Tìm hiểu các tầng hoạt động của Switch mạng công nghiệp

Switch mạng công nghiệp hoạt động ở các tầng khác nhau trong mô hình OSI, mỗi tầng đại diện cho phạm vi chức năng khác nhau, phù hợp với các ứng dụng công nghiệp cụ thể. Trong bài viết này, chúng ta sẽ phân tích từng tầng và các chức năng liên quan để giúp bạn lựa chọn thiết bị switch công nghiệp phù hợp nhất cho giải pháp của mình.

Các tầng hoạt động của Switch mạng công nghiệp

Teltonika Networks vào tháng 1/2024, đã công bố giảm giá trung bình 30% cho toàn bộ dòng switch công nghiệp. Đây là cam kết mạnh mẽ của hãng trong việc mở rộng nhanh chóng trên thị trường thiết bị mạng công nghiệp toàn cầu.

Mỗi thiết bị switch đều hoạt động tại một hoặc nhiều tầng trong mô hình OSI (Open Systems Interconnection). Điều này quyết định các chức năng mà thiết bị có thể thực hiện. Tuy nhiên, trên thực tế, các switch mạng thường chỉ hoạt động trong 5 trên 7 tầng OSI (ngoại trừ tầng 5 và 6), và đôi khi còn có sự giao thoa giữa các tầng.

Một điều quan trọng cần lưu ý: khi càng lên cao trong mô hình OSI, thiết bị sẽ càng phức tạp hơn, giá thành cao hơn, tiêu thụ nhiều năng lượng hơn, và yêu cầu cấu hình chuyên sâu hơn. Đổi lại, thiết bị ở các tầng cao mang lại tính năng bảo mật và thông minh vượt trội, điều thiết yếu với nhiều hệ thống công nghiệp.

Tầng 1: Vật lý (Physical Layer)

Switch ở tầng này là loại không quản lý (unmanaged switch), thực hiện truyền dẫn dữ liệu cơ bản mà không có khả năng xử lý hay điều khiển lưu lượng. Thiết bị chỉ đơn thuần nhận, mã hóa, truyền và nhận tín hiệu mà không thực hiện lọc hay định tuyến.

Ưu điểm của switch tầng 1 là giá thành thấp, dễ triển khai, truyền dữ liệu ở tốc độ dây (wire-speed). Nếu giải pháp của bạn chỉ cần chuyển tiếp dữ liệu đơn giản, không yêu cầu quản lý mạng, thì switch tầng 1 là lựa chọn tối ưu về chi phí.

Tầng 2: Liên kết dữ liệu (Data Link Layer)

Đây là tầng phổ biến nhất đối với các switch công nghiệp hiện nay. Switch tầng 2 (managed switch) có khả năng nhận diện thiết bị đầu cuối thông qua địa chỉ MAC, xử lý và chuyển tiếp gói dữ liệu (frame) một cách chính xác.

Switch tầng 2 hỗ trợ gán VLAN, ưu tiên lưu lượng (QoS), lọc địa chỉ MAC và giảm thiểu xung đột mạng bằng cách tách mỗi cổng thành một miền va chạm riêng biệt. Điều này đảm bảo lưu lượng dữ liệu ổn định và hiệu quả trong môi trường mạng công nghiệp.

Tầng 3: Mạng (Network Layer)

Switch tầng 3 kết hợp cả chức năng của switch và router. Chúng có thể định tuyến giữa các VLAN, hỗ trợ các giao thức định tuyến như RIP, OSPF, BGP nhằm trao đổi thông tin định tuyến giữa các mạng.

Bên cạnh khả năng phân đoạn mạng tốt hơn, switch tầng 3 còn hỗ trợ các tính năng như: định tuyến tĩnh, QoS nâng cao, kiểm tra gói sâu (DPI), danh sách kiểm soát truy cập (ACL) và tường lửa tích hợp.

Nếu bạn cần một thiết bị switch có khả năng định tuyến nhưng không yêu cầu đầy đủ tính năng của router, switch tầng 3 là giải pháp lý tưởng.

Tầng 4: Vận chuyển (Transport Layer)

Còn gọi là multi-layer switch, thiết bị ở tầng 4 có thể phân tích giao thức ứng dụng trong từng gói dữ liệu (HTTP, FTP, v.v.) và quyết định hướng xử lý dựa trên loại ứng dụng.

Switch tầng 4 có khả năng: xác định server phù hợp theo tải, nhận diện server ngoại tuyến, thiết lập và kết thúc các phiên TCP/UDP. Đây là lựa chọn phù hợp nếu bạn cần kiểm soát mạng sâu hơn so với tầng 3, nhưng vẫn ưu tiên hiệu suất xử lý.

Tầng 5 và 6: Phiên (Session) và Trình bày (Presentation)

Trong mô hình OSI, tầng 5 và tầng 6 đóng vai trò quản lý phiên làm việc và định dạng dữ liệu giữa các ứng dụng. Tuy nhiên, hai tầng này chủ yếu liên quan đến phần mềm và giao tiếp giữa các ứng dụng trên thiết bị đầu cuối, không can thiệp vào quá trình xử lý hay chuyển tiếp dữ liệu của switch mạng.

Vì vậy, các thiết bị switch kể cả loại thông minh thường không thực hiện chức năng tại tầng 5 và 6. Do đó, chúng ta sẽ chuyển trực tiếp sang tầng 7, tầng cao nhất, nơi switch có khả năng phân tích và xử lý dữ liệu ở cấp độ ứng dụng.

Tầng 7: Ứng dụng (Application Layer)

Switch tầng 7 cung cấp khả năng phân tích thông minh dữ liệu bên trong từng gói tin, đưa ra quyết định định tuyến dựa trên thông tin ở cấp độ ứng dụng, chẳng hạn như URL, header HTTP, hoặc chuỗi cookie.

