báo cáo thực hành truyền số liệu ethernet network

Do chi phí thấp, độ tin cậy đã thử thách trong nhiều năm, việccài đặt và bảo trì tương đối đơn giản, nên Ethernet ngày càng được sử dụng nhiều trong các hệ thống mạng.. Ethernet được tạo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

THỰC HÀNH TRUYỀN SỐ LIỆU

ĐỀ TÀI: Ethernet Network

Giảng viên hướng dẫn : Thái Thanh Tuấn

Nhóm sinh viên thực hiện :

Lê Hữu Hoàng Khương MSSV 1191021066

Nguyễn Thanh Nhàn MSSV 119102110

Nguyễn Đức Thịnh MSSV 1191021165

Khởi nguồn từ hơn 25 năm qua, Ethernet đã đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cho các mạng chuyển mạch gói Do chi phí thấp, độ tin cậy đã thử thách trong nhiều năm, việccài đặt và bảo trì tương đối đơn giản, nên Ethernet ngày càng được sử dụng nhiều trong các hệ thống mạng Để đáp ứng yêu cầu về tốc độ, Ethernet đã thích ứng để xử

lý nhiều tốc độ nhanh hơn cũng như những yêu cầu về dung lượng đi kèm theo chúngThành ngữ Ethernet có nguồn gốc với mạng LAN ( Local-Area Network) và việc

sử dụng chuẩn IEEE 802.3 Chuẩn này được biết với nghi thức CSMA/CD Có ba tốc

độ được được dùng cho mạng Ethernet với đường truyền là cáp đồng trục, cáp đôi haysợi quang

 10Mbps—10 base-T Ethernet

 100Mbps— Ethernet tốc độ cao (Fast Ethernet)

 1000Mbps—Gigabit Ethernet

Ethernet 10-Gigabit đã phát triển và được đưa ra cùng chuẩn IEEE 802.3ae cuối

2001 và đầu 2002 Nó cũng tương thích với chuẩn IEEE 802.3

Ethernet được tạo ra phần lớn từ kỹ thuật mạng LAN (hiện tại đang được sử dụng cho gần 85% cho mạng LAN để nối PC và các máy trạm-workstations) Bởi vì ghi thức của nó có một số đặc điểm sau:

 Dễ dàng sử dụng, thực hiện, quản lý và bảo trì

 Cho phép thực hiện mạng tốc độ thấp

 Cung cấp rất đa dạng mô hình mạng (topology)

 Bảo mật thành công việc kết nối chung

1.2 Ethernet là gì

Phần này sẽ cung cấp những hiểu biết sơ lược về hệ thống Ethernet Chúng ta sẽ tìm hiểu nguồn gốc và chuẩn của Ethernet cũng như những yếu tố đặc trưng cho hệ thống Ethernet

Ethernet là 1 công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằm chuyển thông tin giữa các máy tínhvới tốc độ từ 10 đến 100 triệu bít một giây (Mbps) Hiện thời công nghệ Ethernet thường được sử dụng nhất là công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10-Mbps

Công nghệ truyền thông 10-Mbps sử dụng hệ thống cáp đồng trục cỡ lớn , hoặc cáp đôi , cáp sợi quang Tốc độ chuẩn cho hệ thống Ethernet hiện nay là 100-Mbps

1.3 Ethernet là công nghệ mạng thiết bị và thông dụng

Mặc dù ngày nay có nhiều công nghệ LAN nhưng Ethernet vẫn là công nghệ được sử dụng nhiều nhất Năm 1994 ước tính có khoảng hơn 40 triệu nút Ethernet được sử dụng trên toàn cầu

Từ khi chuẩn Ethernet ra đời , các đặc tính kĩ thuật và trình tự để xây dựng nên 1 mạng Ethernet đã trở nên dễ dàng hơn đối với mọi người Những đặc tính này cùng với tính dễ sử dụng đã tạo nên một thị trường Ethernet rộng lớn và là nguyên nhân cho

sự ứng dụng rộng rãi của Ethernet trong nền công nghiệp máy tính

Phần lớn các hãng sản xuất máy tính ngày nay trang bị cho sản phẩm của họ thiết bị 10-Mbps Ethernet khiến cho thiết bị của họ có thể sẵn sàng kết nối vào mạng Ethernetcục bộ Khi chuẩn Ethernet 100-Mbps đã trởnên phổ biến hơn thì máy tính được trang

bị các thiết bị Ethernet hoạt động ở cả hai tốc độ 10-Mbps và 100-Mbps Những quản

lí viên mạng Ethernet ngày nay cần thiết phải biết liên kết một số lượng lớn các máy tính lại với nhau bằng công nghệ mạng thiết bị trung gian Rất nhiều mạng LAN ngàynay hỗ trợ các máy tính được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau , tuy nhiên cần phải đảm bảo được sự tương thích giữa các dòng máy tính

1.4 Sự phát triển của các chuẩn Ethernet

Ethernet đã được phát minh ra tại trung tâm nghiên cứu Xerox Palo Alto vào những năm 1970 bởi tiến sĩ Robert M Metcalfe Nó đã được thiết kế với mục đích phục vụ nghiên cứu trong “ hệ thống công sở trong tương lai” , bao gồm trạm cá nhân đầu tiên

Chuẩn IEEE cung cấp hệ thống kiểu Ethernet dựa trên nền là công nghệ DIX

Ethernet Mọi hệ thống Ethernet từ năm 1985 đều được xây dựng dựa trên chuẩn IEEE 802.3 Nói chính xác hơn , chúng ta đã dựa trên công nghệ “IEEE 802.3

CSMA/CD” Tuy nhiên hầu hết mạng Ethernet hiện nay đều từ mạng Ethernet

nguyên thuỷ mà ra

Chuẩn 802.3 được nâng lên từng bước bao gồm các chuẩn công nghệ mới Từ nằm

1985 chẩn đã được tăng cường những công nghệ 10-Mbps ( ví dụ cáp xoắn ) cũng nhưcác khuyến nghị mới về mạng Ethernet nhanh 100 Mbps

1.5.Các thành phần của Ethernet

Hệ thống Ethernet bao gồm 3 thành phần cơ bản :

1.Hệ thống trung gian truyền tín hiệu Ethernet giữa các máy tính

2.Các nhóm thiết bị trung gian đóng vai trò giao diện Ethernet làm cho nhiều máy tính

có thể kết nối tới cùng 1 kênh Ethernet

3.Các khung Ethernet đóng vai trò làm các bit chuẩn để luân chuyển dữ liệu trên Ethernet

1.6 Sự khác nhau của Internet, Intranet và Ethernet

INTERNET:

Internet thì đã quá quen thuộc Nó là mạng thông tin liên lạc toàn cầu

Xuất xứ của Internet là mạng ARPAnet, một hệ thống máy tính của Bộ Quốcphòng Mỹ được đưa ra thí nghiệm vào năm 1969 Mục đích ban đầu của nó là để tạothuận lợi trong việc kết nối thông tin, hợp tác khoa học giữa các thành viên trong cáccông trình nghiên cứu về quốc phòng Mạng này đã đặt ra nền tảng truyền thông bìnhđẳng (peer-to-peer) cho mạng Internet sau này Nghĩa là, bất cứ máy tính nào hội đủcác điều kiện cơ bản để hòa mạng đều có thể giao tiếp với bất kỳ máy tính thành viênnào khác Và chính nhờ được phát triển với mục đích gốc là phục vụ việc liên lạc, chia

sẻ, hợp tác khoa học, công nghệ Internet cho phép mọi hệ thống đều có thể kết nối vớiInternet qua cổng điện tử Hiện nay đã có hơn 100 nước với hàng chục triệu máy tínhkết nối vào mạng Internet

Mạng máy tính toàn cầu World Wide Web này không chỉ phục vụ nhu cầu thôngtin, liên lạc, chuyển tải dữ liệu, mà cung cấp các dịch vụ cho phép người tiêu dùng cóthể mua vô số món hàng hóa theo phương thức trực tuyến (online), nghĩa là chọnhàng, đặt hàng và thanh toán qua mạng

INTRANET:

Intranet là mạng thông tin, liên lạc cục bộ cũng dùng giao thức TCP/IP nhưInternet, của một tổ chức nào đó (thường là một công ty) chỉ cho phép các thành viêncông ty hay những người được cấp quyền truy cập Người dùng máy tính ở Việt Namtrước khi được ngao du trên mạng Internet như hiện nay, hồi nẳm đã được làm quenvới mạng Intranet, như Cinet, Phương Nam,

Do là mạng cục bộ, tuy bạn cũng dùng giao thức quay số kết nối Dial-up bằngmodem tới số điện thoại máy chủ và duyệt thông tin, tải file, gửi và nhận e-mail giốnghệt với Internet; nhưng khác là chỉ loanh quanh trong phạm vi mạng mình làm thànhviên, không thể liên thông với các mạng khác chứ đừng nói chi héo lánh ra được tớimạng Internet

Có thể nói cho dễ hiểu, Intranet là mạng Internet cục bộ

Ban đầu, mỗi thiết bị trong mạng Ethernet chỉ có thể cách nhau tối đa vài trăm mét Các ứng dụng công nghệ mới đã giúp kéo dài khoảng cách này tới hàng chục km Ứng dụng phổ biến nhất của mạng Ethernet quen gọi là mạng LAN (local area network, mạng cục bộ), nối kết các máy tính trong một đơn vị (thường là chung một tòa nhà) lại với nhau thông qua máy chủ Còn nếu phải kết nối xa hơn, có khi cách nhau nhiều cây số, người ta dùng công nghệ mạng diện rộng WAN (wide area network).

Mô hình kết hợp Ethernet với chuẩn kết nối

không dây qua hệ điều hành Windows XP.

Tốc độ truyền tải dữ liệu ban đầu của Ethernet LAN là 10Mbps (10Base) Saunày phát triển lên 100Mbps (100Base), còn gọi là Fast Ethernet Chuẩn cao cấp nhấthiện nay là Gigabit Ethernet LAN (1000Base), đạt tốc độ tới 1 Gbps Nhưng tốc độcủa nó cũng đang được một nhóm gọi là Liên minh 10 Gigabit Ethernet (10 GigabitEthernet Alliance, 10GEA) thành lập năm 2002 cố gắng đẩy lên tới 10 Gbps (sử dụngcáp sợi quang), gọi là chuẩn 10GbE

Hiện nay, các mainboard thế hệ mới nhất đều hỗ trợ chuẩn GigaLAN Trên thịtrường Việt Nam cũng đã bắt đầu xuất hiện một số LAN switch 1 Gbps

1.7 Hoạt động của Ethernet

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) - Tạm dịch: Cơ

chế Đa Truy cập Dò sóng Mang để phát hiện Va chạm:

Là nguyên lý hoạt động của mạng Ethernet: tất cả các trạm trên mạng LAN đều có quyền truy cập mạng (gửi, nhận, thăm dò thông tin) Tuy nhiên, khi phát hiện ra sự

"va chạm" của nhiều gói thông tin khác nhau trên mạng thì toàn bộ các gói thông tin

sẽ bị "loại bỏ" (drop) để truyền lại Điều này ngược lại với nguyên lý truy cập Dựa vào thẻ bài của mạng Token Ring LAN: khi trạm nào nắm giữ được "thẻ bài ưu tiên" (Token) thì trạm đó mới có quyền truyền, sau khi truyền xong thì nó lại thả "thẻ bài" lưu hành trên mạng để "trao lượt" truyền cho người sở hữu thẻ bài tiếp theo

Mỗi máy Ethernet, hay còn gọi là máy trạm , hoạt động độc lập với tất cả các trạm khác trên mạng , không có một trạm điều khiển trung tâm.Mọi trạm đều kết nối với Ethernet thông qua một đường truyền tín hiệu chung còn gọi là đuờng trung gian Tín

hiệu Ethernet được gửi theo chuỗi , từng bit một , qua đường trung gian tới tất cả các trạm thành viên Để gửi dữ liệu trước tiên trạm cần lắng nghe xem kênh có rỗi không ,nếu rỗi thì mới gửi đi các gói ( dữ liệu).

Cơ hội để tham gia vào truyền là bằng nhau đối với mỗi trạm Tức là không có sự ưu tiên Sự thâm nhập vào kênh chung được quyết dịnh bởi nhóm điều khiển truy nhập trung gian ( Medium Access Control-MAC) được đặt trong mỗi trạm MAC thực thi dựa trên cơ sở sự phát hiện va chạm sóng mang ( CSMA/CD)

gấp đôi số lượng máy tính lên với đường truyền là 10Mbps

+ Hoạt cảnh 3: Mô hình thứ 3 như mô hình trong hoặt cảnh 2 với đường

truyền là 100Mbps

3.Mục đích

Edition Chọn tab File => New…

Trên cửa sổ mới mở chọn Project rồi nhấp chuột

OK

Thay đổi Project Name thành Ethernet_Network Đổi tên Scenario Name thành

10Mpbs rồi nhấp

OK.

Trên cửa sổ Initial Topology, chọn Create Empty Scenario rồi nhấp Next.

Trên cửa sổ Choose Network Scale, chọn Office rồi nhấp Next.

Trên cửa sổ Specify Size, giữ nguyên các tham số, chỉ nhấp Next.

Trên cửa sổ Select Technologies, cuộn thanh cuốn xuống, chọn họ mô hình

Ethernet rồi nhấp Next.

Trên cửa sổ Review, nhấp OK.

Review để xem lại và nhấn Ok sẽ được như hình

Trước hết tạo và cấu hình hệ thống mạng hình sao:

Chọn tab Topology => Rapid Configuration.

Đặt Configuration về kiểu Star và nhấp OK.

Đặt Center Node Model là ethernet16_switch Đặt Periphery Node Model là

ethernet_wkstn Đặt Link Model là 10BaseT Đặt Number là 15, rồi nhấp OK.

Kết quả như hình:

Tạo thêm 1 hệ thống mạng hình sao với 5 máy tính tương tự như trên:

Đặt lại Number là 5, rồi nhấp OK.

Sau khi tạo 2 hệ thống mạng hình sao ta được như sau:

Tạo 1 Server để kết nối từ Server đến hệ thống mạng:

Từ cửa sổ object Palette chọn ethernet_server kéo thả qua Workpace

Đổi tên tất cả các thiết bị như hình:

Đổi tên các node nhanh trong mạng sao ở 1st_fl_switch: nhấp phải chuột lên bất kì node nào rồi chọn Edit similar Nodes

Sửa tên các Node trong cột Name như hình:

Sau đó nhấn OK được kết quả như sau:

Kết nối với Server: Từ cửa sổ Object Palettet chọn đường truyền 10BaseT

Nối đường truyền từ Server đến 2 hệ thống mạng hình sao như hình:

Bước 2: Cấu hình các thiết bị

Ta cần cấu hình một số loại lưu lượng cho phép chạy trên hệ thống mạng, để làm được

điều này ta cần 2 loại : Application definition và Profile Definition

+ Application definition : để cấu hình các loại dịch vụ mạng như : http,Mail,…

+ Profile definition : cài đặt cho mỗi loại thiết bị trong mạng có các dịch vụ riêng

Từ Object Palette , chọn Profile_Config

và Application_Config đặt vào workspace

Sau đó đổi tên như hình:

Cấu hình cho Application_Configuration

Chuột phải lên biểu tượng Application_Configuration chọn Edit Attributes, chọn

dấu + mục Application Definitions để xem các dịch vụ có thể dùng trong Profile

definitions ->OK

Cấu hình cho Profile_Configuration:

Chuột phải lên biểu tượng Profile_Configuration chọn Edit Attributes, chọn Profile

Configuration->Edit hiện lên 1 bảng Table chọn Rows là 3 và cấu hình như hình

Ở mục Application dòng 1 chọn Edit hiện lên 1 bảng table chọn Rows là 3 và cấu hình như hình->Click OK:

Tương tự dòng 2,3 của mục Application cấu hình lần lượt :

Dòng 2 ->Click Ok:

Dòng 3 ->Click OK :

Quay ra bảng Profile Configuration ở cột Operation Mode Chọn Simultaneous và cột Repeatabilty chọn Unlimited như hình: Sau đó Click Ok->Ok

Cấu hình cho Server : Nhấp chuột phải lên Server chọn Edit Attributes : Ở mục Application : Supported Services chọn Edit hiện lên 1 bảng Table chọn Rows là 6

và cấu hình như hình : Sau đó Click OK->OK

Cấu hình cho 5 máy Billing(Kế Toán)

Chọn 5 máy phòng Billing sau đó chon Edit Attributes, ở mục Application: Support

Profile-> chọn Edit->Hiện lên 1 bảng Table chọn Rows là 1->Chọn thuộc tính là Billing Profile như hình: Sau đó Click OK->Check Apply Changes to Selected Pbjects->Click Ok

2 Phòng ban tiếp theo là Sales và Tech làm tương tự như trên:

Phòng Sales:Chọn 5 máy phòng Sales sau đó chon Edit Attributes, ở mục

Application: Support Profile-> chọn Edit->Hiện lên 1 bảng Table chọn Rows là

1->Chọn thuộc tính là Sales Profile như hình: Sau đó Click OK->Check Apply

Changes to Selected Pbjects->Click Ok

Phòng Tech:Chọn 5 máy phòng Sales sau đó chon Edit Attributes, ở mục

Application: Support Profile-> chọn Edit->Hiện lên 1 bảng Table chọn Rows là

1->Chọn thuộc tính là Tech Profile như hình: Sau đó Click OK->Check Apply

Changes to Selected Pbjects->Click Ok

Bước 3: Cấu hình mô phỏng

- Chọn menu Simulation > Choose Individual Statistics …

- Bung Global Statistics > Ethernet, chọn delay (sec)

Chọn File->Save lại

Bước 4: Nhân bản hoạt cảnh (Duplicate The Scenario)

- Bây giờ ta sẽ nhân bản hoạt cảnh

Đầu tiên sẽ nhân bản hoạt cảnh 2 với số máy tính tăng lên gấp đôi cấu hình và đường truyển không thây đổi

- Vào menu Scenarios > Chọn Duplicate Scenario, nhận tên mới là 10Mpbs_30 Click OK để tạo

-Thây đồi Swicth ở hoạt cảnh 2: Kích chuột phải vào 1st_fl_switch chọn Edit

Attributes ở mục model chọn ethernet32_switch->Click OK

Copy thêm máy con như hình:

Nhân bản hoạt cảnh 3(Duplicate The Scenario)

- Bây giờ ta sẽ nhân bản hoạt cảnh 3 cấu hình như hoạt cảnh 2 nhưng đường truyền

Bước 5: Chạy mô phỏng

- Vào menu Scenarios-> Manage Scenarios, thay đổi giá trị cột Results thành

<collect> và giá trị cột Sim Duration <0,5> như hình :

- Nhấn chọn OK, quá trình mô phổng thực thi

100Mpbs_30 là rất lớn

Tốc độ truyền trên hoạt cảnh 10Mpbs_15 và 10Mpbs_30 không có sự chênh lệch nhiều do cùng đường truyền là 10Mpbs,còn ở hoạt cảnh 100Mpbs_30 sử dụng đường truyền 100Mpbs nên độ trễ rất nhỏ

2 Lưu lượng mạng :(traffic received)

- BungTraffic Sink > Traffic Received (bits), chọn show

=> Đồ thị thống kê này hiển thị tổng lưu lượng nhận của tất cả các máy trạm

(station), tỉ lệ tốc độ nhận giữa 3 hoạt cảnh có độ chênh lệch không nhiều Tuy nhiên tốc độ cao nhất lần lượt ở 3 hoạt cảnh là 10Mpbs_15 và 10Mpbs_30 và 100Mpbs_30

- Bung Traffic Source- > Traffic sent (byte/sec)

3 hoạt cảnh cũng không có sự sai khác nhiều Tuy nhiên tốc độ cao nhất lần lượt ở 3 hoạt cảnh là 10Mpbs_15 và 10Mpbs_30 và 100Mpbs_30