Switch là gì? Trong hệ thống mạng máy tính ngày nay, bộ chuyển mạch Switch mạng là một thiết bị rất quan trọng, cùng với những thành phần khác như Router, Modem, Hub, Access Point,… tạo nên một mạng máy tính gia đình hoặc doanh nghiệp hoàn chỉnh, giúp người dùng kết nối mạng hiệu quả, đặc biệt với những hệ thống mạng quy mô lớn. Vậy thiết bị Switch là gì? Vai trò, chức năng của nó trong hệ thống mạng như thế nào?
Bài viết sau đây bạn hãy cùng Tip Công Nghệ tìm hiểu chi tiết các thông tin liên quan tới Switch mạng nhé! Hy vọng sau khi theo dõi nội dung này giúp bạn hiểu rõ hơn về bộ chuyển mạch Switch là gì, đặc điểm, chức năng, phân loại các loại Switch, đồng thời phân biệt được Switch và Router khác gì nhau. Từ đó bạn có cách sử dụng Switch đúng cách, phù hợp theo mục đích, công việc.
1. Switch là gì?
Switch hay Switch mạng (tiếng Anh là Network Switch) là bộ chuyển mạch hay thiết bị chuyển mạch, bộ chia mạng. Switch là một thiết bị mạng quan trọng dùng để kết nối các đoạn mạng (network segment) trong mạng máy tính với nhau theo mô hình mạng hình sao (Star). Trong mô hình này, thiết bị Switch đóng vai trò là thiết bị trung tâm, tất cả các thiết bị vệ tinh khác như máy tính đều được kết nối về đây, từ đó định tuyến tạo ra đường nối tạm để trung chuyển dữ liệu truyền đi. Điều này tạo thành 1 hệ thống mạng toàn diện, việc truyền nhận dữ liệu diễn ra nhanh chóng, hiệu quả, trơn tru, bảo mật cao.
Hiểu đơn giản hơn, switch là một thiết bị dùng để kết nối mạng hoặc phân chia mạng thành các mạng con khác nhau hoặc phân đoạn mạng LAN. Switch chịu trách nhiệm lọc và chuyển tiếp các gói dữ liệu giữa các phân đoạn LAN dựa trên xác định địa chỉ MAC. Các thiết bị kết nối thông qua switch để nhận và chuyển dữ liệu đến đúng thiết bị đích.
Bộ chuyển mạch switch có thể là một thiết bị phần cứng quản lý mạng vật lý hoặc dưới dạng thiết bị ảo dựa trên phần mềm.
* Các tên tiếng Anh khác của Switch mạng: Ethernet switch, LAN switch.
Theo định nghĩa Switch từ Wikipedia:
“A network switch (also called switching hub, bridging hub, and, by the IEEE, MAC bridge) is networking hardware that connects devices on a computer network by using packet switching to receive and forward data to the destination device.”
Tạm dịch: “Bộ chuyển mạch mạng (còn được gọi là trung tâm chuyển mạch, trung tâm cầu nối và theo IEEE, cầu MAC) là phần cứng mạng kết nối các thiết bị trên mạng máy tính bằng cách sử dụng chuyển mạch gói để nhận và chuyển tiếp dữ liệu đến thiết bị đích.”
Switch làm việc giống như một Bridge nhiều cổng. Nó đóng vai trò thiết bị trung tâm, thông qua switch, dữ liệu được truyền tới từ bất kỳ cổng đầu vào nào tới cổng đầu ra đúng đích chỉ định. Ngoài ra, switch hỗ trợ công nghệ Full Duplex (Song công hoàn toàn – chuyển tín hiệu theo cả 2 hướng) có khả năng mở rộng băng thông của đường truyền, đây là điều mà các thiết bị mạng khác không thể làm được.
Một switch chia mạng có khả năng nối thẳng tới các máy tính nguồn, đích hay các thiết bị nối/chuyển khác sử dụng chung một giao thức hoặc kiến trúc. Bên cạnh đó, switch có khả năng kết nối nhiều segment lại với nhau tùy thuộc vào số lượng cổng (port) trên switch.
