ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : “Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cục bộ (LAN Local Area Network) cho phòng máy vi tính tại Trường Tiểu học xã Liên Mạc,

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HẢI DƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI DƯƠNGĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTên đồ án: “Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cục bộ (LAN Local Area Network) cho phòng máy vi tính tại Trường Tiểu học xã Liên Mạc, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương”Giảng viên hướng dẫn: Tiêu Công VũNgười hương dẫn: Nguyễn Thùy DungSinh viên thực hiện: Nguyễn Hải CươngPhạm Quang DũngĐào Tiến ĐạtLớp:K12CDCNTTKhóa:20122015Hải Dương, tháng 82015NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪNTên tôi là: ………………………………………………………………...…...Học hàm, học vị: ……………………………………………………..……….Được Nhà trường phân công hướng dẫn đồ án tốt nghiệp cho sinh viên: …………………………............................................., lớp: …………………….....với tên đồ án: ................................................................................................................................. ...................….........................................................................................................................................................................................................................................................................Có một số nhận xét:.............................................Hải Dương, ngày…..tháng …… năm 2014.Giảng viên hướng dẫn(Ký, ghi rõ họ tên)NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM ĐỒ ÁNTên tôi là: ……………………………………………………….…………….Học hàm, học vị: …………………………………………………….………..Được Hội đồng khoa học Nhà trường phân công chấm đồ án tốt nghiệp cho sinh viên: ………..………….........................................…Lớp: ...…............…; Tên đề tài:…………………………………..……....…………………..……..…………………………………………………….....……………………......Sau khi đọc toàn bộ nội dung đồ án tốt nghiệp, tôi có ý kiến nhận xét, đánh giá cụ thể như sau:1.Về bố cục và thể thức trình bày:2. Về nội dung đồ án:3. Điểm đồ án tốt nghiệp:Điểm ghi bằng sốĐiểm ghi bằng chữHải Dương, ngày…..tháng …. năm 2014.Giảng viên chấm (Ký, ghi rõ họ tên)NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP1. Về bố cục và thể thức trình bày đồ án tốt nghiệp:2. Về nội dung đồ án:3. Điểm đồ án tốt nghiệp:Điểm ghi bằng sốĐiểm ghi bằng chữHải Dương, ngày…..tháng …..năm 2014Chủ tịch Hội đồngThư kí MỤC LỤCMỤC LỤC6DANH MỤC HÌNH VẼ……………………………………………………………...…… 7DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT8DANH SÁCH BẢNG BIỂU9PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU101.1. Giới thiệu tóm tắt về Đồ án (tên, kết cấu)101.2. Mục đích và nhiệm vụ của Đồ án101.3. Phạm vi (thời gian và không gian) của Đồ án111.4. Sản phẩm cuối cùng của Đồ án11PHẦN 2: PHẦN NÔI DUNG112.1. Cơ sở khoa học cùng cơ sở pháp lý112.1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn112.1.2 Cơ sở pháp lý452.2. Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cục bộ492.2.1. Thực trạng hệ thống mạng cục bộ tại Trường Tiểu học xã Liên Mạc, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương492.2.2. Giải pháp thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cục bộ…...…512.3. Một số nhận xét, đánh giá và khuyến nghị782.3.1. Một số nhận xét, đánh giá782.3.2. Một số khuyến nghị79PHẦN 3: KÊT LUẬN80TÀI LIỆU THAM KHẢO81

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HẢI DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI DƯƠNG

*******

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đồ án: “Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cục bộ (LAN - Local Area Network) cho phòng máy vi tính tại Trường Tiểu học xã

Liên Mạc, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương”

Giảng viên hướng dẫn : Tiêu Công Vũ

Người hướng dẫn : Nguyễn Thùy Dung

Sinh viên thực hiên : Nguyễn Hải Cương

Phạm Quang Dũng Đào Tiến Đạt

Hải Dương, tháng 8/2015

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HẢI DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI DƯƠNG

*******

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đồ án: “Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cục bộ (LAN - Local Area Network) cho phòng máy vi tính tại Trường Tiểu học xã

Liên Mạc, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương”

Giảng viên hướng dẫn : Tiêu Công Vũ

Người hương dẫn : Nguyễn Thùy Dung

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hải Cương

Phạm Quang Dũng Đào Tiến Đạt

Hải Dương, tháng 8/2015

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Tên tôi là: ……… …

Học hàm, học vị: ……… ………

Được Nhà trường phân công hướng dẫn đồ án tốt nghiệp cho sinh viên: ……… , lớp: ……… với tên đồ án:

…

Có một số nhận xét:

Hải Dương, ngày… tháng …… năm 2014

Giảng viên hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM ĐỒ ÁN

Tên tôi là: ……….……… Học hàm, học vị: ……….……… Được Hội đồng khoa học Nhà trường phân công chấm đồ án tốt nghiệp cho sinh viên: ……… ………… …Lớp: … …;

Tên đề tài:……… …… ……… ……

……… ……… Sau khi đọc toàn bộ nội dung đồ án tốt nghiệp, tôi có ý kiến nhận xét, đánh giá cụ thể như sau:

1 Về bố cục và thể thức trình bày:

2 Về nội dung đồ án:

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Về bố cục và thể thức trình bày đồ án tốt nghiệp:

2 Về nội dung đồ án:

3 Điểm đồ án tốt nghiệp:

Điểm ghi bằng số Điểm ghi bằng chữ

Hải Dương, ngày… tháng … năm 2014

MỤC LỤC

MỤC LỤC 6

DANH MỤC HÌNH VẼ……… …… 7

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 8

DANH SÁCH BẢNG BIỂU 9

PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU 10

1.1 Giới thiệu tóm tắt về Đồ án (tên, kết cấu) 10

1.2 Mục đích và nhiệm vụ của Đồ án 10

1.3 Phạm vi (thời gian và không gian) của Đồ án 11

1.4 Sản phẩm cuối cùng của Đồ án 11

PHẦN 2: PHẦN NÔI DUNG 11

2.1 Cơ sở khoa học cùng cơ sở pháp lý 11

2.1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn 11

2.1.2 Cơ sở pháp lý 45

2.2 Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cục bộ 49

2.2.1 Thực trạng hệ thống mạng cục bộ tại Trường Tiểu học xã Liên Mạc, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương 49

2.2.2 Giải pháp thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cục bộ… …51

2.3 Một số nhận xét, đánh giá và khuyến nghị 78

2.3.1 Một số nhận xét, đánh giá 78

2.3.2 Một số khuyến nghị 79

PHẦN 3: KÊT LUẬN 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

Hình 1.6: Sơ đồ kết nối hình sao với HUB trung tâm 32

Hình 1.13: Sơ đồ sử dụng bộ chuyển tiếp(Repeater) 39

Hình 1.14: Sơ đồ sử dụng Cầu nối (Bridge) 40

Hình 1.15: Sơ đồ sử dụng Bộ tập trung (Hub) 42

Hình 1.16: Sơ đồ sử dụng Bộ chuyển mạch (Switch) 43

Hình 2.13: Đi ống gen 57

Hình 2.17 a,b: Cách truy nhập vào 1 đia chỉ IP sử dụng thư mục

được chia sẻ từ các máy trong mạng

63,64

Hình 2.18c: Giao diện đăng nhập của Nessus 66

Hình 2.18g: Thực hiện quét lỗ hổng bảo mật mạng 67

Hình 2.18k: Chi tiết lỗ hổng bảo mật Microsoft Windows SMB Guest

Account Local User Access

68

Hình 2.19a: Giao diện chính của OsMonitor 70

Hình 2.19b:Màn hình máy hoc sinh trong thời gian làm việc của

OsMonitor phần mềm quản lý mạng LAN

71

Hình 2.20b: Màn hình hiển thị bằng biểu tượng 74

Hình 2.20c: Màn hình hiển thị bằng hình ảnh 75

Hình 2.20d: Giao diện học sinh và thiết lập 75

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

LAN Local Area Network

CNTT Công nghệ thong tin

TCP/IP Transmission Control Protocol and Internet ProtocolIPC Inter-Process Communication

OSI Open System Interconnection

GAN Global Area Network

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

BẢNG SỐ MET GIẤY ĐI TỚI CÁC MÁY Ở 2 MÔ HÌNH 55

PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu tóm tắt về Đồ án (tên, kết cấu)

Với thời đại công nghệ thông tin – khoa học máy tính được ưu tiên phát triển và lớn mạnh rất nhanh như ngày nay thì nhu cầu cầu chia sẻ thông tin trong xã hội sao cho tiện lợi và nhanh chóng càng được trú trọng Vì vậy vai trò của mạng máy tính cũng ngày càng trở lên quan trọng

Hiện nay, hạ tầng mạng máy tính là phần không thể thiếu trong các tổ chức, trường học hay các công ty Đa số các tổ chức, trường học hay công ty đều triển khai xây dựng hệ thống mạng cục bộ để phục vụ cho việc quản lý dữ liệu nội bộ của tổ chức mình được thuận lợi, đảm bảo tính an toàn dữ liệu cũng như tính bảo mật dữ liệu Mặt khác, mạng cục bộ còn giúp các cá nhân trong tổ chức truy nhập dữ liệu một cách thuận tiện

và tốc độ cao Một điểm thuận lợi nữa của hệ thống mạng cục bộ trong trường học là người quản trị có thể triển khai một số phần mềm hỗ trợ công tác dạy và học khai thác tính năng mạng

Với các thuận lợi do mạng cục bộ mang lại như trên thì việc tìm hiểu và ứng dụng

hệ thống này vào trong cuộc sống là một đề tài rất thực tế Vì vậy, chúng em quyết định lựa chọn đề tài: “Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống mạng cuc bộ (LAN – Local Area Network) cho phòng máy vi tính tại Trường Tiểu học xã Liên Mạc, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương” làm đồ án tốt nghiệp;

Để thực hiện được mục đích nêu trên của Đồ án thì nhiệm vụ đặt ra là:

- Phải nghiên cứu phần lý thuyết về mạng máy tính, mạng cục bộ, quy trình thiết

kế mạng để nắm vững về mặt lý luận phục vụ; từ đó vận dụng có hiệu quả vào phần thực hành

- Thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì được một hệ thống mạng cục bộ cho phòng máy vi tính tại Trường Tiểu học xã Liên Mạc, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương

1.3 Phạm vi (thời gian và không gian) của Đồ án

Để thực hiện Đồ án, nhóm sinh viên chúng em đã tiến hành khảo sát hoạt động của Nhà trường trong 3 năm (từ tháng 12/2012 đến tháng 12/2015) như: các môn học được thực hành trên phòng máy; thực trạng phòng máy vi tính Nhà trường; thực trạng

hệ thống mạng LAN của Nhà trường Từ đó làm cơ sở để thực hiện việc thiết kế hệ thống mạng Lan cho phòng máy vi tính Trường Tiểu học xã Liên Mạc, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương

1.4 Sản phẩm cuối cùng của Đồ án

Sau khi kết thúc Đồ án, nhóm sinh viên chúng em có khả năng:

- Lựa chọn được các thiết bị để lắp đặt hệ thống mạng

- Thiết kế, lắp đặt được hệ thống mạng LAN ở mức vật lý

- Cài đặt được các thông số mạng LAN để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả;

- Cài đặt được một số phần mềm quản lý, giám sát, bảo vệ mạng LAN cũng như

hỗ trợ việc giảng dạy và học tập

PHẦN 2: PHẦN NÔI DUNG 2.1 Cơ sở khoa học cùng cơ sở pháp lý

2.1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn

2.1.1.1 Tổng hợp lý luận gắn với thực tiễn về vai trò của ngành Công nghệ thông tin và các chuyên ngành

a) Vai trò của ngành Công nghệ thông tin

Công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của xã hội trong thời đại ngày nay; đã trở thành nhân tố quan trọng, là cầu nối trao đổi giữa các thành phần của xã hội toàn cầu, của mọi vấn đề Công nghệ thông tin có ảnh hưởng sâu, rộng đến mọi mặt của đời sống xã hội như: quản lý nhà nước, kinh tế, chính trị, xã hội, văn hóa, giáo dục, truyền thông, thương mại, y tế khi các hoạt động này được thay đổi phương thức hoạt động so với truyền thống, ví dụ:

+ Xã hội điện tử (e-Goverment);

+ Chính phủ điện tử (e-Society);

+ Công dân điện tử (e-Citizen);

+ Văn phòng điện tử (e-Office);

+ Thương mại điện tử (e-Commerce);

+ Giáo dục điện tử (e-Education);

+

Hiện tại và trong tương lai, Công nghệ thông tin (tin học + điện tử, truyền thông)

là công cụ không thể thiếu để tạo ra một môi trường xã hội vận hành hiệu quả

b) Vai trò của các chuyên ngành

Thông thường, ngành Công nghệ thông tin được chia thành các chuyên ngành như:

+ Khoa học máy tính (computer science hay computing science): Ngày nay, Khoa học máy tính được xem là ngành khoa học nền tảng cho các ngành khác trong lĩnh vực Công nghệ thông tin và tập trung vào nghiên cứu các thuật toán, giới hạn của việc tính toán trong việc giải quyết các vấn đề thực tế đang được quan tâm bằng máy tính (bao gồm cả phần cứng và phần mềm)là ngành nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về thông tin và tính toán cùng sự thực hiện và ứng dụng của chúng trong các hệ thống máy tính Khoa học máy tính có nhiều chi nhánh; một số chi nhánh nhấn mạnh vào việc tính toán các kết quả cụ thể (chẳng hạn đồ họa máy tính), trong khi các chi nhánh khác lại liên hệ đến tính chất của những vấn đề có thể giải quyết được dùng phương pháp máy tính, (ví d ụ như Lý thuyết độ phức tạp tính toán) Còn lại những chi nhánh khác thì tập trung vào những khó khăn trong việc thực thi những phương pháp dùng để tính toán, lấy ví dụ,

ngành Lý thuyết ngôn ngữ lập trình chẳng hạn Đây là chi nhánh nghiên cứu những phương thức khác nhau tiếp cận việc mô tả cách tính toán, trong khi ngành Lập trình ứng dụng những Ngôn ngữ lập trình cụ thể để giải các bài toán

+ Hệ thống thông tin: Trong thế giới kết nối rộng mở ngày nay, việc sử dụng và phân phối hiệu quả thông tin bằng công nghệ đã trở thành điều cốt yếu không thể thiếu Ngành Hệ thống thông tin như một cầu nối để kết nối công nghệ thông tin và truyền thông vào mọi nghiệp vụ và đời sống cộng đồng Các tổ chức doanh nghiệp không thể thành công nếu thiếu hệ thống thông tin quản lý, hoạch định tài nguyên doanh nghiệp, hay hệ hỗ trợ quyết định… Chuyên ngành này trang bị các kiên thức: phân tích, thiết kế

và quản lý hệ thống thông tin; lập kế hoạch, quản lý và phát triển tài nguyên doanh nghiệp; khai thác, bảo mật dữ liệu theo công nghệ mới như đám mây điện tử, big data, ứng dụng công nghệ thông tin cho các giải pháp nghiệp vụ như thương mại điện tử, thanh toán và tiếp thị điện tử,…;

