Hub và switch là phần cứng thiết yếu để tạo ra mạng lưới vững chắc và đáng tin cậy. Mặc dù chúng giúp mở rộng mạng lưới, nhưng chúng khác nhau ở nhiều điểm chính. Một điểm khác biệt chính là cách chúng xử lý dữ liệu.
Khi hub nhận được thông tin, chúng sẽ gửi dữ liệu đó đến mọi thiết bị được kết nối. Ngược lại, switch thông minh hơn, nghĩa là chúng có thể đọc địa chỉ mac trong gói dữ liệu và chỉ gửi đến thiết bị cần.
Trong khi một số mạng vẫn sử dụng hub, thì switch đang dần chiếm ưu thế trong nhiều tình huống do hiệu quả của chúng. Bài viết này sẽ khám phá các thiết bị mạng và sự khác biệt của chúng để chỉ cho các doanh nghiệp biết loại nào phổ biến hơn và tại sao.
Mục lục
Thị trường thiết bị mạng lớn đến mức nào?
Một lịch sử ngắn gọn về hub và switch trong mạng
Hub là gì?
Công tắc là gì?
Hub và switch: Sự khác biệt là gì?
Hub mạng và bộ chuyển mạch: Loại nào phổ biến hơn hiện nay?
Kết luận
Thị trường thiết bị mạng lớn đến mức nào?
Sản phẩm thị trường thiết bị mạng toàn cầu đạt 26.4 tỷ đô la Mỹ vào năm 2022. Các chuyên gia dự đoán doanh số sẽ tăng vọt với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 5.6% từ năm 2023 đến năm 2032, đẩy giá trị thị trường lên 45.5 tỷ đô la Mỹ vào năm 2032. Thị trường tăng trưởng nhanh chóng nhờ sự phổ biến ngày càng tăng của internet tốc độ cao và số hóa trên toàn cầu cũng như việc sử dụng ngày càng nhiều các thiết bị mạng trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm mạng dân dụng, doanh nghiệp và công nghiệp.
Theo cùng báo cáo, Bắc Mỹ sẽ vẫn là khu vực có lợi nhuận cao nhất trong giai đoạn dự báo, với Hoa Kỳ đóng góp đáng kể. Các chuyên gia ước tính thị trường Bắc Mỹ sẽ đạt 18.921 tỷ đô la Mỹ vào năm 2032. Ngoài ra, các thiết bị mạng trong nhà tạo ra doanh số bán hàng nhiều nhất và sẽ tăng trưởng ở mức 5.5% CAGR trong giai đoạn dự báo.
Một lịch sử ngắn gọn về hub và switch trong mạng
Trong những 1980 đầu tiên, trung tâm đã thâm nhập thị trường như những công cụ đơn giản để liên kết nhiều máy tính trong mạng cục bộ (LAN). Các thiết bị này hoạt động ở cấp độ mô hình OSI cơ bản nhất (Lớp 1), gửi dữ liệu đến tất cả các thiết bị được kết nối cùng một lúc. Chức năng cơ bản này hoạt động tốt đối với các mạng nhỏ, lưu lượng thấp của thời đại đó—nhưng khi mạng phát triển, cách tiếp cận này gây ra xung đột dữ liệu và lãng phí băng thông.
Đến giữa những năm 1990, các thiết bị chuyển mạch ra mắt như một giải pháp thay thế nhỏ hơn và nhanh chóng trở nên phổ biến. Không giống như hub, switch hoạt động ở cấp độ cao hơn (Lớp 2) và có thể gửi dữ liệu trực tiếp đến thiết bị yêu cầu thông qua địa chỉ MAC. Tiến bộ này làm giảm đáng kể xung đột dữ liệu và làm cho mạng hiệu quả hơn nhiều, vì vậy switch nhanh chóng trở thành lựa chọn hàng đầu cho các mạng đang phát triển.
Hub là gì?
Hub là thiết bị cơ bản với một cổng Ethernet kết nối với bộ định tuyến và nhiều cổng ra cho các thiết bị khác. Khi hub nhận được dữ liệu, chúng sẽ gửi dữ liệu đến mọi thiết bị được kết nối, để mỗi thiết bị tự xác định xem dữ liệu đó có dành cho thiết bị đó hay không. Một nhược điểm của hub là chúng chỉ có thể gửi hoặc nhận dữ liệu cùng một lúc (bán song công), điều này có thể làm chậm tốc độ mạng.
Trung tâm mạng cũng có hai loại: biến thể chủ động và thụ động. Hub chủ động là biến thể được cấp nguồn để tăng cường tín hiệu đến, cho phép dữ liệu truyền đi xa hơn. Mặt khác, hub thụ động chỉ kết nối nhiều thiết bị trong mạng mà không cần khuếch đại tín hiệu hoặc cần nguồn điện.
