Ethernet là gì?

Nếu bạn muốn biết Ethernet là gì, bạn phải biết về các công nghệ tiên tiến như bảng phát triển Arduino, Raspberry pi và nhiều hơn nữa.

Ethernet là gì?

Ethernet là công nghệ kết nối các mạng cục bộ có dây (LAN) và cho phép thiết bị giao tiếp với nhau thông qua giao thức là ngôn ngữ mạng phổ biến. LAN là một mạng lưới các máy tính và các thiết bị điện tử khác trong đó bao gồm một khu vực nhỏ như trong văn phòng, nhà ở, phòng hoặc tòa nhà.

Nó được sử dụng tương phản với một mạng diện rộng (WAN), trải rộng trên các khu vực lớn hơn nhiều. Ethernet là một giao thức mạng kiểm soát cách truyền dữ liệu qua mạng LAN. Về mặt kỹ thuật, nó được gọi là giao thức IEEE 802.3. Giao thức đã phát triển và cải thiện theo thời gian để truyền dữ liệu với tốc độ gigabit mỗi giây.

Hơn nữa, Ethernet là một giao thức kiểm soát các quá trình về cách dữ liệu được truyền qua mạng LAN. Nó cũng chỉ ra cách các thiết bị mạng có thể truyền và định dạng các gói dữ liệu để các thiết bị mạng khác trong cùng phân khúc mạng có thể nhận, xử lý và nhận dạng chúng.

Hầu hết các máy tính để bàn và máy tính xách tay đều có thẻ Ethernet tích hợp bên trong để chúng sẵn sàng kết nối với mạng LAN Ethernet.

Mạng Ethernet có dây

Công nghệ Ethernet chủ yếu hoạt động với các sợi cáp quang kết nối các thiết bị trong khoảng cách 10 km. Ethernet hỗ trợ 10 Mbps.

Thẻ giao diện mạng máy tính (NIC) được cài đặt trong mỗi máy tính và được gán cho một địa chỉ duy nhất. Cáp Ethernet chạy từ NIC đến bộ chuyển mạch trung tâm hoặc trung tâm. Bộ chuyển mạch và trung tâm hoạt động như một sự chuyển vận mặc dù chúng có những khác biệt đáng kể trong cách chúng xử lý lưu lượng mạng – nhận và điều hướng các gói dữ liệu qua mạng LAN.

Do đó, mạng Ethernet tạo ra một hệ thống truyền thông cho phép chia sẻ dữ liệu và tài nguyên bao gồm máy in, máy fax và máy quét.

Ethernet không dây

Mạng Ethernet cũng có thể là không dây. Thay vì sử dụng cáp Ethernet để kết nối các máy tính, các NIC không dây sử dụng sóng radio để liên lạc hai chiều với một công tắc hoặc trung tâm không dây.

Nó bao gồm các cổng Ethernet, NIC không dây, thiết bị chuyển mạch và trung tâm. Công nghệ mạng không dây có thể linh hoạt hơn để sử dụng, nhưng cũng cần thêm sự cẩn thận trong việc định cấu hình bảo mật.

Các loại mạng Ethernet

1. Fast Ethernet

Gigabit Ethernet là một loại mạng Ethernet có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ 1000 Mbps dựa trên cáp đôi hoặc cáp quang, và nó rất phổ biến. Loại cáp xoắn đôi hỗ trợ Gigabit Ethernet là cáp Cat 5e, trong đó tất cả bốn cặp dây xoắn của cáp được sử dụng để đạt tốc độ truyền dữ liệu cao.

Ethernet 10 Gigabit là Ethernet thế hệ mới nhất có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ 10 Gbps bằng cách sử dụng cáp xoắn hoặc cáp quang.

3. Switch Ethernet

Nhiều thiết bị mạng trong mạng LAN yêu cầu các thiết bị mạng như bộ chuyển đổi mạng hoặc bộ tập trung. Khi sử dụng bộ chuyển đổi mạng, cáp mạng thông thường được sử dụng thay cho cáp chéo. Cáp chéo bao gồm một cặp truyền ở một đầu và một cặp nhận ở đầu kia.

Chức năng chính của chuyển đổi mạng là chuyển tiếp dữ liệu từ thiết bị này sang thiết bị khác trên cùng một mạng. Do đó, bộ chuyển đổi mạng thực hiện nhiệm vụ này một cách hiệu quả khi dữ liệu được truyền từ thiết bị này sang thiết bị khác mà không ảnh hưởng đến các thiết bị khác trên cùng một mạng.

Việc chuyển đổi mạng thường hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu khác nhau. Tốc độ truyền dữ liệu phổ biến nhất bao gồm 10 Mbps – 100 Mbps cho Fast Ethernet và 1000 Mbps – 10 Gbps cho Ethernet mới nhất.

Switch Ethernet sử dụng cấu trúc liên kết sao, được tổ chức xung quanh một bộ chuyển mạch. Công tắc trong mạng sử dụng cơ chế lọc và chuyển đổi tương tự như cơ chế được sử dụng bởi các cổng.

Các loại cáp Ethernet khác nhau

Các biến thể khác nhau của công nghệ Ethernet được chỉ định theo loại và đường kính của cáp được sử dụng như:

• 10Base2: Cáp được sử dụng là cáp đồng trục mỏng: Ethernet mỏng.
• 10Base5: Cáp được sử dụng là cáp đồng trục dày: Ethernet dày.
• 10Base-T: Cáp được sử dụng là một cặp xoắn (T có nghĩa là cặp xoắn) và tốc độ đạt được là khoảng 10 Mb / giây.
• 100Base-FX: Làm cho nó có thể đạt được tốc độ 100 Mbps bằng cách sử dụng sợi quang đa mode (F là viết tắt của Fiber).
• 100Base-TX: Tương tự 10Base-T, nhưng với tốc độ lớn hơn 10 lần (100 Mbps).
• 1000Base-T: Sử dụng một cặp cáp loại 5 xoắn đôi và cho phép tốc độ lên tới một Gigabit mỗi giây.
• 1000Base-SX: Dựa trên sợi quang đa mode sử dụng tín hiệu bước sóng ngắn (viết tắt là S) là 850 nanomet (770 đến 860nm).
• 1000Base-LX: Dựa trên sợi quang đa mode sử dụng tín hiệu bước sóng dài là 1350nm (1270 đến 1355nm). Ethernet là một công nghệ mạng được sử dụng rộng rãi vì chi phí của một mạng như vậy không cao lắm.

Ethernet: Tốc độ, cáp và thiết lập

Bởi vì Ethernet đã hoạt động từ đầu những năm 1970, tốc độ Ethernet truyền thống chỉ đạt 10 megabit / giây (Mbps). Fast Ethernet cuối cùng đã chuyển dữ liệu lên tới 100 Mbps, nhưng sau những bước tiến lớn về công nghệ, Gigabit Ethernet ngày nay hỗ trợ tốc độ lên tới 1.000 Mbps. Mặc dù hiện tại nó chỉ giới hạn ở các doanh nghiệp tiên tiến trong thế giới công nghệ, 10 Gigabit Ethernet với tốc độ lên tới 10.000 Mbps cũng đang được triển khai.

Thông thường nhất, bạn sẽ thấy cáp Ethernet loại 5 (hoặc CAT5). Các cáp này hỗ trợ cả Ethernet truyền thống và Fast Ethernet, trong khi cáp Loại 5e và Loại 6 (CAT5e và CAT6) có thể xử lý Ethernet và 10 Gigabit Ethernet tương ứng.

Các cáp này chạy từ kết hợp modem hoặc bộ định tuyến modem (được gọi là cổng) đến các cổng Ethernet trên các thiết bị hỗ trợ trực tuyến của bạn, như máy tính, máy tính xách tay hoặc TV thông minh. Nếu thiết bị của bạn không tích hợp cổng Ethernet, bạn có thể sử dụng bộ chuyển đổi USB sang Ethernet.

Cách thức hoạt động của Ethernet 

Hơn nữa, cũng có những hạn chế của cáp Ethernet. Cáp Ethernet như dây nguồn điện có dung lượng khoảng cách tối đa, điều này có nghĩa là cáp có giới hạn trên về thời gian nó chạy trước khi mất tín hiệu, làm ảnh hưởng đến hiệu suất.

Các đầu cáp phải đủ gần nhau để nhận tín hiệu nhanh hơn. Đối với cả Ethernet và internet, khi sử dụng mạng Ethernet, bộ định tuyến của mạng cũng đóng vai trò là cầu nối với internet. Thông qua bộ định tuyến, nó kết nối với modem mang tín hiệu nội bộ, gửi và nhận yêu cầu gói dữ liệu và định tuyến chúng đến các máy tính khác trên mạng.

Ngay cả khi mạng không được sử dụng, trong hầu hết các trường hợp, máy tính sẽ kết nối với modem thông qua cáp Ethernet.

Những gì bạn cần trong một mạng LAN Ethernet

Để thiết lập mạng LAN Ethernet có dây, bạn cần có những điều sau đây:

• Máy tính và thiết bị kết nối: Ethernet kết nối bất kỳ máy tính hoặc thiết bị điện tử nào khác với mạng của nó miễn là thiết bị có bộ điều hợp Ethernet hoặc card mạng.
• Thẻ giao diện mạng trong thiết bị: Thẻ giao diện mạng được tích hợp vào bo mạch chủ của máy tính hoặc được cài đặt riêng trong thiết bị. Bạn cũng có các phiên bản USB của thẻ Ethernet. Thẻ Ethernet được gọi là card mạng. Nó có cổng nơi bạn có thể kết nối cáp. Có thể có hai cổng, một cổng cho giắc cắm RJ-45 kết nối cáp xoắn đôi và một cổng cho giắc cắm đồng trục trên card mạng.
• Bộ định tuyến, bộ tập trung hoặc cổng để kết nối các thiết bị của bạn: Bộ tập trung là một thiết bị hoạt động như một điểm kết nối giữa các thiết bị trên mạng. Nó bao gồm một số cổng RJ-45 mà bạn cắm cáp.
• Cáp: Cáp UTP thường được sử dụng trong mạng LAN Ethernet. Đây là cùng loại cáp được sử dụng cho các bộ điện thoại cố định, với tám cặp dây xoắn có màu khác nhau bên trong. Được uốn cong với giắc cắm RJ-45, đây là phiên bản lớn hơn của giắc cắm RJ-11 cắm vào điện thoại cố định của bạn. Khi Ethernet trải dài ngoài một căn phòng đến một khoảng cách lớn hơn, cáp đồng trục được sử dụng. Đây là cùng loại cáp với giắc cắm đơn lõi tròn mà bạn sử dụng cho TV.
• Phần mềm quản lý mạng: Các hệ điều hành hiện đại như các phiên bản Windows, Linux và MacOS gần đây là quá đủ để quản lý mạng LAN Ethernet. Phần mềm của bên thứ ba cung cấp nhiều tính năng hơn và kiểm soát tốt hơn.

Ethernet so với Wi-Fi

Không có nghi ngờ rằng thế giới đang chuyển sang các công nghệ không dây. Các công nghệ như vậy cung cấp sự tiện lợi của việc kết nối với internet từ bất cứ đâu.

Do đó, WiFi là lựa chọn đầu tiên cho bất kỳ ai có ý định kết nối internet và truy cập trực tuyến.

Sự phát triển ngày càng nhiều ứng dụng của IoT có nghĩa là chúng ta sẽ sớm thấy một số lượng lớn thiết bị thông minh trong nhà và văn phòng của chúng ta – các thiết bị kết nối với internet và hoạt động không dây.

Bạn cũng có thể sử dụng Ethernet từ WiFi. Đối với điều này, bạn phải biết cách chuyển đổi tín hiệu WiFi sang kết nối Ethernet.

Có phải tất cả sự tiến bộ này trong phát triển ứng dụng IoT và các công nghệ không dây có nghĩa là Ethernet sẽ phải kết thúc? Hoặc bạn có nghĩ rằng các kết nối cáp có dây truyền thống sẽ tiếp tục được sử dụng để lên mạng?

Chúng ta sẽ tìm hiểu sự khác biệt chính giữa kết nối Ethernet và Wifi. Bạn cũng sẽ tìm hiểu kết nối nào là tốt nhất cho nhu cầu của bạn.

WiFi là gì?

WiFi là một công nghệ không dây kết nối các thiết bị với internet mà không cần kết nối có dây vật lý. Được giới thiệu vào năm 1999, nó là loại kết nối phổ biến nhất được sử dụng ngày nay.

Ethernet so với WiFi

Ethernet sử dụng cáp, nó có xu hướng hoạt động nhanh hơn một chút so với kết nối không dây.

Kết nối không dây chậm hơn một chút, nhưng cung cấp sự tiện lợi khi sử dụng nó trong phạm vi. Ngày nay, các điểm truy cập WiFi có thể dễ dàng được tìm thấy ở nhiều nơi.

Do đó, sự lựa chọn nằm giữa tốc độ và sự tiện lợi.

Về tốc độ

WiFi ban đầu được dựa trên chuẩn 802.11g. Tốc độ trên lý thuyết tối đa là 54Mbps.

