Nút mạng

Ngoài bất kỳ phương tiện truyền dẫn vật lý nào, các mạng được xây dựng từ các khối xây dựng hệ thống cơ bản bổ sung, chẳng hạn như bộ điều khiển giao diện mạng (NIC), bộ lặp, trung tâm, cầu nối, bộ chuyển mạch, bộ định tuyến, modem và tường lửa. Bất kỳ phần cụ thể nào của thiết bị thường chứa nhiều khối xây dựng và do đó có thể thực hiện nhiều chức năng.

Giao tiếp mạng

Bộ điều khiển giao tiếp mạng (NIC) là phần cứng máy tính kết nối máy tính với phương tiện mạng và có khả năng xử lý thông tin mạng cấp thấp. Ví dụ: NIC có thể có đầu nối để nhận cáp hoặc ăng-ten để truyền và nhận không dây cũng như mạch liên quan.

Trong các mạng Ethernet, mỗi bộ điều khiển giao tiếp mạng có một địa chỉ điều khiển truy cập phương tiện (MAC) duy nhất – thường được lưu trữ trong bộ nhớ vĩnh viễn của bộ điều khiển. Để tránh xung đột địa chỉ giữa các thiết bị mạng, Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) duy trì và quản lý tính duy nhất của địa chỉ MAC. Kích thước của một địa chỉ MAC Ethernet là sáu octet. Ba octet quan trọng nhất được dành riêng để xác định các nhà sản xuất NIC. Các nhà sản xuất này, chỉ sử dụng các tiền tố được chỉ định của họ, chỉ định duy nhất ba octet có ý nghĩa nhỏ nhất cho mọi giao diện Ethernet mà họ sản xuất.

Bộ lặp và trung tâm [Repeaters and hubs]

Bộ lặp là một thiết bị điện tử nhận tín hiệu mạng, loại bỏ nhiễu không cần thiết và tái tạo nó. Tín hiệu được truyền lại ở mức công suất cao hơn hoặc sang phía bên kia vật cản để tín hiệu có thể bao phủ khoảng cách xa hơn mà không bị suy giảm chất lượng. Trong hầu hết các cấu hình Ethernet cặp xoắn, cần có bộ lặp cho cáp chạy dài hơn 100 mét. Với cáp quang, các bộ lặp có thể cách nhau hàng chục, thậm chí hàng trăm km.

Bộ lặp hoạt động trên lớp vật lý của mô hình OSI nhưng vẫn cần một khoảng thời gian nhỏ để tái tạo tín hiệu. Điều này có thể gây ra độ trễ lan truyền ảnh hưởng đến hiệu suất mạng và có thể ảnh hưởng đến chức năng phù hợp. Do đó, nhiều kiến ​​trúc mạng giới hạn số lượng bộ lặp được sử dụng trong mạng, ví dụ: quy tắc Ethernet 5-4-3.

Bộ lặp Ethernet có nhiều cổng được gọi là trung tâm Ethernet. Ngoài việc phục hồi và phân phối tín hiệu mạng, một trung tâm lặp lại hỗ trợ phát hiện va chạm và cách ly lỗi cho mạng. Các trung tâm và bộ lặp trong mạng LAN phần lớn đã bị lỗi thời bởi các bộ chuyển mạch mạng hiện đại.

Cầu và bộ chuyển mạng [Bridges and switches]

Cầu nối mạng và bộ chuyển mạng khác với trung tâm ở chỗ chúng chỉ chuyển tiếp khung tới các cổng liên quan đến giao tiếp trong khi trung tâm chuyển tiếp tới tất cả các cổng. Cầu chỉ có hai cổng nhưng một bộ chuyển mạng có thể được coi là cầu nhiều cổng. Các bộ chuyển mạng thường có nhiều cổng, tạo điều kiện thuận lợi cho cấu trúc liên kết hình sao cho các thiết bị và để xếp tầng các bộ chuyển mạng bổ sung.

Cầu và chuyển mạng hoạt động ở lớp liên kết dữ liệu của mô hình OSI và kết nối lưu lượng giữa hai hoặc nhiều phân đoạn mạng để tạo thành một mạng cục bộ. Cả hai đều là thiết bị chuyển tiếp khung dữ liệu giữa các cổng dựa trên địa chỉ MAC đích trong mỗi khung. Tìm hiểu sự liên kết của các cổng vật lý với địa chỉ MAC bằng cách kiểm tra địa chỉ nguồn của các khung đã nhận và chỉ chuyển tiếp khung khi cần thiết. Nếu một MAC đích không xác định được nhắm mục tiêu, thiết bị sẽ phát yêu cầu tới tất cả các cổng ngoại trừ nguồn và phát hiện ra vị trí từ phản hồi.

Cầu và chuyển mạng phân chia miền va chạm của mạng nhưng duy trì một miền duy nhất. Phân đoạn mạng thông qua bắc cầu và chuyển đổi giúp chia mạng lớn, tắc nghẽn thành một tập hợp các mạng nhỏ hơn, hiệu quả hơn.

Bộ định tuyến [Routers]

Một bộ định tuyến văn phòng nhỏ hoặc gia đình điển hình hiển thị đường dây điện thoại ADSL và kết nối cáp mạng Ethernet

Bộ định tuyến là một thiết bị kết nối mạng giúp chuyển tiếp các gói giữa các mạng bằng cách xử lý thông tin địa chỉ hoặc định tuyến có trong gói. Thông tin định tuyến thường được xử lý cùng với bảng định tuyến. Một bộ định tuyến sử dụng bảng định tuyến của nó để xác định nơi chuyển tiếp các gói và không yêu cầu phát các gói, điều này không hiệu quả đối với các mạng rất lớn.

Modem

Modem được sử dụng để kết nối các nút mạng thông qua dây không được thiết kế ban đầu cho lưu lượng mạng kỹ thuật số hoặc không dây. Để làm điều này, một hoặc nhiều tín hiệu sóng mang được điều chế bởi tín hiệu số để tạo ra tín hiệu tương tự có thể được điều chỉnh để cung cấp các thuộc tính cần thiết cho việc truyền dẫn.

>> Tham khảo: Lắp mạng VNPT Hà Nội

Các modem đầu tiên đã điều chế tín hiệu âm thanh được gửi qua đường dây điện thoại thoại tiêu chuẩn. Modem vẫn được sử dụng phổ biến cho đường dây điện thoại sử dụng công nghệ đường dây thuê bao số và hệ thống truyền hình cáp sử dụng công nghệ DOCSIS.

Tường lửa [Firewalls]

Tường lửa là một thiết bị mạng hoặc phần mềm để điều khiển an ninh mạng và các quy tắc truy cập. Tường lửa được chèn vào các kết nối giữa các mạng nội bộ an toàn và các mạng bên ngoài có khả năng không an toàn như Internet.

Tường lửa thường được định cấu hình để từ chối các yêu cầu truy cập từ các nguồn không được nhận dạng trong khi cho phép các hành động từ các nguồn được nhận dạng. Vai trò quan trọng của tường lửa đối với an ninh mạng phát triển song song với sự gia tăng không ngừng của các cuộc tấn công mạng.