Công tắc là gì?
Thiết bị chuyển mạch mạng tiên tiến hơn hub. Chúng có thể học các tuyến đường và cổng cần thiết và đọc tiêu đề gói dữ liệu để gửi thông tin trực tiếp đến thiết bị chính xác bằng địa chỉ MAC duy nhất của thiết bị đó. Vì các thiết bị chuyển mạch hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI nên chúng có thể gửi và nhận dữ liệu cùng lúc, sử dụng toàn bộ băng thông của mạng.
Ngoài ra, các bộ chuyển mạch mạng có ba vai trò chính. Chúng có thể là các bộ chuyển mạch biên, giúp quản lý luồng lưu lượng vào và ra khỏi mạng từ các thiết bị và điểm truy cập. Chúng cũng có thể là các bộ chuyển mạch phân phối (được đặt ở giữa mạng) hoặc các bộ chuyển mạch lõi, trở thành xương sống của mạng.
Hub và switch: Sự khác biệt là gì?
1. Quản lý giao thông
Khi người dùng kết nối nhiều thiết bị với một hub, tất cả chúng đều phải chia sẻ cùng một băng thông. Vấn đề có thể trở thành vấn đề nếu nhiều thiết bị truyền dữ liệu cùng lúc. Vấn đề này đặc biệt hạn chế đối với các tác vụ yêu cầu nhiều dữ liệu, như phát trực tuyến hoặc truyền tệp lớn. Hub không quản lý lưu lượng tốt, do đó khả năng xảy ra xung đột dữ liệu cao hơn, khiến chúng kém tin cậy hơn trong việc truyền dữ liệu trơn tru.
Ngược lại, các bộ chuyển mạch cung cấp cho mỗi thiết bị băng thông chuyên dụng, cho phép dữ liệu chảy trơn tru hơn. Chúng có thể xác định nơi mỗi gói dữ liệu cần đến và chỉ gửi đến thiết bị dự định. Vì lý do này, các bộ chuyển mạch làm giảm khả năng xảy ra xung đột dữ liệu và làm cho mạng hiệu quả hơn.
2. Hiệu suất
Hub không lý tưởng cho các mạng có thể phát triển theo thời gian vì chúng không thể xử lý lưu lượng hiệu quả. Khi người dùng thêm nhiều thiết bị hơn, hiệu suất của mạng sẽ giảm đáng kể. Vì hub gửi mọi gói dữ liệu đến tất cả các thiết bị được kết nối, nên dữ liệu chính xác mất nhiều thời gian hơn để đến đích, gây ra sự chậm trễ khó chịu.
Ngược lại, các bộ chuyển mạch Ethernet có thể quản lý lưu lượng tốt hơn nhiều, nghĩa là chúng có thể xử lý nhiều dữ liệu hơn mà không bị chậm lại. Do đó, các bộ chuyển mạch hoàn hảo để mở rộng mạng. Các bộ chuyển mạch có thể duy trì hiệu suất mạnh mẽ và đáng tin cậy ngay cả khi người tiêu dùng kết nối nhiều thiết bị hơn.
3. Ứng dụng
Hub có vai trò đơn giản trong mạng ngày nay: chúng kết nối nhiều thiết bị Ethernet tại một nơi. Chúng là giải pháp thiết thực và giá cả phải chăng cho các thiết lập LAN nhỏ, nơi bộ định tuyến không có đủ cổng Ethernet. Ngoài ra, hub là cách tiết kiệm chi phí để kết nối nhiều thiết bị trong môi trường có lưu lượng mạng thấp.
Mặt khác, các thiết bị chuyển mạch rất cần thiết cho các mạng doanh nghiệp hiện đại và cung cấp nhiều chức năng hơn. Tùy thuộc vào nhu cầu của mạng, các thiết bị chuyển mạch có thể:
- Kiểm soát cổng Ethernet nào đang hoạt động.
- Theo dõi lưu lượng mạng và trạng thái kết nối.
- Quản lý xem cổng có hoạt động ở chế độ bán song công hay toàn song công hay không.
- Cấu hình QoS (Chất lượng dịch vụ) để ưu tiên các hoạt động mạng thiết yếu.
4. An ninh
Vì hub phát mọi gói dữ liệu đến tất cả các cổng được kết nối, tin tặc có thể chặn và đọc thông tin nhạy cảm dễ dàng hơn. Hub không có bất kỳ tính năng bảo mật tích hợp nào để hạn chế những người có thể truy cập mạng, khiến việc quản lý và bảo mật mạng trở nên khó khăn hơn.
Bộ chuyển mạch cải thiện bảo mật bằng cách chỉ gửi dữ liệu đến thiết bị mà dữ liệu đó được gửi đến, khiến người dùng trái phép khó có thể chặn dữ liệu. Bộ chuyển mạch được quản lý tiến xa hơn một bước, cho phép quản trị viên mạng tạo Danh sách kiểm soát truy cập (ACL) để thêm một lớp bảo vệ.
5. Phức tạp
Hub rất dễ thiết lập—người tiêu dùng chỉ cần cắm thiết bị của họ vào và mọi thứ sẽ sẵn sàng. Vì hub không cần bất kỳ cấu hình nào nên chúng là lựa chọn đơn giản cho những người không rành về công nghệ.
Ngược lại, các thiết bị chuyển mạch thường yêu cầu cấu hình, có thể phức tạp hơn và đòi hỏi một số hiểu biết về kỹ thuật. Các tính năng nâng cao như VLAN hoặc cài đặt Chất lượng dịch vụ (QoS) đôi khi có thể tạo ra các vấn đề về khả năng tương thích với phần cứng hoặc phần mềm cũ hơn.
6. Thông số kỹ thuật
Sau đây là thông số kỹ thuật khác nhau của bộ chia mạng và bộ chuyển mạch.
| Đặc điểm kỹ thuật | Hub | Công tắc điện |
| Mục đích | Các hub giúp kết nối nhiều máy tính với nhau thành một mạng cá nhân. | Bộ chuyển mạch có thể quản lý mạng lưới giữa nhiều thiết bị khác nhau một cách thông minh. |
| Phần mềm | Hub không sử dụng phần mềm. | Công tắc có kèm phần mềm quản lý. |
| Mô hình OSI (Lớp) | Các hub hoạt động trên lớp vật lý (Lớp 1) | Các thiết bị chuyển mạch thường hoạt động ở Lớp 2, nhưng các mẫu phức tạp hơn cũng có thể hoạt động ở Lớp 3, 4 hoặc 7. |
| Tốc độ | 10 Mbps | 10/100 Mbps, 1 Gbps và 10 Gbps |
| Kiểu truyền tải | Hub cung cấp chức năng truyền khung, đơn hướng, đa hướng hoặc phát rộng. | Bộ chuyển mạch sử dụng chế độ phát trước chế độ đơn hướng và đa hướng, tùy thuộc vào nhu cầu của người dùng. |
| Loại thiết bị | Hub không phải là thiết bị thông minh. | Công tắc là thiết bị thông minh. |
| Chế độ truyền | Các hub sử dụng chế độ truyền bán song công. | Công tắc có thể sử dụng chế độ bán song công và toàn song công. |
| Địa chỉ MAC | Hub không thể lưu trữ địa chỉ MAC. | Bộ chuyển mạch có thể lưu trữ địa chỉ MAC bằng cách lưu chúng vào Bộ nhớ có thể định địa chỉ bằng nội dung (CAM). |
| cổng | Hub thường có từ 4 đến 24 cổng. | Thiết bị chuyển mạch có thể có từ 4 đến 48 cổng. |
Hub mạng và bộ chuyển mạch: Loại nào phổ biến hơn hiện nay?
Hub thường có giá cả phải chăng hơn switch, khiến chúng trở thành lựa chọn tốt cho các thiết lập tạm thời hoặc các dự án nhỏ với nhu cầu mạng tối thiểu. Nhưng mặc dù có giá thành thấp hơn, chúng không được ưa chuộng lắm, đặc biệt là trong các mạng hiện đại.
Mặt khác, các công tắc có khả năng tiên tiến hơn với chi phí trả trước cao hơn. Tuy nhiên, bản chất đắt đỏ của chúng không ngăn cản chúng thu hút nhiều sự chú ý hơn vào năm 2024.
Kết luận
Trung tâm mạng và các công tắc giúp người tiêu dùng quản lý nhu cầu mạng của họ nhưng cung cấp các lợi ích khác nhau. Hub là lựa chọn kinh tế hơn cho người tiêu dùng có nhu cầu mạng tối thiểu. Miễn là người dùng không cần các tính năng nâng cao và ổn với chức năng cơ bản, họ sẽ không cần nhiều hơn hub.
Tuy vậy, các thiết bị chuyển mạch hấp dẫn người tiêu dùng (phần lớn ở đây) đang tìm kiếm hiệu suất và bảo mật tốt hơn. Mặc dù đắt hơn và có thể cần bảo trì liên tục, nhưng các thiết bị chuyển mạch phổ biến hơn đối với các mạng hiện đại.
Vì vậy, các doanh nghiệp đang tìm kiếm tùy chọn phổ biến hơn để bán có thể thu hút nhiều người hơn bằng các công tắc. Nhưng đừng vội bỏ qua các trung tâm vì chúng vẫn thu hút một lượng lớn đối tượng vào năm 2024.
