CHƯƠNG 2 QUẢN TRỊ THIẾT BỊ MẠNG docx

 Chọn lọc và chuyển tiếp gói tin từ mạng này sang mạng khác  Thông minh hơn trong việc quyết định có chuyển tín hiệu qua đoạn mạng kia hay không  Lọc lưu lượng dựa trên địa chỉ MAC..

CHƯƠNG 2 QUẢN TRỊ THIẾT BỊ MẠNG

Bộ môn Công nghệ thông tin

Trường Đại học Kinh tế Quốc dân

Nội dung chính

 Card giao tiếp mạng (NIC)

 Bộ chuyển tiếp (Repeater)

 Bộ tập trung (Hub)

 Bộ điều chế và giải điều chế (Modem)

 Cầu nối (Bridge)

 Bộ chuyển mạch (Switch)

 Bộ định tuyến (Router)

 Cổng nối (Gateway)

1 Card giao tiếp mạng (NIC)

 Là thiết bị thông dụng nhất để nối máy tính với

mạng.

 Mỗi card mạng có một địa chỉ vật lý duy nhất

(địa chỉ MAC, 48 bits).

 Làm việc ở tầng 2 (mô hình OSI)

 Gồm một bộ thu/phát tín hiệu, bộ xử lý, các bộ

đệm, khuếch đại và đầu nối phù hợp với cáp

đường truyền

 Cáp đồng trục: đầu nối BNC

 Xử lý các frame (kiểm tra địa chỉ Mac, xử lý lỗi, xử lý luồng…)

 Chuyển tiếp cho máy tính xử lý

1 NIC

 Phân loại

 Theo chuẩn mạng

 Hữu tuyến : Ethernet (IEEE 802.3), Token bus (IEEE 802.4),

Token ring (IEEE 802.5), FDDI/CDDI, 100VG-AnyLAN (IEEE 802.11)

 Vô tuyến : Wi-Fi (IEEE 802.11), BlueTooth (IEEE 802.15),

WiMAX (IEEE 802.16), WWAN (GRRS, UTMS, EV-DO)

 Theo tốc độ truyền (ví dụ Ethernet)

 Ethernet : 10 Mbps

 Fast Ethernet : 100 Mbps

 Gigabit Ethernet : 1.000 Mbps

 10 Gigabit Ethernet : 10.000 Mbps

1 NIC

 Phân loại

 Theo loại môi trường truyền

 Hữu tuyến : Cáp xoắn đôi, đồng trục, cáp quang

 Vô tuyến : Radio, viba, hồng ngoại

 Theo chuẩn khe cắm

 ISA, PCI, USB, PCMCIA (PC card, CardBus),

Express Card, FireWire (IEEE 1394)

 Onboard

1 NIC

Đầu nối BNC

1 NIC

1 NIC

1 NIC

Wireless NIC

1 NIC

 Lắp đặt card mạng

 Tham khảo tài liệu hướng

dẫn kèm theo card mạng

 Nếu lắp đặt nhiều card mạng

phải cấu hình tham số khác nhau cho mỗi card mạng

 Cài đặt driver và cấu hình

cho card mạng

 Driver phụ thuộc vào loại hệ

điều hành và loại card mạng

 Được cung cấp kèm theo

card mạng hoặc có sẵn trong

hệ điều hành

Windows XP

1 NIC

1 NIC

 Trạng thái đèn LED trên card mạng

 ACT: Đèn chớp là đang truyền dữ liệu Đèn sáng là đang truyền liên

tục

 LNK: Đèn sáng là có kết nối với cáp và thiết bị mạng (hub, switch,

…)

 TX: Đèn sáng là đang gửi dữ liệu ra đường truyền

 RX: Đèn sáng là đang nhận dữ liệu từ đường truyền

 Card mạng có thể có từ 2 đến 4 đèn LED tuỳ loại.

1 NIC

2 Bộ chuyển tiếp (Repeater)

 Chức năng: Nhận, khuếch đại và chuyển tiếp tín

quang và một đầu là cáp điện

2 Repeater

 Luật 5-4-3

 Thường dùng để nối các máy tính thành một

mạng LAN theo topo hình sao

 Mỗi một cổng cho phép nối một máy tính vào

3 Hub

 Phân loại

 Hub thụ động (Passive hub)

 Hub chủ động (Active hub)

 Hub thông minh (Intelligent hub)

 Hub đơn (Stand-alone hub)

 Hub ghép tầng (Stackable hub)

 Hub dạng module (modular hub)

 10 Mbps, 100 Mbps, 1.000 Mbps

3 Hub

3 Hub

hub

 Ví dụ: đấu nối hub

đảm bảo tín hiệu đi từ máy tính này đến máy tính khác trong mạng không đi qua nhiều hơn 4 hub.

sống

4 Bộ điều chế và giải điều chế (Modem)

 Kết nối các máy tính thông qua đường điện thoại

 Phân loại:

 Modem trong: gắn vào bo mạch chính của máy tính

 Modem ngoài: là một thiết bị độc lập

 Modem quay số (dial-up):

 Chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lại.

