hi 1 2 3 5 6 4 5 8 9 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 71 2 3 5 6 4 5 8 9 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 71 2 3 5 6 4 5 8 9 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 71 2 3 5 6 4 5 8 9 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 71 2 3 5 6 4 5 8 9 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 2 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 7 6 5 4 7 6 5 6 7 6 7
Trang 1ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
CƠ BẢN MẠNG MÁY TÍNH
Trang 2Bài 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 8
1.1 Giới thiệu chung về mạng 8
1.1.1 Khái niệm và các thành phần của mạng máy tính 8
1.1.2 Lợi ích của mạng máy tính 8
1.2 Giao thức mạng 9
1.2.1 Khái niệm 9
1.2.2 Các chức năng của giao thức mạng 9
1.3 Sơ đồ mạng 10
1.3.1 Sơ đồ logic 10
1.3.2 Sơ đồ vật lý 11
1.4 Phân loại mạng máy tính 12
1.4.1 Theo khoảng cách 12
1.4.2 Theo phương thức chuyển mạch 13
1.5 Câu hỏi và bài tập + Thảo luận 13
Bài 2: MÔ HÌNH OSI VÀ TCP/IP (2 buổi LT) 15
2.1 Kiến trúc phân tầng 15
2.2 Mô hình OSI 15
2.2.1 Giới thiệu 15
2.2.2 Chức năng của các lớp trong mô hình tham chiếu OSI 18
2.3 Mô hình TCP/IP 20
2.4 So sánh mô hình OSI và TCP/IP 22
2.5 Cấu trúc gói tin và luồng dữ liệu trên mạng 22
2.5.1 Cấu trúc gói tin 22
2.4.2 Luồng dữ liệu trên mạng 23
2.6 Câu hỏi và bài tập + Thảo luận 26
Bài 3: MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN 27
VÀ CÁC THIẾT BỊ MẠNG CƠ BẢN (2 buổi LT) 27
3.1 Giới thiệu về môi trường truyền dẫn 27
3.1.1 Khái niệm 27
3.1.2 Các đặc trưng của môi trường truyền dẫn 27
3.2.1 Cáp đồng trục 31
3.2.2 Cáp đôi dây xoắn 33
3.2.3 Cáp quang 36
3.3 Đường truyền vô tuyến 38
3.4 Các thiết bị mạng 41
3.4.1 Card mạng (NIC) 41
3.4.2 HUB 41
3.4.3 Repeater 42
Trang 33.4.4 Bridge (cầu nối) 42
3.4.5 Switch 43
3.4.6 Router 44
3.4.7 Modem 47
3.4.8 Wireless Access Point 48
3.5 Câu hỏi và thảo luận 48
Bài 4 CÔNG NGHỆ ETHERNET(01 buổi) 49
4.1 Tổng quan về Ethernet 49
4.1.1 Khái niệm 49
4.1.2 Cấu trúc Frame của Ethernet 49
4.2 Truyền fullduplex và halfduplex 50
4.3 Công nghệ Ethernet 51
Bài 5: TẦNG LIÊN KẾT DỮ LIỆU (01 buổi LT) 54
5.1 Điều khiển luồng dữ liệu 54
5.2 Các phương pháp kiểm soát lỗi 55
5.2.1 Phát hiện lỗi theo đa thức: Cyclic redundancy Check (CRC) 55
5.3 Giao thức CSMA/CD 57
5.4 Giao thức dùng thẻ bài vòng Token ring, Token Bus 59
5.4.1 Token ring 59
5.5 Giao thức dừng và chờ (Stop and Wait) 62
5.6 Câu hỏi và bài tập + Thảo luận 63
Bài 6: TẦNG MẠNG (2 buổi LT) 63
6.1 Họ giao thức TCP/IP 63
6.2 Các giao thức tầng IP 64
6.3 Giao thức IP (Internet Protocol) 65
6.3.1 Khuôn dạng gói tin 65
6.3.2 Hoạt động của giao thức IP 67
6.4 Địa chỉ IP (IPv4) 68
6.4.1 Cấu trúc địa chỉ phân lớp IPv4 68
6.5 Địa chỉ mạng con và cách chia mạng con 72
6.6 Địa chỉ CIDR 76
6.7 Câu hỏi và bài tập + Thảo luận 77
Bài 7: TẦNG MẠNG - CÁC GIAO THỨC KHÁC (1 buổi LT) 78
7.1 Giao thức ARP 78
7.1.1 Cấu trúc gói tin ARP 78
7.1.2 Quá trình gửi 1 bản tin ARP 79
7.1.3 Quá trình nhận gói tin ARP 79
7.1.4 Các đặc điểm của giao thức ARP 80
Trang 47.1.5 Nguyên tắc làm việc của ARP trong một mạng LAN 81
7.1.6 Nguyên tắc hoạt động của ARP trong mạng doanh nghiệp 82
7.1.7 ARP cache 82
7.2 Giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 83
7.3 Giao thức truyền thông điệp điều khiển Internet (ICMP) 83
7.4 Giới thiệu về định tuyến và phương pháp định tuyến 84
7.4.1 Định tuyến 84
7.4.2 Các phương pháp định tuyến 85
7.4.3 Định tuyến theo Véc tơ khoảng cách (Distance Vector) 85
7.4.4 Phương pháp chọn đường “Trạng thái nối kết” (Link State) 87
Bài 8 TẦNG VẬN CHUYỂN(1 buổi LT) 89
8 1 Giới thiệu về tầng vận chuyển 89
8.2 Giao thức TCP 89
8.2.1 Khuôn dạng gói tin TCP 89
8.2.2 Hoạt động của giao thức TCP 90
8.3 Giao thức UDP 93
8.4 Câu hỏi + Thảo luận 93
Bài 9: CÁC GIAO THỨC TÀNG ỨNG DỤNG 94
9.1 Giao thức SMTP, MIME, POP3, IMAP 94
9.1.1 Các thành phần của hệ thống email 94
9.1.2 Khuôn dạng của một email 95
9.2.3 POP3 99
9.1.4 IMAP 101
9.2 Giao thức HTTP 102
9.2.1 Các thông điệp yêu cầu 103
9.2.2 Các thông điệp trả lời 104
9.2.3 Các kết nối TCP 105
9.2.4 Trữ đệm 106
9.3 Dịch vụ tên (DNS) 107
9.3 1 Miền phân cấp 108
9.3 2 Các server phục vụ tên 108
9.3 3 Phương pháp phân tích tên 112
9.4 Truyền tập tin (FTP) 113
9.4 1 Mô hình dịch vụ FTP 113
9.4 2 Giao thức FTP 114
9.4 3 Các lệnh cơ bản 114
Trang 5Bài 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH1.1 Giới thiệu chung về mạng
1.1.1 Khái niệm và các thành phần của mạng máy tính
Mạng máy tính là tập hợp các thiết bị được kết nối với nhau bằng các phương tiện truyền vật lý và tuân theo một kiến trúc mạng nhất định
Mạng máy tính gồm ba thành phần chính:
Các thiết bị: Gồm có hai loại chính là thiết bị đầu cuối (bao gồm PC, Printer,
Fax ) và thiết bị mạng (bao gồm Hub, Switch, Router )
Phương tiện truyền vật lý: Còn được gọi là môi trường truyền dẫn Có 2 loại môi
trường truyền dẫn chính là hữu tuyến và vô tuyến
Kiến trúc mạng: Là tập hợp các giao thức mà các thực thể mạng cần phải tuân
theo khi tham gia vào hệ thống mạng
- Giới thiệu mô hình mạng
1.1.2 Lợi ích của mạng máy tính
Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao Mạng máy tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực như khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được Người ta thấy được việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới to lớn như:
Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên của mạng (như thiết bị, chương trình, dữ liệu) khi được trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều
có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những vị trí của tài nguyên đó
Tăng độ tin cậy của hệ thống: Người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thể được khôi phục nhanh chóng Trong trường hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì người ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế và hệ thống vẫn hoạt động bình thường
Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: Khi thông tin có thể được sữ dụng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng tổ chức lại các công việc với những thay đổi về chất như:
Ðáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại
Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu
Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán
Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trên thế giới
Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên vấn đề kỹ thuật trong mạng là mối quan tâm hàng đầu của các nhà tin học Ví dụ như làm thế nào để truy xuất thông tin một cách nhanh chóng và tối ưu nhất, trong khi việc xử lý thông tin trên mạng quá nhiều
