Mô hình mạng LAN cho công ty nhỏ: cách thiết kế, thiết bị cần có

Mạng đang chập chờn thì xem ngay mục kiểm gì trước khi mạng chập chờn. Mạng LAN cho công ty nhỏ theo một mô hình ngắn gọn: một router hoặc firewall ở cửa ra Internet, một switch lõi, một hoặc nhiều switch PoE cấp tới từng tầng, rồi điểm mạng và access point Wi-Fi. Công ty khoảng 10 đến 100 máy, một hoặc hai tầng, thường chỉ cần mô hình này. Bài viết giải thích cách thiết kế từng phần và thiết bị cần có, dùng được cho cả mạng mới lẫn mạng cũ đang chập chờn.

Bài dành cho chủ công ty hoặc nhân sự IT kiêm nhiệm đang dựng mạng cho văn phòng mới, hoặc đang sửa mạng cũ hay chập chờn. Bài viết tính cho công ty đến khoảng 100 máy. Nếu hạ tầng của bạn là nhà máy, doanh nghiệp trên 100 máy hay nhiều tầng, hãy xem bài thiết kế mạng LAN phân lớp và VLAN bảo mật cho doanh nghiệp. Nhu cầu thi công trọn bộ nằm ở trang thi công hạ tầng mạng LAN, WAN cho doanh nghiệp.

Mô hình mạng LAN cho công ty nhỏ gồm những lớp nào?

LAN (Local Area Network) là mạng nội bộ nối máy tính, máy in, điện thoại IP, camera và Wi-Fi trong cùng một tòa nhà. Với công ty nhỏ, sơ đồ mạng LAN thường đi theo một đường thẳng từ ngoài vào trong:

1. Đường Internet từ nhà mạng, vào modem hoặc bộ chuyển đổi quang.
2. Router hoặc firewall chia địa chỉ, chặn truy cập lạ và định tuyến giữa các mạng.
3. Switch lõi đặt trong tủ rack, nhận mọi tuyến cáp từ các tầng.
4. Switch PoE cấp dữ liệu và điện cho camera, access point, điện thoại IP.
5. Điểm mạng (outlet) ở từng vị trí làm việc, kéo về patch panel trong tủ rack.
6. Access point gắn trần để phát Wi-Fi.

Công ty một tầng có thể gộp switch lõi và switch PoE làm một.

PoE (Power over Ethernet) là công nghệ cấp điện qua chính sợi cáp mạng. Theo Wikipedia về PoE, một sợi cáp Ethernet xoắn đôi truyền được cả dữ liệu lẫn điện cho thiết bị như camera IP hay access point. Nhờ vậy không cần kéo thêm dây điện ra trần.

Công ty một tầng có thể gộp switch lõi và switch PoE làm một. Công ty hai tầng thường đặt một switch lõi ở tủ rack chính và một switch tầng ở tầng còn lại, nối với nhau bằng một đến hai sợi cáp. Không cần mô hình ba lớp như nhà máy.

Chia mạng thế nào trong mạng LAN cho công ty nhỏ?

Nên chia thành ba mạng riêng ngay từ đầu. Việc này cấu hình trên switch và router, không tốn thêm đường dây.

Ba mạng tách bằng VLAN trên một switch có quản lý, kèm quy tắc chặn giữa các mạng.

Cách chia này dùng VLAN (Virtual LAN), tức là chia một switch vật lý thành nhiều mạng logic. Hai điều kiện: switch phải là loại quản lý được (managed hoặc smart), vì switch không quản lý thì không chia VLAN. Router hoặc firewall cũng phải đặt quy tắc chặn truy cập giữa các mạng. Chỉ chia VLAN mà không đặt quy tắc thì chưa tách được gì. Lợi ích rất cụ thể. Khách ghé văn phòng dùng Wi-Fi không thấy máy chủ file. Camera bị nhiễm mã độc không với tới máy kế toán.

Ba mạng là đủ cho công ty nhỏ. Khi số người, số tầng hay số bộ phận tăng, bạn có thể tách thêm theo phòng ban và dựng lớp phân phối. Phần đó đã có trong bài viết về mạng LAN phân lớp nhắc ở đầu bài, không cần làm ngay từ ngày đầu.

Chọn cáp Cat6 và lên tuyến cáp ra sao?

