Tìm Hiểu Về Mạng LAN Không Dây và Chuẩn IEEE 802.3

Mạng LAN không dây (WLAN) là một loại mạng cục bộ (LAN) sử dụng sóng vô tuyến để kết nối các thiết bị, thay vì sử dụng cáp vật lý. Điều này mang lại tính linh hoạt cao, cho phép người dùng di chuyển trong phạm vi phủ sóng mà vẫn duy trì kết nối mạng. WLAN đặc biệt hữu ích trong các môi trường như văn phòng, trường học, quán cà phê và gia đình, nơi việc lắp đặt cáp có thể gặp khó khăn hoặc tốn kém. Ưu điểm chính của WLAN bao gồm tính di động, dễ dàng cài đặt và mở rộng, giảm chi phí bảo trì và tăng tính thẩm mỹ. Tuy nhiên, WLAN cũng có một số nhược điểm như tốc độ truyền dữ liệu có thể chậm hơn so với mạng LAN có dây, bảo mật kém hơn và dễ bị nhiễu sóng hơn.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) là một tổ chức quốc tế chuyên về kỹ thuật điện và điện tử, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và chuẩn hóa các công nghệ mạng không dây. Chuẩn IEEE 802.11 là một tập hợp các tiêu chuẩn kỹ thuật cho WLAN, định nghĩa các giao thức và phương pháp truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến. Các chuẩn 802.11 khác nhau cung cấp các tốc độ truyền dữ liệu, phạm vi phủ sóng và mức độ bảo mật khác nhau. IEEE liên tục cập nhật và cải tiến các chuẩn 802.11 để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về tốc độ và hiệu suất của mạng không dây. Việc tuân thủ các chuẩn IEEE 802.11 đảm bảo khả năng tương thích giữa các thiết bị WLAN khác nhau từ các nhà sản xuất khác nhau.

Mạng Ethernet là một công nghệ mạng có dây phổ biến, sử dụng cáp để kết nối các thiết bị trong mạng cục bộ (LAN). Chuẩn IEEE 802.3 định nghĩa các thông số kỹ thuật cho Ethernet, bao gồm các loại cáp, giao thức và phương pháp truyền dữ liệu. Ethernet cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao, độ tin cậy và khả năng mở rộng, làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến cho các mạng LAN doanh nghiệp và gia đình. Các phiên bản khác nhau của Ethernet hỗ trợ các tốc độ truyền dữ liệu khác nhau, từ 10 Mbps (Megabit per second) đến 100 Gbps (Gigabit per second) và hơn thế nữa. Ethernet sử dụng giao thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) để quản lý việc truy cập vào môi trường truyền dẫn chung.

Có nhiều loại cáp Ethernet khác nhau, mỗi loại có các đặc tính và hiệu suất khác nhau. Cat5e (Category 5 enhanced) là một loại cáp Ethernet phổ biến, hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 1 Gbps. Cat6 (Category 6) là một loại cáp Ethernet cao cấp hơn, cung cấp hiệu suất tốt hơn và hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên đến 10 Gbps trong khoảng cách ngắn hơn. Cáp quang (Fiber optic) sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cực cao và khoảng cách truyền dẫn xa hơn so với cáp đồng. Cáp quang thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn và khoảng cách truyền dẫn dài, chẳng hạn như mạng backbone và trung tâm dữ liệu. Các nhà nghiên cứu đã tìm đến giải pháp sử dụng cáp có dạng tựa đường dây điện thoại, đó là 4 cặp cáp xoắn gọi là UTP, với loại cáp này có thể dễ dàng tạo thành các kiến trúc mạng dạng sao phổ biến cho mạng LAN hiện nay.

WLAN có ưu điểm là tính di động, dễ dàng cài đặt và mở rộng, giảm chi phí bảo trì và tăng tính thẩm mỹ. Tuy nhiên, WLAN cũng có nhược điểm là tốc độ truyền dữ liệu có thể chậm hơn so với Ethernet, bảo mật kém hơn và dễ bị nhiễu sóng hơn. Ethernet có ưu điểm là tốc độ truyền dữ liệu cao, độ tin cậy và bảo mật tốt hơn. Tuy nhiên, Ethernet cũng có nhược điểm là tính di động hạn chế, khó khăn trong việc cài đặt và mở rộng, và chi phí bảo trì cao hơn. D0 đó các nhà nghiên cứu đưa ra cơ chế Token (thẻ bài), đó là 1 gói tin điều khiển để thực hiện việc kiểm soát truy cập mạng theo các mức ưu tiên khác nhau, đảm bảo tránh được xung đột trong mạng.