Trang 6đôi khi có thể làm tắc nghẽn trên mạng và gây ra mất thông tin một cách đáng tiếc Hiện nay việc làm sao có được một hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an toàn với lợi ích kinh tế cao đang rất được quan tâm Một vấn đề đặt ra có rất nhiều giải pháp về công nghệ, một giải pháp có rất nhiều yếu tố cấu thành, trong mỗi yếu tố có nhiều cách lựa chọn Như vậy
để đưa ra một giải pháp hoàn chỉnh, phù hợp thì phải trải qua một quá trình chọn lọc dựa trên những ưu điểm của từng yếu tố, từng chi tiết rất nhỏ
Ðể giải quyết một vấn đề phải dựa trên những yêu cầu đặt ra và dựa trên công nghệ
để giải quyết Nhưng công nghệ cao nhất chưa chắc là công nghệ tốt nhất, mà công nghệ tốt nhất là công nghệ phù hợp nhất
1.2 Giao thức mạng
1.2.1 Khái niệm
Các thực thể của mạng muốn trao đổi thông tin với nhau phải bắt tay, đàm phán về một số thủ tục, quy tắc Cùng phải “nói chung một ngôn ngữ” Tập quy tắc hội thoại được gọi là giao thức mạng (Protocols) Các thành phần chính của một giao thức bao gồm:
- Cú pháp: định dạng dữ liệu, phương thức mã hoá và các mức tín hiệu
- Ngữ nghĩa: thông tin điều khiển, điều khiển lưu lượng và xử lý lỗi
Trao đổi thông tin giữa hai thực thểcó thểlà trực tiếp hoặc gián tiếp Trong hai hệ thống kết nối điểm - điểm, các thực thể có thể trao đổi thông tin trực tiếp không có sự can thiệp của các thực thể trung gian Trong cấu trúc quảng bá, hai thực thể trao đổi dữ liệu với nhau phải thông qua các thực thể trung gian Phức tạp hơn khi các thực thể không chia sẻ trên cùng một mạng chuyển mạch, kết nối gián tiếp phải qua nhiều mạng con
1.2.2 Các chức năng của giao thức mạng
Đóng gói: Trong quá trình trao đổi thông tin, các gói dữliệu được thêm vào một sốthông
tin điều khiển, bao gồm địa chỉnguồn và địa chỉ đích, mã phát hiện lỗi, điều khiển giao thức Việc thêm thông tin điều khiển vào các gói dữliệu được gọi là quá trình đóng gói (Encapsulation) Bên thu sẽ được thực hiện ngược lại, thông tin điều khiển sẽ được gỡ bỏ khi gói tin được chuyển từ tầng dưới lên tầng trên
Phân đoạn và hợp lại: Mạng truyền thông chỉchấp nhận kích thước các gói dữ liệu cố
định Các giao thức ở các tầng thấp cần phải cắt dữliệu thành những gói có kích thước quy định Quá trình này gọi là quá trình phân đoạn Ngược với quá trình phân đoạn bên phát là quá trình hợp lại bên thu Dữ liệu phân đoạn cần phải được hợp lại thành thông điệp thích hợp ở tầng ứng dụng (Application) Vì vậy vấn đề đảm bảo thứ tự các gói đến đích là rất quan trọng Gói dữ liệu trao đổi giữa hai thực thể qua giao thức gọi là đơn vị giao thức dữ liệu PDU (Protocol Data Unit)
Điều khiển liên kết: Trao đổi thông tin giữa các thưc thểcó thểthực hiện theo hai phương
thức: hướng liên kết (Connection - Oriented) và không liên kết (Connectionless) Truyền không liên kết không yêu cầu có độtin cậy cao, không yêu cầu chất lượng dịch vụ và
Trang 7không yêu cầu xác nhận Ngược lại, truyền theo phương thức hướng liên kết, yêu cầu có độtin cậy cao, đảm bảo chất lượng dịch vụ và có xác nhận Trước khi hai thực thể trao đổi thông tin với nhau, giữa chúng một kết nối được thiết lập và sau khi trao đổi xong, kết nối này sẽ được giải phóng
Giám sát: Các gói tin PDU có thể lưu chuyển độc lập theo các con đường khác nhau, khi
đến đích có thể không theo thứ tự như khi phát Trong phương thức hướng liên kết, các gói tin phải được yêu cầu giám sát Mỗi một PDU có một mã tập hợp duy nhất và được đăng ký theo tuần tự Các thực thể nhận sẽ khôi phục thứ tựcác gói tin như thứ tự bên phát
Điều khiển lưu lượng: liên quan đến khả năng tiếp nhận các gói tin của thực thể bên thu
và số lượng hoặc tốc độ của dữ liệu được truyền bởi thực thể bên phát sao cho bên thu không bị tràn ngập, đảm bảo tốc độ cao nhất Một dạng đơn giản của của điều khiển lưu lượng là thủ tục dừng và đợi (Stop-and Wait), trong đó mỗi PDU đã phát cần phải được xác nhận trước khi truyền gói tin tiếp theo Có độ tin cậy cao khi truyền một số lượng nhất định dữ liệu mà không cần xác nhận Kỹ thuật cửa sổ trượt là thí dụ cơ chế này Điều khiển lưu lượng là một chức năng quan trọng cần phải được thực hiện trong một số giao thức
Điều khiển lỗi: là kỹ thuật cần thiết nhằm bảo vệ dữ liệu không bị mất hoặc bị hỏng trong
quá trình trao đổi thông tin Phát hiện và sửa lỗi bao gồm việc phát hiện lỗi trên cơ sở kiểm tra khung và truyền lại các PDU khi có lỗi Nếu một thực thể nhận xác nhận PDU lỗi, thông thường gói tin đó sẽ phải được phát lại
Đồng bộ hoá:Các thực thể giao thức có các tham số về các biến trạng thái và định nghĩa
trạng thái, đó là các tham sốvềkích thước cửa sổ, tham sốliên kết và giá trịthời gian Hai thực thể truyền thông trong giao thức cần phải đồng thời trong cùng một trạng thái xác định Ví dụ cùng trạng thái khởi tạo, điểm kiểm tra và huỷ bỏ, được gọi là đồng bộ hoá Đồng bộ hoá sẽ khó khăn nếu một thực thể chỉ xác định được trạng thái của thực thể khác khi nhận các gói tin Các gói tin không đến ngay mà phải mất một khoảng thời gian đểlưu chuyển từnguồn đến đích và các gói tin PDU cũng có thể bị thất lạc trong quá trình truyền
Địa chỉ hoá: Hai thực thể có thể truyền thông được với nhau, cần phải nhận dạng được
nhau Trong mạng quảng bá, các thực thể phải nhận dạng định danh của nó trong gói tin Trong các mạng chuyển mạch, mạng cần nhận biết thực thể đích để định tuyến dữ liệu trước khi thiết lập kết nối
1.3 Sơ đồ mạng
1.3.1 Sơ đồ logic
Trang 8Là sơ đồ chỉ về nguyên lý hoạt động của hệ thống mạng Khi nhìn vào sơ đồ logic ta có thể thấy được các dịch vụ được triển khai trong mạng, phương thức di chuyển của luồng
Trang 9a Mạng cục bộ LAN (Local Area Networks):
Mạng cục bộ LAN: kết nối các máy tính đơn lẻ thành mạng nội bộ, tạo khả năng trao đổi
thông tin và chia sẻtài nguyên trong cơ quan, xí nhiệp Có hai loại mạng LAN khác nhau: LAN nối dây (sửdụng các loại cáp) và LAN không dây (sử dụng sóng cao tần hay tia hồng ngoại)
Đặc trưng cơbản của mạng cục bộ: Quy mô của mạng nhỏ, phạm vi hoạt động vào khoảng vài km Các máy trong một tòa nhà, một cơ quan hay xí nghiệp nối lại với nhau Quản trị và bảo dưỡng mạng đơn giản
Công nghệ truyền dẫn sử dụng trong mạng LAN thường là quảng bá (Broadcast), bao gồm một cáp đơn nối tất cả các máy Tốc độ truyền dữ liệu cao, từ10÷100 Mbps đến hàng trăm Gbps, thời gian trễ nhỏ (cỡ10μs), độ tin cậy cao
b Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Networks)
Mạng đô thị MAN hoạt động theo kiểu quảng bá, LAN to LAN Mạng cung cấp các dịch
vụ thoại và phi thoại và truyền hình cáp Mạng MAN là một mạng máy tính có quy mô trong phạm vi trong một thành phố
c Mạng diện rộng WAN (Wide Area Networks)
Trang 10Mạng diện rộng WAN là một hệ thống mạng hoạt động trên phạm vi một quốc gia hoặc trên toàn cầu Đặc điểm của hệ thống mạng WAN là tốc độ truyền dữ liệu thấp so với mạng cục bộ và lỗi truyền cao.
1.4.2 Theo phương thức chuyển mạch
a Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switched Networks)
- Trước khi trao đổi thông tin, hệ thống sẽ thiết lập kết nối giữa 2 thực thể bằng một đường truyền vật lý Thực thể đích nếu bận, kết nối này sẽ bị huỷ bỏ
- Duy trì kết nối trong suốt quá trình 2 thực thểtrao đổi thông tin
- Giải phóng kết nối: Sau khi truyền xong dữ liệu, kết nối sẽ được huỷ bỏ, giải phóng các tài nguyên đã bị chiếm dụng để sẵn sàng phục vụ cho các yêu cầu kết nối khác
Nhược điểm là cần nhiều thời gian để thiết lập kênh truyền, vì vậy thời gian thiết lập kênh chậm và xác suất kết nối không thành công cao Khi cả hai không còn thông tin để truyền, kênh bị bỏ không trong khi các thực thể khác có nhu cầu
b Mạng chuyển mạch gói (Packet Switched
Nguyên lý chuyển mạch gói: Thông điệp (Message) của người sử dụng được chia thành nhiều gói nhỏ (Packet) có độ dài quy định Độ dài gói tin cực đại (Maximum Transfer Unit) MTU trong các mạng khác nhau là khác nhau Các gói tin của một thông điệp có thể truyền độc lập trên nhiều tuyến hướng đích và các gói tin của nhiều thông điệp khác nhau có thể cùng truyền trên một tuyến liên mạng Tại mỗi node, các gói tin được tiếp nhận, lưu trữ, xử lý tại bộ nhớ, không cần phải lưu trữtạm thời trên bộ nhớ ngoài (như đĩa cứng) và được chuyển tiếp đến node kế tiếp Định tuyến các gói tin qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn
Kỹ thuật chuyển mạch gói có nhiều ưu điểm hơn so với chuyển mạch kênh:
- Các gói tin lưu chuyển hướng đích độc lập, trên một đường có thể chia sẻ cho nhiều gói tin Vì vậy hiệu suất đường truyền cao hơn
- Các gói tin được xếp hàng và truyền qua tuyến kết nối
- Hai thực thểcó tốc độ dữ liệu khác nhau có thểtrao đổi các gói với tốc độ phù hợp
- Trong mạng chuyển mạch kênh, khi lưu lượng tăng thì mạng từ chối thêm các yêu cầu kết nối (do nghẽn) cho đến khi giảm xuống Trong mạng chuyển mạch gói, các gói tin vẫn được chấp nhận, nhưng trễ phân phát gói tin có thể tăng lên
1.5 Câu hỏi và bài tập + Thảo luận
Câu 1: Trình bày khái niệm, phân tích và lấy ví dụ minh họa về các thành phần của mạng máy tính
Câu 2: So sánh về sơ đồ logic và sơ đồ vật lý
Câu 3: Giải thích các phương pháp phân loại mạng máy tính
Câu 4: Cho biết khái niệm và đặc điểm của mạng LAN So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa mạng LAN và WAN
Trang 11Câu 5: Cho biết khái niệm và đặc điểm của mạng chuyển mạch kênh So sánh sánh sự giống nhau và khác nhau giữa mạng chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói
Câu 6: Hãy giải thích kỹ thuật chuyển mạch gói nhiều ưu điểm hơn kỹ thuật chuyển mạch kênh, vì sao ?
Trang 12Bài 2: MÔ HÌNH OSI VÀ TCP/IP (2 buổi LT)2.1 Kiến trúc phân tầng
Các mạng máy tính được thiết kế và cài đặt theo quan điểm có cấu trúc đa tầng Mỗi một thành phần của mạng được xem như một hệ thống gồm nhiều tầng và mỗi một tầng bao gồm một số chức năng truyền thông Các tầng được chồng lên nhau, số lượng và chức năng của các tầng phụ thuộc vào các nhà sản xuất và thiết kế Tuy nhiên quan điểm chung là trong mỗi tầng có nhiều thực thể(các tiến trình) thực hiện một số chức năng nhằm cung cấp một số dịch vụ, thủ tục cho các thực thể tầng trên hoạt động
Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO quy định các quy tắc phân tầng như sau:
- Không định nghĩa quá nhiều tầng, số lượng tầng, vai trò và chức năng của các tầng trong mỗi hệ thống của mạng là như nhau, không quá phức tạp khi xác định và ghép nối các tầng Chức năng các tầng độc lập với nhau và có tính mở
- Trong mỗi hệ thống, cần xác định rõ mối quan hệ giữa các tầng kề nhau, mối quan hệ này gọi là giao diện tầng (Interface) Mối quan hệ này quy định những thao tác và dịch vụ cơ bản mà tầng kề dưới cung cấp cho tầng kề trên và số các tương tác qua lại giữa hai tầng kề nhau là nhỏ nhất
- Xác định mối quan hệ giữa các đồng tầng để thống nhất về các phương thức hoạt động trong quá trình truyền thông, mối quan hệ đó là tập các quy tắc và các thoả thuận trong hội thoại giữa các hệ thống, gọi là giao thức tầng
- Dữliệu không được truyền trực tiếp từtầng thứ i của hệthống phát sang tầng thứ icủa hệ thống nhận (trừ tầng thấp nhất- tầng vật lý) mà được chuyển từ tầng cao xuống tầng thấp nhất bên hệ thống phát và qua đường truyền vật lý, dữ liệu là chuỗi bit không cấu trúc được truyền sang tầng thấp nhất của hệ thống nhận và từ đó dữ liệu được chuyển ngược lên các tầng trên Giữa các đồng tầng xác định liên kết logic, giữa các tầng vật lý
có liên kết vật lý
2.2 Mô hình OSI
2.2.1 Giới thiệu
Mô hình OSI (Open System Interconnection): là mô hình được tổ chức ISO
đề xuất từ 1977 và công bố lần đầu vào 1984 Để các máy tính và các thiết bị mạng có thể truyền thông với nhau phải có những qui tắc giao tiếp được các bên chấp nhận Mô hình OSI là một khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu dữ liệu đi xuyên qua mạng như thế nào đồng thời cũng giúp chúng ta hiểu được các chức năng mạng diễn ra tại mỗi lớp
Trong mô hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập
Sự tách lớp của mô hình này mang lại những lợi ích sau:
Trang 13Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn.
Chuẩn hóa các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm
Ngăn chặn được tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hưởng đến các lớp khác, như vậy giúp mỗi lớp có thể phát triển độc lập và nhanh chóng hơn
Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các qui tắc cho các nội dung sau:
Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thông được với nhau
Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì được truyền dữ liệu, khi nào thì không được
Các phương pháp để đảm bảo truyền đúng dữ liệu và đúng bên nhận
Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau
Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp.Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn
Mô hình tham chiếu OSI được chia thành bảy lớp với các chức năng sau:
+ Application : (ứng dụng): giao diện giữa ứng dụng và mạng (Tầng 7)
+ Presentation: (trình bày): thoả thuận khuôn dạng trao đổi dữ liệu (Tầng 6)
+ Session : (phiên): cho phép người dùng thiết lập các kết nối (Tầng 5)
+ Transport : (vận chuyển): đảm bảo truyền thông giữa hai hệ thống (Tầng 4)+ NetWork : (mạng):định hướng dữ liệu truyền trong liên mạng.(Tầng 3)
+ Data Link : (liên kết dữ liệu): xác định việc truy xuất đến thiết bị (Tầng 2)+ Physical : (vật lý): chuyển đổi dữ liệu thành các bit và truyền đi (Tầng 1)
Hình 2.1: Chức năng của mỗi lớp trong OSI
Trang 14Hình 2.2: Ba lớp phần ứng dụng
Hình 2.3: Bốn lớp phần luồng dữ liệu
Hình 2.4: Các thiết bị tương ứng tại các lớp
Trang 152.2.2 Chức năng của các lớp trong mô hình tham chiếu OSI
Lớp ứng dụng (Application Layer): là giao diện giữa các chương trình ứng dụng của người dùng và mạng Lớp Application xử lý truy nhập mạng
chung, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi Lớp này không cung cấp các dịch vụ cho lớp nào mà nó cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng như: truyền file, gởi nhận E-mail, Telnet, HTTP, FTP, SMTP…
Lớp trình bày (Presentation Layer): lớp này chịu trách nhiệm thương lượng
và xác lập dạng thức dữ liệu được trao đổi Nó đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của một hệ thống đầu cuối gởi đi, lớp ứng dụng của hệ thống khác có thể đọc được Lớp trình bày thông dịch giữa nhiều dạng dữ liệu khác nhau thông qua một dạng chung, đồng thời nó cũng nén và giải nén dữ liệu Thứ tự byte, bit bên gởi và bên nhận qui ước qui tắc gởi nhận một chuỗi byte, bit từ trái qua phải hay từ phải qua trái Nếu hai bên không thống nhất thì sẽ có
sự chuyển đổi thứ tự các byte bit vào trước hoặc sau khi truyền Lớp
presentation cũng quản lý các cấp độ nén dữ liệu nhằm giảm số bit cần truyền Ví dụ: JPEG, ASCCI, EBCDIC
Lớp phiên (Session Layer): lớp này có chức năng thiết lập, quản lý, và kết
thúc các phiên thông tin giữa hai thiết bị truyền nhận Lớp phiên cung cấp các
dịch vụ cho lớp trình bày Lớp Session cung cấp sự đồng bộ hóa giữa các tác
vụ người dùng bằng cách đặt những điểm kiểm tra vào luồng dữ liệu Bằng cách này, nếu mạng không hoạt động thì chỉ có dữ liệu truyền sau điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại Lớp này cũng thi hành kiểm soát hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, điều chỉnh bên nào truyền, khi nào, trong bao lâu
Ví dụ như: RPC, NFS, Lớp này kết nối theo ba cách: Haft-duplex, Simplex, Full-duplex.
Lớp vận chuyển (Transport Layer): lớp vận chuyển phân đoạn dữ liệu từ hệ
thống máy truyền và tái thiết lập dữ liệu vào một luồng dữ liệu tại hệ thống máy nhận đảm bảo rằng việc bàn giao các thông điệp giữa các thiết bị đáng
tin cậy Dữ liệu tại lớp này gọi là segment Lớp này thiết lập, duy trì và kết
thúc các mạch ảo đảm bảo cung cấp các dịch vụ sau:
Xếp thứ tự các phân đoạn: khi một thông điệp lớn được tách thành nhiều phân đoạn nhỏ để bàn giao, lớp vận chuyển sẽ sắp xếp thứ tự các phân đoạn trước khi ráp nối các phân đoạn thành thông điệp ban đầu
Kiểm soát lỗi: khi có phân đoạn bị thất bại, sai hoặc trùng lắp, lớp vận chuyển sẽ yêu cầu truyền lại
Kiểm soát luồng: lớp vận chuyển dùng các tín hiệu báo nhận để xác nhận Bên gửi sẽ không truyền đi phân đoạn dữ liệu kế tiếp nếu bên nhận chưa gởi tín hiệu xác nhận rằng đã nhận được phân đoạn dữ liệu trước đó đầy đủ
Trang 16 Lớp mạng (Network Layer): lớp mạng chịu trách nhiệm lập địa chỉ
các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tên logic thành địa chỉ vật lý đồng thời
nó cũng chịu trách nhiệm gởi packet từ mạng nguồn đến mạng đích Lớp này quyết định đường đi từ máy tính nguồn đến máy tính đích Nó quyết định dữ liệu sẽ truyền trên đường nào dựa vào tình trạng, ưu tiên dịch vụ
và các yếu tố khác Nó cũng quản lý lưu lượng trên mạng chẳng hạn như chuyển đổi gói, định tuyến, và kiểm soát sự tắc nghẽn dữ liệu Nếu bộ thích ứng mạng trên bộ định tuyến (router) không thể truyền đủ đoạn dữ liệu mà
máy tính nguồn gởi đi, lớp Network trên bộ định tuyến sẽ chia dữ liệu thành
những đơn vị nhỏ hơn, nói cách khác, nếu máy tính nguồn gởi đi các gói tin
có kích thước là 20Kb, trong khi Router chỉ cho phép các gói tin có kích thước là 10Kb đi qua, thì lúc đó lớp Network của Router sẽ chia gói tin ra làm 2, mỗi gói tin có kích thước là 10Kb Ở đầu nhận, lớp Network ráp nối
lại dữ liệu Ví dụ: một số giao thức lớp này: IP, IPX, Dữ liệu ở lớp này gọi packet hoặc datagram
Lớp liên kết dữ liệu (Data link Layer): cung cấp khả năng chuyển dữ liệu tin cậy xuyên qua một liên kết vật lý Lớp này liên quan đến:
Địa chỉ vật lý
Mô hình mạng
Cơ chế truy cập đường truyền
Thông báo lỗi
Thứ tự phân phối frame
Điều khiển dòng
Tại lớp data link, các bít đến từ lớp vật lý được chuyển thành các frame dữ liệu bằng cách dùng một số nghi thức tại lớp này Lớp data link được chia
thành hai lớp con:
- Lớp con LLC (logical link control).
- Lớp con MAC (media access control).
Lớp con LLC là phần trên so với các giao thức truy cập đường truyền khác, nó cung cấp sự mềm dẻo về giao tiếp Bởi vì lớp con LLC hoạt động độc lập với các giao thức truy cập đường truyền, cho nên các giao thức lớp trên hơn (ví dụ như IP ở lớp mạng) có thể hoạt động mà không phụ thuộc vào loại phương tiện LAN Lớp con LLC có thể lệ thuộc vào các lớp thấp hơn trong việc cung cấp truy cập đường truyền
Lớp con MAC cung cấp tính thứ tự truy cập vào môi trường LAN Khi nhiều trạm cùng truy cập chia sẻ môi trường truyền, để định danh mỗi trạm, lớp cho MAC định nghĩa một trường địa chỉ phần cứng, gọi là địa chỉ MAC address Địa chỉ MAC là một con số đơn nhất đối với mỗi giao tiếp LAN
Trang 17(card mạng).
Lớp vật lý (Physical Layer): định nghĩa các qui cách về điện, cơ,
thủ tục và các đặc tả chức năng để kích hoạt, duy trì và dừng một liên kết vật
lý giữa các hệ thống đầu cuối Một số các đặc điểm trong lớp vật lý này bao gồm:
Quá trình xử lý và vận chuyển của một gói dữ liệu trong mô hình OSI
Hp Data Presentation Hp Data
Hình 2.5: Mỗi tầng trong mô hình OSI đều thêm một đầu đề vào khung dữ liệu
2.3 Mô hình TCP/IP
Vai trò của mô hình tham chiếu TCP/IP
Các bộ phận, văn phòng của Chính phủ Hoa Kỳ đã nhận thức được sự quan trọng và tiềm năng của kĩ thuật Internet từ nhiều năm trước, cũng như đã cung cấp tài chánh cho việc nghiên cứu, để thực sự có được một mạng Internet toàn cầu Sự hình
thành kĩ thuật Internet là kết quả nghiên cứu dưới sự tài trợ của Defense/Advanced Research Projects Agency (ARPA/DARPA) Kĩ thuật ARPA bao gồm một tập
hợp của các chuẩn mạng, đặc tả chi tiết cách thức mà các máy tính thông tin liên
lạc với nhau, cũng như các quy ước cho các mạng interconnecting và định tuyến
Trang 18giao thông Tên chính thức là TCP/IP Internet Protocol Suite và thường được gọi
là TCP/IP, có thể dùng để thông tin liên lạc qua tập hợp bất kỳ các mạng interconnected Nó có thể dùng để liên kết mạng trong một công ty, không nhất thiết
phải nối kết với các mạng khác bên ngoài
Các lớp của mô hình tham chiếu TCP/IP
Hình 2.6 – Mô hình tham chiếu TCP/IP
Mô hình tham chiếu TCP/IP tương tự như kiến trúc OSI, sau đây là một số tính chất của các lớp trong mô hình tham chiếu TCP/IP:
Lớp Application: quản lý các giao thức, như hỗ trợ việc trình bày, mã hóa, và quản lý cuộc gọi Lớp Application cũng hỗ trợ nhiều ứng dụng, như: FTP (File Transfer Protocol), HTTP (Hypertext Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), DNS (Domain Name System), TFTP (Trivial File Transfer Protocol).
Lớp Transport: đảm nhiệm việc vận chuyển từ nguồn đến đích Tầng Transport đảm nhiệm việc truyền dữ liệu thông qua hai nghi thức: TCP (Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol).
Lớp Internet: đảm nhiệm việc chọn lựa đường đi tốt nhất cho các gói tin Nghi thức được sử dụng chính ở tầng này là nghi thức IP (Internet Protocol).
Lớp Network Interface: có tính chất tương tự như hai lớp Data Link
và Physical của kiến trúc OSI.
Trang 192.4 So sánh mô hình OSI và TCP/IP
Hình 2.8: Mô hình OSI-TCP/IP
Các điểm giống nhau:
- Đều có lớp Application, mặc dù các dịch vụ ở mỗi lớp
khác nhau
- Sử dụng kĩ thuật chuyển packet (packet-switched).
- Các nhà quản trị mạng chuyên nghiệp cần phải biết rõ hai
- Mô hình TCP/IP đơn giản hơn bởi vì có ít lớp hơn
- Nghi thức TCP/IP được chuẩn hóa và được sử dụng phổ biến trên toàn thế giới
2.5 Cấu trúc gói tin và luồng dữ liệu trên mạng
2.5.1 Cấu trúc gói tin
Tại mỗi tầng truyền thông gói tin đều có các thông tin bổ sung khác nhau, và cấu trúc gói tin vì thế cũng có sự thay đổi tuy nhiên một gói tin khi xuyên qua các tầng
nó đều các trường thông tin cơ bản như sau:
Header Information Data Information Error check sequencesCấu trúc cụ thể từng gói tin sẽ được mô tả ở những phần sau
Trang 202.4.2 Luồng dữ liệu trên mạng
Dữ liệu đi xuyên qua mô hình OSI tại mỗi tầng gói dữ liệu đều được xử lý và có những tên gọi riêng
Hình 2.9: Tên gọi dữ liệu ở các tầng trong mô hình OSI
Dữ liệu trải qua 2 tiến trình cơ bản là
- Tiến trình đóng gói tại trạm gửi (Data Encapsulation)
- Tiến trình mở gói tại trạm nhận (Data De-encapsulation)
Quá trình đóng gói dữ liệu (tại máy gửi)
Đóng gói dữ liệu là quá trình đặt dữ liệu nhận được vào sau header (và Data Encapsulation Data De - Encapsulation
Trang 21trước trailer) trên mỗi lớp Lớp Physical không đóng gói dữ liệu vì nó không dùng header và trailer Việc đóng gói dữ liệu không nhất thiết phải xảy ra trong mỗi lần truyền dữ liệu của trình ứng dụng Các lớp 5, 6, 7 sử dụng header trong quá trình khởi động, nhưng trong phần lớn các lần truyền thì không có header của lớp 5, 6, 7
lý do là không có thông tin mới để trao đổi
Các dữ liệu tại máy gửi được xử lý theo trình tự như sau:
- Người dùng thông qua lớp Application để đưa các thông tin vào
máy tính Các thông tin này có nhiều dạng khác nhau như: hình ảnh, âm thanh, văn bản
- Tiếp theo các thông tin đó được chuyển xuống lớp Presentation
để chuyển thành dạng chung, rồi mã hoá và nén dữ liệu
- Tiếp đó dữ liệu được chuyển xuống lớp Session để bổ sung các
thông tin về phiên giao dịch này
- Dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp Transport, tại lớp này
dữ liệu được cắt ra thành nhiều Segment và bổ sung thêm các thông tin về
phương thức vận chuyển dữ liệu để đảm bảo độ tin cậy khi truyền
- Dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp Network, tại lớp này mỗi Segment được cắt ra thành nhiều Packet và bổ sung thêm các thông
tin định tuyến
- Tiếp đó dữ liệu được chuyển xuống lớp Data Link, tại lớp này mỗi Packet sẽ được cắt ra thành nhiều Frame và bổ sung thêm các thông
tin kiểm tra gói tin (để kiểm tra ở nơi nhận)
- Cuối cùng, mỗi Frame sẽ được tầng Vật Lý chuyển thành một
chuỗi các bit, và được đẩy lên các phương tiện truyền dẫn để truyền đến các thiết bị khác
Quá trình truyền dữ liệu từ máy gửi đến máy nhận.
- Bước 1: Trình ứng dụng (trên máy gửi) tạo ra dữ liệu và các
chương trình phần cứng, phần mềm cài đặt mỗi lớp sẽ bổ sung vào header
và trailer (quá trình đóng gói dữ liệu tại máy gửi)
- Bước 2: Lớp Physical (trên máy gửi) phát sinh tín hiệu lên môi
trường truyền tải để truyền dữ liệu
nhận) gỡ bỏ header và trailer và xử lý phần dữ liệu (quá trình xử lý dữ
liệu tại máy nhận)
- Giữa bước 1 và bước 2 là quá trình tìm đường đi của gói tin Thông thường, máy gửi đã biết địa chỉ IP của máy nhận Vì thế, sau khi xác định được địa chỉ IP của máy nhận thì lớp Network của máy gửi sẽ so sánh
Trang 22địa chỉ IP của máy nhận và địa chỉ IP của chính nó:
o Nếu cùng địa chỉ mạng thì máy gửi sẽ tìm trong bảng MAC Table của mình để có được địa chỉ MAC của máy nhận Trong
trường hợp không có được địa chỉ MAC tương ứng, nó sẽ thực hiện giao thức ARP để truy tìm địa chỉ MAC Sau khi tìm được
địa chỉ MAC, nó sẽ lưu địa chỉ MAC này vào trong bảng MAC Table để lớp Datalink sử dụng ở các lần gửi sau Sau khi có địa
chỉ MAC thì máy gửi sẽ gởi gói tin đi
o Nếu khác địa chỉ mạng thì máy gửi sẽ kiểm tra xem máy có được
khai báo Default Gateway hay không.
Nếu có khai báo Default Gateway thì máy gửi sẽ gởi gói tin thông qua Default Gateway.
Nếu không có khai báo Default Gateway thì máy gởi
sẽ loại bỏ gói tin và thông báo "Destination host Unreachable"
Chi tiết quá trình xử lý tại máy nhận
- Bước 1: Lớp Physical kiểm tra quá trình đồng bộ bit và đặt chuỗi bit
nhận được vào vùng đệm Sau đó thông báo cho lớp Data Link dữ liệu đã được nhận
- Bước 2: Lớp Data Link kiểm lỗi frame bằng cách kiểm tra FCS trong trailer Nếu có lỗi thì frame bị bỏ Sau đó kiểm tra địa chỉ lớp Data Link (địa chỉ MAC) xem có trùng với địa chỉ máy nhận hay không Nếu
đúng thì phần dữ liệu sau khi loại header và trailer sẽ được chuyển lên cho lớp Network
- Bước 3: Địa chỉ lớp Network được kiểm tra xem có phải là địa
chỉ máy nhận hay không (địa chỉ IP) ? Nếu đúng thì dữ liệu được chuyển
lên cho lớp Transport xử lý.
thì số định danh phân đoạn được xử lý Các thông tin ACK, NAK (gói tin ACK, NAK dùng để phản hồi về việc các gói tin đã được gởi đến máy
nhận chưa) cũng được xử lý ở lớp này Sau quá trình phục hồi lỗi và sắp
thứ tự các phân đoạn, dữ liệu được đưa lên lớp Session.
- Bước 5: Lớp Session đảm bảo một chuỗi các thông điệp đã trọn
vẹn Sau khi các luồng đã hoàn tất, lớp Session chuyển dữ liệu sau header
lớp 5 lên cho lớp Presentation xử lý.
đổi dạng thức dữ liệu Sau đó kết quả chuyển lên cho lớp Application.
- Bước 7: Lớp Application xử lý header cuối cùng Header này
Trang 23chứa các tham số thoả thuận giữa hai trình ứng dụng Do vậy tham số này thường chỉ được trao đổi lúc khởi động quá trình truyền thông giữa hai trình ứng dụng.
2.6 Câu hỏi và bài tập + Thảo luận
Câu 1: Hãy vẽ hình mô tả các lớp trong mô hình OSI
Câu 2: Hãy giải thích đặc điểm các lớp trong mô hình mạng TCP /IP
Câu 3: So sánh sự giống và khác nhau giữa mô hình OSI và TCP/IP
Câu 4: Phân tích cấu trúc và nguyên lý hoạt động của gói tin trên mạng theo mô hình OSICâu 5: Giải thích quá trình truyền thông giữa hai thực thể trên mạng
Câu 6: Hãy phân tích nguyên tắc phân tầng của mô hình mạng
Câu 7: So sánh sánh sự giống và khác nhau lớp ứng dụng bên mô hình OSI và lớp ứng dụng bên mô hình TCP/IP
Câu 8: Giải thích tại sao mô hình TCP/IP lại được sử dụng trên thực tế còn mô hình OSI chỉ được sử dụng trong nghiên cứu và học tập
Trang 24Bài 3: MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN
VÀ CÁC THIẾT BỊ MẠNG CƠ BẢN (2 buổi LT)3.1 Giới thiệu về môi trường truyền dẫn
3.1.1 Khái niệm
Phương tiện truyền vật lý là vật truyền tải các tín hiệu điện tử giữa các thành phần mạng với nhau, bao gồm các loại cáp và các phương tiện vô tuyến
3.1.2 Các đặc trưng của môi trường truyền dẫn
Băng thông (Bandwidth): Băng thông của một đường truyền là miền tần số giới hạn
thấp và tần sốgiới hạn cao, tức là miền tần sốmà đường truyền đó có thể đáp ứng được Ví
dụ băng thông của cáp thoại từ400 đến 4000 Hz, có nghĩa là nó có thểtruyền các tín hiệu với tần số từ 400 đến 4000 chu kỳ/giây Băng thông của cáp phụ thuộc vào chiều dài của cáp Cáp ngắn băng thông cao và ngược lại Vì vậy khi thiết kế lắp đặt cáp, chiều dài cáp sao cho không vượt qua giới hạn cho phép, vì có thể xẩy ra lỗi trong quá trình truyền
