Như bạn thấy, mạng nhóm Ethernet không dây và có dây cáp UTP thường được sắp xếp trong kiến trúc hình sao. Trung tâm ngôi sao dùng một thiết bị kết nối có nhiều cổng là hub hay switch.
Switch và Hub cho mạng Ethernet
Mặc dù hub và switch được dùng để nối kết mạng có thể có vài tính năng chung, sự khác biệt giữa chúng cùng đáng kể.
Tất cả Ethernet hub và switch có các tính năng sau:
- Nhiều đầu nối UTP RJ-45 (switch không dây cũng có các cổng dùng dây)
- Các đèn chuẩn đoán và hoạt động
- Bộ nguồn
Các hub và switch Ethernet được sản xuất theo hai hình thức: quản lý (Managed) và không được quản lý (mmanaged). Hub và switch quản lý được trực tiếp cấu hình, hiệu lực hay vô hiệu, hay bị điều khiển bởi người điều hành mạng. Chúng thường được dùng trong mạng liên hiệp công ty. Mạng nhóm làm việc hay mạng văn phòng gia đình dùng hub rẻ tiền hơn, chỉ kết nối các máy tính trên mạng bằng cách sử dụng các hệ thống kết nối với nó để cung cấp một giao diện quản lý cho các tính năng cấu hình của nó.
Các đèn tín hiệu ớ phía trước hub hay switch cho biết kết nối nào đang dùng bởi các máy tính; switch cũng cho biết liệu một kết nối song công có được dùng. Hub và switch đa tốc độ cùng chỉ ra tốc độ kết nối ở mỗi cổng. Hub hay switch phải có ít nhất một đầu nối UTP RJ-45 cho máy tính mà bạn muốn kết nối vào nó.
Hub hoạt động như thế nào
Một máy tính trên mạng Ethernet quảng bá (gửi) một yêu cầu về thông tin mạng hay các chương trình từ một máy tính cụ thể qua cáp đến hub, hub này quảng bá yêu cầu này đến tất cả máy tính kết nối vào nó. Khi máy tính đích nhận thông điệp này, nó gửi thông tin được yêu cầu trờ lại hub, hub lại quảng bá thông tin này đến tất cả máy tính, mặc dù chỉ một máy tính yêu cầu có tác động với thông tin này. Do đó, hub vận hành tương tự như bộ truyền và bộ nhận gửi một tín hiệu đến tất cả các đài nhưng chỉ một đài đặt đúng chỗ có thể nhận và gửi tín hiệu này. Switch, nhờ các tính năng được giải thích trong phần kế tiếp, đã thay thế hub trên các kệ cửa hàng bán lẻ.
Switch khác Hub như thế nào
Switch tương tự hub trong cá hình thức lẫn chức năng. Như với hub, kết nối các máy tính trên mạng Ethernet với nhau. Tuy nhiên, thay vì quảng bá dữ liệu đến tất ca máy tính trên mạng như hub, switch dùng một tính năng được gọi là lưu trữ địa chỉ (address storing), kiếm tra đích đến cho mỗi gói dữ liệu và gửi nó trực tiếp đến máy tính được dự liệu. Do đó, switch được so sánh với một tổng đài điện thoại, thực hiện các kết nối trực tiếp giữa người gọi và người nhận.
Do switch thiết lập một kết nối trực tiếp giữa máy tính gửi và nhận, nó cũng cung cấp băng thông đầy đủ của mạng cho mỗi cổng. Hub, ngược lại phải chia nhỏ băng thông mạng cho số kết nối hoạt động trên mạng, nghĩa là băng thông lên xuống tùy theo hoạt động mạng.
Cho thí dụ, giả sử bạn có nhóm mạng bốn máy tính dùng NIC 10/100 và hub Fast Ethernet. Tông băng thông của mạng là 100Mbps. Tuy nhiên nếu hai máy hoạt động, băng thông hữu hiệu cho mỗi trạm còn 50Mbps (100Mbps chia cho 2). Nếu tất cả bốn máy hoạt động, băng thông hữu hiệu chỉ còn 25Mbps (100Mbps chia cho 4)! Càng thêm nhiều người dùng, băng thông càng giảm.
Nếu thay thế hub này bằng switch, băng thông hữu hiệu cho mỗi trạm vẫn nguyên 100Mbps do switch không quảng bá dữ liệu đến tất cả trạm.
Phần lớn NIC 10/100 và switch Fast Ethernet hay 10/100 hỗ trợ song công (đồng thời gứi và nhận), cho băng thông thực tăng gấp đôi tốc độ 1 OOMbps định mức: 200Mbps. Bảng 1 tóm tắt các khác biệt giữa hai thiết bị.
