Hovipiter
Intern
Phần 1: Tìm hiểu thành phần cơ bản của hệ thống mạng
Mục lục
Mục lục
- Thiết bị mạng
- Thiết bị đầu cuối
- Giao thức mạng
- Phương tiện truyền dẫn
I. Tìm hiểu thành phần cơ bản của hệ thống mạng
Hệ thống mạng máy tính là tập hợp các thành phần như thiết bị mạng, thiết bị đầu cuối và giao thức truyền thông, giúp các máy tính chia sẻ tài nguyên và trao đổi dữ liệu nhanh chóng, hiệu quả. Bài viết này sẽ khám phá vai trò và cách hoạt động của từng thành phần trong mạng.
1. Thiết bị mạng
Thiết bị mạng là những phần cứng giúp các thiết bị trong mạng giao tiếp và tương tác hiệu quả. Chúng kiểm soát luồng dữ liệu, khuếch đại tín hiệu và kết nối các mạng khác nhau. Dưới đây là một số thiết bị mạng phổ biến:
a. NIC
NIC hay còn gọi là card mạng – là một phần cứng được lắp trên máy tính để có thể kết nối với mạng.
NIC gồm 2 loại như sau:
Hệ thống mạng máy tính là tập hợp các thành phần như thiết bị mạng, thiết bị đầu cuối và giao thức truyền thông, giúp các máy tính chia sẻ tài nguyên và trao đổi dữ liệu nhanh chóng, hiệu quả. Bài viết này sẽ khám phá vai trò và cách hoạt động của từng thành phần trong mạng.
1. Thiết bị mạng
Thiết bị mạng là những phần cứng giúp các thiết bị trong mạng giao tiếp và tương tác hiệu quả. Chúng kiểm soát luồng dữ liệu, khuếch đại tín hiệu và kết nối các mạng khác nhau. Dưới đây là một số thiết bị mạng phổ biến:
a. NIC
NIC hay còn gọi là card mạng – là một phần cứng được lắp trên máy tính để có thể kết nối với mạng.
NIC gồm 2 loại như sau:
- Wired NIC: sử dụng cáp và các đầu nối để truyền dữ liệu, thường kết nối qua cổng Ethernet.
- Wireless NIC: kết nối với mạng không dây như Wi-Fi, Bluetooth… giúp truyền dữ liệu mà không cần dây cáp.
b. HUB
Hub là thiết bị multi-port repeater, kết nối nhiều nhánh mạng, thường dùng trong mô hình mạng hình sao (star topology). Hub không thể lọc dữ liệu, nên mọi gói tin đều được gửi đến tất cả các thiết bị kết nối, làm tăng khả năng xung đột.
Hub được chia thành 3 loại:
Hub là thiết bị multi-port repeater, kết nối nhiều nhánh mạng, thường dùng trong mô hình mạng hình sao (star topology). Hub không thể lọc dữ liệu, nên mọi gói tin đều được gửi đến tất cả các thiết bị kết nối, làm tăng khả năng xung đột.
Hub được chia thành 3 loại:
- Active Hub: khuếch đại và tái tạo tín hiệu, giúp truyền xa, giảm suy hao.
- Passive Hub: chỉ nhận và phân phối tín hiệu, không khuếch đại.
- Switching Hub: Phân tích địa chỉ MAC, gửi dữ liệu đúng thiết bị đích, hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer), giúp giảm xung đột và tăng hiệu quả mạng.
c. Router
Router là thiết bị mạng dùng để định tuyến các gói dữ liệu dựa trên địa chỉ IP, thường được sử dụng để kết nối các mạng LAN và WAN, giúp chúng trao đổi thông tin.
Điểm mạnh của router là bảng định tuyến (routing table) luôn được cập nhật động, cho phép nó chọn tuyến đường tối ưu để gửi gói tin nhanh và hiệu quả nhất. Ngoài ra, router còn giúp phân chia miền quảng bá (broadcast domain), ngăn chặn tình trạng gói tin quảng bá lan rộng, từ đó giảm tắc nghẽn và tăng hiệu suất mạng.
d. Modem
Modem là một thiết bị phần cứng có thể kết nối máy tính và các thiết bị khác như bộ định tuyến và bộ chuyển mạch với internet. Modem chuyển đổi hoặc điều chế các tín hiệu tương tự đến từ dây điện thoại thành dạng kỹ thuật số ở dạng 0 và 1.
e. Switch
Switch là thiết bị mạng quan trọng với nhiều cổng kết nối, giúp các thiết bị như máy tính, máy in, camera… trao đổi dữ liệu hiệu quả trong cùng một mạng. Hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI, switch đảm bảo việc truyền thông tin diễn ra nhanh chóng và chính xác.
Khác với hub, switch thông minh hơn nhờ khả năng kiểm tra lỗi trước khi gửi. Nếu phát hiện gói tin bị lỗi, switch sẽ loại bỏ ngay, chỉ chuyển tiếp những gói tin hợp lệ đến đúng thiết bị nhận. Điều này không chỉ tăng tốc độ truyền dữ liệu mà còn giảm thiểu xung đột, giúp hệ thống mạng hoạt động ổn định và hiệu quả hơn.
f. Access Point
Access Point là một thiết bị mạng phụ trong mạng LAN, giúp mở rộng vùng phủ sóng và kết nối các thiết bị không dây vào mạng có dây. Đây là thiết bị kết nối không dây, nhưng vẫn liên kết với mạng có dây để cung cấp truy cập Internet hoặc tài nguyên mạng. Access Point hoạt động giống như một hub mạng Ethernet không dây, giúp các thiết bị như laptop, điện thoại, máy in… kết nối vào mạng LAN thông qua Wi-Fi.
2. Thiết bị đầu cuối
Thiết bị đầu cuối trong mạng máy tính là những thiết bị mà người dùng trực tiếp tương tác và tham gia vào quá trình truyền thông mạng. Chúng đóng vai trò khởi tạo hoặc nhận thông tin và được nhận diện qua địa chỉ IP để đảm bảo dữ liệu truyền đúng đích.
Các thiết bị đầu cuối phổ biến gồm:
Router là thiết bị mạng dùng để định tuyến các gói dữ liệu dựa trên địa chỉ IP, thường được sử dụng để kết nối các mạng LAN và WAN, giúp chúng trao đổi thông tin.
Điểm mạnh của router là bảng định tuyến (routing table) luôn được cập nhật động, cho phép nó chọn tuyến đường tối ưu để gửi gói tin nhanh và hiệu quả nhất. Ngoài ra, router còn giúp phân chia miền quảng bá (broadcast domain), ngăn chặn tình trạng gói tin quảng bá lan rộng, từ đó giảm tắc nghẽn và tăng hiệu suất mạng.
d. Modem
Modem là một thiết bị phần cứng có thể kết nối máy tính và các thiết bị khác như bộ định tuyến và bộ chuyển mạch với internet. Modem chuyển đổi hoặc điều chế các tín hiệu tương tự đến từ dây điện thoại thành dạng kỹ thuật số ở dạng 0 và 1.
e. Switch
Switch là thiết bị mạng quan trọng với nhiều cổng kết nối, giúp các thiết bị như máy tính, máy in, camera… trao đổi dữ liệu hiệu quả trong cùng một mạng. Hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI, switch đảm bảo việc truyền thông tin diễn ra nhanh chóng và chính xác.
Khác với hub, switch thông minh hơn nhờ khả năng kiểm tra lỗi trước khi gửi. Nếu phát hiện gói tin bị lỗi, switch sẽ loại bỏ ngay, chỉ chuyển tiếp những gói tin hợp lệ đến đúng thiết bị nhận. Điều này không chỉ tăng tốc độ truyền dữ liệu mà còn giảm thiểu xung đột, giúp hệ thống mạng hoạt động ổn định và hiệu quả hơn.
f. Access Point
Access Point là một thiết bị mạng phụ trong mạng LAN, giúp mở rộng vùng phủ sóng và kết nối các thiết bị không dây vào mạng có dây. Đây là thiết bị kết nối không dây, nhưng vẫn liên kết với mạng có dây để cung cấp truy cập Internet hoặc tài nguyên mạng. Access Point hoạt động giống như một hub mạng Ethernet không dây, giúp các thiết bị như laptop, điện thoại, máy in… kết nối vào mạng LAN thông qua Wi-Fi.
2. Thiết bị đầu cuối
Thiết bị đầu cuối trong mạng máy tính là những thiết bị mà người dùng trực tiếp tương tác và tham gia vào quá trình truyền thông mạng. Chúng đóng vai trò khởi tạo hoặc nhận thông tin và được nhận diện qua địa chỉ IP để đảm bảo dữ liệu truyền đúng đích.
Các thiết bị đầu cuối phổ biến gồm:
- Máy tính cá nhân: PC, laptop, máy chủ tập tin, máy chủ web.
- Thiết bị văn phòng: mnáy in mạng, điện thoại VoIP.
- Thiết bị truyền thông: camera an ninh, điểm cuối TelePresence.
- Thiết bị di động: smartphone, tablet, máy quét mã vạch, máy thanh toán thẻ không dây.
Thiết bị đầu cuối chia thành hai loại:
- Server: cung cấp dịch vụ như email, web, lưu trữ dữ liệu.
- Client: gửi yêu cầu và nhận thông tin từ máy chủ, như trình duyệt web.
3. Giao thức mạng
Để các thiết bị mạng có thể giao tiếp hiệu quả với nhau, cần có các giao thức mạng đóng vai trò như những “cầu nối” giúp kết nối và truyền tải thông tin. Giao thức mạng là tập hợp các quy tắc và tiêu chuẩn chung, định nghĩa cách các thiết bị gửi và nhận dữ liệu. Nhờ đó, quá trình trao đổi thông tin diễn ra chính xác, an toàn và nhất quán, bất kể sự khác biệt về phần cứng hay phần mềm của các thiết bị.
Dưới đây là một số giao thức mạng phổ biến hiện nay:
Để các thiết bị mạng có thể giao tiếp hiệu quả với nhau, cần có các giao thức mạng đóng vai trò như những “cầu nối” giúp kết nối và truyền tải thông tin. Giao thức mạng là tập hợp các quy tắc và tiêu chuẩn chung, định nghĩa cách các thiết bị gửi và nhận dữ liệu. Nhờ đó, quá trình trao đổi thông tin diễn ra chính xác, an toàn và nhất quán, bất kể sự khác biệt về phần cứng hay phần mềm của các thiết bị.
Dưới đây là một số giao thức mạng phổ biến hiện nay:
- TCP/IP: đây là bộ giao thức nền tảng của Internet và hầu hết các mạng nội bộ. TCP đảm nhận việc chia nhỏ dữ liệu thành các gói tin và đảm bảo chúng được gửi đến đúng đích một cách đầy đủ và chính xác. Trong khi đó, IP chịu trách nhiệm định tuyến và xác định địa chỉ của các gói tin.
- HTTP/HTTPS: là giao thức truyền tải siêu văn bản, được sử dụng phổ biến trong việc trao đổi dữ liệu giữa trình duyệt và máy chủ web. Phiên bản HTTPS bổ sung thêm lớp mã hóa SSL/TLS, giúp tăng cường bảo mật thông tin trong quá trình truyền tải.
- FTP: giao thức được sử dụng để truyền tải file giữa các máy tính qua mạng. FTP hỗ trợ cả hai chế độ truyền tải: chủ động và bị động, giúp người dùng dễ dàng upload hoặc download dữ liệu từ máy chủ.
- SMTP/POP3/IMAP: đây là các giao thức phục vụ truyền tải và quản lý email:
- SMTP: gửi email từ client đến server hoặc giữa các server.
- POP3: tải email về thiết bị và xóa bản sao trên server.
- IMAP: quản lý email trực tiếp trên server, cho phép đồng bộ trên nhiều thiết bị.
- DNS: là giao thức chuyển đổi tên miền (như google.com) thành địa chỉ IP tương ứng, giúp người dùng dễ dàng truy cập các dịch vụ web mà không cần ghi nhớ các dãy số phức tạp.
- DHCP: giao thức cấp phát địa chỉ IP động cho các thiết bị trong mạng, giúp giảm bớt công việc cấu hình thủ công và đảm bảo tránh xung đột địa chỉ IP.
- ICMP: giao thức dùng để phát hiện và kiểm tra lỗi trong mạng. Công cụ “ping” là một ví dụ điển hình sử dụng giao thức này để kiểm tra kết nối giữa các thiết bị.
4. Phương tiện truyền dẫn
Trong mạng máy tính, phương tiện truyền dẫn (Transmission Media) là thành phần không thể thiếu, đóng vai trò cầu nối giúp tín hiệu được truyền từ thiết bị này sang thiết bị khác. Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ, độ ổn định và chất lượng của hệ thống mạng.
Phương tiện truyền dẫn được chia thành hai loại chính:
Trong mạng máy tính, phương tiện truyền dẫn (Transmission Media) là thành phần không thể thiếu, đóng vai trò cầu nối giúp tín hiệu được truyền từ thiết bị này sang thiết bị khác. Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ, độ ổn định và chất lượng của hệ thống mạng.
Phương tiện truyền dẫn được chia thành hai loại chính:
- Phương tiện truyền dẫn có dây
- Cáp xoắn đôi: thường dùng trong mạng LAN gồm hai dây đồng xoắn lại với nhau nhằm giảm nhiễu điện từ.
- UTP: Không bọc chống nhiễu, giá rẻ nhưng dễ bị nhiễu
- STP: Có lớp chống nhiễu, ổn định hơn nhưng chi phí cao
- Tốc độ: 10 Mbps – 10 Gbps
- Cáp đồng trục: dùng lõi dẫn bằng đồng được bao bọc bởi lớp cách điện và lớp chống nhiễu, giúp giảm suy hao tín hiệu
- Chủ yếu được dùng trong truyền hình cáp và các hệ thống mạng cũ
- Tốc độ: 10 Mbps – 1 Gbps
- Cáp quang: truyền tín hiệu bằng ánh sáng, mang lại tốc độ cao và khả năng truyền xa mà không bị suy hao tín hiệu.
- Có khả năng chống nhiễu điện từ cực tốt và bảo mật cao.
- SMF: Truyền tín hiệu qua một tia sáng duy nhất, thích hợp cho khoảng cách xa.
- MMF: Truyền nhiều tia sáng cùng lúc, phù hợp cho khoảng cách ngắn.
- Tốc độ: 100 Mbps đến hàng chục Tbps.
- Phương tiện truyền dẫn không dây (Wireless Transmission Media)
- Sóng vô tuyến (Radio Waves):
- Phổ biến trong mạng Wi-Fi, thiết bị di động và mạng không dây diện rộng; dễ triển khai nhưng cũng dễ bị nhiễu.
- Tốc độ truyền tải: Từ 11 Mbps đến 9.6 Gbps (Wi-Fi 6E).
- Sóng vi ba (Microwaves):
- Sử dụng trong truyền thông vệ tinh và mạng không dây đường dài.
- Tốc độ truyền tải: Lên đến vài Gbps.
- Tia hồng ngoại (Infrared):
- Thường dùng cho kết nối cự ly ngắn giữa các thiết bị như điều khiển từ xa.
- Phạm vi hẹp, dễ bị cản bởi vật thể rắn.
Bài viết liên quan
Bài viết mới