Switch có khả năng chọn đường dẫn cho phép chuyển frame (đơn vị của tầng liên kết dữ liệu) nên tối ưu hoạt động của mạng LAN hiệu quả hơn. Switch cũng có khả năng nhận dạng được máy kết nối với nó qua việc đọc địa chỉ MAC nguồn trong frame mà nó nhận được. Khi 2 thiết bị trong mạng liên lạc với nhau, Switch sẽ tạo mạch ảo giữa 2 cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến quá trình lưu thông trên các cổng khác.
Một cách hiểu đơn giản khác: bạn hình dung switch giống như cảnh sát giao thông đang phân luồng dữ liệu của một mạng cục bộ LAN. Nó có khả năng tự đưa ra quyết định chọn đường dẫn để chuyển frame nên làm cho mạng LAN hoạt động mượt mà, hiệu quả hơn.
Switch là 1 trong những thiết bị mạng rất quan trọng được ứng dụng rộng rãi trong các mạng LAN trong rất nhiều ứng dụng khác nhau hiện nay. Ngày nay, trong hầu hết các mạng doanh nghiệp, mạng gia đình, mạng IoT đều sử dụng switch mạng để kết nối các thiết bị đầu cuối như: hệ thống máy tính, máy in, máy quét, máy chủ, camera IP,… trong văn phòng, tòa nhà để giao tiếp, truyền nhận thông tin dữ liệu.
Các thương hiệu Switch mạng nổi tiếng trên thế giới kể tới: Switch Cisco, Switch Aruba, Switch Linksys, Switch Draytek, Switch Planet,…
Lưu ý: Bạn cần phân biệt, thiết bị Switch mạng khác với 1 thuật ngữ Switch Công tắc trong cơ điện tử.
>> Xem thêm: Mạng máy tính là gì?
2. Vai trò và chức năng của Switch mạng là gì?
Switch có công dụng gì? Switch mạng dùng để làm gì?
Sau khi đã tìm hiểu giúp bạn hiểu được phần nào khái niệm switch là gì? bạn cũng cần nắm được các chức năng và vai trò của thiết bị chuyển mạch trong hệ thống mạng máy tính.
Bộ chuyển mạch Switch là thiết bị mạng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống mạng cục bộ LAN hiện đại. Dưới đây là các chức năng, lợi ích của switch:
- Chuyển các khung dữ liệu giữa các thiết bị: chức năng quan trọng của switch là chuyển các khung dữ liệu gửi, nhận, chuyển tiếp các packets hoặc frames giữa các thiết bị được kết nối trong mạng cục bộ, từ thiết bị nguồn đến thiết bị đích thông qua Packet Switching. Giống như người cảnh sát giao thông phân luồng dữ liệu, switch điều hành đường đi của các khung dữ liệu tới đúng địa chỉ đích, không làm tắc nghẽn trong mạng hay bị gián đoạn.
- Switch hỗ trợ chế độ Song công hoàn toàn Full Duplex: truyền thông trong kênh xảy ra đồng thời theo cả 2 hướng mà không có xung đột. Người gửi có thể gửi dữ liệu và nhận dữ liệu đồng thời. Switch cho phép các Host như máy tính hoạt động đồng thời ở chế độ đọc-ghi và nghe-nói cùng một lúc.
- Mạng LAN hoạt động hiệu suất tốt: Switch có khả năng kết nối được nhiều segment. Switch thiết lập mạng ảo (virtual network) giữa 2 cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu thông các luồng thông tin trên các cổng khác. Mạng LAN sẽ hoạt động ổn định, tốt hơn, đảm bảo cung cấp trọn băng thông khi dùng chuyển mạch toàn bộ.
- Chuyển Frame dựa trên địa chỉ MAC: bộ chuyển mạch quyết định chuyển Frame nhờ xác định địa chỉ MAC nguồn trong frame mà nó nhận được, nên switch được xếp vào thiết bị layer 2. Nhờ khả năng chọn đường dẫn để quyết định chuyển frame giúp tăng hiệu suất hoạt động của mạng LAN.