Bảng 1: So sánh Ethernet Hub và Switch
| Tính năng | Hub | Switch |
| Băng thông | Được chia cho tổng số cổng được dùng | Được dành riêng cho mỗi công trong sử dụng |
| Truyền tải dữ liệu | Quảng bá đến tất cả máy tính được kết nối | Chỉ quảng bá đến máy tính nhận |
| Hỗ trợ song cổng | Một chiều | Song cổng khi được sử dụng với NIC song cổng |
Như bạn thấy, dùng switch thay vì hub gia tăng lớn tốc độ hữu hiệu của mạng, ngay cả khi các thành phần khác giữ nguyên.
Ghi chú:
Cả router không dây lẫn có dây (một router kết nối một mạng nội bộ đến một thiết bị có truy cập Internet, như là modem cáp hay DSL) thường kết hợp với switch song công 10/100 (.Fast Ethernet) hay 10/100/1000 (Gigabit Ethernet). Do đó, một router được dùng trong vị trí của switch.
Nếu hài lòng với tốc độ mạng sử dụng hub, bạn không cần thay chúng bằng switch. Tuy nhiên, một số mạng mới hơn sử dụng công nghệ cho phép truyền thoại sử dụng giao thức IP trên hạ tầng sẵn có của internet (VoIP), Xem nội dung đa phương tiện (multimedia content viewing) và những nhiều thứ khác đều đòi hỏi nhiều tốc độ hơn một hub có thể cung cấp.
Các tính năng bổ sung của Switch mà bạn có thể cần
Mặc dù hub và switch cũ hơn chỉ chạy một tốc độ và chỉ có vài đầu nối song nó cần nâng cấp lên thiết bị mới hơn, linh hoạt hơn. Phần lớn switch gần đây có các tính năng hữu dụng sau:
- Switch đa tốc độ (Multispeed switch) – Nếu thêm máy con Gigabit Ethernet (1000BASE-TX) hay Fast Ethernet (100BASE-TX) vào một mạng 10BASE-T, bạn cần switch đa tốc độ để kết nối các loại Ethernet khác nhau cùng nhau. Thậm chí nếu bạn đang xây mới một mạng Gigabit Ethernet hay Fast Ethernet, một switch đa tốc độ thì đôi khi hữu ích cho việc nhận một máy tính “khách” chỉ có một NIC tốc độ chậm hơn trên bo mạch chủ.
- Mặc dù hầu hết switch Gigabit Ethernet và Fast Ethernet trên thị trường ngày nay là các kiểu đa tốc độ 10/100/1000 hay 10/100, bạn có thể vẫn gặp cái chỉ có một tốc độ. Những cái một tốc độ này chỉ nên dùng trên mạng không bao giờ cần để hỗ trợ một kết nối chậm hơn.
- Access point không dây (Wireless access point) — Nhiều switch ngày nay có dựng sẵn access point hay bộ định tuyến không dây hỗ trợ 802.11 b/g, 802.11 a hay 802.11n (một số access point hỗ trợ 802.11b/g/n hay 802.11 b/a/g/n). Nếu bạn có kế hoạch thực thi một mạng không dây trong tương lai, bây giờ nên chọn switch có sẵn access point.
- Switch xếp chồng với một cổng truyền (Stackable switch with an uplink port)
Một hub hay switch xếp chồng là cái có thề kết nối với hub hay switch khác (và thường được xếp lên trên nó), cho phép thêm các máy tính vào hệ mạng mà không cần thay thế hub hay switch này mỗi lần hết cổng kết nối.
Phần lớn switch trên thị trường ngày nay đều có khả năng xếp chồng, nhưng một số kiểu cũ hơn có thể thiếu tính năng này. Bạn sử dụng tính năng này để đưa thêm các tính năng 10/100/1000 vào mạng 10BASE-T, kết nối một switch đa tốc độ vào cổng truyền trên switch 10BASE-T.
Lời khuyên:
- Để quyết định liệu có phải là switch (hay hub) xếp chồng, xem cổng truyền, cổng này giống như cổng UTP RJ-45 bình thường, nhưng kết nối dây khác hẳn, cho phép dùng một cáp UTP RJ-45 chân ra tiêu chuẩn để kết nối nó với switch khác. Không có cổng truyền này bạn phải dùng cáp chéo.
- Cổng “thêm” vượt yêu cầu hiện tại của bạn – Nếu đang kết nối bốn máy tính thành một mạng nhỏ, bạn cần một switch bốn cổng. Nhưng nếu mua một switch chỉ có bốn cổng và muốn thêm máy tính nữa vào mạng này, bạn phải thêm một switch nữa hay thay thế switch này bằng cái lớn hơn có nhiều cổng.
Chú ý:
Cổng truyền trên switch (hay hub) cũng được dùng để kết nối thiết bị đến bộ định tuyến hay thiết bị cong kết nối cung cấp kết nối Internet cho mạng. Trong trường hợp nhiều switch được sử dụng, chúng thường được kết nối trực tiếp đến bộ định tuyến hay cổng kết nối thay vì tách ra
Thông thường, switch (hay hub) có cổng truyền cho phép bạn dùng cổng này cho toàn bộ nhưng chỉ một cổng tiêu chuẩn switch (hay hub). Xem hình 17.19 cho một ví dụ về một switch có cổng truyền.
Cho thí dụ, một trong những cộng sự của tôi dùng một switch năm cổng của Linksys có bộ định tuyến (để truy cập Internet) và một cổng truyền. Nếu văn phòng anh ta mở rộng trên năm máy, anh ta có thể dùng cổng truyền này để thêm switch khác mở rộng mạng tăng những máy trạm mới, hoạt động cũng như mạng cũ, với truy cập Internet.
Nơi đặt Switch
Mặc dù mạng lớn có tủ đựng lắp đặt dây gần máy chủ, các LAN kích cỡ nhóm làm việc trong văn phòng nhỏ hay dạng công ty nhỏ (SOHO) chắc chắn không yêu cầu như thế. Tuy nhiên, vị trí của switch thì quan trọng, thậm chí nếu mạng LAN chỉ dựa trên kiến trúc Ethernet không dây. Switch Ethernet (và hub) cần nguồn cung cấp điện, liệu nó là bộ phận nhỏ có bộ nguồn “hình cục gạch” hay là bộ phận lớn có bộ nguồn bên trong và dây dẫn AC ba nhánh tiêu chuẩn.
Ngoài điện năng, cần đặt hub hay switch nơi mà dễ thấy các đèn tín hiệu của nó và nơi có thề tiếp xúc với các đầu nối RJ-45 của nó dễ dàng. Cả hai điều này rất quan trọng khi thêm một hay hai người dùng khác và khi cần thực hiện thiết lập ban đầu của switch này (đòi hỏi một kết nối có dây) hay cần sửa chữa kết nối không dây bị hòng. Trong nhiều văn phòng, hub hay switch được đặt tại góc bàn làm việc, cho người dùng thấy các sự cố mạng thể hiện qua hub hay switch.
Nếu hub hay switch này có tích hợp bộ định tuyến để sử dụng với thiết bị Internet băng thông rộng, như modem DSL hay modem cáp, bạn đặt nó gần modem cáp hay modem DSL hay ờ khoảng cách mà bố trí văn phòng hay công ty yêu cầu. Do modem cáp hay DSL thường kết nối đến máy tính bằng cáp Category 5/5e/6/7 của mạng Ethernet UTP, bạn chạy cáp này từ modem cáp hay modem DSL đến cổng WAN của bộ định tuyến/switch và kết nối tất cả máy tính đến cổng LAN trên bộ định tuyến/switch này.
Không kế giới hạn 328-ft. (100 mét) cho tất ca dạng của UTP Ethernet (I0BASE-T. 100BASE-TX và 1000BASE-TX), khoảng cách từ mỗi máy tính trên mạng và switch (hay hub) không quan trọng, vì vậy đặt switch (hay hub) bất kỳ chỗ nào bạn có thể cấp nguồn và tiếp cận dễ dàng.
Mặc dù mạng không dây thoải mái hơn về điều kiện đặt switch/access point, bạn cần nhớ khoảng cách yêu cầu (thường trong nhà 150 feet với 802.11 b/g) và bất kỳ bức tường hay thiết bị có quang phổ 2.4GHz cùng có thể gây nhiều tín hiệu.
Lời khuyên:
Quyết định nơi đặt hub hay switch trước khi mua dây UTP làm sẵn hay tự làm; nếu di chuyển hub hay switch này, một số dây sẽ không đúng chiều dài. Mặc dù cáp UTP quá dài được bó cuộn và buộc cẩn thận, nhiều cáp sẽ quá ngắn nên được thay thế. Mua đâu RJ-45 để làm sợi cáp dài thay cho sợi cáp ngắn, nhưng phải chắc chắn đầu nối này là Category 5 nếu bạn đang chạy Fast Ethernet; một số nhà sản xuất vẫn bán đầu nối Category 3 chỉ hỗ trợ 10Mbps.