Cáp mạng là phần ít đổi nhất của hệ thống, nên chọn cho nhu cầu của vài năm tới. Với văn phòng mới, Cat6 là lựa chọn phổ biến. Theo Wikipedia về cáp Cat6, Cat6 chạy được 10GBASE-T trên tuyến ngắn, tối đa khoảng 55 m. Ở tốc độ 1 Gbps, mỗi đoạn cáp dài tới 100 m.

Kiến thức chung về cáp đồng xoắn đôi cho mạng Ethernet:

• Chiều dài kênh tối đa 100 m, trong đó tuyến cáp cố định thường tối đa 90 m, còn lại cho dây nhảy hai đầu.
• Cáp mạng cần đi cách xa cáp điện lực, nên tách máng hoặc giữ khoảng cách.
• Không bẻ gập gắt, không siết dây rút quá chặt.
• Mọi tuyến cáp đi về một tủ rack, đánh số hai đầu và ghi vào bản vẽ.

Bao nhiêu điểm mạng là đủ?

Nguyên tắc thường dùng là mỗi vị trí làm việc có hai điểm mạng: một cho máy tính, một dự phòng cho máy in hoặc điện thoại IP. Phòng họp, lễ tân và khu kỹ thuật cần thêm. Ngoài ra nên chừa dư khoảng một phần năm số điểm cho thay đổi bố trí sau này.

Cũng cần tính điểm cho camera và access point, vì chúng đều cắm vào switch PoE. Khi kéo cáp đã mất công đục trần, kéo thêm vài sợi dự phòng tốn rất ít so với kéo lại sau.

Điểm mạng không cắm hết vào switch ngay. Điểm dự phòng nằm ở patch panel, chỉ đấu sang switch khi cần. Cổng switch thực dùng gồm máy tính đang chạy, máy in, camera, access point, cộng đường nối tầng. Cộng số đó rồi chừa dư khoảng một phần năm. Máy tính thường không cần cổng PoE, nên chỉ camera và access point mới chiếm cổng PoE.

Ngân sách PoE: switch cấp được bao nhiêu watt?

Mỗi switch PoE có tổng công suất cấp điện (PoE budget), tính bằng watt. Tổng công suất của camera và access point cắm vào không được vượt con số này.

Theo chuẩn IEEE 802.3af, mỗi cổng cấp tối đa 15,4 W. Chuẩn 802.3at (PoE+) cấp tối đa 30 W mỗi cổng và do nhóm làm việc IEEE 802.3at phát triển. Thiết bị thực tế thường dùng ít hơn mức đó, nhưng hãy cộng công suất ghi trên tài liệu của từng thiết bị rồi so với PoE budget. Switch có nhiều cổng PoE mà budget thấp vẫn có thể thiếu điện.

Ví dụ minh họa: 10 camera mỗi chiếc dùng khoảng 8 W và 4 access point mỗi chiếc khoảng 15 W, cộng lại 80 W + 60 W = 140 W. Nhân thêm 1,2 để dự phòng ra khoảng 168 W, nên chọn switch có PoE budget từ khoảng 180 W trở lên.

Công suất từng thiết bị lấy từ tài liệu hãng, con số trên chỉ để thấy cách tính. Với nhiều camera, hãy đọc thêm cách chọn switch PoE, công suất và băng thông cho camera IP.

Địa chỉ IP, VLAN quản trị và đường nối giữa các switch

Mỗi mạng nên có một dải địa chỉ IP riêng và do router hoặc firewall cấp tự động (DHCP). Thiết bị hạ tầng như switch và access point nên có địa chỉ cố định, đặt trong một mạng quản trị nhỏ, tính thêm ngoài ba mạng chính (nội bộ, khách, camera), để dễ tìm và dễ khóa quyền truy cập. Giữa các switch, dùng cổng tốc độ cao (gigabit trở lên, hoặc cổng quang SFP, tức khe cắm module quang, khi khoảng cách xa); nếu switch hỗ trợ, nối hai sợi rồi gộp thành một đường để vừa tăng băng thông vừa dự phòng khi một sợi hỏng.

Băng thông Internet cần bao nhiêu?

Băng thông phụ thuộc cách dùng, không chỉ số người. Gọi video, đồng bộ đám mây và camera đẩy hình ra ngoài chiếm nhiều nhất. Cách làm thực tế: đo lượng tải lúc cao điểm, nhân với số người dùng đồng thời, rồi chọn gói có dư. Nếu camera xem từ xa, tính riêng luồng hình của camera. Dung lượng ổ cứng lưu hình cũng tính riêng, xem thời gian lưu trữ camera doanh nghiệp.

