Nguyên lý hoạt động của Switch?

Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của switch, tính năng ưu việt và cách chọn switch phù hợp cho doanh nghiệp từ nhỏ đến lớn.

Nguyên lý hoạt động của Switch – Bí quyết mạng LAN ổn định và bảo mật – Nguồn switch hiếm – Vì sao lại đặc biệt?

Bạn có bao giờ băn khoăn tại sao một số switch trên thị trường lại “hiếm” và khó mua? Không phải mọi switch đều giống nhau. Những sản phẩm chất lượng cao tích hợp nhiều tính năng thông minh giúp mạng của bạn hoạt động mượt mà, giảm downtime và tăng tốc độ truyền dữ liệu. Switch chính hãng thường hỗ trợ quản lý VLAN, PoE, QoS, và stacking – những tính năng quan trọng để giữ cho mạng LAN ổn định, an toàn và dễ mở rộng. Khi bạn sở hữu được một switch hiếm, mạng của bạn vận hành như một dàn nhạc được điều khiển bởi nhạc trưởng chuyên nghiệp.

khái niệm switch trong hệ thống mạng

Vấn đề kết nối mạng và lợi ích từ switch

Mình hiểu cảm giác của bạn: mạng chậm, thiết bị kết nối không ổn định, nhân viên liên tục phàn nàn… Đúng là “đau đầu” thật! Switch chính là “người trung gian” thông minh giải quyết vấn đề này. Với nguyên lý hoạt động thông minh, switch định tuyến dữ liệu đến đúng thiết bị, giảm xung đột mạng, tối ưu băng thông. Khi chọn đúng loại switch, bạn sẽ nhận thấy ngay: mạng nhanh, ổn định, mở rộng dễ dàng và giảm downtime.

lợi ích khi triển khai switch đúng chuẩn

Nguyên lý hoạt động của switch trong mạng LAN

Switch hoạt động ở tầng 2 của mô hình OSI, dựa trên địa chỉ MAC để định tuyến dữ liệu. Khi một thiết bị gửi dữ liệu, switch sẽ đọc địa chỉ MAC và học cách kết nối từng thiết bị trong mạng. Nhờ đó, dữ liệu chỉ đi đúng hướng, không phát tán ra toàn mạng, giúp tăng hiệu suất và bảo mật.

• Forwarding (Chuyển tiếp dữ liệu): Switch chỉ gửi gói tin đến cổng có thiết bị đích.
• Learning (Học địa chỉ MAC): Switch ghi nhớ các địa chỉ MAC để định tuyến chính xác.
• Filtering (Lọc dữ liệu): Chặn các gói tin không thuộc mạng, giảm xung đột và tăng bảo mật.

cách hoạt động của switch trong mạng LAN

Phân loại switch và ưu điểm

1. Unmanaged switch

• Không cần cấu hình, plug-and-play.
• Phù hợp doanh nghiệp nhỏ hoặc văn phòng chi nhánh.
• Lợi ích: giá rẻ, dễ triển khai.

2. Managed switch

• Cho phép cấu hình VLAN, QoS, PoE, SNMP, Stacking.
• Phù hợp doanh nghiệp vừa và lớn.
• Lợi ích: quản lý mạng tập trung, tối ưu lưu lượng, bảo mật cao.

3. PoE switch

• Cung cấp nguồn cho thiết bị như camera, WiFi, VoIP.
• Lợi ích: tiết kiệm chi phí lắp đặt nguồn điện rời.

ưu điểm khi dùng switch quản lý (Managed Switch)
tại sao nên chọn switch PoE cho camera và WiFi

Bảng so sánh switch SMB và Enterprise

giải pháp tối ưu mạng nội bộ bằng switch chất lượng
hướng dẫn chọn switch phù hợp theo số lượng thiết bị

Tính năng nâng cao giúp switch trở thành trung tâm mạng

• VLAN: phân chia mạng logic, ngăn chặn xung đột.
• QoS: ưu tiên ứng dụng quan trọng như VoIP, video conferencing.
• Port Mirroring: giám sát lưu lượng để phát hiện sự cố.
• Stacking: nhiều switch hoạt động như một thiết bị quản lý duy nhất.
• Security features: chống loop, DHCP snooping, access control list (ACL).

