Ethernet là gì? Các loại cổng, cáp Ethernet hiện nay

Ethernet là gì?

Ethernet là công nghệ mạng LAN được sử dụng phổ biến nhất và theo tiêu chuẩn IEEE 802.3. Nó xác định hệ thống dây điện và tín hiệu cho lớp vật lý của mô hình OSI. Với lớp liên kết dữ liệu nó xác định các định dạng và giao thức khung.

Ethernet rất phổ biến vì nó dễ hiểu, dễ triển khai và bảo trì, đồng trời cho phép triển khai mạng với chi phí thấp. Ethernet linh hoạt về các cấu trúc liên kết và thường sử dụng cấu trúc liên kết Bus.

Đối với Ethernet, đơn vị của giao thức dữ liệu là một khung vì chúng chủ yếu xử lý các tệp DLL. Để giải quyết xung đơn, cơ chế điều khiển truy cập được sử dụng trong Ethernet là CSMA/CD.

Mặc dù Ethernet đã được thay thế nhiều bởi mạng không dây nhưng mạng có dây vẫn được sử dụng nhiều hơn. Đơn giản bởi vì Ethernet mang tới tốc độ truyền dữ liệu và ổn định cao hơn rất nhiều. Đối với tất cả các mạng daonh nghiệp hay tổ chức chắc chắn sẽ sử dụng Ethernet. Còn mạng không dây phổ biến trong mạng gia đình.

Lịch sử hình thành của Ethernet

Ethernet được phát minh bởi Robert Metcafe vào năm 1973 (nguồn Wikipedia) đã thay đổi hoàn mạng máy tính. Phiên bản đầu tiên của Ethernet cho tốc độ dữ liệu ban đầu 10Mbps và 2,94 Mbps. Đến năm 1982, Ethernet đã bắt trở nên phổ biến và trở thành yếu tố quan trọng không thể thiếu của mạng máy tính.

Năm 1983, Ethernet phát triển tăng tốc nhờ tiêu chuẩn hóa IEEE 802.3. Cho đến nay sự phát triển của Ethernet diễn ra nhanh chóng với tốc độ truyền dữ liệu từ 100Mbps, 1Gbps, 10Gpbs và cao hơn.

Một số thuật ngữ Ethernet chuyên dụng

1. Fast Ethernet: loại mạng Ethernet này sử dụng cáp xoắn đôi Cat5 với tốc độ truyền dữ liệu 100Mbps. Fast ethernet sử dụng cả cáp quang và cáp xoắn đôi để cho phép liên lạc. Có 3 loại Fast Ethernet: 100BASE-TX, 100BASE-FX và 100BASE-T4.
2. Gigabit Ethernet: Đây là bản nâng cấp của Fast Ethernet và là mạng phổ biến nhất hiện nay. Mạng này có thể truyền dữ liệu với tốc độ 1000Mbps hoặc 1Gbps và cũng sử dụng cả cáp quang và cáp xoắn đôi. Để sử dụng mạng Gigabit thì phải sử dụng cáp mạng từ Cat5e trở lên.
3. 10-Gigabit Ethernet: Đây là mạng tiên tiến, tốc độ cao với khả năng truyền dữ liệu lên tới 10 Gbps gấp 10 lần mạng Gigabit và gấp 100 lần mạng Fast Ethernet. Để sử dụng loại mạng này bạn sẽ cần loại cáp mạng xoắn đôi Cat6a hoặc Cat7 trở lên và cáp quang. Trong các ứng dụng khoảng cách xa, cáp quang sẽ giúp mở rộng phạm vi của mạng 10-Gigabit Ethernet lên tới 10Km.
4. Switch Ethernet: đây là loại mạng liên quan đến việc sử dụng các bộ chuyển mạch Switch hoặc Hub (Switch là chủ yếu) nhằm cải thiện hiệu suất mạng. Các máy trạm trong mạng này có kết nối đặc biệt để cải thiện tốc độ và hiệu quả truyền dẫn dữ liệu. Switch Ethernet hỗ trợ nhiều tốc độ khác nhau từ 10 Mbps đến 10Gbps và thạm chí là cao hơn lên tới 40Gbps.

Ngày nay, mạng Fast Ethernet ít phổ biến hơn và thay vào đó là mạng Gigabit Ethernet. Đây là loại mạng được sử dụng chính trong hệ thống mạng gia đình, văn phòng nhỏ, tòa nhà hiện nay. Mạng 10-Gigabit Ethernet được sử dụng chủ yếu trong các mạng LAN của doanh nghiệp lớn hoặc trung tâm dữ liệu.

