Sự khác biệt giữa Định tuyến(Routing), Chuyển tiếp Forwarding), Chuyển mạch(Switching) trong Mạng

Trong hệ thống Mạng có nhiều thuật ngữ khác nhau có thể được sử dụng theo những cách khác nhau tùy thuộc vào ngữ cảnh và các công nghệ liên quan.

Ba trong số các thuật ngữ được sử dụng phổ biến nhất có thể gây ra một số mức độ nhầm lẫn là định tuyến, chuyển tiếp và chuyển mạch (Routing, Forwarding & Switching).

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về cách sử dụng các thuật ngữ này và ý nghĩa của chúng trong các ngữ cảnh khác nhau liên quan đến các chức năng khác nhau của thiết bị mạng.

Định tuyến (Routing)

Định tuyến là quá trình xác định đường đi tốt nhất cho các gói dữ liệu đi theo để đến đích dự định của chúng trên các mạng khác nhau.

Định tuyến xảy ra trong các thiết bị hoạt động ở Lớp 3 của mô hình OSI. Các thiết bị này bao gồm bộ định tuyến, bộ chuyển mạch Lớp 3, tường lửa và điểm truy cập không dây, v.v.

Chúng phân tích địa chỉ IP đích được tìm thấy trong tiêu đề của gói dữ liệu và tham khảo bảng định tuyến của để xác định đường dẫn hiệu quả nhất đến đích.

Định tuyến có thể được thực hiện bằng các phương pháp tĩnh hoặc động, trong đó định tuyến tĩnh liên quan đến việc định cấu hình các tuyến theo cách thủ công, trong khi các giao thức định tuyến động, chẳng hạn như OSPF, EIGRP hoặc BGP, có thể tự động cập nhật các bảng định tuyến dựa trên các điều kiện mạng.

Một thiết bị định tuyến được gọi là "route" một gói khi nó thực hiện các bước sau:

· Thiết bị nhận gói IP trên một trong các giao diện của nó
· Nó giải mã đến Lớp 3 và đọc địa chỉ IP đích
· Nó tham khảo bảng định tuyến để xác định giao diện đầu ra mà nó sẽ được gửi đi.
· Nó đóng gói lại với các địa chỉ MAC thích hợp trong tiêu đề khung
· Nó gửi ra khỏi giao diện đầu ra

Toàn bộ quá trình này được gọi là định tuyến, chỉ xảy ra trong một thiết bị Lớp 3 duy nhất.

Tuy nhiên, thuật ngữ định tuyến cũng có thể được sử dụng theo nghĩa rộng hơn, trong đó thuật ngữ này đề cập đến các cơ chế và khả năng định tuyến tập thể của mạng.

Trong bối cảnh này, định tuyến đề cập đến nỗ lực phối hợp, kết hợp của tất cả các thiết bị định tuyến trong mạng để đưa gói đó đến nơi nó phải đến.

Chuyển mạch(Switching)

Thuật ngữ "Switching", theo nghĩa được sử dụng phổ biến nhất, đề cập đến việc di chuyển các gói dữ liệu trong một phân đoạn mạng hoặc mạng con tại Lớp liên kết dữ liệu của mô hình OSI (Lớp 2).

Switch là thiết bị chịu trách nhiệm cho quá trình này. Nó sử dụng địa chỉ MAC đích của gói dữ liệu để xác định cổng ra thích hợp để chuyển tiếp gói.

Switch duy trì bảng địa chỉ MAC để theo dõi các thiết bị được kết nối với từng cổng của chúng. Quá trình này giúp giảm va chạm và cải thiện hiệu quả mạng bằng cách chỉ gửi dữ liệu đến người nhận dự kiến thay vì phát dữ liệu đó đến tất cả các thiết bị trên mạng.

Tuy nhiên, “switching” cũng có thể được sử dụng rộng rãi hơn, độc lập với bất kỳ lớp cụ thể nào trong mô hình OSI.

Thuật ngữ "chuyển mạch" bắt nguồn từ khái niệm Switch được sử dụng để điều khiển dòng điện trong mạch điện. Trong mạch điện, switch có thể kết nối hoặc ngắt dòng điện giữa các điểm khác nhau trong mạch.

