Sơ lược về mạng máy tính

Chu n dùng cho NIC là.

M C L C

Phân lo i m ng máy tính theo ph m vi đ a lý 3

H đi u hành m ng – NOS (Network Operating System) 16

M NG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS)

V c b n, m t m ng máy tính là m t s các máy tính đ c n i k t v i nhau theo m t cách nào đó Khác v i các tr m truy n hình ch g i thông tin đi, các m ng máy tính luôn hai chi u, sao cho khi máy tính A g i thông tin t i máy tính B thì B có th tr l i l i cho A

Nói m t cách khác, m t s máy tính đ c k t n i v i nhau và có th trao đ i thông tin cho nhau g i là m ng máy tính

T nhi u máy tính riêng r , đ c l p v i nhau, n u ta k t n i chúng l i thành

m ng máy tính thì chúng có thêm nh ng u đi m sau:

• Nhi u ng i có th dùng chung m t ph n m m ti n ích

• M t nhóm ng i cùng th c hi n m t đ án n u n i m ng h s dùng chung d li u c a đ án, dùng chung t p tin chính (master file) c a đ

án, h trao đ i thông tin v i nhau d dàng

• D li u đ c qu n lý t p trung nên an toàn h n, trao đ i gi a nh ng

ng i s d ng thu n l i h n, nhanh chóng h n

• Có th dùng chung thi t b ngo i vi hi m, đ t ti n (máy in, máy v , )

• Ng i s d ng trao đ i v i nhau th tín d dàng (E-Mail) và có th s

d ng h m ng nh là m t công c đ ph bi n tin t c, thông báo v

m t chính sách m i, v n i dung bu i h p, v các thông tin kinh t khác nh giá c th tr ng, tin rao v t (mu n bán ho c mu n mua m t cái gì đó), ho c s p x p th i khoá bi u c a mình chen l n v i th i khoá bi u c a nh ng ng i khác,

• M t s ng i s d ng không c n ph i trang b máy tính đ t ti n (chi phí th p mà ch c n ng l i m nh)

• M ng máy tính cho phép ng i l p trình m t trung tâm máy tính này có th s d ng các ch ng trình ti n ích c a m t trung tâm máy tính khác đang r i, s làm t ng hi u qu kinh t c a h th ng

• R t an toàn cho d li u và ph n m m vì ph n m m m ng s khoá các

t p tin (files) khi có nh ng ng i không đ quy n h n truy xu t các

t p tin và th m c đó

PHÂN LO I M NG MÁY TÍNH THEO PH M VI A LÝ

M ng máy tính có th phân b trên m t vùng lãnh th nh t đ nh và có th phân b trong ph m vi m t qu c gia hay qu c t

D a vào ph m vi phân b c a m ng ng i ta có th phân ra các lo i m ng

nh sau:

• GAN (Global Area Network) k t n i máy tính t các châu l c khác nhau Thông th ng k t n i này đ c th c hi n thông qua m ng vi n thông và v tinh

• WAN (Wide Area Network) - M ng di n r ng, k t n i máy tính trong

n i b các qu c gia hay gi a các qu c gia trong cùng m t châu l c Thông th ng k t n i này đ c th c hi n thông qua m ng vi n thông Các WAN có th đ c k t n i v i nhau thành GAN hay t nó đã là GAN

• MAN (Metropolitan Area Network) k t n i các máy tính trong ph m

vi m t thành ph K t n i này đ c th c hi n thông qua các môi

tr ng truy n thông t c đ cao (50-100 Mbit/s)

• LAN (Local Area Network) - M ng c c b , k t n i các máy tính trong

m t khu v c bán kính h p thông th ng kho ng vài tr m mét K t n i

đ c th c hi n thông qua các môi tr ng truy n thông t c đ cao ví

d cáp đ ng tr c thay cáp quang LAN th ng đ c s d ng trong n i

b m t c quan/t ch c Các LAN có th đ c k t n i v i nhau thành WAN

Trong các khái ni m nói trên, WAN và LAN là hai khái ni m hay đ c s

d ng nh t

M ng c c b - LAN

M ng c c b (LAN) là h truy n thông t c đ cao đ c thi t k đ k t n i các máy tính và các thi t b x lý d li u khác cùng ho t đ ng v i nhau trong m t khu v c đ a lý nh nh m t t ng c a toà nhà, ho c trong m t toà nhà M t s m ng LAN có th k t n i l i v i nhau trong m t khu làm vi c Các m ng LAN tr nên thông d ng vì nó cho phép nh ng ng i s d ng

(users) dùng chung nh ng tài nguyên quan tr ng nh máy in m u, đ a CD-ROM, các ph n m m ng d ng và nh ng thông tin c n thi t khác Tr c khi phát tri n công ngh LAN các máy tính là đ c l p v i nhau, b h n ch b i

s l ng các ch ng trình ti n ích, sau khi k t n i m ng rõ ràng hi u qu

c a chúng t ng lên g p b i t n d ng h t nh ng u đi m c a m ng LAN

ng i ta đã k t n i các LAN riêng bi t vào m ng chính y u di n r ng (WAN)

Các thi t b g n v i m ng LAN đ u dùng chung m t ph ng ti n truy n tin

đó là dây cáp, cáp th ng dùng hi n nay là: Cáp đ ng tr c (Coaxial cable), Cáp dây xo n (shielded twisted pair), cáp quang (Fiber optic),

M i lo i dây cáp đ u có tính n ng khác nhau

Dây cáp đ ng tr c đ c ch t o g m m t dây đ ng gi a ch t cách đi n, chung quanh ch t cách đi n đ c quán b ng dây b n kim lo i dùng làm dây

đ t Gi a dây đ ng d n đi n và dây đ t có m t l p cách ly, ngoài cùng là

m t v b c b o v Dây đ ng tr c có hai lo i, lo i nh (Thin) và lo i to (Thick) Dây cáp đ ng tr c đ c thi t k đ truy n tin cho b ng t n c b n

(Base Band) ho c b ng t n r ng (broadband) Dây cáp lo i to dùng cho

đ ng xa, dây cáp nh dùng cho đ ng g n, t c đ truy n tin qua cáp đ ng

tr c có th đ t t i 35 Mbit/s

Dây cáp xo n đ c ch t o b ng hai s i dây đ ng (có v b c) xo n vào nhau, ngoài cùng có ho c không có l p v b c b o v ch ng nhi u

Dây cáp quang làm b ng các s i quang h c, truy n d li u xa, an toàn và không b nhi u và ch ng đ c han r T c đ truy n tin qua cáp quang có th

đ t 100 Mbit/s

Nhìn chung, y u t quy t đ nh s d ng lo i cáp nào là ph thu c vào yêu

c u t c đ truy n tin, kho ng cách đ t các thi t b , yêu c u an toàn thông tin

và c u hình c a m ng, Ví d m ng Ethernet 10 Base-T là m ng dùng kênh truy n gi i t n c b n v i thông l ng 10 Mbit/s theo tiêu chu n qu c t ISO/IEC 8802.3 n i b ng đôi dây cáp xo n không b c kim (UTP) trong

Topology hình sao

Vi c k t n i các máy tính v i m t dây cáp đ c dùng nh m t ph ng ti n truy n tin chung cho t t c các máy tính Công vi c k t n i v t lý vào m ng

đ c th c hi n b ng cách c m m t card giao ti p m ng NIC (Network

Interface Card) vào trong máy tính và n i nó v i cáp m ng Sau khi k t n i

v t lý đã hoàn t t, qu n lý vi c truy n tin gi a các tr m trên m ng tu thu c vào ph n m m m ng

u n i c a NIC v i dây cáp có nhi u lo i (ph thu c vào cáp m ng), hi n nay có m t s NIC có hai ho c ba lo i đ u n i Chu n dùng cho NIC là

NE2000 do hãng Novell và Eagle dùng đ ch t o các lo i NIC c a mình

N u m t NIC t ng thích v i chu n NE2000 thì ta có th dùng nó cho nhi u

lo i m ng NIC c ng có các lo i khác nhau đ đ m b o s t ng thích v i máy tính 8-bit và 16-bit

