Switch là một trong những thiết bị mạng quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các mạng LAN hiện nay. Với khả năng kết nối các thiết bị mạng với nhau, giúp cho việc truyền tải dữ liệu được diễn ra một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu switch là gì, đặc điểm cơ bản của switch, phân loại switch, nguyên tắc hoạt động của switch, ưu điểm và hạn chế của switch.

1. Switch là gì?

Switch là một thiết bị mạng được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng trong một mạng LAN. Switch có khả năng nhận và xử lý các gói tin dữ liệu từ các thiết bị mạng khác, sau đó chuyển tiếp các gói tin đó đến thiết bị đích một cách nhanh chóng và hiệu quả. So với hub truyền thống, switch có tính năng chuyển tiếp thông minh hơn và phân loại các gói tin theo địa chỉ MAC của thiết bị, giúp giảm thiểu sự xung đột khi truyền tải dữ liệu. Ngoài ra, switch cũng cho phép người dùng đặt các quy tắc VLAN để phân chia mạng LAN thành các mạng con riêng biệt, giúp tăng tính an toàn và hiệu suất của mạng.

2. Đặc điểm cơ bản của Switch là gì?

Dưới đây là các đặc điểm cơ bản của Switch:

• Switch hoạt động ở tầng 2 trong mô hình OSI

Tầng 2 của mô hình OSI là tầng Mạng (Network Layer). Tầng này chịu trách nhiệm định tuyến các gói tin dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Switch hoạt động ở tầng 2, có nghĩa là nó có khả năng xem địa chỉ MAC của các thiết bị trong mạng LAN.

• Switch có nhiều cổng mạng để kết nối với các thiết bị khác nhau trong mạng LAN

Switch có thể có từ 2 đến hàng trăm cổng mạng. Mỗi cổng mạng có thể kết nối với một thiết bị khác trong mạng LAN, chẳng hạn như máy tính, máy in, máy chủ, v.v.

• Switch có khả năng xử lý và chuyển tiếp các gói tin dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng LAN

Khi một gói tin dữ liệu được gửi từ một thiết bị trong mạng LAN đến một thiết bị khác, switch sẽ xem địa chỉ MAC của các thiết bị này. Nếu địa chỉ MAC của các thiết bị này nằm trên cùng một cổng mạng, thì switch sẽ không chuyển tiếp gói tin dữ liệu. Tuy nhiên, nếu địa chỉ MAC của các thiết bị này nằm trên các cổng mạng khác nhau, thì switch sẽ chuyển tiếp gói tin dữ liệu từ cổng đầu vào đến cổng đầu ra.

• Các cổng của switch có thể được cấu hình để làm việc ở tốc độ khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của mạng

Các cổng của switch có thể được cấu hình để làm việc ở tốc độ khác nhau, chẳng hạn như 10/100/1000 Mbps. Việc lựa chọn tốc độ của các cổng switch cần được cân nhắc dựa trên nhu cầu của mạng.

3. Nguyên tắc hoạt động của Switch

Chuyển mạch trong cùng mạng LAN

Khi một thiết bị trong mạng LAN muốn truyền tải dữ liệu đến một thiết bị khác trong mạng LAN, nó sẽ tạo ra một gói tin dữ liệu và gửi đến switch kết nối trực tiếp với nó. Switch nhận được gói tin dữ liệu này và xác định thiết bị đích của nó bằng cách kiểm tra địa chỉ MAC của nó. Sau đó, switch sẽ chuyển tiếp gói tin đến thiết bị đích thông qua cổng mạng tương ứng.

Chuyển mạch giữa các mạng VLAN

VLAN là một cách phân chia mạng LAN thành các mạng con ảo, giúp quản lý mạng dễ dàng hơn và tăng tính bảo mật cho mạng. Khi các thiết bị trong các VLAN khác nhau muốn truyền tải dữ liệu cho nhau, switch sẽ thực hiện chuyển mạch giữa các VLAN bằng cách sử dụng các port VLAN.

Chuyển mạch Layer 3 và Định tuyến

Layer 3 Switch là loại switch có khả năng định tuyến giữa các mạng LAN khác nhau. Khi các mạng LAN khác nhau muốn truyền tải dữ liệu cho nhau, switch sẽ thực hiện định tuyến giữa các mạng LAN bằng cách sử dụng địa chỉ IP của các thiết bị.

4. Ưu điểm và hạn chế của Switch là gì?

Switch có rất nhiều ưu điểm và hạn chế như:

Ưu điểm của Switch

• Tăng tốc độ truyền tải dữ liệu trong mạng LAN: Switch sử dụng địa chỉ MAC để xác định các thiết bị trên mạng và chuyển tiếp dữ liệu trực tiếp đến thiết bị đích, thay vì phát sóng dữ liệu ra toàn bộ mạng như hub. Điều này giúp giảm thiểu xung đột dữ liệu và tăng tốc độ truyền tải dữ liệu.
• Giảm độ trễ trong quá trình truyền tải dữ liệu: Switch sử dụng địa chỉ MAC để xác định các thiết bị trên mạng và chuyển tiếp dữ liệu trực tiếp đến thiết bị đích, thay vì phải tìm kiếm thiết bị đích như hub. Điều này giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm thiết bị đích và giảm độ trễ trong quá trình truyền tải dữ liệu.
• Tăng tính bảo mật cho mạng: Switch chỉ chuyển tiếp dữ liệu đến thiết bị đích, thay vì phát sóng dữ liệu ra toàn bộ mạng. Điều này giúp tăng tính bảo mật cho mạng, ngăn chặn các thiết bị không mong muốn truy cập vào dữ liệu.
• Có khả năng phân chia mạng LAN thành các VLAN: VLAN là một kỹ thuật cho phép phân chia một mạng LAN thành nhiều mạng ảo, mỗi mạng có thể có các chính sách truy cập khác nhau. Switch có khả năng phân chia mạng LAN thành các VLAN, giúp quản lý mạng dễ dàng hơn và tăng tính bảo mật cho mạng.

Hạn chế của Switch

• Chi phí cao hơn so với các thiết bị mạng khác như hub hoặc repeater: Switch có cấu tạo phức tạp hơn hub hoặc repeater, vì vậy chi phí của switch cũng cao hơn.
• Không thể kết nối các mạng LAN khác nhau nếu không sử dụng Layer 3 Switch: Switch chỉ có thể kết nối các thiết bị trên cùng một mạng LAN. Để kết nối các mạng LAN khác nhau, cần sử dụng Layer 3 Switch.
• Có thể xảy ra một số vấn đề liên quan đến cấu hình khi sử dụng Managed Switch: Managed Switch là loại switch có thể được cấu hình để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của mạng. Tuy nhiên, việc cấu hình Managed Switch có thể phức tạp và cần có kiến ​​thức chuyên môn.

Kết luận

Đến đây chắc hẳn bạn đã hiểu rõ switch là gì? Switch là một thiết bị mạng quan trọng trong mạng LAN hiện nay. Với khả năng kết nối các thiết bị mạng với nhau, giúp cho việc truyền tải dữ liệu được diễn ra một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Chúng ta đã tìm hiểu về đặc điểm cơ bản của switch, phân loại và nguyên tắc hoạt động của switch. Ngoài ra, chúng ta cũng đã đánh giá ưu điểm và hạn chế của switch trong mạng LAN.