Điện thoại di động có thể được kết nối với internet bằng kết nối này, nhưng tốc độ chậm hơn nhiều so với Ethernet – có thể dễ dàng cung cấp 100Mbps-1.000Mbps và hơn thế nữa.

802.11ac là chuẩn WiFi mới nhất, cung cấp tốc độ lên tới 3.200Mbps. Với tiêu chuẩn mới này, WiFi tốt hơn nhiều so với Ethernet về tốc độ.

Về độ tin cậy

Một kết nối Ethernet cung cấp một tốc độ phù hợp. Bạn sẽ nhận thấy tốc độ nhanh và ổn định này nếu bạn tải xuống các tệp lớn. Kết nối Ethernet cũng phù hợp để truyền phát video HD.

WiFi bị nhiễu tín hiệu do nhiều yếu tố môi trường. Bầu không khí có thể gây ra vấn đề và WiFi thường tạo ra hiệu suất không nhất quán. Bạn sẽ quan sát tín hiệu lẻ tẻ khi bạn di chuyển từ nơi này đến nơi khác trong nhà của bạn.

Vấn đề này có thể được giảm thiểu bằng cách đặt bộ định tuyến của bạn ở vị trí tối ưu trong nhà hoặc văn phòng của bạn, nhưng vẫn còn khó khăn để đạt được hiệu suất ổn định tương tự của các kết nối Ethernet.

Về bảo mật

Dữ liệu được gửi qua kết nối Ethernet chỉ có thể được truy cập bởi các thiết bị được gắnvào mạng đó và do đó không có khả năng mất dữ liệu hoặc hack.

Các thiết bị này cần sử dụng tường lửa để bảo mật.

WiFi, mặt khác, là một mạng mở nên dữ liệu của nó không an toàn. Khi truyền dữ liệu nhạy cảm, đảm bảo sử dụng mạng WiFi nơi dữ liệu được mã hóa được bảo mật. Phương pháp mã hóa an toàn nhất là WPA2-PSK, trong khi WEP là kém an toàn nhất.

WiFi công cộng miễn phí là không an toàn nhất.

Về độ trễ

Tốc độ và chất lượng kết nối không phải là điều duy nhất cần xem xét.

Độ trễ là thời gian khi lưu lượng di chuyển từ thiết bị đến đích. Độ trễ là rất quan trọng khi chơi game. Thời gian phản ứng phải nhanh chóng và điều tương tự cũng xảy ra trong thế giới dữ liệu IoT.

Nếu bạn muốn tránh sự chậm trễ khó chịu hoặc chậm trễ trong khi đăng dữ liệu, thì kết nối Ethernet là lựa chọn đúng đắn vì nó cung cấp độ trễ thấp hơn.

Về sự giao thoa

Chúng ta có nhiều thiết bị trong nhà hoặc văn phòng thì việc sử dụng WiFi gây ra nhiều vấn đề khác nhau.

Những vấn đề này bao gồm:

• Tín hiệu giảm
• Độ trễ lớn hơn
• Tốc độ thấp hơn

Do đó, Ethernet đáng tin cậy hơn về mặt nhiễu.

Thiết bị cầm tay

Rõ ràng, không ai kết nối điện thoại thông minh của họ với Ethernet. Đối với thiết bị di động hoặc từ xa, WiFi là lựa chọn đầu tiên.

Chọn kết nối nào?

• Nếu bạn muốn có kết nối để sử dụng hàng ngày, thì bộ định tuyến WiFi được cấu hình đầy đủ sẽ cung cấp cho bạn kết nối phù hợp.
• Nhưng nếu bạn là một game thủ và khó chịu với kết nối không ổn định, bạn sẽ muốn sử dụng Ethernet.
• Tương tự, nếu bạn cần truyền phát video HD mà không gặp sự cố hoặc kết nối một số thiết bị với mạng của mình, chắc chắn bạn sẽ thấy hiệu suất tốt hơn với kết nối Ethernet.

Bộ định tuyến không dây cũng có cổng Ethernet để bạn có thể định cấu hình các thiết bị riêng lẻ mà không gặp sự cố nào.

Cả WiFi và Ethernet đều có ưu và nhược điểm của chúng. Chúng phụ thuộc vào một số yếu tố như nhiễu, tiêu chuẩn trung bình, tiêu chuẩn giao thức, độ trễ,… WiFi ngày nay phổ biến hơn, nhưng kết nối Ethernet vẫn mang lại một số lợi ích đáng kể. Như vậy, bạn nên chọn kết nối của bạn dựa trên nhu cầu của bạn.