Dù bạn ưa chuộng sự tiện lợi của Wi-Fi hay sự ổn định của kết nối có dây, Ethernet chính là công nghệ nền tảng đứng sau khả năng mạng tiên tiến mà chúng ta có ngày nay. Thường bị nhầm lẫn với các loại cáp vật lý hoặc phần cứng mà nó chạy trên đó, Ethernet thực chất giống như một cuốn sổ tay quy tắc giao thông dành cho các gói dữ liệu được truyền tải qua mạng, giúp chúng không bị va chạm và đến đích an toàn.
Đây là tiêu chuẩn de facto cho các mạng dựa trên IP, được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới cho cả mạng LAN (mạng cục bộ) và WAN (mạng diện rộng). Nhưng Ethernet có thể làm được nhiều điều hơn là chỉ hướng dẫn các thiết bị gửi gói tin đến đúng đích. Nó còn có khả năng truyền tải các giao thức khác, cung cấp nguồn cho các thiết bị từ xa, hoặc đóng vai trò là đường dẫn “dumb pipe” cho dữ liệu VLAN truyền đến các mạng VLAN được định nghĩa bằng phần mềm. Ethernet vượt xa việc chỉ lên kế hoạch đi dây cáp, và mạng của bạn sẽ hoạt động tốt hơn rất nhiều khi tận dụng tối đa các tính năng mà Ethernet mang lại.
5. Cung Cấp Nguồn
Power-over-Ethernet (PoE) – Tính Năng Yêu Thích Cho Mạng Gia Đình
Ethernet không chỉ định nghĩa cách các gói tin mạng hoạt động và cách các thiết bị xử lý chúng. Nó còn quy định cách cung cấp nguồn điện. Công nghệ Power-over-Ethernet (PoE) cho phép truyền tải công suất lên đến 90W qua cùng một sợi cáp đang truyền dữ liệu. Đây là một giải pháp hoàn hảo cho camera IP hoặc các điểm truy cập không dây (AP), giúp giảm độ phức tạp và loại bỏ nhu cầu đặt thiết bị ở gần nguồn điện (hoặc phải lắp đặt nguồn điện mới tại vị trí mong muốn).
Switch mạng EnGenius ECS112FP với các cổng hỗ trợ Power-over-Ethernet (PoE) nhìn từ mặt trước
PoE cũng là một trong những tính năng tôi yêu thích nhất khi làm việc trong phòng thí nghiệm tại nhà, bởi vì tôi ghét phải luồn lách các loại cáp đồng quanh phòng. Do đó, việc giảm số lượng dây cáp khác cần thiết là một điều đáng hoan nghênh. Hơn nữa, tôi sắp đặt các điểm truy cập không dây trên mỗi tầng trong nhà, và các đường cáp hiện có được bố trí tốt lại không nằm ở những vị trí tối ưu cho ổ cắm điện. Với PoE, tôi có thể đi cáp bên trong tường đến độ cao mong muốn cho AP, mà không cần sử dụng ổ cắm bên ngoài hay thêm các giải pháp cấp nguồn tạm bợ bên trong. Và vì PoE là nguồn điện theo yêu cầu, nó cũng an toàn hơn khi đi xuyên tường so với cáp nguồn AC luôn hoạt động.
4. Vận Chuyển Dữ Liệu VLAN
Mạng Ảo Vẫn Cần Lớp Truyền Tải Vật Lý
Truyền các gói tin quanh một mạng là một chuyện, nhưng một trong những bản sửa đổi sau này của tiêu chuẩn Ethernet đã mang đến khả năng gắn thẻ các gói tin vào một mạng cục bộ ảo (VLAN). Điều này cho phép phân đoạn mạng vật lý của bạn ở lớp truyền tải, mang lại nhiều lợi ích cho cấu hình nhà thông minh, quản trị dễ dàng hơn và các quy tắc bảo mật được đơn giản hóa. Bạn có thể nhóm các thiết bị lại với nhau trên một VLAN và tạo các bộ quy tắc cho VLAN đó, thay vì phải có các danh sách tường lửa dài dòng, phức tạp để kiểm soát toàn bộ mạng của mình.
Việc có nhiều mạng logic trên cùng một hạ tầng Ethernet vật lý là một điều tuyệt vời, và bạn vẫn có thể sử dụng QoS (Quality of Service) cùng các tính năng khác để giữ cho mọi VLAN hoạt động trơn tru. Tôi sử dụng VLAN để tách biệt lưu lượng IoT ồn ào khỏi mạng chính, nhưng cũng để phân đoạn hạ tầng theo trường hợp sử dụng và chức năng, và để có một VLAN quản lý luôn hoạt động phòng trường hợp các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm tại nhà của tôi gặp sự cố nghiêm trọng.
3. Lưu Lượng Multicast
Nhà Thông Minh Của Bạn Sẽ Không Thể Thiếu Nó
IP multicast là một trong những công nghệ nền tảng của nhà thông minh và bối cảnh giải trí hiện nay, nhưng nó sẽ không thể thực hiện được nếu không có Ethernet là lớp truyền dẫn cơ bản. Nó cho phép giao tiếp một-đến-nhiều hiệu quả, được sử dụng bởi các khung multicast hoặc broadcast để gửi các gói tin đến nhiều thiết bị mạng cùng một lúc.
