So sánh sự khác nhau giữa Hub, Switch và Router trong mạng máy tính

Trong hệ thống mạng, Hub, Switch, Router là các thiết bị vô cùng quan trọng chúng nắm giữ những công việc khác nhau giúp hệ thống mạng được hoạt động trơn tru và liền mạch. Cả Hub, Switch, Router đều có những tính năng và cách thức hoạt động tương đồng, chính vì vậy chúng ta thường bị rối khi hỏi về 3 loại thiết bị này. Hãy cùng Wi-MESH đặt Hub, Switch, Router lên bảng so sánh để hiểu chính xác về chúng tại bài viết dưới đây.

1. Định nghĩa về Hub, Switch và Router

Các thiết bị mạng Hub, Switch và Router đều có chung một chức năng chính là dẫn truyền dữ liệu từ thiết bị này đến thiết bị khác thông qua các cổng kết nối. Sự khác nhau của chúng được thể hiện rõ nhất ở lớp hoạt động trong mô hình OSI cũng như phương thức xử lý và chuyển tiếp dữ liệu.

1.1. Hub là gì?

Hub là điểm trung tâm có nhiệm vụ kết nối các thiết bị mạng lại với nhau. Nó hoạt động ở lớp vật lý trong mô hình OSI theo cách đơn giản là sao chép dữ liệu đến và truyền đến tất cả các thiết bị còn lại trong hệ thống mạng.

1.2. Switch là gì?

Switch - thiết bị chuyển mạch, được dùng để kết nối thiết bị mạng, có thể hoạt động trong lớp truyền dữ liệu (Switch layer 2) hoặc lớp mạng (Switch Layer 3) trong mô hình OSI. Switch thông minh hơn Hub bởi chức năng truyền dữ liệu đến đúng thiết bị đích.

1.3. Router là gì?

Router là bộ định tuyến được sử dụng để kết nối các mạng lại với nhau. Chúng có khả năng định tuyến để xác định đường đi tốt nhất để truyền dữ liệu từ mạng này đến mạng khác. Router còn được tích hợp các chức năng bảo mật như tường lửa, VPN, quản lý mạng, định tuyến động và tĩnh...

2. Bảng so sánh Hub, Switch và Router trong hệ thống mạng

Trong hệ thống mạng, Router có chức năng hoạt động khác so với Hub và Switch, nó định tuyến các mạng khác lại với nhau và định tuyến dữ liệu qua các mạng này. Router sử dụng bảng định tuyến và giao thức định tuyến để tìm ra con đường tốt nhất để truyền dữ liệu. Chúng còn được cài đặt để hỗ trợ các tính năng bảo mật cao cấp nhưng tường lửa (Firewall) hay VPN.

Thiết bị Hub và bộ chuyển mạch Switch sẽ đóng vai trò là trung tâm của các thiết bị mạng nhưng chúng có cách thức hoạt động khác nhau như sau:

Hub không có khả năng phân biệt các thiết bị khác trong mạng và sẽ truyền dữ liệu nhận được đến tất cả các thiết bị kết nối với nó. Tốc độ băng thông của Hub thấp vì tất cả các thiết bị phải chia sẻ băng thông nên dễ gây ra tình trạng xung đột dữ liệu.
Switch có thể gửi chính xác dữ liệu đến thiết bị đích mà không cần phát sóng đến các thiết bị khác nhờ khả năng ghi nhớ địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối với nó. Mỗi một cổng kết nối của Switch sẽ là một miền xung đột riêng biệt nên tránh xung đột dữ liệu và chia sẻ băng thông một cách hiệu quả.

Cụ thể, sự khác nhau giữa Hub, Switch và Router được thể hiện rõ hơn thông qua bảng so sánh sau:

Tiêu chí so sánh	Hub	Switch	Router
Lớp hoạt động theo tiêu chuẩn mô hình OSI	Lớp vật lý (Layer 1)	Lớp liên kết dữ liệu (Layer 2) và Lớp mạng (Layer 3)	Lớp mạng (Layer 3)
Loại thiết bị	Thiết bị không thông minh	Thiết bị thông minh, có thể truyền tin nhắn đến đúng thiết bị đích nhờ vào việc kiểm tra địa chỉ MAC	Thiết bị thông minh vì chúng có thể đọc địa chỉ IP và truyền dữ liệu từ mạng này sang mạng khác
Chức năng	Kết nối các thiết bị mạng trong cùng một mạng LAN	Kết nối các thiết bị mạng trong cùng hệ thống mạng cục bộ và chuyển tiếp dữ liệu đến thiết bị đích cụ thể	Kết nối các phân đoạn mạng và định tuyến dữ liệu giữa các mạng khác nhau
Biểu mẫu truyền dữ liệu	Gửi bằng tín hiệu điện hoặc bit	Khung (Frame) và gói (Packet)	Gói (Packet)
Số cổng	Từ 4/8/16 cổng kết nối	Từ 4 đến 52 cổng kết nối.	Có các loại 2 cổng, 4 cổng, 5 cổng và 8 cổng
Kiểu truyền tải	Chỉ truyền tải bằng Broadcast	Có thể truyền tải bằng Unicast, Multicast và Broadcast	Truyền tải bằng Unicast và Multicast
Mạng máy tính hoạt động	Chỉ hoạt động ở mạng LAN	Thường hoạt động ở mạng LAN với các Switch Layer 2 và hoạt động ở mạng WAN/MAN với các Switch Layer 3	Hoạt động ở cả 3 mạng máy tính LAN/WAN/MAN
Địa chỉ xác định điểm đích	Không sử dụng phương thức phân loại địa chỉ	Sử dụng địa chỉ MAC để xác định thiết bị đích	Sử dụng địa chỉ IP để xác định thiết bị đích
Khả năng quản lý lưu lượng	Không thực hiện bất kỳ loại kiểm soát lưu lượng nào trên mạng	Có khả năng quản lý lưu lượng thông qua địa chỉ MAC	Có khả năng định tuyến và quản lý lưu lượng bằng địa chỉ IP
Miền phát sóng (Broadcast Domain)	Một miền phát sóng cho tất cả các cổng	Tùy thuộc vào cấu hình VLAN	Mỗi giao diện 1 miền phát sóng riêng biệt
Miền va chạm (Collision Domain)	Một miền va chạm cho tất cả các cổng	Mỗi cổng là một miền va chạm riêng	Router xử lý gói tin một cách độc lập trên mỗi cổng, không xảy ra va chạm dữ liệu giữa các cổng
Tốc độ truyền dữ liệu	10/100 Mbps	10/100/1000 Mbps 10 Gbps 40 Gbps 100 Gbps 400 Gbps	Tốc độ tối đa của kết nối không dây là 9.6 Gbps (WiFi 6) và tốc độ của kết nối có dây có thể lên đến 1Gbps hoặc thậm chí cao hơn 40/100/400 Gbps

3. Câu hỏi thường gặp về Hub, Switch và Router

3.1. Hub có còn được sử dụng phổ biến không?

Trong mạng hiện đại, Hub không còn là thiết bị được sử dụng phổ biến mà thay vào đó là Switch. Thiết bị chuyển mạch có khả năng cung cấp hiệu suất cao hơn, bảo mật tốt hơn và khả năng mở rộng linh hoạt hơn so với Hub. Ở một vài trường hợp cụ thể, Hub vẫn được sử dụng, chẳng hạn như trong các mạng nhỏ hoặc tình huống yêu cầu đặc biệt.

3.1. Switch có thể thay thế Router không?

Switch không thể thay thế hoàn toàn Router. Tuy nhiên, Switch Layer 3 có thể đảm nhiệm một số chức năng cơ bản của bộ định tuyến như:

Định tuyến dữ liệu giữa các VLAN.
Định tuyến dĩnh.
Định tuyến động.
Access List Controls (ACLs).
Quản lý dịch vụ (QoS).

4. Kết luận

Hiểu rõ sự khác nhau giữa Hub, Switch và Router là rất quan trọng vì mỗi thiết bị có một chức năng riêng, cung cấp các giải pháp cho yêu cầu kết nối mạng khác nhau. Việc lựa chọn và tích hợp các thiết bị theo cách phù hợp sẽ đảm bảo hiệu suất và bảo vệ mạng an toàn.