Network Topology là gì? Những cấu trúc liên kết mạng thường dùng nhất

Cấu trúc liên kết mạng hay Network Topology cho ta biết cách mà các thiết bị được kết nối với nhau như thế nào trong mạng. Đây là điều cơ bản mà một quản trị viên mạng phải nắm được, thế nhưng nếu bạn là một người không chuyên và đang phải tự thiết lập mạng cho gia đình / công ty?

Chúng ta hãy cùng tìm hiểu cấu trúc liên kết mạng là gì cũng như các loại Network Topology phổ biến hiện nay, mình tin rằng khi áp dụng các cấu trúc mạng này trong việc thiết lập mạng sẽ giúp các thiết bị của bạn có một đường truyền nhanh và cực kỳ ổn định.

I. Network Topology là gì?

Network Topology (tạm dịch: cấu trúc liên kết mạng) là sơ đồ mô tả về sự sắp xếp của các phần tử vật lý và logic của một mạng truyền thông.

Cấu trúc liên kết mạng đề cập đến cách thức mà các liên kết và nodes của một mạng được sắp xếp để hoạt động với nhau.

Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]

Các cấu trúc liên kết được phân thành một số loại chính như sau:

• Physical network topology: Cấu trúc liên kết mạng vật lý, là phương tiện truyền tín hiệu vật lý
• Logical network topology: Cấu trúc liên kết mạng logic, đề cập đến cách thức mà dữ liệu truyền qua mạng giữa các thiết bị, đồng thời chúng cũng độc lập - tách biệt với kết nối vật lý.

Các ví dụ về cấu trúc liên kết mạng logic là mạng Ethernet sử dụng cáp xoắn đôi.

Cấu trúc liên kết mạng vật lý (thường là mạng LAN) có 3 dạng cấu trúc khác nhau:

• Star Topology: Cấu trúc liên kết mạng dạng hình sao
• Ring Topology: Cấu trúc liên kết mạng dạng vòng
• Linear Bus Topology: Cấu trúc liên kết mạng dạng tuyến

Ngoài ra còn một số cấu trúc dạng hình tròn, dạng cây hoặc hỗn hợp, v.v, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ các loại cấu trúc này trong phần II.

Mỗi loại cấu trúc mạng có cấu hình khác nhau của các nodes và liên kết. Cấu trúc liên kết mạng lý tưởng phụ thuộc vào quy mô, mục tiêu và ngân sách của từng doanh nghiệp. Sơ đồ cấu trúc liên kết mạng giúp hình dung các thiết bị giao tiếp, được mô hình hóa dưới dạng liên kết giữa các nodes (nút giao).

II. Phân loại và đặc điểm của các cấu trúc liên kết mạng

Có một số cấu trúc liên kết mạng logic và vật lý khác nhau mà từ đó quản trị viên có thể chọn để xây dựng cấu trúc liên kết an toàn, mạnh mẽ và dễ bảo trì. Các dạng cấu trúc liên kết phổ biến nhất hiện nay bao gồm:

1. Cấu trúc liên kết mạng dạng bus

Còn được gọi là cấu trúc liên kết mạng đường trục, cấu trúc liên kết mạng dạng tuyến. Đặc điểm của mạng dạng Bus là kết nối tất cả các thiết bị với một cáp chính thông qua đường dây thả. Ưu điểm của cấu trúc liên kết mạng bus nằm ở sự đơn giản của nó, vì cần ít cáp hơn so với các cấu trúc liên kết mạng khác giúp dễ dàng lắp đặt.

2. Cấu trúc liên kết mạng dạng lưới

Cấu trúc liên kết mạng dạng lưới (Mest Network Topology): Tạo một liên kết từ “điểm <-> điểm” chuyên dụng, kết nối mỗi thiết bị trong mạng với một thiết bị khác và chỉ truyền tải dữ liệu giữa hai thiết bị.

3. Cấu trúc liên kết mạng dạng vòng (Ring network topology)

Ring Network Topology sẽ tạo hai liên kết “điểm <-> điểm” chuyên dụng kết nối một thiết bị với hai thiết bị, tạo ra một vòng thiết bị qua đó dữ liệu được chuyển tiếp qua bộ lặp cho đến khi nó đến thiết bị đích.

4. Cấu trúc liên kết mạng dạng hình sao

Đây là dạng cấu trúc liên kết mạng phổ biến nhất, đặc điểm của kết nối mạng dạng hình sao là sẽ kết nối mỗi thiết bị trong mạng với một Hub trung tâm. Các thiết bị chỉ có thể giao tiếp với nhau một cách gián tiếp thông qua Hub (hiện nay đã được thay thế bằng Switch hoặc Router).

5. Cấu trúc liên kết mạng dạng cây

Tree Network Topology ở dạng cấu trúc phân cấp cha-con, trong đó các mạng dạng hình sao được kết nối với nhau thông qua mạng dạng bus. Các nodes (nút) phân nhánh tuyến tính từ một nodes gốc, hai nodes được kết nối chỉ chia sẻ một kết nối cho nhau.

6. Cấu trúc liên kết mạng hỗn hợp (Hybrid network topology)

Bất kỳ sự kết hợp nào của hai hoặc nhiều cấu trúc liên kết mạng đều được gọi là cấu trúc liên kết mạng hỗn hợp.

Ngoài sáu kiểu cấu trúc liên kết phía trên thì dưới đây là một số dạng phức tạp hơn:

• Cấu trúc liên kết mạng đa truy nhập (Multi-access network topology) còn được gọi là mạng đa truy nhập không quảng bá (NBMA), bao gồm nhiều máy chủ được liên kết trong đó dữ liệu được truyền trực tiếp từ máy tính này sang máy chủ khác duy nhất trên một kết cấu chuyển mạch hoặc qua một mạch ảo.
• Cấu trúc liên kết mạng lưới thông minh (Smart grid network topology) đề cập đến các cấu hình mạng cần thiết để hỗ trợ hoạt động của hệ thống trong lưới thông minh. Lưới điện thông minh là một mạng lưới điện bao gồm đồng hồ thông minh (Smartwatch), Smartphone, tablet và các thiết bị thông minh khác. Tạo ra các nguồn năng lượng tái tạo và năng lượng hiệu quả nhằm kiểm soát việc sản xuất và phân phối điện.
• Điện toán biên (Edge computing) là một loại máy tính “phi tập trung” được vận hành tại nơi đặt nguồn dữ liệu hoặc ở gần đó, giảm thời gian di chuyển của dữ liệu từ máy khách đến máy chủ và thời gian để tìm hiểu thông tin chi tiết. Cấu trúc liên kết mạng Edge bao gồm đám mây (cloud) hoặc trung tâm dữ liệu, nó kết nối với các máy chủ cổng biên hoặc các edge nodes sau đó kết nối với các cảm biến và điều khiển các thiết bị IoT, chẳng hạn như tuabin gió và các giàn khoan dầu được kết nối.

3. Phần mềm cấu trúc liên kết mạng

Công cụ thiết kế cấu trúc liên kết mạng

Để xác định cách thiết kế cấu trúc liên kết mạng lý tưởng cho nhu cầu sử dụng mạng, điều quan trọng đầu tiên của người quản trị mạng là phải phát triển sự hiểu toàn diện về chức năng của mạng.

Phần mềm lập bản đồ cấu trúc liên kết mạng là một công cụ hữu ích tạo ra sơ đồ cấu trúc liên kết mạng, minh họa tổng quan - trực quan về cơ sở hạ tầng mạng. Phần mềm lập bản đồ cấu trúc liên kết mạng trực quan hóa cách mà các thiết bị sẽ kết nối mạng, hỗ trợ xác định cấu trúc liên kết nào hiệu quả nhất cho gia đình hoặc doanh nghiệp.

Phần mềm không chỉ hỗ trợ việc xây dựng cấu trúc liên kết mạng mà còn tự động hóa cấu hình, liên tục giám sát hiệu suất và khắc phục sự cố mạng. Phần mềm tạo cấu trúc liên kết mạng có nhiều phiên bản từ độc quyền cho tới miễn phí trên thị trường, chẳng hạn như Microsoft Visio, LibreOffice Draw và SolarWinds Network Topology Mapper.

Phần mềm SolarWinds Network Topology Mapper

4. Cấu trúc liên kết mạng quan trọng như thế nào?

Bố cục của mạng có ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng và sự ổn định. Việc chọn cấu trúc liên kết phù hợp có thể cải thiện hiệu suất và tốc độ truyền tải dữ liệu, tối ưu hóa việc phân bổ tài nguyên và giảm chi phí hoạt động.

Sơ đồ cấu trúc liên kết mạng được tạo bằng phần mềm là tài liệu tham khảo quan trọng để chẩn đoán các sự cố kết nối mạng. Một trong những ứng dụng chính của cấu trúc liên kết mạng là xác định cấu hình của các mạng viễn thông khác nhau, bao gồm mạng máy tính, điều chỉnh mạng vô tuyến và các fieldbusses công nghiệp.

Bài viết về cấu trúc liên kết mạng Network Topology tới đây là kết thúc. Tới đây bạn còn thắc mắc gì về Network Topology hay không? Đừng ngần ngại để lại comment nhé, mình sẽ giải đáp trong thời gian sớm nhất có thể.

Tham khảo: omnisci | dnsstuff