Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI. Repeater dùng để nối 2 mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một nghi thức và một cấu hình. Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng.
Hình 6.1: Mô hình liên kết mạng của Repeater.
Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng.
Hình 6.2: Hoạt động của bộ tiếp sức trong mô hình OSI
Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang.
Repeater điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia. Khi một mạng sử dụng Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ của tín hiệu. Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2.8 km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater.
Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại. Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng.
Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiện đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông (như hai mạng Ethernet hay hai mạng Token ring) nhưng không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau (như một mạng Ethernet và một mạng Token ring). Thêm nữa Repeater không làm thay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng. Khi lưa chọn sử dụng Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc độ của mạng.
6.2. BRIDGE (CẦU NỐI)
Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không.
Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo.
Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi và nhận và dựa trên bảng địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ xung bảng địa chỉ.
Hình 6.3: Hoạt động của Bridge
Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu không có thì Bridge tự động bổ xung bảng địa chỉ (cơ chế đó được gọi là tự học của cầu nối).
Khi đọc địa chỉ nơi nhận Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không chuyển gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới chuyển sang phía bên kia. Ở đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi.
Hình 6.4: Hoạt động của Bridge trong mô hình OSI
Để đánh giá một Bridge người ta đưa ra hai khái niệm : Lọc và chuyển vận. Quá trình xử lý mỗi gói tin được gọi là quá trình lọc trong đó tốc độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge. Tốc độ chuyển vận được thể hiện số gói tin/giây trong đó thể hiện khả năng của Bridge chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác.
Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi.
Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua
Ví dụ : Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet và một mạng Token ring. Khi đó Cầu nối thực hiện như một nút token ring trên mạng Token ring và một nút Enthernet trên mạng Ethernet. Cầu nối có thể chuyền một gói tin theo chuẩn đang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuẩn đang sử dụng trên mạng Token ring.
Tuy nhiên chú ý ở đây cầu nối không thể chia một gói tin ra làm nhiều gói tin cho nên phải hạn chế kích thước tối đa các gói tin phù hợp với cả hai mạng. Ví dụ như kích thước tối đa của gói tin trên mạng Ethernet là 1500 bytes và trên mạng Token ring là 6000 bytes do vậy nếu một trạm trên mạng token ring gửi một gói tin cho trạm trên mạng Ethernet với kích thước lớn hơn 1500 bytes thì khi qua cầu nối số lượng byte dư sẽ bị chặt bỏ.
Hình 6.5: Ví dụ về Bridge biên dịch
Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau :
Mở rộng mạng hiện tại khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridge sau khi sử lý gói tin đã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức.
Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge, khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ tùng phần mạng sẽ không được phép qua phần mạng khác.
Để nối các mạng có giao thức khác nhau.
Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển. Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của nhửng địa chỉ xác định. Ví dụ : cho phép gói tin của máy A, B qua Bridge 1, gói tin của máy C, D qua Bridge 2.
Hình 6.6 : Liên kết mạng với 2 Bridge
Một số Bridge được chế tạo thành một bộ riêng biệt, chỉ cần nối dây và bật. Các Bridge khác chế tạo như card chuyên dùng cắïm vào máy tính, khi đó trên máy tính sẽ sử dụng phần mềm Bridge. Việc kết hợp phần mềm với phần cứng cho phép uyển chuyển hơn trong hoạt động của Bridge.
6.3. ROUTER (BỘ TÌM ĐƯỜNG)
Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích.
Hình 6.7: Hoạt động của Router.
Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọi gói tin trên đường truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi. Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router (Trong gói tin đó phải chứa các thông tin khác về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp.
Khi xử lý một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin qua mạng. Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉ đường (Router table). Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trong liên mạng, Router tính được bảng chỉ đường (Router table) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước.
Người ta phân chia Router thành hai loại là Router có phụ thuộc giao thức (The protocol dependent routers) và Router không phụ thuộc vào giao thức (The protocol independent router) dựa vào phương thức xử lý các gói tin khi qua Router.
Router có phụ thuộc giao thức: Chỉ thực hiện việc tìm đường và truyền gói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phương cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thông.
Router không phụ thuộc vào giao thức: có thể liên kết các mạng dùng giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đôiø gói tin của giao thức này sang gói tin của giao thức kia, Router cũng ù chấp nhận kích thức các gói tin khác nhau (Router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước truyền trên mạng).
