Thành Phần Cơ Bản Của Hệ Thống Mạng
1. Thiết bị kết nối (Network devices)
- Router (Bộ định tuyến): Thiết bị định tuyến các gói tin giữa các mạng khác nhau. Router kết nối các mạng LAN với nhau hoặc kết nối mạng LAN với mạng WAN (Wide Area Network), như internet. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc định tuyến và quản lý lưu lượng dữ liệu.
- Switch (Bộ chuyển mạch): Switch hoạt động ở tầng 2 (Data Link Layer) của mô hình OSI, có nhiệm vụ kết nối các thiết bị trong cùng một mạng LAN. Switch giúp chuyển tiếp gói tin đến đúng địa chỉ đích trong mạng, dựa trên địa chỉ MAC.
- Access Point (AP - Điểm truy cập): Thiết bị tạo điểm truy cập không dây (Wi-Fi) cho các thiết bị kết nối mạng không dây. AP thường được kết nối với mạng LAN có dây để mở rộng phạm vi phủ sóng mạng không dây.
2. Media kết nối (Network media)
- Cáp Ethernet: Cáp Ethernet, như cáp Cat5e hoặc Cat6, được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng trong mạng LAN có dây. Đây là phương tiện truyền dẫn phổ biến nhất trong mạng LAN Ethernet.
- Cáp quang: Trong các mạng quy mô lớn hoặc cần tốc độ truyền tải cao, cáp quang được sử dụng để kết nối giữa các thiết bị hoặc giữa các tòa nhà, do khả năng truyền dữ liệu với tốc độ cao và khoảng cách xa.
- Sóng vô tuyến: Đối với mạng không dây, sóng vô tuyến (Wi-Fi) được sử dụng để truyền tải dữ liệu mà không cần cáp vật lý.
3. Giao thức mạng (Network protocols)
- TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Bộ giao thức cơ bản cho việc truyền tải dữ liệu qua mạng internet và các mạng LAN/WAN. TCP/IP xác định cách thức dữ liệu được đóng gói, truyền tải, và nhận diện trên mạng.
- DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Giao thức này tự động gán địa chỉ IP cho các thiết bị trong mạng, giúp đơn giản hóa việc quản lý địa chỉ IP.
- DNS (Domain Name System): Giao thức chuyển đổi tên miền (ví dụ: www.example.com) thành địa chỉ IP tương ứng, giúp người dùng truy cập các dịch vụ trực tuyến một cách dễ dàng hơn.
4. Địa chỉ mạng (Network addressing)
- Địa chỉ IP (IP Address): Mỗi thiết bị kết nối mạng đều được gán một địa chỉ IP duy nhất để xác định vị trí của nó trên mạng. Có hai loại địa chỉ IP chính: ipv4 và ipv6.
- Địa chỉ MAC (Media Access Control Address): Mỗi thiết bị mạng có một địa chỉ MAC duy nhất, được sử dụng để xác định thiết bị đó trong mạng LAN.
Mạng LAN Ethernet
1. Cách hoạt động của mạng LAN Ethernet
- Khung dữ liệu (frame): Ethernet truyền dữ liệu dưới dạng các khung. Mỗi khung chứa địa chỉ MAC của thiết bị gửi và thiết bị nhận, dữ liệu cần truyền và các thông tin điều khiển khác.
- Địa chỉ MAC: Mỗi thiết bị mạng đều có một địa chỉ MAC duy nhất, giống như một "căn cước công dân" trên mạng. Khi một thiết bị muốn gửi dữ liệu, nó sẽ gắn địa chỉ MAC của thiết bị nhận vào khung dữ liệu.
- Truy cập phương tiện:
- CSMA/CD: Đây là phương pháp truy cập phương tiện phổ biến trong Ethernet. Khi một thiết bị muốn truyền dữ liệu, nó sẽ kiểm tra đường truyền. Nếu đường truyền đang rảnh, thiết bị sẽ bắt đầu truyền. Nếu đường truyền đang bận, thiết bị sẽ chờ và thử lại sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên.
- Full-duplex: Trong các mạng Ethernet hiện đại, nhiều thiết bị sử dụng chế độ full-duplex, cho phép truyền và nhận dữ liệu đồng thời trên hai dây khác nhau, giúp tăng hiệu suất.
- Switch: Switch là thiết bị trung tâm trong mạng Ethernet. Nó học các địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối và chuyển tiếp khung dữ liệu chỉ đến đúng thiết bị đích, giúp giảm thiểu xung đột và tăng hiệu suất mạng.
2. Phân loại
- Fast Ethernet: Cung cấp tốc độ truyền tải 100 Mbps, phù hợp cho các mạng nhỏ và trung bình.
- Gigabit Ethernet: Cung cấp tốc độ truyền tải 1 Gbps, thường được sử dụng trong các mạng có yêu cầu băng thông cao.
- 10 Gigabit Ethernet: Cung cấp tốc độ truyền tải 10 Gbps, chủ yếu được sử dụng trong các mạng trung tâm dữ liệu hoặc mạng doanh nghiệp lớn.
3. Ưu điểm
- Tốc độ cao: Ethernet cung cấp tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh chóng, đặc biệt là với các chuẩn Gigabit và 10 Gigabit Ethernet.
- Độ tin cậy cao: Mạng LAN Ethernet sử dụng các thiết bị như switch, giúp giảm thiểu xung đột và cải thiện độ tin cậy của việc truyền dữ liệu.
- Dễ dàng triển khai: Với sự phổ biến của cáp Ethernet và các thiết bị mạng, việc triển khai và mở rộng mạng LAN Ethernet khá đơn giản và tiết kiệm chi phí.
