Mạng máy tính

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi các đường truyền vật lý theo 1 kiến trúc nào đó.

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

Lời nói đầu

Trong thời đại thông tin hiện nay, khi khối lợng thông tin ngày càng phong phú, đa dạng thì việc khai thác thông tin đối với mọi ngời một cách chính xác, nhanh chóng là một vấn đề quan trọng Một trong những kho tàng tri thức nhân loại đợc lu giữ trên mạng Internet Viêc hiểu về nó là một nhiệm vụ cơ bản của mọi ngời trong thời đại này, không kể thuộc ngành nào Thành phần cơ bản của Internet chính là các mạng máy tính kết nối với nhau Và để biết chúng kết nối nh thê nào? Một phần không thể thiếu là chúng ta phải hiểu về các thành phần phần cứng đã liên kết chúng lại.

Trong thời gian qua, em đã tìm hiểu về những phơng tiện phần cứng giúp chúng ta đã xây dựng nên một mạng máy tính rộng lớn nh ngày nay Khái niệm phần cứng là một khái niệm rộng Vì thời gian có hạn em không thể trình bày chi tiết hết tất cả các loại phần cứng tạo nên một mạng Em xin đợc trình bày những khái niệm cơ bản và cần thiết khi hiểu về mạng máy tính Để hiểu

đợc các phần cứng và chức năng chúng trên mạng, em mạnh dạn trình bày chúng dới góc nhìn xây dựng mạng và một số kiến trúc mạng thực tế để biết vai trò cụ thể của những loại phần cứng khác nhau.

Do thời gian hạn hẹp nên trong quá trình thực hiện em không thể tránh khỏi những sai sót Rất mong đợc sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Thế Quế đã tận tình giúp đỡ em

trong quá trình thực hiện bài tiểu luận này Đặc biệt là những kiến thức thầy đã truyền đạt cho em, những vấn đề thầy nêu ra đã giúp em hiểu đợc sâu hơn về mạng Nhng đồng thời còn có nhiều vấn đề em còn phải nghiên cứu thêm nữa.

Hà Nội, ngày 6 tháng 6 năm 2004

1

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

I.1 Các ích lợi của mạng máy tính

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính đợc nối với nhau bởi các đờng truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó Qua định nghĩa đơn giản và còn “thô” về mạng máy tính trên đây chúng ta cũng thấy đợc hai yếu tố cơ bản của mạng máy tính là đờng truyền vật

lý và kiến trúc mạng, những yếu tố này sẽ đợc xem xét một cách chi tiết trong các phần sau

Mạng máy tính thực sự là một tập các máy tính, nhng việc nối chúng thành mạng

sẽ mang lại lợi ích gì Trong hoàn cảnh hiện nay một mạng máy tính có thể mang lại các lợi ích sau:

1 Trao đổi thông tin: Mạng máy tính cho phép chúng ta trao đổi thông tin một

cách dễ dàng và thuận tiện Khi đã có mạng máy tính chúng ta có thể trao đổi thông tin với mọi phòng ban trong cùng tổ chức (hoặc công ty) mà không cần phải dùng đến các phơng pháp thủ công Hơn nữa ngày nay Internet đã trở nên phổ biến nếu mạng riêng của tổ chức (hoặc công ty) đợc kết nối vào Internet thì việc trao đổi thông tin không bị bó hẹp trong phạm vi tổ chức (công ty) hay quốc gia mà việc trao đổi thông tin có tính toàn cầu

2 Chia sẻ thông tin: Nhiều thông tin trên mạng có thể đợc xử lý tập trung và chia

sẻ cho toàn bộ các máy trên mạng điều này cho phép đạt đợc sự nhất quán cao của thông tin

3 Chia sẻ tài nguyên: Các tài nguyên có giá trị cao (kể cả phần cứng và phần

mềm) đợc dùng chung, điều này giúp cho việc giảm chi phí trang bị, cũng nh tăng hiệu quả của việc sử dụng tài nguyên

4 Lu giữ thông tin: Thực hiện sao lu dữ liệu một cách tập trung, tránh các tổn

thất do sự cố gây ra

5 Bảo vệ thông tin: Dựa vào việc thiết lập một cơ chế bảo mật thông tin và xác

định quyền truy nhập thông tin trên mạng thông tin đợc bảo vệ an toàn tránh

đ-ợc việc truy nhập bất hợp pháp cũng nh rò rỉ thông tin

6 Trao đổi e-mail: E-Mail là một trong những dịch vụ quan trọng của mạng máy

tính, cho phép ngời sử dụng trao đổi thông tin mà không yêu cầu bên gửi và bên nhận phải có mặt cùng lúc

I.2 Các mô hình mạng máy tính

Một máy tính trên mạng có thể thuộc một trong ba loại nh sau:

1 Máy trạm (Client): không cung cấp tài nguyên mà chỉ sử dụng tài nguyên từ

mạng

2 Máy chủ (Server): cung cấp tài nguyên và các dịch vụ cho các máy trên mạng

3 Peer: sử dụng tài nguyên và đồng thời cũng cung cấp tài nguyên cho mạng.

Dựa vào cách mà các máy tính đợc nối vào mạng cũng nh cách mà chúng tơng tác với mạng và với nhau, mạng máy tính đợc chia làm ba mô hình cơ bản nh sau:

1 Mô hình trạm-chủ (Client-Server): Các máy trạm đợc nối với các máy chủ,

nhận quyền truy nhập mạng và tài nguyên mạng từ các máy chủ Đối với

2

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

Windows NT các máy đợc tổ chức thành các miền (domain) An ninh trên các domain đợc quản lý bởi một số máy chủ đặc biệt gọi là domain controller Trên domain có một master domain controller đợc gọi là PDC (Primary Domain Controller) và một BDC (Backup Domain Controller) để đề phòng tr-ờng hợp PDC gặp sự cố

2 Mô hình mạng ngang hàng (Peer-to-Peer): Mô hình này không có máy chủ,

các máy trên mạng chia sẻ tài nguyên không phụ thuộc vào các máy khác trên mạng Mạng ngang hàng thờng đợc tổ chức thành các nhóm làm việc workgroup Mô hình này không có quá trình đăng nhập tập trung, nếu đã đăng nhập vào mạng bạn có thể sử dụng tất cả tài nguyên trên mạng Truy cập vào các tài nguyên phụ thuộc vào ngời đã chia sẻ các tài nguyên đó, do vậy bạn có thể phải biết mật khẩu để có thể truy nhập đợc tới các tài nguyên đợc chia sẻ

3 Mô hình lai (Hybrid): Mô hình này là sự kết hợp giữa Client-Server và

Peer-to-Peer Phần lớn các mạng máy tính trên thực tế thuộc mô hình này

Trong mô hình mạng có máy chủ (server) không phải mọi máy chủ đều hoạt động

nh nhau mà chúng đợc dành riêng để thực hiện những nhiệm vụ chuyên biệt nhằm hỗ trợ các máy trạm trên mạng, một máy chủ có thể thực hiện toàn bộ các nhiệm vụ này hoặc cũng có thể có một số máy chủ sẽ thực hiện mộ nhiệm vụ riêng biệt nào đó Trong thực tế thờng gặp các loại máy chủ sau:

1 File server: Cung cấp các dịch vụ về tệp Ngời sử dụng có thể trao đổi, đọc,

ghi và điều khiển mức độ truy nhập cũng nh dữ liệu của các tệp, các dịch vụ về tệp thờng là các loại dịch vụ sau:

 Truyền tệp (file transfer): Cho phép truyền các tệp giữa các máy trên

mạng, ngời sử dụng có thể truyền tệp giữa máy chủ và máy trạm, giữa các máy trạm hoặc giữa các máy chủ mà không phải dùng đĩa mềm (hoặc các phơng tiện lu trữ khác) để copy sang máy khác một cách thủ công

 Lu trữ tệp và lu chuyển dữ liệu (file storage and data migration): Thực

hiện việc lu trữ thông tin phân tán trên mạng, cho phép lu trữ khối lợng thông tin cực lớn, giảm chi phí trang bị

 Cập nhật và đồng bộ các tệp (file update and synchronization): Cung

cấp các dịch vụ đảm bảo sự nhất quán về thông tin giữa những ngời sử dụng, đảm bảo thông tin luôn đợc cập nhật

 Lu trữ tệp (file archive): Cho phép thực hiện sao lu dự phòng các thông

tin quan trọng một cách tập trung, giảm thiểu thiệt hại do sự cố

2 Print server: Cung cấp các dịch vụ cho phép dùng chung máy in mạng mà

không cần phải dùng đến các thiết bị chuyển mạch (phải chuyển mạch một cách thủ công) Nó có thể thực hiện các dịch vụ sau:

 Cho phép ngời sử dụng dùng chung các máy in

 Cho phép đặt máy in ở bất kỳ vị trí nào trên mạng

 Nâng cao hiệu năng hoạt động của các trạm nhờ sử dụng mạng tốc độ cao, hàng đợi in và cơ chế spooling

 Cho phép ngời sử dụng chia sẻ các dịch vụ về fax

3 Application server: Cho phép sử dụng chung các phần mềm có chi phí cao, có

thể sử dụng các phần mềm từ mạng để giảm chi phí

3

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

4 Message server: Phục vụ giao tiếp thông tin giữa ngời sử dụng ở nhiều dạng

khác nhau (hình ảnh, âm thanh ), các phục vụ đợc phân thành 4 nhóm chủ yếu:

 Th tín điện tử (Electronic mail hay E-Mail)

 Các ứng dụng làm việc nhóm (Workgroup application)

 Các ứng dụng hớng đối tợng (Object-oriented application)

 Các phục vụ về th mục (Directory service)