Hình 6.8: Hoạt động của Router trong mô hình OSI
Để ngăn chặn việc mất mát số liệu Router còn nhận biết được đường nào có thể chuyển vận và ngừng chuyển vận khi đường bị tắc.
Các lý do sử dụng Router :
Router có các phần mềm lọc ưu việt hơn là Bridge do các gói tin muốn đi qua Router cần phải gửi trực tiếp đến nó nên giảm được số lượng gói tin qua nó. Router thường được sử dụng trong khi nối các mạng thông qua các đường dây thuê bao đắt tiền do nó không truyền dư lên đường truyền.
Router có thể dùng trong một liên mạng có nhiều vùng, mỗi vùng có giao thức riêng biệt.
Router có thể xác định được đường đi an toàn và tốt nhất trong mạng nên độ an toàn của thông tin được đảm bảo hơn.
Trong một mạng phức hợp khi các gói tin luân chuyển các đường có thể gây nên tình trạng tắc nghẽn của mạng thì các Router có thể được cài đặt các phương thức nhằm tránh được tắc nghẽn.
Hình 6.9: Ví dụ về bảng chỉ đường (Routing table) của Router.
Các phương thức hoạt động của Router
Đó là phương thức mà một Router có thể nối với các Router khác để qua đó chia sẻ thông tin về mạng hiện co. Các chương trình chạy trên Router luôn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thông tin với các Router khác.
Phương thức véc tơ khoảng cách : mỗi Router luôn luôn truyền đi thông tin về bảng chỉ đường của mình trên mạng, thông qua đó các Router khác sẽ cập nhật lên bảng chỉ đường của mình.
Phương thức trạng thái tĩnh : Router chỉ truyền các thông báo khi có phát hiện có sự thay đổi trong mạng vàchỉ khi đó các Routerkhác ù cập nhật lại bảng chỉ đường, thông tin truyền đi khi đó thường là thông tin về đường truyền.
Một số giao thức hoạt động chính của Router
RIP(Routing Information Protocol) được phát triển bởi Xerox Network system và sử dụng SPX/IPX và TCP/IP. RIP hoạt động theo phương thức véc tơ khoảng cách.
NLSP (Netware Link Service Protocol) được phát triển bởi Novell dùng để thay thế RIP hoạt động theo phương thức véctơ khoảng cách, mổi Router được biết cấu trúc của mạng và việc truyền các bảng chỉ đường giảm đi..
OSPF (Open Shortest Path First) là một phần của TCP/IP với phương thức trạng thái tĩnh, trong đó có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thông…
OSPF-IS (Open System Interconnection Intermediate System to Intermediate System) là một phần của TCP/IP với phương thức trạng thái tĩnh, trong đó có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thông…
6.4. GATEWAY (CỔNG NỐI)
Gateway dùng để kết nối các mạng không thuần nhất chẳng hạn như các mạng cục bộ và các mạng máy tính lớn (Mainframe), do các mạng hoàn toàn không thuần nhất nên việc chuyển đổi thực hiện trên cả 7 tầng của hệ thống mở OSI. Thường được sử dụng nối các mạng LAN vào máy tính lớn. Gateway có các giao thức xác định trước thường là nhiều giao thức, một Gateway đa giao thức thường được chế tạo như các Card có chứa các bộ xử lý riêng và cài đặt trên các máy tính hoặc thiết bị chuyên biệt.
Hình 6.10: Hoạt động của Gateway trong mô hình OSI
Hoạt động của Gateway thông thường phức tạp hơn là Router nên thông suất của nó thường chậm hơn và thường không dùng nối mạng LAN -LAN.
6.5. HUB (BỘ TẬP TRUNG)
Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao.
Người ta phân biệt các Hub thành 3 loại như sau sau :
Hub bị động (Passive Hub) : Hub bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. Khoảng cách giữa một máy tính và Hub không thể lớn hơn một nửa khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính trên mạng (ví dụ khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính của mạng là 200m thì khoảng cách tối đa giữa một máy tính và hub là 100m). Các mạng ARCnet thường dùng Hub bị động.
Hub chủ động (Active Hub) : Hub chủ động có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng. Qúa trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của Hub chủ động cao hơn nhiều so với Hub bị động. Các mạng Token ring có xu hướng dùng Hub chủ động.
Hub thông minh (Intelligent Hub): cũng là Hub chủ động nhưng có thêm các chức năng mới so với loại trước, nó có thể có bộ vi xử lý của mình và bộ nhớ mà qua đó nó không chỉ cho phép điều khiển hoạt động thông qua các chương trình quản trị mạng mà nó có thể hoạt động như bộ tìm đường hay một cầu nối. Nó có thể cho phép tìm đường cho gói tin rất nhanh trên các cổng của nó, thay vì phát lại gói tin trên mọi cổng thì nó có thể chuyển mạch để phát trên một cổng có thể nối tới trạm đích.
--------------------------
Những cái tên như Switch, Router hay Hub chắc chắn sẽ không còn xa lạ với những ai có chút kiến thức về công nghệ. Đây là những thiết bị mạng cần thiết để chúng ta có thể kết nối đường truyền Internet tới các máy tính trong gia đình, văn phòng,... Và từng thiết bị đó đều có những đặc điểm riêng biệt khác nhau, đóng những vai trò khác nhau trong việc truyền tín hiệu Internet. Trong bài viết dưới đây, Quản trị mạng sẽ mang tới bạn đọc những khái niệm cơ bản nhất về 5 thiết bị mạng phổ biến nhất, gồm Repeater, Hub, Switch, Router và Gateway.
1. Repeater là gì?
Với những nơi có không gian rộng lớn, tín hiệu đường truyền giữa các máy thính thường sẽ giảm đi. Những máy tính nào ở xa nguồn phát tín hiệu sẽ yếu hơn so với những thiết bị ở gần. Vì thế, bạn cần đến những thiết bị có khả năng khuếch đại tín hiệu, để từ đó có thể truyền tín hiệu đi xa hơn nhưng khỏe hơn.
Repeater là thiết bị ở lớp 1 (Physic Layer) trong mô hình OSI. Khi chúng ta sử dụng Repeater, tín hiệu vật lý ở đầu vào sẽ được khuếch đại, từ đó cung cấp tín hiệu ổn định và mạnh hơn cho đầu ra, để có thể đến được những vị trí xa hơn. Nếu bạn muốn đảm bảo tốc độ đường truyền với những khu vực văn phòng làm việc lớn, hay sử dụng trong điện tín, truyền thông tin qua sợi quang,... thì bạn nên chọn Repeater.
2. Khái niệm về Hub:
Hub sở hữu nhiều cổng từ 4 lên tới 24 cổng, và được coi như là một Repeater nhiều cổng. Khi thông tin được truyền tín hiệu vào một cổng của Hub, các cổng khác cũng sẽ nhận được thông tin ngay lập tức.
Hiện nay có 2 loại Hub phổ biến là Active Hub và Smart Hub:
Active Hub: loại Hub này thường được dùng phổ biến hơn rất nhiều, cần được cấp nguồn khi hoạt động. Active Hub dùng để khuếch đại tín hiện đến và chia ra những cổng còn lại để đảm bảo tốc độ tín hiệu cần thiết khi sử dụng.
Smart Hub: hay còn gọi là Intelligent Hub cũng có chức năng làm việc tương tự như Active Hub, nhưng được tích hợp thêm chip có khả năng tự động dò lỗi trên mạng.
3. Thiết bị mạng Bridge là gì?
Nếu Repeater là lớp thứ nhất trong mô hình OSI thì Bridge là lớp thứ 2 trong mô hình này (Data Link Layer). Công cụ này được dùng để kết nối giữa hai mạng để tạo thành một mạng lớn, chẳng hạn cầu nối giữa hai mạng Ethernet.
Khi có một máy tính này truyền tín hiệu tới một máy khác với hai mạng hoàn toàn khác nhau, thì Bridge sẽ sao chép lại gói tin và gửi nó tới mạng đích.
Như vậy, dù các máy tính thuộc mạng khác nhau vẫn có thể truyền tín hiệu cho nhau mà không cần biết đến sự xuất hiện của Bridge, do nó hoạt động trong suốt. Một Bridge có thể xử lý được nhiều lưu thông trên mạng cũng như địa chỉ IP cùng một lúc. Tuy nhiên, Bridge chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng cho những mạng tốc độ cao sẽ khó hơn nếu chúng nằm cách xa nhau.
4. Switch là gì?
Switch được coi như một Bridge nhiều cổng. Tuy nhiên, Bridge chỉ có 2 cổng làm việc để liên kết thì Switch lại có khả năng kết nối được nhiều hơn tùy thuộc vào số cổng có trên Switch. Công cụ này có 2 chức năng chính là chuyển các khung dữ liệu từ nguồn đến đích, xây dựng các bảng Switch.
Tốc độ hoạt động của Swtich cao hơn rất nhiều so với Repeater, khả năng hoạt động cũng tích cực hơn do cung cấp nhiều chức năng hơn như tạo mạng LAN ảo (VLAN).
5. Router là gì?
Router được xếp ở lớp thứ 3 của mô hình OSI (Network Layer), có nhiệm vụ kết nối hai hoặc nhiều mạng IP với nhau.
Router kết nối các loại mạng khác nhau, từ những Ethernet cục bộ tốc độ cao cho đến đường dây điện thoại đường dài có tốc độ chậm. Nhưng khả năng làm việc của Router chậm hơn Bridge, do cần phải tính toán để tìm ra đường đi cho các gói tín hiệu, đặc biệt khi kết nối với các mạng không cùng tốc độ thì lại càng phải cần làm việc nhiều hơn.
6. Thiết bị Gateway là gì?
Gateway kết nối hai mạng có giao thức khác nhau, như mạng dùng giao thức IP với mạng sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA... Với những máy tính trong các mạng sử dụng các giao thức khác nhau có thể dễ dàng kết nối được với nhau.
Gateway có khả năng phân biệt các giao thức, ứng dụng khi chuyển thư điện tử từ mạng này sang mạng khác, chuyển đổi một phiên làm việc từ xa.
Ngày nay, hầu hết các router đều là thiết bị kết hợp nhiều chức năng, và thậm chí nó còn đảm nhận cả chức năng của switch và hub. Đôi khi router, switch và hub được kết hợp trong cùng một thiết bị, và đối với những ai mới làm quen với mạng thì rất dễ nhầm lẫn giữa chức năng của các thiết bị này.
Nào chúng ta hãy bắt đầu với hub và switch bởi cả hai thiết bị này đều có những vai trò tương tự trên mạng. Mỗi thiết bị dều đóng vai trò kết nối trung tâm cho tất cả các thiết bị mạng, và xử lý một dạng dữ liệu được gọi là "frame" (khung). Mỗi khung đều mang theo dữ liệu. Khi khung được tiếp nhận, nó sẽ được khuyếch đại và truyền tới cổng của PC đích. Sự khác biệt lớn nhất giữa hai thiết bị này là phương pháp phân phối các khung dữ liệu.
Với hub, một khung dữ liệu được truyền đi hoặc được phát tới tất cả các cổng của thiết bị mà không phân biệt các cổng với nhau. Việc chuyển khung dữ liệu tới tất cả các cổng của hub để chắc rằng dữ liệu sẽ được chuyển tới đích cần đến. Tuy nhiên, khả năng này lại tiêu tốn rất nhiều lưu lượng mạng và có thể khiến cho mạng bị chậm đi (đối với các mạng công suất kém).
Ngoài ra, một hub 10/100Mbps phải chia sẻ băng thông với tất cả các cổng của nó. Do vậy khi chỉ có một PC phát đi dữ liệu (broadcast) thì hub vẫn sử dụng băng thông tối đa của mình. Tuy nhiên, nếu nhiều PC cùng phát đi dữ liệu, thì vẫn một lượng băng thông này được sử dụng, và sẽ phải chia nhỏ ra khiến hiệu suất giảm đi.
Trong khi đó, switch lưu lại bản ghi nhớ địa chỉ MAC của tất cả các thiết bị mà nó kết nối tới. Với thông tin này, switch có thể xác định hệ thống nào đang chờ ở cổng nào. Khi nhận được khung dữ liệu, switch sẽ biết đích xác cổng nào cần gửi tới, giúp tăng tối đa thời gian phản ứng của mạng. Và không giống như hub, một switch 10/100Mbps sẽ phân phối đầy đủ tỉ lệ 10/100Mbps cho mỗi cổng thiết bị. Do vậy với switch, không quan tâm số lượng PC phát dữ liệu là bao nhiêu, người dùng vẫn luôn nhận được băng thông tối đa. Đó là lý do tại sao switch được coi là lựa chọn tốt hơn so với hub.
