Switch là gì? Hãy nêu các chức năng của bộ chuyển mạch switch

Trong thế giới mạng hiện đại, câu hỏi về vai trò của các thành phần mạng thường được đặt ra và một trong những điểm nổi bật trong danh sách này là Switch. Có rất nhiều thiết bị mạng phổ biến khác nhau, nhưng Switch được coi là một phần không thể thiếu của hệ thống mạng. Để hiểu rõ hơn về sức mạnh và cách sử dụng Switch một cách hiệu quả, hãy cùng Viễn Thông Nam khám phá bài viết sau đây.

Giải thích Switch là gì? 

Switch là gì?

Bạn muốn khám phá sự kỳ diệu của Switch? Hãy cùng tìm hiểu ngay bây giờ. Switch, chẳng hạn, là một thành phần quan trọng trong hệ thống mạng, nhưng nó là gì và tại sao lại quan trọng đến vậy?

Switch không phải chỉ là một thiết bị thông thường, mà nó thậm chí còn là trái tim của hệ thống mạng. Hình dung rằng nó là trung tâm của mạng, nơi mà tất cả các đoạn mạng kết nối lại theo mô hình hình sao (Star). Tại đây, dữ liệu trôi qua và được phân phối một cách thông minh. Hơn nữa, các thiết bị Switch hiện đại đã đạt được sự phát triển đáng kinh ngạc, hỗ trợ công nghệ Full Duplex để mở rộng băng thông truyền tải, giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng.

Các chức năng của Switch thiết bị chuyển mạch 

Bạn có biết rằng Switch là gì không? Để khám phá các chức năng của thiết bị này đằng sau cái hình dáng gọn gàng của nó, hãy cùng tìm hiểu về vai trò và công dụng của thiết bị này trong hệ thống mạng.

Chuyển các khung dữ liệu

Chức năng đầu tiên cần nói đến khi nói về Switch là khả năng của nó trong việc chuyển đổi các khung dữ liệu giữa các thiết bị mạng, giống như một người quản lý giao thông giúp điều phối luồng dữ liệu trong mạng cục bộ. Switch thực hiện công việc này bằng cách đảm bảo rằng mỗi loại dữ liệu được định tuyến đến đích một cách hiệu quả, không gây tắc nghẽn hoặc gián đoạn.

Chia nhỏ hệ thống mạng

Nếu bạn còn đang hoài nghi về vai trò của Switch trong hệ thống mạng LAN, hãy tưởng tượng rằng chúng là những người phân chia hệ thống mạng LAN thành các phân đoạn nhỏ hơn. Sự thần kỳ xảy ra khi các cổng kết nối của Switch hợp nhất các phân đoạn này lại một cách mượt mà. Chức năng hàng ngày của Switch giúp tạo ra những “đảo nhỏ” trong hệ thống, cung cấp băng thông lớn hơn và đảm bảo rằng dữ liệu được chuyển giao một cách hiệu quả hơn cho tất cả người dùng..

• 

Kết nối được nhiều segment

Khi hai máy tính tạo kết nối, Switch có nhiệm vụ phân biệt máy nào đang kết nối vào cổng của nó. Sau đó, nó thực hiện một loạt các hành động phép nối mạng ảo giữa hai máy tính một cách tương thích nhất, mà không tạo ra bất kỳ ảnh hưởng nào đối với sự lưu thông của các cổng khác. Điều này giúp Switch hoạt động một cách thông minh, đảm bảo sự liên kết hiệu quả giữa các máy tính trong mạng.

Xây dựng bảng và cung cấp thông tin

Ngoài việc phân biệt và kết nối máy tính một cách thông minh, Switch còn có nhiệm vụ quan trọng khác: xây dựng các bảng thông tin liên quan đến các gói dữ liệu và gửi chúng đến đúng địa chỉ theo yêu cầu. Điều này có nghĩa rằng Switch nhận dữ liệu từ các máy tính trong hệ thống, phân tích chúng và tạo bảng thông tin, sau đó điều hướng dữ liệu đúng đích một cách thông minh và hiệu quả.

Phân loại thiết bị chuyển mạch Switch

Câu hỏi “Switch là gì” không còn là điều gì khó khăn nữa. Tuy nhiên, để thực hiện một lựa chọn thông minh cho sản phẩm phù hợp với nhu cầu của bạn, bạn cần hiểu cách phân loại các thiết bị này. Hãy cùng khám phá cách phân loại thiết bị chuyển mạch để đảm bảo bạn chọn đúng lựa chọn tốt nhất.

Phân loại dựa theo tính năng

Khi phân loại Switch theo tính năng, chúng ta có 2 loại đó là:

• Switch quản lý được: 

Dòng sản phẩm Switch cho phép người dùng tham gia vào quá trình cấu hình. Mục tiêu của việc này là nâng cao tính linh hoạt và hiệu suất của thiết bị, đồng thời cải thiện tính bảo mật.

Quản lý Switch cho phép người dùng điều chỉnh các thông số kỹ thuật để phù hợp với hệ thống mạng cụ thể mà họ đang sử dụng. Kết quả là, chất lượng dịch vụ được cải thiện đáng kể. Switch quản lý thường được sử dụng trong các mạng có dây, cho phép kết nối các thiết bị thông qua cáp Ethernet và cung cấp công cụ điều chỉnh để thiết bị có thể tương tác với nhau một cách hiệu quả.

• Switch không quản lý được:

Ngược lại với Switch quản lý, sản phẩm này không cho phép người dùng điều chỉnh cấu hình. Chúng ta chỉ cần mua và sử dụng theo cài đặt mặc định. Loại Switch này thích hợp cho các kết nối cơ bản trong gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ, nơi sự đơn giản và tính ổn định là quan trọng.

Theo chức năng

• Switch được phân loại dựa trên chức năng chính của sản phẩm và có ba loại sau đây:
  1. Workgroup Switch: Loại này được sử dụng để kết nối các máy tính lại với nhau để tạo thành mạng ngang hàng (peer-to-peer network). Chúng không yêu cầu tốc độ xử lý cao hoặc bộ nhớ lớn. Workgroup Switch thường được sử dụng trong các môi trường như văn phòng nhỏ hoặc gia đình, nơi số lượng máy tính có giới hạn.
  2. Segment Switch: Segment Switch được sử dụng để nối các Hub hoặc các Workgroup Switch lại với nhau, tạo nên một liên kết ở tầng mạng thứ 2 của hệ thống. Chúng yêu cầu tốc độ xử lý cao hơn để xử lý lưu lượng dữ liệu từ nhiều nguồn. Segment Switch thường đóng vai trò quan trọng trong mạng cỡ vừa đến lớn.
  3. Backbone Switch: Loại này được sử dụng để kết nối các Segment Switch lại với nhau, thường nằm ở tầng mạng thứ 3 hoặc cao hơn trong hệ thống. Backbone Switch yêu cầu có bộ nhớ lớn và tốc độ xử lý nhanh để có thể chứa và chuyển giao dữ liệu hiệu quả giữa các mạng con. Chúng thường xuất hiện trong các mạng doanh nghiệp lớn hoặc tổ chức có nhu cầu xử lý lưu lượng mạng lớn.

Phân loại khác

Switch được phân loại dựa trên nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm:

1. Phân Loại Theo Số Lớp Hoạt Động:
   • Switch Layer 1 (Lớp 1): Hoạt động ở tầng vật lý, tập trung vào việc chuyển đổi tín hiệu vật lý như tín hiệu điện.
   • Switch Layer 2 (Lớp 2): Tập trung vào việc chuyển dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC.
   • Switch Layer 3 (Lớp 3): Điều hướng dữ liệu dựa trên địa chỉ IP, thường được sử dụng trong mạng lớn.
2. Phân Loại Theo Nguồn Cấp:
   • Switch có PoE: Cung cấp nguồn điện qua cổng mạng (Power over Ethernet) để kích hoạt các thiết bị như camera IP hoặc điểm truy cập Wi-Fi.
   • Switch không PoE: Không cung cấp nguồn PoE.
3. Phân Loại Theo Số Cổng:
   • Switch có nhiều phiên bản với số lượng cổng khác nhau, bao gồm 4, 8, 12, 16, 24, và 48 cổng.
4. Phân Loại Theo Công Nghệ:
   • Switch Ethernet 10/100: Hỗ trợ mạng 10/100 Mbps.
   • Switch Ethernet 10/100/1000 (Switch Gigabit): Hỗ trợ mạng Gigabit (1000 Mbps).
   • Switch Ethernet POE: Hỗ trợ Power over Ethernet.
   • Switch Cổng Quang: Dùng cổng quang để kết nối và truyền dữ liệu qua tia sáng.
5. Phân Loại Theo Vị Trí Hoạt Động:
   • Switch Công Nghiệp: Chuyên dụng cho môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
   • Core Switch: Nằm ở trung tâm của mạng và làm nhiệm vụ điều hướng dữ liệu.
   • Access Switch: Dùng để kết nối các thiết bị cuối người dùng trong mạng.
6. Phân Loại Theo Hãng Sản Xuất:
   • Có nhiều hãng sản xuất Switch, bao gồm các hãng như Aptek, Cisco, Juniper, HPE, Ruijie, TP-Link, và nhiều hãng khác.

Mỗi loại Switch phục vụ mục đích và nhu cầu riêng, giúp người dùng lựa chọn sản phẩm phù hợp nhất cho mạng của họ.

Những lợi ích của bộ chuyển mạch Switch

Switch là một trong những bộ phận quan trọng không thể thiếu trong hệ thống mạng máy tính. Chúng đảm bảo rằng các hoạt động mạng diễn ra một cách hiệu quả và không gây xung đột. Một trong những ưu điểm nổi bật của Switch là khả năng hỗ trợ truy cập đồng thời, cho phép người dùng thực hiện nhiều hoạt động như đọc-gửi dữ liệu và nghe-nói trên cùng một thiết bị mà không gặp trở ngại. Điều này làm cho Switch vượt trội so với các thiết bị khác và không tác động đến hiệu suất của hệ thống mạng.

Switch cũng có khả năng kiểm tra lỗi Frame và thông qua công nghệ “store-and-forward,” nó có thể lưu giữ các gói dữ liệu trước khi chuyển tiếp, giúp giảm tỷ lệ lỗi trong gói tin.

Các thiết bị Switch hoạt động chủ yếu ở tầng liên kết dữ liệu Layer 2. Mô hình này giúp giải thích cách kết nối truyền thông giữa các máy tính và thiết bị. Mặc dù mô hình này giới hạn lưu lượng truyền tải, nhưng nó được hỗ trợ bởi các giao diện máy tính với nhiều tốc độ khác nhau như 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps, và Switch cũng hỗ trợ giao tiếp Full-duplex trên mỗi cổng.

Bên cạnh đó, mỗi Switch có thể mở rộng mạng và kết nối với phần còn lại của mạng thông qua cổng Uplink tốc độ cao. Chúng có thể kết nối với các thiết bị Switch Layer 2 hoặc Switch Layer 3 định tuyến. Điều này biến Switch thành một bộ điều khiển trung tâm, cho phép tất cả các thiết bị trong hệ thống kết nối với nhau một cách hiệu quả. Thông qua hệ thống, thông tin được chia sẻ và nguồn lực được phân bổ một cách hợp lý, đồng thời tăng cường năng suất làm việc của người dùng và tiết kiệm chi phí cho các tổ chức sử dụng mạng.

So sánh giữa thiết bị chuyển mạch Switch, Hub và Router

Hub, Router và Switch là ba thành phần quan trọng trong hệ thống mạng máy tính, mỗi loại thiết bị có chức năng và vai trò riêng. Dưới đây là sự so sánh giữa chúng để bạn có cái nhìn rõ hơn:

1. Switch:
   • Chức Năng: Switch là thiết bị chuyển dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC ở tầng liên kết dữ liệu Layer 2. Nó cho phép kết nối nhiều thiết bị mạng và quản lý cách chuyển gói dữ liệu giữa chúng.
   • Ưu Điểm: Switch có hiệu suất cao, cho phép truyền tải dữ liệu nhanh chóng và đồng thời, giảm lưu lượng truyền tải mạng và tăng tốc độ kết nối giữa các thiết bị.
   • Nhược Điểm: Không đảm bảo tính an toàn cao, và không thể thay đổi cấu hình IP.
2. Hub:
   • Chức Năng: Hub hoạt động ở cùng tầng liên kết dữ liệu Layer 2, nhưng nó không thông minh như Switch. Hub chỉ đơn giản là kết nối các thiết bị mạng lại với nhau, và khi nhận dữ liệu, nó chuyển nó tới tất cả các thiết bị khác trên mạng.
   • Ưu Điểm: Dễ sử dụng và giá rẻ.
   • Nhược Điểm: Không hiệu quả về băng thông, gây ra lưu lượng truyền tải không cần thiết và không hỗ trợ phân loại dữ liệu.
3. Router:
   • Chức Năng: Router hoạt động ở tầng mạng Layer 3 và đóng vai trò làm điểm chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng con hoặc mạng ngoại vi. Nó thường được sử dụng để kết nối mạng cục bộ với Internet và quản lý lưu lượng dữ liệu giữa chúng.
   • Ưu Điểm: Có tính an toàn cao, có khả năng định tuyến dữ liệu, cho phép quản lý mạng và tạo tường lửa để bảo vệ mạng.
   • Nhược Điểm: Tốn kém hơn và phức tạp hơn để cấu hình và quản lý so với Switch và Hub.

Về tính năng và sự hiệu quả trong hệ thống mạng, Switch thường được coi là thiết bị nổi bật hơn trong các mạng LAN bởi khả năng quản lý lưu lượng dữ liệu và tối ưu hóa băng thông. Router có vai trò quan trọng trong việc kết nối mạng LAN với mạng WAN (Internet) và cung cấp tính an toàn. Hub, mặc dù rẻ hơn, đã trở nên lỗi thời và ít được sử dụng trong các mạng hiện đại do không cung cấp hiệu suất và tính năng tương tự như Switch.

Nội dung	Hub	Switch	Router
Lớp	Lớp vật lý	Lớp liên kết dữ liệu	Lớp mạng
Chức năng	Sử dụng để kết nối 1 mạng máy tính cá nhân với nhau thông qua một trung tâm Hub.	Cho phép kết nối với nhiều thiết bị với nhau, tiến hành quản lý cổng, quản lý bảo mật cài đặt Vlan.	Dữ liệu trực tiếp trong mạng, kết nối 2 mạng khác nhau.
Biểu mẫu truyền dữ liệu	Tín hiệu điện hoặc bit.	Khung và gói.	Gói
Cổng	4/12 cổng.	Đa cổng từ 4 đến 48 cổng.	Cổng 2/4/5/8
Kiểu truyền tải	Khung ngập, unicast, multicast hoặc phát sóng.	Unicast hoặc multicast tùy vào nhu cầu.	ở mức phát sóng ban đầu, sau đó là unicast và multicast.
Loại thiết bị	Thiết bị không thông minh.	Thiết bị thông minh	Thiết bị thông minh.
Được sử dụng trong LAN, MAN, WAN.	Mạng LAN.	Mạng LAN.	LAN, MAN, WAN.
Chế độ truyền	Chỉ có thể truyền thông tin 1:1 thiết bị với nhau trong cùng 1 thời điểm.	Mọi thiết bị được kết nối với Switch sẽ đầu có thể gửi dữ liệu với nhau trong cùng một thời điểm.	Tương tự như Switch, nhiều thiết bị có thể được kết nối với nhau.
Tốc độ	10Mb/ giây	10Mb, 100Mbps, 1Gbps	1-100Mbps (không dây).100Mbps- 1Gbps ( có dây).
Địa chỉ sử dụng để truyền dữ liệu.	Địa chỉ MAC	Địa chỉ MAC	Địa chỉ IP
Lưu trữ địa chỉ	Không lưu trữ bất kỳ địa chỉ MAC nào của một nút trong mạng.	Lưu trữ địa chỉ IP và địa chỉ MAC của các nút được sử dụng trong mạng.	Router lưu trữ địa chỉ IP vfa MAC của các nút được sử dụng trong mạng.

• 

Trên đây là những thông tin có liên quan đến Switch là gì. Không chỉ những người chuyên về công nghệ mới cần tìm hiểu mà tất cả người dùng mạng internet đều cần biết về thiết bị này để từ đó có được sự lựa chọn chính xác nhất cho mình.