Tủ rack nhỏ và UPS cần những gì?

Tủ rack (tủ mạng) gom switch, patch panel và router vào một chỗ. Công ty nhỏ thường dùng tủ treo tường cỡ 6U đến 12U (U là đơn vị chiều cao, 1U khoảng 4,4 cm), hoặc tủ đứng khi số thiết bị nhiều hơn. Chọn tủ lớn hơn nhu cầu hiện tại một cỡ để còn chỗ thêm switch.

Một tủ rack gọn gàng thường có:

• Patch panel nhận cáp từ các điểm mạng, đánh số khớp với outlet.
• Dây nhảy ngắn, màu theo từng mạng, bó bằng dây velcro.
• Thanh nguồn có bảo vệ chống sét lan truyền.
• Khoảng trống cho thông gió, hoặc quạt nếu tủ kín.

UPS (bộ lưu điện) giữ router, switch lõi và đầu ghi camera chạy khi điện chập chờn. Công suất UPS tính theo tổng công suất các thiết bị trong tủ rack, cộng dư. Mục tiêu không phải chạy hàng giờ mà là đủ thời gian tắt máy chủ file an toàn và không làm hỏng thiết bị khi mất điện đột ngột.

Khi công ty có máy chủ riêng và cần phòng máy có làm mát, xem bài thiết kế phòng server và data center.

Wi-Fi phủ sóng trong mạng LAN cho công ty nhỏ làm thế nào?

Wi-Fi tốt không đến từ một bộ phát công suất lớn đặt ở góc phòng. Nó đến từ nhiều access point công suất vừa, gắn trần, cấp điện bằng PoE và nối cáp về switch. Vách ngăn kính, tường gạch và trần thạch cao đều làm yếu sóng, nên số access point phụ thuộc mặt bằng thực tế, không có công thức cố định. Quy tắc kinh nghiệm: một access point gắn trần phủ khoảng 80 đến 150 m² nếu không có vách ngăn dày, và phục vụ tốt khoảng 20 đến 30 thiết bị dùng cùng lúc. Văn phòng chia nhiều phòng nhỏ thường cần khoảng một access point cho hai đến ba phòng. Đây chỉ là mức ước lượng, cần khảo sát để chốt.

Vài điều nên làm với Wi-Fi

Một số điều nên làm:

• Đặt access point gần giữa khu làm việc, tránh sát tường hoặc sau tủ kim loại.
• Dùng cùng tên mạng Wi-Fi nội bộ trên mọi access point để máy chuyển vùng không bị rớt.
• Tách một tên mạng Wi-Fi riêng cho khách, gắn vào mạng khách.
• Kéo sẵn cáp cho vị trí access point dự kiến, kể cả khi lúc đầu chưa lắp hết.

Với mặt bằng nhiều phòng, nên khảo sát sóng tại hiện trường trước khi chốt số lượng. P.A.T Group chủ yếu làm công trình lớn: đã thi công điện nhẹ cho một số tòa nhà văn phòng và triển khai mạng LAN, Wi-Fi cho các công trình như hạ tầng mạng nhà xưởng Chervon ở Bình Dương. Công ty vài chục máy có thể tự làm theo bài này phần cơ bản (đổi mật khẩu, chia ba mạng, đo sóng); phần kéo cáp trong trần, tủ rack và cấu hình switch quản lý là chỗ nên nhờ người có chuyên môn.

Bảng chọn thiết bị mạng LAN cho công ty theo số người dùng

Bảng dưới là gợi ý chung, chỉ mô tả loại thiết bị. Cấu hình thật phụ thuộc mặt bằng, số camera, ứng dụng dùng hằng ngày và đường truyền Internet, nên cần khảo sát trước khi chốt.

Cách đọc bảng: nếu số máy nằm ở ngưỡng giữa hai hàng, hãy chọn theo hàng dưới (quy mô lớn hơn) về số cổng switch. Thiết bị thiếu cổng là lý do hay gặp nhất khiến công ty phải mua thêm sau một năm.

Bảo mật cơ bản cho mạng LAN công ty nhỏ cần làm gì?

