Tìm hiểu về mạng cục bộ lan

Khái niệm về giao thứcGiao thức mạng là các quy định về đường truyền vật lý đảm bảotruyền dữ liệu dưới dạng chuỗi bit giữa các thành phần trong mạng và cáctiến trình, các quy định nhằm d

Lời nói đầu

Mạng Máy tính ngày nay trở thành một lĩnh vực nghiên cứu, pháttriển và ứng dụng cốt lõi của công nghệ nghiên cứu, phát triển và ứng cốtlõi của công nghệ điện tử thông tin Mạng có vai trò ứng dụng hết sức lớntrong thực tế như quản lý sản xuÊt kinh doanh, các hệ thống điện thoạiquốc gia vô tuyến viễn thông và an ninh quốc phòng

Việc kết nối các máy tính lại thành mạng trở thành mạng để trao đổithông tin, làm giảm giá thành phần cứng trong khi đó hiệu quả sử dụng lạicao trong quản lý kinh doanh và trong tất cả các mặt của đời sống kinh tế,chính trị xã hội không thể phủ nhận rằng, nhiều ngành kinh tế không cònsức cạnh tranh, không tồn tại nếu có sự giúp đỡ của mạng máy tính Hiệnnay mạng máy tính đã và đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam

Bằng kiến thức đã được học và sự giúp đỡ của thầy cô đặc biệt làthầy giáo hướng dẫn Vũ Đức Lý, em tiến hành làm đề tài về mạng máy tínhmang tính khả thi, góp phần nhỏ bé về kiến thức của mình trong khối lượngkiến thức rộng lớn của công nghệ mạng ngày nay bản thân em không tránhkhỏi những sai sót, rất mong sự giúp đỡ của thầy cô để em hoàn thành tốt

đề tài về mạng

Một lần nữa em xin thành cảm ơn thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thành

đề tài này

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÀ KHÁI NIỆM1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA

1.1.1 Định nghĩa mạng máy tính

Mạng máy tính là tập hợp các máy tính đơn lẻ được kết nối với nhaubằng các phương tiện truyền vật lý (transsmission medium) và theo một kếttrúc mạng xác định (Network Architecture)

Mạng viễn thông thực chất là mạng máy tính chuyên dụng

1.1.1.1 Các thành phần chủ yếu của một mạng máy tính

1.1.2 Kiến thức mạng (Network Architecture)

Kiến thức mạng bao gồm các kiến thức đấu nối các máy tính lại vớinhau và trong quá trình hoạt động truyền thông chúng phải tuân theo một

số quy tắc hay quy ước bắt buộc

Cách thức đấu nối các máy tính lại với nhau bao gồm việc bố trí cácphần tử mạng theo một cấu trúc hình học nào đó và cách đấu nối chúng lạiđược gọi là cấu trúc, hay là topo của mạng (Topology) Tập các quy tắc,quy ước bắt buộc các thành phần của mạng khi tham gia vào các hoạt độngtruyền thông phải tuân theo được gọi là các giao thức mạng (Protocol)

1.1.2.1 Cấu trúc mạng (Topology)

Cấu trúc mạng là cấu trúc hình học không gian của mạng thực chất làcách bố trí vị trí vật lý các node và các thức kết nối chúng lại với nhau Cóhai kiểu cấu trúc mạng, đó là kiểu điểm - điểm và điểm - đa điểm

- Kiểu điểm - điểm (Point to Point): Đường truyền nối từng cặp nodelại với nhau theo một hình học xác định nào đó Nếu các node có nhu cầutrao đổi thông tin thì một kênh truyền vật lý sẽ được thiết lập giữa nodenguồn và node đích bằng một chuỗi tuần tự các node Các node trung gian

có chức năng tiếp nhận thông tin, lưu trữ thông tin tạm thời trong bộ nhớphụ và chờ cho đến khi đường truyền rồi sẽ gửi tiếp thông tin sang nodetiếp theo và cứ như vậy cho đến node đích

C¸c node m¹ng

Terminals (Users)

M¹ng chu tr×nh (LOOD)

* Các mạng có cấu trúc điểm - điểm là

+ Mạng hình sao

- Kiểu đa điểm hay quảng bá (point to multipoint, broadcasting): tất

cả các node cùng truy nhập chung trên 1 đường truyền Thông tin đượctruyền đi từ node nguồn nào đó, tất cả các node còn lại tiếp nhận thông tin,kiểm tra địa chỉ đích, thông tin nhận đến có phải là của nó hay không Vìcác node cùng truy nhập đồng thời nên cần phải có cơ chế giải quyết đụng

độ thông tin trên đường truyền

* Các loại mạng quản bá

Tree

1.1.2.2.1 Khái niệm về giao thức

Giao thức mạng là các quy định về đường truyền vật lý đảm bảotruyền dữ liệu dưới dạng chuỗi bit giữa các thành phần trong mạng và cáctiến trình, các quy định nhằm duy trì cho mọi hoạt động truyền thông đượcchính xác và thông suốt

* Trong quá trình truyền thông, các thành phần của mạng bắt buộcphải tuân theo các quy tắc và tiến trình truyền thông

- Các quy định về cấu trúc, cú pháp các đơn vị dữ liệu sử dụng

- Quy định về khởi động, kết thúc một tương tác

- Thủ tục truy nhập đường truyền

- Thủ tục điều khiển tốc độ, lưu lượng

- Các thủ tục phát hiện, sửa lỗi

- Thủ tục kết nối

Yêu cầu trao đổi thông tin trong mạng máy tính càng cao thì các tiếntrình hoạt động truyền thông càng phức tạp Không thể giải quyết tất cảmọi vấn đề trong một tiến trình, ngành công nghiệp mạng máy tính đã giảiquyết từng phần sao cho các tiến trình có thể liên kết được với nhau, có khảnăng sửa đổi, mở rộng bổ xung các yêu cầu truyền thông.

1.2.2.3 Các giao thức phổ biến của mạng máy tính.

- Systems Network Architecture (SNA): kiến trúc mạng SNA đượcCông ty IBM thiết kế và giới thiệu vào tháng 9/1973 SNA là đặc tả kiếntrúc mạng xử lý dữ liệu phân tán Nó định nghĩa các quy tắc, các tiến trìnhcho sự tương tác giữa các thành phần trong mạng máy tính, terminal vàphần mềm

SNA được tổ chức xoay quanh khái niệm domain (miền) Một SNAdomain là một điểm điều khiển các dịch vụ hệ thống (SSCP) và kể cả cáctài nguyên đều được nó điều khiển

+ Tầng 4: Transmission Control (kiểm soát truyền)

+ Tầng 5: Data Flow Control (kiểm soát luồng dữ liệu)

- Internet Work Packed Exchange/Sequenced Packet Exchange(IPX/SPX)

Giao thức IPX/SPX được Công ty Novell thiết kế sử dụng cho cácsản phẩm mạng của chính hãng SPX hoạt động trên tầng transport của OSI

có chức năng bảo đảm độ tin cậy của liên kết truyền thông từ nút đến nút.

Nó đảm bảo chuyển giao các gói tin đúng trình tự, đúng đích nhưng không

có vai trò trong định tuyến IXP tuân theo chuẩn OSI, hoạt động tầng mạng,chịu trách nhiệm thiết lập địa chỉ cho các thiết bị mạng Nó là giao thứcđịnh tuyến, kết hợp với các giao thức routing information protocol (RIP) vànetware link protocol (NLSP) để trao đổi thông tin định tuyến với các bộđịnh tuyến lân cận

- Apple Talk: là kiến trúc mạng do hãng Apple Talk phát triển cho

họ các máy tính cá nhân Macintosh Giao thức Apple Talk cũng được pháttriển trên tầng vật lý của Ethernet và Token Ring

Các vùng tối đa trên một phân mạng: phasel là 1; phase 2 là 255.Các node tối đa trên mỗi mạng: phase 1: 254, phase: khoảng 16 triệuĐịa chỉ động dựa trên các giao thức truy nhập: phase 1: node ID,phase 2: network + node ID; phase 1 & 2: Local talk; phase 1: êthrnetphase 2: IEEE 802.2, IEEE802.5

Định tuyến Split - Horizon: phase 1: không, phase 2: có

- Digital Network Architecture (DNA): kiến trúc mạng DNA là sảnphẩm của hãng Digital Equipment Corporation Đặc biệt Digital kết hợp vớicác hãng Intel và Xerox phát triển các phiên bản Ethernet, trong đó cóEhernet version 2

- Họ IEEE 802 (Institute of Electrical and Electronic Engineer): làchuẩn cho các kiến trúc mạng Lan, Man, Wan

Chuẩn IEEE802.2 định nghĩa một tầng con L-C được giao thức tầngdưới sử dụng Giao thức tầng mạng có thể thiết kế độc lập với tầng vật lý

Giao thức tầng dưới: 202.3 (1 base 5,10 base 5, 10 base 2, 10 base7,10 base 36, 10 baseT, 10 base X); 802.4 (Token Bus, 802.5 (TokenRing), 802.6, 802.9, 802.11, 802.12

- Giao thức X25 (Packet Protocol): là chuẩn mạng chuyển mạch góiđược phát triển bởi CCITT (International Telegraph and TelephoneConsultative Committee: Uỷ ban tư vấn điện tín và điện thoại quốc tế) nayđổi thành ITU (International Telecommunication Union - Hiệp hội viễnthông quốc tế).

Physical layer: X21, X21 bis

Data link layer: LAP-B

Network layer: X25

- TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet protocol): là họcác giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thôngliên mạng Vì lịch sử của TCP/IP gắn liền với bộ quốc phòng Mỹ, nên việcphân lớp giao thức TCP/IP được gọi là mô hình DOD (Department ofDefense) Đây là họ các giao thức được sử dụng phổ biến trên mạngInternet mang tính mở nhất, phổ dụng nhất và được hỗ trợ của nhiều hãngkinh doanh, TCP/IP được cài đặt sẵn trong phần thực thi Unix BSD(Berkcly Standard Distribution) Mô hignh DOD gồm 4 tầng

+ Network Acces Layer (Líp truy nhập mạng) tương ứng vớiphysical layer & Data link layer trong OSI

+ Internetwork layer: định tuyến gói dữ liệu giữa các máy chủ

+ Host to host layer: kết nối các thành phần mạng

+ Application layer: hỗ trợ các ứng dụng

1.1.3 Cáp mạng - vận tải truyền (Transmission Medium)

Phương tiện truyền vật lý và vận tải truyền, truyền tải các tín hiệuđiện tử giữa các thành phần mạng với nhau, bao gồm các loại cáp vàphương tiện vô tuyến

1.1.3.1 Các đặc trưng cơ bản của đường truyền.

- Băng thông (Band with) là miền tần số giới hạn thấp và tần số giớihạn cao hay chính là miền tần số mà đường truyền đó có thể đáp ứng được.