Switch không chỉ đơn thuần là thiết bị truyền dữ liệu, mà còn là trái tim của kiến trúc mạng, giúp doanh nghiệp vận hành hiệu quả.

switch đóng vai trò trung tâm trong kiến trúc mạng
chức năng quan trọng của switch doanh nghiệp

Giải thích nguyên lý hoạt động làm việc của một Switch LAN?

• Các loại switch mạng LAN là một thiết bị tập trung được kết nối với nhiều PC / nút.
• Đây là thiết bị lớp 2 và đọc các khung dữ liệu không giống như hub.
• Nó là thông minh yên tĩnh để hiểu địa chỉ mac của PC / nút và lưu trữ vào một kho lưu trữ được gọi là bảng CAM hoặc mac-adress-table.
• Nó có khả năng làm một unicast không giống như trung tâm.
• Mỗi cổng chuyển đổi được tạo thành từ một phần cứng đặc biệt được gọi là ASIC (Mạch tích hợp ứng dụng cụ thể), phần cứng nhúng tích hợp có khả năng chuyển đổi hàng triệu gói mỗi giây với nhiều tính năng hơn bao gồm cả đệm dữ liệu.
• Nó có thể kết nối với nhiều phân đoạn LAN để giảm kích thước của một phát sóng và tăng số lượng miền va chạm.
• Nó có khả năng kiểm tra khung dữ liệu cho các lỗi trước khi chuyển sang địa chỉ mac đích.
• Nhiều tính năng khác có thể được cấu hình trên switch để mở rộng hiệu suất của một mạng LAN với nhiều lợi ích của lớp 2 (bao gồm VTP, STP, RSTP, PVST, v.v.)

nguyên lý hoạt động của Switch

Nguyên tắc làm việc của các loại switch mạng

Bước 1: PC-A gửi gói tin đến PC-D thông qua kênh của nó được kết nối với một switch.

Bước 2: Chuyển đổi nhận dữ liệu dưới dạng khung dữ liệu, kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac nguồn của khung dữ liệu và lưu địa chỉ mac trong bảng địa chỉ mac cùng với số cổng đến.

Bước 3: Chuyển đổi kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac đích của khung và kiểm tra bảng mac-adress để xem có mục nhập của địa chỉ mac này hay không.

Bước 4: Nếu mục nhập địa chỉ mac đích được liệt kê trong bảng mac, thì công tắc sẽ tìm cổng đi tương ứng và unicast khung đó đến cổng cụ thể đó.

Bước 5: Nếu mục nhập địa chỉ mac đích không được liệt kê trong bảng mac, thì công tắc sẽ làm ngập / phát dữ liệu khung đến tất cả các cổng được kết nối khác.

Bước 6: PC-B, PC-C và PC-D nhận khung dưới dạng gói và so sánh địa chỉ IP của chúng với địa chỉ IP đích trong gói.

Bước 7: PC-B và PC-C sẽ từ chối gói tin vì địa chỉ IP của chúng không khớp với địa chỉ IP đích trong gói. Nhưng IP của PC-D khớp với địa chỉ IP đích trong gói.

Bước 8: PC-D trả lời người gửi (PC-A) với một gói xác nhận thông qua switch.

Bước 9: Chuyển đổi nhận khung xác nhận từ PC-D trên cổng 4, kiểm tra địa chỉ mac trong trường mac nguồn của khung dữ liệu và lưu địa chỉ mac trong bảng địa chỉ mac cùng với số cổng đến.

Bước 10: Chuyển đổi kiểm tra địa chỉ mac đích từ khung và nhìn vào bảng địa chỉ mac để xác minh mục nhập địa chỉ mac từ đó, công tắc đã học và lưu trữ địa chỉ mac của PC-A, công tắc bây giờ unicasts xác nhận gói cho PC-A.

Bước 11: Khi switch đã học được địa chỉ mac của tất cả các PC / node trong mạng, nó luôn luôn unicasts các frame đến các node được kết nối trong mạng.

Chức năng hoạt động của Ethernet Switch

Mạng tồn tại để di chuyển dữ liệu giữa các máy tính. Để thực hiện nhiệm vụ đó, phần mềm mạng sẽ tổ chức dữ liệu được chuyển vào các khung Ethernet. Khung đi qua mạng Ethernet và trường dữ liệu của khung được sử dụng để chuyển dữ liệu giữa các máy tính. Các khung là không có gì hơn các chuỗi thông tin tùy ý có định dạng được định nghĩa trong một tiêu chuẩn.

Định dạng cho khung Ethernet bao gồm địa chỉ đích lúc đầu, chứa địa chỉ của thiết bị mà khung được gửi đi. Tiếp theo là một địa chỉ nguồn, chứa địa chỉ của thiết bị gửi khung. Các địa chỉ được theo sau bởi nhiều trường khác, bao gồm trường dữ liệu mang dữ liệu được gửi giữa các máy tính.

Khung được định nghĩa ở lớp 2 hoặc lớp liên kết dữ liệu, của mô hình mạng bảy lớp kết nối hệ thống mở (OSI) . Mô hình bảy lớp được phát triển để sắp xếp các loại thông tin được gửi giữa các máy tính. Nó được sử dụng để xác định cách thông tin đó sẽ được gửi và cấu trúc phát triển các tiêu chuẩn để chuyển thông tin.

Vì các switch mạng Ethernet hoạt động trên các khung mạng cục bộ tại lớp liên kết dữ liệu, đôi khi bạn sẽ nghe chúng được gọi là các thiết bị lớp liên kết, cũng như các thiết bị switch layer 2 hoặc các thiết bị chuyển mạch lớp 2.

Hướng dẫn chọn switch và mua hàng uy tín

Bạn đang băn khoăn mua switch ở đâu chính hãng, giá tốt, hỗ trợ bảo hành đầy đủ? Đây là các bước gợi ý:

1. Xác định số lượng người dùng và thiết bị kết nối.
2. Xác định môi trường: văn phòng nhỏ, chi nhánh, hoặc mạng doanh nghiệp lớn.
3. Chọn loại switch: Unmanaged cho SMB, Managed cho Enterprise.
4. Chọn nhà cung cấp uy tín để đảm bảo bảo hành và cập nhật firmware.

Đừng ngần ngại hỏi kinh nghiệm từ chuyên gia mạng, chia sẻ loại switch phù hợp cho từng mô hình doanh nghiệp, hay yêu cầu PoE cho camera, WiFi hay VoIP.

hướng dẫn chọn switch phù hợp theo số lượng thiết bị
giải pháp tối ưu mạng nội bộ bằng switch chất lượng

Câu hỏi thường gặp độc đáo

• Switch có thể thay thế router được không?
• Managed switch có thực sự cần thiết cho doanh nghiệp nhỏ?
• Có nên chọn switch PoE cho toàn bộ văn phòng không?
• Switch nào phù hợp cho mạng vừa mở rộng vừa bảo mật cao?
• Bao lâu nên nâng cấp switch để tránh nghẽn mạng?

Tham khảo các bài viết hữu ích:

Nên mua Switch Cisco 2960 nào tốt nhất?

Top 5 sản phẩm Switch Cisco 2960 24 ports được bán chạy nhất

Có nên chọn Switch Cisco 2960-L?

Bạn lựa chọn Switch layer 2 hay Switch layer 3 Cisco

Core switch làm gì? Sự khác biệt với access switch là gì?

Switch là gì? chức năng của switch là gì? ưu điểm ích lợi khi chọn switch

Router là gì? Bộ định tuyến router hoạt động như thế nào?