Đối với nhiều người mới tiếp xúc công nghệ hay mạng máy tính đều chưa hiểu Hub là gì? Vai trò, sự khác nhau giữa Hub và Switch. Cùng Vietnix tìm hiểu rõ hơn về Hub, bên cạnh đó là phân biệt sự khác nhau giữa Hub và Switch để giúp bạn có cái nhìn tổng quan về thiết bị này.
Hub là gì? Hub là thiết bị gì?
Hub là một thiết bị mạng để kết nối các máy tính hay các thiết bị khác trong cùng một mạng LAN với nhau. Hub gồm nhiều cổng (từ 4 đến 24 cổng) đóng vai trò là trung tâm kết nối, nếu gói dữ liệu chỉ truyền đến một cổng, sẽ sao chép và chuyển đến các cổng khác có thể nhận dạng được gói tin.
Vì Hub mạng không phân biệt nhiệm vụ đến cổng nào nên dữ liệu được truyền đồng thời đến tất cả. Việc này có lợi nếu xảy ra sự cố với một cổng bất kỳ trong Hub. Hiện nay, Router được dùng phổ biến còn Switch được sử dụng để thay thế cho Hub ở các gia đình. Nhưng với chi phí thấp, Hub vẫn đóng vai trò quan trọng và cần thiết trong một số mục đích nhất định.
Ngoài ra, mạng Hub là một giao diện kết nối các thiết bị vật lý như: máy in, thiết bị ra/vào (I/O), desktop, thiết bị lưu trữ và tất cả máy chủ trong trung tâm dữ liệu. Việc cấu hình các Hub phụ thuộc vào yêu cầu và kế hoạch cụ thể.
Thiết bị mạng gồm những gì?
Để dữ liệu có thể truyền qua lại giữa 2 phần mạng, người ta sử dụng các thiết bị liên kết đặc biệt hay còn gọi là thiết bị mạng. Có thể kể đến một số thiết bị mạng phổ biến như: Hub, Switch, card mạng, router, gateway, bridge,…
Tùy thuộc vào những đặc điểm giống và khác nhau giữa 2 phần mạng cần liên kết. Và thực hiện bằng cách chọn các loại thiết bị liên kết phù hợp để kết nối như bộ lặp (Repeater), cầu nối (bridge), router và gateway. Các thiết bị này sẽ được chọn theo mô hình ISO/OSI.
Đặc điểm và ứng dụng của Hub
Đặc điểm của Hub là gì?
Hub được coi như một Repeater với nhiều cổng. Như đã đề cập ở trên, thường thì Hub có 4 đến 24 cổng, nhưng cũng có Hub có số cổng nhiều hơn. Đa phần Hub được sử dụng trong các mạng 10BASE-T hoặc mạng 100BASE-T. Trong cấu trúc liên kết mạng – Hình sao (tất cả các trạm được kết nối với Hub ở vị trí trung tâm và có vai trò thiết lập các liên kết Point to Point.)
Bên cạnh đó, để hiểu hơn về Hub là gì cùng điểm qua một số đặc điểm nổi bật của Hub dưới đây:
- Hoạt động với băng thông được chia sẻ và broadcast.
- Thiết bị Hub hoạt động ở lớp vật lý của mô hình OSI và cung cấp hỗ trợ cho chế độ truyền bán song công (half-duplex).
- Hơn nữa, có thể xảy ra xung đột trong quá trình thiết lập đường truyền, chủ yếu xảy ra bên trong trung tâm khi nhiều máy tính gửi dữ liệu đồng thời vào các cổng tương ứng
- Tính năng linh hoạt, tốc độ truyền cao đến các thiết bị khác nhau.
Ứng dụng của Hub là gì?
Dưới đây là một số ứng dụng của Hub phổ biến hiện nay:
- Hub được sử dụng để tạo các mạng gia đình nhỏ.
- Được sử dụng để giám sát mạng.
- Hay Hub cũng được sử dụng trong các tổ chức để cung cấp kết nối.
- Hub có thể được sử dụng để tạo ra một thiết bị có sẵn ngoài mạng.
Vai trò và chức năng của Hub
Hub đóng vai trò trung tâm và mỗi thiết bị có vai trò như một kết nối giữa Hub đến các thiết bị mạng và xử lý dữ liệu được gọi chung là “khung” (frame). Sau đó, Hub nhận được frame, ngay lập tức Hub sẽ được khuếch đại và truyền đến các cổng của máy tính chủ.
Khi thực hiện Hub sẽ có một Frame được truyền đi và có thể sẽ Broadcast đến các cổng. Đặc biệt, Hub sẽ không quan tâm nhiều đến việc frame chỉ được gắn với một cổng vì nó không phân biệt được cổng nào thực hiện nhiệm vụ gửi đến.Thế nên, Hub sẽ chuyển đến tất cả các cổng và kết quả là xuất hiện rất nhiều lượng truy cập trên mạng Internet, dẫn đến thời gian phản hồi mạng kém.
Ưu và nhược điểm của Hub
Cung cấp hỗ trợ cho các loại phương tiện mạng khác nhau.
Chi phí rẻ và được ai cũng đều có thể sử dụng.
Việc sử dụng một trung tâm không ảnh hưởng đến hiệu suất mạng.
Ngoài ra, nó có thể mở rộng tổng khoảng cách của mạng.
Hub không có khả năng chọn đường dẫn tốt nhất của mạng.
Không có các cơ chế như phát hiện xung đột và làm giảm lưu lượng mạng.
Hub không thể lọc thông tin vì thiết bị mạng này truyền các gói đến tất cả các phân đoạn được kết nối.
Bên cạnh đó, Hub không có khả năng kết nối các kiến trúc mạng khác nhau như ring, token, ethernet,…
Lợi ích của việc sử dụng Hub
Tốc độ dẫn truyền nhanh
Nhiều class có các Hub với dải tốc độ khác nhau. Class 1 có độ trễ tín hiệu là 140 bit time bằng cách thiết lập bản ghi trong phạm vi 100BASE-TX, 100BASE-T4. Trong khi đó, class 2 có độ trễ là 92-bit time bằng cách truy cập vào một miền xung đột (collision domain).
Dual Speed là một cổng Switch ở bên trong, hoạt động trên các phân đoạn 10M/bit và 100M/bit. Khi bất kỳ thiết bị nào được kết nối với những phân đoạn này, các cổng sẽ hoạt động và tín hiệu được truyền với tốc độ cao hơn. Mặc dù vậy, điều này sẽ dẫn đến lỗi model vì thiết bị này không thể thiết kế Switch giữa các luồng lưu lượng.
Phát hiện và ngăn chặn lỗi
Thông tin kỹ thuật có một chức năng lớp vật lý, kết nối các Hub lại với nhau và có nhiều lợi ích lớn. Hub phát hiện những lỗi quan trọng, xung đột lớn, va chạm gián đoạn xảy ra giữa các cổng hoặc các thiết bị. Nếu có bất kỳ lỗi nào xảy ra, Hub sẽ ngắt dòng tín hiệu và cô lập thiết bị, bị hỏng.
Bên cạnh đó, các Hub còn có thể phát hiện những sai chuẩn trong cáp và tránh để ảnh hưởng đến các thiết bị. Các Hub được tích hợp sẵn một Ethernet xoắn, giúp tìm ra các sự cố về mặt chức năng. Để truyền dữ liệu qua mỗi phân đoạn thông qua bộ lặp, chúng cần phải giống như ở mọi phân đoạn. Vốn dĩ các bộ lặp không thể kết nối dữ liệu với các phân đoạn khác nhau.
Tốc độ của Hub như thế nào?
Với mỗi Ethernet Hub gồm tốc độ dữ liệu mạng hoặc băng thông với tốc độ khác nhau. Với những loại Hub đời đầu thì có tốc độ ở mức 10Mbps và 100Mbps (Hub tốc độ kép hay Hub 10/100). Đối với mỗi Hub sẽ có số lượng cổng (Port) kết nối khác nhau (có thể là Hub 4 và 5 cổng hoặc sẽ có Hub 8, 16 cổng).
Hub ít cổng thì thường được sử dụng trong mạng gia đình, ngược lại các Hub nhiều cổng sử dụng phổ biến tại môi trường doanh nghiệp nhỏ, mạng gia đình có nhiều thiết bị. Với các Hub cũ có quạt làm mát nên đôi khi gây tiếng ồn, kích thước tương đối lớn. Còn đối với các Hub hiện đại hoạt động êm hơn, được thiết kế nhỏ gọn và nhẹ dễ dàng di chuyển.
Cách làm việc với Hub
Để làm việc với Hub, đầu tiên bạn thực hiện kết nối 1 đầu cáp Ethernet vào thiết bị. Tiếp theo, bạn cắm đầu kia của cáp với card mạng NIC (Network Interface Card) của Hub. Cổng kết nối trên Hub phù hợp với dây cáp RJ45 của Ethernet. Bạn muốn mở rộng mạng với mục đích để kết nối nhiều thiết bị hơn thì có thể kết nối các Hub lại với nhau hoặc kết nối Hub Switch hoặc với Router.
Các loại Hub phổ biến
Dựa vào tính năng Hub được chia thành 3 loại Hub phổ biến là Passive Hub, Active Hub và Smart Hub. Cùng xem chi tiết từng loại Hub dưới đây.
Hub thụ động (Passive Hub)
Các Hub thụ động (Passive Hub) không có ảnh hưởng đến hiệu năng mà chỉ giúp phát hiện bug và chỉ ra các phần cứng bị lỗi cũng như là cách fix bug hiệu quả. Chúng chỉ đơn giản truyền gói dữ liệu đến các cổng khác sau khi nhận từ một cổng xác định.
Sở hữu cổng 10BASE-2 và kết nối RJ45, được kết nối đến mỗi thiết bị LAN. Đây cũng được áp dụng như một tiêu chuẩn trong kết nối mạng. Các cổng AUI được đặt trong các Passive Hub cải tiến, được kết nối như bộ thu phát theo thiết kế mạng.
Hub chủ động (Active Hub)
So với Passive Hub, Hub chủ động (Active Hub) được trang bị nhiều tính năng đắc lực hơn hẳn. Có thể kể đến như:
- Giám sát dữ liệu gửi đến các thiết bị được kết nối nhờ công nghệ lưu trữ dữ liệu. Hub chủ động sẽ kiểm tra và sắp xếp ưu tiên các gói dữ liệu khi truyền đi.
- Ngoài ra, thiết bị này còn có thể đọc được các luồng tín hiệu yếu truyền đến các cổng và khuếch đại chúng trước khi dẫn đến các cổng khác.
- Khi một thiết bị không hoạt động, tín hiệu đến nó sẽ được khuếch đại mạnh hơn. Việc này có thể được theo dõi thông qua thiết bị khác nhờ vào các Hub bị động. Từ đó, công việc của các thiết bị trong mạng LAN luôn đảm bảo được tính liên tục.
- Một số Active Hub có thể giải thích cho sự cố của các thiết bị và cung cấp các chuẩn đoán liên quan trong mạng LAN.
- Hơn nữa, các Hub chủ động có thể tái đồng bộ và truyền lại các gói dữ liệu nhiều lần.
Hub thông minh (Smart Hub)
Hub thông minh sở hữu nhiều tính năng ưu việt hơn hẳn 2 loại Active Hub và Passive Hub. Tiêu biểu trong đó bao gồm:
- Smart Hub cho phép các bộ phận quản lý chỉ định người dùng chia sẻ mối quan tâm chung khi họ muốn mở rộng doanh nghiệp trong liên kết mạng. Đồng thời, Smart Hub cũng giúp công việc của họ được thực hiện nhanh và hiệu quả hơn (hiện nay kỹ thuật này đang ngày càng phổ biến).
- Nếu một vấn đề bất kỳ được phát hiện ở một thiết bị vật lý, nó sẽ dễ dàng phát hiện, chẩn đoán và giải quyết thông qua việc quản lý dữ liệu.
- Smart Hub là một cải tiến tiêu chuẩn so với các Active Hub. Việc phát hiện công cụ quản lý tập trung cung cấp một cái nhìn sâu hơn vào các mạng. Từ đó, giúp ta tìm ra được các thiết bị hoạt động kém, sai lệch hoặc lỗi thời.
- Có tính linh hoạt cao cùng với tốc độ truyền tải dữ liệu lớn. Các tốc độ tiêu chuẩn hiện nay là 10, 16 tương đương với 100Mbps với Desktop.
Phân biệt Hub và Switch
Khi nói đến mạng máy tính, bên cạnh thuật ngữ Hub là gì, nhiều người cũng quan tâm nhiều đến Switch khi nó có chức năng giống với Hub.
- Hub: Là điểm trung tâm kết nối cho các thiết bị trong hệ thống mạng. Chúng được dùng để kết nối các mạng LAN, chúng có rất nhiều cổng để thực hiện công việc đó. Khi một gói tin đến một cổng, nó được sao chép đến các cổng khác với mục đích để cho các cổng khác có thể nhận dạng được gói tin.