Các thành phần chính của một mạng Ethernet bao gồm:

• Giao thức Ethernet: Đây là một loạt các tiêu chuẩn chi phối cách gửi dữ liệu giữa các thành phần Ethernet như đã giải thích trước đó.
• Cổng Ethernet : Cổng Ethernet (thường được gọi là giắc cắm hoặc ổ cắm) là các lỗ trên cơ sở hạ tầng mạng máy tính dùng để cắm cáp Ethernet vào. Nó hỗ trợ cáp có đầu nối RJ-45. Đầu nối Ethernet trên phần lớn máy tính dùng để kết nối thiết bị với kết nối có dây. Cổng Ethernet của máy tính được liên kết với bộ điều hợp mạng Ethernet, còn được gọi là thẻ Ethernet, được gắn trên bo mạch chủ. Một bộ định tuyến Router có thể chứa nhiều cổng Ethernet để hỗ trợ nhiều thiết bị mạng có dây khác nhau.
• Bộ điều hợp mạng Ethernet: Bộ điều hợp Ethernet là một con chip hoặc thẻ vừa với một khe trên bo mạch chủ và cho phép máy tính kết nối với mạng cục bộ (LAN). Trước đây, thiết bị này luôn được sử dụng với máy tính để bàn. Ngày nay, thiết bị này được tích hợp vào chipset của bo mạch chủ máy tính xách tay và máy tính để bàn.
• Cáp Ethernet: Cáp Ethernet, thường được gọi là cáp mạng, liên kết máy tính của bạn với modem, bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch mạng. Cáp Ethernet bao gồm kết nối RJ45, cáp bên trong và vỏ nhựa.

Lưu ý: Thuật ngữ Ethernet LAN dùng để chỉ sự kết hợp của máy tính, bộ chuyển mạch và các loại cáp khác nhau sử dụng tiêu chuẩn Ethernet để liên lạc qua mạng. Đây là công nghệ mạng LAN phổ biến nhất hiện nay.

Cáp Ethernet là gì? Các loại cáp Ethernet

Như đã nói ở trên cáp Ethernet là một trong những thành phần chính của mạng Ethernet. Thiết bị này thường biết đến với các tên quen thuộc hơn như dây cáp mạng hoặc cáp xoắn đôi.

Cùng với sự phát triển của Ethernet mà cáp Ethernet cũng phát triển và có nhiều loại khác nhau. Hiện nay có 7 loại cáp mạng chính được sử dụng phổ biến. Chúng khác nhau về băng thông và tốc độ truyền dữ liệu:

• CAT5: Loại cáp này có tốc độ truyền dữ liệu lên 100Mbps và băng thông 350 Mhz và được sử dụng trong mạng Fast Ethernet. Ngày nay CAT5 rất ít được sử dụng vì đã không còn đáp ứng được nhu cầu tốc độ truyền mạng hiện đại. Nhưng loại cáp này vẫn được sử dụng cho một số mục đích riêng biệt.
• CAT5e: Đây là loại cáp mạng quốc dân và được sử dụng nhiều nhất hiện nay với tốc độ truyền 1000Mbps và băng thông 350Mhz. Đây là loại cáp Ethernet cơ bản dùng cho mạng Gigabit Ethernet. Tuy nhiên với nhu cầu ngày càng tăng cao CAT5e đang mất dần vị thể của mình và người dùng đang chuyển sang sử dụng Cat6.
• CAT6: Đây cũng là một trong những loại cáp Ethernet phổ biến nhất hiện nay và đang trở thành xu thế với tốc độ truyền dẫn 1Gbps và băng thông lên 500Mhz. Loại cáp mạng này cũng được sử dụng cho mạng Gigabit Ethernet.
• CAT6A: Loại cáp này có tốc độ truyền dẫn lên tới 10Gbps và băng thông rộng 550Mhz và được sử dụng trong mạng 10-Gigabit Ethernet.
• CAT7: Loại cáp này đánh dấu sự đột phá trong tốc độ truyền dẫn với 10Gbps và băng thông lên tới 1Ghz.
• CAT7A: Loại cáp này có tốc độ truyền dẫn lên tới 40Gbps và băng thông 1Ghz.
• CAT8: Đây là loại cáp Ethernet mới nhất hiện nay với tốc độ truyền dẫn từ 25Gbps đến 40 Gbps và băng thông rộng 2Ghz.

Cổng Ethernet là gì? Tác dụng ra sao?

Giống với cáp Ethernet, Cổng Ethernet cũng là một trong những thành phần quan trọng trong mạng Ethernet. Cổng Ethernet chính là các ổ cắm hoặc giắc cắm để cắm Cáp ethernet nhằm kết nối thiết bị với mạng LAN.

Các thiết bị như máy tính, laptop, hay bộ định tuyến, bộ chuyển mạch đều có các cổng Ethernet. Cổng Ethernet và cáp ethernet kết hợp lại với nhau tạo thành cầu nối truyền dẫn dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng và ngoài mạng.

Cổng Ethernet cũng có chia theo tốc độ truyền dữ liệu khác nhau. Chẳng hạn như Switch cổng 100Mbps, cổng 1000Mbps, hay cổng 10Gbps.

Cách giao thức Ethernet hoạt động

Giao thức Ethernet sử dụng cấu trúc liên kết hình Sao hoặc Bus và là cơ sở cho tiêu chuẩn IEEE 802.3. Trong mô hình mạng OSI, giao thức Ethernet hoạt động ở 2 lớp (lớp vật lý và lớp liên kết).

Ethernet chia lớp kết nối thành 2 lớp riêng biệt: Tầng điều khiển liên kết Logic và tầng điều khiển truy cập trung bình (MAC). Lớp kết nối dữ liệu trong mạng sẽ liên quan đế việc truyền dữ liệu từ Node này sang Node khác. Ethernet sử dụng cơ chế truy cập được gọi là CSMA/CD để cho phép máy tính phân tích kết nối trước khi phân phối dữ liệu qua mạng.

Ethernet truyền dữ liệu bằng hai thành phần: gói và khung. Khung chứa tải trọng dữ liệu đã gửi cũng như các nội dung sau:

• Địa chỉ MAC và địa chỉ vật lý của người gửi và người nhận.
• Dữ liệu sửa lỗi để xác định lỗi truyền
• Thông tin về việc gắn thẻ Mạng LAN ảo (VLAN), cũng như chất lượng dịch vụ (QoS)

Mỗi khung được gói gọn trong các gói bao gồm nhiều byte dữ liệu để thiết lập kết nối và xác định điểm bắt đầu của khung.

So sánh Ethernet và Wifi

Công nghệ wifi giúp giải phỏng việc sử dụng dây cáp mạng để kết nối dữ liệu với từng thiết bị đây cũng là cách để phát triển các thiết bị không dây như Laptop, điện thoại thông minh,… Wifi tận dụng công nghệ kết nối không dây để kết nối các thiết bị, mặc dù các phiên bản wifi cao cấp nhất hiện nay với tốc độ trên cả mạng Gigabit Ethernet nhưng vẫn gặp những hạn chế đặc biệt.

• Thứ nhất: Wifi bị giới hạn về khoảng cách: khoảng cách càng xa sóng càng yếu và tốc độ truyền dữ liệu và độ tin cậy cũng bị ảnh hưởng. Wifi cũng có thể gặp vấn đề phát sóng khi có nhiều vật cản như từ phòng này sang phòng khác. Kể cả khi với công nghệ Wifi Mesh thì đây vẫn là một điểm yếu.
• Thứ hai: tốc độ của wifi không thể nào so sánh với Ethernet được. Hiện nay tốc độ wifi mới nhất vẫn chưa đạt chuẩn 10Gbps được. Trong khi Ethernet đã phát triển với tốc độ truyền dữ liệu lên tới 40Gbps và thậm chí lên tới 100Gbps.
• Thứ ba: sử dụng công nghệ kết nối không dây, sóng wifi rất dễ bị nhiễu bởi các sóng khác làm giảm chất lượng kết nối.

Do đó, mặc dù wifi tiện lợi nhưng không thể thay thế Ethernet được. Ethernet với cáp mạng vẫn sẽ đóng vai trò quan trọng trong kết nối dữ liệu giữa các thiết bị với nhau. Mặc dù dây cáp Ethernet sẽ bất tiện hơn nhưng nó mang tới tốc độ dữ liệu và chất lượng kết nối vượt trội.

Ethernet và Wifi sẽ kết hợp với nhau để bổ trợ cho nhau nhưng khuyết điểm của mình!

Xem thêm các bài viết khác:

5 Giao thức mạng Ethernet công nghiệp quan trọng nhất

Sử dụng cáp Ethernet có cải thiện Ping hay không

Làm thế nào để chọn cáp Ethernet tốt nhất?