Bài giảng Chương 2: Căn bản trong thiết kế mạng

Thiết kế một mô hình mạng Topology là một khái niệm chỉ một mô hình vật lý gồm: máy tính, cáp, và các thiết bị khác  Xác định cách thức các thiết bị được nối với nhau  Thiết kế mạng

Chương 2:

Căn bản trong thiết kế

mạng

Mục tiêu của bài học

 Thiết kế một mạng

 Hiểu về các cấu trúc của mạng

 Tìm hiểu cách dùng Hub trong mạng

 Tìm hiểu cách dùng switches trong mạng

 Mô tả các cấu trúc mạng chuẩn

 Lựa chọn mô hình mạng tốt nhất

 Xây dựng một mô hình mạng

Thiết kế một mô hình mạng

 Topology là một khái niệm chỉ một mô hình vật

lý gồm: máy tính, cáp, và các thiết bị khác

 Xác định cách thức các thiết bị được nối với nhau

 Thiết kế mạng thường được mô tả bởi các từ: topology, mô hình, lược đồ, sơ đồ

Thiết kế một mô hình mạng

(tiếp)

 Cấu trúc vật lý chỉ cách bố trí các dây cáp nối

 Cấu trúc logic chỉ cách truyền dữ liệu trong

mạng

 Mạng sử dụng một cấu vật lý nhưng có nhiều

cấu trúc logic

Các cấu trúc chuẩn

 Có 3 cấu trúc chuẩn được dùng ngày nay:

 Bus gồm nhiều máy nối với nhau qua một đoạn cáp

 Cấu trúc đơn giản nhất

 Các thành phần được nối với nhau qua một

đoạn dây cáp

 Xem hình 2-1

 Nhược điểm cơ bản: khi cáp nối hỏng thì dẫn

đến mạng ngừng hoạt động

Mô hình mạng Bus

Hình 2-1 Mô hình mạng Bus

Truyền tín hiệu

 Các máy tính xác định địa chỉ cần gửi và truyền

dữ liệu đến địa chỉ đó qua cáp trung tâm dưới

dạng tính hiệu điện (không phụ thuộc vào cấu

Liên lạc trong Bus

 Trong cấu trúc Bus, tại một thời điểm chỉ một máy được truyền tin

 Hiệu năng giảm khi có càng nhiều máy tính tham gia

Liên lạc trong Bus ( tiếp theo )

 Cấu trúc thụ động

 Các máy tính chỉ lắng nghe dữ liệu được truyền; không chịu trách nhiệm chuyển dữ liệu

 Khi một máy tính không tuân theo sẽ gây nên lỗi

 Cấu trúc tích cực, các máy tính tái tạo lại tín hiệu;

và chuyển dữ liệu trong mạng

Tín hiệu Bounce

 Là các tín hiệu di chuyển từ điểm truyền đến cả hai điểm kết thúc của Bus và dội ngược lại

 Phải có thiết bị để chặn các tín hiệu này khi

chúng tới các điểm kết thúc của Bus

 Xem hình 2-2

 Terminator là thiết bị gắn tại 2 điểm kết thúc

trên Bus để thực hiện nhiệm vụ này

 Xem hình 2-3

Tín hiệu Bounce

Hình 2-2 Tín hiệu Bounce trên mạng không có

điểm kết thúc

Mạng Bus với Terminator

Hình 2-3 Mạng Bus có điểm kết thúc

Cáp đứt

Hình 2-4 Cáp bị đứt và tín hiệu Bounce

Mở rộng mạng bus

 Dễ dàng mở rộng mạng Bus nhờ sử dụng chuẩn

Ethernet 10Base2 và các đầu nối BNC

 Các đoạn cáp dài hơn có thể làm suy yếu tín hiệu

 Bộ lặp Repeater giúp phục hồi tín hiệu trên đường

truyền

 Nhưng không sửa lỗi

 Cấu trúc Bus không được dùng phổ biến vì lỗi trên cáp

có thể phá huỷ hoạt động màng thêm vào đó là khó khắc phục và quản lý

Mô hình Star

 Là mô hình mạng phổ biết nhất hiện nay

 Xem hình 2-5

 Các máy tính được nối đến hub trung tâm, Hub sẽ

nhận nhận và truyền tín hiệu đến các thiết bị khác

 Dữ liệu chỉ truyền đến máy tính nhận

Mô hình Star (tiếp theo)

 Các thiết bị được nối tập trung tại một điểm, yêu cầu nhiều cáp nối

 Hub lỗi, toàn mạng sẽ hỏng, nhưng một máy tính hay một cáp gặp lỗi sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động mạng

 Dễ khắc phụ

Mô hình mạng Star

Mô hình Ring

 Các máy tính nối theo một vòng tròn khép kín và không có điểm kết thúc

 Tín hiệu truyền theo một chiều đã quy định

 Mỗi máy tính sẽ nhận tín hiệu rồi chuyển tiếp

 Xem hình 2-6

 Thẻ bài điện tử token được truyền theo vòng tròn

Chỉ máy tính nào có thẻ bài mới được truyền dữ liệu

 Thẻ bài có thể được truyền logic theo hình tròn trên một mạng vật lý mô hình Star

Mô hình mạng Ring

Hình 26: Mô hình mạng Ring chuẩn

Mô hình Ring

 Một số mạng sử dụng cặp vòng để tăng tốc độ

và giảm thiểu lỗi

 Fiber Distributed Data Interface (FDDI)