Công ty nhỏ không cần hệ thống bảo mật phức tạp. Những việc cơ bản dưới đây chặn được phần lớn rủi ro thường gặp:

• Đổi mật khẩu mặc định của router, switch, access point và camera ngay khi lắp.
• Tách mạng khách khỏi mạng nội bộ, như bảng chia mạng ở trên.
• Tắt các dịch vụ không dùng và không mở cổng quản trị ra Internet.
• Cập nhật phần mềm thiết bị định kỳ, ưu tiên router và firewall.
• Sao lưu cấu hình của router và switch sau mỗi lần thay đổi, cất ở nơi ngoài tủ rack.
• Ghi lại sơ đồ mạng và danh sách tài khoản quản trị, giao cho đúng người giữ.

Bản sao lưu cấu hình giúp thay thiết bị hỏng trong vài phút thay vì cấu hình lại từ đầu. Đây là việc ít người làm nhưng đáng làm nhất.

Dự trù những khoản nào khi dựng mạng LAN cho công ty nhỏ?

Bài không nêu giá vì mỗi mặt bằng một khác. Khoản chiếm phần lớn thường là công kéo cáp, đi ống và máng khi văn phòng đã hoàn thiện; số điểm mạng, số access point và việc đi âm hay đi nổi làm tổng chi phí tăng giảm nhiều nhất. Thứ tự các khoản cần dự trù, từ ít đổi đến dễ đổi:

1. Cáp, máng cáp và công kéo tuyến (làm một lần, khó sửa).
2. Tủ rack, patch panel, nguồn và UPS.
3. Switch lõi và switch PoE.
4. Router hoặc firewall và access point.
5. Cấu hình, kiểm thử và hồ sơ sơ đồ mạng.

Nếu ngân sách hạn chế, hãy giữ cho khoản cáp và tuyến cáp đúng ngay từ đầu. Thiết bị phía sau có thể nâng dần.

Những lỗi hay gặp ở mạng LAN cho công ty nhỏ

• Tuyến cáp không đánh số hai đầu, khi sự cố phải dò từng sợi.
• Switch hết cổng sau một năm, phải mua thêm switch mini.
• Switch không quản lý được nên không chia được mạng khách.
• Access point đặt sát tường hoặc sau tủ sắt nên sóng yếu.
• Không ai giữ sơ đồ mạng và mật khẩu quản trị.

Mạng đang chập chờn thì nên kiểm gì trước?

Trước khi thay thiết bị, hãy khoanh vùng nguyên nhân bằng ba câu hỏi: sự cố xảy ra ở một máy hay nhiều máy, ở máy cắm dây hay máy dùng Wi-Fi, và vào giờ nào. Sau đó soát theo thứ tự dưới đây.

• Switch mini nối thêm dưới bàn: nối vòng hai đầu vào nhau có thể gây lặp mạng (loop), làm cả mạng chậm hoặc đứng. Cách kiểm: đèn trên switch nháy liên tục không ngừng là dấu hiệu thường gặp; rút các switch mini thừa ra từng cái và xem mạng có ổn lại không.
• Cáp và đầu cáp: đầu RJ45 lỏng, cáp bị gập, tuyến dài quá 90 m. Cách kiểm: đổi dây nhảy hai đầu, cắm máy sự cố sang một điểm mạng khác; nếu hết lỗi thì tuyến cũ có vấn đề.
• Wi-Fi: access point sát tường hoặc sau tủ sắt, quá nhiều thiết bị dùng một access point, hai access point cùng kênh gần nhau. Cách kiểm: cầm điện thoại đi quanh văn phòng xem vùng nào sóng yếu, và xem một access point đang gánh bao nhiêu thiết bị trong trang quản trị.

Nguyên nhân từ cấu hình và đường truyền

• Mạng khách và nội bộ dùng chung: khách tải video làm nghẽn máy kế toán hay máy in.
• Địa chỉ IP: hết địa chỉ cấp tự động (DHCP, tức router tự phát địa chỉ cho từng máy) hoặc trùng địa chỉ giữa hai thiết bị. Cách kiểm: máy báo xung đột địa chỉ IP, hoặc có địa chỉ bắt đầu bằng 169.254, là dấu hiệu không xin được địa chỉ; xem danh sách địa chỉ đã cấp trên router.
• Đường Internet và router: router cũ có thể quá tải khi nhiều người dùng. Cách kiểm: đo tốc độ lúc cao điểm bằng một trang đo tốc độ, và xem mức dùng bộ xử lý của router nếu thiết bị có hiển thị.
• Thiết bị quá nóng hoặc mất điện chập chờn: tủ rack kín không thông gió, thiếu UPS.