 Tốc độ thấp: ~ 56Kbps

 Modem ADSL:

 Gửi và nhận các tín hiệu số

 Sử dụng kỹ thuật điều chế, tách một đường điện thoại thành 3

kênh: gửi dữ liệu, nhận dữ liệu và nói chuyện qua điện thoại.

 Tốc độ upload: ~64 đến 640Kbps; download: ~1,5 đến 8Mbps

5 Cầu nối (Bridge)

 Làm việc ở tầng 2 (mô hình OSI)

 Chức năng

 Kết nối các đoạn mạng (segment) trong một mạng

 Cho phép nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, khác chuẩn và

khác tốc độ truyền

 Chọn lọc và chuyển tiếp gói tin từ mạng này sang mạng khác

 Thông minh hơn trong việc quyết định có chuyển tín hiệu qua đoạn

mạng kia hay không

 Lọc lưu lượng dựa trên địa chỉ MAC Tăng hiệu suất mạng bởi nó loại

trừ lưu lượng mạng không cần thiết và giảm sự xung đột (collision)

 Chuyển frame giữa các đoạn mạng có giao thức tầng 2 (OSI) khác

nhau

5 Bridge

 Lý do sử dụng:

nhà cách biệt nhau).

lưu lượng và xung đột trên mạng.

cáp, số lượng Node) cần chia ra nhiều phân đoạn mạng.

5 Bridge

 Cơ chế kết nối các mạng có chuẩn khác nhau

5 Bridge

 Quyết định việc truyền tiếp 1 frame :

 Căn cứ vào địa chỉ MAC của máy đích trong frame để quyết định

việc truyền tiếp 1 frame

 Nếu máy đích cùng mạng với máy nguồn: bỏ không truyền tiếp frame

này

 Nếu máy đích khác mạng với máy nguồn: truyền frame đến mạng

đích tương ứng

 Để xác định máy nào thuộc mạng nào cần khai báo trước trong bảng

định tuyến (routing table) của cầu nối

 Nhược điểm :

 Người quản trị mạng phải cập nhật bảng định tuyến của tất cả các cầu

nối khi có sự thay đổi cấu trúc mạng

5 Bridge

 Cầu nối trong suốt (Transparent bridge)

 Người sử dụng không cần khai báo bảng định

tuyến.

 Khi nhận 1 frame, cầu nối căn cứ vào địa chỉ

nguồn để biết máy nào thuộc mạng nào và cập nhật vào bảng định tuyến.

 Thủ tục định tuyến : Vẫn căn cứ vào địa chỉ đích

Nếu biết máy đích thuộc mạng nào sẽ chỉ truyền frame đến lối ra tương ứng Nếu chưa biết máy đích thuộc mạng nào sẽ truyền frame đến mọi lối

 Cách khắc phục: Qui định thời gian có giá trị của các địa chỉ trong bảng định

tuyến Nếu quá thời gian này địa chỉ sẽ mất giá trị, bắt buộc cầu nối phải cập nhật lại địa chỉ đó trong bảng định tuyến (Vd mỗi 300s cập nhật 1 lần).

 Cầu nối hoạt động

một cách tự động, không cần sự khai báo của con người.

5 Bridge

 Cầu nối dạng cây bao trùm

Protocol) theo chuẩn IEEE 802.1D để khắc phục tình

trạng vòng lặp.

Data Units) lẫn nhau để xây dựng cây bao trùm:

 Chọn 1 cầu nối làm nút gốc.

 Xây dựng đường đi ngắn nhất đến mọi cầu khác (theo tốc độ

truyền).

 Nếu 1 cầu nối hay LAN bị hỏng sẽ phải xây dựng lại cây bao

trùm mới (kiểm tra sau mỗi 30-50s).

 Các cầu không hoạt động sẽ ở trạng thái dự phòng.

5 Bridge

 Cầu nối dạng cây bao trùm

6 Bộ chuyển mạch (Switch)

 Còn gọi là cầu nối nhiều cổng

 Làm việc ở tầng 2 (mô hình OSI)

 Cơ chế làm việc của switch hoàn toàn tương tự

như bridge: Dùng địa chỉ MAC để quản lý lưu

lượng truyền giữa các port trên switch.

 Ưu điểm : Giảm xung đột trên mạng so với kết

nối bằng Hub Hiện nay switch được sử dụng

rộng rãi, thay thế cho các hub trước đây.

6 Switch

6 Switch

Phân loại switch theo chế độ hoạt động

frame dữ liệu ra port đích

 Ưu điểm : Tốc độ xử lý nhanh, thời gian trễ nhỏ

 Nhược điểm : không kiểm soát lỗi và lưu lượng, chỉ sử dụng cho Ethernet cùng tốc độ các port.

frame dữ liệu, kiểm tra lỗi rồi mới truyền ra port đích

 Ưu điểm : Truyền dữ liệu tin cậy hơn, truyền được giữa các port khác tốc độ và khác chuẩn

6 Switch

 Mạng LAN ảo (Virtual LAN)

 Thông thường để tạo các LAN khác nhau chỉ cần

kết nối máy tính vào các Hub/ switch khác nhau Các thiết bị Switch cho phép cấu hình chỉ 1 nhóm port được phép truyền dữ liệu lẫn nhau Mỗi

nhóm coi như là 1 LAN riêng (VLAN) cùng chạy trên 1 Switch vật lý.

