Tìm hiểu về Layer 2 Khái niệm, chức năng và ứng dụng

New Altcoin

Layer 2 hoặc còn được gọi là Data Link Layer là một trong những layer quan trọng trong kiến trúc mạng OSI (Open Systems Interconnection). Nó đảm nhận vai trò trung gian giữa lớp Physical Layer và Network Layer và thường được coi là “cầu nối” giữa các thiết bị mạng. Layer 2 có nhiều chức năng quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong việc kết nối các thiết bị mạng với nhau. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm, chức năng và ứng dụng của Layer 2.

1. Khái niệm về Layer 2

Tìm hiểu về Layer 2 Khái niệm, chức năng và ứng dụng

Khái niệm cơ bản

Layer 2 là một phần của kiến trúc mạng OSI, được xác định bởi ISO (International Organization for Standardization) và được sử dụng để phân lớp và định nghĩa các công nghệ mạng. Theo đó, Layer 2 đảm nhận vai trò trung gian giữa hai layer bên dưới và bên trên của nó trong kiến trúc OSI. Vai trò chính của Layer 2 là đảm bảo việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị mạng với nhau.

Layer 2 sử dụng địa chỉ MAC (Media Access Control) để xác định các thiết bị trong mạng và quản lý việc truyền dữ liệu giữa chúng. Địa chỉ MAC là một số duy nhất được gán cho từng card mạng của mỗi thiết bị và có thể được sử dụng để nhận diện và xác định địa chỉ của các thiết bị trong mạng. Khi các thiết bị gửi dữ liệu, nó sẽ gắn địa chỉ MAC của người nhận vào header của gói tin để đảm bảo rằng gói tin sẽ được gửi đến đúng đích.

Chức năng của Layer 2

Layer 2 có hai chức năng chính là Multiplexing (đa kênh hóa) và Demultiplexing (pha chia đa kênh). Chức năng Multiplexing là quá trình tổng hợp nhiều luồng dữ liệu từ nhiều nguồn vào một luồng duy nhất để truyền đi qua một kênh tương tự. Trong khi đó, Demultiplexing là quá trình phân tích và định tuyến các luồng dữ liệu đến các đích khác nhau dựa trên địa chỉ MAC.

Ngoài ra, Layer 2 còn có các chức năng như đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu (data integrity), kiểm soát lỗi và quản lý việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng. Nó cũng giúp điều tiết việc truy cập vào kênh truyền và phân chia băng thông cho từng thiết bị.

2. Các giao thức của Layer 2

Tìm hiểu về Layer 2 Khái niệm, chức năng và ứng dụng

Ethernet

Ethernet là một trong những giao thức phổ biến nhất của Layer 2 được sử dụng rộng rãi trong mạng LAN (Local Area Network). Nó sử dụng địa chỉ MAC để xác định các thiết bị trong mạng và cung cấp khả năng truyền dữ liệu song song giữa các thiết bị. Ethernet còn hỗ trợ hai chế độ truyền dữ liệu là half-duplex (chỉ cho phép truyền hoặc nhận dữ liệu tại một thời điểm) và full-duplex (cho phép truyền và nhận dữ liệu cùng lúc).

Một số giao thức Ethernet phổ biến hiện nay bao gồm Fast Ethernet (10/100 Mbps), Gigabit Ethernet (1000 Mbps) và 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps).

Wi-Fi

Wi-Fi là một giao thức không dây thuộc Layer 2, cho phép các thiết bị kết nối mạng không dây với nhau. Nó sử dụng các thông số tương tự như Ethernet như địa chỉ MAC và giao thức truyền dữ liệu CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) để quản lý việc truyền dữ liệu.

Giao thức Wi-Fi được sử dụng rộng rãi trong các mạng WLAN (Wireless Local Area Network) và cung cấp khả năng truyền dữ liệu với tốc độ cao hơn so với các giao thức truyền dữ liệu không dây khác.

Token Ring

Token Ring là một giao thức LAN (Local Area Network) của IBM và thường được sử dụng trong môi trường doanh nghiệp. Nó sử dụng giao thức truyền dữ liệu token-passing, trong đó mỗi thiết bị sẽ có một “token” đặc biệt để chỉ cho phép một thiết bị truyền dữ liệu tại một thời điểm.

Mặc dù giao thức Token Ring đã ít được sử dụng hiện nay (thay thế bởi Ethernet), nhưng nó vẫn có những ứng dụng đặc biệt trong việc tạo ra các mạng tin cậy và an toàn.

3. Các chuẩn của Layer 2

IEEE 802.3

IEEE 802.3 là một trong những chuẩn của Layer 2, còn được gọi là chuẩn Ethernet. Nó được phát triển bởi Viện Công nghệ Điện và Điện tử (IEEE) và định nghĩa các thông số kỹ thuật cho việc truyền dữ liệu thông qua các mạng LAN.

Các chuẩn Ethernet theo IEEE 802.3 bao gồm 10BASE-T (10 Mbps, baseband), 100BASE-TX (100 Mbps, baseband), 1000BASE-T (1 Gbps, baseband) và 10GBASE-T (10 Gbps, baseband).

IEEE 802.11

IEEE 802.11 là chuẩn Wi-Fi được phát triển bởi IEEE và định nghĩa các thông số kỹ thuật cho việc truyền dữ liệu không dây. Chuẩn này có các phiên bản khác nhau bao gồm 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac và 802.11ax.

Mỗi phiên bản có tốc độ truyền dữ liệu, tần số và phạm vi khác nhau, tùy thuộc vào đặc điểm và yêu cầu của mạng sử dụng.

4. Ví dụ về Layer 2 trong thực tế

Mạng LAN (Local Area Network)

Mạng LAN là một ví dụ điển hình về việc sử dụng Layer 2. Trong mạng LAN, các thiết bị như máy tính, máy in, điện thoại và máy chủ được kết nối với nhau thông qua một switch hoặc hub. Switch sẽ đảm nhận vai trò của Layer 2 bằng cách quản lý việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng.

Các thiết bị trong mạng LAN cũng sẽ có địa chỉ MAC để xác định và giao tiếp với nhau thông qua các gói tin dữ liệu.

Mạng VPLS (Virtual Private LAN Service)

VPLS là một dịch vụ kết nối mạng được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ (ISP). Nó cho phép các doanh nghiệp kết nối các chi nhánh và văn phòng từ xa vào một mạng LAN ảo thông qua mạng MPLS (Multiprotocol Label Switching).

Trong kiến trúc VPLS, Layer 2 đảm nhận vai trò trung gian giữa các site và cung cấp khả năng truyền dữ liệu an toàn và hiệu quả.

5. Sự khác biệt giữa Layer 2 và Layer 3

Layer 2 và Layer 3 là hai layer quan trọng trong kiến trúc mạng OSI. Tuy nhiên, chúng có những sự khác biệt về chức năng và cách hoạt động.

Chức năng

Layer 2 có chức năng chính là đảm bảo việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng. Nó sử dụng địa chỉ MAC để xác định các thiết bị và quản lý việc truyền dữ liệu giữa chúng.

Trong khi đó, Layer 3 có chức năng là định tuyến dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Nó sử dụng địa chỉ IP để xác định các mạng và quản lý việc định tuyến dữ liệu giữa chúng.

Địa chỉ

Địa chỉ MAC thuộc về Layer 2 và được sử dụng để xác định các thiết bị trong mạng LAN. Địa chỉ này là duy nhất cho từng thiết bị và không thay đổi dù thiết bị di chuyển đến một mạng khác.

Trong khi đó, địa chỉ IP thuộc về Layer 3 và được sử dụng để xác định các mạng và các thiết bị trong mạng WAN (Wide Area Network). Địa chỉ IP có thể thay đổi khi thiết bị di chuyển đến mạng khác.

Các giao thức

Các giao thức của Layer 2 như Ethernet và Wi-Fi chủ yếu được sử dụng trong mạng LAN. Trong khi đó, các giao thức của Layer 3 như IP (Internet Protocol) và OSPF (Open Shortest Path First) được sử dụng để định tuyến dữ liệu giữa các mạng khác nhau.

6. Các lớp con của Layer 2

LLC (Logical Link Control)

LLC là một trong hai lớp con của Layer 2, còn lại là MAC. LLC đảm nhận vai trò điều khiển các luồng dữ liệu và quản lý việc kết nối giữa các thiết bị trong mạng. Nó cũng có trách nhiệm về kiểm soát lỗi và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

MAC (Media Access Control)

MAC là lớp con còn lại của Layer 2 và đảm nhận vai trò xác định các thiết bị trong mạng thông qua địa chỉ MAC. Nó cũng quản lý việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị và kiểm soát quyền truy cập vào kênh truyền dữ liệu.

Kết luận

Từ bài viết trên, chúng ta đã hiểu rõ hơn về khái niệm, chức năng và ứng dụng của Layer 2 trong kiến trúc mạng OSI. Layer 2 đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thiết bị trong mạng và đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu. Nó cũng có những ứng dụng đặc biệt trong thực tế như mạng LAN và VPLS.

Layer 2 cũng có sự khác biệt với Layer 3 về chức năng và các giao thức sử dụng. Việc hiểu rõ về các lớp con của Layer 2 như LLC và MAC cũng giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan hơn về vai trò của Layer 2 trong kiến trúc mạng.

Hi vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về Layer 2 và áp dụng được kiến thức này trong thực tế. Chúc bạn thành công trong việc xây dựng và quản lý các mạng hiệu quả!

Viết một bình luận