Hướng dẫn thành lập mạng lan nội bộ bằng switch

LAN là viết tắt của Local Area Network, là một mạng mà chúng ta có thể cài đặt trên 2 máy tính trở lên và cho phép các máy tính này kết nối, trao đổi dữ liệu với nhau. Mạng cục bộ LAN giống như mạng Internet, nhưng ở quy mô nhỏ hơn nhiều. Internet cho phép chúng ta kết nối với các máy tính trên toàn cầu, trong khi mạng LAN chỉ giới hạn trong một khu vực nhỏ, chẳng hạn như nhà riêng hoặc văn phòng.

Mạng LAN được các doanh nghiệp cũng như người dùng cá nhân sử dụng để nâng cấp khả năng truyền tải thông tin, cũng như chia sẻ các tiện ích như máy in hoặc kết nối internet. Thông qua mạng LAN, bạn cũng có thể kết nối trực tiếp các máy tính để dùng chung phần mềm hoặc dữ liệu, chẳng hạn như phần mềm EPR, CRM hoặc NAS.

Có hai kiểu kết nối chính mạng LAN để các máy tính có thể kết nối được với nhau.

• Mạng máy khách / máy chủ: có nghĩa là một máy tính là máy chủ, lưu trữ phần lớn thông tin và định hướng tất cả thông tin. Nếu bạn có năm máy tính trên mạng máy khách / máy chủ, thì bất kỳ máy tính nào trước tiên phải giao tiếp với máy chủ để nói chuyện với bất kỳ máy khách nào khác.
• Mạng ngang hàng: nơi tất cả các máy tính đều bình đẳng về kết nối và bất kỳ máy tính nào cũng có thể nói chuyện trực tiếp với bất kỳ máy tính nào khác, nó trái ngược với mạng máy khách/máy chủ. Nếu hệ thống của bạn chỉ có hai hoặc ba máy, sự khác biệt giữa hai loại mạng này là không lớn lắm.

Một mạng LAN yêu cầu hai thành phần: phần cứng và phần mềm. Phần cứng là kết nối vật lý thực tế cho phép các máy tính của bạn giao tiếp với nhau. Thành phần phần mềm liên quan đến việc cấu hình thích hợp hai hệ thống để chúng đồng bộ với nhau khi chúng ta tạo kết nối vật lý.

Contents

Để xây dựng một hệ thống mạng LAN chất lượng cao, thì công việc thiết kế mạng là vô cùng quan trọng, đặc biệt là mạng chuyên dùng cho các doanh nghiệp lớn và nhà cung cấp dịch vụ CNTT. Bao gồm các vấn đề chính:

• Khảo sát mặt bằng và thiết kế các vị trí lắp đặt các thiết bị mạng Switch, thiết bị thu phát Wifi Router/Wifi AP.
• Xác định số kết nối thiết bị IT và không dây Wifi.
• Xác định số lượng, chủng loại thiết bị mạng, tốc độ [10/100Mbps, Gigabit hoặc 10Gbps] và các kết nối giữa chúng.
• Xác định số lượng cổng RJ45 hoặc cổng cáp sợi quang [nếu có].
• Loại dây cáp đồng CAT5/CAT6/CAT7 hoặc/và dây cáp quang [Singlemode hoặc Multimode] phù hợp với tốc độ thiết kế.
• Vị trí sẽ bố trí giá rack lắp đặt thiết bị tập trung [Nếu có], nguồn điện, các thiết bị mạng và các thiết bị đầu cuối IT.
• Đo kiểm tra hiệu xuát mạng không dây Wifi và có dây Ethernet: có thể bằng cách quan sát Smartphone có cài Speedtest cho mạng gia đình/văn phòng nhỏ. Hoặc máy đo mạng chuyên dụng WX150 kèm báo cáo kết quả đo nghiệm thu cho các hệ thống mạng LAN/WAN của doanh nghiệp lớn.