Ví dụ băng thông của cáp thoại từ 400 đến 4000Hz có nghĩa là nó có thểtruyền tín hiệu với tần số từ 400 đến 4000 chu kỳ/giây

- Thông lượng (through put) thông lượng của đường truyền là sốlượng các bit được truyền đi trong một giây Hay nói cách khác là tốc độcủa đường truyền dẫn Ký hiệu là bit/s hoặc bps Tốc độ của đường truyềndẫn phụ thuộc vào băng thông và độ dài của nó Một mạng LAN Ethernet

có tốc độ truyền 10Mbps và có băng thông là 10Mbps

- Suy hoa (Attennation): là độ đo sự suy yếu của các tín hiệu trênđường truyền Phụ thuộc vào độ dài của cáp Khi thiết kế cáp cũng cầnquan tâm tới độ dài của cáp

1.1.3.2 Các loại cáp mạng

- Cáp đồng trục: là phương tiện truyền tải các tín hiệu có phổ rộng vàtốc độ truyền cao Băng thông của cáp đồng trục từ 2,5 Mbps (ARC net)đến 10Mbps (Ethenet)

- Cáp xoắn đôi (Twisted Pair Cable): loại cáp xoắn đôi được sử dụnghầu hết trong các mạng LAN cục bộ Cơ bản là giá thành rẻ, dẽ cài đặt có

vỏ bọc tránh nhiệt độ cao, độ Èm và các loại có khả năng chống nhiễu STP(Shield Twisted Pair) Cáp cơ bản có 2 dây đồng xoắn vào nhau giảm độnhạy của cáp với EMI, giảm bức xạ âm nhiễu tần số radio gây nhiễu

Cáp xoắn gồm: cáp có màng chắn (STP) và cáp không vỏ bọc (UTP)

- Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable): cáp sợi quang rất lý tưởng choviệc truyền dữ liệu vì băng thông cao, tránh nhiễu tốt, tốc độ truyền lớntrên đoạn cáp dài vài km Cáp sợi quang gồm một hoặc nhiều sợi quangtrung tâm được bao bọc bởi một lớp vỏ nhựa phản xạ các tín hiệu trở lại vìvậy hạn chế được sự suy hao, mất mát tín hiệu Cáp sợi quang chỉ truyềntín hiệu quang

1.1.4 Các phương tiện vô tuyến

- Radio: Quang phổ của điện từ nằm trong khoảng 10 KHz đến 1Ghz

và có nhiều dải tần

Sóng ngắn (Short Wave)

VHF (Very Hight Frequency) - Tivi & Radio FM

UHF (Ultra Hight Frequency) - Tivi

- Viab: truyền thông viba có hai dạng là viba mặt đất và vệ tinh

* Kỹ thuật truyền hình viba mặt đất: Sử dụng các trạm thu và phátcác tần số nằm trong miền vài Ghz Các thiết bị viba dưới dạng là các tháptiếp sóng đặt cách nhau vài Km để tiếp sóng

* Kỹ thuật truyền thông vệ tinh: sử dụng các trạm thu mặt đất (cácđĩa vệ tinh) và các vệ tinh Tín hiệu đến vệ tinh và từ vệ tinh đến trạm thumột lượt đi hoặc về 23.000 dặm Thời gian truyền một tín hiệu là độc lậpvới khoảng cách, thông thường là 0,5 - 5 giây

* Tia hồng ngoại (Infared system): có 2 phương thức kết nối mạng.+ Point to Point: hoạt động bằng cách tiếp sóng các tín hiệu hồngngoại từ thiết bị này sang thiết bị khác Dải tần số từ 100Ghz đến 1000Ghz,tốc độ truyền khaỏng 100Kbps - 16 Mbps

+ Multipoint: truyền thông đồng thời các tín hiệu hồng ngoại đến cácthiết bị Dải tần số từ 100Ghz đến 1000Ghz nhưng tốc độ truyền tối đa chỉđạt 1Mbps

1.2 CÁC LOẠI MẠNG MÁY TÍNH

1.2.1 Theo chỉ tiêu khoảng cách

- Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) là mạng máy tính màkhoảng cách tối đa của 2 node bất kỳ trong mạng không vượt quá vài km.Thông thường mạng LAN được xác định và cài đặt trong các cơ quan xínghiệp, trong một toà nhà trên phạm vi tương đối hẹp

* Đặc trưng cơ bản của một LAN.

+ Khoảng cách lớn nhất giữa các node không vượt quá vài km

+ Các node nối với nhau trực tiếp Trong quá trình truyền thôngkhông có sự tham gia của mạng viễn thông công cộng

+ Tốc độ truyền cao: có thể đạt trên 100Mbps hoặc 1Gbps Sử dụngphương thức truyền gói không liên kết

+ Lỗi truyền thấp: 10-8 đến 10-11

+ Cấu hình mạng đa dạng

+ Hiệu suất sử dụng đường truyền thấp

- Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN) là mạng đượccài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bánkính khoảng 100km

- Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Network): phạm vi hoạt độngcủa mạng trên diện tương đối rộng như trên phạm vi một quốc gia hoặc liênquốc gia ví dụ mạng VIETPAC chuyển mạch gói của Bưu chính Viễnthông, mạng Internet G

* Đặc trưng cơ bản của một mạng WAN

+ Các node của mạng có trên phạm vi một quốc gia hoặc trên toàn cầu+ Trong quá trình truyền thông của các thực thể có sự hỗ trợ củamạng viễn thông công cộng

+ Tốc độ truyền dữ liệu thấp hơn so với mạng cục bộ Mạng chuyểnmạch gói công cộng X25, thông lượng tối đa 64Kbps, không đáp ứng nhucầu truyền thông đa phương tiện - truyền tích hợp các loại dữ liệu

+ Sử dụng kỹ thuật Frame Relay đạt 2Mbps Kỹ thuật ATM cellrelay đạt 2Mbps, kỹ thuật ATM: cell không đồng bộ có thể đạt hàng trămMbps

+ Lỗi truyền cao

- Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network): phạm vi của mạngtrải rộng trên khắp các lục địa trên trái đất.

