Mô hình mạng LAN là các kiểu kết nối mạng được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Bên trong từng mô hình có sự khác biệt nhất định về đặc điểm kết cấu và phương thức truyền dẫn mạng. Bằng việc tìm hiểu đặc điểm chi tiết các kiểu của mạng LAN, bạn có thể đưa ra sự lựa chọn phù hợp nhất.
Mô hình mạng LAN hay Local Area Network là hệ thống truyền thông tốc độ cao. Sản phẩm được xây dựng để liên kết hệ thống máy tính với những thiết bị xử lý dữ liệu khác. Trong đó các máy tính và thiết bị xử lý cùng hoạt động bên trong một khu vực địa lý nhỏ như: Tòa nhà văn phòng hoặc các tầng lầu nằm trong tòa nhà. Đối với một số mạng LAN đặc biệt, chúng có thể kết nối với nhau khi cùng hoạt động trong một khu làm việc.
Nhờ tính năng cho phép user sử dụng chung nguồn tài nguyên quan trọng [ổ đĩa CD-ROM, máy in, phần mềm ứng dụng,...], các mạng LAN được sử dụng vô cùng phổ biến.
Được biết trước khi xuất hiện mạng LAN, các máy tính có cơ chế hoạt động hoàn toàn độc lập. Chúng thường bị hạn chế do số lượng chương trình tiện ích. Nhưng kể từ khi mạng LAN xuất hiện, hiệu quả kết nối giữa các thiết bị đã có sự gia tăng gấp bội. Theo đó để tận dụng tối đa các ưu điểm nổi bật của mạng LAN, chuyên gia máy tính đã liên kết các LAN riêng biệt vào bên trong mạng chính diện rộng.
Các kiểu [Topology] của mạng LAN
Ngoài khái niệm về mạng LAN, các kiểu mạng LAN hay Topology là gì cũng là vấn đề được người dùng lưu tâm. Đây thực chất là cấu trúc hình học không gian, cho thấy cách bố trí các phần tử của mạng. Thông qua cấu trúc hình học, bạn sẽ nắm rõ cách thức liên kết giữa các LAN với nhau.
Tính đến thời điểm hiện tại, Topology có sự đa dạng cao. Nổi bật nhất là những mô hình mạng LAN phổ biến sau đây:
Mạng dạng hình sao [Star Topology]
Star Topology là mạnh dạng hình sao có một trung tâm và các nút thông tin. Bên trong mạng, các nút thông tin là những trạm đầu cuối. Đôi khi nút thông tin cũng chính là hệ thống các máy tính và những thiết bị khác của mạng LAN.
Khu vực trung tâm mạng dạng hình sao đảm nhận nhiệm vụ điều phối mọi hoạt động bên trong hệ thống. Bộ phận này mang các chức năng cơ bản là:
-
Nhận dạng những cặp địa chỉ gửi và nhận có quyền chiếm tuyến thông tin và tiến hành quá trình liên lạc với nhau.
-
Phê duyệt quá trình theo dõi và xử lý khi các thiết bị trao đổi thông tin với nhau.
-
Gửi đi các thông báo về trạng thái của mạng LAN.
Ưu điểm của mạng hình sao
-
Mô hình mạng LAN dạng hình sao đảm bảo quá trình hoạt động bình thường khi có một nút thông tin bị hư hỏng. Bởi kiểu mạng LAN này hoạt động dựa trên nguyên lý song song.
-
Đặc điểm cấu trúc mạng vô cùng đơn giản. Điều này giúp cho thuật toán được điều khiển một cách ổn định hơn.
-
Tùy vào nhu cầu sử dụng của User, mạnh dạng hình sao có thể được mở rộng hoặc thu hẹp theo ý muốn.
Nhược điểm của mạng hình sao
-
Mặc dù có khả năng mở rộng mạng, nhưng điều này hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng hoạt động của bộ phận trung tâm. Một khi trung tâm gặp phải sự cố, toàn bộ hệ thống mạng sẽ không thể hoạt động.
-
Mạnh dạng hình sao yêu cầu phải được kết nối một cách độc lập với từng thiết bị ở nút thông tin đến trung tâm. Song song đó là khoảng cách kết nối từ thiết bị đến trung tâm cũng rất hạn chế và thường chỉ đạt khoảng 100m.
Nhìn một cách tổng quan, mô hình mạng dạng hình sao giúp cho các máy tính kết nối với bộ tập trung [HUB] bằng cáp xoắn. Kiểu kết nối trên cho phép việc kết nối máy tính trực tiếp với HUB mà không cần thông qua trục BUS. Nhờ vậy mà hệ thống mạng hạn chế tối đa các yếu tố gây ngưng trệ mạng trong quá trình hoạt động.
Mạng hình tuyến [Bus Topology]
Bus Topology cũng là một trong các kiểu kết nối mạng được sử dụng rất phổ biến. Mô hình này giúp cho máy chủ và hệ thống máy tính hoặc các nút thông tin được kết nối cùng nhau trên một trục đường dây cáp chính. Mục đích của sự kết nối này là nhằm chuyển tải các tín hiệu thông tin.
Thông thường ở phía hai đầu của dây cáp sẽ được bịt kín bằng thiết bị terminator. Riêng các tín hiệu và gói dữ liệu di chuyển trong dây cáp sẽ mang theo địa chỉ của điểm đến.
Ưu điểm nổi bật nhất của mạnh hình tuyến chính là việc tiết kiệm chiều dài dây cáp và rất dễ lắp đặt. Nhưng mô hình mạng cũng tồn tại những khuyết điểm điển hình như dễ gây ra sự ùn tắc giao thông trong quá trình di chuyển dữ liệu số lượng lớn. Một khi có sự cố hư hỏng xảy ra ở đoạn cáp nào đó, user sẽ rất khó phát hiện. Vì vậy bạn bắt buộc phải tạm ngừng hoạt động trên đường dây và toàn bộ hệ thống để tiến hành sửa chữa.
Mạnh dạng vòng [Ring Topology]
Mô hình mạng LAN dạng vòng được bố trí theo dạng xoay vòng. Trong trường hợp này, đường dây cáp sẽ được thiết kế thành vòng tròn khép kín. Các tín hiệu chạy quanh vòng tròn sẽ di chuyển theo một chiều nào đó cố định.
Bên trong mạng dạng vòng, tại mỗi một thời điểm nhất định chỉ có một nút có khả năng truyền tín hiệu trong số hệ thống các nút thông tin. Song song đó, dữ liệu truyền đi cũng phải kèm theo địa chỉ đến tại mỗi trạm tiếp nhận.
Ưu điểm của mạng dạng vòng chính là có thể nới rộng hệ thống mạng ra xa. Số lượng dây dẫn cần thiết để sử dụng cũng ít hơn so với hai mô hình mạng kể trên. Tuy nhiên khuyết điểm lớn nhất của kiểu mạng dạng vòng chính là đường dây phi khép kín. Một khi tín hiệu bị ngắt tại một điểm nào đó, toàn bộ hệ thống cũng sẽ ngừng hoạt động.
Mạng dạng lưới [Mesh Topology]
Mesh Topology hay còn gọi là mạnh dạng lưới. Sản phẩm có cấu trúc dạng lưới được ứng dụng phổ biến trong các mạng nắm giữ vai trò quan trọng và không thể bị ngừng hoạt động. Điển hình như hệ thống mạng của nhà máy điện nguyên tử hoặc hệ thống mạng an ninh, quốc phòng.
Đối với mạng dạng lưới, mỗi một thiết bị máy tính sẽ được kết nối với tất cả cả các máy tính còn lại. Đó cũng là cấu trúc quen thuộc của mạng Internet.
Mạng hình sao mở rộng
Khác với các mô hình mạng kể trên, mạng hình sao mở rộng là sự kết hợp giữa các mạng hình sao với nhau, thông qua việc kết nối các HUB hoặc Switch. Ưu điểm của mạng hình sao mở rộng chính là có thể gia tăng khoảng cách hay độ lớn của mạng hình sao.
Mạng có cấu trúc cây [Hierachical Topology]
Mạng có cấu trúc cây sở hữu đặc điểm cấu tạo như mạng hình sao mở rộng. Nhưng thay vì liên kết các Switch hoặc HUB với nhau, thì hệ thống mạng lại kết nối với một thiết bị máy tính mang nhiệm vụ kiểm tra sự lưu của hệ thống mạng.
Hy vọng rằng với những thông tin chi tiết về mô hình mạng LAN, người dùng sẽ có sự hình dung tốt nhất về các cấu trúc mạng. Dựa vào đây bạn sẽ nắm rõ những ưu khuyết điểm của từng mô hình mạng và đưa ra quyết định sử dụng đúng đắn.
1. Khái niệm về LAN
Mạng cục bộ LAN [ Local Area Network ] là một hệ thống mạng dùng để kết nối các máy tính trong một phạm vi nhỏ [ tòa nhà, công ty, trường học, …]. Các máy tính trong mạng LAN có thể liên lạc, chia sẻ tài nguyên, thông tin, với nhau, mà điển hình là chia sẻ tập tin, máy in, máy quét và một số thiết bị khác. Một hệ thống mạng bao gồm những thành phần cơ bản sau :
- Network Adapter: Card mạng là 1 thiết bị phối ghép giữa máy tính và cable mạng. Để giao tiếp thông tin dc trong mạng thì mỗi máy tính cần có một card mạng
- Workstation: một mạng máy tính nhất thiết phải có một máy tính cá nhân [ hay gọi là máy trạm ] có thể sử dụng các tài nguyên chung trên mạng.
- Network Adapter Cable: thường thì các network adapter được nối với nhau bởi các network adapter cable . Tuy nhiên các máy tính có thể kết nối với nhau bằng máy tính.
- Server: máy chủ, một mạng máy tính cần có một máy chủ để có thể chia sẽ tài nguyên của nó cho các máy tính khác trong mạng.
- Diskfiles: một mạng máy tính có thể có một ổ đĩa lớn để cung cấp tài nguyên cho mạng. Tuy nhiên diskfiles ko phải là thành phần bắt buộc để xây dựng mạng.
- Workstation và Server: một máy tính có thể vừa làm máy chủ vừa có thể làm máy trạm, nghĩa là máy tính đó vừa có thể chia sẽ tài nguyên vừa có thể sử dụng tài nguyên.
- Printer: trong một mạng, ta có thể dùng chung máy in cho tất cả các máy trong mạng. Tuy nhiên, máy in không phải là thành phần bắt buộc trong mạng
- Modem: cũng là 1 tài nguyên dùng chung trong mạng.
2. Các kiểu topology
Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng nh cách nối giữa chúng với nhau. Thông thờng mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao [Star Topology], mạng dạng vòng [Ring Topology] và mạng dạng tuyến [Linear Bus Topology]. Ngoài 3 dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tớng từ 3 dạng này nh mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng hỗn hợp,v.v....
2.1. Mạng dạng hình sao [Star topology]
Mạng dạng hình sao
Mạng dạng hình sao bao gồm một trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức năng cơ bản là:
o Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau.
o Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin.
o Thông báo các trạng thái của mạng...
- Ưu điểm:
o Mạng dạng hình sao cho tốc độ nhanh nhất o Khi cable mạng bị đứt thì thưởng chí làm mất kết nối của một máy, còn những máy khác vẫn hoạt động bình thường.
o Khi có lỗi xảy ra , ta dễ dàng kiểm tra và sửa chữa
o Mạng có thể được mở rộng tuỳ theo nhu cầu sử dụng của người dùng
- Nhược điểm:
o Khả năng mở rộng mạng đều phụ thuộc vào khả năng của trung tâm. Khi trung tâm gặp sự cố thì toàn mạng đều ngưng hoạt động.
o Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế [100 m].
o Chi phí dây mạng và thiết bị trung gian tốn kém nhiều Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung [HUB] bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với HUB không cần thông qua trục BUS, tránh được các yếu tố gây ngng trệ mạng. Gần đây, cùng với sự phát triển switching hub, mô hình này ngày càng trở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng mới lắp.
2.2. Mạng dạng vòng [Ring Topology]
Mạng dạng vòng
Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ đợc một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.
- Ưu điểm:
o Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn nên tiết kiệm được dây cable, tốc độ nhanh hơn kiểu BUS
- Nhược điểm:
o Nhược điểm của mạng này là tốc độ vẫn bị chậm
o Khi trên đường cable có sự cố thì toàn bộ mạng sẽ ngưng hoạt động
o Khi có sự cố rất khó kiểm tra phát hiện lỗi Do mạng này có nhiều nhược điểm nên trong thực tế ít được sử dụng
2.3. Mạng dạng tuyến [ BUS topology]
Mạng dạng BUS
Theo cách bố trí hành lang các đường như hình vẽ thì máy chủ [host] cũng như tất cả các máy tính khác [workstation] hoặc các nút [node] đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển ti n tín hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và gói dữ liệu [packet] khi di chuyển lên hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến
. - Ưu điểm:
o Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt nên tiết kiệm được chi phí lắp đặt
- Nhược điểm:
o Tuy vậy cũng có những bất lợi đó là sẽ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với luư lượng lớn o Khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.
* Một số dạng khác:
- Mạng dạng lưới - Mesh topology:
o Cấu hình mạng dạng này kết hợp các mạng hình sao lại với nhau bằng cách kết nối các HUB hay Switch Lợi điểm của cấu hình mạng dạng này là có thể mở rộng đợc khong cách cũng nh độ lớn của mạng hình sao.
- Mạng có cấu trúc cây - Hierachical topology
o Mạng dạng này tươnng tự như mạng hình sao mở rộng nhưng thay vì liên kết các switch/hub lại với nhau thì hệ thống kết nối với một máy tính làm nhiệm vụ kiểm tra lưu thông trên mạng.
Nguyễn Thanh Hòa – VnPro