Mạng LAN Là Gì? Cấu Trúc và Cách Thức Hoạt Động

LAN, viết tắt của "Local Area Network," là mạng nội bộ kết nối thiết bị trong khu vực nhỏ như tòa nhà, văn phòng. Mục tiêu của mạng LAN là cung cấp môi trường giao tiếp và chia sẻ tài nguyên giữa các thiết bị mạng như máy tính, máy in. Thông thường, tổ chức sở hữu mạng LAN để quản lý và đảm bảo an ninh. Tuy nhiên, có trường hợp mạng LAN được thuê từ nhà cung cấp dịch vụ mạng. Mạng LAN mang lại nhiều lợi ích và có ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống và công việc hàng ngày, giúp tối ưu hóa quản lý tài nguyên và tăng cường sự kết nối trong môi trường làm việc.

Mạng LAN kết nối các thiết bị mạng như thế nào?

Mạng LAN kết nối các thiết bị bằng cách sử dụng các thiết bị mạng như router, switch và hub. Các thiết bị này cho phép các máy tính giao tiếp với nhau và chia sẻ tài nguyên. Khi một máy tính muốn gửi dữ liệu đến một thiết bị khác trong mạng LAN, nó sẽ gửi dữ liệu đến router hoặc switch, sau đó thiết bị này sẽ chuyển tiếp dữ liệu đến thiết bị đích.

Phương thức thiết bị kết nối mạng LAN

Cách thiết bị kết nối với mạng LAN thông qua một cổng kết nối gọi là cổng truyền thông (Card NIC). Các loại cổng phổ biến nhất được sử dụng trong mạng LAN là Ethernet, Wi-Fi và Bluetooth. Ethernet là một chuẩn kết nối cáp có dây, trong khi Wi-Fi và Bluetooth là một chuẩn kết nối không dây. cả ba đều cho phép các thiết bị kết nối với mạng LAN và truyền tải dữ liệu giữa chúng.

Ethernet

Ethernet là một chuẩn kết nối cáp có dây được sử dụng rộng rãi trong mạng LAN. Nó cho phép các thiết bị kết nối với nhau thông qua các cáp mạng và chia sẻ tài nguyên như máy tính, máy in và dữ liệu. Các cáp Ethernet có thể được đấu nối với các cổng Ethernet trên các thiết bị để tạo thành một mạng LAN.

Wi-Fi

Wi-Fi là một chuẩn kết nối không dây được sử dụng trong mạng LAN. Nó cho phép các thiết bị kết nối với mạng LAN thông qua sóng radio và truyền tải dữ liệu giữa chúng. Wi-Fi thường được sử dụng trong các môi trường không có dây hoặc khi việc đấu nối cáp mạng là không khả thi.

Bluetooth

Bluetooth là một công nghệ kết nối không dây khác được sử dụng trong mạng LAN. Nó cho phép các thiết bị giao tiếp và chia sẻ dữ liệu với nhau trong khoảng cách ngắn. Tốc độ truyền dữ liệu của Bluetooth thường thấp hơn so với Ethernet và Wi-Fi, nhưng nó có thể được sử dụng để kết nối các thiết bị di động như điện thoại thông minh và máy tính bảng với mạng LAN.

Các cấu trúc mạng LAN phổ biến

Có nhiều cấu trúc mạng LAN khác nhau được sử dụng trong các tổ chức và doanh nghiệp. Một số mô hình phổ biến nhất là mạng LAN vòng (ring), mạng LAN sao (star) và mạng LAN lưới (mesh). các mạng lưới này có thể mở rộng hoặc kết hợp với nhau tạo thành một mạng lới mạng LAN lớn hơn.

Mạng LAN vòng (Ring)

Minh họa mạng LAN Ring

Mạng LAN vòng (Ring) là một kiểu cấu trúc mạng máy tính trong đó các thiết bị được kết nối theo một chuỗi hình vòng đóng. Mỗi thiết bị truyền dữ liệu theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ đến thiết bị tiếp theo trên chuỗi, tạo ra một vòng kín.

Ưu điểm lớn của mạng LAN vòng là khả năng truyền dữ liệu đồng bộ và hiệu suất ổn định. Dữ liệu chuyển tiếp một cách hiệu quả vì không có va chạm dữ liệu như trong mô hình mạng LAN sao. Hơn nữa, nếu một đường truyền gặp sự cố, mạng vẫn có thể hoạt động bằng cách chuyển đến đường khác.

Tuy nhiên, nhược điểm của mạng LAN vòng là sự cố ở một thiết bị có thể ảnh hưởng đến toàn bộ mạng. Cũng như mô hình sao, mô hình vòng cũng đòi hỏi nhiều chi phí khi cần mở rộng và cũng có thể gặp khó khăn trong việc quản lý đối với các mạng lớn.

Mạng LAN sao (Star)

Minh họa mạng LAN star

Mạng LAN sao (Star) là một kiểu mạng máy tính trong đó tất cả các thiết bị kết nối trực tiếp với một trung tâm điều khiển, thường là một hub hoặc switch. Ưu điểm lớn nhất của mô hình này là tính đơn giản và dễ quản lý. Khi một thiết bị gửi dữ liệu, nó chỉ cần truyền trực tiếp đến trung tâm, không làm ảnh hưởng đến các thiết bị khác.

Tuy nhiên, mạng LAN sao cũng có nhược điểm. Nếu trung tâm gặp sự cố, toàn bộ mạng có thể bị ảnh hưởng. Ngoài ra, việc tăng cường mạng đòi hỏi cần phải thêm nhiều dây cáp và cổng, tăng chi phí cũng như tạo ra nhiều rắc rối về quản lý dây cáp. Điều này làm giảm tính linh hoạt của hệ thống so với các kiểu mạng khác như mạng vòng (ring) hoặc mạng lưới (mesh).

Mạng LAN lưới (mesh)

Minh họa mạng LAN Mesh

Mạng LAN lưới (mesh) là một kiểu mạng máy tính trong đó mỗi thiết bị có thể kết nối trực tiếp với mọi thiết bị khác, tạo thành một cấu trúc lưới độc lập. Có hai loại mạng mesh chính: mesh đầy đủ, mỗi nút kết nối với mọi nút khác, và mesh không đầy đủ, chỉ một số nút được kết nối trực tiếp. Mạng mesh thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tính linh hoạt và khả năng chịu lỗi, như mạng không dây, IoT và trong các ngữ cảnh quân sự. Loại mạng này giúp tăng cường độ tin cậy, tự khôi phục, và linh hoạt trong triển khai các hệ thống mạng phức tạp.

Mạng LAN lưới (mesh) cũng có nhược điểm như chi phí cao, quản lý phức tạp, vấn đề băng thông và khó khăn khi mở rộng. Điều này đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng khi triển khai mạng mesh.

Mô hình mạng LAN dạng Cây (Tree)

Minh họa mạng LAN tree

Mô hình mạng LAN dạng cây (Tree) là một kiểu cấu trúc mạng máy tính được thiết kế theo dạng cây, trong đó có một đơn vị trung tâm, thường là một switch hoặc router, kết nối các nhánh chi nhánh của cây với nhau. Mỗi nhánh có thể đại diện cho một phòng ban, tầng, hoặc vị trí cụ thể trong tổ chức.

Ưu điểm lớn của mạng LAN dạng cây là khả năng mở rộng mạng một cách hiệu quả. Hệ thống này giúp giảm độ phức tạp so với mô hình mạng lưới, đồng thời cung cấp khả năng quản lý linh hoạt. Sự tổ chức theo dạng cây cũng hỗ trợ tính bảo mật với việc kiểm soát quyền truy cập trên các cấp độ khác nhau.

Tuy nhiên, nhược điểm của mạng LAN dạng cây là khi đơn vị trung tâm gặp sự cố, toàn bộ mạng có thể bị ảnh hưởng. Ngoài ra, chi phí triển khai và quản lý có thể tăng lên theo sự mở rộng của cây mạng.

Các thiết bị thường gặp trong môi trường mạng LAN

Một mạng LAN (Local Area Network) bao gồm nhiều thành phần khác nhau để cung cấp kết nối giữa các thiết bị. Dưới đây là một số thành phần quan trọng trong một mạng LAN:

Máy tính và Thiết Bị: Các máy tính cá nhân, laptop, máy tính đồng bộ, và các thiết bị khác như máy in, điều khiển truy cập (access points) trong mạng Wi-Fi, và switch.

