Network - Khái niệm, cấu trúc và ứng dụng trong thời đại kỹ thuật số

Trong thời đại kỹ thuật số hiện nay, mạng lưới (network) đã trở thành một khái niệm vô cùng quan trọng và phổ biến. Từ internet cho đến các mạng LAN, WAN và các loại mạng khác, chúng đóng vai trò rất quan trọng trong việc kết nối và trao đổi thông tin giữa các thiết bị và người dùng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu khái niệm, cấu trúc và ứng dụng của network trong thời đại kỹ thuật số ngày nay.

Tổng quan về Network

Network là một tập hợp các thiết bị điện tử và phần mềm được kết nối với nhau để chia sẻ dữ liệu, tài nguyên và cung cấp các dịch vụ mạng. Network có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm chia sẻ tệp, truyền thông, truy cập Internet, và cung cấp các ứng dụng và dịch vụ cho các doanh nghiệp và tổ chức.

Network đã phát triển từ những kết nối đơn giản giữa các máy tính và máy chủ trong những năm 1960 và 1970. Tuy nhiên, sự phát triển của network bùng nổ vào những năm 1980 và 1990, khi Internet và các giao thức mạng chuẩn được phát triển. Ngày nay, network đã trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ kinh doanh và giáo dục đến giải trí và truyền thông xã hội.

Các loại network

• Mạng LAN (Local Area Network): Là loại mạng được sử dụng để kết nối các thiết bị trong một khu vực nhỏ, thường là trong một văn phòng, một tòa nhà hoặc một trường học. Mạng LAN thường được cấu hình bằng các thiết bị mạng như switch hoặc hub để kết nối các thiết bị với nhau, và được quản lý bởi một máy chủ.

• Mạng WAN (Wide Area Network): Là loại mạng được sử dụng để kết nối các thiết bị trên khoảng cách lớn, thường là trên toàn thế giới. Mạng WAN bao gồm các kết nối điện thoại, cáp quang và các thiết bị định tuyến để kết nối các mạng LAN khác nhau. Các ví dụ về mạng WAN bao gồm Internet và các mạng riêng ảo (VPN).

• Mạng MAN (Metropolitan Area Network): Là loại mạng được sử dụng để kết nối các thiết bị trong một khu vực đô thị, thường là trong một thành phố hoặc khu vực đô thị lớn. Mạng MAN có phạm vi rộng hơn so với mạng LAN và thường được cấu hình bằng các thiết bị định tuyến. Các ví dụ về mạng MAN bao gồm các mạng hình vòng và các mạng công cộng.

Các khái niệm quan trọng của network

Kiến trúc mạng của Network

1. Kiến trúc mạng tập trung (Centralized Network Architecture)

Trong kiến trúc mạng tập trung, toàn bộ quyền kiểm soát và quản lý được tập trung vào một điểm duy nhất. Một máy chủ hoặc hệ thống máy chủ sẽ quản lý và điều khiển tất cả các hoạt động và tài nguyên mạng. Kiến trúc mạng tập trung thường được sử dụng trong các tổ chức lớn với hệ thống mạng phức tạp để quản lý hiệu quả các tài nguyên mạng và đảm bảo tính bảo mật của các dữ liệu quan trọng.

2. Kiến trúc mạng phi tập trung (Decentralized Network Architecture)

Trong kiến trúc mạng phi tập trung, các tài nguyên mạng được phân phối đều trên nhiều nút khác nhau trong mạng. Không có điểm nào trong mạng kiểm soát toàn bộ hoạt động. Các nút trong mạng có thể giao tiếp trực tiếp với nhau và đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và duy trì mạng. Kiến trúc mạng phi tập trung thường được sử dụng trong các ứng dụng P2P (peer-to-peer) như các ứng dụng chia sẻ tệp.

3. Kiến trúc mạng phân tán (Distributed Network Architecture)

Trong kiến trúc mạng phân tán, tài nguyên mạng được phân phối đều trên nhiều nút khác nhau trong mạng, tuy nhiên, các nút không hoạt động độc lập mà được quản lý bởi một tập hợp các chương trình và thuật toán phức tạp để giúp họ tương tác với nhau. Kiến trúc mạng phân tán thường được sử dụng trong các ứng dụng mạng lưới như các ứng dụng IoT (Internet of Things) để quản lý các thiết bị thông minh.

     4.   Kiến trúc mạng hỗn hợp (Hybrid Network Architecture) 

Là sự kết hợp giữa các kiến trúc mạng khác nhau, có thể là kiến trúc mạng tập trung, phi tập trung, phân tán hoặc một số kiến trúc khác. Kiến trúc mạng hỗn hợp được sử dụng để tận dụng những lợi ích của các kiến trúc mạng khác nhau và đáp ứng các yêu cầu đa dạng của các ứng dụng và công nghệ.

Các giao thức mạng

• Giao thức TCP/IP: Giao thức mạng chuẩn của Internet, bao gồm hai phần chính là giao thức TCP (Transmission Control Protocol) và giao thức IP (Internet Protocol). Giao thức TCP/IP đảm bảo việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị mạng và cho phép các thiết bị khác nhau có thể giao tiếp với nhau trên Internet.

• Giao thức HTTP: Giao thức truyền tải siêu văn bản (Hypertext Transfer Protocol) được sử dụng để truy cập và truyền tải các trang web trên Internet. Giao thức HTTP cho phép các trình duyệt web gửi yêu cầu đến các máy chủ web và nhận phản hồi trở lại để hiển thị các trang web.

• Giao thức FTP: Giao thức truyền tải tập tin (File Transfer Protocol) được sử dụng để truyền tải tập tin giữa các thiết bị trong mạng hoặc giữa mạng và máy tính cá nhân. Giao thức FTP cho phép người dùng truyền tải, tải về và quản lý các tập tin trên các máy chủ FTP.

• Giao thức SMTP: Giao thức truyền tải thư điện tử (Simple Mail Transfer Protocol) được sử dụng để gửi và nhận thư điện tử giữa các máy chủ thư điện tử. Giao thức SMTP cho phép người dùng gửi và nhận thư điện tử trên các thiết bị khác nhau trong mạng và giữa các mạng khác nhau trên Internet.

Cấu trúc liên kết mạng (network topology)

Cấu trúc liên kết mạng (network topology) là cách thức các thiết bị mạng được kết nối với nhau để tạo thành một hệ thống mạng hoàn chỉnh. Có nhiều kiểu cấu trúc liên kết mạng khác nhau được sử dụng trong thực tế, bao gồm:

• Topology bus: Cấu trúc này có một đường truyền dữ liệu chính và tất cả các thiết bị mạng được kết nối với đường truyền này. Dữ liệu được gửi đi trên đường truyền và được nhận bởi tất cả các thiết bị mạng kết nối đến.

• Topology star: Cấu trúc này có một thiết bị trung tâm (hub hoặc switch) kết nối với tất cả các thiết bị mạng khác trong mạng. Tất cả các thiết bị mạng gửi dữ liệu đến thiết bị trung tâm để được chuyển tiếp đến các thiết bị mạng khác.

• Topology ring: Cấu trúc này có các thiết bị mạng được kết nối thành một vòng tròn, dữ liệu được truyền đi theo hướng vòng tròn và được nhận bởi các thiết bị mạng kế tiếp trong vòng tròn.

• Topology mesh: Cấu trúc này có các thiết bị mạng được kết nối với nhau theo nhiều đường truyền khác nhau. Cấu trúc này có tính dự phòng cao và đảm bảo tính sẵn sàng cao trong trường hợp một đường truyền bị lỗi.

Ứng dụng của network

• Mạng xã hội như Facebook, Instagram, Twitter, LinkedIn,.. là những ứng dụng được sử dụng rộng rãi để kết nối và giao tiếp giữa cá nhân, doanh nghiệp, tổ chức, cũng như chia sẻ thông tin và nội dung trên Internet.

• Công nghệ đám mây như Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud,.. cung cấp các dịch vụ lưu trữ dữ liệu, xử lý, phân phối, quản lý và bảo mật dữ liệu trên Internet, đem lại tiện ích và giá trị cho các doanh nghiệp và cá nhân.

• Mạng máy tính trong doanh nghiệp giúp kết nối các thiết bị và người dùng với nhau để chia sẻ tài nguyên, thông tin và giúp quản lý và bảo mật dữ liệu một cách an toàn và hiệu quả.

• Giáo dục và đào tạo trực tuyến thông qua các nền tảng như Coursera, edX, Udemy, Khan Academy,.. giúp tăng cường kiến thức, kỹ năng và cơ hội nghề nghiệp cho người dùng trên khắp thế giới.

Trong thời đại kỹ thuật số hiện nay, mạng (network) đã trở thành một khái niệm quen thuộc và không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, network cũng đặt ra một số thách thức như việc bảo mật thông tin và dữ liệu cá nhân, vấn đề bảo trì, sự cố kỹ thuật,.. Do đó, việc phát triển mạng và đảm bảo an toàn và bảo mật của nó vẫn là một thách thức đối với các nhà cung cấp và người sử dụng.