Hub là một thiết bị mạng cơ bản, hoạt động ở tầng vật lý của mô hình OSI, dùng để kết nối các thiết bị trong mạng cục bộ (LAN). Với thiết kế đơn giản, hub nhận tín hiệu từ một thiết bị và phát lại đến tất cả các cổng khác, cho phép các thiết bị trong mạng giao tiếp với nhau.
Hub có ưu điểm là giá thành thấp, dễ cài đặt và sử dụng, phù hợp với các mạng nhỏ. Để tìm hiểu thông tin chi tiết về Hub, mời bạn cùng theo dõi bài viết đây của Mstar Corp.
Hub là gì?
Hub là một thiết bị mạng đơn giản dùng để kết nối các thiết bị trong một mạng cục bộ (LAN). Nó hoạt động ở tầng vật lý của mô hình OSI và có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ một thiết bị, sau đó phát lại tín hiệu đó đến tất cả các cổng khác trên hub. Điều này cho phép tất cả các thiết bị kết nối với hub có thể giao tiếp với nhau. Hub thường được sử dụng trong các mạng nhỏ và đơn giản, nơi mà sự phức tạp của mạng không quá cao.
Đặc điểm của Hub
Hub là một thiết bị được coi như một Repeater với nhiều cổng. Thông thường, Hub có từ 4 đến 24 cổng, nhưng cũng có các loại có số cổng nhiều hơn. Đa phần Hub được sử dụng trong các mạng 10BASE-T hoặc là mạng 100BASE-T. Trong cấu trúc liên kết mạng – Hình sao (tất cả các trạm đã được kết nối với Hub ở vị trí trung tâm với vai trò thiết lập các liên kết Point to Point.)
Ngoài ra, Hub hoạt động ở lớp vật lý của mô hình OSI và cung cấp hỗ trợ cho chế độ truyền bán song công (half-duplex). Hub cũng có tính năng linh hoạt và tốc độ truyền cao đến các thiết bị khác nhau.
Ưu và nhược điểm của Hub
Ưu điểm
- Giúp hỗ trợ cho nhiều loại phương tiện mạng khác nhau.
- Chi phí rẻ và dễ sử dụng.
- Sử dụng một trung tâm nhưng vẫn không ảnh hưởng đến hiệu suất mạng.
- Khả năng mở rộng tổng khoảng cách của mạng.
Nhược điểm
- Không có khả năng chọn đường dẫn tốt nhất của mạng.
- Thiếu các cơ chế như phát hiện xung đột và làm giảm lưu lượng mạng.
- Không thể lọc thông tin vì thiết bị mạng này truyền tải dữ liệu đến tất cả các thiết bị kết nối.
Vai trò của Hub ở trong hệ thống mạng
Mỗi loại Hub có mỗi vai trò khác nhau, dưới đây là vai trò của 3 loại Hub chính là Passive Hub, Active Hub và Smart Hub
Passive Hub
Passive Hub hay hub thụ động là loại Hub đơn giản nhất, hoạt động như một bộ khuếch đại tín hiệu. Khi một thiết bị gửi dữ liệu, Hub sẽ sao chép dữ liệu đến tất cả các cổng khác, bao gồm cả cổng mà dữ liệu được gửi đến. Hub thụ động giá rẻ, dễ sử dụng nhưng có hạn chế là sẽ bị giảm hiệu suất mạng do xảy ra tình trạng va chạm dữ liệu, không hỗ trợ lọc dữ liệu, không có khả năng quản lý lưu lượng.
Active Hub
Hub kích hoạt hay Active Hub được dùng để cải thiện hiệu suất mạng so với Hub thụ động bằng cách giảm thiểu va chạm dữ liệu. Active Hub sẽ sử dụng bộ đệm để lưu trữ dữ liệu tạm thời trước khi chuyển đến cổng đích nhằm hỗ trợ lọc dữ liệu dựa trên địa chỉ
MAC
Nhờ vậy Active Hub giúp giảm va chạm dữ liệu, cải thiện hiệu suất mạng, hỗ trợ lọc dữ liệu. Tuy nhiên giá thành cũng sẽ cao hơn Hub thụ động, không có khả năng quản lý lưu lượng.
Smart Hub
Hub thông minh là loại Hub tiên tiến nhất, kết hợp các tính năng của Hub thụ động và Hub kích hoạt, đồng thời cung cấp thêm các tính năng quản lý mạng. Smart Hub còn hỗ trợ phân chia mạng thành các VLAN (Virtual Local Area Network) để tăng cường bảo mật và khả năng kiểm soát. Đặc biệt loại Hub này còn có thể quản lý lưu lượng mạng, ưu tiên các gói dữ liệu quan trọng.
Vì sở hữu nhiều ưu điểm giúp hỗ trợ nhiều tính năng quản lý mạng, cải thiện hiệu suất và bảo mật mạng nên Hub thông minh sẽ có giá thành cao nhất trong ba loại Hub.
Lợi ích của việc sử dụng Hub
Mặc dù Hub đang dần được thay thế bởi Switch do những ưu điểm vượt trội hơn, nhưng Hub vẫn là thiết bị mạng cơ bản được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống mạng, đặc biệt là các mạng nhỏ và đơn giản vì nó mang lại
Tốc độ dẫn truyền nhanh
Hub có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao, đáp ứng nhu cầu truy cập internet và chia sẻ dữ liệu trong môi trường mạng LAN. Tốc độ truyền dữ liệu phổ biến của Hub hiện nay là 10Mbps, 100Mbps và 1Gbps, đáp ứng nhu cầu sử dụng cơ bản của người dùng.
Phát hiện và ngăn chặn lỗi
Một số loại Hub tiên tiến có khả năng phát hiện và ngăn chặn lỗi xảy ra trong quá trình truyền dữ liệu, giúp đảm bảo độ tin cậy và tính ổn định của hệ thống mạng. Hub có thể phát hiện các lỗi như va chạm dữ liệu, lỗi CRC (Cyclic Redundancy Check), lỗi khung dữ liệu,… và thông báo cho người dùng để khắc phục.
Tốc độ của Hub là bao nhiêu?
Hiện nay, tốc độ của các hub ethernet không đồng nhất mà phụ thuộc vào từng loại hub ethernet cụ thể.
Điều này có nghĩa là tốc độ có thể thay đổi dựa trên tốc độ dữ liệu mạng hoặc băng thông, ví dụ: Các hub ban đầu chỉ có tốc độ 10Mbit/ nhưng các hub hiện đại hỗ trợ tới 100 Mbit/s
So sánh Hub và Switch
| Tính năng | Hub | Switch |
| Chức năng chính | Kết nối nhiều thiết bị mạng để chia sẻ dữ liệu | Kết nối nhiều thiết bị mạng để truyền dữ liệu trực tiếp giữa các thiết bị được chỉ định |
| Hoạt động | Sao chép tín hiệu từ một cổng đến tất cả các cổng khác | Truyền dữ liệu trực tiếp đến cổng đích dựa trên địa chỉ MAC |
| Hiệu suất | Dễ xảy ra va chạm dữ liệu, giảm hiệu suất mạng | Ít xảy ra va chạm dữ liệu, hiệu suất mạng cao hơn |
| Khả năng quản lý | Hạn chế, không hỗ trợ nhiều tính năng quản lý mạng | Hỗ trợ nhiều tính năng quản lý mạng như phân chia VLAN, quản lý lưu lượng, ưu tiên QoS |
| Giá thành | Rẻ hơn | Cao hơn |
| Ứng dụng | Mạng nhỏ, đơn giản, chi phí thấp | Mạng lớn hơn, phức tạp hơn, yêu cầu hiệu suất cao và khả năng quản lý tốt |
| Ví dụ | Mạng gia đình và văn phòng nhỏ | Mạng doanh nghiệp, mạng lõi |
Khi nào sử dụng Hub thì tốt hơn Switch?
Tùy thuộc vào tình huống và nhu cầu sử dụng, Hub và Switch có thể đáp ứng được cho người dùng. Một số trường hợp khuyên dùng Hub và Switch cho người dùng như sau:
- Hub nên được sử dụng khi cần chẩn đoán một giao thức tại một Plugfest. Trong trường hợp này, Hub hoạt động ở một tốc độ và chỉ ở chế độ bán song công trong Shared Ethernet. Lưu lượng cổng còn hạn chế ở Switch, có thể dẫn đến thông báo không thể nhìn thấy tại công cụ chẩn đoán, mà người dùng chỉ có thể nhìn thấy ngoại trừ tin nhắn Broadcast. Do đó, khi này nên sử dụng Hub.
- Switch là sự lựa chọn tối ưu khi kết nối với nhiều thiết bị bởi tính ưu việt của mình. Bộ chuyển mạch của Switch cũng có khả năng hoạt động ở nhiều tốc độ dữ liệu ở chế độ song công hoặc một nửa thông qua sự giới hạn số lượng tin nhắn đến trực tiếp mà bộ chuyển mạch có thể tham gia. Do đó, lúc này người dùngnên sử dụng Switch.
Ứng dụng của Hub để làm gì?
Mặc dù Hub có một số hạn chế về hiệu suất so với Switch, nhưng vẫn có thể đáp ứng nhu cầu truyền dữ liệu tốc độ cao cho một số ứng dụng nhất định, bao gồm:
Ứng dụng trong các công việc cần với tốc độ dẫn truyền nhanh
Mặc dù Hub có một số hạn chế về hiệu suất so với Switch, nhưng vẫn có thể đáp ứng nhu cầu truyền dữ liệu tốc độ cao cho một số ứng dụng nhất định, bao gồm:
- Truy cập internet tốc độ cao: Hub có thể truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 1Gbps, đáp ứng nhu cầu truy cập internet tốc độ cao cho các hoạt động như xem video, chơi game online.
- Chia sẻ tệp tin lớn: Hub có thể truyền tải tệp tin lớn một cách nhanh chóng và hiệu quả trong mạng LAN.
- Truyền dữ liệu âm thanh và video: Hub có thể truyền tải dữ liệu âm thanh và video chất lượng cao trong mạng LAN.
Phát hiện và ngăn chặn lỗi
Một số loại Hub tiên tiến có khả năng phát hiện và ngăn chặn lỗi xảy ra trong quá trình truyền dữ liệu, giúp đảm bảo độ tin cậy và tính ổn định của hệ thống mạng. Hub có thể phát hiện các lỗi như va chạm dữ liệu, lỗi CRC (Cyclic Redundancy Check), lỗi khung dữ liệu… và thông báo cho người dùng để khắc phục ngay.
Mặc dù hub không còn phổ biến như trước do sự ra đời của các thiết bị mạng tiên tiến hơn như switch và router, nó vẫn giữ vai trò quan trọng trong việc kết nối và mở rộng mạng cục bộ, đặc biệt là trong các môi trường mạng đơn giản. Hy vọng bài viết bên trên đã giúp bạn hiểu rõ đặc điểm và lợi ích của hub giúp người dùng có sự lựa chọn phù hợp khi xây dựng và quản lý hệ thống mạng của mình.
