tìm hiểu các giao thức truyền số liệu

Vì vậy để có thể sử dụng kỹ thuật này một cách có hiệu quả thì chúng ta cần phải nghiên cứu sâu để có thể làm chủ được công nghệ, việc đi sâu tìm hiểu các giao thức TRUYỀN SỐ LIỆU là một

ươ ng II Mạng WAN.

2.1 Giới thiệu chung về mạng WAN

2.2 Các giao thức giao diện

CHƯƠNG III.Mạng Internet.

3.1.Giới thiệu chung về Internet.

3.2 Hoạt động của mạng Internet.

3.3.Họ giao thức TCP/IP

CHƯƠNG IV Mạng ETHERNET.

4.1.Giới thiệu chung về Ethernet.

4.2.Các đặc tính chung của Ethernet

4.3 Các loại mạng Ethernet

CHƯƠNGV Mạng ADSL

5.1.Giới thiệu chung.

5.2 ADSL hoạt động như thế nào?

5.3.Những ưu nhược điểm của ADSL.

Một số tài liệu tham khảo:

Mạng máy tính – NGUYỄN GIA HIỂU

Mạng căn bản – NHÀ XUẤT BẢN THỐNG KÊ

Truyền dữ liệu – VŨ THANH HẢI

Giáo trình truyền số liệu- VÕ THANH SƠN

http://Quantrimang.com

Tài liệu lưu hành nội bộ

và một số tài liệu trên mạng

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại hiện nay với trình độ phát triển khoa học như vũ bão thì việcvận chuyển, bảo lưu thông tin và tín hiệu truyền được coi là một trong những côngviệc rất quan trọng bởi vì nó có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của một khu vực

hay rộng hơn là cả quốc gia nào đó, KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU ra đời là

bước ngoặt quan trọng trong việc giải quyết những vấn đề đặt ra trong thời đạimới

Vì vậy để có thể sử dụng kỹ thuật này một cách có hiệu quả thì chúng ta cần phải nghiên cứu sâu để có thể làm chủ được công nghệ, việc đi sâu tìm hiểu các

giao thức TRUYỀN SỐ LIỆU là một trong những công việc đó.

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy NGUYỄN VĂN VINH cùng với sự cố

gắng tìm hiểu qua các tài liệu sẵn có và nguồn tài nguyên trên mạng chúng em đãhoàn thành bài tiểu luận này Tuy nhiên trong quá trình làm do còn thiếu kinhnghiệm nên chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót vì vậy chúng em rấtmong thầy bỏ qua cho chúng em để bài tiểu luận được hoàn thiện hơn

Chúng em chân trọng cảm ơn thầy!

Trước hết ta cần phải hiểu thế nào là Giao thức truyền?

Giao thức truyền là tập hợp các quy định liên quan đến các yếu tố kỹ thuật

truyền số liệu, cụ thể hoá các công tác cần thiết và quy trình thực hiện việc truyềnnhận số liệu từ đầu đến cuối

CH

ƯƠ NG I : Mạng LAN

1.1.Giới thiệu chung về mạng LAN

Khi các máy tính được nối với nhau trong một mạng và chúng ở khá gầnnhau, ví dụ như trong cùng một tòa nhà hay trường học thì mạng máy tính đó đượcgọi là mạng cục bộ hay mạng LAN ( Local Area Network)

Mô hình mạng LANTrước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chếbởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả củachúng tăng lên gấp bội Khi mạng máy tính sử dụng kết nối viễn thông ở phạm vilớn hơn, nó cho phép các máy tính có thể đặt ở những vị trí rất xa nhau, ví dụ ởnhững quốc gia khác nhau, thì khi đó ta có mạng diện rộng WAN ( Wide AreaNetwork)

1.2 Các thành phần cấu trúc nên mạng

Để có một cái nhìn cụ thể và toàn diện hơn về mạng máy tính ta nghiên cứuhình vẽ sau:

Một mạng máy tính bao gồm các thành phần cơ bản sau:

mạng Để giao tiếp thông tin được trong mạng thì mỗi máy tính cần phải cómột Card mạng

hay còn gọi là máy trạm (Workstation) có thể sử dụng các tài nguyên chungtrên mạng

nhau bởi Network Adapter Cable Tuy nhiên vẫn có khả năng các máy tínhđược nối với nhau bằng vô tuyến

các tài nguyên của nó cho các máy khác trong mạng

nguyên cho mạng Tuy nhiên Diskfile không phải là thành phần bắt buộc đểxây dựng mạng

vừa làm máy trạm Tức là vừa chia sẻ tài nguyên vừa sử dụng tài nguyên

các máy trong mạng Tuy nhiên máy in không phải là thành phần bắt buộccủa mạng

1.3 Các kiểu bố trí (Topology) của mạng LAN

Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bốtrí các phần của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau Thông thườngmạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star Lopology); mạng dạng vòng(Ring Lopogoly) và mạng dạng tuyến (Linear Bus Lopogoly) Ngoài 3 dạng cấuhình trên còn có một số dạng khác biến tướng từ 3 dạng này như mạng dạng cây,mạng dạng sao- vòng, mạng hỗn hợp…

1.3.1 Mạng dạng hình sao (Star Lopogoly): Với cấu hình này mỗi một máy

trạm được kết nối đến một cái HUB, HUB cung cấp một dạng kết nối chung chophép tất cả các máy tính trong mạng có thể giao tiếp được với nhau Do vậy vớicấu hình này ta có thể tập trung được việc quản lý mạng, tuy nhiên nếu HUB bịhỏng thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động

Mạng Star sử dụng phân chia tín hiệu trong HUB để đưa ra các đường cápkhác nhau Có hai loại HUB có thể sử dụng trong mạng là HUB chủ động (activeHUB) và HUB bị động (passive HUB) HUB chủ động đưa ra các tín hiệu mạnhhơn do đó cho phép đoạn cáp dài hơn

Mô hình dạng sao

- Các ưu điểm của mạng hình sao:

một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường

- Nhược điểm của mạng hình sao:

Khi trung tâm có sự cố thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động

 Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trungtâm Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100m).

Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trungHUB bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với HUBkhông cần thông qua trục Bus, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng Gầnđây, cùng với sự phát triển của Switching Hub, mô hình này ngày càng trở nên phổbiến và chiếm đa số các mạng mới lắp

1.3.2 Mạng dạng tuyến(Linear Bus Lopogoly):

Ở dạng này mỗi máy tính được nối vào một đoạn cáp gọi là segment, tại mỗiđầu cáp có một terminator Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lênhoặc xuống trong dây cáp đều mang theo địa chỉ của nơi đến

Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất , dễ lắp đặt Tuy vậy cũng cónhững bất lợi là sẽ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn

và khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trệ trênđường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hoạt động của hệ thống

- Mạng BUS nhỏ (LOCAL BUS):

Một trong những loại kiến trúc dạng BUS là dạng LOCAL BUS, ở đây mỗimáy trạm được kết nối với cáp bởi một đầu nối chữ T và tại hai đầu cuối của cápthì có hai tẻminator gắn vào hai đầu nối chữ T

- Mạng BUS thông thường (Regular BUS):

Mỗi máy tính trong mạng này được nối với trục cáp chính bởi một đoạn cápnhỏ và một bộ phát đáp ngoài (extermal transceiver)

1.3.3 Mạng dạng vòng (Ring Lopogoly):

Với kiến trúc này các máy trạm đặt trong một vòng mạng kín Để cho cáctrạm có thể gửi dữ liệu thì một thẻ bài được luân chuyển trong vòng, mỗi trạm phảiđến khi thẻ bài rỗi để truyền dữ liệu

Đặc điểm của mạng này là khi cáp bị hỏng thì chỉ có một số lượng nhỏ máytính không được kết nối vào mạng Ngoài rat a có thể thêm một trạm mới vào mộtcách dễ dàng mà không bị ảnh hưởng nhiều đến mạng

