet là chuẩn công nghệ mạng phổ biến nhất được sử dụng trong mạng LAN, nó xác định cách thức các thiết bị trong mạng truyền tải và nhận dữ liệu.
- Một hệ thống mạng LAN tưởng chừng như đơn giản nhưng lại gồm khá nhiều thành phần như là:

• Thiết bị máy chủ (server)
• Các máy trạm (client)
• Card mạng NIC (Network Interface Card)
• Cáp mạng (cable)
• Repeater
• Cầu nối (bridge)
• Bộ chuyển mạch (switch)
• Bộ định tuyến (router)
• Cổng giao tiếp (gateway)

2. Các loại thiết bị mạng​

Hệ thống mạng lan bao gồm rất nhiều thành phần, tùy thuộc vào quy mô và mục đích sử dụng. Tuy nhiên, ba thành phần cơ bản mà bất kỳ mạng LAN nào cũng cần đó là modem, router và switch. Chúng đóng vai trò then chốt trong việc xây dựng một hệ thống mạng LAN ổn định và bảo mật.

Modem:​

- Modem là một thiết bị được cung cấp do nhà mạng, với chức năng chính chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Một Modem thông thường sẽ phát ra được Wifi và những tính năng cơ bản nhất của một router. Với các nhà mạng khác nhau sẽ có những modem hoàn toàn khác nhau tùy thuộc vào gia đình, doanh nghiệp bạn đang sử dụng mạng gì.
Một số modem có thể tích hợp trong router, cho phép nhiều máy tính hoặc thiết bị kết nối vào mạng LAN và truy cập Internet thông qua modem đó, giúp đơn giản hóa quá trình thiết lập mạng và cho phép các thiết bị kết nối thuận tiện.

Router:​

- Router là thiết bị có chức năng chuyển tiếp các gói tin trong LAN và giữa LAN với mạng ngoài. Route hoạt động như một liên kết giữa các thành phần trong mạng giúp các thiết bị trong mạng LAN kết nối với Internet và với nhau. Ngoài ra, router còn có chức năng bảo mật, cho phép quản lý truy cập và kiểm soát lưu lượng mạng.

Switch:​

- Switch là thiết bị chuyển mạch cho phép các máy tính và thiết bị khác trong mạng LAN giao tiếp với nhau. Nó hoạt động bằng cách chuyển tiếp dữ liệu từ một thiết bị đến thiết bị khác trên cùng một mạng như: kết nối đến router và nối đến nhiều máy tính, máy in,… Do vậy, sự hiệu quả và tốc độ của mạng LAN phụ thuộc rất nhiều vào switch.

3. Các thiết bị văn phòng​

Ngoài modem, router và switch, một số thiết bị mạng khác thường được sử dụng trong hệ thống mạng nội bộ trong doanh nghiệp bao gồm:
- Máy tính: Đây là trung tâm của mạng LAN, được sử dụng để thực hiện các tác vụ kinh doanh. Mỗi máy tính cần có một địa chỉ IP duy nhất để có thể truy cập vào mạng LAN và Internet.
- Máy in: Thiết bị này cho phép người dùng in tài liệu từ các máy tính trong mạng LAN. Máy in có thể được kết nối trực tiếp với máy tính hoặc thông qua switch.
- Máy chủ: Đây là một máy tính có khả năng xử lý và lưu trữ dữ liệu cho toàn bộ mạng LAN. Máy chủ cung cấp các dịch vụ như lưu trữ tập tin, chia sẻ máy in và quản lý tài nguyên mạng.
- Firewall: Firewall là một thiết bị hoặc phần mềm giúp bảo vệ mạng LAN khỏi các mối đe dọa từ bên ngoài. Nó kiểm soát lưu lượng mạng và theo dõi các gói tin để phát hiện và ngăn chặn các cuộc tấn công mạng.

