Hub là gì? Vai trò của HUB trong hệ thống mạng

Trong hệ thống mạng máy tính, việc kết nối các thiết bị như máy tính, máy in và các thiết bị số khác lại với nhau một cách hiệu quả là rất quan trọng. Hub là một thiết bị mạng cơ bản, đóng vai trò như một điểm trung tâm để kết nối các thiết bị trong mạng LAN. Mặc dù có cấu tạo và chức năng đơn giản, hub giúp tạo điều kiện cho các thiết bị cùng truyền và nhận dữ liệu trong một không gian mạng chung, góp phần xây dựng mạng cục bộ hoạt động liền mạch. Cùng tìm hiểu chi tiết về HUB là gì? Vai trò của HUB trong hệ thống mạng trong bài viết dưới đây của DIGITECH JSC

Hub là gì?

Hub là một thiết bị mạng cơ bản dùng để kết nối nhiều máy tính hoặc các thiết bị khác trong cùng một mạng LAN. Hub có nhiều cổng (thường từ 4 đến 24 cổng) và hoạt động như một điểm trung tâm để các thiết bị cùng giao tiếp với nhau. Khi một thiết bị gửi dữ liệu vào một cổng của Hub, thiết bị này sẽ sao chép và gửi dữ liệu đó đến tất cả các cổng còn lại, bất kể đích nhận dữ liệu là thiết bị nào. Do đó, Hub không phân biệt địa chỉ nhận và truyền dữ liệu đồng loạt, gây ra lãng phí băng thông và làm giảm hiệu suất mạng khi có nhiều thiết bị cùng truyền dữ liệu. Hub hoạt động ở tầng vật lý trong mô hình OSI, nghĩa là nó chỉ xử lý tín hiệu điện mà không quản lý dữ liệu hay định tuyến thông minh như switch.

Các loại Hub phổ biến

Các loại Hub phổ biến hiện nay được chia thành ba nhóm chính:

Hub thụ động (Passive Hub):

Loại này chỉ có chức năng kết nối các thiết bị trong mạng mà không xử lý hay khuếch đại tín hiệu. Khi nhận tín hiệu, nó truyền nguyên vẹn đến các cổng khác mà không thay đổi. Hub thụ động thường không có nguồn điện riêng và thích hợp dùng cho mạng nhỏ, khoảng cách kết nối ngắn do dễ suy giảm tín hiệu.

Hub chủ động (Active Hub):

Được trang bị thêm chức năng khuếch đại tín hiệu, giúp nâng cao chất lượng tín hiệu truyền đi, ổn định hơn trong các mạng lớn hoặc yêu cầu hiệu suất cao hơn. Loại này có nguồn điện riêng và thường được sử dụng phổ biến hơn so với Hub thụ động.

Hub thông minh (Smart Hub):

Đây là loại tiên tiến nhất, tích hợp các tính năng quản lý và giám sát mạng như kiểm tra trạng thái kết nối, theo dõi hiệu suất và điều chỉnh cấu hình từ xa. Smart Hub giúp kiểm soát lưu lượng mạng tốt hơn và phù hợp cho các hệ thống mạng lớn, đòi hỏi bảo mật và quản lý phức tạp.

Ngoài ra, các Hub hiện đại còn có nhiều mẫu với thiết kế hỗ trợ đa dạng cổng kết nối như USB, HDMI, Ethernet, phù hợp với nhu cầu mở rộng kết nối cho các thiết bị khác nhau từ văn phòng đến gia đình hoặc di động.

Cách thức hoạt động của HUB

Cách thức hoạt động của Hub trong mạng rất đơn giản. Khi một thiết bị gửi dữ liệu đến Hub, thiết bị này sẽ nhận tín hiệu đó và ngay lập tức truyền tiếp dữ liệu đến tất cả các cổng còn lại trên Hub, không phân biệt thiết bị đích là ai. Như vậy, tất cả các thiết bị khác trong mạng đều “nghe” được dữ liệu này, nhưng chỉ có thiết bị có địa chỉ nhận đúng mới xử lý dữ liệu đó còn các thiết bị khác bỏ qua.

Hub hoạt động ở tầng vật lý (Physical layer) trong mô hình OSI và có chức năng khuếch đại tín hiệu để truyền đến các thiết bị khác trong mạng LAN. Vì dữ liệu được truyền đến tất cả cổng, nên khi nhiều thiết bị cùng gửi dữ liệu đồng thời có thể dẫn đến xung đột, làm giảm hiệu suất mạng. Hub cũng không có khả năng lọc hay xử lý dữ liệu, chỉ đơn thuần phát tín hiệu nên băng thông được chia sẻ chung cho tất cả các cổng.

Ví dụ, trong một mạng LAN với Hub 4 cổng, khi máy tính A gửi dữ liệu đến máy tính B, Hub sẽ phát dữ liệu đó đến tất cả máy tính bao gồm cả A, B, C, D. Chỉ máy tính B mới xử lý dữ liệu, những máy còn lại bỏ qua, tuy nhiên điều này làm lãng phí băng thông và dễ xảy ra xung đột khi nhiều thiết bị truyền dữ liệu cùng lúc.

Vai trò của HUB trong hệ thống mạng

Hub là thiết bị đơn giản, đóng vai trò trung tâm kết nối các thiết bị trong mạng LAN, giúp xây dựng mạng cơ bản nhưng có giới hạn về khả năng tối ưu hiệu suất và quản lý dữ liệu. Vai trò và lợi ích của Hub trong hệ thống mạng bao gồm:

• Hub đóng vai trò như một trung tâm kết nối các thiết bị mạng trong cùng một mạng LAN, giúp các thiết bị như máy tính, máy in hoặc thiết bị khác có thể giao tiếp với nhau.
• Khi nhận dữ liệu từ một cổng, Hub sẽ sao chép và truyền dữ liệu này đến tất cả các cổng còn lại mà không phân biệt địa chỉ đích, đảm bảo dữ liệu đến được mọi thiết bị trong mạng.
• Hub khuếch đại tín hiệu nhận được để dữ liệu có thể truyền đi xa hơn, mở rộng phạm vi kết nối mạng LAN.
• Mặc dù đơn giản và chi phí thấp, Hub hỗ trợ việc xây dựng các mạng nhỏ hoặc mạng gia đình, nơi yêu cầu kết nối không quá phức tạp.
• Hub giúp mở rộng tổng khoảng cách của mạng LAN, tạo điều kiện cho nhiều thiết bị hơn cùng tham gia mạng.
• Vì không phân biệt dữ liệu đến từ cổng nào, Hub dễ gây ra tình trạng tắc nghẽn và xung đột dữ liệu khi nhiều thiết bị truyền cùng lúc, làm giảm hiệu suất mạng.
• Hub thường được sử dụng trong các mạng nhỏ hoặc môi trường không đòi hỏi hiệu suất cao, dần bị thay thế bởi Switch do Switch có khả năng quản lý dữ liệu thông minh hơn.

Hub là thiết bị mạng đơn giản và cơ bản phục vụ việc kết nối các thiết bị trong mạng LAN, giúp tín hiệu dữ liệu được truyền đến mọi thiết bị trong mạng. Mặc dù hiện nay hub đã dần được thay thế bằng các thiết bị thông minh hơn như switch vì các giới hạn về hiệu suất và khả năng quản lý dữ liệu, vai trò của hub trong việc đơn giản hóa và duy trì tính liên kết mạng vẫn rất quan trọng, đặc biệt trong các mạng nhỏ hoặc môi trường không đòi hỏi cao về tốc độ và bảo mật. Hiểu rõ vai trò và cách hoạt động của hub giúp người dùng lựa chọn thiết bị phù hợp cho hệ thống mạng của mình.