Bài 22: Tìm hiểu thiết bị mạng – Lý thuyết trọng tâm

Thông số kĩ thuật của switch (Ảnh Sách KNTT)
Mục lục [Ẩn]

Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó

I. Lý thuyết trọng tâm

1. Server (Máy chủ)

a) Khái niệm

Server có nguồn gốc từ từ “serve” trong tiếng Anh, mang nghĩa “phục vụ”. Đây là thuật ngữ chỉ hệ thống có nhiệm vụ cung cấp dịch vụ cho các máy tính khác trong mạng.

Định nghĩa: Server là hệ thống bao gồm cả phần cứng lẫn phần mềm, có chức năng cung cấp các dịch vụ thông qua mạng theo yêu cầu từ các máy tính khác (được gọi là máy khách – Client).

Mô hình hoạt động:

  • Máy chủ (Server): Tiếp nhận yêu cầu và trả về kết quả dịch vụ
  • Máy khách (Client): Gửi yêu cầu và nhận kết quả từ máy chủ
Server trong mạng máy tính (Ảnh Sách KNTT)
Server trong mạng máy tính (Ảnh Sách KNTT)

b) Phân loại Server theo chức năng

Loại Server Chức năng chính
File Server Cung cấp dịch vụ lưu trữ và chia sẻ tệp tin
Database Server Quản trị cơ sở dữ liệu, xử lý các truy vấn dữ liệu
Web Server Cung cấp nội dung trang web theo yêu cầu
Mail Server Quản lý việc gửi và nhận thư điện tử
Authentication Server Xác thực quyền hạn người dùng khi đăng nhập mạng
DNS Server Chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP

c) Đặc điểm của Server

Do phải đáp ứng yêu cầu từ nhiều máy khách cùng lúc, Server thường có các đặc điểm:

  • Cấu hình phần cứng mạnh mẽ
  • Độ tin cậy và ổn định cao
  • Bảo mật tốt
  • Hiệu suất xử lý cao
  • Khả năng mở rộng linh hoạt

d) Mối quan hệ giữa Server và mạng

  • Một mạng máy tính có thể hoạt động mà không cần Server
  • Tuy nhiên, Server thường nằm trong một mạng để cung cấp dịch vụ
  • Các Server cung cấp dịch vụ quản trị mạng có thể được xem như một thành phần của hệ thống mạng

2. Các thiết bị kết nối mạng

Khi thiết kế mạng máy tính, ngoài việc hiểu chức năng của thiết bị, chúng ta còn cần nắm rõ các thông số kĩ thuật để lựa chọn phù hợp với quy mô và nhu cầu sử dụng.

a) Hub và Switch

Hub (Bộ chia tín hiệu)

Hub hoạt động theo nguyên lý đơn giản: khi nhận tín hiệu từ một cổng, nó sẽ phát tín hiệu đó ra tất cả các cổng còn lại. Điều này dẫn đến một hạn chế lớn – tất cả các máy tính kết nối vào cùng một Hub sẽ nằm trong cùng một miền xung đột (collision domain).

Miền xung đột là gì? Đây là phạm vi trong mạng mà khi nhiều máy tính gửi dữ liệu đồng thời sẽ gây ra va chạm tín hiệu, làm giảm hiệu quả truyền dữ liệu đáng kể.

Switch (Bộ chuyển mạch)

Khác với Hub, Switch thông minh hơn khi chỉ thiết lập kết nối tạm thời giữa hai cổng đang truyền dữ liệu. Nhờ vậy, mỗi cổng trên Switch thuộc về một miền xung đột riêng biệt, giúp giảm thiểu xung đột và tăng hiệu suất mạng.

Bảng so sánh Hub và Switch:

Tiêu chí Hub Switch
Cơ chế truyền Phát tín hiệu ra mọi cổng Chỉ truyền đến cổng đích
Miền xung đột Tất cả cổng chung một miền Mỗi cổng một miền riêng
Hiệu suất Thấp hơn Cao hơn
Chi phí Thấp Cao hơn Hub
Phù hợp Mạng nhỏ, ít máy Mạng nhiều máy tính

Thông số kĩ thuật cần quan tâm:

  • Số lượng cổng kết nối (4, 8, 16, 24 cổng…)
  • Tốc độ truyền dữ liệu: 100 Mbps, 1 Gbps, hoặc 10 Gbps
Thông số kĩ thuật của switch (Ảnh Sách KNTT)
Thông số kĩ thuật của switch (Ảnh Sách KNTT)

b) Router (Bộ định tuyến)

Cách nhận diện Router:

  • Có cổng WAN (thường có màu khác biệt, được ghi chữ “WAN” hoặc “Internet”)
  • Có các cổng LAN để kết nối thiết bị trong mạng nội bộ

Chức năng chính:

  • Định tuyến (chọn đường đi tối ưu cho dữ liệu)
  • Kết nối các mạng LAN với nhau
  • Kết nối mạng nội bộ với Internet

Thông số kĩ thuật quan trọng:

  • Số cổng WAN và LAN
  • Tốc độ truyền dữ liệu qua các cổng
  • Số lượng kết nối đồng thời được hỗ trợ
  • Các tính năng phần mềm tích hợp

Phân loại theo quy mô sử dụng:

Loại Router Đặc điểm Phù hợp với
Router gia đình 1 cổng WAN, thường tích hợp Wi-Fi Hộ gia đình, văn phòng nhỏ
Router doanh nghiệp Nhiều cổng WAN, công suất lớn, có cổng dự phòng Trường học, công ty, tổ chức lớn

router

c) Repeater (Bộ lặp tín hiệu)

Vấn đề cần giải quyết: Khi sử dụng cáp xoắn, tín hiệu chỉ truyền hiệu quả trong khoảng 100m. Vượt quá khoảng cách này, tín hiệu sẽ suy yếu, biến dạng hoặc bị nhiễu.

Giải pháp: Repeater có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu đã yếu đi, xử lý và phát lại tín hiệu với chất lượng tốt hơn.

Ứng dụng thực tế:

  • Mở rộng phạm vi mạng có dây: Đặt Repeater ở cuối đoạn cáp 100m để kéo dài thêm 100m
  • Repeater Wi-Fi: Rất phổ biến hiện nay, thu sóng Wi-Fi yếu và phát lại sóng mạnh hơn

Lưu ý: Không nên sử dụng quá nhiều Repeater nối tiếp nhau do các giới hạn về giao thức truyền dữ liệu.

Repeater Wi-Fi (Ảnh Sách KNTT)
Repeater Wi-Fi (Ảnh Sách KNTT)

d) Bộ thu phát Wi-Fi (Access Point)

Chức năng: Cho phép các thiết bị kết nối vào mạng thông qua sóng không dây. Thiết bị này có thể hoạt động độc lập hoặc được tích hợp sẵn trong Router.

Các thông số kĩ thuật quan trọng:

Thông số Ý nghĩa
Băng tần Tần số hoạt động (2.4 GHz và/hoặc 5 GHz)
Băng thông Tốc độ truyền dữ liệu (Mbps hoặc Gbps)
Độ phủ sóng Phạm vi hoạt động hiệu quả
Số kết nối đồng thời Số người dùng có thể truy cập cùng lúc
Môi trường Trong nhà (indoor) hoặc ngoài trời (outdoor)

So sánh theo quy mô:

Quy mô Băng thông Số người dùng Ví dụ
Gia đình/Văn phòng nhỏ 300 Mbps + 867 Mbps ~25 người Hình 22.6
Hội trường/Tổ chức lớn 5.2 Gbps ~400 người Hình 22.7
Một bộ thu phát Wi-Fi băng tần kép
Một bộ thu phát Wi-Fi băng tần kép
Thầy Phạm Thành Danh

Thầy Phạm Thành Danh

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Tin Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Tin học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 8+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Thuận Hóa