M ng LAN th ng bao g m m t ho c m t s máy ch (file server, host),

còn g i là máy ph c v ) và m t s máy tính khác g i là tr m làm vi c

(Workstations) ho c còn g i là nút m ng (Network node) - m t ho c m t s

máy tính cùng n i vào m t thi t b nút

Máy ch th ng là máy có b x lý (CPU) t c đ cao, b nh (RAM) và đ a

c ng (HD) l n

Trong m t tr m mà các ph ng ti n đã đ c dùng chung, thì khi m t tr m

mu n g i thông đi p cho tr m khác, nó dùng m t ph n m m trong tr m làm

vi c đ t thông đi p vào "phong bì", phong bì này g i là gói (packet), bao

g m d li u thông đi p đ c bao b c gi a tín hi u đ u và tín hi u cu i (đó

là nh ng thông tin đ c bi t) và s d ng ph n m m m ng đ chuy n gói đ n

tr m đích

NIC s chuy n gói tín hi u vào m ng LAN, gói tín hi u đ c truy n đi nh

m t dòng các bit d li u th hi n b ng các bi n thiên tín hi u đi n Khi nó

ch y trong cáp dùng chung, m i tr m g n v i cáp đ u nh n đ c tín hi u này, NIC m i tr m s ki m tra đ a ch đích trong tín hi u đ u c a gói đ xác đ nh đúng đ a ch đ n, khi gói tín hi u đi t i tr m có đ a ch c n đ n, đích tr m đó s sao gói tín hi u r i l y d li u ra kh i phong bì và đ a vào máy tính

Các ki u (Topology) c a m ng LAN

Topology c a m ng là c u trúc hình h c không gian mà th c ch t là cách b

trí ph n t c a m ng c ng nh cách n i gi a chúng v i nhau Thông th ng

m ng có 3 d ng c u trúc là: M ng d ng hình sao (Star Topology), m ng

d ng vòng (Ring Topology) và m ng d ng tuy n (Linear Bus Topology)

Ngoài 3 d ng c u hình k trên còn có m t s d ng khác bi n t ng t 3 d ng này nh m ng d ng cây, m ng d ng hình sao - vòng, m ng h n h p,v.v

M ng d ng hình sao (Star topology)

M ng d ng hình sao bao g m m t trung tâm và các nút thông tin Các nút thông tin là các tr m đ u cu i, các máy tính và các thi t b khác c a m ng Trung tâm c a m ng đi u ph i m i ho t đ ng trong m ng v i các ch c n ng

c b n là:

• Xác đ nh c p đ a ch g i và nh n đ c phép chi m tuy n thông tin và liên l c v i nhau

• Cho phép theo dõi và s lý sai trong quá trình trao đ i thông tin

• Thông báo các tr ng thái c a m ng

Các u đi m c a m ng hình sao:

• Ho t đ ng theo nguyên lý n i song song nên n u có m t thi t b nào

đó m t nút thông tin b h ng thì m ng v n ho t đ ng bình th ng

• C u trúc m ng đ n gi n và các thu t toán đi u khi n n đ nh

• M ng có th m r ng ho c thu h p tu theo yêu c u c a ng i s

d ng

Nh c đi m c a m ng hình sao:

• Kh n ng m r ng m ng hoàn toàn ph thu c vào kh n ng c a trung tâm Khi trung tâm có s c thì toàn m ng ng ng ho t đ ng

• M ng yêu c u n i đ c l p riêng r t ng thi t b các nút thông tin đ n trung tâm Kho ng cách t máy đ n trung tâm r t h n ch (100 m) Nhìn chung, m ng d ng hình sao cho phép n i các máy tính vào m t b t p trung (HUB) b ng cáp xo n, gi i pháp này cho phép n i tr c ti p máy tính

v i HUB không c n thông qua tr c BUS, tránh đ c các y u t gây ng ng

tr m ng G n đây, cùng v i s phát tri n switching hub, mô hình này ngày

càng tr nên ph bi n và chi m đa s các m ng m i l p

M ng hình tuy n (Bus Topology)

