So sánh ưu và nhược điểm các cấu trúc mạng (Bus, Star, Ring, Tree, Hybrid và Mesh)

Mạng máy tính đã có từ vài thập kỷ trước, là xương sống của cái mà tất cả chúng ta gọi là Internet ngày nay. Internet chỉ đơn giản là một mạng của các mạng, có nghĩa là không có cái gọi là máy tính độc lập trên mạng.

​

Để người dùng hoặc máy chủ tham gia chia sẻ dữ liệu và tài nguyên, nó phải được kết nối với một số dạng cấu trúc liên kết mạng.

Hầu hết mọi người đã quen thuộc với các thuật ngữ như Mạng cục bộ (hoặc LAN), có nghĩa là các máy tính nằm trong cùng một vị trí địa lý hoặc tòa nhà, hoặc Mạng diện rộng (WAN), có nghĩa là các thiết bị được phân cách bởi khoảng cách địa lý.

Tuy nhiên, có một số thuật ngữ khác được sử dụng trong cấu trúc liên kết mạng máy tính như Mạng Khu vực Đô thị - Metropolitan Area Network (MAN), Mạng Khu vực Cá nhân - Personal Area Network (PAN), v.v.

Bài viết, sẽ so sánh và thảo luận về các cấu trúc liên kết mạng phổ biến nhất và cũng mô tả ưu và nhược điểm của từng cấu trúc liên kết.

Cấu trúc mạng vật lý hoặc lôgic (Physical or Logical Network Topologies)

Cấu trúc liên kết mạng có thể là sự sắp xếp vật lý hoặc logic của các thiết bị trên mạng.

Các thiết bị được kết nối này có thể là bộ định tuyến, bộ chuyển mạch, tường lửa, máy in mạng, điểm truy cập không dây, máy tính người dùng, v.v. (về cơ bản là bất cứ thứ gì có thể được gán địa chỉ IP). Lưu ý rằng thiết bị của người dùng cuối cũng là một phần của cấu trúc liên kết mạng.

Cấu trúc liên kết logic liên quan đến cách dữ liệu được truyền và lưu chuyển trên mạng.

Cấu trúc liên kết vật lý liên quan đến bố cục vật lý của các thiết bị trên mạng và cách chúng được kết nối vật lý.

Các kiểu cấu trúc liên kết mạng (Types of Network Topologies)

Cấu trúc liên kết mạng vượt ra ngoài sự sắp xếp logic hoặc vật lý của các thiết bị. Điều này đưa chúng ta đến các loại cấu trúc liên kết mạng hiện có ngày nay. Các cấu trúc liên kết này là cấu trúc liên kết mạng Bus, Star, Ring, Tree, Hybrid và Mesh. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn từng loại được đề cập.

Cấu trúc liên kết dạng Bus (Bus Topology)

​

Cấu trúc liên kết dạng bus có một sự sắp xếp mạng trong đó các nút sử dụng một đường truyền liên lạc duy nhất để truyền dữ liệu.

Kiểu mạng này vào đầu kỷ nguyên mạng máy tính được sử dụng nhiều do dễ thực hiện.

Ưu điểm

• Vì có một đường truyền liên lạc duy nhất, có nghĩa là cùng một phương tiện được chia sẻ. Do đó, ưu điểm chính của việc sử dụng cấu trúc liên kết này là tính đơn giản của nó.
• Dễ dàng cài đặt và mở rộng.
• Ít tốn kém hơn. Ít cần đi cáp hơn.

Nhược điểm

• Việc có một đường truyền dữ liệu duy nhất làm cho dễ xảy ra xung đột hơn, đây được coi là một nhược điểm của việc sử dụng cấu trúc liên kết mạng này.
• Nếu cáp mạng đơn lẻ gặp sự cố hoặc ngắt kết nối, toàn bộ mạng sẽ bị đứt.
• Khó xác định lỗi.
• Tất cả các thiết bị nhận tất cả các tín hiệu từ mọi máy chủ lưu trữ khác. Điều này không hiệu quả.

Cấu trúc liên kết hình sao (Star Topology)

​

Cấu trúc liên kết mạng hình sao là một trong những cấu trúc liên kết được sử dụng phổ biến nhất hiện nay vì tính đơn giản và hiệu quả của nó.

Trong loại cấu trúc liên kết này, một nút tập trung nằm ở lõi của cấu trúc liên kết mạng, trong đó tất cả các nút khác phải giao tiếp thông qua.

Cấu trúc liên kết này chủ yếu được sử dụng trong gia đình và văn phòng ngày nay.

Ví dụ: mạng LAN Ethernet cổ điển đang sử dụng Cấu trúc liên kết hình sao. Có một Bộ chuyển mạch Ethernet (nút tập trung) để kết nối tất cả các máy tính và thiết bị mạng.

Ưu điểm

• Dễ dàng cài đặt và thực hiện đi dây.
• Dễ dàng khắc phục sự cố và phát hiện các sự cố trong mạng.
• Nếu một thiết bị bị lỗi, nó không ảnh hưởng đến các thiết bị khác trong mạng.
• Bạn có thể dễ dàng thêm hoặc bớt thiết bị mà không ảnh hưởng đến phần còn lại của mạng.
• Quản lý và giám sát tập trung thông qua bộ chuyển mạch trung tâm.

Nhược điểm

• Nhược điểm chính của việc sử dụng cấu trúc liên kết này là nó có một điểm lỗi duy nhất, tức là khi nút chuyển mạch trung tâm bị hỏng, sẽ có sự gián đoạn giao tiếp cho tất cả các thiết bị được kết nối.
• Cần thêm hệ thống cáp vì bạn kết nối từng thiết bị riêng lẻ với nút trung tâm.
• Hiệu suất của toàn mạng phụ thuộc vào hiệu suất của nút trung tâm.

Cấu trúc liên kết vòng (Ring Topology)

​

Cấu trúc liên kết vòng trình bày các thiết bị được sắp xếp dưới dạng hình tròn hoặc giống như một vòng.

Mặc dù cách bố trí của các thiết bị rất giống với cấu trúc liên kết bus nhưng cấu trúc liên kết vòng là một vòng khép kín.

Mạng vòng (ring) ngày nay không được sử dụng nhiều.

Ưu điểm

• Ưu điểm của việc sử dụng cấu trúc liên kết mạng này là khả năng có thông lượng mạng nhanh.
• Ít xung đột gói hơn.
• Truyền tốc độ cao.
• Mã thông báo được sử dụng giữa các nút do đó làm cho hiệu quả hoạt động tốt hơn so với cấu trúc liên kết dạng Bus.

Nhược điểm

• Điểm bất lợi là điểm lỗi, vì một nút duy nhất lỗi có thể phá vỡ việc truyền dữ liệu trên mạng.

Cấu trúc liên kết lai (Hybrid Topology)

​

Cấu trúc liên kết mạng này về cơ bản được tạo thành từ một số cấu trúc liên kết, tức là sự kết hợp của hai hoặc nhiều cấu trúc liên kết, có thể là bus, star, ring, v.v.

Ưu điểm

• Về những ưu điểm của việc sử dụng mỗi loại cấu trúc liên kết này, nó có khả năng chịu lỗi cao, điều này làm cho nó trở nên đáng tin cậy và linh hoạt.
• Có thể mở rộng vì bạn có thể thêm các nút mới một cách dễ dàng.
• Bạn có thể thiết kế nó theo cách để sử dụng các tính năng tốt nhất của các cấu trúc liên kết khác nhau.

Nhược điểm

• Những bất lợi bao gồm những thứ như chi phí cao và sự phức tạp của bảo trì.
• Cơ sở hạ tầng tốn kém.

Cấu trúc liên kết cây (Tree Topology)

​

Cấu trúc liên kết mạng này lý tưởng khi bạn có một thiết bị hoạt động như thiết bị gốc trên mạng.

Lưu ý rằng cấu trúc liên kết này hoạt động với thiết kế cấu trúc liên kết hình sao và Bus kết hợp. Điều này liên quan đến việc liên kết các cấu trúc liên kết hình sao với nhau để tạo thành một cấu trúc liên kết mạng duy nhất, được liên kết bằng cách sử dụng cấu trúc liên kết bus.

Nhược điểm của việc sử dụng cấu trúc liên kết này là có nhiều điểm lỗi được tạo ra, tức là cả cấu trúc liên kết hình sao và xe buýt cần phải luôn được nâng cấp.

Cấu trúc liên kết lưới (Mesh Topology)

​

Cấu trúc liên kết mạng lưới tạo ra một kịch bản trong đó có kết nối đến và đi từ mỗi nút được kết nối trên mạng. Có nghĩa là, tất cả các nút mạng được kết nối với nhau giữa chúng giống như một mắt lưới.

Các cấu trúc liên kết dạng lưới được sử dụng trong các môi trường mạng quan trọng như bệnh viện hoặc các tổ chức tài chính, nơi tính khả dụng là vô cùng quan trọng.

Ưu điểm

• Ưu điểm chính của loại này là khả năng chịu lỗi, đó là do các liên kết dư thừa được tạo ra.
• Nếu một thiết bị / nút trong mạng bị lỗi, các thiết bị còn lại có thể hoạt động bình thường mà không bị gián đoạn.
• Việc thêm nhiều thiết bị trong mạng không ảnh hưởng đến các thiết bị còn lại.

Nhược điểm

• Nhược điểm rõ ràng của việc sử dụng loại mạng này là chi phí thực hiện cao.
• Việc thực hiện và duy trì một cấu trúc liên kết như vậy là tốn nhiều thời gian và khó khăn.
• Chi phí cáp cao.