Các tùy chọn kết nối mạng LAN

Khi nói đến phần cứng thực tế liên quan đến việc thiết lập mạng LAN, có nhiều tùy chọn khác nhau có sẵn cho bạn, bao gồm:

• Không dây Wifi LAN: Các máy tính được kết nối không dây với nhau thông qua các thiết bị Wifi [Wifi Router hoặc Wifi AP]. Mạng LAN không dây có ưu điểm là kết nối tiện lợi, tuy nhiên có nhược điểm là máy tính cần ở gần điểm truy cập Wifi để đạt được tốc độ truy cập tốt nhất. Khi máy tính quá xa điểm truy cập không dây Wifi thì kết nối có thể kém ổn đinh, tệ hơn nữa là mất kết nối do ngoài vùng phủ sóng Wifi.
• Cáp Ethernet: Máy tính được kết nối trực tiếp thông qua Ethernet Switch hoặc kết nối trực tiếp với nhau bằng cách sử dụng cáp Ethernet chéo. Sử dụng kết nối có dây mang lại tốc độ truy cập ổn định, tuy nhiên cần lưu ý tới khoảng cách kết nối tối đa cho dây đồng < 100m. Đối với cáp quang, bạn cần chú ý tới khoảng cách tối đa mà bộ thu phát quang [thường là SFP/SFP+] để đảm bảo kết nối tốt.

Mỗi tùy chọn này rất khác nhau và yêu cầu phần cứng rất khác nhau để cài đặt. Tuy nhiên, sau khi hoàn tất quá trình lắp đặt, cài đặt phần cứng cho mạng LAN, việc định cấu hình phần mềm của máy tính để nói chuyện với nhau là một quá trình tương tự nhau cho dù bạn có loại kết nối nào.

Các thiết bị mạng cần có để lắp đặt hệ thống mạng LAN

Nhu cầu và quy mô mạng nội bộ LAN là những điều kiện để quyết định lựa chọn thiết bị mạng. Chúng ta cùng xem xét các yếu tố sau để bắt đầu xây dựng một hệ thống mạng phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Quy mô mạng nội bộ LAN và thiết bị IT thường dùng.

• Mạng LAN gia đình: Các thiết bị mạng LAN được sử dụng trong hầu hết các gia đình là máy tính xách tay, máy tính bảng và điện thoại thông minh được kết nối với mạng. Các thiết bị thông minh, nếu được liên kết với mạng, cũng có thể là thiết bị LAN. Chúng bao gồm tất cả các loại máy chơi game, TV thông minh và đầu đĩa Blu-ray cũng như máy in mạng và webcam IP. Nhiều nhà sản xuất hiện đang sản xuất máy giặt, máy sấy và lò nướng thông minh, một khi được tối ưu hóa cho mạng gia đình của bạn, cũng sẽ là các thiết bị LAN.
• Mạng LAN văn phòng các công ty nhỏ, doanh nghiệp: thường là các máy tính xách tay, điện thoại Smartphone, máy in, máy chiếu, máy scanner, hệ thống tổng đài điện thoại IP/VoIP, Camera IP, thiết bị lưu trữ NAS, máy chủ Server, trung tâm dữ liệu Data Center,… và các thiết bị IT văn phòng khác.

Lựa chọn sử dụng các thiết bị mạng theo quy mô mạng cục bộ LAN:

• Các mạng LAN nhỏ: thường hay sử dụng các thiết bị không được quản lý [chẳng hạn như Unmanaged Switch], dễ sử dụng và vận hành, Plug and Play. Đây là giải pháp mạng đơn giản và tiết kiệm chi phí, và được ưa chuộng nhất với các doanh nghiệp nhỏ và gia đình.
• Hệ thống mạng LAN lớn: thường sử dụng thiết bị mạng quản lý có nhiều tính năng tiên tiến, chẳng hạn như thiết bị chuyển mạch lớp 2/ lớp 3, bộ định tuyến dung lượng lớn và tường lửa. Các hệ thống mạng này cung cấp khả năng xử lý lưu lượng và truyền dữ liệu lớn, có thể xử lý tất cả các kết nối đồng thời nhiều tác vụ, có để đặt được các chính sách [Policy] phức tạp quy định người dùng trong mạng và ngoại mạng. Nhưng nhược điểm là chúng có các tính năng điều khiển phức tạp, yêu cầu có các chuyên gia IT để quản lý, vận hành, do vậy chúng phù hợp với nhu cầu và khả năng chi trả của các doanh nghiệp lớn.