Các loại mạng trên phân biệt qua khoảng cách địa lý nhưng chỉ cótính chất tương đối Ngày nay nhờ sự phát triển của công nghệ truyền dẫn

và quản trị mạng nên càng ngày những ranh giới đó càng mờ nhạt đi

1.2.2 Theo kỹ thuật chuyển mạch

- Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switched Network): hai thực thểcàn trao đổi thông tin với nhau, giữa chúng cần xác định một đường truyềnvật lý cố định Dữ liệu là chuỗi bit được truyền đi trên kênh truyền cố định

và duy trì cho đến khi mét trong 2 thực thể ngắt liên lạc Quá trình truyền

dữ liệu của mạng chuyển mạch kênh gồm 3 giai đoạn

• Thiết lập đường truyền

• Truyền dữ liệu

• Huỷ bỏ kênh truyền

Nhược điểm của mạng chuyển mạch kênh

+ Hiệu suất của mạng chuyển mạch kênh thấp vì cần có thời gian đểthiết lập kênh truyền

+ Trên một kênh đã được xác lập chỉ có một truyền thông hoạt động+ Tốc độ truyÒn chậm

+ Dư thừa băng thông, chi phí xây dựng cao

- Mạng chuyển mạch tin báo (Message Swithched Network): để nângcao hiệu suất của kênh truyền, người ta nghiên cứu kỹ thuật truyền thôngsao cho hiệu suất trao đổi thông tin trên một kênh truyền cao hơn kỹ thuậtmạng chuyển mạch kênh Các đường truyền được thiết lập liên kết nhờ cácnode chuyển mạch, nhưng người ta sử dụng thiết bị đầu cuối không phảitrực tiếp thiết lập các liên kết vật lý đó Dữ liệu là các tin báo (Message),

được xem như một đơn vị dữ liệu Mỗi một message chứa thông tin điềukhiển như địa chỉ nguồn, node gửi thông tin địa chỉ của node đích, nơi gửithông tin đến.

* Ưu điểm của mạng chuyển mạch tin báo

+ Hiệu suất kênh truyền cao

+ Ýt xảy ra tắc nghẽn trên đường truyền

+ Hiệu suất sử dụng dải thông của mạng cao

+ Có thể sắp xếp độ ưu tiên cho các tin báo

+ Mạng có khả năng kiểm soát lỗi, sửa lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu

* Nhược điểm chủ yếu của mạng tin báo là

+ Do không có quy định về độ dài tin báo tối đa, vì vậy tốn phí bộnhớ lưu trữ tạm thời các node

+ Mất nhiều thời gian xử lý tại các node (tiếp nhận, lưu trữ, tìmđường rỗi, chuyển tiếp dữ liệu )

+ Tốn phí thời gian phúc đáp của mạng (Responsetime), độ trễ lớn+ Ảnh hưởng đến chất lượng truyền tin

Tóm lại mạng chuyển mạch tin báo có độ trễ lớn do lưu trữ và xử lýthông tin điều khiển tại mỗi node, không phù hợp với các ứng dụng thờigian thực bao gồm truyền thông dữ liệu, video, audio

- Mạng chuyển mạch gói (Packet Switched Network): cũng như kỹthuật mạng chuyển mạch tin báo, trong kỹ thuật mạng chuyển mạch gói,message được chia thành nhiều gói nhỏ (Racket) theo độ dài quy định.Trong mỗi gói tin có các thông tin điều khiển như địa chỉ nguồn, địa chỉđích, mã tập hợp của các gói tin các gói tin của một tin báo có thể truyềnđộc lập trên nhiều đường truyền khác nhau để đến đích và các gói tin củanhiều tin báo khác nhau có thể cùng truyền trên một đường truyền thôngqua liên mạng

* Các kỹ thuật chuyển mạch gói:

+ Data gram

+ Chuyển mạch do VC (Vitual Circuit)

* Ưu điểm của mạng chuyển mạch gói

+ Độ trễ nhỏ vì vậy tốc độ trao đổi thông tin giữa các node nhanhhơn và hiệu quả hơn Tối ưu hoá được băng thông

+ Hiệu suất sử dụng kênh truyền cao, hạn chế được thời gian kênh "chết".+ Va chạm, đụng độ thông tin trên đường truyền Ýt có khả năng cóthể xảy ra

+ Mạng có khả năng kiểm soát lỗi, sửa lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu

* Nhược điểm chủ yếu của mạng chuyển mạch gói tin là

+ Rất khó khăn tập hợp khi các gói tin bị thất lạc hoặc khôi phục cácgói tin ban đầu truyền bị lỗi

+ Mạng chưa đáp ứng được các nhu cầu về truyền thông đa phươngtiện, tích hợp các loại dữ liệu trên một trang thông tin, vì tốc độ truyền dẫncủa mạng còn thấp (64 Kbps)

Một số mạng chuyển mạch gói là: VIETPAC, ARPANET, SNA

* Dịch vụ tệp (File Service): mạng cho phép người sử dụng có thểchia sẻ tài nguyên các cơ sở dữ liệu chung, có thể chuyển giao các tệp dữliệu từ máy này sang máy khác, có thể tra cứu tìm kiếm thông tin và điềukhiển truy nhập Dịch vụ tệp bao gồm:

- Truyền/ nhận File dữ liệu giữa các máy tính, chuyển giao file chongười cần tìm Việc điều tiết truy nhập cơ sở dữ liệu của các hệ phục vụ cóliên quan đến quản trị tệp tin Đây là tính năng dùng chung tệp tin (filesharing)

- Lưu trữ dữ liệu: cập nhật sửa đổi, bổ sung các file dữ liệu Có thểđọc, ghi, sửa đổi và quản lý các file Kho lưu trữ trực tiếp (online storge),

dữ liệu được lưu trữ trên các ổ đĩa cứng và được truy cập theo yêu cầu,cách lưu trữ này tốn kém, chi phí cao và hạn chế về lượng lưu trữ Lưu trữngoại tuyến (offline storge) dữ liệu được lưu trữ trên băng từ, đĩa quangđược tháo lắp đơn giản, tiện lợi Hạn chế quyền truy nhập của nhóm người

sử dụng khác, nhằm đảm bảo an toàn và bảo mật dữ liệu

* Dịch vụ thư điện tử E-Mail (electronic Mail) là dịch vụ phổ biếnnhất của mạng máy tính Người sử dụng có thể trao đổi, tranh luận vớinhau bằng thư điện tử được chuyển từ máy này sang máy khác Trênmạng internet có hàng trăm nghìn máy tính chủ - Mailsevice cung cấp dịch

vụ e-mail cho hàng trăm triệu người trên toàn thế giới Dịch vụ thư điện tửkhác với dịch vụ bưu chính truyền thống, không những giá hạ gấp nhiềulần, chuyển phát nhanh, an toàn mà nội dung của nó có thể tích hợp được

các loại dữ liệu như âm thanh, hình ảnh, đồ hoạ, văn bản trên một bức thư

mà thư bưu chính không thể có được

* Dịch vụ in Ên: nhiều người có thể dùng chung các máy in đắt tiềntrên mạng mà không cần phụ thuộc vào vị trí địa lý người sử dụng với máy

in đó Tiến trình in trên mạng dựa trên hàng đợi bao giờ cũng hiệu quả hơn

so với thực hiện in trực tiếp Dịch vụ in trên mạng cung cấp khả năng đatruy nhập đến máy in, phục vụ đồng thời cho nhu cầu in khác nhau, cungcấp dịch vô Fax và quản lý được các trang thiết bị in chuyên dụng

* Các ứng dụng hướng đối tượng: dùng các dịch vụ tin báo làm công

cô trung gian cho phép tác động đến các đối tượng truyền thông Các ứngdụng tin báo có vai trò như những tác nhân của đối tượng Đối tượng chỉbàn giao dữ liệu cho tác nhân và tác nhân sẽ chịu trách nhiệm bàn giao dữliệu cho đối tượng đích Điều này có nghĩa là các đối tượng không cần cókhả năng truyền thông với các đối tượng khác trên mạng mà vẫn trao đổithông tin được với nhau

* Ứng dụng quản trị luồng công việc nhóm làm việc: sẽ định tuyếncác tư liệu và tài liệu điện tử giữa những người trong nhóm Khi chữ kíđiện tử được bổ sung vào tiến trình thì có thể thay đổi được nhiều tiến trìnhmới

* Ứng dụng liên kết các tư liệu với các đối tượng: các tư liệu khôngnhất thiết là các tập tin thuần văn bản Các tư liệu hiện đại có thể chứanhiều đối tượng khác nhau như âm thanh, hình ảnh, đồ hoạ, văn bản, tiếngnói có thể tích hợp các loại dữ liệu khác nhau để xây dựng một tư liệu.Một đối tượng được nhúng trong tư liệu sẽ có một cấp độ thông minh chophép nó chuyển các tin báo đến hệ điều hành và đến tư liệu khác Nếu thựcnghiệm với OLE của Microsoft windows sẽ thấy ngay ý nghĩa của tác vụ

* Dịch vụ các thư mục: tích hợp mọi thông tin về các đối tượng trênmạng thành một cấu trúc thư mục chung Các đối tượng mạng có thể tham

khảo thư mục để định danh và trao đổi các thông điệp với các đối tượngkhác trên mạng Đối tượng không cần biết địa chỉ, vị trí, dạng thức củathông điệp dịch vụ sẽ cung cấp đầy đủ các thông tin này Dịch vụ thưmục làm đơn giản rất nhiều khối lượng công việc trên mạng Ví dụ có 2 hệphục vụ tập tin và một hệ phục vụ thư điện tử Nếu không có dịch vụ thưmục, điều hành viên của mạng phải quản lý các tải khoản người dùng mộtcách độc lập Dịch vụ thư mục có thể quản lý cả 3 hệ phục vụ đó bằng mộtcấu trúc thư mục Cấu trúc thư mục che dấu cấu trúc vật lý của mạng đểtránh các ứng dụng và người dùng khác Thực tế thư mục đựoc lưu trữtrong các tập tin thường trú vật lý trên một hay nhiều hệ phục vụ Khithông tin trong thư mục được nhân bản trên vài hệ phục vụ khác phải ápdụng tiến trình đồng bộ hoá thư mục để duy trì trạng thái cập nhật của mọinhân bản.

* Dịch vụ cơ sở dữ liệu: là dịch vụ phổ biến nhất về các dịch vụ ứngdụng Các hệ phục vụ cơ sở dữ liệu cho phép các ứng dụng theo thành phầncủa hệ khách và các hệ phục vụ tách biệt, thường được gọi là cơ sở dữ liệukhách/phục vụ (client/server database)

Cơ sở dữ liệu client/server databse cho phép thiết kế các ứng dụngkhách và các ứng dụng phục vụ:

- Ứng dụng khác quản trị nhập liệu của người sử dụng: các chế độhiển thị màn hình, cấu trúc biểu, tiến trình tra cứu, tìm kiếm thông tin gửicho các hệ phục vụ

- Hệ phục vụ cơ sở dữ liệu quản trị các tập tin trong cơ sở dữ liệu,thực hiện các phép lưu trữ như nhập, sửa, xóa thông tin Tra cứu, tìm kiếmthông tin theo yêu cầu của hệ khách Hệ phục vụ cơ sở dữ liệu có thể đápứng các yêu cầu cho nhiều hệ khách trong một lúc

Một hệ phục vụ cơ sở dữ liệu là một hệ thống phần mềm có các chứcnăng chính như sau:

- Cung cấp cơ chế bảo mật cơ sở dữ liệu

- Tối ưu hoá tiến trình thực hiện các thao tác cơ sở dữ liệu

- Xác định vị trí tối ưu để lưu trữ dữ liệu mà không buộc các hệ khácbiết nơi lưu trữ

- Phục vụ số lượng lớn các hệ khách, bằng cách tối ưu hoá thời gianmột hệ khách truy nhập cơ sở dữ liệu

- Phân phối dữ liệu qua nhiều hệ phục vụ cơ sở dữ liệu

- Cơ sở dữ liệu phâ tán ngày nay được ứng dụng rộng rãi trên mạngmáy tính

Chóng ta cho phép lưu trữ dữ liệu trên các máy tính khác nhau tạicác vị trí địa lý khác nhau Với cách nhìn của người sử dụng cơ sở dữ liệuphân tán sử dụng lưu trữ đơn lẻ và dễ sử dụng Để đơn giản người ta saolặp các cơ sở dữ liệu thành nhiều bản sao và được cài đặt trên nhiều vị tríkhác nhau Phương pháp này tạo ra độ an toàn cao, đáp ứng được các nhucầu truy nhập của người sử dụng

* Đồng bộ hoá tiến trình cập nhật thông tin: là biện pháp bảo đảmcho tất cả người sử dụng đều có bản sao mới nhất của tập tin Các dịch vụđồng bộ hoá tiến trình cập nhật tập tin là các tiến trình quản lý tập tin bằngcách giám sát thời gian xác định tập tin nào được cập nhật cận nhất Nhớtheo dõi người sử dụng truy nhập tập tin và ngày giờ cập nhật, dịch vụ này

có thể cập nhật tất cả mọi bản sao tập tin theo phiên bản cận nhất Tuynhiên việc đồng bộ hoá tiến trình cập nhật tập tin không đơn giản khi có rấtnhiều người đồng thời tham gia chia sẻ các tập tin Vì vậy phải đặt các cơchế đảm bảo cho người sử dụng vô tình phá dữ liệu hoặc xoá dữ liệu

- CCUTT: Uỷ bản tư vấn điện tín và điện thoại quốc tế (InternationalTelegraph and Telephone Consulative Committee) nay là Hiện hội viễnthông quốc tế ITU (International Telecommunication Union).

- IEEE (Institute of Electronical and Electronic Engineers): viện các

kỹ sư điện và điện tử

2.1.2 Mô hình kiếm trúc đa tầng

Các mạng máy tính được thiết kế và cài đặt theo quan điểm có cấu trúc

đa tầng Mỗi một thành phần mạng được xem như một hệ thống gồm có nhiềutầng và mỗi tầng bao gồm một số chức năng truyền thông Các tầng đượcchồng lên nhau (chồng giao thức), số lượng và chức năng của các tầng phụthuộc vào các nhà sản xuất và thiết kế Tuy nhiên quan điểm chung là trongmỗi tần có nhiều thực thể (các tiến trình) thực hiện một số chức năng nhằmcung cấp một số dịch vụ, thủ tục cho các thực thể tầng cao hơn

2.1.2.1 Các quy tắc phân tầng

* Số lượng tầng, vai trò và chức năng của các tầng trong mỗi một hệthống của mạng là như nhau

* Trong một hệ thống cần xác định mối quan hệ giữa 2 tầng kề nhau,gọi là giao diện tầng (Interface)

* Xác định mối quan hệ giữa các đồng tầng để thống nhất với nhau

về các phương thức hoạt động trong quá trình truyền thông - giao thức tầng

* Dữ liệu không được truyền từ tầng thứ i của hệ thống gửi sang tầngthứ i của hệ thống nhận, mà được vận chuyển từ tầng cao xuống tầng thấpnhất bên gửi và qua đường truyền vật lý, dữ liệu là chuỗi bit không cấu trúcđược truyền đi snag tầng thấp nhất của hệ thống nhận và từ đó dữ liệu đượcchuyển ngược lên các tầng trên

* Trong các hệ thống, giữa các tầng thấp nhất có liên kết vật lý, giữacác tầng cao hơn có liên kết ảo hay liên kết logic

Mô hình kiến trúc phân tầng

2.2 MÔ HÌNH THAM CHIẾU OSI (OPEN SYSTEM

Mô hình tham chiếu OSI là mô hình tham khảo về các tiến trình truyềnthông, thiết lập tiêu chuẩn kiến trúc mạng ở mức quốc tế, là cơ sở chung đểcác hệ thống khác nhau có thể liên kết được và truyền thông được với nhau.

Mô hình OSI tổ chức các giao thức truyền thông thành 7 tầng, mỗi một tầnggiải quyết một phần hẹp của tiến trình truyền thông, chia tiến trình truyềnthông thành nhiều tầng và trong mỗi tầng có thể có nhiều giao thức khác nhauthực hiện các nhu cầu của một môi trường truyền thông cụ thể

2.2.1.1 Mô hình

* OSI là hệ thống mở, phải có khả năng ksn với các hệ thống khácnhau, tương thích với các chuẩn OSi Hệ thống có thể là các máy chủ, nodemạng, terminals, trạm làm việc

* Quá trình xử lý các ứng dụng được thực hiện trong các hệ thống

mở, trong khi vẫn duy trì được các hoạt động kết nối giữa các hệ thống

* Thiết lập kênh logic nhằm thực hiện việc trao đổi thông tin giữacác thực thể

phiªn4TÇng giao vËn3TÇng m¹ng2TÇng liªn kÕt d÷ liÖu1TÇng vËt lý

Giao thøc tÇng 7Giao thøc tÇng 6Giao thøc tÇng 5Giao thøc tÇng 4Giao thøc tÇng 3Giao thøc tÇng 2Giao thøc tÇng 1

§­êng­truyÒn­vËt­lý

2.2.1.2 Nguyên tắc xây dựng các tầng trong mô hình OSI

• Mô hình gồm N = 7 tầng

• Các chức năng giống nhau cùng đặt trong một tầng

• Chức năng các tầng độc lập với nhau Có khả năng cập nhật, bổsung hay sửa đổi các chức năng trong tầng

• Trong mỗi tầng có nhiều thực thể (Entity) hoạt động Ký thiệu Nthực thể (N-Entity) là thực thể của tầng N

• Dịch vụ tầng dưới phục vụ cho tầng trên kề nó

• Giữa các tầng xác định các giao diện (Interface) và điểm truy nhậpdịch vụ (Service Point) Điển truy nhập dịch vụ nằm trên giao diện (N-1)/Ngọi là N-SAP

2.3 TẦNG VẬT LÝ (PHYSICAL)

2.3.1 Vai trò và chức năng của tầng vật lý.

Tầng vật lý là tầng thấp nhất trong mô hình kiến trúc 7 tầng của môhình tham khảo OSI, có giao diện với đường truyền vật lý Trong tầng nàykhông sử dụng các đơn vị dữ liệu giao thức PDU (Protocol Data Unit),không có header chứa các thông tin điều khiển PCI, dữ liệu được truyền làchuỗi bit không cấu trúc

Tầng vật lý có chức năng thực hiện việc kết nối các thành phần củamạng bằng các liên kết nhằm đảm bảo cho việc truy nhập đường truyền và

truyền các chuỗi bit không cấu trúc trên các đường truyền vật lý Cung cấpcác phương tiện về mặt thủ tục, chức năng, điện, cơ khí để thiết lập, duy trì vàhuỷ bỏ các liên kết vật lý cho việc truyền và nhận các chuỗi bit giữa các thànhphần của mạng.

2.3.2 Các chuẩn giao diện vật lý.

Các giao thức vật lý là các thủ tục được sử dụng liên lạc giữa cácthực thể vật lý, đảm bảo cho các thực thể sử dụng các dịch vụ vật lý quacác kết nối vật lý Các chuẩn giao diện thường là các khuyến nghị loại V, Xcho các giao thức vật lý như RS-232C quy định kiểu khuôn dạng đầu cắm,mảng chân, các đặc tính điện của DTE-DCE

* Thiết bị đầu cuối dữ liệu DTE (Data Terminal Equipment) là cácthiết bị đầu cuối của người sử dụng

Truyền số lượng qua Modem trên mạng thoại

* Thiết bị cuối kênh dữ liệu DCE (Data Circuit Terminal Equipment)

là các thiết bị giao tiếp DTE với môi trường mạng

2.4 TẦNG LIÊN KẾT DỮ LIỆU (DATA LINK LAYER)

2.4.1 Chức năng tầng liên kết dữ liệu

Tầng liên kết dữ liệu là tầng thứ 2 trong mô hình OSI, có chức năngchủ yếu là đồng bộ hóa, kiểm soát các luồng dữ liệu, phát hiện lỗi và sửalỗi nhằm đảm bảo quá trình truyền thông có độ tin cậy cao, đảm bảo dịch

vụ định tuyến cho việc truyền các bit một cách chính xác và hiệu quả chotầng 3, tầng Network trên nó

M¹ng ®iÖn tho¹i

Tầng liên kết dữ liệu được chia thành 2 tầng con.

- Logic Link Control (LLC): điều khiển liên kết logic, tức là thiếtlập, duy trì và huỷ bỏ các liên kết giữa các thiết bị mạng

- Media Access Control (MAC): điều khiển truy nhập phương tiệntruyền, tức là điều khiển quyền truy nhập đường truyền của các thực thể,tránh đụng độ và tắc nghẽn thông tin trên đường truyền

2.4.2 Điều khiển truy nhập đường truyền.

Trong các mạng topo hình bus và hình ring, cần phải có một sốphương pháp để giải quyết việc tắc nghẽn hay xung đột thông tin khi nhiềuthiết bị cùng truy nhập trên một đường truyền chung, đó là các giao thứcchuẩn về điều khiển truy nhập đường truyền, có các phương pháp sau:

2.4.2.1 Đa truy nhập cảm ứng tần số tải không chống xung đột CSMA (Carier Sense Multiple Access)

Đây là phương pháp truy nhập đường truyền không chống nhiễu.Một node cần truyền dữ liệu, trước tiên nó phải kiểm tra trạng thái đườngtruyền bận (busy) hay rỗi (free) bằng cách giửi tín hiệu sóng mang (carrier)

và chờ nhận tín hiệu báo trạng thái của kênh truyền

2.4.2.2 Đa truy nhập cảm ứng tần số tải có phát hiện ra chạm thông tin CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detecton)

Phương pháp CSMA/CD có thời gian chiếm dụng vô Ých đườngtruyền được giảm xuống bằng thời gian để phát hiện xung đột Giao thức

đa truy nhập cảm ứng tần số tải có chống xung đột là giao thức điều khiểntruy nhập đường truyền thông dụng trên tất cả các mạng LAN theo dangEthernet

Phương pháp SCMA/CD thích hợp với mạng có lưu lượng giánđoạn, nghĩa là các đợt chuyển giao tập tin không liên tục và với số lượngcác node mạng Ýt

2.4.2.3 Các phương pháp truy nhập đường truyền bằng thẻ bài (Token)

Phương pháp này dựa theo nguyên lý phát quay vòng tín hiệu thăm

dò trạng thái của mạng gọi là tín hiệu Token Token thẻ bài là một gói tinđặc biệt được lưu chuyển trong mạng theo một chiều nhất định, dùng đểcấp phát quyền truy nhập đường truyền cho các node có nhu cầu truyền dữliệu

Các mạng sử dụng phương pháp điều khiển truy nhập thẻ bài;

- Token bus: định nghĩa bởi chuẩn IEEE802.4

- Token ring: định nghĩa bởi chuẩn IEEE802.5

- FDDI-Fiber Distributted Data Interface: chuẩn mạng sợi quang100Mbps dùng phương pháp thẻ bài và ring

2.4.2.4 Các phương pháp truy nhập dò báo (Polling)

2.4.3 Một số giao thức tầng liên kết dữ liệu.

Giao thức HDLC (Hight Level Data Protocol)

Giao thức HDLC là giao thức hướng bit do tổ chức quốc tế về tiêuchuẩn hoá ISO đưa ra trong những năm 70

* Giao thức LAP-B (Link Access Procedure Balanced)

Giao thức LAP-B là do tổ chức CCITT (EIA) đề xuất, nó thực hiệncác chức năng trong tầng 2 trong giao thức X25 LAP-B là thủ tục cân bằng

dị bộ ABM (Asychronous Balance Mode) trong giao thức HDLC

* Giao thức LAP-D (Link Access Procedure D Channel)

Giao thức LAP-D được xây dung từ LAP-B và được sử dụng như làgiao thức liên kết dữ liệu cho các mạng dịch vụ tích hợp số ISDN cho phépcác DTE truyền thông với nhau qua kênh D

* Giao thức BSC (Banary Synchronous Control): là một giao thứchướng ký tự được IBM đề xuất sau đó ISO phát triển thành giao thứchướng ký tự chuẩn

2.5 TẦNG MẠNG (LAYER NETWORK)

2.5.1 Vai trò và chức năng

Tầng mạng cung cấp các dịch vụ và giao thức đảm bảo cho việctruyền thông dữ liệu giữa các mạng con trong mạng lớn với các công nghệchuyển mạch thích hợp

Các chức năng chủ yếu:

• Xác định đường đi của dữ liệu

• Xác định kênh truyền

• Chọn công nghệ thích hợp để truyền thông

• Truyền và chuyển tiếp dữ liệu

• Thiết lập, duy trì và hủy bỏ các liên kết, cắt hợp dữ liệu, kiểm soátlỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, dồn, phân kênh

2.5.2 Giao thức tầng mạng

* Giao thức X25 là họ giao thức 3 tầng của mạng chuyển mạch gói(Packet Switched Network)

Physical layer: X25.1 tướng ứng X21 bit

Data link layer: X25.2 tương ứng với LAP-B

Network layer: X25.3 đặc tả giao diện DTE/DCE

* Các chuẩn X3, X28 và 29

* Các giao thức xử lý tuyến nối

- CCITT X25: xử lý tuyến nối giữa DTE đến PSPDN

- CCITT X75: xử lý tuyến nối giữa PSPDN đến PSPDN

- CCITT X28: xử lý tuyến nối giữa DTE đến PAD

- CCITT X29: xử lý tuyến nối giữa các DTE đến PSPDN

2.5.3 Các thuật toán chọn đường (Routing)

• Thuật toán Dykstra

• Thuật toán Bellman Ford

• Thuật toán tìm đường cố định (Fixed Routing)

2.6 TẦNG VẬN CHUYỂN (TRANSPORT LAYER)

2.6.1 Vai trò và chức năng.

Cung cấp dịch vụ dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể của phương tiệntruyền thông được sử dụng ở bên dưới trở nên "trong suốt" đối với các tầngcao Nói cách khác, có thể hình dung tầng vận chuyển như một "bức màn"che phủ toàn bộ các hoạt động ở các tầng thấp bên dưới nó

2.6.2 Giao thức tầng vận chuyển

Tầng vận chuyển cung cấp các giao thức khác nhau để thực hiện chấtlượng dịch vụ theo yêu cầu của các thực thể sử dụng dịch vụ vận chuyển.Những giao thức này được điều chỉnh để đơn giản hoá sự đàm phán tổ hợpcác cơ chế và các tham số khác nhau

• Líp giao thức lớp 0 (Simple Class): líp giao thức đơn giản

• Giao thức lớp 1 (Base error recovery class): lớp khắc phục lỗi cơ bản

• Giao thức lớp 2 (Multiplex class): líp giao thức nhân ghép

• Giao thức lớp 3 (Error recovery/Multiplex class): lớp phục hồilỗi/nhân ghép kênh

2.7.2 Giao thức tầng phiên

- Dịch vụ điều khiển trao đổi

• Phương thức trao đổi đơn công (Simplex Dialog): trao đổi thôngtin mét chiều

• Phương thức trao đổi bán song công (Half Duplex Dialog): trao đổithông tin 2 chiều không đồng thời

• Phương thức trao đổi song công (Duplax Dialog): trao đổi thông tinhai chiều đồng thời

2.8 TẦNG TRÌNH BÀY (PRESENTATION LAYER)

2.8.1 Vai trò và chức năng.

Đảm bảo cho các hệ thống đầu cuối có thể trao đổi thông tin đượcvới nhau ngay cả khi chúng sử dụng các kiểu biểu diễn thông tin khácnhau Nói cách khác, tầng trình bày cung cấp các dịch vụ và giao thức trìnhbày cho các thực thể tầng ứng dụng có thể biểu diễn thông tin chung và đưachúng vào kích hoạt giữa các tầng ứng dụng

CHƯƠNG III: MẠNG CỤC BỘ (MẠNG LAN)

3.1 KHÁI NIỆM

Mạng LAN là mạng máy tính mà khoảng cách tối đa của 2 node bất

kỳ trong mạng không vượt quá vài km, và thông thường mạng LAN cục bộđược xây dựng và cài đặt trong các cơ quan, xí nghiệp trên phạm vi tươngđối hẹp

3.2 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA MỘT MẠNG LAN

- Khoảng cách lớn nhất giữa các node không vượt quá vài km

- Các node nối với nhau trực tiếp Trong quá trình truyền thôngkhông có sự tham gia của mạng viễn thông công cộng

- Tốc độ truyền cao có thể đạt trên 100Mbps hoặc 1 Gbps

Sử dụng phương thức truyền gói không liên kết

- Lỗi truyền thấp: 10-8 đến 10-11

- Cấu hình mạng đa dạng

- Hiệu suất sử dụng đường truyền thấp

3.3 CÁC PHƯƠNG THỨC TRUY NHẬP ĐƯỜNG TRUYỀN

* Đã truy nhập có sử dụng sóng mang với sự phát hiện xung đột(Carrier Sense Multiple Access With Collision Detecton) Trước khi tnđường truyền, các node kiểm tra trạng thái của đường truyền và trong khi truyền

dữ liệu, chúng cũng tiếp tục theo dõi sự cố tắc nghẽn và trong khi truyền dữ liệu,chúng cũng tiếp tục theo dõi sự cố tắc nghẽn và đụng độ thông tin xảy ra trênđường truyền Giao thức truy nhập CSMA/CD thường được cài đặt trong cácmạng Thin Ethernet và Thick Ethernet

* Token Bus: Dùng gói tin đặc biệt - thẻ bài lưu chuyển trong vòngtròn logic để cấp phát truyền cho các node có yêu cầu truyền thông