+ Công nghệ phần mềm: Là một trong những chuyên ngành chính của ngành Công nghệ thông tin Hiện nay, với sự bùng nổ của CNTT và truyền thông như Internet, mạng viễn thông di động, thương mại điện tử…, nhu cầu nguồn nhân lực cho việc thiết

kế, phát triển, vận hành các ứng dụng dịch vụ CNTT ngày càng gia tăng Các lĩnh vực đặc biệt cần nhiều nhân lực CNTT gồm: phát triển và gia công phần mềm, giải pháp hệ thống thông tin, viễn thông di động, dịch vụ Internet …; Chuyên ngành này trang bị các kiến thức: Thu thập, phân tích và tổng hợp yêu cầu về thu thập, phân tích và tổng hợp yêu cầu về phần mềm từ người sử dụng, Thiết kế phần mềm, phát triển phần mềm, Triển khai thực hiện và quản lý các dự án phát triển phần mềm, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đặt ra trong điều kiện thực tế, Các kỹ thuật về đánh giá chi phí, đảm bảo chất lượng của phần mềm …

+ Mạng và truyền thông máy tính: đã trở thành nhân tố quan trọng, là cầu nối trao đổi thông tin giữa các cá nhân, tổ chức và các doanh nghiệp trên phạm vi toàn cầu

Nó đóng vai trò quan trọng không thể thiếu trong quá trình quản trị, điều hành các hoạt động sản xuất kinh doanh của mỗi doanh nghiệp Hơn nữa, sự phát triển và ứng dụng của Internet đã làm thay đổi mô hình và cách thức hoạt động kinh doanh của doanh nghiệp Chưa bao giờ công tác xây dựng và quản trị hệ thống mạng doanh nghiệp lại được coi trọng như hiện nay Chuyên ngành này trang bị các kiến thức cơ sở về hệ thống

và ứng dụng truyền thông tin, dữ liệu;

+

=> Nói chung, mỗi chuyên ngành có hướng nghiên cứu chuyên sâu riêng, nhưng tổng thể của sự kết hợp và vận hành giữa các chuyên ngành sẽ tạo nên một: “Thế giới phẳng”

2.1.1.2 Tổng quan về lý thuyết hoạt động nhóm

a) Khái niệm, đặc điểm và tầm quan trọng của hoạt động nhóm

- Khái niệm: nhóm là tập hợp từ 02 người trở lên có chung mục tiêu, thường xuyên phối hợp, gắn kết và tương tác với nhau, mỗi thành viên có vai trò, nhiệm vụ rõ ràng và có các quy tắc chung chi phối lẫn nhau

Một số quan điểm về nhóm của các học giả nổi tiếng:

+ Lewis-McClear:Hai hay nhiều người làm việc với nhau để cùng hoàn thành một mục tiêu chung;

+ Katzenbach và Smith: Một số người với các kỹ năng bổ sung cho nhau, cùng cam kết làm việc, chia sẻ trách nhiệm vì một mục tiêu chung; Nó như một chiếc xe Ferrari, hoạt động cực kì mạnh mẽ, nhưng tốn rất nhiều tiền của/công sức để bảo dưỡng

+ Bổ sung kỹ năng cho nhau;

+ Thúc đẩy các thành viên hợp tác, phấn đấu vì mục tiêu chung;

+ Các thành viên phối hợp và tương tác với nhau;

+ Phụ thuộc vào thông tin của nhau để thực hiện phần việc của mình

- Tầm quan trọng của nhóm:

+ Giảm nhẹ áp lực;

+ Cười nhiều hơn

* Thuận lợi đối với cá nhân:

1 Tạo được nhiều động lực hơn khi làm việc đơn độc;

2 Giảm áp lực và lo lắng khi phải đương đầu với những việc lớn lao;

3 Được hỗ trợ, tăng cường kinh nghiệm từ người khác;

4 Được củng cố và phát triển trong tổ chức;

5 Được khuyến khích và gia tăng tinh thần, vật chất;

6 Tăng năng suất lao động nhờ phát huy lợi thế của cá nhân;

7 Hợp sức thành vô địch;

8 Có nhiều ý tưởng cao hơn và có kết quả tốt hơn;

9 Cải thiện môi trường làm việc, giải tỏa căng thẳng;

10 Tăng niềm tin;

11 Học hỏi được nhiều hơn

b) Phân loại

Quá trình hoàn thiện một sản phẩm công nghệ thông tin: xây dựng một phần mềm, một trang website, một hệ thống mạng là thành quả phối hợp của các nhóm:

c) Kỹ năng hoạt động nhóm

- Là khả năng phối hợp và tương tác giữa các thành viên đối với sản phẩm luân chuyển dây chuyền trong một tổ chức đơn vị về công việc: phân tích; thiết kế; lập trình/ mã hóa / xây dựng; kiểm thử; vận hành / triển khai; bảo trì/ sửa chữa trong phạm vi:

+ Các thành viên của một nhóm;

+ Các nhóm với nhau

- Tập hợp, phát triển và gắn kết năng lực của từng cá nhân thành một sức mạnh vô địch

- Yêu cầu đối với các cá nhân:

+ Phải sẵn sàng góp sức vì sự sinh tồn và phát triển của tổ chức trong đó

có lợi ích của chính mình;

+ Thực sự phối hợp, đoàn kết keo sơn gắn bó để tổng hợp thành sức mạnh vượt trội cho mình và cho nhóm;

- Hoạt động trong lĩnh vực công nghệ thông tin:

+ Đúng quy trình, quy phạm về kỹ thuật;

+ Đúng quy trình, quy phạm về an toàn lao động;

+ Chấp hành các quy định điều hành sản xuất

- Phối hợp từng kỹ năng của nhiều người trong nhóm với nhau

+ Xác định và lựa chọn người đứng đầu nhóm tối ưu (theo chuyên môn) +Kỹ năng tổ chức và triển khai nội dung công việc

+Phát triển, mở rộng số lượng và chất lượng trong hoạt động nhóm

+ Sáng tạo và khuyến khích tiềm năng cá nhân phát triển vì lợi ích chung + Giải quyết những vấn đề mới phát sinh trong quá trình hoạt động nhóm

2.1.1.3 Tổng quan về lý thuyết mạng máy tính

a) Tổng quan về mạng máy tính

a1) Khái niệm

- Lịch sử mạng máy tính:

+ Máy tính của thập niên 1940 là các thiết bị cơ-điện tử lớn và rất dễ hỏng

Sự phát minh ra transitor bán dẫn vào năm 1947 tạo ra cơ hội để làm ra chiếc máy tính nhỏ và đáng tin cậy hơn

+ Năm 1950, các máy tính lớn mainframe chạy bởi các chương trình ghi

trên thẻ đục lỗ (punched card) bắt đầu được dùng trong các học viện lớn Điều này tuy tạo nhiều thuận lợi với máy tính có khả năng được lập trình nhưng cũng

có rất nhiều khó khăn trong việc tạo ra các chương trình dựa trên thẻ đục lỗ này

+ Vào cuối thập niên 1950, người ta phát minh ra mạch tích hợp (IC) chứa nhiều transitor trên một mẫu bán dẫn nhỏ, tạo ra một bước nhảy vọt trong việc chế tạo các máy tính mạnh hơn, nhanh hơn và nhỏ hơn Đến nay, IC có thể chứa hàng triệu transistor trên một mạch