5 Database server: Cung cấp các tính năng mạnh của các hệ quản trị cơ sở dữ

liệu cho các máy có cấu hình yếu, thực hiện mô hình cơ sở dữ liệu phân tán

I.3 Các loại Topology của mạng máy tính

Khi nói đến kiến trúc của một mạng máy tính bất kỳ hai vấn đề đợc quan tâm trớc hết là Topology và giao thức (Protocol) của mạng

1 Topology: Thể hiện cách nối các máy tính trên mạng với nhau Có hai kiểu nối

chủ yếu là điểm-điểm (point) và quảng bá (broadcast hay multipoints)

point-to- Point-to-point: Các đờng truyền nối từng cặp nút với nhau, mỗi nút có

trách nhiệm lu trữ tạm thời và sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích

 Broadcast: Tất cả các nút mạng phân chia chung một đờng truyền vật lý,

dữ liệu đợc gửi có thể đợc tiếp nhận bởi tất cả các nút trên mạng, mỗi nút căn cứ vào địa chỉ đích của dữ liệu để biết đó có phải là dữ liệu gửi cho mình không

2 Protocol: Là tập hợp các quy tắc, quy ớc truyền thông trên mạng mà mỗi phần

tử tham gia truyền thông trên mạng phải tuân thủ để đảm bảo cho mạng hoạt

động đợc tốt

Topylogy và Protocol là hai khái niệm rất cơ bản của mạng máy tính, đứng trên góc độ một quản trị mạng thì khi xem xét một mạng máy tính bất kỳ điều đầu tiên cần xem xét là Topology và Protocol của mạng

Protocol của mạng sẽ đợc xem xét sau, chúng ta sẽ xem xét một số topology phổ biến của mạng bao gồm:

1 Bus topology: Đây là kiểu nối broadcast, các máy trên mạng đợc nối vào cùng

một đờng trục duy nhất Trong kiểu nối này ở một thời điểm chỉ một máy trên mạng đợc phép truyền thông tin Một yếu tố quan trọng ảnh hởng đến hoạt

động của mạng là tín hiệu truyền trên bus khi đến một đầu bus có thể bị phản hồi trở lại gây nhiễu cho các tín hiệu đang đợc truyền trên bus do đó để đảm bảo cho hoạt động của mạng cần có một thiết bị gọi là terminator đợc lắp ở hai

đầu bus để khử tín hiệu phản hồi

2 Star topology: Đây là kiểu nối point-to-point, trong kiểu nối này các máy đợc

nối từ ra từ một hub trung tâm, hub này sẽ thực hiện chuyển mạch phục vụ cho việc trao đổi thông tin giữa các máy

3 Ring topology: Đây cũng là kiểu nối point-to-point, các máy đợc nối theo một

vòng khép kín, mỗi máy trên mạng có một máy liền trớc và liền sau

4

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

4 Star bus và Star Ring: Là kiểu nối phối hợp giữa bus và star hoặc giữa bus và

ring Trong kiểu nối star bus các hub đợc nối với nhau trên cùng một bus chung, các máy đợc nối vào các hub theo kiểu star còn trong kiểu nối star ring thì hub trung tâm đợc tổ chức nh một ring, các máy đợc nối vào hub trung tâm theo kiểu star

5 Physical mesh topology: Đây là kiểu nối broadcast, trong một topology mesh

thực sự có một đờng nối giữa hai máy tính bất kỳ trong mạng, phần lớn các mesh topology thực tế là các hybrid mesh topology nghĩa là không cần bao gồm tất cả các liên kết từ một máy bất kỳ đến tất cả các máy khác trên mạng.Mỗi loại topology đều có những u, nhợc điểm riêng, sự lựa chọn một topology nào phụ thuộc vào các yêu cầu về mạng nh độ an toàn, dễ cài đặt

I.4 Các phơng tiện mạng (Network Media)

Các phơng tiện mạng đợc dùng để truyền các tín hiệu vật lý qua mạng, thực hiện quá trình giao tiếp giữa các trạm trên mạng, mỗi phơng tiện có những đặc điểm, những u, nhợc điểm riêng tuỳ thuộc vào môi trờng vật lý dùng để truyền tín hiệu Để nâng cao hiệu năng sử dụng mạng, sau đây chúng ta sẽ xem xét một số môi trờng truyền thông phổ biến nhất:

 Đồng (Copper): Đồng là vật liệu đợc sử dụng sớm nhất và rộng rãi nhất trong

việc truyền thông, các loại dây đồng chiếm phần lớn trong các loại cáp truyền thông, truyền thông sử dụng dây đồng đã và sẽ còn phát triển trong tơng lai

 Thuỷ tinh (Glass): Thuỷ tinh là vật liệu mới đợc sử dụng trong truyền thông,

tuy nhiên loại vật liệu này đã và đang phát triển hết sức nhanh chóng, vật liệu này truyền tín hiệu không phải là sóng điện từ nh các vật liệu truyền thống mà truyền các tín hiệu quang học (ánh sáng) do đó cần có thiết bị để chuyển đổi tín hiệu điện từ thành tín hiệu có thể truyền đợc trên cáp quang và ngợc lại Truyền tin bằng cáp quang có u điểm lớn so với các phơng pháp khác là tín hiệu không bị ảnh hởng bởi nhiễu điện từ, không bị thu trộm cũng nh cho phép truyền giữa hai điểm có khoảng cách rất xa về mặt địa lý

 Không khí (Air): Cả môi trờng đồng và thuỷ tinh đều có những yếu điểm khi

không thể thực hiện nối dây giữa các trạm Trong trờng hợp này việc sử dụng môi trờng truyền không khí với phơng tiện truyền hồng ngoại tỏ ra có u thế hơn So với các phơng tiện sử dụng hai môi trờng truyền trên thì phơng tiện truyền bằng hồng ngoại có tốc độ truyền thấp hơn, tuy nhiên nó lại có u điểm khi thực hiện truyền tin giữa những khoảng cách địa lý, hoặc trong những điều kiện không thể thực hiện nối dây giữa các trạm Môi trờng truyền này thờng sử dụng tia hồng ngoại nh tín hiệu mang tin do vậy rất nhạy cảm với ánh sáng, khi thiết kế cần chú ý giảm tác động của ánh sáng tới quá trình truyền tín hiệu

 Sóng radio (Radio): Mặc dầu sóng radio cũng sử dụng môi trờng truyền tin là

không khí nhng sóng radio lại có thể truyền xuyên qua tờng ngăn cũng nh trong điều kiện ánh sáng Truyền tin bằng sóng radio là phơng tiện truyền tin rất phổ biến, tuy nhiên sóng radio chịu ảnh hởng rất lớn của nhiễu điện từ, vì vậy khi thiết kế các phơng tiện truyền tin bằng sóng radio cần chú ý để giảm tối đa ảnh hởng của nhiễu tác động lên môi trờng truyền tin

5

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

II Các thành phần của mạng máy tính

Có rất nhiều thành phần cấu thành một mạng máy tính ở đây chúng ta chỉ xem xét các phơng tiện chủ yếu để nối các máy tính lại với nhau thành mạng máy tính bao gồm đ-ờng truyền tin giữa các máy và vỉ mạch mạng (network adaptor)

Khi sử dụng đờng truyền để truyền tín hiệu, có hai phơng pháp truyền tín hiệu ờng đợc sử dụng là:

th- Dải cơ sở (baseband): Phơng pháp này sử dụng toàn bộ dải thông của đờng

truyền phục vụ cho một kênh truyền duy nhất, phần lớn các mạng LAN hiện tại sử dụng phơng pháp này

 Dải rộng (broadband): Phơng pháp này chia dải thông của đờng truyền để sử

dụng cho nhiều kênh truyền, các kênh truyền sử dụng các tần số khác nhau, phơng pháp này cho phép nhiều kênh logic cùng sử dụng một đờng truyền vật lý

Khi thực hiện quá trình truyền tin có thể sử dụng hai phơng pháp truyền sau:

 Phơng pháp truyền đồng bộ (Synchronous): Trong quá trình truyền tin cần có

các tín hiệu đồng bộ để đảm bảo sự hoạt động đồng bộ giữa bên gửi và bên nhận

 Phơng pháp truyền không đồng bộ (Asynchronous): Trong quá trình truyền

không cần có tín hiệu đồng bộ

Đờng truyền tin đợc chia làm hai loại hữu tuyến (cable media) và vô tuyến (wireless media), trong mỗi loại lại đợc phân biệt bởi các phơng tiện sử dụng, tuy nhiên các loại đờng truyền thờng đợc đánh giá dựa trên một số chỉ tiêu chung nh sau:

1 Giá thành (Cost)

2 Khả năng cài đặt (Installation)

3 Dải thông (Bandwidth Capacity)

4 Dung lợng nút mạng (Nodes Capacity)

5 Độ suy hao của tín hiệu (Attenuation)

6 Độ nhiễu điện từ của tín hiệu (Electromegnetic Interference)

Sau đây chúng ta sẽ xem xét từng loại đờng truyền

I.5 Đờng truyền hữu tuyến (cable media)

Hiện nay thờng dùng các loại đờng truyền hữu tuyến sau:

1 Cáp đôi xoắn (Twisted pair): Gồm hai đờng dây dẫn đồng đợc xoắn vào nhau Xoắn nh vậy để giảm nhiễu điện từ gây ra bởi môi trờng xung quanh và gây ra bởi bản thân chúng đối với nhau, cáp đôi xoắn có hai loại:

 Loại có bọc kim (Shielded) STP: Lớp bọc kim bên ngoài cáp có tác dụng chống nhiễu điện từ

 Loại không có bọc kim (Unshielded) UTP: Không có lớp bọc kim bên ngoài nh STP Đây là loại cáp đợc dùng rất phổ biến trong thực tế vì nó là giải pháp phù hợp giữa hiệu năng và chi phí