Các tính năng của switch tầng 7 thường bao gồm: cấu hình VLAN nâng cao, nhân bản (mirroring), giám sát SNMP, gán và gom nhóm cổng mạng, v.v. Đây là loại switch được sử dụng trong các môi trường phức tạp như trung tâm dữ liệu, dịch vụ đám mây hoặc viễn thông.

Switch công nghiệp Teltonika Networks hoạt động ở những tầng nào?

Hiện tại, dòng switch công nghiệp TSW của Teltonika Networks hoạt động chủ yếu ở tầng 2:

• 8 model switch không quản lý (Unmanaged Switch): hoạt động ở tầng 2, hỗ trợ truyền dữ liệu cơ bản. Mỗi model có số lượng cổng và tùy chọn PoE khác nhau, phù hợp với từng nhu cầu cụ thể.
• 2 model switch có quản lý (Managed Switch): tuy hoạt động ở tầng 2 nhưng được tích hợp thêm các tính năng mở rộng thuộc tầng 3, như định tuyến tĩnh giữa các VLAN, kiểm soát cổng, hỗ trợ các giao thức công nghiệp như Profinet, Ethernet/IP, LLDP, SNMP.

Đặc biệt, hai switch có quản lý này được vận hành trên hệ điều hành chuyên biệt WitchOS, do chính Teltonika phát triển cho dòng switch công nghiệp của mình.

WitchOS – Hệ điều hành tối ưu hóa cho switch công nghiệp

WitchOS mang lại giao diện trực quan, dễ cấu hình qua trình duyệt web hoặc các giao thức như SSH, Telnet, CLI hoặc REST API. Ngoài ra, hệ điều hành này còn tích hợp quản lý từ xa thông qua Teltonika RMS hệ thống giám sát tập trung của Teltonika.

WitchOS hỗ trợ các giao thức công nghiệp thiết yếu như:

• LLDP: Giúp phát hiện, nhận diện và định vị thiết bị đầu cuối trong mạng một cách nhanh chóng, phục vụ công tác bảo trì và khắc phục sự cố.
• Profinet: Đáp ứng yêu cầu truyền tải dữ liệu thời gian thực, tốc độ cao giữa PLC và các thiết bị đầu cuối trong dây chuyền sản xuất tự động.

WitchOS còn kế thừa nhiều tính năng ưu việt từ RutOS (hệ điều hành trên router và gateway Teltonika), đảm bảo khả năng giám sát mạng, cấu hình linh hoạt và vận hành ổn định cho hệ thống công nghiệp hiện đại.

Xem thêm: Switch công nghiệp Teltonika

Lựa chọn switch công nghiệp phù hợp phụ thuộc vào nhu cầu quản lý mạng, mức độ phức tạp và yêu cầu bảo mật của hệ thống. Nếu bạn cần hỗ trợ lựa chọn thiết bị phù hợp, đội ngũ kỹ thuật và kinh doanh của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ.

Raycom – Nhà phân phối chính của Teltonika tại Việt Nam

Với kinh nghiệm dày dặn trong việc cung cấp các giải pháp mạng công nghiệp, Teltonika Networks mang đến sự kết hợp giữa độ tin cậy, độ bền và tính linh hoạt. Switch Ethernet Teltonika không chỉ đáp ứng nhu cầu hiện tại mà còn sẵn sàng cho các yêu cầu mở rộng trong tương lai của ngành sản xuất công nghiệp.

Raycom Distribution là NPP chính của thương hiệu Teltonika tại Việt Nam. Với mong muốn thúc đẩy việc kết nối với các đại lý, nhà thầu tiếp cận với thiết bị Teltonika chính hãng kèm dịch vụ hỗ trợ tốt nhất, Raycom luôn cam kết đảm bảo các yếu tố:

• Sản phẩm đa dạng: Danh mục sản phẩm đa dạng, đáp ứng đầy đủ nhu cầu của khách hàng, đặc biệt là các dòng Switch công nghiệp, Router công nghiệp…
• Giá tốt: Các đại lý, nhà thầu và dự án lớn nhỏ luôn được hỗ trợ mức giá tốt đi kèm nhiều ưu đãi hấp dẫn.
• Chất lượng đảm bảo: Sản phẩm đến tay khách hàng luôn là chính hãng với đầy đủ CO/CQ, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về chất lượng.
• Hỗ trợ dự án: Raycom sẵn sàng hỗ trợ, tư vấn và thiết kế lên BOM dự án.

Dịch vụ CSKH chuyên nghiệp: tư vấn chuyên nghiệp từ báo giá đến thông tin sản phẩm, lên giải pháp, hỗ trợ kỹ thuật, dịch vụ hậu mãi…

Raycom đã có gần 10 năm kinh nghiệm trong việc phân phối thiết bị và tư vấn giải pháp mạng công nghiệp tại Việt Nam. Đây là nơi tập hợp đội ngũ chuyên gia nhiệt huyết và giàu kinh nghiệm trong ngành.

Với Raycom, Quý Khách Hàng không chỉ nhận được các sản phẩm chất lượng cao mà còn được hỗ trợ bởi đội ngũ chuyên gia tận tâm và giỏi chuyên môn. Bên cạnh đó, quy trình xuất kho và thanh toán được đơn giản hóa và linh hoạt, tiết kiệm thời gian chi phí.

Liên hệ để được báo giá hoặc tư vấn miễn phí tại:

CÔNG TY CỔ PHẦN PHÂN PHỐI RAYCOM

• Hotline/Zalo: 0932 728 972
• Email: info@raycom.vn