Tổng quan kiến trúc mạng, Ethernet có dây, Fast Ethernet và Gigabit Ethernet

Kiến trúc mà bạn chọn để bố trí hệ mạng là quyết định cực kỳ quan trọng khi thiết lập một mạng cục bộ. Kiến trúc này xác định tốc độ mạng, cơ chế kiếm soát truy cập môi trường mà nó sử dụng, loại cáp, loại giao diện mạng bạn phải mua và trình điều khiển của nó bạn cài đặt trong phần mềm máy con mạng.

Tổng quan kiến trúc mạng

Viện kỹ thuật điện và điện tử (IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers) đã định nghĩa và cho ra văn bản bộ tiêu chuẩn các đặc tính vật lý của mạng dò xung đột lẫn truyền mà thông báo. Những tiêu chuẩn này được biết như IEEE 802.3 (Ethernet) và IEEE 802.5 (Token-Ring). IEEE 802.11(Wi-Fi) xác định là phiên bản không dây của Ethernet.

Ghi chú:

Tuy nhiên cần nhận biết là tên gọi Ethernet và Token-Ring thực sự nói đến các phiên bản trước đó, những kiến trúc này dựa vào các tiêu chuẩn IEEE. Sự khác biệt nhỏ tồn tại giữa các định nghĩa khung cho Ethernet và IEEE 802.3. Trong thuật ngữ tiêu chuẩn, sản phẩm Token- Ring 16Mbps của IBM là một sự phát triển của tiêu chuẩn IEEE 802.5. Những cài đặt Token- Ring mới rất hiếm ngày nay và không được đề cập ở đây.

Lựa chọn phổ biến nhất hiện nay cho hệ mạng là Ethernet (cả có dây lẫn không dây). Hiếm hoi có thể thấy Token-Rine hay ARCnet trong một số lắp đặt cũ. Kiến trúc liên kết dữ liệu mạng mà bạn có thể gặp được tóm tắt trong bảng 1. Chữ viết tắt được sử dụng cho các loại cáp được giải thích trong phần sau.

Bảng 1: Tóm tắt kiến trúc LAN

Kiểu mạng	Tốc độ	Số trạm tối đa	Các loại truyền tải	Ghi chú
Ethernet	10Mbps	Trên mỗi mạng: 1,024 Trên mỗi đoạn: 10BASE-T = 2 10BASE-2 = 30 10BASE-5 = 100 10BASE-FL=2	Cáp: UTP Cat3 (10BASE-T),  Thicknet (coax; 10BASE-5), Thinnet (RG- 58 coax; 10BASE-2), fiber-optic (10BASE-F)	Được thay thế bởi Fast Ethernet; tương thích ngược với Fast hay Gigabit Ethernet.
Fast Ethernet	100Mbps	Trên mỗi mạng: 1,024 Trên mỗi đoạn: 1	Cáp: Cat 5 UTP; cùng có thể chạy trên Cat 5e/6/7 UTP	Tiêu chuẩn mạng có dây phổ biến nhất.
Gigabit Ethernet	1,000Mbps	Trên mỗi mạng: 1,024 Trên mỗi đoạn: 1	Cáp: Cat 5/5e/6 UTP	Sử dụng tất cả bốn cặp tín hiệu trong sợi cáp.
802.11a Wireless Ethernet	54 Mbps	Trên mỗi mạng: 1,024 Trên mỗi đoạn: N/A	Băng thông RF 5GHz (lên tới 75 ft. ngoài trời)	Phần cứng hai dải tần cần thiết đề kết nối với 802.11b hay 802.11g hay 802.11n.
802.11b Wireless Ethernet	11 Mbps	Trên mỗi mạng: 1,024 Trên mỗi đoạn: N/A	Băng thông RF 2.4GHz (lên tới 150 ft. trong nhà)	Tương thích với 802.11 g và n; phần cứng hai dải tần cần thiết để kết nối với 802.11a.
802.11g Wireless Ethernet	54Mbps	Trên mỗi mạng: 1,024 Trên mỗi đoạn: N/A	Băng thông RF 2.4GHz (lên tới 150 ft. trong nhà)	Tương thích với 802.11b, phần cứng hai dải tần cần thiết để kết nối với 802.11a.
802.1 In Wireless Ethernet	300Mbps	Trên mỗi mạng: l,024 Trên mỗi đoạn: N/A	Băng thông RF 2.4GHz (lên tới I50 ft. trong nhà)	Tương thích với 802.11b, g; phần cứng hai dải tần cần thiết để kết nối với 802.11a.
Token-Ring	4Mpbs; 16Mbps; 100Mbps	UTP: 72; Type I STP: 250-260	UTP, Type l STP và cáp quang	Được thay thế bởi Fast Ethernet; lỗi thời cho việc lắp đặt mới.
ARCnet	2.5Mbps	255	RG-62 coax UTP/Type 1 STP	Lỗi thời cho việc lắp đặt mới; dùng cáp tương tự như các thiết bị đầu cuối của IBM 3270.

Ethernet có dây

Với hàng chục triệu máy được kết nối nhờ card Ethernet và cáp, Ethernet là giao thức lớp kết nối dữ liệu được dùng rộng rãi nhất trên thế giới. Bạn có thể mua card Ethernet từ hàng tá nhà sản xuất cạnh tranh và phần lớn hệ thống bán ra trong thập kỷ qua đều kết hợp một hay nhiều cổng Ethernet. Card cũ hỗ trợ một, hai hay ba loại cáp được xác định trong tiêu chuẩn: cáp đồng trục đường kính 0.2 inch (Thinnet), cáp đồng trục đường kính 0.4inch (Thicknet), cáp xoắn đôi không bọc (UTP: unshielded twisted pair). Các card hiện nay chỉ hỗ trợ UTP. Ethernet thông thường hoạt động ở tốc độ I OMbps, nhưng nhiều tiêu chuẩn gần đây đẩy tốc độ này lên tới 100Mbps (Fast Ethernet) hay l,000 Mbps (Gigabit Ethernet). Hầu hết máy tính để bàn và máy tính xách tay đều kết hợp Gigabit Ethernet. Trong tương lai chúng ta có thể sẽ thấy ÌO Gigabit Ethernet (cũng được biết như 10G Ethernet) trên các máy tính. Ethernet ÌOG chạy ở tốc độ 10,000Mbps, được dùng chủ yếu cho các trung tâm dữ liệu lớn và các máy chủ.

Ghi chú:

Cần biết là phần đề cập các phương thức Ethernet cũ hơn (như những cái dùng với Thicknet hay Thinnet) cũng như các mạng khác (như Token-Ring) chỉ mang tính tham khảo. Bạn thường gặp những công nghệ này chỉ khi làm việc với mạng cũ còn tồn tại. Mạng mới ngày nay dùng Gigabit, Fast hay Wireless Ethernet.

Fast Ethernet

Fast Ethernet yêu cầu thiết bị điều hợp mạng, hub, switch, cáp UTP hay cáp quang hỗ trợ tốc độ cao. Một số sản phẩm Fast Ethernet đầu tiên chỉ hỗ trợ 100Mbps, nhưng hầu như tất cả sản phẩm Fast Ethernet hiện thời là những thiết bị kết hợp chạy cả tốc độ 10Mbps lẫn 100Mbps, tương thích được với phần cứng Ethernet 10Mbps cũ.

Ghi chú:

Một số đặc điểm kỹ thuật cho biết Fast Ethernet hỗ trợ 200Mbps. Điều này là do nó thông thường chạy ở chế độ song công (gửi/nhận dữ liệu đồng thời), cho nó tốc độ hiệu quả 200Mbps với hai hướng được kết hợp. Cũng vậy, băng thông ở bất kỳ hướng nào vẫn giữ nguyên 100Mbps. Hoạt động song công yêu cầu tất cả phần cứng trong kết nối này, bao gồm thiết bị điều hợp và các switch, có khả năng chạy song công và được cấu hình để chạy song công (hay tự động phát hiện các tín hiệu song công).

Cả hai hình thức Fast Ethernet (100BASE-TX) và Ethernet IOBASE-T phổ biến nhất dùng hai trong bốn cặp dây trong cáp UTP Category 5. (Những cặp dây này cũng có trong cáp CAT 5e, CAT6 và CAT 7.) Một tiêu chuẩn Fast Ethernet khác gọi là I00BASE-T4 sử dụng hết bốn cặp trong cáp UTP Category 5, nhưng tiêu chuẩn Fast Ethernet này không bao giờ thông dụng và hiếm thấy ngày nay.

Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet cùng đòi hỏi thiết bị điều hợp mạng, hub, switch, cáp đặc biệt. Khi Gigabit Ethernet được giới thiệu, phần lớn lắp đặt đều sử dụng cáp quang, nhưng ngày nay rất phổ biến chạy Gigabit Ethernet trên hệ cáp UTP Category 5 (mặc dù CAT 5e hay CAT6 được đề nghị) mà Fast Ethernet dùng. Gigabit Ethernet cho UTP cùng được xem như 1000BASE-T.

Không giống như Fast Ethernet và Ethernet tiêu chuẩn trên UTP, Gigabit Ethernet dùng hết bốn cặp dây. Do vậy Gigabit Ethernet đòi hỏi hệ thống cáp Ethernet riêng; bạn không thể “mượn” hai cặp dây cho điện thoại hay truyền tín hiệu dữ liệu khác với Gigabit Ethernet như bạn có thể làm với các phiên bản chậm hơn. Hầu hết thiết bị điều hợp Gigabit Ethernet cũng vận dụng tốc độ Fast Ethernet I0BASE-T và 100BASE-TX, cho phép kết hợp ba hình thức UPT của Ethernet trong một hệ mạng.

Cả Fast Ethernet lẫn Gigabit Ethernet không hỗ trợ việc sử dụng cáp đồng trục mỏng hay dày dùng với Ethernet, mặc dù bạn có thể kết hợp mạng Ethernet cáp đồng trục với cáp UTP bằng cách dùng bộ chuyển đổi hay các hub, switch được thiết kế chuyên biệt.

Tìm hiểu thêm các thông tin về màn hình!