Trong thế giới mạng ngày nay, switch là một thành phần không thể thiếu trong các hệ thống mạng, từ mạng gia đình nhỏ đến các mạng doanh nghiệp lớn. Trong số các loại switch, Switch Layer 2 là loại switch phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi. Vậy Switch Layer 2 là gì? Nguyên lý hoạt động của nó như thế nào? Chức năng của nó ra sao? Và ưu điểm khi sử dụng Switch Layer 2 là gì? Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết về Switch Layer 2.

1. Switch Layer 2 là gì?

Switch Layer 2 là một thiết bị mạng hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu (Layer 2) của mô hình TCP/IP. Nó có chức năng chính là chuyển đổi các khung dữ liệu giữa các thiết bị mạng được kết nối với nhau trong cùng một mạng cục bộ (LAN).

>>> Xem thêm: Switch là gì? Nguyên tắc hoạt động của thiết bị chuyển mạch

Switch Layer 2 sử dụng địa chỉ MAC của các thiết bị mạng để xác định đích đến của khung dữ liệu. Khi nhận được một khung dữ liệu, switch sẽ đọc địa chỉ MAC đích trong khung dữ liệu và so sánh với địa chỉ MAC của các cổng kết nối. Sau đó, switch sẽ chuyển tiếp khung dữ liệu đến đúng cổng kết nối với thiết bị mạng có địa chỉ MAC đích.

Switch Layer 2 thường được sử dụng trong các mạng LAN nhỏ, nơi mà tất cả các thiết bị mạng đều nằm trong cùng một miền phát sóng. Trong trường hợp này, switch sẽ giúp phân chia mạng LAN thành nhiều miền nhỏ hơn, giúp giảm thiểu tình trạng va chạm dữ liệu và cải thiện hiệu suất mạng.

2. Nguyên lý hoạt động của Switch Layer 2

Switch Layer 2 hoạt động dựa trên địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối vào mạng. Khi một gói tin dữ liệu đến switch, switch sẽ xem địa chỉ MAC đích của gói tin và quyết định cách thức chuyển tiếp gói tin đến thiết bị đích. Điều này được thực hiện thông qua việc học địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối vào các cổng của switch và lưu trữ thông tin này trong bảng chuyển tiếp.

Khi một gói tin đến switch, switch sẽ kiểm tra địa chỉ MAC đích của gói tin và so sánh với bảng chuyển tiếp để xác định cổng nào cần chuyển tiếp gói tin. Nếu địa chỉ MAC đích đã được học, switch sẽ chuyển tiếp gói tin đến cổng tương ứng với địa chỉ MAC đích. Nếu địa chỉ MAC đích chưa được học, switch sẽ broadcast gói tin đến tất cả các cổng trừ cổng mà gói tin đã đến.

Một điểm quan trọng nữa của nguyên lý hoạt động của switch Layer 2 là việc chia VLAN. Bằng cách chia mạng thành các VLAN khác nhau, switch có thể tạo ra các mạng ảo riêng biệt trên cùng một cơ sở hạ tầng vật lý, giúp tăng cường tính bảo mật và quản lý mạng hiệu quả.

3. Chức năng của Switch Layer 2 là gì?

Switch Layer 2 có một số chức năng chính như sau:

• Chuyển tiếp khung dữ liệu: Đây là chức năng chính của Switch Layer 2. Switch Layer 2 sẽ chuyển tiếp khung dữ liệu giữa các cổng của nó dựa trên địa chỉ MAC đích của khung dữ liệu.
• Switch Layer 2 có khả năng học và lưu trữ thông tin về địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối vào cổng của nó. Khi một gói tin dữ liệu được gửi đến switch, switch sẽ xác định địa chỉ MAC đích và chuyển tiếp gói tin đến cổng phù hợp mà địa chỉ MAC đích đó đang kết nối.
• Một trong những chức năng quan trọng của Switch Layer 2 là tạo ra các VLAN riêng biệt giúp cho người quản trị mạng tạo ra các mạng con ảo trên cùng một thiết bị vật lý, từ đó tăng cường tính an toàn và hiệu suất của mạng.
• Ngoài ra, Switch Layer 2 cũng có khả năng kiểm soát lưu lượng dữ liệu bằng cách sử dụng các công cụ quản lý lưu lượng như QoS để ưu tiên các loại dịch vụ khác nhau trên mạng, từ đó cải thiện hiệu suất và trải nghiệm người dùng.

4. Ưu điểm khi sử dụng Switch Layer 2

Dưới đây là một số ưu điểm chính khi sử dụng Switch Layer 2:

• Chuyển mạch tốc độ cao: Switch Layer 2 cho phép chuyển tiếp dữ liệu ở tốc độ cao giữa các thiết bị trong mạng. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất của mạng và giảm thời gian trễ trong việc truyền tải dữ liệu.
• Phân loại dữ liệu thông minh: Switch Layer 2 có khả năng phân loại dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC, từ đó giúp xác định đường đi tốt nhất cho dữ liệu và giảm thiểu lưu lượng truy cập không cần thiết trên mạng.
• Mở rộng mạng linh hoạt: Sử dụng Switch Layer 2 cho phép mở rộng mạng một cách linh hoạt thông qua việc kết nối nhiều thiết bị với nhau mà không làm giảm hiệu suất mạng.
• Tính bảo mật cao: Switch Layer 2 cung cấp tính bảo mật cao hơn so với các thiết bị chuyển mạch cấp thấp hơn. Việc phân loại dữ liệu thông minh và kiểm soát truy cập dựa trên địa chỉ MAC giúp ngăn chặn các cuộc tấn công từ bên ngoài mạng.
• Quản lý mạng hiệu quả: Switch Layer 2 hỗ trợ quản lý mạng hiệu quả hơn thông qua việc phân chia mạng thành các VLAN, từ đó giúp tạo ra các môi trường mạng riêng biệt và quản lý chúng một cách dễ dàng.
• Giảm thiểu lỗi mạng: Bằng cách phân loại dữ liệu thông minh và chuyển tiếp chúng theo đúng đường đi, Switch Layer 2 giúp giảm thiểu lỗi mạng và tăng cường tính ổn định của mạng.

Tổng kết

Switch Layer 2 là một thiết bị quan trọng trong các hệ thống mạng. Nó có chức năng chuyển tiếp khung dữ liệu giữa các thiết bị mạng với nhau. Switch Layer 2 có nhiều ưu điểm như khả năng chuyển mạch nhanh, dễ dàng quản lý và giá thành phải chăng. Do đó, Switch Layer 2 là loại switch được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống mạng.