1.3. Chọn loại thiết bị, gói dịch vụ Internet
Việc lựa chọn thiết bị mạng phù hợp là yếu tố quyết định đến hiệu suất, độ ổn định và chi phí của hệ thống mạng. Mỗi loại thiết bị có chức năng, đặc điểm và ứng dụng riêng. Người thiết kế cần hiểu rõ để lựa chọn đúng thiết bị cho từng vị trí trong mạng.
1.3.1. Thiết bị mạng
1.3.1.1. Card mạng (NIC – Network Interface Card)
a. Khái niệm
Card mạng (NIC) là thiết bị phần cứng giúp máy tính kết nối với mạng. NIC có chức năng chuyển đổi dữ liệu từ máy tính sang tín hiệu truyền trên cáp mạng (hoặc sóng Wi-Fi) và ngược lại. Mỗi NIC có một địa chỉ MAC duy nhất (48 bit) do nhà sản xuất gán.
b. Phân loại
| Tiêu chí | Loại | Mô tả |
|---|---|---|
| Kết nối | Có dây (Ethernet) | Kết nối qua cáp UTP/STP. |
| Không dây (Wireless) | Kết nối qua sóng Wi-Fi. | |
| Giao tiếp | PCI | Khe cắm cũ, tốc độ chậm. |
| PCIe | Khe cắm phổ biến, tốc độ cao. | |
| USB | Tiện lợi cho laptop. | |
| Onboard | Tích hợp trên bo mạch chủ. | |
| Tốc độ | 10/100 Mbps | Ethernet/Fast Ethernet. |
| 1 Gbps | Gigabit Ethernet. | |
| 10 Gbps | 10 Gigabit Ethernet. |
1.3.1.1.1. Card mạng có dây (Ethernet)
Khái niệm: Là NIC kết nối máy tính với mạng thông qua cáp mạng (UTP/STP).
Đặc điểm:
Tốc độ cao, ổn định.
Độ trễ thấp.
Bảo mật tốt hơn so với không dây.
Các loại:
10/100 Mbps: Phổ biến cho máy tính văn phòng.
1 Gbps: Phổ biến hiện nay.
10 Gbps: Dùng cho máy chủ, trạm làm việc cao cấp.
Ứng dụng: Máy tính để bàn, máy chủ, máy in mạng.
Tiêu chí chọn:
Tốc độ phù hợp với Switch.
Giao tiếp PCIe (nếu máy để bàn) hoặc USB (nếu laptop).
Thương hiệu uy tín (Intel, TP-Link, D-Link).
1.3.1.1.2. Card mạng không dây (Wireless)
Khái niệm: Là NIC kết nối máy tính với mạng thông qua sóng Wi-Fi.
Đặc điểm:
Tiện lợi, không cần cáp.
Hỗ trợ thiết bị di động.
Tốc độ thấp hơn có dây, bị ảnh hưởng bởi vật cản.
Các chuẩn:
802.11n: Tốc độ tối đa 600 Mbps.
802.11ac: Tốc độ tối đa 1,3 Gbps.
802.11ax (Wi-Fi 6): Tốc độ tối đa 9,6 Gbps.
Ứng dụng: Laptop, điện thoại, tablet.
Tiêu chí chọn:
Chuẩn Wi-Fi phù hợp với AP.
Hỗ trợ băng tần 2.4 GHz và 5 GHz.
Ăng ten có độ lợi cao (nếu cần).
1.3.1.2. Bộ tập trung (Hub)
a. Khái niệm
Hub là thiết bị mạng hoạt động ở tầng vật lý (Layer 1), có chức năng khuếch đại tín hiệu và gửi dữ liệu đến tất cả các cổng. Hub không có khả năng học địa chỉ MAC, không phân biệt đích đến.
b. Đặc điểm
Tầng hoạt động: Layer 1.
Chế độ truyền: Half-duplex.
Băng thông: Chia sẻ cho tất cả các cổng.
Xung đột: Dễ xảy ra (Collision Domain).
Giá thành: Rẻ.
c. Ưu nhược điểm
| Ưu điểm | Nhược điểm |
|---|---|
| Giá rẻ | Chia sẻ băng thông |
| Dễ sử dụng | Dễ xung đột dữ liệu |
| Không cần cấu hình | Không bảo mật |
| Hiệu suất thấp |
d. Ứng dụng
Mạng nhỏ, mạng cũ.
Hiện nay hầu như không còn sử dụng, thay thế bằng Switch.
1.3.1.3. Bộ chuyển mạch (Switch)
a. Khái niệm
Switch là thiết bị mạng hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu (Layer 2), có khả năng học địa chỉ MAC và chuyển tiếp gói tin đến đúng cổng đích. Switch thông minh hơn Hub, giảm xung đột, tăng băng thông.
b. Phân loại
| Tiêu chí | Loại | Mô tả |
|---|---|---|
| Quản lý | Unmanaged | Không cấu hình, cắm là chạy. |
| Managed | Có cấu hình VLAN, QoS, bảo mật. | |
| Tầng | Layer 2 | Chuyển mạch dựa trên MAC. |
| Layer 3 | Hỗ trợ định tuyến. | |
| Số cổng | 5, 8, 16, 24, 48 | Tùy nhu cầu. |
| Tốc độ | 10/100, 1G, 10G | Tùy nhu cầu. |
1.3.1.3.1. Switch không quản lý (Unmanaged)
Khái niệm: Là Switch không có khả năng cấu hình, hoạt động tự động.
Đặc điểm:
Cắm là chạy, không cần cấu hình.
Giá rẻ.
Không hỗ trợ VLAN, QoS.
Ứng dụng: Mạng gia đình, văn phòng nhỏ.
Tiêu chí chọn:
Số cổng phù hợp.
Tốc độ 1 Gbps.
Thương hiệu uy tín.
1.3.1.3.2. Switch có quản lý (Managed)
Khái niệm: Là Switch có khả năng cấu hình thông qua CLI, Web, SNMP.
Đặc điểm:
Hỗ trợ VLAN, QoS, ACL, Port Security.
Quản lý từ xa.
Giá cao hơn.
Ứng dụng: Văn phòng, doanh nghiệp, trường học.
Tiêu chí chọn:
Số cổng, tốc độ.
Hỗ trợ VLAN, QoS.
Khả năng quản lý (CLI, Web).
1.3.1.3.3. Switch Layer 2, Layer 3
Switch Layer 2: Chuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC, không định tuyến.
Switch Layer 3: Hỗ trợ định tuyến giữa các VLAN, có chức năng như Router.
Ứng dụng:
Layer 2: Access Layer.
Layer 3: Distribution Layer, Core Layer.
1.3.1.4. Bộ định tuyến (Router)
a. Khái niệm
Router là thiết bị mạng hoạt động ở tầng mạng (Layer 3), có khả năng định tuyến giữa các mạng khác nhau, kết nối mạng LAN với Internet.
b. Chức năng
Định tuyến giữa các mạng.
NAT (Network Address Translation).
DHCP Server.
Firewall.
VPN.
c. Phân loại
| Tiêu chí | Loại | Mô tả |
|---|---|---|
| Kết nối | Có dây | Kết nối qua cáp. |
| Không dây | Tích hợp AP. | |
| Ứng dụng | Gia đình | Router nhỏ, giá rẻ. |
| Doanh nghiệp | Router mạnh, nhiều tính năng. | |
| ISP | Router lõi, hiệu năng cao. |
d. Tiêu chí chọn
Tốc độ WAN/LAN.
Số cổng LAN.
Tính năng bảo mật (Firewall, VPN).
Thương hiệu (Cisco, TP-Link, Mikrotik).
1.3.1.5. Access Point (AP)
a. Khái niệm
Access Point là thiết bị cho phép các thiết bị không dây kết nối vào mạng có dây. AP hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu (Layer 2).
b. Chức năng
Phát sóng Wi-Fi.
Kết nối thiết bị di động vào mạng LAN.