Danh sách thiết bị mạng và vật tư cần có cho mạng LAN nhỏ:

• Thiết bị định tuyến Wifi [Wifi Router].
• Điểm truy cập không dây AP [Wifi Access Point] cho văn phòng/gia đình có nhà rộng, có nhiều tầng.
• Switch 10/100Mbps hoặc Gigabit : để kết nối tới máy tính PC và các thiết bị IT thông thường.
• Switch PoE 10/100Mbps hoặc Gigabit: Planet, Hasivo, TP-Link,… khi cần dùng cấp nguồn và trao đổi dữ liệu với các thiết bị IT/ PoE như điện thoại IP, Camera IP, Wifi AP,…
• Cáp CAT5/CAT6, đầu nối RJ45 Connector, phụ kiện PoE,…. cho mạng LAN cáp đồng.

Mạng LAN lớn cho doanh nghiệp có thể cần bổ sung thêm:

• Các thiết bị IT khác: Camera IP, điện thoại IP, tổng đài IP, máy in, máy scan,…
• Switch quang SFP hoặc cổng quang tích hợp cho các kết nối ở khoảng cách xa từ vài trăm mét.
• Switch quang: thi công lắp đặt cho các tòa nhà, xưởng sản xuất, khách sạn, trụ sở công ty có khoảng cách ở xa nhau vượt quá giới hạn kết nối của cáp đồng.
• Cáp quang, đầu nối quang, dây nhảy quang, module quang SFP chuẩn phổ thông SC/PC, LC/PC,.v.v.
• Các thương hiệu thiết bị mạng thường dùng: Cisco, Planet, TP-Link, Hasivo,…

Cấu trúc kết nối mạng nội bộ LAN

Cấu trúc liên kết mạng LAN thể hiện cách các nút [Node] được liên kết trong một mạng. Nó xác định cấu hình vật lý của các thiết bị trong một khu vực địa lý hoặc quy trình logic mà hệ thống được thiết lập. Trong mạng LAN, kiểu cấu trúc liên kết sẽ quyết định cách dữ liệu được truyền qua. Các cấu trúc liên kết chính của mạng LAN như sau:

Ring Topology

Cấu trúc liên kết của vòng sử dụng cáp vòng kín [Ring Topology] liên kết từng thiết bị và được kết nối với hai thiết bị. Vòng kín này tạo ra một luồng dữ liệu duy nhất để một thông báo chỉ có thể truyền theo 1 hướng. Việc thiết lập một nút duy nhất trong mạng tương đối đơn giản, nhưng việc thiết lập lại nó sẽ yêu cầu ngắt vòng lặp. Vì loại cấu trúc liên kết này có một vòng lặp liên tục, sự cố ở một nút có thể ảnh hưởng đến toàn bộ mạng hệ thống.

Star Topology

Dạng cấu trúc liên kết này dựa trên một trung tâm liên kết tất cả các nút. Thông qua trung tâm này, dữ liệu được chuyển đến thiết bị được định địa chỉ. Để thực hiện liên kết này, một liên kết điểm-điểm được hình thành giữa một nút riêng lẻ và trung tâm trung tâm. Điều này có thể có lợi cho người tiêu dùng vì nó tránh xung đột với toàn bộ thiết bị nếu vấn đề nằm trong 1 phần. Tuy nhiên, việc cài đặt loại mạng này liên quan đến việc thiết lập từng kết nối nút, điều này làm cho việc triển khai ban đầu trên mạng LAN của bạn khó khăn hơn.

Bus Topology

Cấu trúc liên kết này về cơ bản dựa trên một đường truyền thông duy nhất, có thể được truyền theo cả hai hướng. Cáp trung tâm, còn được gọi là đường trục, liên kết đến tất cả các nút mạng. Một trong những lý do tại sao mạng LAN thường được sử dụng là do thiết kế đơn giản của nó, nơi cung cấp một chiều dài cáp liên tục, kết thúc bằng điện trở ở hai đầu. Việc thiết lập và cấu hình lại loại cấu trúc liên kết mạng LAN này khá đơn giản và dễ hiểu.

Tree Topology

Việc tích hợp các công nghệ được sử dụng trong việc phát triển cấu trúc liên kết [Star] và [Bus] tạo thành cấu trúc liên kết hình cây, trong đó các máy trạm được kết nối với các khu vực trung tâm sau đó được hỗ trợ tuyến tính bởi một cáp duy nhất, đóng vai trò là xương sống trong truyền dữ liệu. Mạng cây cũng được coi là mạng lai.

Thi công, lắp đặt mạng LAN không dây Wifi

Công nghệ mới nhất trong lĩnh vực mạng là mạng không dây hoặc Wi-Fi. Với Wi-Fi, bạn không cần dây, cáp hoặc đường dây hữu tuyến nào cả. Các máy tính trao đổi, nói chuyện với nhau qua tín hiệu radio vô tuyến. Thông thường, các máy tính không thể nói chuyện trực tiếp với nhau qua mạng Wi-Fi; tuy nhiên, chúng có thể làm được điều này khi có một bộ định tuyến [Wifi Router] hoặc điểm truy cập Wifi [Wifi Access Point] ở giữa chúng.

• Bộ định tuyến Wifi Router: là một thiết bị mà bạn cắm kết nối Internet cáp quang [hoặc cáp đồng] nếu bạn muốn chia sẻ internet giữa các máy tính và giúp các máy tính kết nối với nhau bằng Wifi.
• Điểm truy cập Wifi Access Point: [hay gọi tắt là Wifi AP] là thiết bị cắm trực tiếp tới các thiết bị chia mạng Switch và phát Wifi để giúp các máy tính kết nối với nhau.

Bộ định tuyến Wifi và điểm truy cập Wifi AP có phạm vi phủ sóng khoảng vài chục mét, có thể bao phủ hầu hết mọi khu vực trong một văn phòng nhỏ hoặc ngôi nhà nhỏ.Tín hiệu vô tuyến Wifi được gửi bởi Wifi Router/Wifi AP có bị ảnh hưởng suy giảm tín hiệu bởi khoảng cách kết nối và vật cản sóng như tường, cửa, sàn nhà, trần nhà, v.v., vì vậy bạn cần lưu ý khi kết nối giữa các máy tính và thiết bị Wifi khác.

Ngày nay, các nhà mạng thường cung cấp kèm miễn phí 1 thiết bị Wifi Router với đầy đủ các tính năng cho văn phòng nhỏ hoặc hộ gia đình nhỏ. Các kỹ thuật viên có thể giúp bạn thiết lập một mạng LAN nôi bộ không dây giúp bạn nhanh chóng.

Sau khi đã hoàn thành lắp đặt, cài đặt các bộ định tuyến Wifi Router hoặc điểm truy nhập Wifi AP, bạn đã sẵn sàng thiết lập mạng LAN trên máy tính của mình.

Thi công, lắp đặt mạng LAN dùng cáp Ethernet

Nếu các máy tính và các thiết bị IT của bạn ở tương đối gần nhau, trong cùng một phòng hoặc ở một nơi mà dây sẽ không phải chạy quá xa [< 100 mét] hoặc bạn có phương án sử dụng cấp nguồn qua cáp Etherent, thì kết nối dùng cáp Ethernet có thể là lựa chọn tốt nhất để kết nối mạng LAN của bạn.

Kết nối Ethernet thông thường với Fast Ethernet [10/100Mbps] và đặc biệt là Gigabit [10/100/1000Mbps] có tốc độ truyền cao hơn hầu hết các loại kết nối khác. Tuy nhiên, trừ khi các máy tính và các thiết bị IT ở gần nhau có thể dùng cáp ngắn để kết nối chúng trực tiếp với nhau. Đa số các trường hợp có thể rất khó hoặc thậm chí không thể kết nối máy tính qua Ethernet mà không phải thi công hệ thống dây cáp Ethernet ngầm vào tường để an toàn hơn và đạt được tính thẩm mỹ.

Nếu bạn chỉ cần kết nối giữa 2 máy tính thì tùy chọn dùng cáp ethernet trực tiếp nhất là tiện lợi nhất và không tốn nhiều thiết bị mạng. Bạn chỉ cần tạo 1 cáp kết nối chéo với một dây duy nhất để kết nối máy tính này với máy tính kia. Bạn cần đảm bảo rằng có cổng ethernet trên cả hai máy tính. Ngày nay, có nhiều loại máy tính có cổng ethernet trên ngay trên thân máy, nhưng cũng có loại máy tính do cần tối ưu về kích thước nhỏ gọn nên bạn cần các phụ kiện để chuyển đổi giao diện USB sang RJ45. Để kiểm tra, hãy nhìn vào mặt sau máy tính, cổng Ethernet RJ45 trông giống như một jack cắm điện thoại nhưng có biểu tượng bên cạnh nó với hình ảnh ba máy tính được kết nối với nhau.

Nếu bạn có từ 3 hoặc nhiều máy tính muốn kết nối; bạn sẽ cần một trung tâm ethernet là các thiết bị chuyển mạch Switch, hay còn gọi là thiết bị chia mạng. Nó cho phép bạn kết nối nhiều cáp Ethernet thẳng từ mỗi máy tính và sẽ chuyển mạch các gói tin tới địa chỉ IP trong mạng LAN khi yêu cầu.

Với các khoảng cách kết nối xa nhau vượt qua khả năng kết nối của cáp đồng, như giữa các tầng trong tòa nhà, giữa khu nhà xưởng với khu văn phòng,…, người dùng cần sử dụng hệ thống mạng LAN cáp quang.

Thiết lập, cấu hình mạng LAN trên máy tính PC

Khi các kết nối phần cứng thực sự đã sẵn sàng, bước tiếp theo trong quá trình cài đặt mạng LAN của bạn là thiết lập các máy tính của bạn giao tiếp với nhau. Quá trình này thực hiện trên Windows đã được cài đặt sẵn trên máy tính của bạn.

Để bắt đầu, bạn phải mở bảng điều khiển của mình. Khi ở trong Bảng điều khiển, bạn muốn chuyển đến Tùy chọn kết nối mạng [Hoặc Kết nối mạng và Internet]. Nhấp vào Thiết lập hoặc thay đổi Mạng gia đình hoặc Mạng văn phòng, và thao tác này sẽ mở ra một trình hướng dẫn cho phép bạn định cấu hình mạng LAN mới của mình. Khi bạn định cấu hình mạng LAN của mình, bạn phải đảm bảo rằng tất cả các máy tính bạn đang cố kết nối đều đang bật và nếu bạn định chia sẻ kết nối internet thì kết nối này đang hoạt động.

Sau đó, trình hướng dẫn sẽ tự động kiểm tra mạng của bạn đối với cả máy tính trên mạng và kết nối internet được chia sẻ. Bạn sẽ phải chọn một máy tính chủ để chia sẻ kết nối internet [máy tính có kết nối internet]. Máy tính chủ phải là máy tính mà bạn cấu hình đầu tiên cho mạng LAN. Sau đó, trình hướng dẫn sẽ hướng dẫn bạn qua bất kỳ quy trình nào khác có thể được yêu cầu. Nó rất nhanh chóng và đơn giản. Sau đó, bạn phải đăng nhập vào các máy tính khác và cấu hình mạng LAN ở đó. Khi bạn đã hoàn thành các cấu hình, bạn đã sẵn sàng để bắt đầu sử dụng mạng LAN của mình.

Đo kiểm tra hiệu suất truy nhập, tốc độ mạng LAN/WAN và lập hồ sơ nghiệm thu

Sau khi thi công lắp đặt mạng LAN/WAN có dây và không dây Wifi, quản trị viên hoặc nhà thầu cần kiểm tra lại hiệu suất toàn bộ hệ thống mạng LAN nội bộ và Internet để đảm bảo trải nghiệm sử dụng tốt nhất của người dùng cuối. Các bài đo kiểm tra có thể thực hiện đơn giản bằng cách quan sát trên Smartphone có cài ứng dụng Speedtest cho các mạng LAN nhỏ, hoặc sử dụng máy đo mạng LAN/WAN chuyên dụng WX150 kèm phần mềm quản lý, báo cáo kết quả chuyên nghiệp.

Các bài đo tập trung chính vào các chỉ tiêu:

• Tốc độ truy cập mạng nội bộ có dây Ethernet và không dây Wifi.
• Hiệu suất thông lượng của mạng và các thiết bị mạng điểm cuối-điểm cuối [End-to-End].
• Tốc độ truyền tải file [Download/Upload] FTP/HTTP.
• Tốc độ truy cập Internet.
• Kiểm tra trải nghiệm sử dụng bằng Web-Brower.
• Lập hồ sơ nghiệm thu với các báo cáo chuyên nghiệp.

Lợi ích khi lắp đặt mạng LAN

• Chia sẻ đường truyền Internet: Cung cấp cho mọi thiết bị IT và người dùng trong mạng LAN quyền truy cập Internet thông qua một kết nối băng thông rộng duy nhất, dễ dàng quản lý và tiết kiệm chi phí.
• An toàn và bảo mật thông tin: Quản trị viên có thể thiết lập các quy định, quy tắc trao đổi và truy cập giữa người dùng trong mạng nội bộ LAN và ngoại mạng. Điều này tránh được các truy cập không được phép vào các dịch vụ, hoặc tấn công trực tiếp vào người dùng và các thiết bị IT trong mạng cục bộ LAN.
• Chia sẻ tài nguyên phần cứng: Máy in, máy scanner, máy chủ server, thiết bị lưu trữ NAS,v.v. có thể được chia sẻ. Điều này có nghĩa là tất cả mọi người đều có thể dùng chung tài nguyên, do vậy có thể chỉ cần mua một hoặc hai máy in có thông số kỹ thuật cao thay vì cần một số lượng lớn thiết bị để trang bị cho từng người dùng.
• Chia sẻ phần mềm và Dữ liệu: Chia sẻ phần mềm chuyên dùng đắt tiền và quản lý dữ liệu tập trung là một ví dụ điển hình. Điều này không những rẻ hơn nhiều so với việc có một bản sao cho mỗi máy tính vì mỗi bản sao của phần mềm cần thiết cần phải có một giấy phép sử dụng, mà người dùng còn có thể chia sẻ dữ liệu tập trung, tiện lợi cho quản lý, phân tích, báo cáo.
• Truyền thông hợp nhất: Tổng đài điện thoại thế hệ mới IP/VoIP và các thiết bị hội nghị truyền hình hiện nay sử dụng hạ tầng mạng LAN/WAN làm hạ tầng truyền dẫn thay vì đường dây thoại/video độc lập. Do đó, mạng LAN là giải pháp giúp doanh nghiệp hợp nhất được nhiều hệ thống thiết bị IT lại với nhau dùng trên nền tảng phần cứng duy nhất, từ đó giúp đơn giản hóa việc vận hành, bảo trì.
• Dễ lắp đặt và vận hành, bảo trì: Mạng LAN sử dụng các thiết bị mạng Switch, Wifi, Router, PC, Smartphone, Table PC, VoIP, Camera IP, NVR, máy chủ Server, NAS,… dễ sử dụng và lắp đặt. Với nhu cầu của hệ thống mạng LAN đơn giản với các thiết bị mạng hỗ trợ Plug and Play, người dùng chỉ cần cắm và chạy. Với mạng LAN phức tạp cho doanh nghiệp lớn với đường truyền hỗn hợp cáp quang, cáp đồng, không dây Wifi, người dùng có thể thiết lập hệ thống hoạt động trên các giao diện Web thân thiện, dễ hiểu.

Ứng dụng mạng cục bộ LAN

Mạng LAN giúp người dùng có thể kết nối, trao đổi dữ liệu giữa các máy tính và thiết bị IT với nhau, lưu dữ liệu trên bất kỳ hệ thống trung tâm Server có cài đặt phần mềm chuyên dùng, thiết bị lưu trữ NAS nào mà từ đó nó có thể được chia sẻ trong tổ chức. Việc truyền và khôi phục dữ liệu có thể thực hiện một cách thuận tiện trên mạng LAN [Mạng cục bộ], vì các tệp sao lưu đã được lưu trên một máy chủ duy nhất.