Mạng dạng vòng (Ring Topology):

1.4 Công nghệ truyền dẫn

Có hai phương thức để truyền dẫn tín hiệu đã mã hóa trên cáp đó là truyền

dẫn băng cơ sở và băng thông rộng.1.4.1 Truyền dẫn băng cơ sở(baseband):

Ở hệ thống băng cơ sở sử dụng tín hiệu số trên một đơn tần số Các tín hiệu đượctruyền đi dưới dạng các xung điện hay ánh sáng rời rạc Khi tín hiệu truyền đi trêncáp mạng nó dần bị suy yếu và dần bị méo dạng

- Tái tạo lại tín hiệu: Trong hệ thống băng cơ sở thì để có thể tăng độ dài thực tếcủa cáp người ta sử dụng các bộ lặp (repeater) Bộ phận này nhận tín hiệu và phátlại tín hiệu đó với mức độ và hình dạng như cũ Ta có thể thấy vị trí của Repeatertrong mạng như hình sau:

1.4.2 Truyền dẫn băng rộng (broadband):

Truyền dẫn băng rộng sử dụng các tín hiệu tương tự và một dảI tần số do đótín hiệu được truyền dẫn trong các phương tiện vật lý dưới dạng sang điện từ vàsang ánh sáng là hoàn toàn liên tục

- Tái tạo lại tín hiệu: Khác với truyền dẫn băng cơ sở, truyền dẫn băng rộng sửdụng các bộ khuyếch đại để tái tạo lại tín hiệu tương tự Do trong truyền dẫn băngrộng thì các luồng tín hiệu là đơn hướng nên cần phải có hai luồng tín hiệu: mộtcho hướng phát và một cho hướng thu Để thực hiện điều này ta có hai phươngpháp chung:

+ Chia đôi độ rộng băng tần thành hai kênh, một cho phát và một cho thu

+ Sử dụng hai sợi cáp, một cho hướng phát và một cho hướng thu

Các thiết bị khác.

HUB BRIDGE

SWITCH ROUTER GATEWAY

1.5 KẾT LUẬN

Đối với mạng cục bộ Lan được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử

lý khác cùng hoạt động với nhau trong khu vực địa lý nhỏ, tuy nhiên công nghệtruyền dẫn trong Lan có nhược điểm là phải dùng dây cáp để kết nối do đó việc kếtnối hết sức phức tạp và cồng kềnh nếu muốn mở rộng mạng Lan

Mạng LAN có tốc độ kết nối và độ tin cậy cao, mạng này sủ dụng các công nghệ như ETHERNET,TOKEN RING, ATM vói các cách bố trí như mạng hình sao, mạng dạng tuyến ,mạng dạng vòng, mạng dạng kết hợp tùy theo yêu cầu công việc của mình mà người sử dụng sẽ dùng mạng tương ứng cho thích hợp

* Nó có đặc điểm là:

+Băng thông lớn, có khả năng chạy các ứng dụng trực tuyến như xem phim,nghe nhạc hay các cuộc hội thảo qua mạng

+ Kích thước mạng bị giới hạn bởi các thiết bị

+ Chi phí thiết bị LAN tương đối rẻ

+ Quản trị đơn giản

Ch ươ ng II Mạng WAN

2.1 Giới thiệu chung về mạng WAN.

Ngày nay, công nghệ thông tin và viễn thông đang hội tụ sâu sắc và cùng đónggóp rất tích cực trong sự phát triển kinh tế, xã hội toàn cầu Không một doanhnghiệp, tổ chức thành đạt nào lại phủ nhận sự gắn bó giữa hệ thống thông tin vàhiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh cũng như lộ trình phát triển của họ Mỗingày, họ đầu tư nhiều hơn cho cả giá trị nội dung thông tin và hạ tầng mạng lướithiết bị, dịch vụ Hàng loạt các giải pháp mới ra đời mang lại những biến đổi lớntrong cấu trúc hạ tầng mạng riêng của các người dùng doanh nghiệp, tổ chức Cấutrúc phổ biến hiện nay không còn xuất hiện ở dạng nội bộ LAN mà đã chuyển sang

mô hình diện rộng WAN (Wide Area Network)