 Để kết nối các VLAN cần sử dụng Router Một

số Switch được thiết kế có thêm tính năng routing giữa các VLAN được gọi là Switch L3 (Switch

6 Switch

 Switch mức cao

tự như cầu nối Bridge Chuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC.

giữa các VLAN, không cần 1 Router để kết nối các VLAN Chuyển mạch dựa trên địa chỉ mạng.

dịch vụ (port).

7 Bộ định tuyến (Router)

 Hoạt động ở tầng mạng (tầng 3 mô hình OSI)

 Kết nối nhiều mạng với nhau

 Quản lý lưu lượng truyền giữa các mạng dựa vào

địa chỉ IP

7 Router

 Chức năng

 Định tuyến tĩnh ( static routing ): Do người quản trị mạng khai

báo sẵn trong router và không thay đổi trong quá trình sử dụng Nếu trạng thái mạng thay đổi phải khai báo lại.

 Định tuyến động ( dynamic routing ): Các router trên mạng tự

trao đổi thông tin để xây dựng bảng định tuyến Trong quá trình vận hành nếu trạng thái mạng thay đổi sẽ tự động cập nhật bảng định tuyến theo trạng thái mới.

 Hai giải thuật định tuyến động thông dụng nhất hiện nay:

7 Router

 Chức năng

 Các chức năng khác của Router:

 Kiểm soát tắc nghẽn trên mạng (congestion control)

 Kiểm soát chất lượng dịch vụ trên mạng (QoS)

 Gửi các thông báo lỗi trên mạng

 Tách & ghép dữ liệu khi truyền qua các mạng có độ

dài đơn vị dữ liệu khác nhau

 Quản lý địa chỉ mạng (NAT, DHCP, ACL, cấm

broadcast, tích hợp chức năng Firewall, …)

 Quản trị, giám sát, thống kê trạng thái hoạt động các

7 Router

7 Router

 Định tuyến distance vector (vectơ khoảng cách)

 Đầu tiên mỗi router sẽ cập nhật đường đi đến các mạng nối kết trực

tiếp với mình vào bảng chọn đường

 Theo định kỳ (30-90 giây), một router phải gởi bảng chọn đường của

mình cho các router láng giềng

 Khi nhận được bảng chọn đường của một láng giềng gởi sang, router

sẽ tìm xem láng giềng của mình có đường đi đến một mạng nào mà mình chưa có hay một đường đi nào tốt hơn đường đi mình đã có hay không Nếu có sẽ đưa đường đi mới này vào bảng chọn đường của mình với Next hop để đến đích chính là láng giềng này

 Nhược điểm :

 Thời gian xây dựng bảng định tuyến cho tất cả các router trên mạng

chậm (còn gọi là thời gian hội tụ, convegent time)

 Tốn băng thông để gửi toàn bộ bảng định tuyến đến mọi router

7 Router

 Định tuyến link state (trạng thái liên kết)

 Khắc phục các nhược điểm của distance vector

 Nguyên tắc:

 Mỗi router sẽ gởi thông tin về trạng thái liên kết của mình (các mạng

nối kết trực tiếp và các router láng giềng) cho tất cả các router trên toàn mạng Các router sẽ thu thập thông tin về trạng thái liên kết của các router khác, từ đó xây dựng lại hình trạng mạng, chạy các giải thuật tìm đường đi ngắn nhất trên hình trạng mạng có được (giải thuật

Dijkstra ) Từ đó xây dựng bảng chọn đường cho mình

 Khi một router phát hiện trạng thái nối kết của mình bị thay đổi, nó sẽ

gởi một thông điệp yêu cầu cập nhật trạng thái nối kết cho tất các các router trên toàn mạng Nhận được thông điệp này, các router sẽ xây dựng lại hình trạng mạng, tính toán lại đường đi tối ưu và cập nhật lại bảng chọn đường của mình

8 Cổng nối (Gateway)

 Mục đích: Dùng để kết nối các ứng dụng với nhau

 Làm việc tầng 7 (mô hình OSI)

 Thường dùng để nối các mạng LAN với máy tính lớn

 Gateway có thể là thiết bị phần cứng hoặc phần

mềm cài đặt trong máy tính.

 Hoạt động của gateway thường phức tạp hơn router nên thường chậm hơn và thường không dùng để nối LAN-LAN

8 Gateway

Tương đương chức năng thiết bị trong mô hình OSI

Tầng ứng dụng

Tầng trình diễn

Tầng giao vận

Tầng mạng Tầng liên kết DL

Phần mềm mô phỏng Boson Netsim

 Cài đặt

 Hướng dẫn sử dụng

 Thực hành