6

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

2 Cáp đồng trục (Coaxial cable): Hai đờng dây dẫn của cáp có cùng một trục chung, bao gồm:

 Một giây dẫn trung tâm (thờng là dây đồng cứng)

 Một giây dẫn tạo thành một đờng ống bao xung quan giây dẫn trung tâm, giây này có thể là giây bện hoặc lá kim loại, dây dẫn bên ngoài này còn có tác dụng chống nhiễu điện từ

Cáp đồng trục thờng đợc chia làm hai loại là cáp béo (thick coaxial) và cáp gầy (think coaxial)

3 Cáp quang (Fiber Optic cable): Bao gồm một giây dẫn trung tâm là một hoặc một bó sợi thuỷ tinh hoặc plastic có thể truyền dẫn tín hiệu quang, đợc bọc một lớp áo có tác dụng phản xạ các tín hiệu ánh sáng trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu, bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic bảo vệ Nh vậy cable quang không truyền tín hiệu điện mà chỉ truyền tín hiệu quang (các tín hiệu dữ liệu phải đợc biến đổi thành tín hiệu quang để truyền đi và khi nhận chúng sẽ lại đợc biến

đổi trở lại thành dạng tín hiệu điện)

Sự so sánh giữa các loại cable trên đối với các chỉ tiêu đánh giá cơ bản đợc cho trong bảng sau:

Loại cáp UTP STP Coaxial Fiber-optic Chỉ tiêu đánh

Độ suy hao Lớn (độ dài

chạy cáp tối đa khảong vài trăm mét)

Nh UTP Nhỏ (độ dài

chạy cáp tối đa khoảng vài km)

Nhỏ nhất (độ dài chạy cáp tối

đa khoảng vài chục km)Nhiễu điện từ Chịu ảnh hởng

mạnh của nhiễu

điện từ, dễ bị thu trộm

I.6 Đờng truyền vô tuyến (wireless media)

Thờng dùng các loại phơng tiện vô tuyến sau:

7

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368

1 Sóng Radio (Radio wave): Sóng Radio bao gồm các tần số từ 10 KHz đến 1

GHz, sóng Radio bao gồm các loại:

Truyền theo tần số Radio có ba phơng pháp sau:

 Công suất thấp, tần số đơn (Low power, single frequency): Chỉ thực hiện

thu, phát tín hiệu ở một tần số Thờng do năng lợng thấp nên giới hạn thu, phát thờng là từ 20 đến 30 mét

 Công suất cao, tần số đơn (High power, single frequency): Cũng tơng tự

nh công suất thấp, tần số đn, nhng vì năng lợng lớn hơn nên giới hạn thu, phát đợc mở rộng hơn nhiều so với Low power, single frequency

 Trải phổ (Spread spectrum): Sử dụng cùng tần số nh các phơng pháp

truyền bằng sóng Radio khác nhng thay vì chỉ sử dụng một tần số, phơng pháp này thờng sử dụng vài tần số cùng lúc, phơng pháp này có thể sử dụng hai sơ đồ điều chế là:

- Điều chế tần số trực tiếp (Direct frequency modulation): đây là phơng

pháp hay dùng nhất Phơng pháp này chia dữ liệu nguyên thuỷ thành từng phần (đợc gọi là chips) sau đó truyền trên các tần số khác nhau, để tránh bị thu trộm một vài tần số sai cũng có thể đợc truyền Việc truyền

và thu tín hiệu đợc thực hiện đồng thời và phía thu đã biết tần số nào là hợp lệ sẽ cô lập các chips sau đó liên kết lại để nhận đợc dữ liệu trong khi bỏ đi những thông tin đợc thêm vào để gây nhiễu

- Frequency hopping : Phơng pháp này thực hiện chuyển mạch rất nhanh

giữa các tần số định trớc, để làm đợc điều này giữa phía thu và phía phát phải đảm bảo đợc sự đồng bộ rất cao

8

Sự so sánh các phơng thức trên dựa trên các chỉ tiêu đánh giá cơ bản nh bảng sau:

Phơng thức Low power, single

frequency High power, single frequency Spread spectrum Chỉ tiêu

Giá thành Vừa phải đối với các

phơng tiện vô tuyến Cao hơn low power single frequency Vừa phảiKhả năng cài đặt Đơn giản Khó Vừa phải

Dải thông 1-10 Mbps 1-10 Mbps 2-6 Mbps

Dải tần số Cỡ GHz Cỡ GHz Tất cả các di tần số

Radio

2 Sóng Viba (Microwave): Truyền tin bằng phơng pháp này sử dụng các tần số

cao hơn so với tần số Radio, thờng phơng pháp này cho kết quả và thông lợng tốt hơn so với sóng Radio Truyền tin bằng sóng viba có hai phơng pháp:

 Mặt đất (Terrestrial Microwave): Thờng sử dụng trực tiếp các parapolic

Antenna để truyền và nhận tín hiệu ở tần số vài GHz

 Vệ tinh (Statellite): Phơng pháp này cũng sử dụng trực tiếp các parabolic

Antenna để truyền và nhận tín hiệu ở tần số vài GHz, điểm khác biệt giữa phơng pháp này và phơng pháp trên là tín hiệu đợc truyền từ Antenna phát lên vệ tinh sau đó tín hiệu từ vệ tinh đợc truyền xuống cho Antenna thu, do

vệ tinh bay ở độ cao rất cao so với mặt đất phơng pháp này có thể thực hiện truyền tin ở khoảng cách rất xa trên mặt đất

So sánh hai phơng thức trên dựa trên các chỉ tiêu đánh giá cơ bản ta có bảng so sánh sau:

Phơng thức Terrestrial Microwave Statellite

Độ suy hao Phụ thuộc điều kiện truyền

(chịu ảnh hởng của áp suất không khí)

Phụ thuộc điều kiện truyền (chịu ảnh hởng của áp suất không khí)

Tiểu luận truyền dẫn

Phơng thức Terrestrial Microwave Statellite

Chỉ tiêu

Dải tần số 4-6, 21-23 GHz Thờng 11-14 GHz

3 Hồng ngoại (Infrared): Sử dụng ánh sáng hồng ngoại để truyền tín hiệu, vì ánh

sáng hồng ngoại có tần số rất cao phơng pháp này cho thông lợng truyền tin cao Truyền tin bằng tia hồng ngoại thờng sử dụng hai phơng pháp:

Giá thành Tơng đối cao Tơng đối cao

Khả năng cài đặt Vừa phải Dễ

Dải thông 100 Kbps ở khoảng cách 1 km Dới 1 Mbps

Độ suy hao Phụ thuộc cờng độ ánh sáng và

điều kiện môi trờng CaoNhiễu điện từ Phụ thuộc cờng độ ánh sáng Phụ thuộc cờng độ ánh sáng, dễ

bị thu trộmDải tần số 100 GHz-1000 THz 100 GHz-1000THz

I.7 Vỉ mạch mạng (network adapter)

Vỉ mạch mạng (Network Adapter hoặc Network Interface Card hay NIC) là thiết

bị thực hiện giao tiếp giữa máy tính và mạng Vỉ mạch mạng có thể đợc thiết kế ngay trong bảng mạch chính (mother board) của máy tính hoặc ở dạng có thể cài đặt đợc vào một khe cắm (slot) của máy tính

Vỉ mạch mạng thực hiện tất cả các chức năng để thực hiện sự giao tiếp giữa máy tính và mạng, nó thực hiện chuyển đổi dữ liệu lu trữ trong máy tính thành tín hiệu thích hợp với đờng truyền vật lý đợc sử dụng và ngợc lại Các chức năng này đợc thực hiện ra sao phụ thuộc vào đờng truyền vật lý và giao thức đợc sử dụng và chúng đợc điều khiển bởi các driver thờng đợc cung cấp bởi nhà sản xuất, các ứng dụng giao tiếp với vỉ mạch mạng thông qua các hàm chuẩn đợc cung cấp bởi driver, điều này làm tăng tính mềm dẻo của ứng dụng trong các môi trờng làm việc khác nhau

Để vỉ mạch mạng có thể hoạt động tốt thực hiện sự giao tiếp giữa máy tính và mạng, vỉ mạch mạng đợc cần đợc cấu hình đúng để có thể hoạt động một cách chính xác

Vỉ mạch mạng cần có IRQ cũng nh các cổng vào ra riêng, để tránh xung đột với các thiết

bị ngoại vi khác Vỉ mạch mạng cần đợc đặt cấu hình phù hợp Sau đây là các mức IRQ

đ-ợc sử dụng trong máy tính:

10

Tiểu luận truyền dẫn

IRQ Common use

0 Timer

1 Keyboard

2 Secondary IRQ controller

3 COM 2 and COM 4

4 COM 1 and COM 3

5 LPT 2 or MIDI device

6 Floppy disk drive

7 LPT 1

8 Real-time clock

9 Free or sound card

10 Free or primary SCSI adapter

11 Free or secondary SCSI adapter

12 PS/2 Mouse

13 Floating-point processor

14 Primay hard disk controller

15 Free or secondary hard disk controller

Thờng sử dụng IRQ 5 cho LAN adapter nếu máy tính không có sound card hoặc secondary printer Các IRQ thờng hay đợc sử dụng khác là IRQ 3, IRQ 9 nếu không bị sử dụng bởi các thiết bị khác

Các cổng thờng đợc sử dụng với LAN adapter là:

Một số kiến trúc mạng trong thực tế

I.8 Ethernet

Ethernet là một trong những kiến trúc mạng đợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay Ethernet sử dụng topology kiểu bus hoặc star-bus, truyền tín hiệu theo dải cơ sở (baseband)