Nếu đã soát mà chưa rõ nguyên nhân, nên nhờ đơn vị có chuyên môn đo trực tiếp tại văn phòng. Công ty chưa có nhân sự IT có thể thuê dịch vụ như bảo trì hệ thống IT.

Khi nào mạng LAN cho công ty nhỏ cần nâng cấp?

Mạng LAN cho công ty nhỏ theo mô hình trên chạy ổn trong nhiều năm. Các dấu hiệu cho thấy đã đến lúc nâng cấp:

• Switch hết cổng, phải dùng switch mini nối thêm dưới bàn.
• Wi-Fi chập chờn ở các khu mới mở rộng.
• Công ty mở thêm tầng, thêm chi nhánh hoặc cần phòng máy chủ.
• Camera và thiết bị tăng nhanh, mạng khách và mạng nội bộ vẫn dùng chung.

Lúc này cân nhắc dựng lớp phân phối, tách VLAN theo phòng ban và thêm đường quang giữa các tủ rack. Cách làm chi tiết nằm trong bài thiết kế mạng LAN phân lớp và VLAN bảo mật. Nếu bạn cần camera trên cùng hạ tầng, xem thêm hệ thống camera giám sát doanh nghiệp. Cái nhìn tổng thể về các hạng mục điện nhẹ nằm ở bài hệ thống điện nhẹ ELV gồm những hạng mục nào.

Sau khi bàn giao, mạng cần được kiểm tra định kỳ; việc này có thể tự làm hoặc thuê ngoài.

Câu hỏi thường gặp về mạng LAN cho công ty nhỏ

Công ty 20 người cần switch loại nào?

Cần ít nhất một switch quản lý được loại 24 hoặc 48 cổng, trong đó chỉ cần đủ cổng PoE cho camera và access point (máy tính, máy in dùng cổng thường). Hãy đếm máy tính, máy in, camera, access point rồi cộng thêm khoảng một phần năm cổng dự phòng. Điểm mạng dự phòng ở patch panel không chiếm cổng switch. Loại thiết bị cụ thể nên chốt sau khi khảo sát mặt bằng.

Có cần firewall hay chỉ cần router?

Công ty rất nhỏ, mạng đơn giản có thể dùng router có tường lửa cơ bản. Nên dùng firewall khi có một trong các điều kiện: có máy chủ file hoặc ứng dụng nội bộ cần bảo vệ, nhân viên truy cập từ xa qua VPN, cần chặn theo ứng dụng hoặc trang web, có nhiều VLAN cần quy tắc giữa các mạng, hoặc cần lưu nhật ký để truy vết sự cố.

Dùng Wi-Fi hết có được không, không cần kéo cáp?

Có thể với văn phòng rất nhỏ, nhưng không nên làm cho máy cố định. Máy bàn, máy in, camera và access point nên đi cáp để ổn định và đỡ chiếm sóng. Wi-Fi dành cho thiết bị di động.

Mạng LAN cho công ty nhỏ có cần VLAN không?

Nên có ít nhất ba mạng: nội bộ, khách, camera và thiết bị. Việc này cấu hình VLAN trên switch quản lý được và đặt quy tắc ở router hoặc firewall, không cần thêm thiết bị riêng. Phân VLAN theo phòng ban chỉ cần khi công ty lớn lên.

Làm sao biết số điểm mạng cần kéo?

Đếm số vị trí làm việc, nhân hai, cộng điểm cho phòng họp, lễ tân, camera, access point, rồi chừa dư khoảng một phần năm. Số này nên chốt trên bản vẽ mặt bằng trước khi thi công.

Dựng mạng LAN cho công ty: bước tiếp theo

Một mạng LAN cho công ty nhỏ đúng cách gồm ít thiết bị, ba mạng tách riêng, cáp Cat6 đi tuyến rõ ràng và tủ rack có chỗ mở rộng. Nếu bạn đang chuẩn bị văn phòng mới hoặc cần rà lại mạng đang dùng, và muốn khảo sát tuyến cáp, tủ rack và vị trí access point, liên hệ P.A.T Group để trao đổi với kỹ sư, hoặc xem thêm các hạng mục của thi công điện nhẹ ELV.