- Switch: Switch mạng (thiết bị chuyển mạch) được xem là một thiết bị quan trọng dùng để kết nối các đoạn mạng với nhau theo cấu trúc liên kết mạng (hình sao). Như vậy, Switch mạng đóng vai trò là thiết bị trung tâm,các máy tính đều được kết nối về Switch. Các loại Switch mạng nhận tín hiệu vật lý, từ đó chuyển đổi các dữ liệu từ một cổng và kiểm tra địa chỉ đích rồi gửi tới một cổng tương ứng. Ngoài ra, Switch còn có khả năng khác là tạo mạng LAN ảo (VLAN).
Điểm giống nhau giữa Hub và Switch
Có thể thấy, điểm giống nhau giữa Hub và Switch với 2 điểm này:
- Đảm nhiệm chức năng kết nối nhiều máy tính, thiết bị điện tử trong cùng mạng với nhau.
- Khuếch đại tín hiệu và phân phối gói tin đến các cổng (Port).
Điểm khác nhau giữa Hub và Switch
Có thể thấy rằng, cả Hub và Switch đều có khả năng kết nối trung tâm cho tất cả các thiết bị mạng và đều nhận dữ liệu từ một cổng sau đó khuếch đại nó lên và truyền đến các cổng khác.
Mặt khác, các điểm giống nhau ở trên thì Hub và Switch cũng có những điểm khác nhau. Có thể xem chi tiết bảng so sánh Hub và Switch dưới đây
| Hub (Bộ chia mạng) | Switch (Thiết bị chuyển mạch) |
|---|---|
Khi dữ liệu đi vào Hub thì lập tức nó sẽ phát tán ra các cổng còn lại. Do nó không hiểu được thông tin đi vào cổng nào nên dễ gây ra hiện tượng xung đột mạng. Ngay sau đó, sẽ tiếp tục gửi thông tin đó đến toàn bộ số cổng còn lại. | Khi dữ liệu đi vào Switch thì lập tức nó sẽ kiểm tra dữ liệu vừa nhận được. Switch có khả năng xác định nguồn và đích dữ liệu nên nó sẽ gửi thông tin đến đích một cách chính xác nhất. Nhờ vậy, mà tránh được sự xung đột tín hiệu, thông tin truyền đi. |
Hub chạy ở chế độ Half Duplex (tại một thời điểm Hub chỉ truyền hoặc nhận hay gọi là 1 chiều). | Switch chạy ở chế độ Full Duplex (cùng một lúc vừa truyền vừa nhận hay còn gọi là 2 chiều). |
Hoạt động ở lớp vật lý (Physical Layer). | Hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu (Link Layer). |
Có thể liên kết thông qua 1 Hub ở trung tâm. | Có thể kết nối nhiều hệ thống, quản lý các Port và cấu hình VLAN. |
Không có cơ chế lọc dữ liệu. | Lọc dữ liệu |
Dữ liệu được truyền dạng bit, tín hiệu điện. | Dữ liệu được truyền dưới dạng Frame hoặc gói Packet. |
Thiết bị thụ động. | Thiết bị chủ động. |
Chế độ bán song công. | Chế độ bán song công hoặc song công toàn phần. |
Tốc độ truyền 10Mbps | Tốc độ truyền 10Mbps đến 1Gbps. |
| Hub là thiết bị mạng giúp kết nối nhiều PC với một mạng duy nhất. | Switch kết nối nhiều thiết bị với nhau trên một mạng máy tính |
Khi nào sử dụng Hub tốt hơn Switch?
Thực hiện chuẩn đoán giao thức tại một Plugfest, trong trường hợp này thì việc sử dụng Hub sẽ tốt hơn Switch. Vì Hub hoạt động ở một tốc độ và chỉ ở chế độ bán song công trong Shared Ethernet. Còn Switch hạn chế lưu lượng cổng khiến cho công cụ chẩn đoán không thể nhìn thấy thông báo, ngoại trừ tin nhắn Broadcast.
Còn để kết nối với nhiều thiết bị thì Switch là lựa chọn phù hợp nhất. Switch có đầy đủ tính năng. Switch có thể hoạt động ở nhiều tốc độ dữ liệu với chế độ bán song công hoặc song công toàn phần. Với Switch cải thiện bằng cách hạn chế lưu lượng tin nhắn trực tiếp chủ gửi đến mà Switch tham gia giao tiếp.
Lời kết
Hy vọng bài viết trên có thể giúp bạn hiểu rõ hơn Hub là gì, vai trò cũng như những lợi ích của Hub. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào hãy để lại bình luận ngay bên dưới, Vietnix sẽ giải đáp nhanh nhất. Cảm ơn bạn đã theo dõi.