- Các yêu cầu đặt ra khi thiết kế mạng WAN

Chủ yếu có 4 yêu cầu chính như sau:

những thay đổi trong hoạt động kinh doanh của doanhnghiệp

Infrastructure): hợp nhất rất nhiều loại công nghệ (như ATM, FrameRelay), các giao thức (như IP, IPX, SNA) và các kiểu lưu lượng

(như data, voice, và video) vào cùng một hạ tầng mạng duynhất khi ấy chi phí hỗ trợ hạ tầng mạng sẽ giảm đáng kể sovới hỗ trợ nhiều mạng lưới như trước

đích: tăng tính bảo mật (chỉ truy cập được vào luồng lưulượng của mình) và tính ổn định (các hoạt động của một thựcthể chỉ ảnh hưởng đến thực thể đó)

Một phương thức tiếp cận đáp ứng được các yêu cầu trên đượcbiết đến hiện nay là công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS Các nhàcung cấp dịch vụ đang triển khai MPLS trên khắp mạng đường trục với sự quantâm đặc biệt bởi khả năng vượt trội trong cung cấp dịch vụ chất lượng cao quamạng IP, bởi tính đơn giản, hiệu quả và quan trọng nhất là khả năng triển khaiVPN

WAN là một mạng truyền dữ liệu tri dài trên một khu vực địa lý rộng lớn và hay sửdụng các thiết bị và dịch vụ của các nhà cung cấp nhu các công ty điện thọai.Công nghệ WAN thuờng nằm ở 3 lớp duới của mô hình OSI : lớp vật lý, lớp liênkết dữ liệu và lớp mạng

Hình bên minh họa mối liên hệ giữa WAN và mô hình OSI

Kết nối điểm - điểm cung cấp cho khách hàng một đuờng kết nối WAN tới một mạng ở xa thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ

Còn đuợc gọi là kênh thuê riêng ( leased line ) bởi vì nó thiết lập một đuờng kếtnối cố định cho khách hàng tới các mạng ở xa thông qua các phuong tiện của nhàcung cấp dịch vụ Các công ty cung cấp dịch vụ dự trữ sẵn các đuờng kết nối sửdụng cho mục đích riêng của khách hàng Những đuờng kêt nối này phù hợp vớihai phuong thức truyền dữ liệu :

- Truyền bó dữ liệu - Datagram transmissions :Truyền dữ liệu mà các frame dữliệu đuợc đánh địa chỉ riêng biệt

- Truyền dòng dữ liệu - Data-stream transmissions : Truyền một dòng dữ liệu

mà địa chỉ chỉ đuợc kiểm tra một lần

Chuyển mạch - Circuit switching

Chuyển mạch là một phuong pháp sử dụng các chuyển mạch vật lý để thiết lập,

bố trì và kết thúc một phiên làm việc thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụcủa một kết nối WAN

Chuyển mạch phù hợp với hai phuong thức truyền dữ liệu : Truyền bó dữ liệu Datagram transmissions và Truyền dòng dữ liệu - Data-stream transmission

-Được sử dụng rộng rãi trong các công ty điện thọai, chuyển mạch hoạt độnggần giống một cuộc gọi điện thoại thông thuờng .Chuyển mạch gói - Packet Switching

Chuyển mạch là một phuong pháp chuyển mạch WAN, trong đó các thiết bịmạng chia sẻ một kết nối điểm - điểm để truyền một gói dữ liệu từ noi gửi đến noinhận thông qua mạng của nhà cung cấp dịch vụ Các kỹ thuật ghép kênh đuợc sửdụng để cho phép các thiết bị chia sẻ kết nối

ATM ( Asynchronous Transfer Mode : Truyền không đồng bộ.), Frame relay,SMDS- Switched Multimegabit Data Service, X.25 là các ví dụ của công nghệchuyển mạch gói

- Mạch o - Virtual Circuits

Mạch o là một mạch logic đuợc tạo nên để đảm bảo độ tin cậy của việc truyềnthông giữa hai thiết bị mạng Mạch o có 2 loại :Mạch o chuyển mạch ( Switchedvirtual circuit - SVC ) và mạch o cố định ( permanent virtual circui - PVC)

SVC là một mạch o đuợc tự động thiết lập khi có yêu cầu và kết thúc khi việctruyền dữ liệu được hoàn tất Sự liên lạc thông qua một SVC bao gồm 3 phần : - -Thiết lập kết nối, truyền dữ liệu, ngắt kết nối

Phần thiết lập kết nối có nhiệm vụ thiết lập một mạch o giữa hai thiết bị truyền

và nhận Phần truyền dữ liệu có nhiệm vụ truyền dữ liệu giữa các thiết bị thông quamạch o đuợc thiết lập và phần kết thúc kết nối có nhiệm vụ hủy bỏ mạch o.SVC đuợc sử dụng trong truờng hợp việc truyền dữ liệu diễn ra không liên tục vàkhông đều đặn bởi vì SVC gia tăng băng thông sử dụng khi thiết lập và ngắt kếtnối nhung làm giảm bớt giá thành nếu so với mạng kết nối liên tục

PVC là một mạch o đuợc thiết lập cố định và liên tục và chỉ có một chế độ làtruyền dữ liệu PVC đuợc sử dụng trong truờng hợp việc truyền dữ liệu diễn ra liêntục và đều đặn PVC giảm băng thông sử dụng do không phải thiết lập và ngắt kếtnối nhung làm tăng giá thành do mạng kết nối liên tục

Thiết bị mạng sử dụng trong WAN -WAN Devices ,WAN switch

Access Server Modem

2.2 Các giao thức giao diện.

Có các loại giao thức “giao diện” khác nhau cho kết nối mạng WAN “Giao diện”,trong ngữ cảnh này, liên quan tới định dạng của các khung tầng vật lý hoặc cácphương pháp xác lập tín hiệu bit (định dạng các xung điện từ).

Các giao thức nối tiếp đồng bộ (Synchronous Serial Protocols)

Mặc dù mỗi giao thức “giao diện” sử dụng một loại bộ kết nối riêng, phần lớn các

bộ kết nối có thể được sử dụng cho nhiều giao diện khác nhau Thông thường, loạiphần cứng bạn có sẽ quyết định bộ kết nối nào được sử dụng Trong thực tế, hãykiểm tra số đầu cắm trong bộ kết nối để chắc chắn nó phù hợp với cổng nối tiếpcủa thiết bị Những loại bộ kết nối phổ biến gồm (các số thể hiện số chân cắmtrong bộ kết nối):

- DB60

- DB25

- DB15

- DB9

- Các giao thức không đồng bộ (Asynchronous Protocol)

Các giao thức truyền không đồng bộ sẽ đưa thêm các bít bắt đầu (start bit) và bitkết thúc (stop bit) vào mỗi gói tin để truyền tin, thay vì bắt buộc thiết bị gửi vàthiết bị nhận sử dụng thoả thuận trước về nhịp đồng hồ Truyền tín hiệu không

đồng bộ thường được sử dụng giữa 2 modem Tuy nhiên, đây là phương pháptruyền có phụ phí vì các bit phụ thêm sẽ làm chậm tốc độ truyền dữ liệu.