Thông lượng (Throughput): Thông lượng của đường truyền là số lượng các bit (chuỗi
bit) được truyền đi trong một giây Hay nói cách khác là tốc độ của đường truyền dẫn Ký hiệu là bit/s hoặc bps Tốc độ của đường truyền phụ thuộc vào băng thông và độ dài của
nó Một mạng LAN Ethernet tốc độ truyền 100 Mbps và có băng thông là 100 Mbps Công thức tính thông lượng:
TCP-Window-Size/ RTT = Throughput
- TCP- Window-Size: Kích cỡ của gói tin TCP
- RTT: Thời gian trễ trọn vòng (round-trip delay time hay round-trip time)
Thời gian trôi qua để truyền một tín hiệu qua một mạch đóng (Closed Circuit), hay thời gian trôi qua để truyền một thông điệp tới một nơi ở
xa và quay trở lại
Thông lượng là trung bình số tin nhắn nhận được thành công trên đơn vị thời gian
Thông lượng trung bình 1 kết nối (Mbps) = Tổng (Kích thước gói tin) / (Thời gian gian nhận gói tin cuối cùng - Thời gian gửi gói tin đầu tiên) (Mbps)
Ví dụ: Đường truyền giữa HN và HCM là 1Gbps với độ trễ vòng là 30mili giây Nếu muốn truyền một File lớn từ HN đến server bên HCM sử dụng dịch vụ truyền tệp (FTP) thì thông lượng lớn nhất của đường truyền là bao nhiêu
Trang 25Trong trường hợp sử dụng kích cỡ tiêu chuẩn của gói tin TCP trong máy tính Windows là 64KB
64KB = 65536 Bytes 65536 * 8 = 524288 bits
Thời gian trễ vòng là 30mili giây = 0.030 giây
Băng thông tối đa có thể sử dụng là:
524288 bits / 0.030 = 17476266 bits per second = 17.4 Mbps
( Nghĩa là sau khoảng thời gian t tín hiệu lại lặp lại như cũ )
Nếu không thoả mãn điều kiện trên thì tín hiệu đó không phải là tín hiệu tuần hoàn
+ Một tín hiệu điều hoà có 3 tham số đặc trưng : Biên độ (A), tần số (f) và góc pha (α)
- Biên độ là giá trị tức thời của tín hiệu tại thời gian nào đó và thường được tính là volt(v)
- Tần số là số chu kỳ của tín hiệu xảy ra trong 1giây Nó là giá trị đảo của chu kỳ T (f = 1/ T ) đơn vị (Hz)
- Pha là giá trị đo vị trí tương đối theo thời gian trong của chu kỳ tín hiệu Một chu kỳ tín hiệu có 2π radian = 3600
Ta có thể biểu diễn tín hiệu hình sin trong dạng:
s(t) =A sin (2πf - t+α ) Trong đó : A: Biên độ cực đại
f : Tần số α: Góc pha
- Với tín hiệu được biểu diễn tuần hoàn có dạng :
s(t) = A sin(2πft) hoặc s(t)= A cos(2πft - π/2)
+ Quan điểm theo tần số : Tín hiệu là một hàm của tần số Với tín hiệu bất kỳ đều có thể được biểu diễn bởi nhiều tín hiệu hình sin có tần số thay đổi
Trang 26Hình 3.1: Tín hiệu hình sin và xung vuông
Sự suy giảm và biến dạng cớn hiệu của tín hiệu
+ Sự suy giảm: Khi một tín hiệu lan truyền dọc dây dẫn vì lý do nào đó biên độ của nó
giảm xuống hoặc công xuất của tín hiệu bị tổn hao trên đường truyền gọi là sự suy giảm của tín hiệu Thông thường mức độ suy giảm cho phép được quy định trên chiều dài cáp truyền Để đảm bảo hệ thống nhận có thể phát hiện và dịch được tín hiệu ở máy thu, cần
có bộ khuếch đại tín hiệu đặt khắp đường truyền nhằm tiếp nhận và tái sinh tín hiệu
- Sự suy giảm của tín hiệu gia tăng theo một hàm của tần số, trong khi đó tín hiệu lại bao gồm một giải tần vì vậy tín hiệu sẽ bị biến dạng do các thành phần suy giảm không bằng nhau Để khắc phục vấn đề này, các bộ khuếch đại được thiết kế sao cho khuéch đại các tín hiệu có tần khác nhau với hệ số khuếch đại khác nhau
- Sự suy giảm và sự khuếch đại được đánh giá và đo lường bằng đơn vị decibel (dB) Nếu gọi mức năng lượng của tín hiệu được truyền là P1 và mức năng lượng nhận là P2 thì:
Sự suy giảm = 10 Log10P1/P2 (dB)và
Sự khuếch đại = 10 Log10P2/P1 (dB)
P1,P2 là đo lường độ lớn giữa 2 mức năng lượng đo = Watts Ví dụ:
Ví dụ: Một kênh truyền giữa 2 DTE được thiết lập từ 3 phần
+ Phần thứ nhất có sự suy giảm 16 dB+ Phần thứ hai khuếch đại 20 dB+ Phần thứ ba suy giảm 10 dB
Giả sử năng lượng có ý nghĩa được truyền là 400 mW Hãy xác định mức năng lượng ở đầu ra của kênh
Ta có: Phần 1: 16 = 10Log10 (400/P1)
1,6=Log10(400/P1) = Log10(10)1,6 = Log10(400/P1)
101,6 = (400/P2) P2=400/101,6 = 10,0475 mW Phần 2 20 = 10Log10 (P2/P1) mà P1=10,0475 mW
20=10Log10(P2/10,0475) P2=1004,75 mW
Phần 3 10 = 10Log10 (1004,75/P2)
P2 = 100,475 mW(hoặc)
Tổng suy giảm = (16 – 20) + 10 = 6 dB
Do đó 6 = 10 Log10(400/P2) P2=100,47 mW+ Khi truyền thông tin nhị phân qua kênh có băng thông giới hạn: ví dụ như qua mạng điện thoại công cộng PSTN, chúng ta có thể dùng nhiều hơn hai trạng thái tín
Trang 27hiệu Điều này có nghĩa là mỗi trạng thái tín hiệu có thể đại diện cho nhiều ký số nhị phân Tổng quát nếu số trạng thái tín hiệu là M thì số bit trên một phần tử tín hiệu là
m, và quan hên giữa chúng được biểu diễn thông qua biểu thức: m = Log2M
bị suy giảm thì biên độ của nó giảm đến mức nhiễu đường dây (line noise) Tỉ số năng
lượng trung bình của một tín hiệu thu được S so với năng lượng của mức nhiễu đường N
được gọi là tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR (Signal to Noise Ratio), thông thường SNR được biểu diễn qua đơn vị decibel (dB)
SNR = 10 Log10 (S/N) S: năng lượng tín hiệu thu được
N: năng lượng tín hiệu mức nhiễuVậy rõ ràng nếu tỉ số SNR cao thì chất lượng tín hiệu thu được sẽ cao Ngược lại nếu SNR thấp có nghĩa là chất lượng tín hiệu thu được sẽ thấp mà:
Tốc độ truyền dẫn tối đa theo lý thuyết của kênh truyền liên hệ chặt chẽ với tỉ số SNR và được xác định theo luật Shannon – Harley
(S/N) = 100
C = W Log2 (1+(S/N))
Trang 28C = 3000 Log2 (1+100) = 19 963 (bps)
Các dạng truyền dẫn:
- Đơn công (Simplex): trong kiểu truyền dẫn này, thiết bị phát tín hiệu và thiết bị
nhận tín hiệu được phân biệt rõ ràng, thiết bị phát chỉ đảm nhiệm vai trò phát tín hiệu, còn thiết bị thu chỉ đảm nhiệm vai trò nhận tín hiệu Truyền hình là một ví dụ của kiểu truyền dẫn này
- Bán song công (Half-Duplex): trong kiểu truyền dẫn này, thiết bị có thể là
thiết bị phát, vừa là thiết bị thu Nhưng tại một thời điểm thì chỉ có thể ở một trạng thái (phát hoặc thu) Bộ đàm là thiết bị hoạt động ở kiểu truyền dẫn này
- Song công (Full-Duplex): trong kiểu truyền dẫn này, tại một thời điểm, thiết
bị có thể vừa phát vừa thu Điện thoại là một minh họa cho kiểu truyền dẫn này
3.2 Đường truyền hữu tuyến
3.2.1 Cáp đồng trục
Thành phần một cáp đồng trục:
1 Một dây dẫn trung tâm, thường là dây đồng đặc hoặc dây nhiều sợi nhỏ
2 Dây dẫn bao ngoài đường dẫn trung tâm Loại dây bao ngoài ở dạng tết bím hoặc lá kim loại Nhờ có lớp bên ngoài mà dây dẫn trung tâm khỏi bị nhiễu âm (EMI – E lectro M agnetic I nterference), và còn gọi là lá chắn
3 Một tầng cách điện giữa dây ngo i v trong già à ữ khoảng cách đều
4 Ngoài cup là bao bọc nhựa để cáp an toàn, và có độ bền cao
Hình 3.2: Cấu trúc 4 phần của cáp đồng trục
Có hai loại cáp đồng trục : mỏng và dày
+ Cáp mỏng có đường kính khoảng 0.25 inch, nhẹ dẻo và dai, giá rẻ dễ lắp đặt truyền tín hiệu trong khoảng cách 185 mét rất tốt
+ Cáp dày có đường kính khoảng 0.5 inch, cáp cứng nên khó lắp đặt hơn, tuy nhiên nó có thể truyền xa tới 500 mét
Đặc tính của cáp đồng trục:
Lắp đặt:
Trang 29Cáp đồng trục cài đặt theo hai hình thức: kết xích (daisy - chain) và sao (hình vẽ bên dưới).
Một đặc tính quan trọng của cáp đồng trục là đầu cáp được kết thúc với một đầu nối đặc biệt (terminator) Nó có điện trở hợp với đặc tính của cáp Điện trở có công dụng ngăn tín hiệu dội ngược lại khi đụng cuối cáp và giảm nhiễu
Cáp đồng trục dễ lắp đặt và chịu đựng bền bỉ ngoài trời, các đầu nối dễ lắp đặt và rẻ tiền
Dải thông:
Mạng cục bộ LAN dùng cáp đồng trục có dải thông giữa 2,5 Mbps (ARCnet) và 10 Mbps (Ethernet) Tuy nhiên loại cáp này có đặc tính kỹ thuật với dải thông lớn hơn nhiều
Đặc tính chống nhiễu âm:
Các mạng dây đồng thường nhạy cảm với nhiễu âm dù màng chắn giúp cáp chống nhiễu khá hiệu quả, do vậy cáp đồng trục vẫn bức xạ với một phần tín hiệu, do đó các tín hiệu dò trộm điện tử có thể phát hiện tín hiệu này
Đầu nối (Connector):
Có hai loại đầu nối : đầu nối BNC và đầu nối N
Cách nối vào mạng được mô tả như hình vẽ
Hình 3.3: Nối mạng với đầu nối AUI
Mặt cắt ngang của đầu nối BNC
Hình 3.2 Nối mạng với đầu nối BNC
Trang 30Đầu nối N phải sử dụng thông qua giắc nối AUI 15 chân để nối với card mạng, dưới đây là mặt cắt ngang của giắc nối này.
Hiện nay có cáp đồng trục sau:
RG -58,50 ohm: dùng cho mạng ThinEthernet
RG -59,75 ohm: dùng cho truyền hình cáp
RG -62,93 ohm: dùng cho mạng ARCnet
3.2.2 Cáp đôi dây xoắn
Hiện nay loại cáp này đang được sử dụng một cách rộng rãi trong các hệ thống mạng LAN, vì giá thành rẻ và lắp đặt tiện lợi
Mỗi sợi cáp soắn đôi gồm 2 sợi lõi đồng soắn vào nhau có tác dụng chống nhiễu cho nhau, bớt bức xạ khi chạy gần các đường dây và thiết bị điện tử khác
Có hai loại cáp đôi dây xoắn: cáp xoắn bọc và cáp xoắn trần
Cáp có vỏ bọc:
Loại có vỏ bọc kim loại để tăng cường chống nhiễu còn được gọi là STP (Shield Twisted Pair), có thể có nhiều dây đôi về lý thuyết loại này có thể truyền với tốc độ 500 Mbps nhưng thực tế chỉ đạt vào khoảng 155 Mbps với chiều dài
100 mét Tốc độ thường thấy nhất của nó vào khoảng 16 Mbps
Loại cáp này lắp đặt khó khăn cần phải có người có tay nghề vững
Hình 3.4: Hình vẽ cắt ngang của BNC
Hình 3.5: Hình vẽ cắt ngang của AUI
Hình 3.6: Cặp dây xoắn
Trang 31+ Type 3: thích hợp với tốc độ 16 Mbps, bây giờ nó là cơ sở để lắp đặt các mạng điện thoại.
+ Type 4: cho tốc độ lên tới 20 Mbps
+ Type 5: tốc độ dữ liệu đạt tới 100Mbps
Loại cáp UTP 5 là cáp mà sợi của nó bao gồm 4 cặp dây xoắn vào nhau
Hình 3.8: Cáp UTP
Tuy nhiên trong 4 cặp này người ta mới chỉ sử dụng có 2 cặp, 2 cặp còn lại phục vụ cho các nhu cầu trong tương lai Mỗi đôi đều có màu đặc trưng với một sợi có màu sợi còn lại là màu pha lẫn giữa màu trắng và màu của dây kia
Cặp 1: Xanh da trời (Blue + WhiteBlue)
Cặp 3: Xanh lục (Green + WhiteGreen)
Trang 324 T4R4 White/Brown
Brown(White)
Hình 3.10: Các cặp dây trong cáp UTP CAT 5
Bạn có thể sử dụng bất kỳ 2 trong 4 cặp kể trên, chú ý có sự khác nhau về cách đặt dây trong trường hợp hai host liên kết trực tiếp và thông qua thiết bị trung tâm như là HUB chẳng hạn
Đầu nối
Loại cáp đôi dây xoắn sử dụng đầu nối RJ 45 (giắc cho điện thoại là RJ 11)
Mặt cắt ngang của đầu nối RJ 45 như sau:
Quy định số hiệu chân
Để xác định vị trí chân, ta đặt jack lên bàn sao cho phần tiếp điểm đồng (pin) quay lên trên, đầu có sợi cable (phần cắm cable vào) hướng về phía người quan sát Chân (pin)
số 1 là chân tận cùng phía tay trái, chân số 8 là chân tận cùng phía tay phải (hình 3.16 a)
Hình 3.13: Mặt cắt ngang của đầu nối RJ - 45
Tương ứng với đầu jack RJ45 là phần ổ cắm cable được thiết kế trên NIC hay HUB hoặc một thiết bị kết nối khác (ổ cái) cũng có quy định số hiệu chân tương ứng (hình 3.16 b)
Hình 3.11: Đầu nối RJ - 45
Hình 3.12: Mặt cắt ngang của đầu nối RJ - 45
Trang 33Để xác định vị trí chân của ổ cái, ta xoay ổ cắm sao cho phần gài đầu cable quay xuống dưới, khi đó chân tận cùng bên trái là chân số 1, chân tận cùng bên phải là chân số 8.
Quy định các cặp dây được sắp xếp theo trật tự sau:
Hình 3.14: Sơ đồ kẹp dây trên đầu jack RJ45
• Cable nối thẳng (STRAIGHT THROUGH CABLE)
Loại cable này được dùng để nối máy tính với Hub/Switch hoặc patch panel với Hub/Switch Có thể sử dụng chuẩn T568A hoặc T568B để kẹp đầu cable
Hình 3.15 Sơ đồ chân cable nối thẳng
• Cable nối chéo
Đấu chéo giúp cho 2 máy tính có thể liên kết trực tiếp với nhau, khi đấu chú ý nếu một đầu đã đấu theo chuẩn T568B thì đầu còn lại đấu theo chuẩn T568A
3.2.3 Cáp quang
Trong mọi trường hợp cáp quang đều có khả năng truyền tải rất xa tới vài cây số, không bị nhiễu âm và có độ bền rất cao dải thông rất rộng Đây là một phương tiện truyền dẫn lý tưởng tuy nhiên giá thành của nó lại rất đắt và khó lắp đặt
Trang 34Lõi cáp làm bằng nhựa hoặc thủy tinh, đã được tinh chế để truyền tín hiệu ánh sáng, ít bị thất thoát vì được tráng một lớp phản chiếu bên ngoài để tín hiệu dội về lõi, bên ngoài có vỏ bảo vệ.
Hiện nay có hai loại cáp quang lỏng và chặt
Cấu trúc lỏng có một khoảng cách liên kết giữa vỏ bọc lõi và bao nhựa làm vỏ bọc, khoảng cách được kết hợp bằng chất gel (trong như thạch đặc quánh)
Cấu trúc ôm chặt các sợi kim loại bền chắc vào giữa dây dẫn truyền
Vỏ bao của hai loại cáp nhằm giữ độ bền cho cáp, còn chất gel thì bảo vệ sợi quang vì nó rất dễ bị bẻ gãy
Cáp quang không truyền tín hiệu điện mà truyền ánh sáng do vậy nó hoàn toàn miễn trừ nhiễu âm, tuy nhiên tại cuối đường truyền phải có thiết bị để biến đổi ánh sáng sang tín hiệu điện Cáp quang do không có tín hiệu điện do vậy độ an toàn rất cao chống được các thiết bị nghe lén
Cáp quang có đường kính từ 8.3 - 100 micron, do đường kính lõi sợi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khó khăn cho việc đấu nối, nó cần công nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao đòi hỏi chi phí cao
Dải thông của cáp quang có thể lên tới 2Gbps (2 tỷ bít /s)
Hình 3.16: Cáp quang
Trang 35Hình 3.17: Hai cơ chế truyền tín hiệu trong cáp quang
Hai phương pháp truyền tín hiệu cơ bản trong cáp quang
Các loại cáp quang:
- Loại lõi 8.3 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đơn (Single-Mode)
- Loại lõi 62.5 micron, lớp lót 125 micron, đa chế độ (MultiMode)
- Loại lõi 50 micron, lớp lót 125 micron, đa chế độ
- Loại lõi 100 micron, lớp lót 140 micron, đa chế độ
Các loại đầu nối cáp quang
Hình 3.18: Các loại đầu nối
3.3 Đường truyền vô tuyến
Khi dùng các loại cáp ta gặp một số khó khăn như cơ sở cài đặt cố định, khoảng cách không xa, vì vậy để khắc phục những khuyết điểm trên người ta dùng đường truyền vô tuyến Đường truyền vô tuyến mang lại những lợi ích sau:
Cung cấp nối kết tạm thời với mạng cáp có sẵn
Trang 36Những người liên tục di chuyển vẫn nối kết vào mạng dùng cáp.
Lắp đặt đường truyền vô tuyến ở những nơi địa hình phức tạp không thể đi dây được
Phù hợp cho những nơi phục vụ nhiều kết nối cùng một lúc cho nhiều khách hàng Ví dụ như:
o Dùng đường vô tuyến cho phép khách hàng ở sân bay kết vào mạng để duyệt Internet
o Dùng cho những mạng có giới hạn rộng lớn vượt quá khả năng cho phép của cáp đồng và cáp quang
o Dùng làm kết nối dự phòng cho các kết nối hệ thống cáp
Tuy nhiên, đường truyền vô tuyến cũng có một số hạn chế:
Tín hiệu không an toàn
Dễ bị nghe lén
Khi có vật cản thì tín hiệu suy yếu rất nhanh
Băng thông không cao
o Sóng vô tuyến (radio).
Hình 3.19: Truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến
Sóng radio nằm trong phạm vi từ 10 KHz đến 1 GHz, trong miền này ta có rất nhiều dải tần ví dụ như: sóng ngắn, VHF (dùng cho tivi và radio FM), UHF (dùng cho
tivi) Tại mỗi quốc gia, nhà nước sẽ quản lý cấp phép sử dụng các băng tần để tránh tình trạng các sóng bị nhiễu Nhưng có một số băng tần được chỉ định là vùng tự do
có nghĩa là chúng ta dùng nhưng không cần đăng ký (vùng này thường có dải tần 2,4
Ghz) Tận dụng lợi điểm này các thiết bị Wireless của các hãng như Cisco, Compex
đều dùng ở dải tần này Tuy nhiên, chúng ta sử dụng tần số không cấp phép sẽ có nguy cơ nhiễu nhiều hơn
o Sóng viba.
Truyền thông viba thường có hai dạng: truyền thông trên mặt đất và các nối kết với vệ tinh Miền tần số của viba mặt đất khoảng 21-23 GHz, các kết nối vệ tinh
Trang 37khoảng 11-14 Mhz Băng thông từ 1-10 MBps Sự suy yếu tín hiệu tùy thuộc vào điều kiện thời tiết, công suất và tần số phát Chúng dễ bị nghe trộm nên thường được
mã hóa
Hình 3.20 – Truyền dữ liệu thông qua vệ tinh
Hình 3.21: Truyền dữ liệu trực tiếp giữa hai thiết bị
o Hồng ngoại.
Tất cả mạng vô tuyến hồng ngoại đều hoạt động bằng cách dùng tia hồng ngoại
để truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị Phương pháp này có thể truyền tín hiệu ở tốc
độ cao do dải thông cao của tia hồng ngoại Thông thường mạng hồng ngoại có thể truyền với tốc độ từ 1-10 Mbps Miền tần số từ 100 Ghz đến 1000 GHz Có bốn loại mạng hồng ngoại:
Mạng đường ngắm: mạng này chỉ truyền khi máy phát và máy thu có một đường ngắm rõ rệt giữa chúng
Mạng hồng ngoại tán xạ: kỹ thuật này phát tia truyền dội tường và sàn nhà rồi mới đến máy thu Diện tích hiệu dụng bị giới hạn ở khoảng 100 feet (35m)
và có tín hiệu chậm do hiện tượng dội tín hiệu
Mạng phản xạ: ở loại mạng hồng ngoại này, máy thu-phát quang đặt gần máy tính sẽ truyền tới một vị trí chung, tại đây tia truyền được đổi hướng đến máy tính thích hợp
Broadband optical telepoint: Loại mạng cục bộ vô tuyến hồng ngoại cung cấp
Trang 38các dịch vụ dải rộng Mạng vô tuyến này có khả năng xử lý các yêu cầu đa phương tiện chất lượng cao, vốn có thể trùng khớp với các yêu cầu đa phương tiện của mạng cáp.
Hình 3.22: Truyền dữ liệu giữa 2 máy tính thông qua hồng ngoại
3.4 Các thiết bị mạng
3.4.1 Card mạng (NIC)
Card mạng dùng để kết nối các máy tính trong mạng với nhau thông qua hệ thống cáp Card điều hợp khớp với một khe cắm trên PC (PCI), nó có một hoặc nhiều đường truy cập để người sử dụng kết nối mạng Trên Card có mạch điện cho phép tiếp nhận hoặc phát tín hiệu trên mạng Trên Card mạng có thể có nhiều đường giao tiếp như RJ – 45,
BNC, hoặc AUI (Attachment Unit Interface) giúp cho các host có thể nối kết với mạng
NIC làm việc tại tầng 2 của mô hình OSI (Datalink)
3.4.2 HUB
Hub được sử dụng làm điểm trung tâm của mạng, để liên kết mạng topo hình sao giữa các máy tính tham gia trong một phân đoạn mạng Hub nhận tín hiệu, phục hồi và gửi chuyển tiếp chúng tới tất cả các cổng, và gửi chúng trở lại trạm nguồn Hub là thiết bị thuộc tầng vật lý
Hình 3.23: Tầng hoạt động của NIC
Trang 39Một số loại Hub
+ Passive Hub (Hub thụ động)
+ Active Hub (Hub tích cực)
+ Intelligent Hub (Hub thông minh)
3.4.3 Repeater
Là thiết bị dùng để khuếch đại tín hiệu trên các đoạn cáp dài Khi truyền dữ liệu trên các đoạn cáp dài tín hiệu điện sẽ yếu đi, nếu chúng ta muốn mở rộng kích thước mạng thì chúng ta dùng thiết bị này để khuếch đại tín hiệu và truyền đi tiếp
Nhưng chúng ta chú ý rằng thiết bị này hoạt động ở lớp vật lý trong mô hình OSI,
nó chỉ hiểu tín hiệu điện nên không lọc được dữ liệu ở bất kỳ dạng nào, và mỗi lần
khuếch đại các tín hiệu điện yếu sẽ bị sai do đó nếu cứ tiếp tục dùng nhiều Repeater
để khuếch đại và mở rộng kích thước mạng thì dữ liệu sẽ ngày càng sai lệch
Hình 3.25: Thiết bị Repeater
3.4.4 Bridge (cầu nối)
Là thiết bị cho phép nối kết hai nhánh mạng, có chức năng chuyển có chọn lọc
các gói tin đến nhánh mạng chứa máy nhận gói tin Trong Bridge có bảng địa chỉ MAC, bảng địa chỉ này sẽ được dùng để quyết định đường đi của gói tin (cách thức
truyền đi của một gói tin sẽ được nói rõ hơn ở trong phần trình bày về thiết bị
Switch) Bảng địa chỉ này có thể được khởi tạo tự động hoặc phải cấu hình bằng tay Bridge hoạt động ở lớp hai (lớp Data link) trong mô hình OSI.
Ưu điểm của Bridge là: cho phép mở rộng cùng một mạng logic với nhiều kiểu cáp
khác nhau Chia mạng thành nhiều phân đoạn khác nhau nhằm giảm lưu lượng trên
Hình 3.24: Tầng hoạt động của HUB
Trang 40Khuyết điểm: chậm hơn Repeater vì phải xử lý các gói tin, chưa tìm được
đường đi tối ưu trong trường hợp có nhiều đường đi Việc xử lý gói tin dựa trên phần mềm
Hình 3.26: Mô hình mạng sử dụng Bridge
3.4.5 Switch
Là thiết bị giống như bridge nhưng nhiều port hơn cho phép ghép nối nhiều đoạn mạng với nhau Switch cũng dựa vào bảng địa chỉ MAC để quyết định gói tin nào đi ra port nào nhằm tránh tình trạng giảm băng thông khi số máy trạm trong mạng tăng lên Switch cũng hoạt động tại lớp hai trong mô hình OSI Việc
xử lý gói tin dựa trên phần cứng (chip).
Khi một gói tin đi đến Switch (hoặc Bridge), Switch (hoặc Bridge) sẽ thực
hiện như sau:
Kiểm tra địa chỉ nguồn của gói tin đã có trong bảng MAC chưa, nếu chưa có thì nó
sẽ thêm địa chỉ MAC này và port nguồn (nơi gói tin đi vào Switch (hoặc Bridge)) vào trong bảng MAC.
Kiểm tra địa chỉ đích của gói tin đã có trong bảng MAC chưa:
o Nếu chưa có thì nó sẽ gởi gói tin ra tất cả các port (ngoại trừ port gói
tin đi vào)
o Nếu địa chỉ đích đã có trong bảng MAC:
Nếu port đích trùng với port nguồn thì Switch (hoặc Bridge) sẽ
loại bỏ gói tin
Nếu port đích khác với port nguồn thì gói tin sẽ được gởi ra port đích tương ứng.
Chú ý :
Địa chỉ nguồn và địa chỉ đích được nói ở trên đều là địa chỉ MAC