Switch Là Gì? Đặc điểm, Phân Loại Và Chức ... - Tháp Giải Nhiệt LiangChi

Switch là gì? Trong hệ thống mạng hiện nay Switch không còn là cái tên xa lạ, được đánh giá là trợ thủ đắc lực cho các hệ thống mạng. Nếu bạn chưa biết Switch là gì? Đặc điểm, phân loại và chức năng của Switch, hãy cùng tìm hiểu ngay qua bài viết sau. 

Switch là gì?

Switch là gì? Switch là một thiết bị chuyển mạch, vô cùng quan trọng trong hệ thống mạng, dùng để kết nối các đoạn mạng lại với nhau theo mô hình ngôi sao, làm việc như một chiếc cầu nối nhiều cổng.

Switch đóng vai trò như một thiết bị trung tâm và tất cả các máy tính, thiết bị vệ tinh khác đều được kết nối về đây trong cùng hệ thống mạng, từ đó định tuyến tạo đường nối tạm và trung chuyển dữ liệu đi. 

Một Switch chia mạng có thể nối thẳng trực tiếp với các máy tính nguồn, máy đích hay các thiết bị nối/chuyển khác mà dùng chung cùng một giao thức hay một kiến trúc. Switch có khả năng kết nối được nhiều bộ phận lại với nhau tùy thuộc vào số cổng trên Switch.

Bên cạnh đó Switch hiện nay còn được hỗ trợ công nghệ Full Duplex (là chuyển tín hiệu theo cả hai hướng) đây là phương thức chuyển dữ liệu có thể theo kiểu song công, để mở rộng các băng thông của đường truyền khi mà nhiệm vụ này ở các thiết bị khác không làm được.

Có thể hình dung thiết bị chuyển mạch Switch như một cảnh sát giao thông với nhiệm vụ phân luồng dữ liệu của một mạng cục bộ. Nó có khả năng chọn được đường dẫn để quyết định chuyển frame (đơn vị của tầng liên kết dữ liệu) vì vậy mạng LAN sẽ hoạt động hiệu quả hơn.

Switch có khả năng nhận dạng các máy kết nối với nó bằng cách đọc địa chỉ MAC nguồn trong frame nhận được. 

Khi hai máy trong cùng hệ thống mạng liên lạc với nhau, thì chính Switch sẽ tạo mạch ảo giữa hai cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu thông trên các cổng khác trong hệ thống.

Switch là một thiết bị được dùng vào việc định tuyến, thiết bị này sẽ dựa vào các thuật toán đã lập trình sẵn, các thông số trong một giao thức cụ thể và tham số trong nguồn dữ liệu để xác định, tạo ra một đường nối tâm với một thiết bị khác rồi trung chuyển dữ liệu đi.

Tại sao chúng ta cần sử dụng Switch?

Switch là thiết bị chuyển mạch với trường hợp người dùng mạng bình thường không cần phải có trong hệ thống mạng của riêng mình, mà chỉ các tổ chức hay doanh nghiệp lớn mới phải xây dựng cơ sở mạng tốt, phục vụ cho nhiều người truy cập thì mới cần phải quan tâm tới Switch.

Sử dụng Switch để nó giúp chia nhỏ kết nối riêng biệt trên mỗi đoạn mạng, tạo thành những đơn vị cực nhỏ gọi là microsegment. Điều này cho phép nhiều người dùng trên nhiều segment khác nhau (thiết bị – bộ phận) mà vẫn có thể giao tiếp và gửi dữ liệu cùng lúc mà không là hề gây ảnh hưởng đến người khác.

Switch sẽ giúp tăng nhiều băng thông hơn cho người dùng bằng cách tạo ra các miền đụng độ nhỏ hơn.

Nó chia nhỏ mạng LAN thành nhiều mạng nhỏ khác nhau với kết nối riêng biệt tựa như tạo ra một làn đường di chuyển riêng.

Switch chuyển mạch được chia thành những loại nào?

Switch được phân thành những loại như sau:

Workgroup switch

Đây là một loại switch được thiết kế nhằm nối trực tiếp các máy tính lại với nhau hình thành một hệ thống mạng ngang hàng. Có nghĩa là với một cổng của Switch thì tương ứng chỉ có một địa chỉ máy tính trong bảng địa chỉ. 

Loại này có giá thành rẻ hơn so với các loại khác. Với loại Switch này không cần thiết phải có bộ nhớ lớn và tốc độ xử lý cao.

Segment switch

Segment switch là loại Switch dùng để nối các Hub hay các workgroup switch lại với nhau, hình thành một liên mạng ở tầng thứ hai. Mỗi cổng trong trường hợp tương ứng với nhiều địa chỉ máy tính khác nhau, loại này vì thế mà cần có bộ nhớ và bộ nhớ phải đủ lớn. Bên cạnh đó tốc độ xử lý buộc phải cao vì lượng thông tin cần xử lý tại switch rất lớn.

Backbone switch

Backbone switch là loại nối kết các segment switch lại với nhau. Nó cần có bộ nhớ và một tốc độ xử lý của switch rất lớn để có thể chứa địa chỉ cho tất cả các máy tính trong toàn bộ liên mạng và hoán chuyển kịp thời dữ liệu giữa các nhánh mạng với nhau.

Switch không được quản lý

Một Switch chuyển mạnh không được quản lý, được thiết kế để người dùng có thể sử dụng ngay, không cần phải lo lắng về cài đặt cấu hình mà chỉ cần cắm chúng vào và hoạt động thôi. Loại này thường được sử dụng cho các kết nối mức cơ bản, thường được sử dụng trong mạng gia đình hay bất cứ nơi đâu khi cần có thêm vài cổng ra. 

Switch được quản lý

Một Switch được quản lý sẽ có cấu hình cùng tính bảo mật cao, linh hoạt hơn, với nhiều tính năng hơn so với loại Switch không được quản lý. Người dùng có thể điều chỉnh, cài đặt cấu hình cho phù hợp với hệ thống mạng của mình hơn, cải thiện được chất lượng dịch vụ cho người truy cập mạng cũng như người dùng có thể bảo mật mạng của mình tốt hơn.

Thường được sử dụng trong hệ thống mạng các doanh nghiệp với các tính năng nâng cao được thiết kế để quản trị viên có thể giám sát được.

Switch được sử dụng phổ biến trong mạng có dây để kết nối cáp Ethernet từ một số thiết bị lại với nhau, có công tắc cho phép mỗi thiết bị có thể nói chuyện với người khác. Switch này không được sử dụng cho mạng không dây.

Xem thêm: Router là gì? Cấu tạo và chức năng của router wifi?

Có những loại sản phẩm Switch nào hiện nay?

Các nhà sản xuất ngày càng sản xuất đa dạng hóa và tích hợp thêm nhiều tính năng hơn cho các thiết bị chuyển mạch Switch để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Hiện đang có các sản phẩm phổ biến như:

Switch được phân loại theo số lớp hoạt động: Switch lớp 1, Switch lớp 2 và Switch lớp 3.

Switch phân loại theo số cổng: Switch 4 cổng, Switch 8 cổng, Switch 12 cổng, Switch 16 cổng, Switch 24 cổng, Switch 48 cổng.

Switch phân loại theo công nghệ: Switch Ethernet 10/100, Ethernet 10/100/1000 (Switch Gigabit), Ethernet POE, cổng Quang.

Bộ chuyển mạch phân loại theo vị trí hoạt động: Switch Công nghiệp, Core Switch hay Access Switch.

Bộ chuyển mạch theo hãng sản xuất: Cisco, Linksys, Juniper, HP,…

Đặc điểm chung của các thiết bị Switch là gì?

Tách biệt giao thông trên từng đoạn mạng nhỏ, lúc này Ethernet Switch sẽ chia hệ thống mạng ra thành các đơn vị cực nhỏ được gọi là microsegment. Các segment này cho phép các người dùng trên nhiều segment khác nhau có thể gửi dữ liệu đi cùng một lúc mà không làm chậm các hoạt động của toàn mạng.

Bằng cách chia nhỏ hệ thống mạng ra, sẽ làm giảm số lượng người dùng và thiết bị cùng chia sẻ trên cùng một băng thông. 

Switch chia nhỏ mạng LAN thành nhiều đoạn mạng khác nhau gọi là segment nhỏ. Mỗi segment này là một miền đụng độ riêng biệt. Switch sẽ giới hạn lưu lượng băng thông chỉ chuyển gói tin đến đúng cổng cần thiết dựa trên địa chỉ của MAC Lớp 2. 

Nó sẽ tăng lượng băng thông dành cho mỗi người dùng nhiều hơn bằng cách tạo ra miền đụng độ nhỏ hơn. Mỗi segment là một kết nối riêng giống như một làn đường riêng biệt có 100 Mbps. Mỗi server có thể đặt trên một kết nối với 100Mbps riêng.

Trong các hệ thống mạng hiện nay, Fast Ethernet Switch thường được sử dụng làm đường trục chính cho mạng LAN, còn Ethernet Switch, Ethernet Hub hoặc Fast Ethernet Hub sẽ được sử dụng để kết nối xuống các máy tính.

Các ứng dụng mới của Switch như: truyền thông đa phương tiện, video họp hành hội nghị ngày càng trở nên phổ biến thì mỗi máy tính sẽ được một kết nối với 100Mbps riêng vào Switch.

Switch có tầm quan trọng như thế nào?

Switch thiết bị chuyển mạch cần thiết phải có trong cơ sở mạng là bởi nó có những vai trò cùng tầm quan trọng.

Mạng LAN có hoạt động ổn định, hiệu suất cao hay không là chính nhờ Switch, Switch với khả năng tạo đường dẫn kết nối ảo giữa hai thiết bị với nhau mà không làm ảnh hưởng đến những kết nối khác trong hệ thống.

Hub cùng là một thiết bị tương đồng Switch về cơ bản thì cả hai thiết bị chuyển mạch này đều có vai trò tương đương nhau, giúp kết nối nhiều máy tính và thiết bị với cùng 1 mạng và chúng sẽ là thiết bị trung tâm. 

Tuy nhiên, Hub chia sẻ băng thông trên cùng một đường truyền thay vì tạo ra mạng ảo kết nối giữa hai thiết bị. Bạn có thể tưởng tượng khi có hai máy trạm giao tiếp với nhau thì chúng sẽ chiếm một dung lượng băng thông rất đáng kể, khi đó hoạt động của các thiết bị khác kết nối vào Hub sẽ bị ảnh hưởng và giảm xuống. 

Còn với thiết bị chuyển mạch Switch nó thông minh và ưu việt hơn hẳn chính nhờ khả năng tạo ra đường truyền ảo để kết nối riêng biệt giữa hai thiết bị, đảm bảo cung cấp trọn vẹn băng thông.

Switch có khả năng lựa chọn đường dẫn và quyết định chuyển frame bởi vậy mà mạng LAN có thể hoạt động một cách hiệu quả hơn. Và nó làm điều trên dựa vào địa chỉ MAC. Switch nhận biết được máy nào kết nối với nó bằng cách đọc địa chỉ MAC nguồn trong frame sẽ nhận được khi hai máy thực hiện liên lạc với nhau. 

Không cần chia sẻ băng thông, mà việc băng thông được truyền đi theo nguyên lý nào sẽ được quyết định do port của thiết bị Switch. Vì vậy có thể giới hạn được lưu lượng truyền đi ở một mức ngưỡng nào đó.

Switch khiến cho các host có thể hoạt động ở chế độ song công (Full Duplex) nghĩa là có thể vừa đọc và vừa ghi, vừa nghe và vừa nói cùng một thời điểm.

Một Switch sẽ hoạt động như một bộ điều khiển, cho phép các thiết bị nối mạng có thể kết nối với nhau một cách hiệu quả nhất. Với doanh nghiệp nó giúp phân bổ được nguồn lực, tăng cường tiết kiệm tiền của doanh nghiệp và tăng năng suất lao động của nhân viên.

