Social Icons

Pages

Thứ Hai, 14 tháng 1, 2008

Kiến thức cơ bản về mạng cục bộ (sưu tầm)

Mạng cục bộ (LAN) là hệ truyền thông tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà.... Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc.
Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng (users) dùng chung những tài nguyên quan trọng như máy in, ổ đĩa CD-ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chng trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội. Để tận dụng hết những ưu điểm của mạng LAN người ta đã kết nối các LAN riêng biệt vào mạng chính yếu diện rộng (WAN).

Các kiểu (Topology) của mạng LAN
Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thông thờng mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star Topology), mạng dạng vòng (Ring Topology) và mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology). Ngoài 3 dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tướng từ 3 dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng hỗn hợp,v.v....

Mạng dạng hình sao (Star topology)
Mạng dạng hình sao bao gồm một trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức năng là:
• Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận đợc phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau.
• Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin.
• Thông báo các trạng thái của mạng...

Các ưu điểm của mạng hình sao:
• Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thờng.
• Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định.
• Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.

Nhược điểm của mạng hình sao:
• Khả năng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của trung tâm . Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.
• Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m).
Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung (HUB) bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với HUB không cần thông qua trục BUS, tránh đợc các yếu tố gây ngng trệ mạng. Gần đây, cùng với sự phát triển switching hub, mô hình này ngày càng trở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng mới lắp.

Mạng hình tuyến (Bus Topology)
Theo cách bố trí hành lang các đường như hình vẽ thì máy chủ (host) cũng nh tất cả các máy tính khác (workstation) hoặc các nút (node) đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tín hiệu.
Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Phía hai đầu dây cáp đợc bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến.
Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt. Tuy vậy cũng có những bất lợi đó là sẽ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn và khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.

Mạng dạng vòng (Ring Topology)

Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.
Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đờng dây cần thiết ít hn so với hai kiểu trên. Nhược điểm là đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.
Mạng dạng lới - Mesh topology
Cấu trúc dạng lới đợc sử dụng trong các mạng có độ quan trọng cao mà không thể ngừng hoạt động, chẳng hạn trong các nhà máy điện nguyên tử hoặc các mạng của an ninh, quốc phòng. Trong mạng dạng này, mỗi máy tính đợc nối với toàn bộ các máy còn lại. Đây cũng là cấu trúc của mạng Internet

Mạng hình sao mở rộng
Cấu hình mạng dạng này kết hợp các mạng hình sao lại với nhau bằng cách kết nối các HUB hay Switch Lợi điểm của cấu hình mạng dạng này là có thể mở rộng được khoảng cách cũng như độ lớn của mạng hình sao.

Mạng có cấu trúc cây - Hierachical topology
Mạng dạng này tương tự như mạng hình sao mở rộng nhưng thay vì liên kết các switch/hub lại với nhau thì hệ thống kết nối với một máy tính làm nhiệm vụ kiểm tra lưu thông trên mạng.


Ethernet
Ethernet là mạng cục bộ do các công ty Xerox, Intel và Digital equipment xây dựng và phát triển. Ethernet là mạng thông dụng nhất đối với các mạng nhỏ hiện nay. Ethernet LAN được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của ISO, mạng truyền số liệu Ethernet cho phép đa vào mạng các loại máy tính khác nhau kể cả máy tính mini.

Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây:
• Ethernet dùng cấu trúc mạng bus logic mà tất cả các nút trên mạng đều được kết nối với nhau một cách bình đẳng. Mỗ gói dữ liệu gửi đến nơi nhận dựa theo các địa chỉ quy định trong các gói. Ethernet dùng phương thức CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ) để xử lý việc truy cập đồng thời vào mạng.
Các yếu tố hạn chế kích thước mạng chủ yếu là mật độ lưu thông trên mạng.
• Các kiểu mạng Ethernet:
- 10Base2 : Còn gọi là thin Ethernet vì nó dùng cáp đồng trục mỏng. Chiều dài tối đa của đoạn mạng là 185m.
- 10Base5 : Còn gọi là thick Ethernet vì nó dùng cáp đồng trục dày. Chiều dài tối đa của đoạn mạng là 500m.
- 10BaseF :Dùng cáp quang.
- 10BaseT :Dùng cáp UTP . 10BaseT thừng dùng trong cấu trúc hình sao và có giới hạn của một đoạn là 100m.

Mạng TOKEN RING

Một công nghệ LAN chủ yếu khác đang được dùng hiện nay là Token Ring. Nguyên tắc của mạng Token Ring đợc định nghĩa trong tiêu chuẩn IEEE 802.5. Mạng Token Ring có thể chạy ở tốc độ 4Mbps hoặc 16Mbps. Phương pháp truy cập dùng trong mạng Token Ring gọi là Token passing . Token passing là phng pháp truy nhập xác định, trong đó các xung đột đợc ngăn ngừa bằng cách ở mỗi thời điểm chỉ một trạm có thể đợc truyền tín hiệu. Điều này đợc thực hiện bằng việc truyền một bó tín hiệu đặc biệt gọi là Token (mã thông báo) xoay vòng từ trạm này qua trạm khác. Một trạm chỉ có thể gửi đi bó dữ liệu khi nó nhận đợc mã không bận

Các thiết bị trong mạng LAN
1.Card mạng - NIC
Card mạng - NIC là một tấm mạch in đợc cắm vào trong máy tính dùng để cung cấp cổng kết nối vào mạng. Card mạng đợc coi là một thiết bị hoạt động ở lớp 2 của mô hình OSI. Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa chỉ MAC - Media Access Control. Card mạng điều khiển việc kết nối của máy tính vào các phương tiện truyền dẫn trên mạng.

2. Repeater - Bộ lặp

Repeater là một thiết bị họat động ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch đại và định thời lại tín hiệu. Thiết bị này hoạt động ở mức 1 (Physical. repeater khuyếch đại và gửi mọi tín hiệu mà nó nhận đợc từ một port ra tất cả các port còn lại. Mục đích của repeater là phục hồi lại các tín hiệu đã bị suy yếu đi trên đờng truyền mà không sửa đổi gì cả.
3. Hub

Còn được gọi là multiport repeater, nó có chức năng hoàn toàn giống nh repeater nhng có nhiều port để kết nối với các thiết bị khác. Hub thông thờng có 4,8,12 và 4 port và là trung tâm của mạng hình sao. Thông thờng có các loại hub sau :
- Hub thụ động - Passive hub.
- Hub chủ động - Active hub.
- Hub thông minh.
- Hub chuyển mạch.
Hub họat động ở mức 1 của mô hình OSI.
4. Bridge - Cầu nối
Bridge là một thiết bị hoạt động ở mức 2 của mô hình OSI dùng để kết nối các phân đoạn mạng nhỏ có cùng cách đánh địa chỉ và công nghệ mạng lại với nhau và gửi các gói dữ liệu giữa chúng. Việc trao đổi dữ liệu giữa hai phân đoạn mạng đợc tổ chức một cách thông minh cho phép gim các tắc nghẽn cổ chai tại các điểm kết nối. Các dữ liệu chỉ trao đổi trong một phân đoạn mạng sẽ không đợc truyền qua phân đoạn khac, giúp làm giảm lưu lượng trao đổi giữa hai phân đoạn.

5.Bộ chuyển mạch - Switching (switch)

Công nghệ chuyển mạch là một công nghệ mới giúp làm gim bớt lu thông trên mạng và làm gia tăng băng thông. Bộ chuyển mạch cho LAN ( LAN switch ) đợc sử dụng để thay thế các HUB và làm việc đợc với hệ thống cáp sẵn có. Giống nh bridges, switches kết nối các phân đoạn mạng và xác định đợc phân đoạn mà gói dữ liệu cần đợ gửi tới và làm gim bớt lu thông trên mạng. Switch có tốc độ nhanh hn bridge và có hỗ trợ các chức năng mới nh VLAN ( Vitural LAN ). Switch đợc coi là thiết bị hoạt động ở mức 2 của mô hình OSI