Ethernet truy nhập đờng truyền vật lý sử dụng phơng pháp CSMA/CD (Carier Sense MultiAccess with Collision Detection) Sau đây là nội dung phơng pháp CSMA/CD:

CSMA/CD là phơng pháp đợc cải tiến từ CSMA CSMA còn đợc gọi là LBT (Listen Before Talk) T tởng của phơng pháp là khi một trạm muốn thực hiện truyền tin nó phải “nghe” xem đờng truyền rỗi hay bận Nếu đờng truyền rỗi nó sẽ truyền dữ liệu đi Ngợc lại nếu đờng truyền bận (có trạm khác đang truyền dữ liệu) thì nó phải thực hiện một trong ba giải thuật sau (thờng gọi là các giải thuật persistent):

1 Non-persistent: Trạm tạm “rút lui”, chờ đợi trong một thời đoạn ngẫu nhiên

sau đó tiếp tục “nghe” đờng truyền

2 1-persistent: Trạm tiếp tục “nghe” đờng truyền, khi phát hiện đờng truyền rỗi

nó thực hiện truyền dữ liệu đi với xác suất bằng 1

3 p-persistent: Trạm tiếp tục “nghe” đờng truyền nhng khi phát hiện đờng truyền

rỗi nó thực hiện truyền dữ liệu đi với xác suất bằng p (0 < p < 1)

Giải thuật 1 có hiệu quả trong việc tránh xung đột vì nếu nhiều hơn một trạm cần truyền khi thấp đờng truyền bận sẽ cùng “rút lui” sau đó quay lại “nghe” đờng truyền trong các thời đoạn ngẫu nhiên khác nhau, tuy nhiên giải thuật này có nhợc điểm lớn là có thể có thời gian “chết” (thời gian đờng truyền rỗi) sau mỗi cuộc truyền Giải thuật 2 hạn chế tối đa thời gian “chết” của đờng truyền nhng lại có khả năng xung đột rất cao (nếu có nhiều hơn một trạm cùng “nghe” đờng truyền” Giải thuật 3 là giải thuật dung hoà với giá trị p đợc chọn một cách hợp lý Xung đột xảy ra trên đờng truyền trong các trờng hợp trên thờng là do độ trễ truyền dẫn, một trạm truyền dữ liệu (cùng với sóng mang) đi rồi nhng

do độ trễ truyền dẫn một số trạm đang “nghe” đờng truyền không phát hiện thấy vẫn tởng

là đờng truyền rỗi và truyền dữ liệu đi Vấn đề là do các trạm chỉ “nghe trớc khi nói” mà không “nghe trong khi nói” nghĩa là trong khi truyền nếu có xung đột thì các trạm vẫn không hay biết Để khắc phục điều này và để tăng khả năng phát hiện xung đột CSMA đã

đợc cải tiến thành CSMA/CD còn đợc gọi là LWT (Listen While Talk) CSMA/CD đợc bổ sung thêm hai quy tắc:

1 Khi một trạm đang truyền dữ liệu, nó vẫn tiếp tục “nghe” đờng truyền Nếu phát hiện xung đột nó sẽ ngừng việc truyền dữ liệu nhng vẫn tiếp tục gửi tín hiệu sóng mang thêm một thời gian để đảm bảo tất cả các trạm trên mạng đều

Tiểu luận truyền dẫn

Ethernet đợc phân loại dựa vào tốc độ của mạng Mỗi loại lại đợc phân loại dựa vào loại cable đợc dùng Ta sẽ xem xét hai loại mạng Ethernet đợc dùng phổ biến nhất là

10 Mbps Ethernet và 100 Mbps Ethernet

I.8.1 10 Mbps Ethernet

Ethernet sử dụng rất nhiều loại cable khác nhau Sự khác nhau giữa các loại Ethernet là do sử dụng các loại tín hiệu khác nhau, tuy nhiên chúng giống nhau ở đặc tả cho các Ethernet frame và cùng sử dụng phơng pháp CSMA/CD để truy cập đờng truyền vật lý

Có 4 loại mạng 10 Mbps Ethernet thờng đợc sử dụng nhất là:

1 10base5 (thicknet): sử dụng cáp đồng trục béo (thick coaxial cable).

2 10base2 (thinnet): sử dụng cáp đồng trục gầy (thin coaxial cable).

3 10baseT: sử dụng UTP.

4 10baseFL: sử dụng cáp sợi quang đơn mốt hoặc đa mốt.

II.1.1.110base5 (Thicknet) Ethernet

Cáp đợc sử dụng cho mạng Ethernet là thicknet hoặc 10base5, số 5 ngụ ý độ dài chạy cáp tối đa là 500 mét Cứ 2.5 mét của cáp lại đợc đánh dấu một điểm nối, nếu nối các trạm gần hơn 2.5 mét có thể gây suy giảm tín hiệu Thicknet có các đặt tả nh sau:

 Độ dài tối đa của một segment là 500 mét

 Số lợng tap tối đa là 100

 Số lợng segment tối đa là 5

 Số lợng segment chứa nút tối đa là 3

 Khoảng cách tối thiểu giữa các tap là 2.5 mét.