Còn router thì khác hoàn toàn so với hai thiết bị trên. Trong khi hub hoặc switch liên quan tới việc truyền khung dữ liệu thì chức năng chính của router là định tuyến các gói tin trên mạng cho tới khi chúng đến đích cuối cùng. Một trong những đặc tính năng quan trọng của một gói tin là nó không chỉ chứa dữ liệu mà còn chứa địa chỉ đích đến.
Router thường được kết nối với ít nhất hai mạng, thông thường là hai mạng LAN hoặc WAN, hoặc một LAN và mạng của ISP nào đó. Router được đặt tại gateway, nơi kết nối hai hoặc nhiều mạng khác nhau. Nhờ sử dụng các tiêu đề (header) và bảng chuyển tiếp (forwarding table), router có thể quyết định nên sử dụng đường đi nào là tốt nhất để chuyển tiếp các gói tin. Router sử dụng giao thức ICMP để giao tiếp với các router khác và giúp cấu hình tuyến tốt nhất giữa bất cứ hai host nào.
Ngày nay, có rất nhiều các dịch vụ được gắn với các router băng rộng. Thông thường, một router bao gồm 4-8 cổng Ethernet switch (hoặc hub) và một bộ chuyển đổi địa chỉ mạng - NAT (Network Address Translator). Ngoài ra, router thường gồm một máy chủ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), máy chủ proxy DNS (Domain Name Service), và phần cứng tường lửa để bảo vệ mạng LAN trước các xâm nhập trái phép từ mạng Internet.
Tất cả các router đều có cổng WAN để kết nối với đường DSL hoặc modem cáp &endash; dành cho dịch vụ Internet băng rộng, và switch tích hợp để tạo mạng LAN được dễ dàng hơn. Tính năng này cho phép tất cả các PC trong mạng LAN có thể truy cập Internet và sử dụng các dịch vụ chia sẻ file và máy in.
Một số router chỉ có một cổng WAN và một cổng LAN, được thiết kế cho việc kết nối một hub/switch LAN hiện hành với mạng WAN. Các switch và hub Ethernet có thể kết nối với một router để mở rộng mạng LAN. Tuỳ thuộc vào khả năng (nhiều cổng) của mỗi router, switch hoặc hub, mà kết nối giữa các router, switche/hub có thể cần tới cáp nối thẳng hoặc nối vòng. Một số router thậm chí có cả cổng USB và nhiều điểm truy cập không dây tích hợp.
Một số router cao cấp hoặc dành cho doanh nghiệp còn được tích hợp cổng serial &endash; giúp kết nối với modem quay số ngoài, rất hữu ích trong trường hợp dự phòng đường kết nối băng rộng chính trục trặc, và tích hợp máy chủ máy in mạng LAN và cổng máy in.
Ngoài tính năng bảo vệ được NAT cung cấp, rất nhiều router còn có phần cứng tường lửa tích hợp sẵn, có thể cấu hình theo yêu cầu của người dùng. Tường lửa này có thể cấu hình từ mức đơn giản tới phức tạp. Ngoài những khả năng thường thấy trên các router hiện đại, tường lửa còn cho phép cấu hình cổng TCP/UDP dành cho game, dịch vụ chat, và nhiều tính năng khác.
Và như vậy, có thể nói một cách ngắn gọn là: hub được gắn cùng với một thành phần mạng Ethernet; switch có thể kết nối hiệu quả nhiều thành phần Ethernet với nhau; và router có thể đảm nhận tất cả các chức năng này, cộng thêm việc định tuyến các gói TCP/IP giữa các mạng LAN hoặc WAN, và tất nhiên còn nhiều chức năng khác nữa.
------------
Ngày nay, hầu hết các router đều là thiết bị kết hợp nhiều chức năng, và thậm chí nó còn đảm nhận cả chức năng của switch và hub. Đôi khi router, switch và hub được kết hợp trong cùng một thiết bị, và đối với những ai mới làm quen với mạng thì rất dễ nhầm lẫn giữa chức năng của các thiết bị này.
Nào chúng ta hãy bắt đầu với hub và switch bởi cả hai thiết bị này đều có những vai trò tương tự trên mạng. Mỗi thiết bị dều đóng vai trò kết nối trung tâm cho tất cả các thiết bị mạng, và xử lý một dạng dữ liệu được gọi là "frame" (khung). Mỗi khung đều mang theo dữ liệu. Khi khung được tiếp nhận, nó sẽ được khuyếch đại và truyền tới cổng của PC đích. Sự khác biệt lớn nhất giữa hai thiết bị này là phương pháp phân phối các khung dữ liệu
.
Với hub, một khung dữ liệu được truyền đi hoặc được phát tới tất cả các cổng của thiết bị mà không phân biệt các cổng với nhau. Việc chuyển khung dữ liệu tới tất cả các cổng của hub để chắc rằng dữ liệu sẽ được chuyển tới đích cần đến. Tuy nhiên, khả năng này lại tiêu tốn rất nhiều lưu lượng mạng và có thể khiến cho mạng bị chậm đi (đối với các mạng công suất kém).
Ngoài ra, một hub 10/100Mbps phải chia sẻ băng thông với tất cả các cổng của nó. Do vậy khi chỉ có một PC phát đi dữ liệu (broadcast) thì hub vẫn sử dụng băng thông tối đa của mình. Tuy nhiên, nếu nhiều PC cùng phát đi dữ liệu, thì vẫn một lượng băng thông này được sử dụng, và sẽ phải chia nhỏ ra khiến hiệu suất giảm đi.
Trong khi đó, switch lưu lại bản ghi nhớ địa chỉ MAC của tất cả các thiết bị mà nó kết nối tới. Với thông tin này, switch có thể xác định hệ thống nào đang chờ ở cổng nào. Khi nhận được khung dữ liệu, switch sẽ biết đích xác cổng nào cần gửi tới, giúp tăng tối đa thời gian phản ứng của mạng. Và không giống như hub, một switch 10/100Mbps sẽ phân phối đầy đủ tỉ lệ 10/100Mbps cho mỗi cổng thiết bị. Do vậy với switch, không quan tâm số lượng PC phát dữ liệu là bao nhiêu, người dùng vẫn luôn nhận được băng thông tối đa. Đó là lý do tại sao switch được coi là lựa chọn tốt hơn so với hub.
Còn router thì khác hoàn toàn so với hai thiết bị trên. Trong khi hub hoặc switch liên quan tới việc truyền khung dữ liệu thì chức năng chính của router là định tuyến các gói tin trên mạng cho tới khi chúng đến đích cuối cùng. Một trong những đặc tính năng quan trọng của một gói tin là nó không chỉ chứa dữ liệu mà còn chứa địa chỉ đích đến.
Router thường được kết nối với ít nhất hai mạng, thông thường là hai mạng LAN hoặc WAN, hoặc một LAN và mạng của ISP nào đó. Router được đặt tại gateway, nơi kết nối hai hoặc nhiều mạng khác nhau. Nhờ sử dụng các tiêu đề (header) và bảng chuyển tiếp (forwarding table), router có thể quyết định nên sử dụng đường đi nào là tốt nhất để chuyển tiếp các gói tin. Router sử dụng giao thức ICMP để giao tiếp với các router khác và giúp cấu hình tuyến tốt nhất giữa bất cứ hai host nào.
Ngày nay, có rất nhiều các dịch vụ được gắn với các router băng rộng. Thông thường, một router bao gồm 4-8 cổng Ethernet switch (hoặc hub) và một bộ chuyển đổi địa chỉ mạng - NAT (Network Address Translator). Ngoài ra, router thường gồm một máy chủ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), máy chủ proxy DNS (Domain Name Service), và phần cứng tường lửa để bảo vệ mạng LAN trước các xâm nhập trái phép từ mạng Internet.
Tất cả các router đều có cổng WAN để kết nối với đường DSL hoặc modem cáp &endash; dành cho dịch vụ Internet băng rộng, và switch tích hợp để tạo mạng LAN được dễ dàng hơn. Tính năng này cho phép tất cả các PC trong mạng LAN có thể truy cập Internet và sử dụng các dịch vụ chia sẻ file và máy in.
Một số router chỉ có một cổng WAN và một cổng LAN, được thiết kế cho việc kết nối một hub/switch LAN hiện hành với mạng WAN. Các switch và hub Ethernet có thể kết nối với một router để mở rộng mạng LAN. Tuỳ thuộc vào khả năng (nhiều cổng) của mỗi router, switch hoặc hub, mà kết nối giữa các router, switche/hub có thể cần tới cáp nối thẳng hoặc nối vòng. Một số router thậm chí có cả cổng USB và nhiều điểm truy cập không dây tích hợp.
Một số router cao cấp hoặc dành cho doanh nghiệp còn được tích hợp cổng serial &endash; giúp kết nối với modem quay số ngoài, rất hữu ích trong trường hợp dự phòng đường kết nối băng rộng chính trục trặc, và tích hợp máy chủ máy in mạng LAN và cổng máy in.
Ngoài tính năng bảo vệ được NAT cung cấp, rất nhiều router còn có phần cứng tường lửa tích hợp sẵn, có thể cấu hình theo yêu cầu của người dùng. Tường lửa này có thể cấu hình từ mức đơn giản tới phức tạp. Ngoài những khả năng thường thấy trên các router hiện đại, tường lửa còn cho phép cấu hình cổng TCP/UDP dành cho game, dịch vụ chat, và nhiều tính năng khác.
Và như vậy, có thể nói một cách ngắn gọn là: hub được gắn cùng với một thành phần mạng Ethernet; switch có thể kết nối hiệu quả nhiều thành phần Ethernet với nhau; và router có thể đảm nhận tất cả các chức năng này, cộng thêm việc định tuyến các gói TCP/IP giữa các mạng LAN hoặc WAN, và tất nhiên còn nhiều chức năng khác nữa.
--------------
Có bao giờ bạn tự hỏi, modem và router khác nhau như thế nào và những thiết bị kết hợp 2-trong-1 sẽ có chức năng ra sao? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.
Thực tế, hẳn bạn đã từng nghe qua hai loại thiết bị mạng phổ biến hiện nay là modem và router. Thậm chí bạn cũng đã "mục sở thị" chúng ngay ở chính nhà mình mỗi khi bị rớt mạng hay Wi-Fi chập chờn. Tuy vậy, bạn có thực sự hiểu rõ và tên gọi và chức năng của những thiết bị này?
Router là gì? Chức năng ra sao?
Theo Howtogeeks, router còn gọi là thiết bị định tuyến hoặc bộ định tuyến, là một thiết bị mạng máy tính dùng để chuyển các gói dữ liệu qua một liên mạng và đến các đầu cuối, thông qua một tiến trình được gọi là định tuyến. Định tuyến xảy ra ở tầng thứ 3 trong mô hình OSI 7 tầng.
Một chiếc router nhãn hiệu Asus RT-AC3200
Nhưng để dễ hiểu, router chính là một thiết bị để chia sẻ Internet tới nhiều các thiết bị khác trong cùng lớp mạng. Một router điển hình hiện nay là bộ định tuyến không dây có phát sóng Wi-Fi (một số nơi gọi là access point hay AP). Hiện nay, các bộ định tuyến không dây thường được trang bị một hoặc nhiều ăng-ten, vài người quen gọi là "râu" cho phép họ có thể điều chỉnh được để cải thiện hướng sóng.
Thiết bị này cho phép tạo ra một mạng Wi-Fi sử dụng cho rất nhiều các thiết bị khác. Bên cạnh đó, các router thường có khá nhiều cổng Ethernet (còn gọi là cổng LAN) cho phép người dùng có thể kết nối được nhiều với các thiết bị khác thông qua cáp nối (mạng có dây hoặc hữu tuyến).
Router nhận dữ liệu Internet từ một modem và mỗi router sẽ có một địa chỉ IP công khai duy nhất trên Internet. Các máy chủ trên mạng Internet sẽ kết nối với router thông qua modem và thiết bị này có nhiệm vụ định tuyến lưu lượng truy cập đến các thiết bị khác trong mạng.
Mô hình router và modem trong một mạng nội bộ
Tuy nhiên chỉ với một router (không phải loại 2-trong-1), bạn khó có thể kết nối được với Internet. Bộ định tuyến sẽ chỉ có thể kết nối với Internet bằng cách nối cáp Ethernet chuyên biệt với một chiếc modem.
Modem là gì, chức năng ra sao?
Nếu ví router là đứa con thì modem chính là người mẹ. Nếu không có modem, router chỉ thực hiện được chức năng thiết lập mạng nội bộ chứ không thể kết nối ra Internet quốc tế.
Modem là thiết bị giao tiếp với mạng lưới của các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP). Thông qua hệ thống cáp nối đồng trục hoặc cáp quang từ các trạm cung cấp Internet nối đến nhà bạn, modem sẽ đóng vai trò chuyển hóa các gói dữ liệu do ISP cung cấp thành kết nối Internet cho router hoặc các thiết bị có liên kết mạng khác. Trong khi đó, modem DSL (dạng quay số) kết nối trực tiếp tới đường dây điện thoại.
SupraFAXModem 14400, một modem có tốc độ 14,4 Kb/s
Theo Wikipedia, modem (viết tắt từ modulator and demodulator) là một thiết bị chuyển đổi giữa các tín hiệu tương tự (analog) thành tín hiệu số (digital) và ngược lại. Các loại modem chủ yếu được dùng là modem cáp đồng trục, ADSL và cáp quang.
Modem dùng để khai thác dịch vụ Internet của các ISP cần phải đúng loại (DSL, đồng hoặc quang) mới có thể chạy với hạ tầng mà ISP cung cấp. Ngoài ra, trên modem còn kết nối Ethernet đầu ra cho phép truyền Internet (tín hiệu digital đã được giải mãi) tới bất kỳ một router hoặc máy tính đơn lẻ ở "phía sau".
Thiết bị kết hợp 2-trong-1 Modem và Router
Một số ISP có cung cấp một loại thiết bị 2-trong-1, kết hợp giữa modem và router. Nó thực hiện cả chức năng chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số cũng như định tuyến nội mạng. Tên đầy đủ của nó là modem router song tại Việt Nam, hầu hết mọi người đều gọi tắt (nhưng sai về ý nghĩa) là modem.
Modem router D-Link DSL-2890AL
Nếu đã có thể làm ra những chiếc modem router như vậy, tại sao các nhà sản xuất vẫn còn làm ra những chiếc modem hay router riêng rẽ để làm gì?
Đó là vì trước hết, mỗi loại modem thường chỉ dùng được với một cơ sở hạ tầng Internet duy nhất (hoặc DSL hoặc quang). Nếu bạn muốn chuyển đổi sang dùng cáp quang thì thường chiếc modem cũ (hoặc modem router cũ) sẽ không dùng được với đường truyền mới, buộc bạn phải sắm modem mới để sử dụng. Trong khi đó, chiếc router cũ vẫn có thể tái sử dụng lại và bạn chẳng cần phải cấu hình lại thông tin mạng trên smartphone hay máy tính để làm gì. Nói đơn giản, mạng Wi-Fi cũ của bạn vẫn vậy, mật khẩu vẫn vậy. Bạn chỉ cần cấu hình chiếc modem mới và cứ cắm vô là chạy (plug and play)!
Bên cạnh đó, đối với các công ty, doanh nghiệp, vì lý do bảo mật hoặc chia sẻ băng thông đường truyền, đôi khi họ cần lập ra nhiều mạng nội bộ riêng (có mạng dành riêng cho khách vãng lai truy cập, có mạng chỉ để nhân viên sử dụng, có mạng chỉ cho giám đốc...). Việc tách riêng router và modem rất có lợi trong trường hợp này. Ngoài ra nếu lượng thiết bị đầu cuối (laptop, smartphone, tablet ...) quá nhiều, thường một chiếc modem sẽ không đủ sức chịu tải và công việc đó sẽ phù hợp cho router/switch hơn. Thêm vào đó, với những công ty có văn phòng ở nhiều tầng hoặc diện tích phân bố rộng, việc có nhiều router không dây sẽ giúp "phủ sóng" đều hơn.
So sánh tốc độ các chuẩn Wi-Fi phổ biển hiện nay
Sau cùng là giá thành và chi phí nâng cấp. Vẫn có những chiếc modem router kết hợp tất cả các tính năng trên nhưng chi phí khá đắt. Và cũng không tiện lắm cho việc nâng cấp nếu bạn đã có chiếc modem router hỗ trợ Wi-Fi chuẩn 802.11n nhưng lại muốn có sóng đạt chuẩn 802.11ac. Việc mua thêm một chiếc router hỗ trợ chuẩn 802.11ac và gắn tiếp nối vào modem router có sẵn sẽ "kinh tế" hơn so với sắm hẳn chiếc modem router tốt hơn cái cũ.
Như vậy có thể tổng kết lại, để truy cập vào Internet tin tức, video... trước hết bạn cần có một modem. Router là lựa chọn tiếp theo nếu như muốn mở rộng phạm vi tiếp cận Internet cho nhiều thiết bị. Và cuối cùng, có sử dụng modem router kết hợp cả 2 tính năng hay không là tuỳ vào nhu cầu của bạn.
