Network Topology là gì? 7 kiểu Topology phổ biến nhất

Cấu trúc liên kết mạng (Network Topology) có thể được xem như một chiếc chìa khóa đa năng giúp mở rộng hiệu suất hoạt động của dữ liệu trên hệ thống mạng bằng cách tự động hóa các thao tác sắp xếp, mô tả và liên kết các nút thông tin.

Cấu trúc liên kết có nhiều cách thức hoạt động khác nhau đem đến những ưu nhược khác nhau cho phép người dùng áp dụng chính xác và phù hợp hơn với hệ thống mạng của mình. Đó là những ưu nhược điểm gì? Hãy cùng BKHOST đi tìm hiểu chuyên sâu hơn về Network Topology trong bài viết dưới đây.

Network Topology là gì?

Network Topology – cấu trúc liên kết mạng cho phép các thiết bị máy tính kết nối với nhau dựa trên mối quan hệ được sắp xếp và duy trì bởi các nút, liên kết và trạm. Mỗi một cấu trúc liên kết sẽ cho ra các mức độ kết nối và bảo mật khác nhau. Trong đó bao gồm cấu trúc liên kết vật lý cho phép kết nối mạng với dây hoặc cáp và cấu trúc liên kết logic là cách thức mà dữ liệu truyền qua lại giữa các thiết bị trong hệ thống mạng.

Tại sao cấu trúc liên kết mạng lại quan trọng?

Cấu trúc liên kết có vai trò quan trọng trong việc xác định những yếu tố chi tiết trong cách thức hoạt động của hệ thống mạng như hiệu suất dữ liệu, báo lỗi, bổ sung tài nguyên hay tiết kiệm chi phí hiệu quả.

Network Topology được thiết kế hiển thị trong sơ đồ cho phép người dùng theo dõi các hoạt động của cả hai hình thức vật lý và logic:

• Cấu trúc liên kết vật lý bao gồm các thiết bị kết nối như dây hoặc cáp và cách sắp xếp mạng. Mục đích để thiết lập hoặc bảo trì mạng.
• Cấu trúc liên kết logic bao gồm các tài nguyên ảo và đám mây. Mục đích xác định cách các nút và dữ liệu hoạt động qua mạng.

Các loại Network Topology phổ biến hiện nay

Cấu trúc liên kết cũng là thành phần của mạng LAN. Nó có thể tạo ra các kết nối linh hoạt, an toàn và dễ bảo trì. Có nhiều loại cấu trúc liên kết mạng khác nhau với những đặc điểm và chức năng khác nhau. Hiện nay có 7 loại cấu trúc liên kết mạng bao gồm:

Cấu trúc liên kết dạng sao

Network Topology hình sao là một mô hình mạng phổ biến bao gồm một thiết bị trung tâm điều khiển các nút thông tin khác nhau thông qua cáp quang. Thiết bị trung tâm này có nhiệm vụ theo dõi và quản lý quá trình truyền tải, đảm bảo an toàn cho dữ liệu trên hệ thống.

Ưu điểm

• Các nút của hệ thống mạng được thiết kế kết nối độc lập với trung tâm, đảm bảo quá trình hoạt động của mạng không bị gián đoạn.
• Nhiều loại cáp khác nhau có thể được sử dụng trong cùng một mạng mà không cần sự hỗ trợ của mạng thứ 3.
• Network Topology hình sao sử dụng ít cáp kết nối giúp thiết lập và quản lý dễ dàng hơn.

Nhược điểm

• Bởi vì các nút kết nối với trung tâm nên nếu trung tâm bị sập thì toàn bộ hệ thống mạng sẽ ngừng hoạt động.
• Tốn kém chi phí cho băng thông và hiệu suất mạng.

Cấu trúc liên kết dạng bus

Cấu trúc liên kết mạng bus là hình thức sử dụng một cáp để kết nối các thiết bị ở xa lại với nhau giống như hình dáng chiếc xe buýt.

Ưu điểm

Phù hợp với hệ thống mạng nhỏ bởi tính đơn giản, không sử dụng nhiều dây cáp giúp tiết kiệm chi phí.