 Số lợng repeater cực đại là 4

 Độ dài tối đa của mạng có repeater là 2.5 km

 Khoảng cách tối đa giữa các AUI drop cable là 50 mét.

Thờng sử dụng thiết bị gọi là wampire tap để nối vào Thicknet, để nối cáp phải

khoan lỗ trên cáp sau đó lắp tap vào Tap vừa là điểm nối vừa là transceiver Thicknet sử

dụng các đầu nối BNC Các đầu mút của cáp trong mạng phải đợc nối với terminator để tránh sự phản hồi của tín hiệu Thicknet có một số nhợc điểm sau:

 Kích thớc cáp lớn

 Giá thành cao

 Phơng pháp nối phức tạp (phải khoan vào cáp)

II.1.1.210base2 (Thinnet Coax) Ethernet

Khi cáp thinnet coax (10base2) ra đời nó trở nên rất phổ biến vì giá thành phù hợp, kích thớc gọn nhẹ, hiệu năng đối với chi phí cao hơn (so với thicknet) 10base2 có các

đặc tả nh sau:

 Độ dài tối đa cả một segment là 185 mét

13

Tiểu luận truyền dẫn

 Số lợng segment tối đa là 5

 Số lợng segment chứa nút tối đa là 3

 Số lợng repeater tối đa là 4

 Số lợng thiết bị gắn vào một segment tối đa là 30

 Độ dài tối đa của mạng có repeater là 925 mét

Đặc tả cho thinnet là cáp đồng trục 50-ohm RG-58A/U hoặc RG-58C/U, thờng sử dụng RG-58A/U, tránh sử dụng cáp RG-59 vì cáp này đợc sử dụng cho tín hiệu vô tuyến Tránh sử dụng cáp RG-58U vì các đặc đặc trng cáp này không phù hợp với các đặc tả của IEEE cho 10base2 Để nối cáp thờng sử dụng các đầu nối chữ T hoặc các đầu nối BNC Cũng tơng tự nh 10base5 các mút của cáp cần có terminator, các điểm kết thúc của cáp trong mạng phải đợc nối đất

Điểm khác nhau cơ bản giữa 10base2 và 10base5 là đối với 10base2 transceiver nằm luôn trên card LAN và không phải nối vào cáp nh đối với 10base5

Nhợc điểm của 10base2 là giá thành cao so với UTP và nếu nối theo topology dạng bus thì mạng không đáng tin cậy, nếu cáp nối của một trong các nút bị đứt thì có thể

ảnh hởng đến toàn mạng Tuy nhiên vì 10base2 là giải pháp kinh tế nhất trong thời gian dài nên có rất nhiều mạng hiện nay là 10base2

II.1.1.310baseT (Twisted Pair) Ethernet

Sử dụng cáp UTP hiện nay là một xu hớng của các sơ đồ mạng Ethernet dùng

ph-ơng tiện hữu tuyến UTP có giá thành thấp hơn và tính mềm dẻo cao hơn cáp 10base5 hoặc 10base2 Đặc tả cho UTP đợc IEEE đa ra trong IEEE 802.3, không nên sử dụng STP thay cho UTP vì đặc tả cho 10baseT Ethernet chỉ có đối với UTP 10baseT Ethernet có các

đặc tả nh sau:

 Số lợng segment tối đa là 1024

 Số lợng segment có nút tối đa là 1024

 Độ dài tối đa của một segment là 100 mét

 Số lợng nút tối đa cho một segment là 2

 Số lợng nút tối đa cho mạng là 1024

 Số lợng hub tối đa trong một chain là 4

Về mặt vật lý 10baseT sử dụng topology star Tuy nhiên nó lại đợc tổ chức về mặt logic nh sử dụng topology bus, điều này cho phép mạng thừa hởng đợc các u điểm của cả topology dạng star và topology dạng bus 10baseT rất dễ troubleshoot vì một segment có

vấn đề không gây ảnh hởng đến các segment khác Có thể dễ dàng cô lập thiết bị hỏng bằng cách huỷ bỏ liên kết từ hub đến thiết bị đó Một số hub có khả năng phát hiện cũng

nh huỷ bỏ liên kết từ xa tới thiết bị hỏng, các hub loại này thờng đợc gọi là hub thông minh (intelligent hub)

Kết nối giữa hub và LAN card sử dụng các đầu nối RJ-45, cũng có thể nối 10baseT với các đầu nối DIX hoặc AUI bằng cách sử dụng các transceiver hoặc TPAU (twisted pair access unit)

UTP đợc phân thành lớp các category từ 1 đến 5, khi sử dụng category 5 cần chú ý xem có phù hợp với các đặc tả đối với mạng không

14