Mạng máy tính là gì? Các phân loại mạng máy tính phổ biến

Mạng máy tính là gì? Mạng máy tính đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Nhờ có mạng máy tính, việc kết nối và chia sẻ thông tin trên toàn cầu đã trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Có nhiều phân loại khác nhau của mạng máy tính, tùy thuộc vào quy mô, phạm vi và cách thức kết nối. Trong bài viết sau, Web Chuyên Nghiệp sẽ cùng bạn tìm hiểu về mạng máy tính cũng như các kiến thức liên quan nhé!

Mạng máy tính là gì?

Mạng máy tính là một nhóm các thiết bị điện toán được kết nối với nhau để trao đổi dữ liệu và tài nguyên.

Kết nối mạng giữa các thiết bị trong mạng máy tính có thể được thiết lập bằng dây cáp hoặc phương tiện không dây. Khi đã thiết lập kết nối, các giao thức truyền thông như TCP/IP, SMTP và HTP được sử dụng để trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng. Mục tiêu chính của mạng máy tính là cung cấp khả năng truyền tải dữ liệu, chia sẻ tài nguyên và tạo ra môi trường làm việc hiệu quả trong một tổ chức hoặc giữa các tổ chức khác nhau.

Các thành phần trong mạng máy tính là gì?

Nhìn chung, một mạng máy tính được xây dựng dựa trên bốn thành phần cơ bản bao gồm:

1. Thiết bị mạng

Thiết bị mạng, hay còn gọi là nút, là những thiết bị vật lý được kết nối cho phép giao tiếp và trao đổi dữ liệu trong mạng máy tính. Một số thiết bị mạng thường gặp trong các mạng máy tính bao gồm:

• Máy tính, điện thoại di động và các thiết bị cá nhân khác: Đây là các thiết bị cuối cùng mà người dùng trực tiếp sử dụng hoặc truy cập thường xuyên. Ví dụ, một email được gửi từ ứng dụng email trên máy tính xách tay hoặc điện thoại di động.
• Server (máy chủ): Server (máy chủ) là một thiết bị hoặc một phần mềm trong mạng máy tính được sử dụng để cung cấp dịch vụ hoặc tài nguyên cho các thiết bị khác trong mạng. Tất cả các yêu cầu cho các tác vụ cụ thể hoặc dữ liệu đều phải thông qua máy chủ.
• Router (Bộ định tuyến): Router (bộ định tuyến) là một thiết bị mạng được sử dụng để kết nối mạng và chuyển tiếp gói dữ liệu giữa các mạng khác nhau dựa trên địa chỉ IP. Vai trò chính của router là sử dụng các bảng định tuyến và thuật toán định tuyến để xác định đường đi tối ưu cho gói dữ liệu từ mạng nguồn đến mạng đích.
• Switch (Bộ chuyển mạch): Bộ chuyển mạch là một thiết bị mạng được sử dụng để kết nối và điều khiển lưu lượng dữ liệu giữa các thiết bị mạng khác nhau trong một mạng cục bộ (Local Area Network – LAN).
• Modem: Modem (viết tắt của Modulator-Demodulator) là một thiết bị điện tử được sử dụng để kết nối máy tính hoặc các thiết bị mạng khác với mạng điện thoại hoặc mạng cáp để truy cập vào internet hoặc truyền dữ liệu qua các đường truyền analog hoặc kỹ thuật số.
• Bridge: Bridge là một thiết bị mạng kết nối hai hoặc nhiều phân khúc mạng. Thiết bị này hoạt động bằng cách chuyển tiếp các gói dữ liệu giữa các phân khúc mạng mà không cần xử lý chúng
• Gateway (Cổng kết nối): Gateway là một thiết bị hoặc phần mềm trong mạng máy tính được sử dụng để kết nối và chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng khác nhau có các công nghệ, giao thức hoặc kiến trúc mạng khác nhau.

2. Đường truyền

Các đường truyền là phương thức để truyền dữ liệu trong mạng máy tính. Có hai phương thức truyền dẫn dữ liệu chính:

• Đường truyền có dây (Wired): Hình thức truyền dữ liệu này sử dụng cáp vật lý để kết nối các thiết bị trong mạng. Những loại cáp phổ biến nhất được sử dụng bao gồm cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang,… Tuy nhiên hạn chế của kết nối có dây là bị giới hạn
• Đường truyền không dây (Wireless): Kết nối không dây (Wireless connection) là một phương pháp kết nối mạng mà không cần sử dụng dây cáp vật lý. Thay vì sử dụng dây để truyền dữ liệu, kết nối không dây sử dụng sóng radio, tia hồng ngoại hoặc các tín hiệu điện từ khác để truyền thông tin giữa các thiết bị. Các ví dụ về liên kết không dây bao gồm Wi-Fi, bluetooth, mạng di động và NFC.

Tìm hiểu thêm về: Iot Là Gì? Ứng Dụng Của Internet Vạn Vật Trong Thực Tế

3. Giao thức truyền thông (Communication protocols)

Giao thức truyền thông (communication protocol) là một tập hợp các quy tắc và quy định được sử dụng để điều chỉnh việc truyền thông giữa các thiết bị trong mạng. Giao thức truyền thông xác định các quy trình, định dạng dữ liệu, mã hóa và giải mã, kiểm soát lỗi và các thao tác khác cần thiết để thiết lập, duy trì và chấm dứt kết nối.

Một số giao thức internet phổ biến bao gồm bộ giao thức Internet (TCP/IP), IEEE 802, Ethernet, mạng LAN không dây và các tiêu chuẩn di động. TCP/IP là bộ giao thức mạng tiêu chuẩn trong mạng máy tính hiện đại và được tổ chức theo mô hình 4 lớp:

• Lớp liên kết dữ liệu: Lớp này chịu trách nhiệm truyền dữ liệu qua phương tiện vật lý, chẳng hạn như cáp hoặc mạng không dây.
• Lớp Internet: Lớp này chịu trách nhiệm xác định địa chỉ nhận gói dữ liệu và định tuyến chúng qua mạng.
• Lớp truyền tải: Lớp này chịu trách nhiệm đảm bảo rằng dữ liệu được truyền tải một cách đáng tin cậy từ thiết bị này sang thiết bị khác.
• Lớp ứng dụng: Lớp này cung cấp các dịch vụ cho các ứng dụng người dùng, chẳng hạn như duyệt web, gửi email và chia sẻ tệp.

Hầu hết cấu trúc Internet hiện đại đều dựa trên mô hình TCP/IP. IEEE 802 là một tập hợp các tiêu chuẩn IEEE liên quan đến mạng cục bộ (LAN) và mạng đô thị (MAN). Mạng LAN không dây là nổi tiếng nhất trong tập hợp IEEE 802 và được biết đến rộng rãi với tên gọi WLAN, hoặc Wi-Fi.

4. Bảo vệ mạng (Network Defense)

Mặc dù các nút, đường truyền và giao thức là những yếu tố cơ bản của một mạng máy tính, mạng hiện đại không thể tồn tại thiếu các biện pháp phòng thủ. Có nhiều biện pháp phòng thủ mạng khác nhau có thể được sử dụng để bảo vệ mạng khỏi các mối đe dọa. Một vài ví dụ bao gồm tường lửa, hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS), hệ thống ngăn chặn xâm nhập (IPS), máy chủ proxy hay thiết bị chống DDoS.

Tìm hiểu thêm về: VPN là gì? Công dụng của VPN và các giao thức thường dùng

Mạng máy tính hoạt động như thế nào?

Hãy tưởng tượng rằng mạng máy tính là một hệ thống giao thông. Trong hệ thống này, có các thiết bị (như máy tính, điện thoại di động, máy chủ) được kết nối với nhau và có thể giao tiếp và trao đổi dữ liệu. Dữ liệu được truyền đi trong mạng cũng giống như xe cộ di chuyển trên đường.

Mỗi thiết bị trong mạng máy tính được gán một địa chỉ duy nhất gọi là địa chỉ IP (Internet Protocol). Cũng giống như mỗi ngôi nhà trên đường có một địa chỉ riêng, mỗi thiết bị trong mạng cũng cần có một địa chỉ IP để được xác định. Dữ liệu được gửi và nhận giữa các thiết bị trong mạng giống như xe cộ di chuyển từ nơi này đến nơi khác.

Định tuyến là quá trình xác định cách tốt nhất để truyền tải gói tin. Điều này giống như việc lựa chọn đường đi tối ưu nhất khi bạn cần đi từ nơi này đến nơi khác. Để đảm bảo việc truyền tải dữ liệu đáng tin cậy, các giao thức sẽ xác định xác quy tắc và quy định trong việc chia dữ liệu thành các gói tin nhỏ và kiểm soát lỗi trên đường truyền. Cuối cùng, các phương pháp bảo mật đảm bảo thông tin không bị đánh cắp hoặc chỉnh sửa khi di chuyển.

Lợi ích của mạng máy tính là gì?

Mạng máy tính đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày và hoạt động của các doanh nghiệp. Những lợi ích mà mạng máy tính mang lại cho doanh nghiệp là gì?

• Chia sẻ thông tin: Mạng máy tính cho phép giao tiếp và chia sẻ thông tin dễ dàng giữa các thiết bị và người dùng. Người dùng có thể truy cập dữ liệu từ các cơ sở dữ liệu được lưu trữ trên các máy chủ trong mạng. Điều này giúp cho việc học tập, nghiên cứu và cộng tác trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.
• Chia sẻ tài nguyên: Mạng máy tính cho phép truy cập vào các tài nguyên chia sẻ như máy in, lưu trữ tập tin, máy chủ ứng dụng và cơ sở dữ liệu. Người dùng trong mạng có thể sử dụng chung các thiết bị ngoại vi như máy in, máy quét và ổ đĩa mà không cần phải mua riêng cho từng máy tính.
• Truy cập từ xa: Mạng máy tính cho phép người dùng truy cập từ xa vào hệ thống và dữ liệu từ bất kỳ đâu. Nhờ đó làm việc từ xa trở nên linh hoạt hơn, đây cũng là lý do mà các công việc remote work rất phổ biến những năm gần đây.
• Tiết kiệm chi phí: Mạng máy tính giúp tiết kiệm chi phí vì nó cho phép chia sẻ tài nguyên và thiết bị, giảm thiểu việc mua sắm và duy trì các thiết bị riêng lẻ. Ngoài ra, mạng cũng giúp tối ưu hóa quản lý hệ thống và tăng cường hiệu suất, dẫn đến tiết kiệm chi phí vận hành.
• Tăng cường bảo mật: Triển khai các biện pháp bảo mật trong mạng máy tính như tường lửa, mã hóa dữ liệu và quản lý quyền truy cập. Điều này giúp bảo vệ thông tin quan trọng và ngăn chặn các mối đe dọa mạng.

Cách phân loại mạng máy tính là gì?

Có nhiều loại mạng máy tính khác nhau và chúng được phân loại theo các tiêu chí khác nhau. Một số cách phân loại mạng máy tính và ví dụ từng loại là:

Phân loại mạng theo kiến trúc

Hai kiến trúc mạng máy tính phổ biến nhất là:

• Client-server (Máy khách – máy chủ): Kiến trúc client-server là mô hình mạng trong đó các máy tính được phân loại thành máy chủ và máy khách. Máy chủ là máy tính mạnh mẽ cung cấp tài nguyên và dịch vụ cho các máy khách, là những máy tính yêu cầu tài nguyên và dịch vụ đó.
• Peer-to-peer (P2P – ngang hàng): Kiến trúc peer-to-peer (P2P) là mô hình mạng trong đó tất cả các máy tính đều có vai trò bình đẳng. Mỗi máy tính có thể đóng vai trò là cả máy khách và máy chủ, chia sẻ tài nguyên và dịch vụ với các máy tính khác trong mạng.

Phân loại mạng theo quy mô

Mạng máy tính có thể được phân loại dựa trên phạm vi hay quy mô, bao gồm:

• Mạng cục bộ (Local Area Network – LAN): Mạng LAN được sử dụng trong một khu vực hạn chế như một văn phòng, một tòa nhà, hoặc một trường học. LAN thường có tốc độ truyền dữ liệu cao và phạm vi truyền thông giới hạn trong một khu vực nhỏ.
• Mạng vùng đô thị (Metropolitan Area Network – MAN): Mạng MAN mở rộng phạm vi hoạt động từ một thành phố đến một khu vực đô thị lớn. MAN kết nối các mạng LAN khác nhau trong cùng một khu vực địa lý, cho phép chia sẻ tài nguyên và dữ liệu giữa chúng.
• Mạng diện rộng (Wide Area Network – WAN): Mạng WAN trải dài trên một diện rộng hơn, thường bao gồm nhiều địa điểm địa lý khác nhau, như các chi nhánh của một công ty trên toàn quốc hoặc trên toàn cầu. WAN kết nối các mạng LAN và MAN khác nhau và sử dụng các phương tiện truyền thông như cáp quang, dây điện thoại, sóng vô tuyến hoặc mạng di động để truyền tải dữ liệu.
• Mạng toàn cầu (Global Area Network – GAN): Mạng toàn cầu (GAN) là một mạng bao gồm toàn bộ thế giới, internet là ví dụ phổ biến nhất của GAN. GAN kết nối các máy tính và mạng cục bộ (LAN) từ khắp nơi trên thế giới, cho phép mọi người chia sẻ tài nguyên và thông tin trên quy mô toàn cầu.

Phân loại mạng theo cấu trúc

Cấu trúc mạng là cách các thiết bị trong mạng máy tính được kết nối với nhau. Có nhiều cấu trúc mạng khác nhau và mỗi cấu trúc có ưu và nhược điểm riêng. Bốn cấu trúc mạng phổ biến bao gồm:

• Cấu trúc Bus (Bus Topology): Trong cấu trúc bus, tất cả các thiết bị đều được kết nối với một cáp trung tâm duy nhất. Đây là cấu trúc đơn giản nhất để thiết lập và bảo trì, nhưng nó có thể gặp vấn đề về hiệu suất nếu có nhiều thiết bị trên mạng.
• Cấu trúc Vòng (Ring Topology): Trong cấu trúc vòng, các thiết bị trong mạng máy tính được kết nối với nhau theo trình tự tuần hoàn, tạo thành một vòng khép kín. Mỗi thiết bị được kết nối với hai thiết bị khác: một thiết bị trước và một thiết bị sau. Dữ liệu di chuyển theo một hướng duy nhất trên vòng, đi qua từng thiết bị cho đến khi đến đích.
• Cấu trúc Sao (Star Topology): Trong cấu trúc sao, tất cả các thiết bị đều được kết nối với một trung tâm điều khiển (hub hoặc switch). Star topology phổ biến và dễ quản lý, tuy nhiên thiết bị trung tâm có thể trở thành điểm nghẽn nếu mạng có nhiều thiết bị hoặc lưu lượng dữ liệu lớn.
• Cấu trúc Lưới (Mesh Topology): Mesh Topology là một cấu trúc mạng máy tính phức tạp, trong đó các thiết bị kết nối trực tiếp với nhiều thiết bị khác, tạo thành một mạng ngang hàng phức tạp. Không giống như các cấu trúc phân cấp mà dữ liệu phải đi qua các thiết bị trung tâm, dữ liệu trong mạng cấu trúc Lưới có thể di chuyển theo nhiều đường truyền khác nhau.

Tổng kết

Bài viết trên của Web Chuyên Nghiệp đã giúp bạn hiểu được mạng máy tính là gì, cách hoạt động của một mạng máy tính và nhiều kiến thức liên quan. Việc hiểu và áp dụng các phân loại mạng máy tính phổ biến là quan trọng để xây dựng và quản lý một hệ thống mạng linh hoạt và hiệu quả. Nếu thấy bài viết bổ ích, hãy chia sẻ cho nhiều người cùng biết và đón chờ những nội dung thú vị khác nhé!