Nếu không có nó, các thiết bị IoT sẽ phức tạp hơn, vì các dịch vụ khám phá mạng sẽ cần một phương pháp khác để gửi và nhận các gói tin nhận dạng. Những thứ như AirPlay hay Chromecast sẽ không hoạt động, và thị trường chứng khoán sẽ không có cách dễ dàng để đảm bảo mọi người đều chạy trên cùng một dữ liệu đồng thời. Các gói tin multicast và broadcast cũng vốn dĩ ồn ào, và các đặc tính của Ethernet rất phù hợp để xử lý lượng gói tin được sử dụng ở cả hai hướng.
2. EtherNet/IP và Các Giao Thức Điều Khiển Công Nghiệp Khác
Kiểm Soát và Giám Sát Thiết Bị Tự Động Theo Thời Gian Thực
Ethernet là một công nghệ đa năng tuyệt vời để kết nối các thiết bị qua một đầu nối chung, nhưng điều đó là chưa đủ cho những dung sai chặt chẽ và môi trường nguy hiểm của các hệ thống sản xuất công nghiệp. Ethernet công nghiệp (Industrial Ethernet) bổ sung độ phức tạp với các giao thức bổ sung để định nghĩa truyền thông ở cấp định tuyến, điều khiển và cảm biến cho nhu cầu sản xuất.
Kỹ sư đang cắm cáp Ethernet vào bộ chuyển mạch mạng công nghiệp
Một số giao thức này, như EtherNet/IP, sử dụng các lớp vật lý, liên kết dữ liệu, mạng và vận chuyển Ethernet tiêu chuẩn để hoạt động trên các bộ chuyển mạch Ethernet được quản lý không sửa đổi. Điều đó đặt ra các vấn đề xung quanh giao tiếp thời gian thực, mà không ít trong số đó là giảm độ trễ xuống mức chấp nhận được cho các quy trình sản xuất phức tạp. Tuy nhiên, việc sử dụng phạm vi giới hạn giúp giảm thiểu hầu hết điều này trong thực tế. Ethernet công nghiệp cũng sử dụng tốc độ chậm hơn so với mạng LAN gia đình của bạn, vì dữ liệu điều khiển và tín hiệu nhỏ hơn đáng kể so với những thứ như truyền phát video. Nhưng không giống như truyền phát video, nơi bạn có thể cải thiện trải nghiệm người dùng bằng cách đệm luồng, các ứng dụng công nghiệp cần hoạt động trong môi trường khắc nghiệt và với dữ liệu nhận được đúng thời điểm cần thiết, và đúng thứ tự.
1. SNMP và Các Giao Thức Quản Lý Khác
Giám Sát và Kiểm Soát Mọi Thiết Bị Kết Nối Mạng
Giao thức quản lý mạng đơn giản (SNMP) là một công cụ cực kỳ mạnh mẽ để giám sát mạng và các thiết bị trên đó, do đó các tác vụ như quản lý máy chủ đều có thể được thực hiện từ một ứng dụng trung tâm. Một trong những lựa chọn yêu thích của chúng tôi là Zabbix, nhưng đó không phải là tùy chọn duy nhất, và bất kể bạn chọn công cụ nào, rất có thể nó sẽ sử dụng SNMP để thu thập và phân tích hiệu suất và trạng thái bảo mật của các thiết bị mạng và máy chủ của bạn.
Sau khi được kích hoạt, bạn có thể lấy trạng thái ổ đĩa, nhiệt độ, dung lượng lưu trữ, mức sử dụng CPU và bộ nhớ, thời gian hoạt động và bất kỳ thông tin nào khác được hiển thị bởi các tác nhân SNMP đang chạy trên các thiết bị máy khách. Đây là một kho dữ liệu tuyệt vời cho bất kỳ quản trị viên hệ thống (sysadmin) hoặc người dùng home lab nào, và phần khó duy nhất là tìm ra thông tin nào phù hợp nhất để bạn có thể thiết lập các thông báo kịp thời để khắc phục sự cố chủ động trước khi các vấn đề leo thang thành thời gian ngừng hoạt động.
Ethernet: Một Giao Thức Mạng Đa Năng Với Nhiều Công Dụng
Đây chỉ là một vài trong số những gì Ethernet có thể truyền tải, và chúng tôi thậm chí còn chưa đề cập đến các giao thức lưu trữ thú vị như iSCSI hoặc NVMe-over-IP. Mạng của bạn có thể là nhiều thứ, được kết nối bởi các đầu nối chung, và gửi nhiều giao thức và loại dữ liệu khác nhau xung quanh nó. Ethernet biến điều đó thành hiện thực bằng cách là một phương tiện truyền dẫn linh hoạt, mà các công nghệ khác có thể xây dựng và tận dụng cho nhu cầu riêng của chúng.
Hãy chia sẻ ý kiến của bạn về những ứng dụng của Ethernet mà bạn thấy thú vị nhất hoặc đã từng sử dụng trong thực tế!