Nên sử dụng WLAN khi tính di động là yếu tố quan trọng, chẳng hạn như trong các văn phòng, trường học và gia đình. WLAN cho phép người dùng di chuyển trong phạm vi phủ sóng mà vẫn duy trì kết nối mạng. Nên sử dụng Ethernet khi tốc độ và độ tin cậy là yếu tố quan trọng, chẳng hạn như trong các trung tâm dữ liệu, mạng doanh nghiệp và các ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn. Ethernet cung cấp kết nối mạng ổn định và hiệu suất cao cho các ứng dụng quan trọng. Trong nhiều trường hợp, cả hai công nghệ có thể được sử dụng kết hợp để cung cấp một giải pháp mạng toàn diện, với Ethernet được sử dụng cho các thiết bị cố định và WLAN được sử dụng cho các thiết bị di động.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là một bộ giao thức mạng được sử dụng rộng rãi trên Internet và trong các mạng LAN. TCP/IP bao gồm nhiều giao thức khác nhau, mỗi giao thức chịu trách nhiệm cho một chức năng cụ thể. Các giao thức quan trọng trong bộ TCP/IP bao gồm IP (Internet Protocol), TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol), HTTP (Hypertext Transfer Protocol) và SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). TCP/IP sử dụng mô hình phân lớp, với mỗi lớp cung cấp các dịch vụ cho lớp trên nó. Các lớp trong mô hình TCP/IP bao gồm lớp ứng dụng, lớp giao vận, lớp mạng và lớp liên kết dữ liệu.

Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) là một mô hình tham chiếu trừu tượng mô tả cách các giao thức mạng hoạt động. Mô hình OSI chia quá trình giao tiếp mạng thành bảy lớp khác nhau, mỗi lớp chịu trách nhiệm cho một chức năng cụ thể. Các lớp trong mô hình OSI bao gồm lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu, lớp mạng, lớp giao vận, lớp phiên, lớp trình bày và lớp ứng dụng. Mô hình OSI cung cấp một khuôn khổ chung để hiểu và thiết kế các giao thức mạng, giúp đảm bảo khả năng tương tác giữa các hệ thống mạng khác nhau. Trong giao thức TCP sử dụng thuật ngữ segment để chỉ đơn vị dữ liệu của giao thức, các segment được đánh số thứ tự để bên nhận có thể ghép dữ liệu lại một cách chính xác.

WEP (Wired Equivalent Privacy) là một giao thức bảo mật cũ và không an toàn, dễ bị tấn công và không nên sử dụng. WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) là một giao thức bảo mật mạnh hơn, sử dụng thuật toán mã hóa AES (Advanced Encryption Standard) để bảo vệ dữ liệu. WPA3 (Wi-Fi Protected Access 3) là giao thức bảo mật mới nhất, cung cấp các tính năng bảo mật nâng cao hơn so với WPA2, bao gồm mã hóa mạnh hơn và bảo vệ chống lại các cuộc tấn công brute-force. Việc sử dụng WPA3 là lựa chọn tốt nhất để bảo vệ mạng WLAN khỏi truy cập trái phép.

Ngoài việc sử dụng một giao thức bảo mật mạnh, có nhiều biện pháp khác có thể được thực hiện để tăng cường bảo mật mạng WLAN. Các biện pháp này bao gồm thay đổi mật khẩu mặc định của router, ẩn tên mạng (SSID), bật lọc địa chỉ MAC, sử dụng tường lửa và phần mềm diệt virus, và cập nhật phần mềm firmware của router thường xuyên. Việc thực hiện các biện pháp bảo mật này giúp giảm thiểu rủi ro bị tấn công và bảo vệ dữ liệu của người dùng trên mạng WLAN. Mạng LAN theo chuẩn không dây 802.3 giúp chúng ta kết nối bất kỳ khi nào và trong tương lai nó là yếu tố hình thành “ngôi nhà thông minh” vì các thiết bị gia đình có thể tích hợp chuẩn không dây 802.

WLAN được sử dụng rộng rãi trong gia đình để kết nối các thiết bị như máy tính, điện thoại thông minh, máy tính bảng và TV thông minh. Trong văn phòng, WLAN cho phép nhân viên truy cập mạng từ mọi nơi trong tòa nhà, tạo điều kiện thuận lợi cho công việc di động và cộng tác. Trong trường học, WLAN cung cấp kết nối mạng cho sinh viên và giảng viên, hỗ trợ học tập trực tuyến và nghiên cứu. Trong bệnh viện, WLAN cho phép bác sĩ và y tá truy cập thông tin bệnh nhân và sử dụng các thiết bị y tế di động.

Trong tương lai, WLAN sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các thiết bị IoT (Internet of Things), cho phép các thiết bị thông minh giao tiếp và tương tác với nhau. WLAN cũng sẽ hỗ trợ các ứng dụng mới như thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR), cung cấp trải nghiệm người dùng phong phú và tương tác hơn. Các công nghệ WLAN mới như Wi-Fi 6 (802.11ax) và Wi-Fi 6E sẽ cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, độ trễ thấp hơn và khả năng xử lý nhiều thiết bị hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về băng thông và hiệu suất của mạng không dây.