4. Cáp Ethernet​

- Cáp Ethernet là phương tiện truyền dẫn chính trong mạng LAN Ethernet. Chúng kết nối các thiết bị đầu cuối với switch hoặc router, truyền tải dữ liệu dưới dạng tín hiệu điện hoặc quang.
- Loại cáp phổ biến:
+ Cat5e và Cat6: Là hai loại cáp phổ biến nhất, với khả năng hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 1 Gbps (Cat5e) và 10 Gbps (Cat6).

+ Cáp quang (Fiber Optic): Dùng trong các kết nối yêu cầu tốc độ cao và khoảng cách xa.

5. Card mạng NIC​

- NIC (Network Interface Card) là card mạng, tích hợp sẵn hoặc cắm ngoài, cho phép thiết bị kết nối với mạng LAN Ethernet. Nó chuyển đổi dữ liệu từ thiết bị thành tín hiệu điện hoặc điện từ để truyền qua cáp Ethernet. NIC có chức năng quản lý giao tiếp giữa thiết bị và mạng, bao gồm việc định dạng gói tin và xử lý địa chỉ MAC.

6. Tốc độ tuyền tải​

Tốc độ truyền tải trong mạng LAN Ethernet đề cập đến tốc độ mà dữ liệu được truyền giữa các thiết bị trong mạng. Tốc độ này được đo bằng megabit trên giây (Mbps) hoặc gigabit trên giây (Gbps). Các chuẩn Ethernet khác nhau cung cấp các mức tốc độ truyền tải khác nhau, từ các tốc độ cơ bản đến các tốc độ cao hơn trong các hệ thống hiện đại.
- Ethernet ban đầu (10BASE-T): Tốc độ 10 Mbps
- Fast Ethernet (100BASE-TX): Tốc độ 100 Mbps
- Gigabit Ethernet (1000BASE-T): Tốc độ1 Gbps (1000 Mbps)
- 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T): Tốc độ 10 Gbps (10.000 Mbps)

7. Lợi ích của mạng LAN Ethernet​

- Mạng LAN Ethernet mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Đầu tiên, nó cung cấp tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh chóng, từ 10 Mbps đến 10 Gbps hoặc cao hơn, giúp cải thiện hiệu suất làm việc và xử lý dữ liệu nhanh chóng. Việc sử dụng cáp Ethernet và thiết bị mạng tiêu chuẩn cũng giúp tiết kiệm chi phí, trong khi khả năng chia sẻ tài nguyên như máy in và ổ cứng giữa các thiết bị giảm chi phí tổng thể. Mạng LAN Ethernet rất linh hoạt và dễ mở rộng, cho phép thêm các thiết bị mới một cách dễ dàng. Bảo mật cũng là một ưu điểm quan trọng, với các biện pháp như mã hóa dữ liệu và quản lý truy cập giúp bảo vệ thông tin khỏi việc truy cập trái phép. Cuối cùng, mạng LAN Ethernet cho phép quản lý và kiểm soát tập trung, làm cho việc cấu hình, giám sát và bảo trì mạng trở nên đơn giản hơn.

III. Kết luận​

- Mạng LAN là một hệ thống mạng quan trọng trong cuộc sống và công việc hàng ngày của chúng ta. Nó cho phép các thiết bị điện tử giao tiếp và chia sẻ tài nguyên với nhau, giúp tăng tính hiệu quả và hiệu suất làm việc. Các loại cổng kết nối mạng LAN như Ethernet và Wi-Fi cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thiết bị vào mạng LAN.
- Việc lựa chọn mô hình mạng LAN phù hợp và cách thiết lập mạng cũng ảnh hưởng đến hiệu suất và tính tin cậy của mạng LAN. Tuy nhiên, mạng LAN không phải là giải pháp phù hợp cho tất cả các tổ chức và doanh nghiệp, và việc sử dụng mạng LAN cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn.

HanaLink said:

Bạn cho mình hỏi hiện tại có bao nhiêu loại cáp quang phổ biến?

Click to expand...

Cảm ơn vì câu hỏi của bạn, hiện nay có 2 loại cáp quang phổ biến đó là cáp Single Mode và cáp Multi Mode