Quản trị mạng lan wan tổng hợp

Giới thiệu• Một công nghệ kết nối có thể được sử dụng để kết nối nhiều mạng vật lý thành một hệ thống truyền thông lớn, đồng bộ • Mở rộng khái niệm liên mạng và cung cấp các chi tiết b

Mạng LAN và WAN

Chương 1: Tổng quan về mạng

Nội Dung

• Giới thiệu

• Nhu cầu sử dụng mạng

• Khái niệm về các dịch vụ thông dụng

• Các dịch vụ thông dụng trong thế giới không đồng

Giới thiệu

• Một công nghệ kết nối có thể được sử dụng để kết

nối nhiều mạng vật lý thành một hệ thống truyền thông lớn, đồng bộ

• Mở rộng khái niệm liên mạng và cung cấp các chi

tiết bổ sung về công nghệ mạng.

• Nghiên cứu lần lượt các giao thức và giải thích

mỗi giao thức sử dụng công nghệ như thế nào để đạt đến độ tin cậy và không có lỗi trong truyền thông

Nhu cầu sử dụng mạng

• Các công nghệ mạng LAN được thiết kế nhằm cung cấp

truyền thông tốc độ cao qua những khoảng cách ngắn.

• Các công nghệ mạng WAN được thiết kế nhằm mục đích

cung cấp các giao tiếp qua những khu vực lớn.

• Một tổ chức lớn với những yêu cầu mạng khác nhau thì

cần nhiều mạng vật lý.

• Tổ chức chọn kiểu mạng sao cho tốt nhất đối với mỗi công

việc Do đó một tổ chức sẽ có một vài kiểu mạng.

• Kỹ thuật mạng LAN giống như Ethernet phải có những

giải pháp tốt nhất cho việc kết nối các máy tính tại vị trí xác định.

Khái niệm về dịch vụ thông dụng

• Người sử dụng không thỏa mãn, làm việc không hiệu quả

khi họ phải sử dụng các máy tính khác nhau trên cùng một mạng

• Hầu hết hệ thống truyền thông trong máy tính hiện đại

đều cho phép giao tiếp giữa hai máy điện thoại bất kỳ.

• Dịch vụ thông dụng là khái niệm nền tảng của mạng Một

người dùng trên máy tính nào đó thuộc một tổ chức bất kỳ

có thể gửi tin nhắn hoặc dữ liệu đến người dùng khác.

• Một hệ thống truyền thông cung cấp dịch vụ thông dụng

đều cho phép hai máy tính bất kỳ được giao tiếp với nhau Dịch vụ thông dụng luôn luôn là một điều đáng mơ ước , bởi vì nó làm tăng hiệu năng công việc của cá nhân

Các dịch vụ thông dụng trong một thế giới phức tạp (1-2)

• Dịch vụ thông dụng nghĩa là một tổ chức đáp ứng nhu cầu

thông qua một công nghệ mạng hoặc có thể có nhiều dịch

vụ thông dụng thông qua nhiều hệ thống mạng mà sử dụng nhiều công nghệ không? Sự không tương thích về điện đó làm cho nó không đến từ một mạng lớn bằng dây dẫn thông nhau từ 2 mạng

• Thiết bị đầu nối không thể được sử dụng với những công

nghệ mạng không đồng nhất bởi vì các công nghệ khác nhau sử dụng các gói định dạng và các bản đồ địa chỉ không tương thích nhau

• Một khung được tạo ra cho một công nghệ mạng không

thể truyền trên một mạng, khi mà chúng sử dụng kỹ thuật khác nhau.

Các dịch vụ thông dụng trong một thế giới phức tạp (2-2)

• Điểm cần chú ý:

• Mặc dù các dịch vụ thông dụng là điều đáng mong ước đối

với chúng ta tuy nhiên tính không tương thích với mạng

về mặt phần cứng và việc đánh địa chỉ vật lý, vô tình ngăn cản các tổ chức xây dựng nên mạng toàn cầu nối giữa các

kỹ thuật khác nhau

• Internetworking, hệ thống sử dụng cả phần cứng và phần

mềm Các hệ thống phần cứng được thêm vào dùng để liên kết việc cài đặt các mạng vật lý Phần mềm trên tất cả các máy tính cố định thì cung cấp các dịch vụ thông dụng Kết quả hệ thống của mạng vật lý có kết nối được biết như là một internetwork hay internet.

• Giao tiếp mạng internet khá phổ biến Trong trường hợp này

mạng internet không bị giới hạn về không gian (kích cỡ) – nó

có thể bao gồm một vài mạng nhỏ hoặc hàng ngàn mạng lớn

Số lượng máy tính được gắn với mỗi mạng con trong mạng internet là một con số biến đổi – một vài mạng không tồn tại bất cứ máy tính nào trong khi những mạng khác thì có đến cả trăm máy (Vd: mạng wifi trong quán cà phê)

Mạng vật lý kết nối với với các

router (1-2)

• Thành phần phần cứng cơ bản được sử dụng để kết nối

các mạng với nhau là router Các router cầu nối – mỗi router là một hệ thống phần cứng có mục đích đặc biệt để thực hiện liên thông mạng.

• Một router chứa 1 bộ xử lý và bộ nhớ cũng như là mỗi

giao tiếp I/O cho mỗi mạng kết nối với nó.

Hai mạng vật lý được kết nối bởi một router, mà mỗi giao tiếp cho một mạng kết nối Các máy tính có thể cố định cho mỗi mạng.

• Một router có thể kết nối hai mạng LAN, một

LAN và một WAN, hoặc hai WAN Khi một router kết nối hai mạng trong cùng một lớp mạng, các mạng không cần sử dụng kỹ thuật giống nhau Một router có thể kết nối một Ethernet LAN đến một mạng Frame Relay.

• Tổng kết:

M t router là m t h th ng có m c đích đ c bi t ộ ộ ệ ố ụ ặ ệ

th c hi n nhi m v liên thông m ng M t router có th đ ự ệ ệ ụ ạ ộ ể ượ c dùng các k thu t khác nhau đ liên thông m ng, g m ph ỹ ậ ể ạ ồ ươ ng ti n ệ khác nhau, s đ đ a ch v t lý, ho c đ nh d ng khung ơ ồ ị ỉ ậ ặ ị ạ

Mạng vật lý kết nối với với các

router (2-2)

Cấu trúc Internet (1-2)

• Một tổ chức có thể chọn lựa kỹ thuật mạng tương

thích mỗi khi cần bằng cách sử dụng các router,

và sử dụng chúng để kết nối tất cả các mạng trong một internet đơn.

• Một tổ chức hiếm khi sử dụng một router đơn để

kết nối tất cả các mạng đó Vì hai lý do sau:

 Bởi vì bộ xử lý trong một router không đủ “cánh tay” để vận chuyển các gói tin được truyền đi trong một số lượng mạng bất kỳ.

 Phần lớn cung cấp mạng an toàn Tránh điểm hỏng đơn, phần mềm giao thức liên tục giám sát sự kết nối internet, và

chỉ dẫn các router để gửi các gói tin theo các con đường khác

Cấu trúc Internet (2-2)

• Khi lập kế hoạch cho một mạng internet, một tổ

chức phải lựa chọn một thiết kế đáp ứng nhu cầu của tổ chức về độ an toàn, năng suất và giá cả Các chi tiết chính xác của cấu trúc liên kết internet thường phụ thuộc vào băng thông của mạng vật lý, kỳ vọng chuyển vận, các yêu cầu độ

an toàn của tổ chức, giá cả và chất lượng của phần cứng router đạt được.

M t internet g m có m t t p h p nh ng m ng thông v i nhau b i các router, ộ ồ ộ ậ ợ ữ ạ ớ ở

s đ Internet cho phép t ch c đ ch n s m ng và ki u m ng, s các router ơ ồ ổ ứ ể ọ ố ạ ể ạ ố

s d ng đ k t n i chúng thông nhau, và c u trúc n i chính xác ử ụ ể ế ố ấ ố

Mạng ảo (1-2)

• Phần mềm giao thức internet ẩn bên trong chi tiết

của mạng vật lý có sự kết nối, địa chỉ vật lý, và thông tin định tuyến – không người sử dụng cũng không chương trình ứng dụng nhận biết tầng dưới mạng vật lý hoặc các router được kết nối tới chúng

• Một hệ thống mạng ảo là hệ thống môi trường

truyền thông trừu tượng.

(a)

Sự phân lớp và bộ giao thức

TCP/IP (1-3)

• Mô hình không chỉ chứa một lớp cho bộ giao thức

internet Mô hình tham chiếu 7 lớp biểu diễn toàn

bộ lớp đến các giao thức tầng phiên, mà ít nhiều đã trở nên quan trọng như là hệ thống máy tính có được thay đổi từ các hệ thống chia sẻ thời gian để cung cấp cho các máy trạm.

Application Transport Internet Network interface Physical

Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1

mô hình tham chi u 7 l p ISO ế ớ

Giao th c l p 2 xác đ nh d li u t ch c nh th nào trong khung và ứ ớ ị ữ ệ ổ ứ ư ế máy tính truy n các khung nh th nào trên m t m ng, nó cũng là ề ư ế ộ ạ

giao th c l p 2 trong mô hình tham chi u ISO ứ ớ ế

• L p 3: Liên m ng ớ ạ

Giao thức lớp 3 chỉ định các định dạng của gói tin được gửi qua một mạng Internet tốt như là các máy xử lý trước các gói tin rồi đi từ một máy tính qua

một máy tính hoặc qua nhiều router để đến đích cuối cùng.

Giao th c l p 4, gi ng nh là l p 4 trong mô hình ISO, ch đ nh ứ ớ ố ư ớ ỉ ị

nh th nào là ch c ch n v n chuy n an toàn ư ế ắ ắ ậ ể

L p 5 t ớ ươ ng ng v i l p 6 và l p 7 trong mô hình ISO M i giao th c ứ ớ ớ ớ ỗ ứ

Sự phân lớp và bộ giao thức

TCP/IP (3-3)

• L p 4: V n chuy n ớ ậ ể

• L p 5: ng d ng ớ Ứ ụ

Các host, Routers và các lớp giao thức

• TCP/IP định nghĩa thuật ngữ host computer để

tham chiếu tới bất kỳ máy tính nào mà kết nối đến

internet và thực thi các ứng dụng Một host có thể

nhỏ như là một máy tính cá nhân hoặc lớn như một

máy tính lớn Một CPU của host có thêr chậm hoặc

nhanh, bộ nhớ có thể nhỏ hoặc lớn và bất kỳ mạng

nào kết nối tới host có thể vật hành ở tốc độ chậm

hoặc nhanh Các giao thức TCP/IP làm cho bất kỳ

các host nào đều có thể giao tiếp với nhau, dù có sự

khác nhau về phần cứng Cả các host và router đều

cần đến phần mềm giao thức TCP/IP Tuy nhiên

các router thì không sử dụng các giao thức TCP/IP

từ tất cả các lớp Một router không cần giao thức

lớp 5 cho các ứng dụng giống như việc truyền file

bởi vì các router không chạy như những ứng dụng.

Mạng LAN và WAN

Chương 2: LAN

Mạng nội bộ LAN

• LAN là gì?

• Lan là mạng dữ liệu có tốc độ cao, sử dụng trong

một khu vực địa lý nhỏ Nó tiêu biểu cho kết nối giữa các trạm làm việc, các máy tính cá nhân, các máy in, các máy chủ và các thiết bị khác Mạng Lan cung cấp cho người dùng những lợi ích bao gồm: việc truy cập các thiết bị, và các ứng dụng dùng chung, trao đổi file giữa những user được nối kết với nhau, giao tiếp giữa các user thông qua thư điện tử và các ứng dụng khác.

Những công nghệ cốt lõi (1-18)

• Giao thức LAN và mô hình OSI

• Các giao thức ở lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu

(đối với mô hình OSI) trong mạng LAN.

Data link layer

LLC sublayer

MAC sublayer

Physical layer

Những công nghệ cốt lõi (2-18)

3 công nghệ chủ yếu thường sử dụng trong LAN

Những công nghệ cốt lõi (3-18)

• Những phương pháp truy nhập truyền thông LAN

• Sự tranh chấp phương tiện truyền thông xảy ra khi hai

hoặc hơn hai thiết bị mạng có dữ liệu được gửi cùng thời điểm Vì nhiều thiết bị không thể nói cùng một lúc trên đường truyền, một vài phương pháp cho phép duy nhất một thiết bị truy nhập phương tiện truyền thông tại một thời điểm Điều này được thực hiện trong hai phương pháp: đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột (CSMA/CD) và truyền thẻ bài (token-passing).

• Việc sử dụng công nghệ CSMA/CD (như: Ethernet, các

thiết bị mạng) mục đích là cạnh tranh với các mạng đa

vì số thiết bị trong mạng tăng lên.

Những công nghệ cốt lõi (5-18)

• Trong mạng token-passing (như Token Ring và FDDI), thẻ bài

(Token) là một đơn vị dữ liệu đặc biệt, có kích thước và nội dung gồm các thông tin điều khiển được quy định riêng cho mỗi phương pháp, thẻ bài được truyền từ thiết bị này đến thiết bị khác Khi một thiết bị có dữ liệu được chuyển đi, nó phải đợi cho đến khi nó có thẻ bài, và sau đó mới thực hiện việc chuyển dữ liệu Khi hoàn tất quá trình truyền dữ liệu, thẻ bài được giải phóng để các thiết bị khác trong mạng truyền thông đó có thể dùng Ưu điểm chính của mạng sử dụng thẻ bài là nó có khả năng tự quyết định Nói cách khác, nó dễ dàng tính toán thời gian lớn nhất sẽ truyền trước khi thiết bị có yêu cầu truyền dữ liệu Mạng token-passing phổ biến với

sự giải thích này trong một số môi trường thời gian thực như các nhà máy, nơi mà máy móc có khả năng giao tiếp với nhau tại một

Những công nghệ cốt lõi (6-18)

• Đối với những mạng sử dụng công nghệ CSMA/CD, bộ chuyển

mạch (switch) phân đoạn mạng thành nhiều miền xung đột Số thiết bị trên một phân đoạn mạng giảm phải phụ thuộc vào phương tiện đó Bởi lẽ việc tạo ra một số miền xung đột nhỏ, mạng được thực thi nhanh hơn mà không cần yêu cầu phải thay đổi địa chỉ.

• Những mạng CSMA/CD thông thường là truyền half-duplex, nghĩa

là khi một thiết bị gửi thông tin, nó không thể nhận thông tin trong cùng một thời điểm Đây là trường hợp giống như máy bộ đàm Khi một người muốn nói, anh ta nhấn nút truyền và bắt đầu nói Khi anh ta nói không ai khác trên cùng một tần số có thể nói Khi anh ta hoàn thành việc gửi, anh ta nhấn nút truyền, tần số này sẽ được sẵn sàng cho các người dùng khác.

Những công nghệ cốt lõi (7-18)

• Khi bộ chuyển mạch (switch) cho phép truyền ở chế độ

full-duplex Full-duplex làm việc như là chiếc điện thoại Bạn có thể nghe và nói cùng một thời điểm Khi một thiết

bị trực tiếp gắn vào cổng của switch, thì hai thiết bị có thể vận hành ở chế độ full-duplex.

• Hầu hết sự kết nối dữ liệu không cân đối (với nhiều dữ liệu

truyền đi theo nhiều hướng khác nhau), lợi ích thì không nhiều như nhu cầu Tuy nhiên, vận hành chế độ full-duplex thì tăng thông lượng trong hầu hết các ứng dụng vì mạng truyền thông không được chia sẽ nhiều hơn Hai thiết bị kết nối ở chế độ full-duplex, luôn ở chế độ sẵn sàng gửi dữ

Những công nghệ cốt lõi (8-18)

• Các phương thức truyền trong LAN

• Dữ liệu LAN thường được truyền trong 3 phương thức

sau: unicast, multicast, broadcast Trong mỗi phương thức, một gói tin có thể được gửi đến một hoặc hơn một trên mỗi phân nhánh.

• Trong truyền unicast: Khi một gói tin gửi từ nguồn đến

đích trên một mạng Trước tiên gói tin đó phải có địa chỉ nguồn tại nút nguồn và địa chỉ đích tại nút đích Gói tin này được chuyển lên mạng, và cuối cùng, được chuyển qua mạng để đến đích.

Những công nghệ cốt lõi (9-18)

• Truyền multicast bao gồm một gói tin được sao chép và gửi

đặc biệt đến một tập các điểm được phân nhánh nhỏ trên mạng Đầu tiên, địa chỉ nút nguồn của gói tin đang sử dụng bởi địa chỉ multicast Gói tin sau khi được chuyển đi trên mạng, nó sẽ sao chép thành các gói tin và chuyển bản sao này đến mỗi điểm phân nhánh theo địa chỉ multicast.

• Truyền broadcast bao gồm các gói tin được sao và gửi đến

tất cả các nút trên mạng Ở phương thức truyền kiểu này, địa chỉ nút nguồn của gói tin đang sử dụng bởi địa chỉ broadcast Gói tin sau khi gửi lên mạng, nó sao chép các gói tin và gửi mỗi bản sao đến mỗi nút trên mạng.

Những công nghệ cốt lõi (10-18)

• Cấu trúc LAN

• Cấu trúc LAN định nghĩa cách tổ chức các thiết bị mạng

Thông thường cấu trúc LAN gồm 4 kiểu: hình thẳng (bus), hình vòng (ring), hình sao (star) và hình cây (tree) Những cấu trúc này có đặc tính logic Nhưng thực tế các thiết bị không tuân theo những cấu trúc này Ví dụ: Cấu trúc bus

và ring, thông thường được tổ chức như là cấu trúc sao Một cấu trúc bus có cấu trúc thẳng tuyến tính, dữ liệu sẽ lan truyền từ trạm nguồn dọc theo chiều dài và tất cả các trạm khác đều nhận được.

Những công nghệ cốt lõi (11-18)

• Ba loại cáp được sử dụng trong mạng LAN: mạng

Ethernet/IEEE 802.3 – gồm cả 100BaseT được thực thi trong mạng cấu trúc bus.

Mạng thực thi cấu trúc Bus cục bộ

Những công nghệ cốt lõi (12-18)

• Cấu trúc vòng là một cấu trúc của mạng LAN, gồm một dãy các

thiết bị được nối kết với nhau bằng sự truyền vô hướng những mối liên kết này tạo thành một vòng kín Cả hai mạng Token Ring/ IEEE 802.5 và mạng FDDI đều lắp đặt một cấu trúc vòng.

Mạng thực thi cấu trúc vòng

Những công nghệ cốt lõi (13-18)

• Cấu trúc hình sao là cấu trúc của mạng LAN, những điểm cuối

trên mạng thông thường được kết nối đến một hub trung tâm, hoặc switch, bởi liên kết chuyên dụng Cấu trúc logic bus và vòng thường được thực thi vật lý trong cấu trúc hình sao.

• Cấu trúc hình cây là cấu trúc của mạng LAN, giống với cấu trúc

thẳng, trừ khi các nhánh với nhiều nút có thể có trong trường hợp này.

Một cấu trúc cây có thể chứa nhiều nút.

Những công nghệ cốt lõi (14-18)

• Những thiết bị LAN

• Những thiết bị thông thường được sử dụng trong mạng LAN bao

gồm: các bộ lặp (repeaters), các hubs; đối với mạng LAN mở rộng: các cầu nối (bridges), bộ chuyển mạch LAN (switchs), và bộ định tuyến (routers).

• Repeater là thiết bị vật lý được sử dụng để kết nối các phân đoạn

mạng bên trong của một mạng mở rộng Repeater về bản chất có khả năng xử lý thành 1 chuỗi cáp từ 1 cáp đơn Các Repeater nhận tín hiệu từ một phân đoạn mạng được khuyếch đại, lặp lại và truyền lại những tín hiệu đó đến các phân đoạn mạng khác Những tín hiệu bị suy giảm vì chiều dài cáp và số lượng thiết bị kết nối nhiều Các repeater không có khả năng thực thi việc lọc phức tạp

và xử lý lưu lượng mạng khác.

Những công nghệ cốt lõi (15-18)

• Hub là thiết bị ở tầng vật lý kết nối với nhiều máy trạm, qua mỗi

cáp chuyên dụng Các kết nối điện tử được tạo ra bên trong hub, các hub được sử dụng tạo ra mạng cấu trúc hình sao trong khi cấu hình mạng LAN có thể có chứa cấu trúc hình bus hoặc vòng.

Một Repeater kết nối với hai phân đoạn mạng

Những công nghệ cốt lõi (16-18)

• Mạng LAN mở rộng khi truy cập từ xa nhiều lớp switch

được kết nối đến một router chính LAN mở rộng thực hiện đẩy lưu lượng từ tất cả các giao thức mạng chuẩn (như IP, IPX, và Apple Talk) và lọc lưu lượng dựa trên địa chỉ MAC hoặc các loại giao thức ở lớp mạng (lớp Network) LAN mở rộng thì tối ưu vì các router chính có thể lọc bỏ các broadcast và multicast Tuy nhiên LAN mở rộng không có khả năng chia nhỏ lưu lượng mạng hoặc tạo

ra sự bảo mật từ tường lửa.

Những công nghệ cốt lõi (17-18)

Những công nghệ cốt lõi (18-18)

• Những câu hỏi tổng kết bài

• Q- Mô tả loại truy cập truyền thông sử dụng trong mạng Ethernet

• A- Ethernet sử dụng CSMA/CD Mỗi trạm mạng lắng nghe trước và

sau khi truyền dữ liệu Nếu phát hiện sự xung đột, cả hai thực hiện đợi một thời gian ngẫu nhiên trước khi thực hiện việc truyền lại.

• Q- Mô tả loại truy cập truyền thông sử dụng Token Ring

• A- Token Ring thực hiện truyền gói tin qua một loại đặc biệt gọi là

truyền thẻ bài qua mạng vòng tròn Nếu thiết bị mạng có dữ liệu gửi,

nó phải đợi cho tới khi có thẻ bài mới được gửi Sau đó dữ liệu sẽ được gửi, thẻ bài được truyền tiếp trên mạng.

• Q- Mô tả việc truyền: unicast, multicast và broadcast

• A- Unicast là cách truyền từ một nguồn đến một đích Multicast là

cách truyền từ một nguồn đến nhiều trạm Broadcast là cách truyền từ một nguồn đến tất cả các trạm trên phân đoạn của mạng.