 Trong mạng đơn vòng, một máy tính lỗi có thể dẫn đến mạng gặp trục trặc nếu Hub không tự động loại máy tính lỗi ra khỏi mạng (Hub thông minh)

 Trong mạng vòng kép, một vòng bị hỏng, hệ thống mạng sẽ hoạt động nhờ vòng thứ 2

 Chia sẽ các tài nguyên mạng tương đương với việc tất cả các máy tính đều được truyền dữ liệu

Mô hình mạng không dây

 Là thiết bị trung tâm trong mô hình mạng Star, hình 2-7

 Có 2 loại

 Tích cực, còn gọi là bộ lặp Repeater đa cổng, tự tái

tạo và truyền tín hiệu

 Thụ động, đơn giản là điểm liên lạc trung tâm, không

khuếch đại hoặc phục hồi tín hiệu – hình 2-8 mô tả

một thanh nối (patch pannel)

 Hub lai làm tăng tối đa hiệu năng mạng nhờ liên kết các loại cáp nối và mô hình mạng khác nhau

Liên lạc qua Hub

Hình 2-7 Mô hình Hub

Máy trạm

 Cũng là điểm kết nối trung tâm trong mô hình mạng Start

 Xác định địa chỉ gói tin và truyền tín hiệu đến đúng cổng ra

 Cung cấp băng thông rộng cho từng máy trạm trên

Mô hình Star mở rộng

 Là mô hình Star được tập hợp từ nhiều mô hình Star con

 Switch hoặc hub đóng vai trò trung tâm

 Các Switchs hoặc Hub ở biên kết nối đến thiết

bị trung tâm

 Các máy trạm và máy chủ được nối vào hubs hoặc Switch ở biên, hình 2-9

Star mở rộng

Máy trạm Máy trạm Máy trạm Máy trạm

Máy trạm Máy trạm

Máy trạm Máy trạm

Hình 2-9 Mạng Star mở rộng

Mô hình Mesh (lưới)

 Là mô hình hạn chế lỗi tốt nhất

 Tạo nhiều kết nối đến từng thiết bị

 Cấu hình nối cáp phức tạp; mọi thiết bị đều

được nối đến các thiết bị khác trong mạng

 Giá thành triển khai cao

 Internet là một mô hình Mesh với rất nhiều

đường và điểm nối

Mô hình Mesh

Hình 2-10 Mô hình mạng Mesh điển hình

Mô hình Star Bus

 Dùng Bus làm sương

sống cho mạng

 Liên thông với nhau

qua 2 hay nhiều hub

Hình 2-11 Mô hình mạng star-bus

Mô hình Star Ring

 Vật lý theo mô hình Star

 Truyền dữ liệu logic theo

mô hình Ring

 Có thể dùng các Hub ngoài nối với các Hub trong

 Mạng hoạt động bình thường ngay cả khi có một máy gặp lỗi

Hình 2-12 Mô hình mạng Star chuẩn

Xây dựng một mô hình mạng

 Đầu tiên, xác định các yêu cầu

 Qua các câu hỏi:

 Có bao nhiêu máy trạm?

 Có bao nhiêu máy chủ?

 Đơn vị có kế hoạch mở rộng không?

 Các loại ứng dụng nào chạy trong mạng?

Xây dựng một mô hình mạng

( tiếp theo )

 Bước tiếp theo là phác thảo mô hình mạng

 Xem xét bản thiết kế toà nhà

 Đánh dấu vị trí các thiết bị mạng

 Dùng phần mềm, như netViz, để vẽ lược đồ

mạng

 Thu thập để thông tin chi tiết để các kỹ thuật

viên có thể khắc phục lỗi qua lược đồ mạng

 Lược đồ mạng luôn luôn được cập nhật

Lược đồ mạng đơn giản

Hình 2-13 Lược đồ mạng đơn giản

 Mô hình Star giúp quản lý tập trung và

giảm lỗi Mạng không bị ảnh hưởng khi

cáp hoặc máy tính hỏng

 Star là mô hình được dùng phổ biến hiện

nay

Tóm tắt chương (tiếp)

 Mô hình Ring giúp cân bằng thời gian dùng tài nguyên mạng giữa các máy tính, nhưng hiệu

năng mạng giảm nhiều khi số lượng máy tăng

 Hub, thiết bị trung tâm trong mô hình Star,

truyền nhận tín hiệu qua mạng

 Hub tích cực phục hồi tín hiệu

 Hub thụ động đơn giản là truyền tín hiệu

Tóm tắt chương (tiếp)

 Switch là thiết bị có băng thông rộng và thông minh, hiệu năng cao hơn Hub

 Switches là sự lựa chọn chính trong mô hình

Star tại các đơn vị sử dụng mạng

 Rất hiều mô hình mạng kết hợp cho phép tăng

độ chính xác và linh động – Mô hình star mở

rộng được dùng phổ biến

 Mô hình Mesh giúp giảm thiểu lỗi tốt nhất, tất cả các máy tính đều liên kết với tất cả các máy

khác trong mạng

Tóm tắt chương (tiếp)

 Mô hình Star bus hoặc star ring là sự kết

hợp của việc quản lý tập trung của mô

hình Star và những ưu điểm của Bus và

Ring

 Mô hình mạng cần gắn liền với mạng trong thực tế cũng như cần được bảo trì, sửa

chữa khi có thay đổi

 Rất nhiều công cụ giúp thiết kế và bảo trì

mạng