Switch: Là thiết bị mạng phân phối dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng. Switches làm cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trở nên hiệu quả hơn so với việc sử dụng hub.

Router: Kết nối mạng LAN với mạng WAN hoặc Internet, hoặc giữa các mạng LAN. Thực hiện chức năng định tuyến (routing) để hướng dẫn dữ liệu đi đúng địa chỉ.

Cáp Mạng: Sử dụng cáp Ethernet (thường là cáp UTP) hoặc cáp quang để truyền dữ liệu giữa các thiết bị.

Access Points (AP): Dùng trong mạng Wi-Fi để tạo ra kết nối không dây cho các thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính bảng, và laptop.

Card NIC (Network Interface Card): Là một phần phải có của máy tính hoặc thiết bị mạng, giúp thiết bị kết nối với mạng LAN thông qua cổng Ethernet hoặc không dây.

Mô Đun Mạng (Patch Panel): Cung cấp một nơi tập trung để kết nối các dây cáp mạng từ các thiết bị đến các cổng trên switch.

Gateway: Là thiết bị cung cấp kết nối giữa các mạng khác nhau, thường được sử dụng để kết nối mạng LAN với Internet hoặc giữa các mạng LAN.

Firewall: Bảo vệ mạng khỏi các mối đe dọa từ bên ngoài bằng cách kiểm soát lưu lượng truy cập và chặn các gói tin không mong muốn.

Server: Máy tính chủ trong mạng, cung cấp các dịch vụ như lưu trữ dữ liệu, in ấn, quản lý tài nguyên, và các dịch vụ mạng khác.

Công Cụ Quản lý Mạng: Bao gồm các phần mềm quản lý mạng để giám sát, cấu hình, và quản lý các thiết bị trong mạng.

Lưu ý cơ bản khi triển khai mô hình mạng LAN:

Trong quá trình triển khai mô hình mạng LAN, hiểu rõ về tính năng và thiết bị của từng thành phần là quan trọng. Cùng với đó, CNTTShop chia sẻ đến bạn một số vấn đề cần chú ý trước khi triển khai để đảm bảo sự thành công của dự án.

Thông thường mạng LAN kết nối được bao nhiêu thiết bị?

Số lượng thiết bị mà mạng LAN có thể kết nối phụ thuộc vào loại mạng LAN và cách thiết lập mạng. Tuy nhiên, thông thường mạng LAN có thể kết nối từ 2 đến hàng trăm thiết bị. Việc mở rộng mạng LAN để kết nối nhiều thiết bị hơn có thể được thực hiện bằng cách thêm các switch hoặc router.

Trường hợp nào không thích hợp để sử dụng mạng LAN?

Mạng LAN không phù hợp cho các tổ chức có quy mô lớn hoặc có nhiều chi nhánh. Trong trường hợp này, mạng WAN (Wide Area Network) sẽ được sử dụng để kết nối các văn phòng và chi nhánh với nhau.

Phân biệt mạng LAN và internet

Mạng LAN và internet là hai khái niệm khác nhau. Mạng LAN là một hệ thống mạng kết nối các thiết bị trong một khu vực nhỏ, trong khi internet là một mạng toàn cầu kết nối hàng tỉ thiết bị trên toàn thế giới. mạng LAN có thể được kết nối với internet thông qua một router hoặc gateway để truy cập các tài nguyên và dịch vụ trên internet, hoặc để kết nối các mạng Lan với nhau.

Kết luận

Mạng LAN là một hệ thống mạng quan trọng trong cuộc sống và công việc hàng ngày của chúng ta. Nó cho phép các thiết bị điện tử giao tiếp và chia sẻ tài nguyên với nhau, giúp tăng tính hiệu quả và hiệu suất làm việc. Các loại cổng kết nối mạng LAN như Ethernet và Wi-Fi cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thiết bị vào mạng LAN. Việc lựa chọn mô hình mạng LAN phù hợp và cách thiết lập mạng cũng ảnh hưởng đến hiệu suất và tính tin cậy của mạng LAN. Tuy nhiên, mạng LAN không phải là giải pháp phù hợp cho tất cả các tổ chức và doanh nghiệp, và việc sử dụng mạng LAN cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn.