Thiết bị mạng là thành phần dùng để kết nối, truyền dẫn, quản lý và bảo vệ dữ liệu trong một hệ thống. Tùy quy mô, mạng có thể sử dụng modem, ONT, router, switch, Access Point hoặc firewall. Hiểu đúng chức năng của từng thiết bị giúp người dùng lựa chọn chính xác và xây dựng hệ thống mạng ổn định hơn.
Thiết bị mạng là gì?
Thiết bị mạng xuất hiện trong hầu hết hệ thống kết nối Internet, từ gia đình, văn phòng đến trung tâm dữ liệu. Mỗi thiết bị đảm nhiệm một chức năng riêng trong quá trình truyền và xử lý dữ liệu.
Khái niệm thiết bị mạng
Thiết bị mạng là phần cứng được sử dụng để kết nối các thiết bị đầu cuối, liên kết nhiều mạng hoặc điều khiển quá trình truyền dữ liệu. Nhóm này bao gồm modem, ONT, router, switch, Access Point, firewall, gateway, media converter và nhiều thiết bị chuyên dụng khác.
Một số thiết bị tạo kết nối vật lý giữa máy tính, camera và máy chủ trong mạng LAN. Một số khác định tuyến dữ liệu giữa mạng nội bộ với Internet. Các thiết bị bảo mật tập trung kiểm tra và kiểm soát lưu lượng đi qua hệ thống.
Trong mạng hiện đại, nhiều chức năng có thể được tích hợp trong cùng một sản phẩm. Thiết bị do nhà mạng cung cấp thường kết hợp ONT, router, switch và bộ phát Wifi trong một vỏ máy.
Tuy nhiên, mỗi thành phần bên trong vẫn thực hiện một nhiệm vụ kỹ thuật riêng. ONT tiếp nhận tín hiệu quang, router định tuyến dữ liệu, switch kết nối thiết bị có dây và Access Point tạo mạng không dây.
Vì vậy, để hiểu đúng thiết bị mạng là gì, cần xác định thiết bị đang xử lý đường truyền, định tuyến, chuyển mạch, phát Wifi hay bảo vệ hệ thống.
Thiết bị mạng khác thiết bị đầu cuối như thế nào?
Thiết bị đầu cuối là nơi trực tiếp tạo, gửi hoặc sử dụng dữ liệu. Máy tính, điện thoại, máy in, camera, TV và máy chủ đều có thể được xem là thiết bị đầu cuối.
Trong khi đó, thiết bị mạng tạo hạ tầng để các đầu cuối kết nối và giao tiếp với nhau. Switch chuyển dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng LAN. Router đưa dữ liệu sang mạng khác. Access Point cung cấp kết nối không dây.
Có thể hiểu đơn giản rằng thiết bị đầu cuối sử dụng mạng, còn thiết bị mạng tạo, mở rộng và điều phối mạng.
Ranh giới này không phải lúc nào cũng tuyệt đối. Một máy chủ có thể chạy phần mềm firewall hoặc router ảo. Camera IP cũng tích hợp card mạng để tự kết nối với switch hoặc Wifi.
Tuy nhiên, khi phân loại sản phẩm, thiết bị mạng vẫn được nhận biết chủ yếu dựa trên chức năng kết nối và điều phối dữ liệu.
Các thiết bị mạng thông dụng hiện nay
Các thiết bị mạng thông dụng được phân biệt theo vị trí và nhiệm vụ trong hệ thống. Dưới đây là những thiết bị thường gặp trong gia đình, văn phòng và các dự án viễn thông.
Modem và ONT – Tiếp nhận đường truyền từ nhà cung cấp
Modem là thiết bị tiếp nhận tín hiệu từ đường truyền của nhà cung cấp Internet và chuyển đổi thành dạng mà hệ thống mạng có thể sử dụng.
Tùy công nghệ truy nhập, người dùng có thể gặp modem DSL, modem cáp đồng trục hoặc modem mạng di động 4G, 5G. Mỗi loại được thiết kế để xử lý một dạng đường truyền riêng.
Với mạng cáp quang FTTH, thiết bị thường được sử dụng là ONT, viết tắt của Optical Network Terminal. ONT kết cuối đường truyền quang và chuyển tín hiệu sang Ethernet, Wifi, điện thoại hoặc IPTV.
ONT không bắt buộc phải phát Wifi. Một ONT thuần có thể chỉ có cổng quang và cổng Ethernet để kết nối với router riêng.
Trong thực tế, nhà mạng thường cung cấp thiết bị tích hợp ONT, router, switch và bộ phát Wifi. Vì vậy, người dùng thường gọi chung thiết bị này là modem Wifi hoặc modem quang.
Router – Kết nối và định tuyến giữa các mạng
Router, hay bộ định tuyến, là thiết bị có nhiệm vụ kết nối từ hai mạng IP trở lên. Router kiểm tra địa chỉ IP đích, tra cứu bảng định tuyến rồi chuyển gói dữ liệu qua giao diện phù hợp.
Trong gia đình, router thường kết nối mạng LAN với Internet. Một đầu của thiết bị nhận đường truyền từ modem hoặc ONT, đầu còn lại cung cấp kết nối cho điện thoại, máy tính, TV và camera.
Router thường đóng vai trò Default Gateway. Khi thiết bị trong mạng nội bộ cần truy cập một địa chỉ bên ngoài, dữ liệu sẽ được gửi đến router để chuyển tiếp.
Trong doanh nghiệp, router có thể liên kết nhiều VLAN, chi nhánh, trung tâm dữ liệu hoặc đường truyền WAN.
Router gia đình thường tích hợp thêm NAT, DHCP, firewall, switch LAN và Access Point. Tuy nhiên, chức năng cốt lõi của router vẫn là chuyển dữ liệu giữa các mạng khác nhau.
Switch – Kết nối thiết bị trong mạng LAN
Switch là thiết bị chuyển mạch dùng để kết nối máy tính, camera, Access Point, máy chủ và các thiết bị có dây trong cùng một mạng LAN.
Khi nhận dữ liệu, switch kiểm tra địa chỉ MAC đích và chuyển khung Ethernet đến đúng cổng chứa thiết bị cần nhận. Cơ chế này hạn chế việc phát dữ liệu không cần thiết ra toàn bộ hệ thống.
Switch không trực tiếp xử lý kết nối Internet theo cách của router. Thiết bị chủ yếu mở rộng số lượng cổng mạng và tổ chức kết nối trong mạng nội bộ.
Các loại switch phổ biến có 5, 8, 16, 24 hoặc 48 cổng. Tốc độ mỗi cổng có thể là 100 Mbps, 1 Gbps, 2.5 Gbps, 10 Gbps hoặc cao hơn.
Switch PoE có thể truyền đồng thời dữ liệu và nguồn điện qua dây mạng. Loại này thường được sử dụng để cấp nguồn cho camera IP, điện thoại IP và Access Point.
Switch quản lý còn hỗ trợ VLAN, Spanning Tree, Link Aggregation, QoS và giám sát trạng thái từng cổng.
Access Point – Cung cấp kết nối Wifi
Access Point là thiết bị tạo kết nối không dây để điện thoại, laptop, máy tính bảng và thiết bị IoT tham gia vào mạng có dây.
Access Point thường được nối với switch hoặc router bằng dây Ethernet. Sau đó, thiết bị phát SSID và truyền dữ liệu giữa máy khách Wifi với mạng LAN.
Access Point không nhất thiết thực hiện NAT, định tuyến hoặc cấp địa chỉ IP. Những chức năng này thường được router hoặc máy chủ DHCP đảm nhiệm.
Trong gia đình, Access Point thường được tích hợp trong router Wifi. Trong văn phòng, nhiều Access Point riêng biệt được lắp tại các khu vực khác nhau để tăng vùng phủ và mật độ kết nối.
Một số Access Point hỗ trợ PoE, cho phép truyền dữ liệu và nguồn điện qua cùng một dây mạng. Cách triển khai này giúp giảm số lượng dây nguồn và thuận tiện khi lắp thiết bị trên trần.
Firewall – Kiểm soát và bảo vệ lưu lượng mạng
Firewall là thiết bị hoặc phần mềm bảo mật dùng để giám sát, lọc và kiểm soát lưu lượng đi qua mạng.
Firewall thường được đặt giữa mạng nội bộ và Internet. Thiết bị quyết định kết nối nào được phép đi qua dựa trên các chính sách đã cấu hình.
Firewall cơ bản có thể lọc theo địa chỉ IP, cổng dịch vụ và giao thức. Firewall thế hệ mới còn hỗ trợ nhận diện ứng dụng, phòng chống xâm nhập, lọc nội dung và kiểm soát truy cập Internet.
Một số router gia đình tích hợp firewall để bảo vệ mạng ở mức cơ bản. Doanh nghiệp thường sử dụng thiết bị firewall chuyên dụng khi cần chính sách bảo mật chi tiết hơn.
Ngoài việc bảo vệ kết nối Internet, firewall còn có thể kiểm soát lưu lượng giữa mạng nhân viên, mạng khách, máy chủ và hệ thống camera.
Media Converter – Chuyển đổi tín hiệu quang và điện
Media Converter là thiết bị chuyển đổi giữa hai môi trường truyền dẫn khác nhau. Loại phổ biến nhất chuyển tín hiệu Ethernet qua cáp đồng RJ45 sang tín hiệu truyền trên cáp quang.
Thiết bị thường được sử dụng khi khoảng cách truyền vượt quá giới hạn của dây mạng đồng. Media Converter cũng phù hợp với khu vực có nhiều nhiễu điện từ.
Hai đầu tuyến có thể sử dụng một cặp Media Converter. Một đầu nhận Ethernet và chuyển sang quang, đầu còn lại chuyển tín hiệu quang trở lại Ethernet.
Trong một số hệ thống, một Media Converter có thể kết nối trực tiếp với cổng quang của switch ở đầu bên kia.
Thiết bị có thể hỗ trợ cáp quang Single Mode, Multimode, một sợi hoặc hai sợi. Các tốc độ thường gặp gồm 100 Mbps, 1 Gbps và 10 Gbps.
Media Converter thông thường không thực hiện định tuyến và không tự cấp địa chỉ IP. Thiết bị chủ yếu xử lý việc chuyển đổi môi trường truyền dẫn.
Repeater – Mở rộng vùng phủ sóng Wifi
Wifi Repeater nhận tín hiệu không dây từ router hoặc Access Point rồi phát lại để mở rộng vùng phủ.
Thiết bị phù hợp với khu vực vẫn nhận được sóng từ router nhưng cường độ chưa đủ mạnh. Repeater dễ lắp đặt vì không yêu cầu kéo thêm dây mạng.
Tuy nhiên, Repeater không tạo thêm băng thông Internet. Chất lượng kết nối đầu ra phụ thuộc trực tiếp vào tín hiệu mà thiết bị nhận được từ router.
Nếu đặt Repeater tại vị trí sóng quá yếu, thiết bị chỉ phát lại một kết nối chậm và thiếu ổn định.
Một số bộ mở rộng sử dụng cùng băng tần để vừa kết nối với router, vừa phục vụ thiết bị đầu cuối. Điều này có thể làm giảm dung lượng truyền thực tế.
Với văn phòng hoặc công trình lớn, Access Point đi dây hoặc hệ thống Mesh có backhaul riêng thường mang lại hiệu quả ổn định hơn.
Gateway – Kết nối các hệ thống mạng khác nhau
Gateway là thiết bị hoặc nút mạng đặt tại điểm giao tiếp giữa hai hệ thống khác nhau. Nó có thể thực hiện định tuyến, chuyển tiếp hoặc chuyển đổi giao thức.
Trong mạng IP thông thường, router thường đóng vai trò Default Gateway. Thiết bị đầu cuối gửi dữ liệu đến gateway khi địa chỉ đích nằm ngoài mạng cục bộ.
Trong hệ thống IoT, thoại hoặc công nghiệp, gateway có thể chuyển đổi giữa các giao thức mà hai phía không thể giao tiếp trực tiếp.
Ví dụ, một gateway IoT có thể nhận dữ liệu từ cảm biến sử dụng Zigbee, sau đó chuyển dữ liệu sang Ethernet hoặc Wifi để gửi đến máy chủ.
Thuật ngữ gateway cũng thường được dùng cho thiết bị tích hợp nhiều chức năng. Residential Gateway có thể kết hợp ONT, router, switch, Wifi và cổng thoại trong cùng một sản phẩm.
Card mạng – Giao diện kết nối của thiết bị đầu cuối
Card mạng, còn gọi là NIC hoặc Network Interface Card, là giao diện giúp máy tính, máy chủ và thiết bị đầu cuối tham gia mạng.
Card mạng có dây sử dụng cổng Ethernet để kết nối với switch hoặc router. Card Wifi sử dụng sóng vô tuyến để kết nối với Access Point.
Mỗi card mạng chỉ hỗ trợ những tốc độ và tiêu chuẩn nhất định. Card Ethernet có thể hỗ trợ 1 GbE, 2.5 GbE, 10 GbE hoặc cao hơn.
Card Wifi được phân loại theo chuẩn như Wifi 5, Wifi 6, Wifi 6E và Wifi 7. Khả năng kết nối thực tế phụ thuộc vào cả card mạng và thiết bị phát.
Tốc độ toàn hệ thống bị giới hạn bởi thành phần chậm nhất. Switch 10 Gbps không thể tạo kết nối 10 Gbps nếu card mạng của máy tính chỉ hỗ trợ 1 Gbps.
Thiết bị mạng phối hợp với nhau như thế nào?
Một hệ thống mạng ổn định không phụ thuộc vào một thiết bị duy nhất. Các thành phần cần được bố trí đúng vị trí và phối hợp theo cùng một kiến trúc.
Mô hình mạng gia đình
Trong mạng gia đình sử dụng cáp quang, đường truyền từ nhà cung cấp được đưa vào ONT. ONT tiếp nhận tín hiệu quang và chuyển sang kết nối Ethernet.
Nếu ONT tích hợp router và Wifi, điện thoại, laptop và TV có thể kết nối trực tiếp với thiết bị này.
Nếu sử dụng router riêng, cổng WAN của router được nối với cổng LAN trên ONT. Router sau đó cấp địa chỉ IP, thực hiện NAT và quản lý kết nối Internet.
Điện thoại và laptop thường kết nối bằng Wifi. Máy tính bàn, TV, đầu ghi hoặc camera có thể sử dụng cổng LAN để đạt độ ổn định cao hơn.
Khi cần thêm cổng mạng, người dùng lắp switch phía sau router. Nếu vùng phủ Wifi yếu, có thể bổ sung Access Point, Mesh hoặc Repeater.
Mô hình cơ bản:
Đường truyền nhà mạng → ONT hoặc modem → Router → Switch hoặc Access Point → Thiết bị đầu cuối
Mô hình mạng văn phòng
Trong mạng văn phòng, đường truyền nhà mạng được đưa vào modem hoặc ONT. Kết nối sau đó đi qua firewall hoặc router để định tuyến và kiểm soát lưu lượng.
Từ router, đường mạng được nối đến switch trung tâm. Switch phân phối kết nối đến máy tính, máy chủ, camera, điện thoại IP và Access Point.
Switch PoE có thể cấp nguồn trực tiếp cho camera và Access Point. Điều này giúp đơn giản hóa hệ thống dây và thuận tiện khi lắp đặt thiết bị ở vị trí cao.
VLAN thường được sử dụng để tách mạng nhân viên, mạng khách, hệ thống camera và máy chủ. Firewall kiểm soát quyền truy cập giữa các vùng mạng này.
Trong hệ thống lớn, nhiều switch và Access Point có thể được quản lý tập trung. Router xử lý kết nối WAN, còn firewall bảo vệ lưu lượng giữa mạng nội bộ và Internet.
Mô hình cơ bản:
Đường truyền → Modem hoặc ONT → Firewall/Router → Switch → Access Point, máy tính, camera và máy chủ
Kết luận
Thiết bị mạng là gì có thể hiểu là nhóm thiết bị tạo kết nối, truyền dẫn, điều phối và bảo vệ dữ liệu trong hệ thống. Các thiết bị mạng thông dụng gồm modem, ONT, router, switch, Access Point, firewall và Media Converter. Mỗi loại đảm nhiệm một chức năng riêng, vì vậy cần xác định đúng nhu cầu trước khi lựa chọn và triển khai.
Để lại một bình luận