Phương thức hoạt động của Switch

Một Switch trong hệ thống mạng LAN dựa trên Ethernet sẽ đọc được những gói dữ liệu TCP/IP đến, trong đó có chứa thông tin đích khi chúng được truyền vào một hay nhiều cổng đầu vào. Switch học thông tin của mạng thông qua các gói tin (packet) mà nó nhận được từ các máy trong hệ thống mạng.

Thông tin đích để xác định được cổng đầu ra chứa trong những gói được sử dụng để gửi dữ liệu đến đúng đích dự định của nó. Switch sẽ sử dụng các thông tin này để xây dựng lên bảng Switch, bảng này cung cấp thông tin giúp các gói thông tin đến đúng địa chỉ đích.

Các Switch cũng tương tự với các Hub, nhưng nó thông minh hơn nhiều. Một Hub đơn giản là kết nối tất cả các nút trên mạng, để giao tiếp cơ bản theo một cách bất tiện với bất kỳ thiết bị nào đang cố gắng liên lạc với nhau và có thể dẫn đến các xung đột. 

Có thể hiểu là với Hub có giới hạn số lượng người dùng băng thông được chia sẻ trên mạng dựa trên trung tâm, nhiều thiết bị được thêm vào mạng thì dữ liệu sẽ càng mất nhiều thời gian để đến đích. Còn với Switch tránh những khuyết điểm này. Vì Switch có một công tắc được tạo ra một đường hầm điện tử giữa các cổng nguồn và đích, tạo ra trong một giây mà không có lưu lượng truy cập khác có thể nhập vào sẽ dẫn đến việc giao tiếp mà không xảy xung đột.

Trong các mạng cơ bản nhất hiện nay, những thiết bị được kết nối với các Hub.

Các Switch cũng tương tự như các Router, một Router có khả năng bổ sung để chuyển tiếp các gói giữa các mạng khác nhau còn một Switch lại bị hạn chế đối với giao tiếp node-to-node trên cùng một hệ mạng.

Ưu điểm của thiết bị chuyển mạch Switch

Chúng ta có thể sử dụng các cổng ở mặt sau của một bộ định tuyến hoặc các modem để kết nối các thiết bị Ethernet lại với nhau. Nhưng thiết bị chuyển mạch Switch vẫn luôn được lựa chọn sử dụng bởi nó mang những lợi ích nhất định như sau:

Thiết bị Switch cho phép kết nối với rất nhiều thiết bị.

Giữ cho mức lưu lượng truy cập giữa hai thiết bị vẫn diễn ra bình thường và nhanh chóng không bị cản trở bởi hoạt động các thiết bị khác trên cùng một mạng.

Cho phép người dùng kiểm soát các cá nhân có thể truy cập vào các phần khác nhau của hệ thống mạng.

Cho phép theo dõi việc sử dụng mạng của thiết bị được kết nối.

Có thể liên lạc giữa các thiết bị khác với nhau trong mạng nhanh hơn cả Internet.

Các thiết bị chuyển mạch Switch cao cấp sẽ có các mô-đun có thể cắm điều chỉnh theo nhu cầu sử dụng mạng của cá nhân.

Hub, Switch và Router đều là các thiết bị mạng được sử dụng rất phổ biến để kết nối các nút như máy tính, máy in, máy quét, máy chiếu,… trong cùng hệ thống mạng. Tuy nhiên Switch ưu việt khi không phải chia sẻ băng thông giống như các thiết bị khác, bởi vậy nó không ảnh hưởng đến kênh truyền khác cũng như không bị ảnh hưởng bởi chúng. Bên cạnh đó với cơ chế tự kiểm tra lỗi Frame nên sẽ giảm thiểu tỉ lệ lỗi trong frame, các gói tin tốt được nhận sẽ được lưu trữ lại trước khi chuyển đi.

Bài viết trên là tất cả những thông tin về Switch là gì do chúng tôi sưu tầm, tổng hợp được. Hy vọng với những gì chúng tôi cung cấp sẽ giúp bạn có thêm nhiều thông tin, kiến thức thú vị hơn về Switch bạn nhé!