Ethernet là gì? Nên sử dụng Ethernet hay WiFi?

Nhắc đến Ethernet, chúng ta thường nghĩ ngay đến sự kết nối, truyền tải dữ liệu và giao tiếp qua Internet. Nhưng bản chất Ethernet là gì? Trong bài viết hôm nay, Tino Group sẽ cùng bạn đi sâu vào khám phá về Ethernet, từ định nghĩa cơ bản đến những ứng dụng quan trọng của công nghệ này trong cuộc sống hàng ngày và trong thế giới kỹ thuật hiện đại.

Ethernet là gì?

Định nghĩa Ethernet

Ethernet là một giao thức truyền thông và cũng là công nghệ kết nối mạng phổ biến. Giao thức này cho phép các thiết bị điện tử như máy tính, máy chủ, máy in, và nhiều thiết bị khác kết nối cũng như trao đổi dữ liệu với nhau.

Ethernet thường được sử dụng trong mạng LAN (Local Area Network) để kết nối các thiết bị trong cùng một vùng địa lý, chẳng hạn như trong một văn phòng, trường học, hoặc ngôi nhà.

Ethernet có nhiều biến thể về tốc độ và phương thức kết nối, từ Ethernet 10 Mbps (megabit trên giây) đến Ethernet 100 Gbps. Công nghệ này đã trải qua nhiều cải tiến trong suốt nhiều thập kỷ và vẫn là một phần quan trọng của mạng máy tính hiện đại.

Lịch sử phát triển của Ethernet

Ngày đầu của Ethernet (1970s)

• Ethernet được phát triển ban đầu tại Xerox PARC (Xerox Palo Alto Research Center) vào những năm 1970 bởi Robert Metcalfe và David Boggs.
• Giao thức Ethernet đầu tiên được gọi là “Ethernet Version 1.0.”

Sự phát triển ban đầu (1980s)

DEC (Digital Equipment Corporation) và Intel đã cùng nhau phát triển Ethernet và đưa công nghệ này vào sản phẩm của họ, giúp Ethernet trở nên phổ biến hơn.

Tiêu chuẩn hóa (1980s – 1990s)

Cuối những năm 1980, Ethernet đã được tiêu chuẩn hóa thông qua dự án IEEE 802.3. Tiêu chuẩn này xác định các quy tắc cụ thể cho việc triển khai Ethernet trên mạng máy tính.

Tăng tốc độ (1990s – 2000s)

Ethernet bắt đầu với tốc độ truyền dẫn dữ liệu 10 Mbps (Ethernet 10BASE-T) rồi tiếp tục phát triển với tốc độ 100 Mbps (Fast Ethernet) và 1 Gbps (Gigabit Ethernet).

Đây là thời kỳ mà Ethernet trở nên phổ biến trong mạng LAN doanh nghiệp và mạng gia đình.

Tốc độ cao và cáp quang (2000s – hiện tại)

Ethernet tiếp tục tiến xa với các phiên bản 10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps và thậm chí là 400 Gbps (Ethernet 400GBASE-T). Việc sử dụng cáp quang đã cho phép Ethernet đáp ứng nhu cầu về băng thông và tốc độ truyền dẫn dữ liệu tăng lên đáng kể.

Sự phổ biến trong mạng LAN và truyền dẫn Internet

Ethernet đã trở thành một phần quan trọng của hạ tầng mạng, được sử dụng rộng rãi trong mạng LAN doanh nghiệp, mạng gia đình và trong việc kết nối Internet.

Ethernet hoạt động như thế nào?

Kết nối vật lý

• Ethernet thường sử dụng cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, hoặc cáp quang học để kết nối các thiết bị mạng với nhau.
• Mỗi thiết bị trong mạng, chẳng hạn như máy tính, máy chủ, hoặc máy in, được kết nối vào một cổng Ethernet trên thiết bị đó.

Giao thức truyền dữ liệu

• Dữ liệu được truyền trong mạng Ethernet theo một giao thức cụ thể, thường là giao thức Ethernet IEEE 802.3.
• Dữ liệu được chia thành các gói dữ liệu (frames) để truyền qua mạng. Mỗi frame bao gồm các thông tin như địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, dữ liệu thực tế và kiểm tra lỗi.

Địa chỉ MAC (Media Access Control)

• Mỗi thiết bị Ethernet có một địa chỉ MAC duy nhất, còn được gọi là địa chỉ Ethernet.
• Địa chỉ MAC được sử dụng để xác định nguồn và đích của dữ liệu trong mạng. Khi một frame dữ liệu được truyền, nó đi kèm với địa chỉ MAC của máy tính gửi và địa chỉ MAC của máy tính nhận.

Phát hiện va chạm (Collision Detection)

• Trong một mạng Ethernet, có thể xảy ra tình huống nhiều thiết bị cố gắng truyền dữ liệu cùng một lúc, dẫn đến xung đột dữ liệu (collision).
• Ethernet sử dụng công nghệ phát hiện va chạm để xử lý tình huống này. Khi xung đột xảy ra, các thiết bị sẽ ngừng truyền dữ liệu, sau đó thử lại sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên.

Switches và hub

Trong mạng Ethernet, có sự sử dụng của thiết bị như switch và hub.

• Switch là một thiết bị thông minh có khả năng học và lưu trữ địa chỉ MAC của các thiết bị trong mạng và chỉ chuyển gói dữ liệu đến đích mà nó cần đến, giúp tăng hiệu suất mạng.
• Hub là một thiết bị “điểm truyền” đơn giản, nơi mọi dữ liệu nhận được từ một cổng sẽ được phát đến tất cả các cổng khác, không có khả năng chọn lọc như switch.

Tóm lại, Ethernet hoạt động bằng cách sử dụng giao thức truyền thông, địa chỉ MAC, và cơ sở hạ tầng mạng vật lý để truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng LAN. Điều này giúp kết nối các thiết bị và cho phép chúng giao tiếp thông tin trong mạng một cách hiệu quả.

Phân loại Ethernet

Ethernet 10/100/1000 Mbps

• Ethernet 10/100/1000 Mbps, thường được gọi là Fast Ethernet hoặc Gigabit Ethernet, là một trong những biến thể phổ biến nhất của Ethernet. Loại Ethernet này hỗ trợ tốc độ truyền dẫn dữ liệu từ 10 Mbps (Megabit trên giây) đến 1 Gbps (Gigabit trên giây).
• Ethernet 10/100/1000 Mbps thường được sử dụng trong mạng LAN doanh nghiệp và mạng gia đình.

Ethernet 10 Gbps

• Ethernet 10 Gbps là một phiên bản cao cấp của Ethernet với tốc độ truyền dẫn dữ liệu là 10 Gbps.
• Loại Ethernet này thường được sử dụng trong các mạng LAN yêu cầu băng thông cao và hiệu suất tốt, như trong các trung tâm dữ liệu và mạng cáp quang.

Ethernet 40 Gbps và 100 Gbps

Ethernet 40 Gbps và 100 Gbps là các phiên bản với tốc độ cực cao, được sử dụng trong các mạng truyền tải dữ liệu lớn và đám mây công nghiệp. Chúng cung cấp khả năng xử lý lưu lượng mạng lớn và băng thông rộng.

Ethernet qua cáp quang (Fiber Ethernet)

Ethernet qua cáp quang sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu qua các sợi quang thủy tinh hoặc sợi quang nhựa. Đây là loại Ethernet phù hợp cho việc kết nối các khoảng cách xa và yêu cầu băng thông cao.

Power over Ethernet (PoE)

• Power over Ethernet (PoE) cho phép truyền dữ liệu và điện qua cùng một dây cáp Ethernet.
• Loại Ethernet này thường được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho các thiết bị như camera an ninh và điểm truy cập mạng.

Ethernet không dây (Wireless Ethernet)

• Ethernet không dây sử dụng sóng radio thay vì dây cáp để kết nối thiết bị.
• Wi-Fi là một ví dụ phổ biến của Ethernet không dây.

Vai trò của Ethernet trong mạng máy tính

Kết nối thiết bị

Ethernet được sử dụng để kết nối các máy tính, máy chủ, máy in, switch, router, và nhiều thiết bị mạng khác lại với nhau. Điều này giúp tạo ra một mạng nội bộ (LAN) hoặc kết nối các mạng LAN thành mạng lớn hơn.

Chuyển tiếp dữ liệu

Ethernet cho phép chuyển tiếp dữ liệu từ một thiết bị đến thiết bị khác trong mạng. Switches và hub là các thiết bị Ethernet thường được sử dụng để chuyển tiếp dữ liệu từ nguồn đến đích dựa trên địa chỉ MAC của các thiết bị.

Xác định địa chỉ thiết bị

Mỗi thiết bị Ethernet có một địa chỉ MAC độc đáo, cho phép xác định từng thiết bị trong mạng. Điều này rất quan trọng trong việc định hướng dữ liệu và đảm bảo rằng dữ liệu chỉ đến thiết bị đúng.

Kiểm soát truy cập

Ethernet có khả năng kiểm soát truy cập vào mạng thông qua việc quản lý địa chỉ MAC và cấu hình bảo mật. Người quản trị mạng có thể cấu hình whitelist (cho phép truy cập) và blacklist (chặn truy cập) dựa trên địa chỉ MAC.

Phân phối Internet

Ethernet thường được sử dụng để kết nối máy tính và thiết bị đến Internet thông qua modem và router. Điều này giúp các máy tính và thiết bị có thể truy cập Internet và giao tiếp với các dịch vụ trực tuyến.

Tích hợp dịch vụ

Ethernet cũng có khả năng tích hợp nhiều dịch vụ và ứng dụng khác nhau trong mạng, bao gồm VoIP, video streaming và nhiều dịch vụ truyền dữ liệu khác.

Tốc độ và phạm vi

Ethernet đã phát triển qua nhiều phiên bản với tốc độ và phạm vi khác nhau, từ 10 Mbps cho đến 400 Gbps và từ mạng LAN nội bộ cho đến mạng trung tâm dữ liệu rộng lớn.

Tiêu chuẩn hóa

Ethernet tuân theo các tiêu chuẩn được xác định bởi IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), điều này đảm bảo tính tương thích và sự tương thích giữa các thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau.

Ứng dụng của Ethernet

• Mạng văn phòng và doanh nghiệp: Ethernet được sử dụng rộng rãi trong mạng LAN của văn phòng và doanh nghiệp để kết nối máy tính, máy chủ, máy in, và các thiết bị khác.
• Mạng gia đình: Ethernet cũng được sử dụng trong mạng LAN gia đình để kết nối các thiết bị như máy tính cá nhân, máy chơi game, thiết bị giải trí, và điểm truy cập WiFi gia đình.
• Trung tâm dữ liệu và máy chủ: Ethernet đóng một vai trò quan trọng trong kết nối máy chủ và trung tâm dữ liệu với khả năng truyền tải dữ liệu băng thông cao, hiệu suất ổn định.
• Mạng điện thoại IP: Ethernet được sử dụng trong mạng điện thoại IP để truyền thoại và dữ liệu giữa các điểm cuộc gọi.
• Mạng cáp quang: Ethernet được sử dụng trong các mạng cáp quang và mạng truyền hình cáp để cung cấp dịch vụ truyền hình, Internet, và điện thoại.
• Hệ thống điều khiển công nghiệp: Ethernet giúp kết nối các thiết bị kiểm soát và cảm biến để quản lý và giám sát quy trình sản xuất và làm việc.
• Mạng truyền hình và giải trí: Ethernet được sử dụng để truyền dữ liệu video và âm thanh trong các mạng truyền hình và giải trí, bao gồm cả truyền hình Internet (IPTV) và dịch vụ streaming video.

Nên sử dụng Ethernet hay WiFi?

Việc sử dụng Ethernet hay WiFi phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể và điều kiện môi trường của bạn. Dưới đây là một số yếu tố bạn nên xem xét để quyết định nên sử dụng Ethernet hay WiFi

Tốc độ và hiệu suất

Ethernet thường cung cấp tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn so với WiFi. Nếu bạn cần băng thông cao cho các ứng dụng như trò chơi trực tuyến, streaming video 4K hoặc công việc đòi hỏi băng thông lớn, Ethernet có thể là lựa chọn tốt.

Ổn định kết nối

Ethernet thường ổn định hơn và ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu và tường lửa so với WiFi. Nếu bạn đang làm việc từ xa hoặc cần kết nối ổn định cho công việc quan trọng, Ethernet là lựa chọn thích hợp.

Khoảng cách

WiFi thích hợp cho kết nối không dây trong khoảng cách xa, trong khi Ethernet có giới hạn bởi chiều dài cáp. Nếu bạn cần kết nối các thiết bị ở xa router hoặc điểm truy cập, WiFi có thể thuận tiện hơn.

Độ an toàn

Ethernet thường an toàn hơn so với WiFi. Nếu an ninh mạng là ưu tiên hàng đầu, bạn nên chọn Ethernet.

Tiện ích di động

WiFi cho phép bạn kết nối di động và dễ dàng chuyển đổi giữa các mạng. Giải pháp này thích hợp cho thiết bị như điện thoại di động và máy tính bảng.

Ethernet cần cài đặt dây cáp và không linh hoạt khi di chuyển.

Khả năng thiết lập

Ethernet yêu cầu cài đặt dây cáp, còn WiFi không. Vì vậy, việc sử dụng Ethernet có thể đắt hơn và phức tạp hơn trong việc thiết lập mạng.

Ethernet đã có một lịch sử dài và đóng vai trò quan trọng trong mạng máy tính. Từ những ngày đầu xuất hiện cho đến hiện tại với tốc độ truyền dẫn dữ liệu cực cao, Ethernet đã không ngừng tiến hóa và thích nghi với nhu cầu ngày càng tăng của người dùng Internet. Tóm lại, dù có sự phát triển trong công nghệ kết nối, Ethernet vẫn là một phần không thể thiếu trong cơ sở hạ tầng mạng của chúng ta.

Những câu hỏi thường gặp