Switch

Switch đôi khi được mô tả như là một Bridge có nhiều cổng. Trong khi một Bridge chỉ có 2 cổng để liên kết được 2 segment mạng với nhau, thì Switch lại có khả năng kết nối được nhiều segment lại với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) trên Switch. Cũng giống như Bridge, Switch cũng "học" thông tin của mạng thông qua các gói tin (packet) mà nó nhận được từ các máy trong mạng. Switch 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.

Ngày nay, trong các giao tiếp dữ liệu, Switch thường có 2 chức năng chính là chuyển các khung dữ liệu từ nguồn đến đích, và xây dựng các bảng Switch. Switch hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với Repeater và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn như khả năng tạo mạng LAN ảo (VLAN).

2. Chức năng của Switch và Hub

Đầu tiên là Hub:

- Hub thì hoạt động ở lớp 1 của mô hình OSI (Lớp vật lý)

- Nó có một đầu vào và nhiều đầu ra => Phân phối dữ liệu từ đường truyền đến từng đầu cuối, tậphợp các dữ liệu từ các đầu cuối khác nhau để đưa lên đường truyền => Hub làthiết bị hoạt động như một điểm kết nối trung tâm cho các máy tính trong một mạng.

- Hub thực hiện việc chuyển tiếptất cả các tín hiệu vật lý đến từ cổng vào tới tất cả các cổng ra sau khi đãkhuyêchs đại tín hiệu. Một số hub còn thêm chức năng sửa lỗi tín hiệu (Hub thông minh).

Tiếp theo là Switch:

- Hub hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI (Lớp tuyến)

- Có một đầu vào và nhiều đầu ra => tương tự Hub

3. So sánh Hub vàSwitch

Về cơ bản thì 2 cái này có vai trò, chức năng giống nhau trên mạng. Tuy nhiên Switch ra đời sau nên có cấu tạo bên trong khác khá nhiềuso với Hub => nên cách thức hoạt động có khác nhau nhiều và ra đời sau nênSwitch có nhiều ưu điểm hơn Hub và Switch đang dần thay thế Hub.

Giống nhau: Chức năng giống nhau

Khác nhau: Khác nhau cơ bản nhất là về cách thức hoạt độngđó là cách phân phối, chuyển tiếp các khung dữ liệu tới các cổng ra.

- Hub thì nó chuyển khung dữ liệu tới tất cả cổng và dữ liệu củacổng nào (bằng cách so sánh MAC) thì cổng đó nhận không phải thì lờ đi =>Đây là hạn chế của Hub dẫn đến đối với cổng luôn chỉ được làm việc với băngthông tối thiểu.

- Switch thì ngược lại nó lưu tất cả địa chỉ MAC của các cổng(MAC của các card mạng) nó so sánh địa chỉ MAC trong khung dữ liệu nếu dữ liệucủa cổng nào thì nó gửi đến cổng đó => Đối với mỗi cổng luôn được làm việc vớibăng thông cực đại. Đây là ưu điểm của Switch.

4.Cấu tạo

 Hub: ở đây là một thiết bị mạng bao gồm các cổng RJ45 để nối đến các máy tính thông qua các đoạn cáp UTP. Hub thường có các loại 4 cổng, 6 cổng, 8 cổng, 12 cổng, 16 cổng, 24 cổng …Các cổng này thường hoạt động ở cả hai tốc độ truyền dẫn tín hiệu là 10 Mb/s và 100 Mb/s.

Switch :cũng có chức năng cung cấp các cổng nối mạng cho các máy tính và về cấu tạo bên ngoài nó cũng tương tự như Hub. Tuy nhiên về nguyên lý hoạt động hai thiết bị này có những điểm khác nhau cơ bản. 

5.Sự khác nhau cơ bản giữa Hub và Switch về nguyên lí hoạt động:

Hub cung cấp cho mỗi PC một đường kết nối riêng thông qua các cổng của mình và làm chúng ta lầm tưởng đây là một mô hình mạng hình sao thực thụ. Tuy nhiên cái hình sao này chỉ mang tính chất vật lý, tức là cái vẻ bề ngoài. Thực chất bên trong Hub, các cổng của nó đều được nối vào một đường truyền tín hiệu chung còn gọi là đường trục (Bus).

Do vậy, khi máy tính 1 gởi dữ liệu đến máy in thì dữ liệu này cũng được gởi đến tất cả các máy tính khác. Tuy nhiên chỉ có máy in tiêp nhận và xử lý dữ liệu này, vì địa chỉ của nó trùng với địa chỉ mà máy tính 1 muốn gởi đến.

Tại một thời điểm, chỉ có một máy tính được trưyền tín hiệu trên bus chung. Các máy tính khác đợi và “lắng nghe” - chỉ khi nào bus hết bận thì chúng mới được truyền. Khi đó, nếu đồng thời có hai máy tính cùng truyền dữ liệu thì sẽ xảy ra tình trạng xung đột (collision) trên đường truyền.

Hạn chế của Hub là dễ xảy ra xung đột làm giảm hiệu suất hoạt động của mạng.

Để khắc phục các hạn chế của Hub thì Switch được thiết kế để tín hiệu được gởi đến một cổng xác định dựa vào bảng địa chỉ đã được thiết lập trước bên trong Switch, thay vì phải gởi tín hiệu đến tất cả các cổng như Hub đã làm. Do vậy cùng một thời điểm, khi máy tính 1 gởi dữ liệu in đến máy in thì máy tính 4 và máy tính 5 vẫn có thể truyền thông với nhau.

Cơ chế chuyển mạch này hạn chế tối đa tình trạng đụng độ và làm tăng hiệu suất của mạng.

6.Các loai Hub và Switch

Passive Hub - Hub thụ động:

Là Hub chỉ làm chức năng kết nối các trạm làm việc trong mạng chứ không "tác động thêm" gì vào dữ liệu được truyền qua nó.

Active Hub - Hub tích cực:

Là Hub có khả năng tái tạo (regenerate) các tín hiệu dữ liệu nhằm khiến cho chúng "khỏe hơn" và tránh bị "suy hao" hay "rớt" trên đường truyền. Vì khả năng này nên đôi khi người ta còn gọi Active Hub là "Multiport Repeater" (Bộ lặp tín hiệu có nhiều cổng).

Intelligent Hub - Hub thông minh:

Là các Hub hỗ trợ nhiều tính năng cộng thêm giúp theo dõi, giám sát và thiết lập cấu hình cho Hub. Thông thường ta có thể sử dụng máy tính để xác lập cấu hình cho các Hub thông minh thông qua cổng truyền thông dành riêng.

Modular Hub:

Hub được thiết kế theo dạng từng khối đơn thể (gọi là các module hay các card mở rộng): Kiến trúc này cho phép mở rộng, thêm / bớt dung lượng cổng của Hub, thêm / bớt các card chức năng (functional module) một cách dễ dàng. 

Switch - Bộ chuyển mạch:

Là một thiết bị Cơ khí hoặc điện tử được dùng để chuyển dòng các tín hiệu điện hoặc tín hiệu quang từ một điểm này qua điểm kia.

LAN Switch - Bộ chuyển mạch mạng cục bộ:

Là thiết bị mạng có nhiều cổng làm chức năng kết nối các trạm làm việc (workstation) trong một mạng LAN lại với nhau theo cấu hình hình sao (Star configuration) bằng cách chuyển mạch (Switching). LAN Switch còn được gọi là Switch Level 2 do LAN Switch nằm ở lớp thứ 2 trong mô hình mạng OSI gồm 7 lớp (tôi sẽ trình bày ở phần sau).

LAN Switch có chức năng tương tự như LAN Hub nhưng có tốc độ truyền tổng thể cao hơn nhiều bởi vì Switch là một thiết bị truyền dẫn tín hiệu mạng hữu hướng (connection-oriented network device), nó cho phép thiết lập các kênh truyền riêng giữa các cặp trạm làm việc với nhau. Ví dụ: Switch 8-port (8-cổng) tốc độ 100Mbps cho phép tạo 4 đường truyền độc lập, mỗi đường có tốc độ đầy đủ là 100 Mbps. Nghĩa là nếu 8 máy tính "bắt thành 4 cặp" để truyền dữ liệu với nhau thì tốc độ đường truyền thực sự giữa mỗi cặp có thể đạt tới 100Mbps. Còn Hub là một thiết bị truyền dẫn tín hiệu mạng vô hướng (connectionless network device), nó cho phép các trạm làm việc (với số lượng tối đa phụ thuộc vào số cổng) "chia sẻ" chung một đường truyền dữ liệu.