Mô hình tham khảo OSI
Trong quá khứ, vào khoảng thập niên 80,nhu cầu sử dụng mạng mạng bùng nổ trên thế giới về số lượng lẫn quy mô của mạng. Nhng mỗi mạng lại đợc thiết kế và phát triển của một nhà sản xuất khác nhau cả về phần cứng lẫn phần mềm dẫn đến tình trạng các mạng không tương thích với nhau và các mạng do các nhà sản xuất khác nhau thì không liên lạc đợc với nhau. Để giải quyết vấn đề này, tổ chức ISO - International Organization for Standardization được nghiên cứu các mô hình mạng khác nhau và vào năm 1984 đa ra mô hình tham khảo OSI giúp cho các nhà sản xuất khác nhau có thể dựa vào đó để sản xuất ra các thiết bị ( phần cứng cũng như phần mềm) có thể liên lạc và làm việc được với nhau.
ISO được đa ra mô hình 7 lớp (layers, ) cho mạng, gọi là mô hình tham khảo OSI (Open System Interconnection Reference Model).

• Lớp 1: Lớp Physical (Physical layer)
Lớp nay đa ra các tiêu chuẩn kỹ thuật về điện, các chức năng để tạo thành và duy trì kết nối vật lý trong hệ thống. các đặc điểm cụ thể của lớp này là : mức điện áp, thời gian chuyển mức điện áp, tốc độ truyền vật lý, khoảng cách tối đa, các đầu nối....
Thực chất của lớp này là thực hiện việc kết nối các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các kết nối vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục đảm bảo cho các yêu cầu hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền vật lý cho các chuỗi bit thông tin.
• Lớp 2: Lớp Data link (Data Link Layer)
Lớp kết nối dữ liệu cung cấp khả năng truyền dữ liệu thông qua một kết nối vật lý. Lớp này cung cấp các thông tin về : địa chỉ vật lý, cấu trúc mạng, phương thức truy cập các kết nối vật lý, thông báo lỗi và quản lý lưu thông trên mạng.
• Mức 3: Lớp Network (Network Layer)
Lớp mạng cung cấp khả năng kết nối và lựa chọn đường đi giữa hai trạm làm việc có thể được đặt ở hai mạng khác nhau. Trong lớp mạng các gói dữ liệu có thể truyền đi theo từng đường khác nhau để tới đích. Do vậy, ở mức này phải chỉ ra được con đường nào dữ liệu có thể đi và con đường nào bị cấm tại thời điểm đó.
• Mức 4: Lớp Transport (Transport Layer)
Lớp transport chia nhỏ dữ liệu từ trạm phát và phục hồi lại thành dữ liệu như ban đầu tại trạm thu và quyết định cách xử lý của mạng đối với các lỗi phát sinh khi truyền dữ liệu. Lớp này nhận các thông tin từ lớp tiếp xúc, phân chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới lớp mạng. Nó có nhiệm vụ bảo đảm độ tin cậy của việc liên lạc giữa hai máy , thiết lập, bảo trì và ngắt kết nối của các mạch ảo.
• Mức 5: Lớp Session (Session Layer)
Lớp Session có nhiệm vụ thiết lập, quản lý và kết thúc một phiên làm việc giữa hai máy. Lớp này cung cấp dịch vụ cho lớp Presentation. Nó đồng bộ hoá quá trình liên lạc giữa hai máy và quản lý việc trao đổi dữ liệu.
• Mức 6: Lớp Presentation (Presentation Layer)
Lớp Presentation đảm bảo lớp Application của một máy có thể đọc đúng các thông mà một máy khác gửi tới. Nó có nhiệm vụ định dạng lại dữ liệu đúng theo yêu cầu của ứng dụng ở lớp trên. Các chức năng như nén dữ liệu, mã hoá.. thuộc về lớp này.
• Mức 7: Lớp Application (Application Layer)
Lớp ứng dụng tương tác trực tiếp với người sử dụng và nó cung cấp các dịch vụ mạng cho các ứng dụng của người sử dụng nhưng không cung cấp dịch vụ cho các lớp khác. Lớp này thiết lập khả năng liên lạc giữa những người sử dụng, đồng bộ và thiết lập các quy trình xử lý lỗi và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.


Giới thiệu mạng WAN
Giới thiệu về các protocol và công nghệ khác nhau được sử dụng trong mạng diện rộng - WAN. Các chủ đề bao gồm kết nối điểm - điểm, chuyển mạch - circuit switching , chuyển mạch gói - packet switching, mạch ảo, và các thiết bị được sử dụng trong mạng WAN

WAN là gì ?