- Giảm tỷ lệ lỗi trong frame: Cơ chế tự kiểm tra lỗi của bộ chuyển mạch switch giúp giảm tỷ lệ lỗi trong frame. Lỗi dữ liệu thường xảy ra trong quá trình truyền tải hoặc lưu trữ dữ liệu. Thông thường, 1 switch dữ liệu dùng công nghệ store-and-forward sử dụng phần trình tự kiểm tra khung của frame để phát hiện lỗi xảy ra trong quá trình chuyển sang switch. Tuy nhiên, lỗi có thể xuất hiện trong frame khi nó nằm trong bộ nhớ của switch dữ liệu. Switch mạng có khả năng sửa lỗi đơn và phát hiện lỗi kép được cung cấp để bảo vệ hơn nữa khung dữ liệu khi nó ở trong bộ chuyển mạch. Nhờ công nghệ store-and-forward, các gói tin tốt được nhận sẽ được lưu trước khi gửi đi.
- Không bị giới hạn lưu lượng truyền đi ở mức ngưỡng nào đó: các thiết bị kết nối thông qua các cổng Port, Switch có thể nhận biết thiết bị nào kết nối với cổng của nó mà không cần phải chia sẻ băng thông Bandwidth giống như các thiết bị khác. Các Port của switch sẽ quyết định mức băng thông truyền đi, do đó không bị giới hạn lưu lượng truyền đi ở một ngưỡng nào đó.
- Tiết kiệm chi phí, tối ưu năng suất làm việc: Switch hoạt động giống như 1 bộ điều khiển trung tâm vận hành các thiết bị mạng kết nối lại với nhau để trao đổi dữ liệu hiệu quả. Các loại switch khác nhau hiện đại cho phép hoạt động gửi/nhận thông tin, truy cập dữ liệu chia sẻ trơn tru, hiệu quả, linh hoạt. Nhờ vậy công dụng của switch là phân bổ tài nguyên hợp lý, thông tin dễ dàng chia sẻ qua lại, nguồn lực phân bổ hợp lý, nhờ vậy đem tới lợi ích tiết kiệm chi phí đầu tư, tiền bạc cho doanh nghiệp và tăng năng suất làm việc của nhân viên cao hơn.
- Cung cấp băng thông lớn hơn: Switch có khả năng cung cấp băng thông lớn hơn cho người dùng nhờ việc chia nhỏ hệ thống mạng LAN thành các segment phân đoạn LAN nhỏ hơn và riêng biệt gọi là microsegment, giống như có 1 làn đường riêng. Thông qua các cổng của switch, các segment được nối lại với nhau dễ dàng và nhanh chóng, tạo ra các miền đụng độ nhỏ hơn, tăng băng thông lớn hơn cho người dùng. Cùng lúc nhiều người dùng có thể giao tiếp, gửi dữ liệu trên nhiều segment mà không ảnh hưởng tới người khác.
- Khả năng mở rộng mạng: Switch hỗ trợ công nghệ Full-duplex (chế độ truyền tín hiệu theo cả 2 hướng) truyền nhận dữ liệu theo 2 chiều trên mỗi cổng nên mở rộng băng thông lớn hơn. Switch còn kết nối với phần còn lại của mạng qua các cổng Uplink tốc độ cao có thể được kết nối với các Switch Layer 2 khác hoặc các bộ định tuyến L3.
- Có thể giới hạn lưu lượng truyền đi ở một mức ngưỡng nào đó: Switch hoạt động chủ yếu ở tầng liên kết dữ liệu Layer 2 trong mô hình OSI (Switch Layer 2). Một bộ chuyển mạch Switch Layer 2 đi kèm với các loại giao diện khác nhau như: 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps… và cũng hỗ trợ giao tiếp full-duplex trên mỗi cổng của nó.
Với những thông tin trên chắc hẳn bạn đã nắm được phần nào lợi ích của Switch là gì, vai trò của nó cần thiết như thế nào đối với các tổ chức hay doanh nghiệp.
>> Xem thêm: Modem là gì?
3. Cấu tạo của Switch gồm những gì?
Sau khi tìm hiểu chức năng của switch, hãy cùng TipCongNghe.com khám phá xem switch gồm những bộ phận nào? Một thiết bị chuyển mạch Network Switch thường có cấu tạo gồm 2 phần cơ bản bao gồm:
- Phần cứng (Hardware): gồm bộ phận khung vỏ bên ngoài thiết bị (vỏ nhựa hoặc vỏ sắt), nguồn điện cấp, các cổng kết nối ngoại vi (4 ports, 8 ports, 16 ports, 24 ports, 48 ports,…), đèn báo LED. Các linh kiện mạch bên trong gồm CPU, bộ nhớ, bo mạch chủ, Bus hệ thống, Backplane, Switch Fabric, quạt làm mát fan,… Switch thường có số lượng cổng mạng từ 4-48 cổng port và các cổng có thể được cấu hình làm việc ở tốc độ khác nhau tùy thuộc yêu cầu của mạng, như 10/100/1000Mbps.
- Phần mềm (Software): các thuật toán đã được cài đặt sẵn, sử dụng hệ điều hành OS (Operating System) của switch thường do từng hãng phát triển riêng với những tính năng để điều khiển hoạt động của Switch: địa chỉ MAC Learning, Telnet, SSH, VLAN support,… Ví dụ: hãng Cisco có hệ điều hành Cisco IOS, hãng Draytek dùng hệ điều hành DrayOS,…
4. Đặc điểm của Switch là gì? Tính năng riêng biệt của Switch
Switch mạng có đặc điểm gì? Nhìn chung cơ bản thì Switch mang những đặc điểm giống như Hub hay Router. Tuy nhiên, Switch có 2 đặc điểm đặc trưng riêng biệt của nó:
- Phân chia riêng biệt trên mỗi đoạn mạng kết nối: đặc điểm nổi bật nhất của Ethernet Switch là khả năng chia nhỏ hệ thống mạng thành những đơn vị rất nhỏ gọi là microsegment. Switch chia nhỏ mạng LAN thành các đoạn mạng nhỏ với kết nối riêng giống như là 1 làn đường riêng rẽ. Điều này cho phép tách biệt giao thông trên từng đoạn mạng, nhiều người dùng trên nhiều segment khác nhau có thể giao tiếp, gửi dữ liệu cùng một lúc mà không gây ảnh hưởng tới hoạt động sử dụng của người khác, không làm chậm hoạt động mạng.
- Cung cấp băng thông lớn: Switch tạo ra các miền đụng độ riêng biệt (Collision domain) nhỏ hơn bằng cách thu nhỏ tối đa kích thước miền đụng độ, từ đó có thể cung cấp băng thông lớn hơn cho mỗi user người dùng mà vẫn đảm bảo loại trừ được xung đột. Nhờ vậy mà người dùng có được tốc độ truyền mạng ổn định, nhanh chóng.
Như vậy có thể thấy rằng thực ra switch phù hợp với các tổ chức, doanh nghiệp, công ty cần xây dựng cơ sở hạ tầng mạng tốt để phục vụ công việc, cho nhiều người. Còn với người dùng Internet bình thường thì bạn không cần thiết phải trang bị thiết bị chuyển mạch.
Tổng kết
Trên đây là toàn bộ các thông tin liên quan tới thiết bị chuyển mạch giúp bạn hiểu được Switch là gì? chức năng, đặc điểm, phân loại Switch. Switch là một thiết bị mạng rất quan trọng trong hệ thống mạng LAN của tổ chức, doanh nghiệp giúp việc truyền gửi dữ liệu nhanh chóng, hiệu quả. Hy vọng rằng bài viết của TipCongNghe.com sẽ giúp bạn có thêm nhiều thông tin và kiến thức mạng hữu ích về Switch mạng.
Nếu bạn còn điều gì thắc mắc về Switch, hãy liên hệ ngay với Tip Công Nghệ nhé! Chúc bạn thành công. Đừng quên đăng ký theo dõi Tip Công Nghệ để cập nhật những tin tức, thủ thuật công nghệ hữu ích mỗi ngày nhé!