Nhược điểm

• Không phù hợp với hệ thống mạng lớn vì nó chỉ có 1 cáp duy nhất và hoạt động 1 chiều.
• Nếu gặp bất kỳ sự cố nào, toàn bộ hệ thống mạng sẽ ngừng hoạt động. Điều này gây nhiều phiền phức như tốn thời gian và chi phí khắc phục.

Cấu trúc liên kết dạng vòng

Cấu trúc liên kết dạng vòng là kiểu cấu trúc các thiết bị được kết nối với nhau thành một vòng tròn. Các dữ liệu được truyền đi theo một chiều nhất định và mỗi thiết bị sẽ có hai điểm nhận và gửi cụ thể.

Ưu điểm

• Cho phép mở rộng các thiết bị kết nối thành một vòng mạng lớn mà vẫn đảm bảo an toàn cho các dữ liệu trong suốt quá trình di chuyển.
• Các dữ liệu di chuyển theo một chiều giúp tránh va chạm lẫn nhau.
• Tiết kiệm chi phí đầu tư chiều dài dây cáp.

Nhược điểm

• Các thiết bị kết nối theo một vòng khép kín gây khó khăn trong việc tìm nguyên nhân mỗi khi xảy ra lỗi.
• Nếu một thiết bị kết nối gặp sự cố sẽ dẫn đến cả hệ thống mạng ngừng hoạt động.
• Quá trình khắc phục các sự cố mất nhiều thời gian và khá tốn kém.

Cấu trúc liên kết vòng kép

Các dữ liệu của một cấu trúc liên kết đơn truyền thống chỉ có thể truyền theo một chiều nhất định. Những nhà phát triển đã cho các dữ liệu chạy hai chiều song song với nhau bằng cách thêm một cấu trúc liên kết mạng tạo ra cấu trúc liên kết vòng kép.

Ưu điểm

• Cho phép các dữ liệu di chuyển theo 2 chiều ngược nhau hỗ trợ giải quyết các nhược điểm của cấu trúc liên kết vòng đơn.
• Cấu trúc liên kết vòng kép được bổ sung thêm tính năng bảo mật giúp dữ liệu không bị gián đoạn trong quá trình di chuyển.

Cấu trúc liên kết dạng cây

Cấu trúc liên kết dạng cây bao gồm một thiết bị được đặt làm trung tâm để điều khiển các thiết bị mở rộng dưới dạng nhánh thông qua các nút kết nối.

Các nút của cấu trúc liên kết này được phân cấp theo hình thức parent-child. Tức là một nút kết nối với trung tâm sẽ được mở rộng kết nối linh hoạt với các thiết bị khác.

Ưu điểm

• Tích hợp cấu trúc liên kết dạng sao và bus cho phép bổ sung các nút thông tin và mở rộng hệ thống mạng.
• Mỗi thiết bị hoạt động độc lập giúp dễ dàng khắc phục lỗi nếu có sự cố xảy ra.

Nhược điểm

• Thiết bị trung tâm gặp sự cố thì toàn bộ hệ thống sẽ ngừng hoạt động.
• Việc sửa chữa đòi hỏi nhiều kinh nghiệm và kiến thức.
• Thêm nhiều các nhánh mở rộng sẽ gây tốn kém và làm chậm hiệu suất sử dụng.

Cấu trúc liên kết dạng lưới

Cấu trúc liên kết dạng lưới bao gồm nhiều vị trí kết nối các nút với thiết bị trong hệ thống mạng và được thiết kế với hai phiên bản:

• Cấu trúc liên kết dạng lưới đầy đủ là toàn bộ nút của hệ thống được kết nối với nhau.
• Cấu trúc liên kết dạng lưới một phần chỉ có một vài nút được kết nối với nhau.

Cấu trúc liên kết dạng lưới cung cấp hai hình thức truyền dữ liệu là định tuyến và tràn ngập.

Ưu điểm

• Cấu trúc liên kết dạng lưới đáng tin cậy và ổn định.
• Hạn chế thất bại trong quá trình kết nối truyền dữ liệu.

Nhược điểm

• Cấu trúc liên kết dạng lưới triển khai tốn thời gian và công sức.
• Đòi hỏi nhiều dây cáp kết nối làm tăng chi phí lắp đặt.

Cấu trúc liên kết lai

Cấu trúc liên kết lai là sự kết hợp các cấu trúc liên kết khác nhau được sử dụng trong mô hình mạng lớn của các công ty, doanh nghiệp.

Ưu điểm

Cấu trúc liên kết lai mang lại sự linh hoạt trong quá trình truyền tải dữ liệu của hệ thống.

Nhược điểm

Chi phí tốn kém, đòi hỏi kinh nghiệm quản lý và sử dụng.

Tiêu chí lựa chọn Network Topology phù hợp nhất

Lựa chọn cấu trúc liên kết mạng phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như chiều dài cáp, loại cáp, chi phí và khả năng mở rộng.

Chiều dài cáp

Càng nhiều thiết bị kết nối sẽ cần phải dùng nhiều tới dây cáp. Vì vậy tùy thuộc vào các loại cấu trúc khác nhau mà sẽ cần lựa chọn chiều dài cáp tương ứng.

Ví dụ: Cấu trúc liên kết dạng sao hoặc bus sẽ sử dụng ít cáp hơn so với cấu trúc liên kết dạng lưới.

Loại cáp

Bạn cần lựa chọn chất liệu cáp phù hợp với mục đích sử dụng. Có hai loại cáp được sử dụng phổ biến hiện nay:

• Cáp xoắn được làm từ đồng hoặc đồng cách nhiệt, có ít băng thông giúp tiết kiệm chi phí
• Cáp quang được làm từ ống nhựa hoặc thuỷ tinh dẻo có chi phí cao hơn nhưng có hiệu suất truyền dữ liệu nhanh hơn.

Chi phí

Cấu trúc liên kết càng phức tạp thì chi phí càng cao và tốn nhiều thời gian lắp đặt. Việc xác định chính xác cấu trúc liên kết phù hợp với mục đích sử dụng sẽ giúp tiết kiệm chi phí hơn.

Khả năng mở rộng

Khả năng mở rộng của các loại cấu trúc liên kết mạng có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sử dụng và quản lý các dữ liệu. Cấu trúc liên kết có khả năng mở rộng tốt sẽ giúp tiết kiệm thời gian hơn và ngăn chặn các vấn đề rắc rối xuống mức tối đa.

Những điều cần lưu ý khi thiết lập sơ đồ cấu trúc liên kết mạng

Sơ đồ cấu trúc liên kết mạng cho phép hiển thị các thông tin vận chuyển dữ liệu giúp dễ dàng quản lý và phát hiện các vấn đề không an toàn sớm nhất. Ngoài ra, nó còn cung cấp cho người dùng những thông tin về chức năng của hệ thống mạng hỗ trợ trong việc khắc phục các sự cố nhanh và hiệu quả nhất.

Một số công cụ quản lý và giám sát mạng hiệu quả

Phần mềm Microsoft Visio cho phép người dùng tùy chọn vẽ sơ đồ mạng của mình như thêm nút hoặc thiết bị vào hệ thống. Hoặc với các phần mềm miễn phí khác đó là Lucidchart, LibreOffice Draw với các tính năng đặc biệt, bạn có thể quản lý mạng dễ dàng hơn và ít tốn thời gian hơn. Các phần mềm có chức năng tự động hoá các tác vụ cấu hình mạng như bảo mật, sự cố, liên kết,…

Cấu hình mạng

Công cụ cấu hình mạng là phương pháp xác minh tự động nhanh nhất và chính xác nhất các tác vụ trùng lặp giúp giảm tải lưu lượng làm việc của hệ thống.

Các công cụ này có thể giải quyết các vấn đề về cấu trúc liên kết mạng phức tạp bằng cách tự động phát hiện từng nút mạng giúp triển khai dễ dàng hơn và quản lý cấu hình chính xác hơn.

Ngoài ra, công cụ cấu hình mạng còn có tính năng hiển thị lịch sử hoạt động của các thiết bị mạng và cảnh báo các vấn đề lỗi về tuổi thọ hoặc hiệu suất làm việc.

Khắc phục sự cố hiệu suất mạng

Phần mềm quản lý mạng cho phép theo dõi hiệu suất của hệ thống mạng. Với khả năng có thể tạo các đường cơ sở hiệu suất mạng mạnh và cảnh báo về những hoạt động đáng ngờ giúp người dùng dễ dàng phát hiện và xử lý sự cố.

Nếu các cấu trúc liên kết phức tạp khiến cho việc tìm kiếm các lỗi trở nên khó khăn thì có thể sử dụng phần mềm quản lý hiệu suất. Nó cho phép bạn theo dõi quá trình hoạt động và các thay đổi bất thường của mạng trên hệ thống.

Để có thể hiểu hơn việc xây dựng các Network Topology này, bạn có thể sử dụng công cụ miễn phí giới hạn 14 ngày Network Topology Mapper để tạo và khám phá về cấu trúc liên kết.

SolarWinds Network Topology Mapper không những không giới hạn kích thước mạng mà công cụ này còn có khả năng tự động ghi nhớ lại các thông tin bằng biểu tượng chuyên ngành vào sơ đồ cấu trúc liên kết mạng. Ngoài ra, công cụ còn có tính năng quét định kỳ hỗ trợ sơ đồ cấu trúc liên kết luôn được cập nhật phiên bản mới nhất.

Sơ đồ cấu trúc liên kết mạng dành cho nhà cung cấp dịch vụ được quản lý

Sơ đồ cấu trúc mạng cho phép các nhà cung cấp dịch vụ được quản lý (MSP) sử dụng hệ thống mạng mở rộng gồm nhiều khách hàng khác nhau.

Các công cụ dùng cho mạng cá nhân hoặc tổ chức nhỏ sẽ không thể đáp ứng nhu cầu của MSP. Vì thế, họ đã đưa ra giải pháp tích hợp sơ đồ cấu trúc mạng với một công cụ chuyên dụng đó là N-central. Phương pháp này cho phép đánh giá và quản lý chuyên sâu về Hệ thống mạng một cách hiệu quả nhất.

Những điều cần biết về cấu trúc liên kết mạng ngày nay

Để có thể sử dụng hiệu quả cấu trúc liên kết mạng, trước tiên cần phải làm quen về nhu cầu và các yêu cầu sử dụng của hệ thống mạng. Chẳng hạn như các thiết bị yêu cầu tổng số nút kết nối cần có trong cấu trúc liên kết mạng. Càng nhiều thiết bị kết nối thì số nút càng tăng, khi đó bạn sẽ dễ dàng quyết định được loại cấu trúc mạng phù hợp nhất.

Các cấu trúc liên kết khác nhau sẽ có những đặc điểm và chức năng khác nhau. Vì thế hãy lựa chọn loại cấu trúc phù hợp nhất với loại mạng của bạn để hiệu suất làm việc cũng như hiệu quả công việc được đảm bảo tối ưu nhất.

Tổng kết về Network Topology

Như vậy bài viết trên đây là một số các loại cấu trúc liên kết mạng phổ biến nhất mà chúng tôi đã tổng hợp được. Hy vọng qua đây đã giúp bạn hiểu rõ hơn về Network Topology cũng như những ưu nhược điểm và cách chúng hoạt động hiệu quả như thế nào.

Nếu bạn có thắc mắc hoặc nhu cầu xây dựng, lắp đặt các hệ thống mạng cho doanh nghiệp của mình, hãy để lại bình luận ở bên dưới, BKHOST sẽ trả lời bạn trong thời gian sớm nhất.

P/s: Bạn cũng có thể truy cập vào Blog của BKHOST để đọc thêm các bài viết chia sẻ kiến thức về lập trình, quản trị mạng, website, domain, hosting, vps, server, email,… Chúc bạn thành công.