Hỗ trợ roaming, mesh.
c. Phân loại
| Tiêu chí | Loại | Mô tả |
|---|---|---|
| Quản lý | Độc lập | Cấu hình từng AP. |
| Controller | Quản lý tập trung. | |
| Chuẩn | 802.11n | Tốc độ 600 Mbps. |
| 802.11ac | Tốc độ 1,3 Gbps. | |
| 802.11ax | Tốc độ 9,6 Gbps. |
d. Tiêu chí chọn
Chuẩn Wi-Fi phù hợp.
Vùng phủ, số người dùng.
Bảo mật (WPA2, WPA3).
Hỗ trợ PoE.
1.3.1.6. Thiết bị bảo mật (Firewall)
a. Khái niệm
Firewall là thiết bị hoặc phần mềm có chức năng kiểm soát lưu lượng mạng ra vào, bảo vệ hệ thống khỏi các mối đe dọa.
b. Chức năng
Lọc gói tin dựa trên quy tắc.
Ngăn chặn truy cập trái phép.
Chống tấn công DoS/DDoS.
VPN.
c. Phân loại
| Tiêu chí | Loại | Mô tả |
|---|---|---|
| Hình thức | Phần cứng | Thiết bị chuyên dụng. |
| Phần mềm | Cài trên máy chủ. | |
| Tính năng | Packet Filtering | Lọc gói tin cơ bản. |
| Stateful Inspection | Theo dõi trạng thái kết nối. | |
| Next-Gen Firewall | Tích hợp IDS/IPS, Application Control. |
d. Tiêu chí chọn
Hiệu năng (Throughput).
Tính năng (VPN, IDS/IPS).
Số lượng kết nối đồng thời.
Thương hiệu (Cisco, Fortinet, Palo Alto).
1.3.1.7. Bộ cân bằng tải (Load Balancer)
a. Khái niệm
Load Balancer là thiết bị phân phối lưu lượng mạng đến nhiều máy chủ để tăng hiệu suất, khả năng chịu tải và tính sẵn sàng.
b. Chức năng
Phân phối lưu lượng.
Kiểm tra sức khỏe máy chủ.
Dự phòng khi máy chủ hỏng.
SSL Offloading.
c. Phân loại
| Tiêu chí | Loại | Mô tả |
|---|---|---|
| Tầng | Layer 4 | Cân bằng dựa trên IP, Port. |
| Layer 7 | Cân bằng dựa trên URL, Cookie. | |
| Hình thức | Phần cứng | Thiết bị chuyên dụng. |
| Phần mềm | Cài trên máy chủ. |
d. Tiêu chí chọn
Hiệu năng.
Thuật toán cân bằng.
Tính năng bảo mật.
Thương hiệu (F5, Citrix, HAProxy).
BẢNG SO SÁNH CÁC THIẾT BỊ MẠNG
| Thiết bị | Tầng OSI | Chức năng | Ứng dụng | Giá thành |
|---|---|---|---|---|
| Hub | Layer 1 | Khuếch đại tín hiệu | Mạng cũ | Rẻ |
| Switch | Layer 2 | Chuyển mạch | Mạng LAN | Trung bình |
| Router | Layer 3 | Định tuyến | Kết nối mạng | Cao |
| Access Point | Layer 2 | Phát Wi-Fi | Mạng không dây | Trung bình |
| Firewall | Layer 3-7 | Bảo mật | Bảo vệ mạng | Cao |
| Load Balancer | Layer 4-7 | Cân bằng tải | Máy chủ | Rất cao |
BÀI TẬP THỰC HÀNH
Bài tập 1: Lập bảng so sánh Hub, Switch, Router theo các tiêu chí: tầng OSI, chức năng, băng thông, ứng dụng.
Bài tập 2: Chọn Card mạng phù hợp cho một máy tính để bàn văn phòng và một laptop.
Bài tập 3: Chọn Switch phù hợp cho một văn phòng 20 máy tính, ngân sách 5 triệu đồng.
Bài tập 4: Chọn Router phù hợp cho một quán cà phê cần Wi-Fi cho khách.
Bài tập 5: Tìm hiểu về Firewall và Load Balancer trên thị trường, lập bảng so sánh.