Trong viễn thông, thuật ngữ này ban đầu được sử dụng bởi các tổng đài điện thoại kết nối người gọi với bên được gọi thích hợp dựa trên số điện thoại đã quay.

Một thiết bị mạng sẽ chuyển đổi dữ liệu bằng cách thực hiện các hành động thích hợp để dữ liệu đi vào thiết bị được gửi ra khỏi giao diện đầu ra chính xác để đưa dữ liệu đến đích dự kiến, bất kể Lớp của mô hình OSI tại mà điều này diễn ra.

Vì vậy, nói chung, một bộ định tuyến sẽ “switch” một gói từ giao diện đầu vào sang một giao diện đầu ra cụ thể. Tương tự, một switch sẽ “switch” một khung từ giao diện đầu vào sang giao diện đầu ra cụ thể.

Thuật ngữ này đang được sử dụng rộng rãi để chỉ một quy trình nói chung hay cụ thể hơn để chỉ chuyển mạch Lớp 2 có thể được hiểu từ ngữ cảnh liên quan.

Chuyển tiếp (Forwarding)

Thuật ngữ chuyển tiếp có ý nghĩa tương tự như định tuyến và chuyển mạch. Chuyển tiếp là quá trình thực sự di chuyển các gói dữ liệu từ cổng vào đến cổng ra của thiết bị mạng, chẳng hạn như bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch.

Nó liên quan đến việc kiểm tra địa chỉ đích của gói dữ liệu hoặc khung, tương ứng là địa chỉ IP hoặc địa chỉ MAC và xác định cổng ra thích hợp dựa trên thông tin định tuyến hoặc chuyển mạch.

Chuyển tiếp đảm bảo rằng các gói dữ liệu được hướng tới đích dự định của chúng, cho phép liên lạc hiệu quả và đáng tin cậy giữa các thiết bị trên mạng.

Một cách sử dụng cụ thể của thuật ngữ “chuyển tiếp” xuất phát từ một cơ chế có tên là Cisco Express Forwarding (CEF), một công nghệ độc quyền do Cisco phát triển để tối ưu hóa việc chuyển tiếp các gói IP.

Điều thú vị ở đây là CEF là một cơ chế chủ yếu được sử dụng bởi các bộ định tuyến để chuyển mạch Lớp 3. Việc sử dụng thuật ngữ "chuyển tiếp" trong từ viết tắt được lưu ý ở đây. Và điều thú vị hơn nữa là trích dẫn này từ tài liệu liên quan của Cisco về CEF:

“Chuyển mạch Chuyển tiếp Chuyển tiếp Nhanh của Cisco (CEF) là một hình thức chuyển mạch có thể mở rộng độc quyền nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến bộ nhớ đệm theo yêu cầu. Với chuyển mạch CEF, thông tin được lưu trữ thông thường trong bộ đệm tuyến đường được chia thành nhiều cấu trúc dữ liệu.”

Lưu ý rằng các thuật ngữ chuyển tiếp, chuyển mạch và định tuyến đều đã được sử dụng ở một số dạng trong phần mô tả này!

Bạn có thể thấy ý nghĩa của các thuật ngữ thực sự trùng lặp như thế nào, tùy thuộc vào ngữ cảnh và phải được giải mã dựa trên nền tảng của cách sử dụng cụ thể của chúng.

Bảng so sánh

Bảng sau đây giúp phân loại thêm ý nghĩa của từng thuật ngữ trong các ngữ cảnh khác nhau mà chúng thường được sử dụng:



Kết luận

Là các chuyên gia viễn thông và mạng, điều quan trọng đối với chúng ta là có thể giao tiếp theo cách mà người khác có thể hiểu được và hiểu được nhiều nghĩa mà các thuật ngữ thường có trong các ngữ cảnh khác nhau.

Vì lý do này, việc nắm bắt các ý nghĩa của ba thuật ngữ cụ thể này là một phần quan trọng để đạt được mức độ giao tiếp, giúp công việc của bạn cũng như của các đối tác, đồng nghiệp và cộng tác viên của bạn trở nên dễ dàng hơn.

Chúc các bạn thành công!