Nếu nhìn qua, switch cũng giống hub, chỉ là một thiết bị tăng tín hiệu, gồm nhiều cổng để kết nối nhiều máy tính lại với nhau tạo ra một mạng con. Khác biệt quan trọng nhất là switch có cơ chế thông minh để đọc một phần nội dung dữ liệu gửi đi, từ đó giúp thực hiện hai thao tác:
Một là xử lí để quá trình truyền tín hiệu trên dây không xảy ra xung đột. Nếu bạn muốn tìm hiểu kĩ hơn, phương pháp giao tiếp trong đó mỗi lần chỉ hỗ trợ để một đầu dây gửi dữ liệu (nếu không sẽ xung đột) như hub gọi là half-duplex; còn switch và các loại thiết bị mạng khác hiện nay đều có hoạt động với cơ chế full-duplex, tức là cho phép gửi và nhận dữ liệu cùng lúc trên cùng một đường kết nối. Nếu không có full-duplex, hoặc là bạn phải ngồi chờ cả ngày để đến lượt được vào facebook, hoặc phải chấp nhận chuyện comment gửi lên sẽ hư hỏng kiểu như: “choowj lâ qa”.

Nói chung các loại switch cơ bản (unmanaged) hoạt động hoàn toàn tự động, máy móc nối trực tiếp đến chúng còn không biết là có thiết bị trung gian nữa là … người. Các switch này không giao tiếp trực tiếp với PC, laptop nên cũng không có NIC, tức là cũng không có MAC hay IP riêng. Vì vậy ngoài lưu ý về MAC đã nêu ở trên và việc chọn loại dây cho đúng (nếu switch không có Auto-MIDX), chúng ta không cần nhớ thông tin cấu hình gì phức tạp cho switch cả. Chỉ cần nối các thiết bị trong nhà vào switch, ít thì 1 chú mà nhiều lắm thì 3 "chú" - tương ứng với việc chia các thiết bị thành 3 mạng con, mỗi switch nhớ để dành một cổng nối về default gateway ra Internet (router/modem trong nhà) là bạn xong việc với đám switch.

- Lưu ý 1: Bridge cũng là thiết bị hoạt động dựa trên tương tự địa chỉ MAC như switch, nhưng có ít cổng hơn. Trong khi switch phục vụ việc kết nối các máy đầu cuối (laptop, PC, server) với nhau để tạo thành các mạng con thì bridge chủ yếu phục vụ việc nối 2 mạng con vào với nhau. Với nhu cầu dân dụng, chúng ta thường dùng luôn các router cơ bản để làm công việc này giúp đơn giản hóa vấn đề.

Bonus: Những ai có hứng thú tìm hiểu kĩ hơn về cơ chế chuyển mạch cơ bản của switch, có thể truy cập link này để xem thêm.

Router

Nếu nói hệ thống mạng có dây là xương sống của Internet, thì các router là các các đốt sống quan trọng nhất trên đó. Ta có địa chỉ cho mỗi máy tính, có dây dẫn là con đường nối giữa các máy đó, vậy đã xong chưa? Dữ liệu gửi từ máy A đến máy B, cũng tương tự như một bức thư gửi từ nhà anh A đến nhà cô B, nếu không có người giúp chuyển đi thì làm sao chúng biết tự tìm đường đến nơi? Switch chỉ là thiết bị kết nối một lượng nhỏ máy để tạo ra mạng con, chỉ biết xem xem MAC đích có nằm trong số những máy kết nối trực tiếp với nó (hoặc cùng lắm là cách 1 2 con switch, bridge phụ) không thì đẩy ra cổng tương ứng, còn không là thì đành đẩy bừa ra tất cả các cổng (flooding), phương pháp hoàn toàn bất hợp lí nếu đem áp dụng cho hệ thống mạng diện rộng với hàng ngàn, hàng triệu máy tính.

Đây là lúc ta cần đến router – các bưu cục. Trên router sẽ lưu thông tin đường đi đến các thiết bị trong mạng dựa trên địa chỉ IP (xong việc với switch tạm coi như chúng ta đã xong việc với MAC), có thể là thông tin đường đi của mạng LAN dạng phức tạp hoặc các mạng WAN để khi dữ liệu đi qua router, nó sẽ biết nên chỉ đường cho dữ liệu đó đi hướng nào. Nếu một router không biết thông biết thông tin hướng đi trực tiếp đến đích thì chí ít cũng biết nên chỉ đường cho dữ liệu tìm đến router nào để…. hỏi đường tiếp. Cũng tương tự như khi bạn nhờ bưu điện Hà Nội chuyển thư sang Mỹ, tuy không rõ đường đi nước bước ở Mỹ nhưng bưu điện HN sẽ có thể chuyển tiếp thư đó sang các tổ chức bưu chính quốc tế, các tổ chức này giúp chuyển về các bưu điện của Mỹ để rồi các bưu điện này sẽ chịu trách nhiệm đưa thư về một địa chỉ cụ thể vậy. Hệ thống các router kết nối vào với nhau sẽ bảo đảm dữ liệu luôn được đưa đến đích miễn là đích đó có tồn tại (và không bị chặn).


Trong phạm vi gia đình, phần lớn trường hợp chúng ta chỉ cần 1 modem kiêm router, cùng lắm thì có thêm 1 router wifi, quá trình nhận ra địa chỉ LAN-WAN để xác định đường đi vì vậy thường sẽ diễn ra tự động hoặc do ktv của ISP làm sẵn– các máy PC, laptop cũng sẽ tự biết đặt default gateway là router đó của bạn. Hơn nữa để tìm hiểu các cơ chế định tuyến (tìm đường), bạn cần có thêm một chút hiểu biết cấu trúc của địa chỉ IP, về subnet, netmask và wildcard mask, vì vậy chúng ta cũng sẽ không vội đào bới sâu đến các cơ chế này này ở đây. Để phục vụ home networking, trước hết hãy bảo đảm rằng bạn nắm được các vấn đề về cổng kết nối như sau:


Đây là hình ảnh một router “chính thống”, tức không phải một modem tích hợp chức năng định tuyến. Như chúng ta thấy trên đó có một cổng WAN, đại diện cho NIC phụ trách việc kết nối ra mạng Internet, đây sẽ là NIC mang IP public của bạn, đứng ra đại diện giúp bạn giao tiếp với thế giới. Bốn cổng LAN này nối trực tiếp vào PC, laptop hoặc nối vào các switch quản lý mạng con tương ứng, và trên phần lớn các router hiện nay thì bốn cổng này đều thuộc chung một Ethernet NIC phụ trách việc kết nối vào các máy trong mạng LAN. Nghĩa là bạn muốn dùng bao nhiêu con switch thì dùng, nối thế nào thì nối, thậm chí là nghịch ngợm subnet thế nào thì nghịch, tất cả các máy trong mạng của bạn sẽ có chung default gateway là NIC phụ trách LAN đó (Với IP mặc định thường gặp đặt là 192.168.1.1). Tổng cộng router của bạn có 2 NIC và 2 IP, mọi kết nối ra Internet sẽ phải thông qua 2 anh này, 1 trong hai anh mà có vấn đề gì thì dù có 4 cổng LAN bạn vẫn cứ phải… thay router mới như thường, vì không dễ gì mà tháo lắp NIC trên các router dân dụng này được.


Thực chất trên các loại router chuyên dụng cho nhà mạng hay doanh nghiệp cỡ lớn thì mỗi port tương ứng với một NIC, có IP, MAC riêng và phụ trách một mạng LAN riêng rẽ (hoặc nhiều NIC mỗi NIC phụ trách vài port). Nghe thì có vẻ tiện lợi vì hỏng một NIC không phải là hỏng hết, nhưng cũng vì thế mà đòi hỏi cần có kiến thức kha khá về mạng để cấu hình định tuyến chứ không được các router bình dân điển hình, như đã nói ở trên là mọi thứ diễn ra hầu như tự động (nói cho chính xác thì cũng như repeater: 1 đầu ra 1 đầu vào, cứ đẩy tín hiệu ra là xong, muốn phức tạp cũng chẳng được).
Đối với nhu cầu home networking hay kinh doanh cỡ nhỏ, ngoài những loại điển hình 2 NIC này thì cũng nên lưu ý một số loại xuất hiện thêm một cổng WAN nữa, nghĩa là thêm 1 NIC giúp kết nối với 2 nhà mạng một lúc, ví dụ như một số sản phẩm của Draytek . Các sản phẩm này thuộc phân khúc cao cấp hơn, giá thành cũng cao hơn kha khá (thực ra cũng không quá đắt nếu so với mấy chú router wifi hạng “sang” của linksys), nhưng sự tiện lợi chúng đem lại cũng đáng để cân nhắc nếu gia đình bạn có điều kiện. Chẳng may hôm nào VNPT lại đứt cáp biển còn có đường truyền Viettel dùng tạm.


Còn đây là mặt sau một chú modem kiêm đủ loại chức năng điển hình. Cổng WAN được thay thế bằng cổng DSL (đường dây điện thoại), cơ chế hoạt động cũng không có khác biệt gì lớn (1 NIC cho cổng DSL và 1 network interface chung cho tất cả các kết nối trong LAN gồm 4 cổng kết nối có dây và các kết nối không dây), được cái tiện lợi hơn rất nhiều cho việc quản lí.

Để giúp bạn đọc hiểu rõ hơn tại sao sử dụng modem đa năng như trên tiện lợi hơn rất nhiều, hãy giả sử thế này: Nhà bạn có 2 PC 2 laptop, không có switch mà chỉ có modem một cổng LAN và một chú router "thuần chủng" như phía trên kia. Bây giờ muốn kết nối ra internet các bước sẽ dài lê thê: cắm dây DSL vào modem, nối cổng LAN của modem vào cổng WAN của router, nối hết các máy vào router (không có wifi), đặt IP cho NIC LAN của router và modem sao cho không trùng nhau, cả NIC WAN của router lúc này cũng có thể phải đặt thủ công tùy theo loại thiết bị, kiểm tra để chỉ NAT và DHCP trên một thiết bị, kiểm tra các máy xem default gateway chỉ đúng ra modem chưa, kiểm tra định tuyến của router để xem đã đẩy được dữ liệu ra modem chưa, mỗi lần cấu hình kết nối ADSL phải bảo đảm truy cập vào giao diện quản lí của modem chứ không phải router, vv...

Vâng, và đấy là còn chưa phải cấu hình định tuyến chia subnet gì phức tạp. Đến đây chắc bạn cũng hiểu vấn đề: trong hộ gia đình chỉ cần một modem kiêm router là đủ rồi, cần mở rộng số lượng máy thì hãy cứ bám lấy switch, không cần thiết phải rước nhiều router về cho oách (như đã nói việc phân chia mạng thành các subnet chủ yếu phục vụ cho nhu cầu quản lí của các doanh nghiệp, tổ chức, nhà mạng). Còn nhỡ bạn có nhu cầu dùng router wifi? Trong bài viết sau, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về hệ thống mạng không dây.