+ Vào cuối thập niên 1960, đầu thập niên 1970, các máy tính nhỏ được gọi

là minicomputer bắt đầu xuất hiện

+ Năm 1977, công ty máy tính Apple Computer giới thiệu máy vi tính cũng

được gọi là máy tính cá nhân (personal computer - PC)

+ Năm 1981, IBM đưa ra máy tính cá nhân đầu tiên Sự thu nhỏ ngày càng tinh vi hơn của các IC đưa đến việc sử dụng rộng rãi máy tính cá nhân tại nhà và trong kinh doanh

+ Vào giữa thập niên 1980, người sử dụng dùng các máy tính độc lập bắt đầu chia sẻ các tập tin bằng cách dùng modem kết nối với các máy tính khác Cách thức này được gọi là điểm nối điểm, hay truyền theo kiểu quay số Khái niệm này được mở rộng bằng cách dùng các máy tính là trung tâm truyền tin trong một kết nối quay số Các máy tính này được gọi là sàn thông báo (bulletin

board) Các người dùng kết nối đến sàn thông báo này, để lại đó hay lấy đi các

thông điệp, cũng như gửi lên hay tải về các tập tin Hạn chế của hệ thống là có rất ít hướng truyền tin, và chỉ với những ai biết về sàn thông báo đó Ngoài ra,

các máy tính tại sàn thông báo cần một modem cho mỗi kết nối, khi số lượng kết nối tăng lên, hệ thống không thề đáp ứng được nhu cầu

+ Qua các thập niên 1950, 1970, 1980 và 1990, Bộ Quốc phòng Hoa

Kỳ đã phát triển các mạng diện rộng WAN có độ tin cậy cao, nhằm phục vụ các mục đích quân sự và khoa học Công nghệ này khác truyền tin điểm nối điểm

Nó cho phép nhiều máy tính kết nối lại với nhau bằng các đường dẫn khác nhau Bản thân mạng sẽ xác định dữ liệu di chuyển từ máy tính này đến máy tính khác như thế nào Thay vì chỉ có thể thông tin với một máy tính tại một thời điểm, nó

có thể thông tin với nhiều máy tính cùng lúc bằng cùng một kết nối Sau này, WAN của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã trở thành Internet

- Khái niệm về mạng máy tính

Mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một phương thức nào đó để:

+ Trao đổi thông tin;

+ Chia sẻ tài nguyên dùng chung

Các thành phần của mạng có thể bao gồm:

- Máy tính được gọi là tự hoạt (autonomous) nếu nó có thể khởi động, vận hành các phần mềm đã cài đặt và tắt máy mà không cần phải có sự điều khiển hay chi phối bởi một máy tính khác

+ Các hệ thống đầu cuối (end system) kết nối với nhau tạo thành mạng, có thể là các máy tính hoặc các thiết bị khác Nói chung hiện nay ngày càng nhiều các loại thiết bị có khả năng kết nối vào mạng máy tính như điện thoại di động, PDA, tivi,

+ Môi trường truyền (media) mà các thao tác truyền thông được thực hiện qua đó Môi trường truyền có thể là các loại dây dẫn (dây cáp),sóng điện từ (đối với các mạng không dây)

+ Giao thức truyền thông (protocol) là các quy tắc quy định cách trao đổi

dữ liệu giữa các thực thể

có thể:

+ Chia sẻ các tài nguyên: Các ứng dụng, kho dữ liệu và các tài nguyên khác như sức mạnh của các CPU được dùng chung và chia sẻ thì cả hệ thống máy tính sẽ làm việc hữu hiệu hơn

+ Độ tin cậy và sự an toàn của thông tin cao hơn Thông tin được cập nhật theo thời gian thực, do đó chính xác hơn Một khi có một hay vài máy tính bị hỏng thì các máy còn lại vẫn có khả năng hoạt động và cung cấp dịch vụ không gây ách tắc

+ Tiết kiệm: qua kỹ thuật mạng, người ta có thể tận dụng khả năng của hệ thống, chuyên môn hoá các máy tính, và do đó phục vụ đa dạng hoá hơn Ví dụ:

Hệ thống mạng có thể cung cấp dịch vụ suốt ngày và nhiều nơi có thể dùng

cùng mộtchương trình ứng dụng, chia nhau cùng một cơ sở dữ liệu và các máy

in, do dó tiết kiệm được rất nhiều

Ngoài ra, khi tạo mạng, người chủ chỉ cần đầu tư một hoặc vài máy tính có khả năng hoạt động cao để làm máy chủ cung cấp các dịch vụ chính yếu và đa

số còn lại là các máy khách dùng để chạy các ứng dụng thông thường và khai thác hay yêu cầu các dịch vụ mà máy chủ cung cấp Một hệ thống như vậy gọi là mạng cókiểu chủ-khách (client-server model)

+ Người ta còn gọi các máy dùng để nối vào máy chủ là máy trạm station) Tuy nhiên, các máy trạm vẫn có thể hoạt động độc lập mà không cần

(work-đến các dịch vụ cung cấp từ máy chủ

+ Mạng máy tính còn là một phương tiện thông tin mạnh và hữu hiệu giữa các cộng sự trong tổ chức

- Cho nhiều người

Hệ thống mạng cung cấp nhiều tiện lợi cho sự truyền thông tin trong các mối quan hệ người với người như là:

+ Cung cấp thông tin từ xa giữa các cá nhân

+ Liên lạc trực tiếp và riêng tư giữa các cá nhân với nhau

+ Làm phương tiện giải trí chung: như các trò chơi, các thú tiêu khiển, chia

+ Lạm dụng hệ thống mạng để làm điều phi pháp hay thiếu đạo đức: Các

tổ chức buôn người, khiêu dâm, lường gạt, hay tội phạm qua mạng, tổ chức tin tặc để ăn cắp tài sản của công dân và các cơ quan, tổ chức khủng bố

+ Mạng càng lớn thì nguy cơ lan truyền các phần mềm ác tính càng dễ xảy ra

+ Hệ thống buôn bán trở nên khó kiểm soát hơn nhưng cũng tạo điều kiện cho cạnh tranh gay gắt hơn

+ Một vấn đề nảy sinh là xác định biên giới giữa việc kiểm soát nhân viên làm công và quyền tư hữu của họ (Chủ thì muốn toàn quyền kiểm soát các điện thư hay các cuộc trò chuyện trực tuyến nhưng điều này có thể vi phạm nghiêm trọng quyền cá nhân)

+ Vấn đề giáo dục thanh thiếu niên cũng trở nên khó khăn hơn vì các em

có thể tham gia vào các việc trên mạng mà cha mẹ khó kiểm soát nổi

Hơn bao giờ hết với phương tiện thông tin nhanh chóng thì sự tự do ngôn luận hay lạm dụng quyền ngôn luận cũng có thể ảnh hưởng sâu rộng hơn trước

đây như là các trường hợp của các phần mềm quảng cáo (adware) và các thư rác (spam mail)

Tóm lại: Lợi ích của việc sử dụng mạng máy tính:

- Sử dụng chung tài nguyên (phần cứng, phần mềm);

- Phối hợp và làm việc theo nhóm;

- Tăng độ tin cậy của hệ thống

a3) Phân loại

- Theo phương thức kết nối

+ Kết nối điểm - điểm (point to point): đường truyền riêng biệt được thiết lập để nối các cặp nút mạng (máy tính, hub, switch …) lại với nhau

+ Kết nối điểm - đa điểm (point to multipoint): từ một nút mạng có thể kết nối đến nhiều nút mạng khác

- Theo khoảng cách địa lý:

Nếu lấy "khoảng cách địa lý" làm yếu tố chính để phân loại thì ta có mạng

cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng và mạng toàn cầu

+ Mạng cục bộ (Local Area Network - được viết tắt là LAN): là mạng được

cài đặt trong một phạm vi tương đối nhỏ (như trong một tòa nhà, khu trường học, công sở ) với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài trăm mét trở lại

+ Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - được viết tắt là MAN): là mạng

được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại

+ Mạng diện rộng (Wide Area Network - được viết tắt là WAN): phạm vi

của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa Các mạng WAN nối liền các mạng LAN, qua đó tạo điều kiện truy xuất các máy tính ở các

vị trí khác nhau Vì WAN nối các mạng trên một vùng địa lý rộng lớn nên người dùng có thể thông tin với nhau từ cự ly rất xa

+ Mạng toàn cầu (Global Area Network - được viết tắt là GAN): phạm vi

của mạng trải rộng khắp các lục địa của trái đất

Tuy nhiên, chúng ta cũng cần lưu ý rằng, khoảng cách địa lý được dùng làm mốc ở đây để phân biệt các loại mạng như ở trên là chỉ có tính chất tương đối Nhờ sự phát triển của công nghệ truyền dẫn và quản trị mạng nên càng ngày những ranh giới đó càng mờ nhạt đi

- Theo cấu trúc

Nếu lấy "kiến trúc mạng" làm yếu tố chính để phân loại thì có 2 yếu tố: là hình trạng mạng (Network Topology) và giao thức mạng (Network Protocol) + Hình trạng mạng là cách thức mà các máy tính được kết nối lại với nhau

về mặt hình học, chúng ta cũng thường gọi đó là topo của mạng

+ Giao thức mạng là tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực thể truyền thông, chúng ta cũng thường gọi đó là giao thức của mạng

Khi phân loại theo topo mạng, chúng ta có: mạng tuyến tính (Bus

Topology), mạng hình tròn (Ring Topology) và mạng hình sao (Star Topology)

Hình 1.2 - Các kiểu topo của mạng

+ Cấu hình Bus dùng một phân đoạn trục (theo chiều dài của cáp), tất cả

các host được kết nối trực tiếp vào đó Đường truyền dẫn chung như là xương sống của mạng, tất cả các host trạm làm việc đều được liên kết vào đường truyền chung này Đây là topo được dùng khá phổ biến nhưng có nhược điểm là nếu xảy ra sự cố trên đường xương sống thì toàn bộ các máy trong mạng không thể giao tiếp với nhau được nữa

+ Cấu hình Ring nối một host vào vị trí kế tiếp và vào host sau cùng với vị

trí đầu tiên, điều này tạo ra một vũng vật lý của topo Các trạm làm việc của mạng được liên kết vào các điểm khác nhau trên vòng tròn này Topo này cũng

có nhược điểm như là topo dạng Bus, nghĩa là nếu xảy ra sự cố trên đường vòng tròn thì toàn bộ các máy trong mạng không thể giao tiếp được với nhau nữa

+ Cấu hình Star nối tất cả các cáp vào một điểm trung tâm tập trung Điểm

này thường là một Hub hay một Switch, chúng sẽ được mô tả ở phần sau

Topo này có ưu điểm là nếu xảy ra sự cố trên một đường truyền nào đó thì chỉ một máy tương ứng của đường truyền đó bị loại ra khỏi hệ thống mạng, toàn bộ các máy còn lại trong mạng vẫn giao tiếp được với nhau Nhược điểm của topo mạng dạng này là bán kính hoạt động của mạng bị hạn chế

+ Dạng kết hợp: sử dụng kết hợp các loại Ring, Bus, Star để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng

- Theo chức năng

+ Mạng khách - chủ (Client - Server): Máy chủ đảm bảo việc phục vụ các máy khách bằng cách điều khiển việc phân bố tài nguyên nằm trong mạng với mục đích sử dụng chung;Máy khách là máy sử dụng tài nguyên do máy chủ cung cấp

Hình 1.3: Mạng khách-chủ

+ Mạng ngang hàng (peer to peer): Các máy đều có quyền bình đẳng như nhau, mỗi nút mạng đều có thiết bị lưu trữ riêng và đều có thể truy cập vào các nút mạng khác

học…) có nhiều hệ thống nhỏ đó được sử dụng thì nảy sinh nhu cầu kết nối chúng lại với nhau

Vậy Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN) là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính trong một phạm vi tương đối nhỏ (như trong một toà nhà, một khu nhà, trường học .)với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài chục km trở lại

Để phân biệt mạng LAN với các loại mạng khác người ta dựa trên một số đặc trưng sau:

+ Đặc trưng địa lý: mạng cục bộ thường được cài đặt trong phạm vi nhỏ

(toà nhà, một căn cứ quân sự ) có đường kính từ vài chục mét đến vài chục

km trong điều kiện công nghệ hiện nay

+ Đặc trưng về tốc độ truyền: mạng cục bộ có tốc độ truyền cao hơn so với

mạng diện rộng, khoảng 100 Mb/s và tới nay tốc độ này có thể đạt tới 1Gb/s với công nghệ hiện nay

+ Đặc trưng độ tin cậy: tỷ suất lỗi thấp hơn so với mạng diện rộng (như

mạng điện thoại chẳng hạn), có thể đạt từ 10-8 đến 10-11

+ Đặc trưng quản lý: mạng cục bộ thường là sở hữu riêng của một tổ chức

nào đó (như trường học, doanh nghiệp ) do vậy việc quản lý khai thác mạng hoàn toàn tập trung và thống nhất

Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mạng hiện nay các đặc trưng nói trên chỉ mang tính tương đối Sự phân biệt giữa mạng cục bộ và mạng diện rộng sẽ ngày càng “mờ” đi

Ứng dụng:

Hầu hết các cơ quan tổ chức thiết lập mạng nội bộ để kết nối các máy tính

Sử dụng mạng LAN là kinh tế do một vài yếu tố được tích hợp trong các hệ điều hành đem lại những thuận lợi cho công tác của mỗi cá nhân và của doanh nghiệp Một vài lợi điểm của mạng LAN:

Thiết kế mền dẻo và día thành hạ

Chia sẻ tài nguyên

- Phần cứng: LAN bao gồm môi trường truyền dẫn, trạm cuối, transceiver,

bộ điều khiển - controler

- Transceiver chuyển tín hiệu từ bộ điều khiển sang tín hiệu số hoặc tín hiệu quang tương ứng với phương tiện truyền thông và cung cấp vào dữ liệu tín hiệu

- Bộ điều khiển: thực hiện chức năng điều khiển giao tiếp (giao thức ), đảm bảo dữ liệu được truyền đúng tới các trạm cuối Bộ điều khiển thường được gọi là card mạng- NIC

- Phần mềm: Mỗi máy tính nối mạng cần phải được cài hệ điều hành mạng (NOS), đó là hệ điều hành trên LAN, và một LAN driver hỗ trợ truyền thông tin giữa NIC và NOS Driver được kèm khi mua card mạng từ mỗi nhà sản xuất

- Hệ điều hành mạng phổ biến hiện nay là WindowsNT, Windows95, Windows2000, Netware

*) Phương thức truy nhập

Phương thức truy nhập là tập các luật quy định các máy tính gưỉ và nhận thông tin trên môi trường cáp Phần này sẽ giới thiệu một số phương thức truy nhập như: CSMA/CD, CSMA/CA, token ring, demand priority

vào bus chung (đa truy nhập) một cách ngẫu nhiên và do vậy rất có thể dẫn đến xung đột (hai hoặc nhiều trạm đồng thời truyền dữ liệu) Dữ liệu được truyền trên mạng theo một khuôn dạng đã định sẵn trong đó có một vùng thông tin điều khiển chứa địa chỉ trạm đích

Phương pháp CSMA/CD là phương pháp cải tiến từ phương pháp CSMA hay còn gọi là LBT (Listen Before Talk - Nghe trước khi nói) Tư tưởng của nó: một trạm cần truyền dữ liệu trước hết phải “nghe” xem đường truyền đang rỗi hay bận Nếu rỗi thì truyền dữ liệu đi theo khuôn dạng đã quy định trước Ngược lai, nếu bận (tức là đã có dữ liệu khác) thì trạm phải thực hiện một trong 3 giải thuật sau (gọi là giải thuật “kiên nhẫn”)

+ Tạm “rút lui” chờ đợi trong một thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi lại bắt đầu nghe đường truyền (Non persistent - không kiên trì)

+ Tiếp tục “nghe” đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu đi với xác suất

lý có thể tối thiểu hoá được cả khả năng xung đột lẫn thời gian chết của đường truyền Xảy ra xung đột là do độ trễ của đường truyền dẫn: một trạm truyền dữ liệu đi rồi nhưng do độ trễ đường truyền nên một trạm khác lúc đó đang nghe đường truyền sẽ tưởng là rỗi và cứ thể truyền dữ liệu đi → xung đột Nguyên nhân xảy ra xung đột của phương pháp này là các trạm chỉ “nghe trước khi nói”

mà không “nghe trong khi nói” do vậy trong thực tế có xảy ra xung đột mà không biết, vẫn cứ tiếp tục truyền dữ liệu đi → gây ra chiếm dụng đường truyền một cách vô ích

+ Để có thể phát hiện xung đột, cải tiến thành phương pháp CSMA/CD (LWT - Listen While Talk - nghe trong khi nói) tức là bổ xung thêm các quy tắc:

• Khi một trạm đang truyền, nó vẫn tiếp tục nghe đường truyền Nếu phát hiện thấy xung đột thì nó ngừng ngay việc truyền nhưng vẫn tiếp tục gửi sóng mang thêm một thời gian nữa để đảm bảo rằng tất cả các trạm trên mạng đều

có thể nghe được sự kiện xung đột đó

• Sau đó trạm chờ đợi một thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi thử truyền lại theo các quy tắc của CSMA

→ Rõ ràng với CSMA/CD thời gian chiếm dụng đường truyền vô ích giảm xuống bằng thời gian để phát hiện xung đột CSMA/CD cũng sử dụng một trong

3 giải thuật “kiên nhẫn” ở trên, trong đó giải thuật 2 được ưa dùng hơn cả

- Phương pháp Token BUS (phương pháp bus với thẻ bài)

Phương pháp truy nhập có điểu khiển dùng kỹ thuật “chuyển thẻ bài” để cấp phát quyền truy nhập đường truyền Thẻ bài (Token) là một đơn vị dữ liệu đặc biệt, có kích thước và có chứa các thông tin điều khiển trong các khuôn dạng + Nguyên lý: Để cấp phát quyền truy nhập đường truyền cho các trạm đang

có nhu cầu truyền dữ liệu, một thẻ bài được lưu chuyển trên một vòng logic thiết lập bởi các trạm đó Khi một trạm nhận được thẻ bài thì nó có quyền sử dụng đường truyền trong một thời gian định trước Trong thời gian đó nó có thể truyền một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu Khi đã hết dữ liệu hay hết thời đoạn cho phép, trạm phải chuyển thẻ bài đến trạm tiếp theo trong vòng logic Như vậy công việc phải làm đầu tiên là thiết lập vòng logic (hay còn gọi là vòng ảo) bao gồm các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu được xác định vị trí theo một chuỗi thứ tự

mà trạm cuối cùng của chuỗi sẽ tiếp liền sau bởi trạm đầu tiên Mỗi trạm được biết địa chỉ của các trạm kề trước và sau nó Thứ tự của các trạm trên vòng logic

có thể độc lập với thứ tự vật lý Các trạm không hoặc chưa có nhu cầu truyền dữ liệu thì không được đưa vào vòng logic và chúng chỉ có thể tiếp nhận dữ liệu + Trong hình vẽ, các trạm A, E nằm ngoài vòng logic, chỉ có thể tiếp nhận

dữ liệu dành cho chúng

Hình 1.5: VD Vòng logic trong mạng bus

+ Vấn đề quan trọng là phải duy trì được vòng logic tuỳ theo trạng thái thực

tế của mạng tại thời điểm nào đó Cụ thể cần phải thực hiện các chức năng sau:

• Bổ sung một trạm vào vòng logic: các trạm nằm ngoài vòng logic cần được xem xét định kỳ để nếu có nhu cầu truyền dữ liệu thì bổ sung vào vòng logic

• Loại bỏ một trạm khỏi vòng logic: Khi một trạm không còn nhu cầu truyền

dữ liệu cần loại nó ra khỏi vòng logic để tối ưu hoá việc điều khiển truy nhập bằng thẻ bài

• Quản lý lỗi: một số lỗi có thể xảy ra, chẳng hạn trùng địa chỉ (hai trạm đều nghĩ rằng đến lượt mình) hoặc “đứt vòng” (không trạm nào nghĩ đến lượt mình)

• Khởi tạo vòng logic: Khi cài đặt mạng hoặc sau khi “đứt vòng”, cần phải khởi tạo lại vòng

+ Các giải thuật cho các chức năng trên có thể làm như sau:

• Bổ sung một trạm vào vòng logic, mỗi trạm trong vòng có trách nhiệm định kỳ tạo cơ hội cho các trạm mới nhập vào vòng Khi chuyển thẻ bài đi, trạm

sẽ gửi thông báo “tìm trạm đứng sau” để mời các trạm (có địa chỉ giữa nó và trạm kế tiếp nếu có) gửi yêu cầu nhập vòng Nếu sau một thời gian xác định trước mà không có yêu cầu nào thì trạm sẽ chuyển thẻ bài tới trạm kề sau nó như thường lệ Nếu có yêu cầu thì trạm gửi thẻ bài sẽ ghi nhận trạm yêu cầu trở thành trạm đứng kề sau nó và chuyển thẻ bài tới trạm mới này Nếu có hơn một trạm yêu cầu nhập vòng thì trạm giữ thẻ bài sẽ phải lựa chọn theo giải thuật nào

đó

• Loại một trạm khỏi vòng logic: Một trạm muốn ra khỏi vòng logic sẽ đợi đến khi nhận được thẻ bài sẽ gửi thông báo “nối trạm đứng sau” tới trạm kề trước nó yêu cầu trạm này nối trực tiếp với trạm kề sau nó

• Quản lý lỗi: Để giải quyết các tình huống bất ngờ Chẳng hạn, trạm đó nhận được tín hiệu cho thấy đã có các trạm khác có thẻ bài Lập tức nó phải chuyển sang trạng thái nghe (bị động, chờ dữ liệu hoặc thẻ bài) Hoặc sau khi kết thúc truyền dữ liệu, trạm phải chuyển thẻ bài tới trạm kề sau nó và tiếp tục nghe xem trạm kề sau đó có hoạt động hay đã bị hư hỏng Nếu trạm kề sau bị hỏng thì phải tìm cách gửi các thông báo để vượt qua trạm hỏng đó, tìm trạm hoạt động để gửi thẻ bài

• Khởi tạo vòng logic: Khi một trạm hay nhiều trạm phát hiện thấy đường truyền không hoạt động trong một khoảng thời gian vượt quá một giá trị ngưỡng (time out) cho trước - thẻ bài bị mất (có thể do mạng bị mất nguồn hoặc trạm giữ thẻ bài bị hỏng) Lúc đó trạm phát hiện sẽ gửi đi thông báo “yêu cầu thẻ bài” tới một trạm được chỉ định trước có trách nhiệm sinh thẻ bài mới và chuyển đi theo vòng logic

- Phương pháp Token Ring

Phương pháp này dựa trên nguyên lý dùng thẻ bài để cấp phát quyền truy nhập đường truyền Thẻ bài lưu chuyển theo vòng vật lý chứ không cần thiết lập vòng logic như phương pháp trên

Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bít biểu diễn trạng thái sử dụng của nó (bận hoặc rôĩ) Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được một thẻ bài rỗi Khi đó nó sẽ đổi bít trạng thái thành bận và truyền một đơn vị dữ liệu cùng với thẻ bài đi theo chiều của vòng Giờ đây không còn thẻ bài rỗi trên vòng nữa, do đó các trạm có dữ liệu cần truyền buộc phải đợi Dữ liệu đến trạm đích sẽ được sao lại, sau đó cùng với thẻ bài đi tiếp cho đến khi quay về trạm nguồn Trạm nguồn sẽ xoá bỏ dữ liệu, đổi bít trạng thái thành rỗi cho lưu chuyển tiếp trên vòng để các trạm khác có thể nhận được quyền truyền dữ liệu

Sự quay về trạm nguồn của dữ liệu và thẻ bài nhằm tạo một cơ chế nhận từ nhiên: trạm đích có thể gửi vào đơn vị dữ liệu các thông tin về kết quả tiếp nhận

dữ liệu của mình

+ Trạm đích tồn tại nhưng dữ liệu không sao chép được

+ Dữ liệu đã được tiếp nhận

Phương pháp này cần phải giải quyết hai vấn đề có thể gây phá vỡ hệ thống:

+ Mất thẻ bài: trên vòng không còn thẻ bài lưu chuyển nữa

+ Một thẻ bài bận lưu chuyển không dừng trên vòng

Giải quyết: Đối với vấn đề mất thẻ bài, có thể quy định trước một trạm điều khiển chủ động Trạm này sẽ phát hiện tình trạng mất thẻ bài bằng cách dùng cơ chế ngưỡng thời gian (time out) và phục hồi bằng cách phát đi một thẻ bài “rỗi” mới.Đối với vấn đề thẻ bài bận lưu chuyển không dừng, trạm monitor sử dụng một bit trên thẻ bài (gọi là monitor bit) để đánh dấu đặt giá trị 1 khi gặp thẻ bài bận đi qua nó Nếu nó gặp lại một thẻ bài bận với bít đã đánh dấu đó thì có nghĩa là trạm nguồn đã không nhận lại được đơn vị dữ liệu của mình và thẻ bài

“bận” cứ quay vòng mãi Lúc đó trạm monitor sẽ đổi bit trạng thái của thẻ thành rỗi và chuyển tiếp trên vòng Các trạm còn lại trên trạm sẽ có vai trò bị động: chúng theo dõi phát hiện tình trạng sự cố của trạm monitor chủ động và thay thế vai trò đó Cần có một giải thuật để chọn trạm thay thế cho trạm monitor hỏng

độ ưu tiên cấp phát thẻ bài cho các trạm cho trước Đặc biệt phương pháp dùng thẻ bài có hiệu quả cao hơn CSMA/CD trong trường hợp tải nặng

*) Hình thức kết nối

- Mạng hình sao (star)

Ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương thức điểm-điểm (point - to - point) Thiết bị trung tâm hoạt động giống như một tổng đài cho phép thực hiện việc nhận và truyền dữ liệu từ trạm này tới các trạm khác

Tùy theo yêu cầu truyền thông trong mạng , thiết bị trung tâm có thể là một

bộ chuyển mạch (switch), một bộ chọn đường (router) hoặc đơn giản là một bộ phân kênh (Hub) Có nhiều cổng ra và mỗi cổng nối với một máy Theo chuẩn IEEE 802.3 mô hình dạng Star thường dùng:

+ 10BASE-T: dùng cáp UTP (Unshield Twisted Pair_ cáp không bọc kim), tốc độ 10 Mb/s, khoảng cách từ thiết bị trung tâm tới trạm tối đa là 100m

+100BASE-T tương tự như 10BASE-T nhưng tốc độ cao hơn 100 Mb/s

+ Ưu và nhược điểm

• Ưu điểm: Với dạng kết nối này có ưu điểm là không đụng độ hay ách tắc

trên đường truyền, tận dụng được tốc độ tối đa đường truyền vật lý, lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm, bớt trạm) Nếu có trục trặc trên một trạm thì cũng không gây ảnh hưởng đến toàn mạng qua đó dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố

• Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị

hạn chế (trong vòng 100 m với công nghệ hiện nay) tốn đường dây cáp nhiều

Hình 1.6: Sơ đồ kết nối hình sao với HUB trung tâm

- Mạng hình vòng (ring)

Tín hiệu được lưu chuyển theo một chiều duy nhất Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức điểm-điểm (point - to - point), qua đó mỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều

và dữ liệu được truyền theo từng gói một Mỗi trạm của mạng được nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp (Repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển tiếp đến trạm kế tiếp trên vòng Như vậy tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chuỗi các liên kết điểm - điểm giữa các Repeater do đó cần có giao thức điều khiển việc cấp phát quyền được truyền dữ liệu trên vòng cho các trạm có nhu cầu

Mỗi gói dữ liệu đều có mang địa chỉ trạm đích, mỗi trạm khi nhận được một gói dữ liệu nó kiểm tra nếu đúng với địa chỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì nó sẽ phát lại cho trạm kế tiếp, cứ như vậy gói dữ liệu đi được đến đích

Để tăng độ tin cậy của mạng, phải lắp vòng dự phòng, khi đường truyền trên vòng chính bị sự cố thì vòng phụ được sử dụng với chiều đi của tín hiệu ngược với chiều đi của mạng chính

+ Ưu và nhược điểm

• Ưu điểm: Với dạng kết nối này có ưu điểm là không tốn nhiều dây cáp, tốc

độ truyền dữ liệu cao, không gây ách tắc

• Nhược điểm: Các giao thức để truyền dữ liệu phức tạp và nếu có trục trặc

trên một trạm thì cũng ảnh hưởng đến toàn mạng

Hình 1.7: Sơ đồ mạng vòng

- Mạng trục tuyến tính (Bus)

Trong dạng đường thẳng các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus) Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator(dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây) Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver)

Khi một trạm truyền dữ liệu tín hiệu được quảng bá trên cả hai chiều của bus (tức là mọi trạm còn lại đều có thể thu được tín hiệu đó trực tiếp) theo từng gói một, mỗi gói đều phải mang địa chỉ trạm đích Các trạm khi thấy dữ liệu đi qua nhận lấy, kiểm tra, nếu đúng với địa chỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì bỏ qua

Đối với bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó các terminator phải được thiết kế sao cho các tín hiệu đó phải được dội lại trên bus để cho các trạm trên mạng đều có thể thu nhận được tín hiệu đó Như vậy với topo mạng

dạng bus dữ liệu được truyền theo các liên kết điểm - nhiều điểm (point - to - multipoint) hay quảng bá (broadcast)

Sau đây là vài thông số kỹ thuật của topology bus Theo chuẩn IEEE 802.3 (cho mạng cục bộ) với cách đặt tên qui ước theo thông số: tốc độ truyền tính hiệu (1,10 hoặc 100 Mb/s); BASE (nếu là Baseband) hoặc BROAD (nếu là Broadband)

+ 10BASE5: Dùng cáp đồng trục đường kính lớn (10mm) với trở kháng 50 Ohm, tốc độ 10 Mb/s, phạm vi tín hiệu 500m/segment, có tối đa 100 trạm, khoảng cách giữa 2 tranceiver tối thiểu 2,5m (Phương án này còn gọi là Thick Ethernet hay Thicknet)

+ 10BASE2: tương tự như Thicknet nhưng dùng cáp đồng trục nhỏ (RG 58A), có thể chạy với khoảng cách 185m, số trạm tối đa trong 1 segment là 30, khoảng cách giữa hai máy tối thiểu là 0,5m

+ Ưu và nhược điểm

• Ưu điểm: Với dạng kết nối này có ưu điểm là không tốn nhiều dây cáp, tốc

độ truyền dữ liệu cao, dễ thiết kế

• Nhược điểm: Nếu lưu lượng truyền tăng cao thì dễ gây ách tắc và nếu có

trục trặc trên hành lang chính thì khó phát hiện ra

- Mạng kết hợp

+ Kết hợp hình sao và tuyến (star/Bus Topology)

Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách

tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ

thống dây cáp mạng có thể chọn Star Topology

hoặc Linear Bus Topology

Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể

gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau,

ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus

Topology Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển

chuyển trong việc bố trí đường dây tương thích

dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào Hình 1.8: Sơ đồ mạng kết hợp

+ Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring Topology)

Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có một "thẻ bài" liên lạc (Token)

được chuyển vòng quanh một cái HUB trung tâm Mỗi trạm làm việc

(workstation) được nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tăng

Hiện nay có hai loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại ( STP - Shield Twisted Pair) và cáp không bọc kim loại (UTP -Unshield Twisted Pair)

+ Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống nhiễu

điện từ, có loại có một đôi giây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôi giây xoắn với nhau

+ Cáp không bọc kim loại (UTP): Tính tương tự như STP nhưng kém hơn

về khả năng chống nhiễu và suy hao vì không có vỏ bọc

STP và UTP có các loại (Category - Cat) thường dùng:

• Loại 1 & 2 (Cat 1 & Cat 2): Thường dùng cho truyền thoại và những đường truyền tốc độ thấp (nhỏ hơn 4Mb/s)

• Loại 3 (Cat 3): tốc độ truyền dữ liệu khoảng 16 Mb/s , nó là chuẩn cho hầu hết các mạng điện thoại

• Loại 4 (Cat 4): Thích hợp cho đường truyền 20Mb/s

• Loại 5 (Cat 5): Thích hợp cho đường truyền 100Mb/s

• Loại 6 (Cat 6): Thích hợp cho đường truyền 300Mb/s

Đây là loại cáp rẻ, dễ cài đặt tuy nhiên nó dễ bị ảnh hưởng của môi trường

Hình 1.10: Cáp đồng trục

Cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác (ví dụ như cáp xoắn đôi) do ít bị ảnh hưởng của môi trường Các mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục có thể có kích thước trong phạm vi vài ngàn mét, cáp đồng trục được sử dụng nhiều trong các mạng dạng đường thẳng Hai loại cáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và cáp đồng trục dày trong đường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch, cáp đồng trục dày là 0,5 inch Cả hai loại cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trục mỏng có độ hao suy tín hiệu lớn hơn

Các mạng cục bộ thường sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5 - 10 Mb/s, cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác vì nó có lớp vỏ bọc bên ngoài, độ dài thông thưòng của một đoạn cáp nối trong mạng là 200m, thường sử dụng cho dạng Bus

- Cáp quang:

Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm (là một hoặc một bó sợi thủy tinh có thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc có tác dụng phản xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu Bên ngoài cùng là lớp

vỏ plastic để bảo vệ cáp Như vậy cáp sợi quang không truyền dẫn các tín hiệu điện mà chỉ truyền các tín hiệu quang (các tín hiệu dữ liệu phải được chuyển đổi thành các tín hiệu quang và khi nhận chóng sẽ lại được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện)

Cáp quang có đường kính từ 8.3 - 100 micron, Do đường kính lõi sợi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khó khăn cho việc đấu nối, nên cần công nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao đòi hỏi chi phí cao

Dải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách đi cáp khá xa do độ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp Ngoài ra, vì cáp sợi quang không dùng tín hiệu điện từ để truyền dữ liệu nên nó hoàn toàn không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền không thể bị phát hiện và thu trộm bởi các thiết bị điện tử của người khác.Chỉ trừ nhược điểm khó lắp đặt vì giá thành còn cao, nhìn chung cáp quang thích hợp cho mọi mạng hiện nay và sau này

Hình 1.11: Cáp quang

- Các yêu cầu cho một hệ thống cáp

+ An toàn, thẩm mỹ: tất cả các dây mạng phải được bao bọc cẩn thận, cách

xa các nguồn điện, các máy có khả năng phát sóng để tránh trường hợp bị

nhiễu Các đầu nối phải đảm bảo chất lượng, tránh tình trạng hệ thống mạng bị chập chờn

+ Đúng chuẩn: hệ thống cáp phải thực hiện đúng chuẩn, đảm bảo cho khả năng nâng cấp sau này cũng như dễ dàng cho việc kết nối các thiết bị khác nhau của các nhà sản xuất khác nhau Tiêu chuẩn quốc tế dùng cho các hệ thống mạng hiện nay là EIA/TIA 568B

+ Tiết kiệm và "linh hoạt" (flexible): hệ thống cáp phải được thiết kế sao cho kinh tế nhất, dễ dàng trong việc di chuyển các trạm làm việc và có khả năng mở rộng sau này

b3.2 Card mạng (NIC)

Là thiết bị để điều khiển việc truyền thông và chuyển đổi dữ liệu sang dạng tín hiệu điện hay quang

- Gồm các bộ điều khiển và thu phát thông tin

+ Bộ điều khiển thực hiện các chức năng điều khiển truyền thông, đảm bảo dữ liệu được truyền chính xác tới các nút mạng

+ Bộ thu phát thông tin làm nhiệm vụ chuyển dữ liệu sang dạng tín hiệu điện hay quang và ngược lại

- Được lắp vào khe cắm của mỗi máy tính của mạng

- Tuỳ theo yêu cầu sử dụng lựa chọn card mạng cho phù hợp với máy tính, đường truyền dẫn, nhu cầu phát triển trong tương lai

Hình 1.12: Card mang

b3.3 Bộ chuyển tiếp (Repeater)

Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình OSI Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng

Repeater không xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đó bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu Việc sử dụng Repeater đó làm tăng thêm chiều dài của mạng

Hình 1.13: Sơ đồ sử dụng bộ chuyển tiếp(Repeater) Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và

Repeater điện quang

− Repeater điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia Khi một mạng sử dụng Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ của tín hiệu Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2.8

km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater

− Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng