Cầu nối
Cầu nối (bridge) là loại thiết bị mạng LAN với 2 cổng có khả năng chuyển tiếp frame dữ liệu từ cổng này sang cổng kia căn cứ vào địa chỉ MAC của thiết bị đầu cuối gửi và nhận.
Về hình thức bridge rất giống với repeater nhưng cách thức làm việc khác biệt.
Hoạt động
Khi nhận được tín hiệu từ một cổng, bridge không chuyển tiếp tín hiệu từ cổng này sang cổng khác ngay lập tức. Thay vào đó, bridge chuyển đổi tín hiệu thành frame dữ liệu. Dựa theo địa chỉ MAC chứa trong frame, bridge sẽ quyết định có chuyển tiếp frame sang cổng còn lại hay không. Khi chuyển tiếp sang cổng kia, frame sẽ được chuyển trở lại thành tín hiệu và truyền đi.
* Quá trình chuyển đổi tín hiệu thành frame (và frame thành tín hiệu) diễn ra giống như trên card mạng.
Để thực hiện được điều này, trong bridge có một bảng chứa các địa chỉ MAC của các thiết bị và cổng tương ứng mà thiết bị đó kết nối vào. Khi hoạt động bridge so sánh địa chỉ MAC của máy gửi và máy nhận với bảng địa chỉ. Nếu hai thiết bị nguồn và đích nằm ở cùng một phía thì sẽ không chuyển tiếp frame sang cổng kia. Nếu hai thiết bị nguồn và đích ở hai phía khác nhau thì sẽ chuyển tiếp frame đi.
Cách vận hành của bridge
Bảng địa chỉ này được bridge tự động học khi phân tích các frame chạy qua nó. 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 sung bảng địa chỉ.
Phân loại
Phụ thuộc vào hai mạng kết nối vào 2 cổng, có hai loại Bridge:
- Bridge giao vận dùng để nối hai mạng cục bộ cùng một công nghệ. Bridge giao vận không có khả năng thay đổi cấu trúc các frame mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận frame.
- Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có công nghệ khác nhau do nó có khả năng chuyển một frame thuộc mạng này sang frame thuộc mạng kia trước khi chuyển qua.
Ứng dụng
Thiết bị bridge hiện nay gần như không còn được sử dụng trong thực tế. Vai trò của bridge trong mạng LAN được bộ chuyển mạch (switch) đảm nhiệm. Một số thiết bị mạng có chức năng và hoạt động như bridge nhưng không phải là một thiết bị bridge riêng như mô tả ở phần này.
Bộ chuyển mạch
Bộ chuyển mạch (switch) là loại thiết bị mạng LAN với nhiều cổng cho phép kết nối với nhiều thiết bị khác và làm nhiệm vụ chuyển tiếp frame dữ liệu giữa các thiết bị khác kết nối với nó.
Switch cho phép mở rộng mạng máy tính theo cách cho phép nhiều thiết bị kết nối để tạo thành một mạng LAN lớn.
* Có thể hình dung switch giống như một dạng kết hợp giữa khả năng kết nối nhiều thiết bị của hub với khả năng chuyển tiếp frame của bridge. Hoặc cũng có thể hình dung switch là một bridge với nhiều cổng RJ45.
Kết nối switch trong mạng LAN
Mỗi switch bao gồm nhiều cổng RJ45. Các switch giá rẻ dùng trong gia đình thường có 5 đến 8 cổng. Các switch chuyên dụng trong mạng doanh nghiệp thường có 12, 24 hoặc 48 cổng.
Switch nhiều cổng của HP
Mỗi cổng switch có thể kết nối bằng cáp xoắn tới một thiết bị khác. Switch có thể kết nối với thiết bị đầu cuối, với router, với hub, với switch khác. Để kết nối switch với thiết bị đầu cuối, router và hub cần dùng cáp thẳng. Để kết nối các switch với nhau cần dùng cáp chéo.
Như vậy, các thiết bị đầu cuối và các switch có thể kết nối với nhau để tạo thành một mạng LAN lớn.
Kết nối máy tính với switch và kết nối switch với nhau
Khi có nhiều switch, chúng thường được gắn vào tủ thiết bị (gọi là rack) để bảo vệ và cố định các switch.
Switch thường gắn vào tủ rack
Hoạt động của switch
Switch chuyển tiếp frame dữ liệu mà nó nhận được từ một cổng tới một trong số các cổng còn lại căn cứ vào địa chỉ MAC của thiết bị gửi và nhận lưu trong frame.
Các bước trong hoạt động của switch như sau:
- Khi nhận được tín hiệu đến từ một cổng, switch chuyển đổi tín hiệu thành frame dữ liệu. Quá trình chuyển đổi này tương tự như trên card mạng hoặc ở bridge.
- Switch tách địa chỉ MAC nguồn và đích từ frame và so sánh với bảng thông tin (gọi là bảng chuyển mạch) để xem thiết bị đích gắn với cổng nào. Bảng chuyển mạch chứa danh sách địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối với switch và số cổng tương ứng của thiết bị đó. Bảng chuyển mạch được switch tự động học thông qua các gói tin trao đổi trên mạng.
- Khi xác định được cổng đích, switch chuyển tiếp frame sang cổng đó và chuyển lại thành tín hiệu để truyền đi.
Trong quá trình chuyển tiếp frame, switch có thể sử dụng một trong hai nguyên tắc:
- Lưu và chuyển tiếp (Store and Forward): switch chờ nhận đủ frame thì mới chuyển tiếp; nếu chưa nhận đủ thì lưu lại cho đến khi đủ; nếu frame lỗi thì không phát. Cách này an toàn hơn với dữ liệu nhưng có độ trễ lớn.
- Cut-Though: switch bắt đầu chuyển tiếp frame ngay sau khi nhận ra địa chỉ MAC mà không cần chờ cho đủ frame dữ liệu. Cách này có độ trễ nhỏ nhưng có thể để lọt các frame lỗi.
Như vậy, switch cho phép tách biệt giao thông trên từng phần của mạng, qua đó giúp tăng hiệu suất của mạng. Tín hiệu từ máy tính đi tới switch chỉ được chuyển tiếp tới thiết bị đích chứ không lan truyền trên toàn bộ mạng, do đó khả năng xung đột tín hiệu ít xảy ra hơn ngay cả khi có nhiều thiết bị đầu cuối cùng kết nối với switch.
Ứng dụng
Switch là thiết bị mạng LAN phổ biến nhất hiện nay. Nó được sử dụng trong mọi mạng LAN, từ gia đình đến doanh nghiệp.
Trong gia đình thường dùng các loại switch giá rẻ với 3 đến 8 cổng. Các loại switch này không chịu được lưu lượng mạng lớn và không cần bảo dưỡng đặc biệt.
Trong doanh nghiệp sử dụng những loại switch chuyên dùng với 12, 24 hoặc 48 cổng với giá thành rất cao. Các thiết bị này thường yêu cầu thêm tủ rack với quạt thông gió cùng các kỹ năng cấu hình.
+ Nếu bạn thấy site hữu ích, trước khi rời đi hãy giúp đỡ site bằng một hành động nhỏ để site có thể phát triển và phục vụ bạn tốt hơn.
+ Nếu bạn thấy bài viết hữu ích, hãy giúp chia sẻ tới mọi người.
+ Nếu có thắc mắc hoặc cần trao đổi thêm, mời bạn viết trong phần thảo luận cuối trang.
Cảm ơn bạn!