Các giao thức không đồng bộ được sử dụng để thiết lập chuẩn cho truyền thôngcủa các modem tương tự Một modem bạn mua về có thể hỗ trợ một hoặc nhiềuchuẩn truyền thông không đồng bộ khác nhau Các giao thức truyền thông khôngđồng bộ bao gồm:

- Các phương pháp đóng gói dữ liệu trong mạng WAN

Các giao thức lớp vật lý của mạng WAN sẽ xác định phần cứng và phương pháp truyền tín hiệu bit Các giao thức thuộc lớp liên kết dữ liệu sẽ kiểm soát những chức năng dưới đây:

- Kiểm tra và sửa lỗi

- Thiết lập liên kết

- Tổ chức các trường (field) của khung dữ liệu

- Điều khiển luồng điểm tới điểm (point-to-point flow control)

Các giao thức lớp liên kết vật lý còn xác định phương pháp đóng gói dữ liệu hoặc định dạng của khung dữ liệu Phương pháp đóng gói dữ liệu trong mạng WAN thường được gọi là HDLC (high-level data link control - điều khiển liên kết dữ liệumức cao) Thuật ngữ này vừa là tên chung cho các giao thức Liên kết Dữ liệu vừa

là tên của một giao thức trong bộ giao thức và dịch vụ mạng WAN Tuỳ thuộc vào dịch vụ mạng WAN và phương pháp kết nối, bạn có thể sử dụng một trong những phương pháp đóng gói dữ liệu sau đây:

- Cisco HDLC cho kết nối đồng bộ, điểm tới

điểm với các bộ định tuyến Cisco khác

- LAPB cho mạng X.25

- LAPD, sử dụng kết hợp với các giao thức

khác cho các kênh B trong mạng ISDN

- Cisco/IETF cho các mạng Frame Relay

Các phương pháp đóng gói dữ liệu trong mạng WAN

Hình bên cho chúng ta thấy những phương pháp đóng gói dữ liệu thông thường

nhất và cách thức sử dụng cho các loại kết nối mạng WAN điển hình Như có thểthấy trong hình vẽ, PPP là phương pháp linh hoạt có thể sử dụng cho nhiều loại kếtnối mạng WAN Nói chung, sử dụng phương pháp nào sẽ phụ thuộc vào loại củadịch vụ mạng WAN, chẳng hạn Frame Relay hay ISDN, và cả phương pháp đónggói dữ liệu của nhà cung cấp dịch vụ mạng.

2.4 KẾT LUẬN

Mạng WAN bao phủ vùng địa lý rộng lớn có thể là một quốc gia, một lục địahay toàn cầu Mạng WAN thường là mạng mạng của các công ty đa quốc gia haytoàn cầu, do phạm vi rộng lớn của mạng WAN nên thông thường mạng WAN làtập hợp các mạng LAN và MAN nối lại với nhau bằng các phương tiện như: vệtinh (Satellites), sóng Viba (microwave), cáp quang, cáp điện

Giao thức truyền của mạng WAN sử dụng các công nghệ như chuyển mạchvòng(Curcuit switching Network) , chuyển mạch gói (packet SwitchingNetwork),ATM (Cellrelay), chuyển mạch khung (Famer Relay),

* Đặc điểm của mạng là:

+ Băng thông thấp, dễ kết nối, thường chỉ phù hợp với các ứng dụng offline nhưe-mail, web, ftl

+ Phạm vi hoạt động rộng lớn không giới hạn

+ Do kế nối của nhiều mạng LAN, MAN lại với nhau nên mạng rất phức tạp và

có tính toàn cầu nên thường là có tổ chức quốc tế đứng ra quản trị

+ Chi phí thấp cho các thiết bị và các công nghệ mạng WAN rất đắt tiền

CH

ƯƠ NG III.Mạng Internet

3.1.Giới thiệu chung về Internet.

Internet được gọi là Net – là hệ thống máy tính lớn nhát thế giới

Thật ra Internet không phải là một mạng – nó là mạng của các mạng, tất cảđều trao đổi thông tin tự do Các mạng bao gồm :Từ những mạng lớn và chínhthức như các mạng của những công ty như ATST, Digital Equipment và HeWlett– packard cho đến những mạng nhỏ và không chính thức Các mạng ở trường Đạihọc từ lâu là một bộ phận của Internet, hiện nay các trường tiểu học và trung họccũng đã gia nhập Cho đến tháng 8/1993 trên 14.000 mạng đã ở trong Internet vớimỗi tháng 1000 mới đượcthêm