WAN là một mạng truyền dữ liệu trải dài trên một khu vực địa lý rộng lớn và thường sử dụng các phương tiện và dịch vụ của các nhà cung cấp như các công ty điện thọai.
Công nghệ WAN thờng nằm ở 3 lớp dưới của mô hình OSI : lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng.
Hình bên minh họa mối liên hệ giữa WAN và mô hình OSI.
.
Kết nối điểm - điểm
Kết nối điểm - điểm cung cấp cho khách hàng một đường kết nối WAN tới một mạng ở xa thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ .

Kết nối điểm - điểm:

Còn được gọi là kênh thuê riêng ( leased line ) bởi vì nó thiết lập một đờng kết nối cố định cho khách hàng tới các mạng ở xa thông qua các phương tiện của nhà cung cấp dịch vụ. Các công ty cung cấp dịch vụ dự trữ sẵn các đường kết nối sử dụng cho mục đích riêng của kkhách hàng. Những đường kêt nối này phù hợp với hai phương thức truyền dữ liệu :
- Truyền bó dữ liệu - Datagram transmissions :Truyền dữ liệu mà các frame dữ liệu được đánh địa chỉ riêng biệt.
- Truyền dòng dữ liệu - Data-stream transmissions : Truyền một dòng dữ liệu mà địa chỉ chỉ được kiểm tra một lần.
Chuyển mạch - Circuit switching

Chuyển mạch là một phương pháp sử dụng các chuyển mạch vật lý để thiết lập, bảo trì và kết thúc một phiên làm việc thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ của một kết nối WAN.
Chuyển mạch phù hợp với hai phương thức truyền dữ liệu : Truyền bó dữ liệu - Datagram transmissions và Truyền dòng dữ liệu - Data-stream transmission.
Được sử dụng rộng rãi trong các công ty điện thọai, chuyển mạch hoạt động gần giống một cuộc gọi điện thoại thông thường .
Chuyển mạch gói - Packet Switching

Chuyển mạch gói là một phương pháp chuyển mạch WAN, trong đó các thiết bị mạng chia sẻ một kết nối điểm - điểm để truyền một gói dữ liệu từ nơi gửi đến nơi nhận thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Các kỹ thuật ghép kênh được sử dụng để cho phép các thiết bị chia sẻ kết nối .
ATM ( Asynchronous Transfer Mode : Truyền không đồng bộ.), Frame relay, SMDS- Switched Multimegabit Data Service, X.25 là các ví dụ của công nghệ chuyển mạch gói .
Mạch o - Virtual Circuits
Mạch o là một mạch logic được tạo nên để đảm bảo độ tin cậy của việc truyền thông giữa hai thiết bị mạng. Mạch o có 2 loại :Mạch o chuyển mạch ( Switched virtual circuit - SVC ) và mạch o cố định ( permanent virtual circui - PVC)
SVC là một mạch o được tự động thiết lập khi có yêu cầu và kết thúc khi việc truyền dữ liệu được hoàn tất. Sự liên lạc thông qua một SVC bao gồm 3 phần : Thiết lập kết nối, truyền dữ liệu, ngắt kết nối.
Phần thiết lập kết nối có nhiệm vụ thiết lập một mạch o giữa hai thiết bị truyền và nhận. Phần truyền dữ liệu có nhiệm vụ truyền dữ liệu giữa các thiết bị thông qua mạch o đã được thiết lập và phần kết thúc kết nối có nhiệm vụ hủy bỏ mạch o.
SVC được sử dụng trong trờng hợp việc truyền dữ liệu diễn ra không liên tục và không đều đặn bởi vì SVC gia tăng băng thông sử dụng khi thiết lập và ngắt kết nối nhưng làm gaảm bớt giá thành nếu so với mạng kết nối liên tục.
PVC là một mạch o được thiết lập cố định và liên tục và chỉ có một chế độ là truyền dữ liệu. PVC được sử dụng trong trường hợp việc truyền dữ liệu diễn ra liên tục và đều đặn. PVC giảm băng thông sử dụng do không phải thiết lập và ngắt kết nối nhưng làm tăng giá thành do mạng kết nối liên tục.

Thiết bị mạng sử dụng trong WAN -WAN Devices
WAN switch

Access Server

Modem


Không có nhận xét nào: