Sự khác nhau của HUB, SWITCH và ROUTER


     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.

     Bây giờ chúng ta 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 – 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 – 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.

Theo tạp chí InfoWorld

Xem tiếp
Người đăng: Unknown on Thứ Sáu, 21 tháng 3, 2014
0 nhận xét
categories: | edit post

Tổng quan về các thiết bị mạng cơ bản

Trong bất kỳ trường hợp nào, để hệ thống mạng làm việc trơn tru, hiệu quả và khả năng kết nối tới những hệ thống mạng khác đòi hỏi phải sử dụng những thiết bị mạng chuyên dụng. Những thiết bị mạng này rất đa dạng và phong phú về chủng loại nhưng đều dựa trên những thiết bị cơ bản là Repeater, Hub, Switch, Router và Gateway.

Bài viết này sẽ giúp bạn đọc có được một những hiểu biết cơ bản về các thiết bị mạng kể trên:

REPEATER

Trong một mạng LAN, giới hạn của cáp mạng là 100m (cho loại cáp mạng CAT 5 UTP – là cáp được dùng phổ biến nhất), bởi tín hiệu bị suy hao trên đường truyền nên không thể đi xa hơn. Vì vậy, để có thể kết nối các thiết bị ở xa hơn, mạng cần các thiết bị để khuếch đại và định thời lại tín hiệu, giúp tín hiệu có thể truyền dẫn đi xa hơn giới hạn này.
Repeater là một thiết bị ở lớp 1 (Physical Layer) trong mô hình OSI. Repeater có vai trò khuếch đại tín hiệu vật lý ở đầu vào và cung cấp năng lượng cho tín hiệu ở đầu ra để có thể đến được những chặng đường tiếp theo trong mạng. Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua sợi quang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater.


HUB
 Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng. Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn nhiều hơn. Trong phần lớn các trường hợp, Hub được sử dụng trong các mạng 10BASE-T hay 100BASE-T. Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hub đóng vai trò là trung tâm của mạng. Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổng và sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác.
Hub có 2 loại là Active Hub và Smart Hub. Active Hub là loại Hub được dùng phổ biến, cần được cấp nguồn khi hoạt động, được sử dụng để khuếch đại tín hiệu đến và cho tín hiệu ra những cổng còn lại, đảm bảo mức tín hiệu cần thiết. Smart Hub (Intelligent Hub) có chức năng tương tự như Active Hub, nhưng có tích hợp thêm chip có khả năng tự động dò lỗi - rất hữu ích trong trường hợp dò tìm và phát hiện lỗi trong mạng.

BRIDGE

 Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer). Bridge được sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn duy nhất. Bridge được sử dụng phổ biến để làm cầu nối giữa hai mạng Ethernet. Bridge quan sát các gói tin (packet) trên mọi mạng. Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới một máy tính trên mạng khác, Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích.
Ưu điểm của Bridge là hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có thể gửi các thông tin với nhau đơn giản mà không cần biết có sự "can thiệp" của Bridge. Một Bridge có thể xử lý được nhiều lưu thông trên mạng như Novell, Banyan... cũng như là địa chỉ IP cùng một lúc. Nhược điểm của Bridge là chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng Bridge cho những mạng hoạt động nhanh sẽ khó khăn nếu chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý

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).

 
ROUTER

 Router là thiết bị mạng lớp 3 của mô hình OSI (Network Layer). Router kết nối hai hay nhiều mạng IP với nhau. Các máy tính trên mạng phải "nhận thức" được sự tham gia của một router, nhưng đối với các mạng IP thì một trong những quy tắc của IP là mọi máy tính kết nối mạng đều có thể giao tiếp được với router.
Ưu điểm của Router: Về mặt vật lý, Router có thể kết nối với các loại mạng khác lại với nhau, từ những Ethernet cục bộ tốc độ cao cho đến đường dây điện thoại đường dài có tốc độ chậm.
Nhược điểm của Router: Router chậm hơn Bridge vì chúng đòi hỏi nhiều tính toán hơn để tìm ra cách dẫn đường cho các gói tin, đặc biệt khi các mạng kết nối với nhau không cùng tốc độ. Một mạng hoạt động nhanh có thể phát các gói tin nhanh hơn nhiều so với một mạng chậm và có thể gây ra sự nghẽn mạng. Do đó, Router có thể yêu cầu máy tính gửi các gói tin đến chậm hơn. Một vấn đề khác là các Router có đặc điểm chuyên biệt theo giao thức - tức là, cách một máy tính kết nối mạng giao tiếp với một router IP thì sẽ khác biệt với cách nó giao tiếp với một router Novell hay DECnet. Hiện nay vấn đề này được giải quyết bởi một mạng biết đường dẫn của mọi loại mạng được biết đến. Tất cả các router thương mại đều có thể xử lý nhiều loại giao thức, thường với chi phí phụ thêm cho mỗi giao thức

GATEWAY

 Gateway cho phép nối ghép hai loại giao thức với nhau. Ví dụ: mạng của bạn sử dụng giao thức IP và mạng của ai đó sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA... hoặc một giao thức nào đó thì Gateway sẽ chuyển đổi từ loại giao thức này sang loại khác.
Qua Gateway, các máy tính trong các mạng sử dụng các giao thức khác nhau có thể dễ dàng "nói chuyện" được với nhau. Gateway không chỉ phân biệt các giao thức mà còn còn có thể phân biệt ứng dụng như cách bạn chuyển thư điện tử từ mạng này sang mạng khác, chuyển đổi một phiên làm việc từ xa...

Xem tiếp
Người đăng: Unknown on Thứ Năm, 20 tháng 3, 2014
0 nhận xét
categories: | edit post

Chia mạng con (subnet) theo phương pháp VLSM

 Chia mạng con VLSM: Variable length subnet mask.

Đây là một cách chia mạng con (subnet) tối ưu hơn FLSM, nó dựa trên nhu cầu số Host IP của mỗi đường mạng (subnet) mà ta chia. Do đó sẽ tiết kiệm tối đa được IP thừa trên mỗi subnet. Lưu ý subnet mask (phần /xx) của mỗi đường nhé.
Bài viết này mình không giải thích nhiều về các khái niệm liên quan đến subnet nữa mà chỉ làm một ví dụ chia subnet cụ thể dựa trên VLSM. Các bạn nên đọc bài FLSM để có khái niệm kĩ hơn.
Công thức: 
+ Số subnet được tạo ra: 2m (m: số bit mượn của phần Host ID) (Chú ý: đáng lẽ công thức này phải là 2m – 2 vì phải loại trừ đi 2 mạng đầu tiên – subnet zero và mạng cuối cùng – subnet broadcast, nhưng với các dòng Router hiện nay của Cisco đã hỗ trợ lệnh Router(config)# ip subnet-zero do đó ta vẫn có thể sử dụng 2 mạng đó mà không phải loại trừ bỏ đi)
+ Số host / subnet: 2n– 2 (n: số bit còn lại của phần Host ID sau khi bị mượn m bit)
+ Subnet Mask mới = Subnet Mask cũ + m (là số bit vừa bị mượn)
+ Địa chỉ khả dụng là các địa chỉ IP có thể gán cho mỗi host, thiết bị.
Bài toán:
Một ngày nào đó, sếp thuê được một đường mạng 192.168.1.0/24 từ một ISP (Viettel, Vinaphone, FPT…) và Sếp bảo:
“Từ địa chỉ này cậu hãy chia ra 4 đường mạng con (Subnet) trong đó:
+ Đường thứ nhất dùng 50 PC (subnet 1)
+ Đường thứ 2, 3 dùng cho 10 PC (subnet 2)
+ Đường còn lại dùng 2 PC (subnet 3)
Nhớ tiết kiệm đó!“
Nếu bạn thực hiện chia theo FMSL đã nói ở bài trước thì 3 đường mạng sẽ có số IP dùng cho Host bằng nhau như vậy thì quá phí. Với việc chia những subnet mà có số Host chênh lệch thế này thì bạn hãy nghĩ ngay tới phương pháp VLSM. Chúng ta bắt đầu nhé.
Bước 1: Công việc đầu tiên là bạn xác định xem thứ tự sắp xếp từ lớn đến bé trong những đường mạng cần chia, đường mạng nào có số IP host là nhiều nhất. Ở đây là 50.

Bước 2: Theo công thức 2m >= X (với X là số host cần chia, m là số bit cần làm Host ID). Ở đây 2m >=X=50 Suy ra m=6.
Subnet mask lúc này là 11111111.11111111.11111111.11000000 (255.255.255.192/26).
Do ta chỉ dùng 6 bit là Host ID nên thừa 2 bit sẽ dùng làm đường mạng.
Với 2 bit ta sẽ có 4 đường mạng, cách tính đường mạng hãy xem bài FLSM nhé.
- 192.168.1.0/26
- 192.168.1.64/26
- 192.168.1.128/26
- 192.168.1.192/26
Vậy ta dùng đường mạng 192.168.1.0/26 cho 50 PC.
Bước 3: Nếu ta lấy đường 192.168.1.64/26 cho 10 PC thì quá phí nên từ đường này ta quyết định chia nhỏ ra nữa.
Cách làm tương tự 2^x >= 10 suy ra x = 4. Ta cần 4 bit phần Host ID và dư 4 bit làm đường mạng nên có Subnet mask là 11111111.11111111.11111111.11110000 (255.255.255.240/28). Các đường mạng thu được.
- 192.168.1.64/28
- 192.168.1.80/28
- 192.168.1.96/28
- 192.168.1.112/28
- 192.168.1.128/28 do trùng với đường mạng lớn phía sau 192.168.1.128/26 nên bỏ và dừng lại.
Vậy ta sẽ dùng 192.168.1.64/28, 192.168.1.80/28 cho hai đường 10 PC. Ta lại còn lại 2 đường vừa chia không sử dụng mà nhu cầu của ta chỉ cần 1 đường mạng 2 PC nữa thui. Chọn 1 trong 2 đường tiếp tục chia nhỏ, s sẽ chọn 192.168.1.96/28
Với 2 PC ta cần 2 bit làm Host ID và dư 6 bit làm Network ID. Lúc này Subnet mask là 11111111.11111111.11111111.11111100 (255.255.255.252/30). Thực ra 2 PC chỉ cần 1 bit nhưng tối thiểu Host ID là 2 bit nên chọn 2 (Xem lại bài chia mạng con). Ta lại được các đường mạng sau
- 192.168.1.96/30
- 192.168.1.100/30
- 192.168.1.104/30
- 192.168.1.108/30 STOP!! Vì đường tiếp theo sẽ trùng.
Ta chọn 192.168.1.96/30 cho đường 2 PC vậy là ta đã chia subnet xong. Bây giờ bạn có thể yên tâm với các yêu cầu chi Subnet của xếp rồi nhé!

Xem tiếp
Người đăng: Unknown on Chủ Nhật, 16 tháng 3, 2014
0 nhận xét
categories: | edit post

Giao thức ARP - Nguyên tắc hoạt động của ARP

Mỗi một thiết bị mạng đều có 1 địa chỉ vật lý - MAC (Medium Access Control address) và địa chỉ đó là duy nhất. Các thiết bị trong cùng một mạng thường được dùng địa chỉ MAC để liên lạc với nhau tại tầng Data-link của mô hình OSI.
Trên thực tế, card mạng (NIC) chỉ có thể kết nối với nhau theo địa chỉ MAC. địa chỉ cố định và duy nhất của phần cứng. Do vậy ta phải có 1 cơ chế để chuyển đổi các dạng địa chỉ này để có thể liên lạc được với nhau. Từ đó ta có giao thức phân giải địa chỉ - Address Resolution Protocol (ARP).
Nguyên tắc hoạt động của giao thức phân giải địa chỉ ARP
- Trong một mạng LAN
Khi một thiết bị A muốn tìm hiểu, học 1 địa chỉ MAC của một thiết bị B nào đó mà nó đã biết địa chỉ ở tầng Network (IP,IPX...) thì nó sẽ gửi 1 ARP Request (Bao gồm: Địa chỉ MAC của A và địa chỉ IP của B) lên toàn bộ miền Broadcast.
Khi gửi thông điệp ARP theo dạng Broadcast thì tất cả các thiết bị trong mạng LAN đều nhận được và chúng sẽ so sánh địa chỉ IP trong ARP Request này với địa chỉ của tầng Network của nó khi đó:

  • Nếu không trùng địa chỉ IP thì nó sẽ tự động Drop ARP Reques đó.
  • Nếu trùng địa chỉ IP thì thiết bị đó phải gửi ngược lại cho thiết bị A môt gói tin có chưa địa chỉ MAC của mình. Sau khi máy A nhận được địa chỉ MAC của B rồi thì nó mới bắt đầu chuyển các Pakets (Gói tin) sang cho thiết bị B. và hoàn tất quá trình.
 - Trong hệ thống mạng LAN
Trong hoạt động của ARP trong một một trường phức tạp hơn đó là 2 hệ thống mạng LAN gắn với nhau thông qua 1 router C.
   
Ta sẽ có các nguyên tắc sau:
  • Do Broadcast không thể truyền qua 1 Router nên khi đó máy A sẽ xem C như là một cầu nối để truyền dữ liệu.
  • Máy A sẽ biết địa chỉ của router C - Ở đây địa chỉ của C chính là Gateway
  • Router C sẽ có 1 bảng định tuyến - Routing - Table
Quá trình truyền dữ liệu sẽ theo những bước như sau:
  •  Máy A sẽ truyền một ARP Request theo dạng Broadcast để tìm địa chỉ MAC của Port X
  • Router C nhận được và cung cấp lại cho A một địa chỉ MAC của port X.
  • Máy A truyền Packet đến port X của router C
  • Router C nhận được packet. Trong Packet này chứa địa chỉ IP của máy B.
  • Router C sẽ gửi ARP Request theo dạng Broadcast trong mạng của máy B để tìm địa chỉ MAC của B.
  • Máy B nhận được và trả lời lại cho router biết địa chỉ MAC của mình.
  • Sau khi nhận được địa chỉ MAC của máy B thì router sẽ gửi Packet đến máy B.
Như vậy quá trình truyền dữ liệu đã kết thúc.

Xem tiếp
Người đăng: Unknown on
0 nhận xét
categories: | edit post
Được tạo bởi Blogger.