Theo cách b trí hành lang các đ ng nh hình v thì máy ch (host) c ng

nh t t c các máy tính khác (workstation) ho c các nút (node) đ u đ c n i

v v i nhau trên m t tr c đ ng dây cáp chính đ chuy n t i tín hi u

T t c các nút đ u s d ng chung đ ng dây cáp chính này Phía hai đ u dây cáp đ c b t b i m t thi t b g i là terminator Các tín hi u và gói d li u (packet) khi di chuy n lên ho c xu ng trong dây cáp đ u mang theo đi ch

c a n i đ n

Lo i hình m ng này dùng dây cáp ít nh t, d l p đ t Tuy v y c ng có nh ng

b t l i đó là s có s ùn t c giao thông khi di chuy n d li u v i l u l ng

l n và khi có s h ng hóc đo n nào đó thì r t khó phát hi n, m t s ng ng trên đ ng dây đ s a ch a s ng ng toàn b h th ng

M ng d ng vòng (Ring Topology)

M ng d ng này, b trí theo d ng xoay vòng, đ ng dây cáp đ c thi t k làm thành m t vòng khép kín, tín hi u ch y quanh theo m t chi u nào đó Các nút truy n tín hi u cho nhau m i th i đi m ch đ c m t nút mà thôi

D li u truy n đi ph i có kèm theo đ a ch c th c a m i tr m ti p nh n

M ng d ng vòng có thu n l i là có th n i r ng ra xa, t ng đ ng dây c n thi t ít h n so v i hai ki u trên Nh c đi m là đ ng dây ph i khép kín,

n u b ng t m t n i nào đó thì toàn b h th ng c ng b ng ng

M ng d ng k t h p

• K t h p hình sao và tuy n (star/Bus Topology)

C u hình m ng d ng này có b ph n tách tín hi u (spitter) gi vai trò thi t b trung tâm, h th ng dây cáp m ng có th ch n ho c Ring Topology ho c

Linear Bus Topology

L i đi m c a c u hình này là m ng có th g m nhi u nhóm làm vi c cách

xa nhau, ARCNET là m ng d ng k t h p Star/Bus Topology C u hình d ng

này đ a l i s uy n chuy n trong vi c b trí đ ng dây t ng thích d dàng

đ i v i b t c toà nhà nào

• K t h p hình sao và vòng (Star/Ring Topology)

C u hình d ng k t h p Star/Ring Topology, có m t "th bài" liên

l c (Token) đ c chuy n vòng quanh m t cái HUB trung tâm

M i tr m làm vi c (workstation) đ c n i v i HUB - là c u n i

gi a các tr m làm vi c và đ t ng kho ng cách c n thi t

Các giao th c (Protocol)

M t t p các tiêu chu n đ trao đ i thông tin gi a hai h th ng máy tính ho c hai thi t b máy tính v i nhau đ c g i là giao th c (Protocol)

Các giao th c (Protocol) còn đ c g i là nghi th c ho c đ nh c c a m ng máy tính

đánh giá kh n ng c a m t m ng đ c phân chia b i các tr m nh th nào H s này đ c quy t đ nh ch y u b i hi u qu s d ng môi tr ng

truy xu t (medium access) c a giao th c, môi tr ng này d ng tuy n tính

ho c vòng M t trong các giao th c đ c s d ng nhi u trong các LAN là:

1 Giao th c tranh ch p (Contention Protocol) CSMA/CD

CSMA là vi t t t t ti ng Anh: Carrier Sense Multiple Access, còn CD là

vi t t t t : Conllision Detect

S d ng giao th c này các tr m hoàn toàn có quy n truy n d li u trên

m ng v i s l ng nhi u hay ít và m t cách ng u nhiên ho c b t k khi nào

có nhu c u truy n d li u m i tr m M i tr m s ki m tra tuy n và ch khi nào tuy n không b n m i b t đ u truy n các gói d li u

CSMA/CD có ngu n g c t h th ng radio đã phát tri n tr ng đ i h c Hawai vào kho ng n m 1970, g i là ALOHANET

V i ph ng pháp CSMA, th nh tho ng s có h n m t tr m đ ng th i truy n

d li u và t o ra s xung đ t (collision) làm cho d li u thu đ c các tr m

b sai l ch tránh s tranh ch p này m i tr m đ u ph i phát hi n đ c s xung đ t d li u Tr m phát ph i ki m tra Bus trong khi g i d li u đ xác

nh n r ng tín hi u trên Bus th t s đúng, nh v y m i có th phát hi n đ c

b t k xung đ t nào có th x y ra Khi phát hi n có m t s xung đ t, l p t c

tr m phát s g i đi m t m u làm nhi u (Jamming) đã đ nh tr c đ báo cho

t t c các tr m là có s xung đ t x y ra và chúng s b qua gói d li u này Sau đó tr m phát s trì hoãn m t kho ng th i gian ng u nhiên tr c khi phát

l i d li u u đi m c a CSMA/CD là đ n gi n, m m d o, hi u qu truy n thông tin cao khi l u l ng thông tin c a m ng th p và có tính đ t bi n

Vi c thêm vào hay d ch chuy n các tr m trên tuy n không nh h ng đ n các th t c c a giao th c i m b t l i c a CSMA/CD là hi u su t c a tuy n

gi m xu ng nhanh chóng khi ph i t i quá nhi u thông tin

2 Giao th c truy n token (Token passing protocol)

ây là giao th c thông d ng sau CSMA/CD đ c dùng trong các LAN có

c u trúc vòng (Ring) Trong ph ng pháp này, kh i đi u khi n m ng ho c

token đ c truy n l n l t t tr m này đ n tr m khác Token là m t kh i d

li u đ c bi t Khi m t tr m đang chi m token thì nó có th phát đi m t gói

d li u Khi đã phát h t gói d li u cho phép ho c không còn gì đ phát n a thì tr m đó l i g i token sang tr m k ti p

Trong token có ch a m t đ a ch đích và đ c luân chuy n t i các tr m theo

m t tr t t đã đ nh tr c i v i c u hình m ng d ng xoay vòng thì tr t t

c a s truy n token t ng đ ng v i tr t t v t lý c a các tr m xung quanh vòng

Giao th c truy n token có tr t t h n nh ng c ng ph c t p h n CSMA/CD,

có u đi m là v n ho t đ ng t t khi l u l ng truy n thông l n Giao th c

truy n token tuân th đúng s phân chia c a môi tr ng m ng, ho t đ ng

d a vào s xoay vòng t i các tr m Vi c truy n token s không th c hi n

đ c n u vi c xoay vòng b đ t đo n Giao th c ph i ch a các th t c ki m

tra token đ cho phép khôi ph c l i token b m t ho c thay th tr ng thái c a

token và cung c p các ph ng ti n đ s a đ i logic (thêm vào, b t đi ho c

đ nh l i tr t t c a các tr m)

Các chu n c a m ng máy tính

m ng đ t kh n ng t i đa, các tiêu chu n đ c ch n ph i cho phép m

r ng m ng đ có th ph c v nh ng ng d ng không d ki n tr c trong

t ng lai t i lúc l p đ t h th ng và đi u đó c ng cho phép m ng làm vi c

v i nh ng thi t b đ c s n xu t t nhi u hãng khác nhau

H i đ ng tiêu chu n qu c t là ISO (International Standards Organization),

do các n c thành viên l p nên Công vi c B c M ch u s đi u hành c a

ANSI (American National Standards Institude) Hoa K ANSI đã u thác

cho IEEE (Institude of Electrical and Electronics Engineers) phát tri n và đ

ra nh ng tiêu chu n k thu t cho LAN

ISO đã đ a ra mô hình 7 m c (layers, còn g i là l p hay t ng) cho m ng, g i

là ki u h th ng k t n i m ho c mô hình OSI (Open System

Interconnection)

Ch c n ng c a m c th p bao g m c vi c chu n b cho m c cao h n hoàn thành ch c n ng c a mình M t m ng hoàn ch nh ho t đ ng v i m i ch c

n ng c a mình ph i đ m b o có 7 m c c u trúc t th p đ n cao

• M c 1: M c v t lý (Physical layer)

Th c ch t c a m c này là th c hi n n i li n các ph n t c a m ng thành

m t h th ng b ng các ph ng pháp v t lý, m c này s có các th t c