CƠ SỞ DỮ LIỆU (CSDL)

 Transceiver chuyển tín hiệu từ bộ điều khiển sang tín hiệu số hoặc tín hiệu quang tơng ứng với phơng tiện truyền thông và cung cấp vào dữ liệu tín hiệu  Bộ điều khiển: thực hiện chức

Môc lôc

1.3 KiÕn tróc vµ cÊu h×nh LAN

1.4 H×nh thøc kÕt nèi ( Network to pology )

1.5 M«i trêng truyÒn dÉn

1.6 C¸c ph¬ng thøc truyÒn trong m¹ng LAN

444571112

5

Ch¬ng 2: Liªn kÕt m¹ng2.1 Giíi thiÖu chung

2.2 Chøc n¨ng cña m¹ng WAN

2.3 Giíi thiÖu vÒ Hub

2.4 CÇu nèi ( Bridge )

Lời nói đầu

Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là từ khi máy tính cá nhân ra đời, đòi hỏi nhu cầu trao đổi thông tin _ số liệu ngày càng tăng

và đa dạng hơn, vì thế hệ thống thực thi cũng càng phức tạp, luôn phải đơng đầu với những thách thức mới

Để trang bị những kiến thức cơ bản về lĩnh vực mới mẻ này, trong quá trình học học phần Kỹ thuật truyền số liệu, chúng em đợc giao Tiểu luận: “ Tìm hiểu về

LAN Liên kết mạng với nhau– ” Sau một thời gian làm bài nghiêm túc, đến nay, chúng em đã hoàn thành bài Tiểu luận với đầy đủ các nội dung yêu cầu

Xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình hớng dẫn của thầy giáo ThS Nguyễn

Văn Vinh; sự góp ý thẳng thắn của bạn bè trong lớp đã giúp chúng em thực hiện bài

Tiểu luận này

Hng Yên, ngày 20 tháng 10 năm 2007

Nhóm sinh viên thực hiện.

Chơng 1

Khái quát chung về mạng LAN

1.1 Định nghĩa.

Mạng cục bộ - Local Area network (LAN) mạng có tốc độ cao, tỷ lệ truyền lỗi thấp trong phạm vi địa lý tơng đối nhỏ LAN kết nối các trạm làm việc, thiết bị ngoại

vi, các thiết bị đầu cuối, và những thiết bị khác trong một toà nhà hoặc trong phạm vi

địa lý giới hạn, khu vực bán kính hẹp thông thờng khoảng vài trăm mét Các chuẩn LAN mô tả cáp truyền, và tín hiệu tại tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu của mô hình OSI Ethernet, FDDI và Token Ring là các công nghệ phổ biến hiện nay

 Thiết kế mền dẻo và día thành hạ

 Chia sẻ tài nguyên

1.2.1.2 Mạng ngang hàng (Peer to Peer)

Không phân biệt giữa máy trạm và máy chủ, mỗi đầu cuối có cùng mối quan

hệ với toàn bộ các trạm cuối khác trên mạng Nói cách khác hệ thống bao gồm các

đầu cuối có thể vừa là máy trạm hay máy chủ

1.3 Kiến trúc và cấu hình LAN

1.3.1.1 Cấu hình LAN

 Phần cứng: LAN bao gồm môi trờng truyền dẫn, trạm cuối, transceiver,

bộ điều khiển - controler

 Transceiver chuyển tín hiệu từ bộ điều khiển sang tín hiệu số hoặc tín hiệu quang tơng ứng với phơng tiện truyền thông và cung cấp vào dữ liệu tín hiệu

 Bộ điều khiển: thực hiện chức năng điều khiển giao tiếp (giao thức ),

đảm bảo dữ liệu đợc truyền đúng tới các trạm cuối Bộ điều khiển thờng

đợc gọi là card mạng- NIC

 Phần mềm: Mỗi máy tính nối mạng cần phải đợc cài hệ điều hành mạng (NOS), đó là hệ điều hành trên LAN, và một LAN driver hỗ trợ truyền thông tin giữa NIC và NOS Driver đợc kèm khi mua card mạng từ mỗi nhà sản xuất

 Hệ điều hành mạng phổ biến hiện nay là WindowsNT, Windows95, Windows2000, Netware

để xác định liên kết của nút với đờng truyền và liệu trên đờng truyền có nút nào khác

đang truyền dữ liệu hay không

Multiple Access-đa thâm nhập: các nút trên mạng có truy nhập tơng tranh tới

đờng truyền

Collision Detection- có phát hiện xung đột: sau khi truyền dữ liệu nút vừa truyền dữ liệu cần nghe đờng truyền để xác định liệu dữ liệu đợc truyền có xuất hiện xung đột với dữ liệu do nút khác truyền hay không?

Với phơng thức truy nhập CSMA/CD mỗi nút kiểm tra lu thông trên cáp mạng Khi nút phát hiện đờng truyền dỗi, bắt đầu quá trình truyền dữ liệu, tuy nhiên một nút khác cũng phát hịên rằng đờng truyền dỗi, đồng thời truyền dữ liệu, điều này gây nên xung đột dữ liệu trên đờng truyền Khi phát hịên thấy xung đột, nút đó đợi một

khoảng thời gian ngầm định trớc khi truyền lại dữ liệu đó Theo phơng thức này đảm bảo hai nút không cùng truyền lại dữ liệu tại cùng một thời điểm, do đó không xuất hiện xung đột trên mạng

1.3.1.4 CSMA/CA

Phơng thức CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision

Avoidance) có thể là phơng thức truy nhập chậm khi số máy trong mạng lớn Khi lu thông trên mạng tăng, xung đột cũng tăng theo là giảm tốc độ truyền trên mạng

Phơng thức truy nhập CSMA/CA tơng tự nh phơng thức CSMA/CD Trong

ph-ơng thức CSMA/CA mỗi nút gửi yêu cầu gửi tín hiệu trên mạng để xác định yêu cầu muốn truyền dữ liệu Nếu không nhận đợc tín hiệu “phản đối-negative”, nút bắt đầu truyền dữ liệu

Trong phơng thức CSMA/CA nút đầu tiên phát hiện đờng truyền dỗi bằng tín hiệu RTS, do vậy tránh đợc xung đột trên mạng Tuy nhiên phơng thức này chậm bởi việc gửi tín hiệu broadcasting, tới tất cả các máy trên mạng, làm tăng lu thông trên mạng

1.3.1.5 Token ring

Trong phơng thức truy nhập truyền thẻ bài (Token passing), một tín hiệu điều khiển đợc gọi là thẻ bài, đợc chuyển tuần tự từ máy này tới máy kế tiếp Nếu một

trạm nhận đợc thẻ bài, khi có nhu cầu gỉ dữ liệu, nó gắn dữ liệu vào thẻ bài và truyền trên mạng Khi thẻ bài đợc chuyển tới trạm đích, một thông điệp thừa nhận

(acknowledgement) đợc chuyển tới trạm gỉ Thẻ bài đợc phát sinh lại và quá trình truyền thẻ bài đợc lặp lại Khi thẻ bài đang đợc sử dụng, các trạm khác trên mạng không đợc truyền dữ liệu Chỉ một thẻ bài thực sự đợc chuyển trên mạng Trong mạng Token Ring không xảy ra xung đột tuy nhiên thời gian đợi thẻ bài hoàn thành

di chuyển một vòng làm giảm hiệu năng mạng

1.3.1.6 Demand priority

Phơng thức truy nhập demand Priority, xét theo thứ tự u tiên các yêu cầu, là phơng thức truy nhập mới đợc thiết kế cho chuẩn Ethernet 100 Mbps gọi là 100VG-AnyLAN Phơng thức truy nhập này dựa trên thực tế là các hubs và các nút cuối là hai thành phần cấu thành mạng 100VG-AnyLAN

Trong phơng thức truy nhập Demand Priority, hub quản lý truy nhập mạng bằng cách tìm kiếm các yêu cầu đợc gỉ từ tất cả các nút trên mạng Hub lu chi tiết thông tin về tất cả các điạ chỉ và các liên kết, nó cũng xác nhận rằng một trạm trên mạng đang làm việc

Nếu hub nhận 2 yêu cầu một lúc Yêu cầu có độ u tiên cao hơn sẽ đợc đáp ứng trớc Khi hai yêu cầu có cùng độ u tiên, chúng sẽ đợc đáp ứng lần lợt Trong mạng 100VG-AnyLAN, một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu một thời điểm.Demand Priority hoạt động hiệu quả hơn các phơng thức truy nhập khác bởi truyền thông chỉ xuất hiện giữa trạm gỉ dữ liệu, hub và trạm đích Do vậy giảm lu thông trên mạng và tăng tốc độ truyền

1.3.2 Hình thức kết nối (network topology)

Topo mạng, kiểu sắp xếp, bố trí của máy tính, dây cáp mạng và các thành phần trên mạng theo phơng diện vật lý Ba kiểu topo mạng cơ bản là: star, bus, ring

1.3.2.1 Topo bus

Sơ đồ cấu trúc Topo bus

Các máy tính giao tiếp bằng cách gửi thông điệp ở dạng tín hiệu điện tử lên cáp Tuy nhiên thông tin chỉ đợc máy tính có địa chỉ khớp với địa chỉ mã hoá trong tín hiệu gốc chấp nhận Mỗi lần chỉ có một máy có thể gửi thông điệp Hiệu suất thi hành của mạng sẽ giảm đi khi số lợng máy tính trên Bus tăng lên Đây là tôpô mạng thụ động, các máy tính trên bus chỉ lắng nghe tín hiệu truyền trên mạng, không chịu trách nhiệm chuyển dữ liệu từ máy tính này sang máy kế tiếp

Tín hiệu đợc gửi lên toàn mạng sẽ đi từ đầu cáp này tới đầu cáp kia và có thể dẫn đến việc bị dội (bouncing) tới lui trong dây cáp, ngăn không cho máy tính khác gửi dữ liệu Nhằm ngăn không cho tín hiệu dội ngời ta đặt điện trở cuối (terminator) ở mỗi đầu cáp để hấp thụ các tín hiệu tự do, làm thông cáp và cho phép các máy tính khác gửi tín hiệu Một khi cáp bị đứt, sẽ có đầu cáp không đợc nối với điện trở cuối, tín hiệu sẽ dội và toàn bộ mạng ngừng hoạt động (các máy tính hoạt động nh những máy độc lập)

Cáp trong mạng Bus có thể đợc nối dài bằng bộ nối trục tròn (barrel connector) hay sử dụng bộ chuyển tiếp Trong trờng hợp thứ nhất bộ nối sẽ làm cho tín hiệu bị suy yếu đi, còn trong trờng hợp thứ hai bộ chuyển tiếp sẽ khuyếch đại tín hiệu trớc khi gửi đi do đó sẽ kéo đi đợc xa hơn mà vẫn đảm bảo tính chuẩn xác

Ưu điểm Nhợc điểm

Sử dụng cáp nối hiệu quả Lu lợng lớn dễ gây tắc mạng

Cáp không đắt và dễ là việc Khó xác định lỗi

Hệ thống đơn giản, tin cậy Đứt cáp gây ảnh hởng đến

nhiều ngời

Dễ dàng mở rộng mạng

1.3.2.2 Topo star

Sơ đồ cấu trúc Topo star

Trong mạng Star tín hiệu đợc truyền từ máy tính gửi dữ liệu qua Hub(active hay passive) để đến tất cả máy tính trên mạng Mạng Star cung cấp tài nguyên và chế

độ quản lý tập trung Khi một máy tính hay đoạn dây nối đến nó bị hỏng các máy tính khác trên mạng vẫn hoạt động bình thờng Tuy nhiên khi Hub trung tâm bị hỏng toàn bộ mạng sẽ không làm việc

Thay đổi hệ thống và thêm máy

Sơ đồ cấu trúc Topo ring

Trong mạng Ring tín hiệu truyền đi theo một chiều và qua từng máy tính Mỗi máy tính đóng vai trò nh một bộ chuyển tiếp, khuyếch đại tín hiệu và gửi nó đến máy tính tiếp theo Do tín hiệu đi qua từng máy nên sự hỏng hóc của một máy có thể ảnh hởng đến toàn mạng

Một phơng pháp truyền dữ liệu quanh mạng là chuyển thẻ bài (token passing) Thẻ bài đợc chạy vòng trên mạng cho đến khi tới đợc máy tính muốn gửi dữ liệu Máy tính đầu gửi sẽ sửa thẻ bài, đa địa chỉ điện tử lên dữ liệu và gửi đi quanh mạng Dữ liệu chuyển qua từng máy tính cho đến khi tìm đợc máy có địa chỉ khớp với địa chỉ trên đó Máy tính đầu nhận gửi trả một thông điệp tới máy đầu gửi cho biết dữ liệu đã đợc nhận Sau khi xác minh máy đầu gửi tạo thẻ bài mới và thả lên mạng

Quyền truy nhập nh nhau cho

mọi máy trên mạng

Một máy tính hỏng ảnh hởng

đến toàn mạngHiệu năng mạng ổn định ngay cả

khi có nhiều ngời dùng

Phải ngừng hoạt động khi cấu hình lại mạng

Khó xác định vị trí lỗi

1.3.3 Môi tr ờng truyền dẫn

1.3.3.1 Cáp đôi dây xoắn (Twisted Pair )

Cáp xoắn là một cặp dây đồng xoắn: một dây cho tín hiệu phát và một dây cho tín hiệu thu Thông thờng cáp gồm nhiều cặp dây đồng xoắn có vỏ bọc tiếp đất (STP) hoặc không có bọc tiếp đất (UTP) và đợc bảo vệ trong một lớp nhựa chống ẩm

 STP- Shielded twisted-pair: gồm 2 cặp dây xoắn, cáp STP có tầng cách ly bảo

vệ để giảm nhiễu điện từ

 UTP-Unshielded twisted-pair: gồm 4 cặp dây xoắn Cáp UTP không yêu cầu

đặt cố định giữa các kết nối nh cáp đồng trục Có 5 loại cáp UTP:

• Loại 1-2(Category1-2) không đợc dùng trong LAN

• Loại 3 (Category 3): Tốc độ truyền 10Mbps

• Loại 4 (Category 4): Tốc độ truyền 16Mbps

• Category 5: Tốc độ truyền 100Mbps

1.3.3.2 Cáp đồng trục (coaxial)

Cáp nối dải tần rộng trong đó có một dây dẫn vỏ cách điện chạy suốt trong lòng cáp Bao quanh sợi dây cách điện này là dây dẫn kim loại thứ hai cứng hoặc dạng lới Có hai loại:

 Cáp đồng trục loại 50Ω

 Cáp đồng trục loại 70Ω

1.3.3.3 Cáp quang (Optical fiber)

 Dải thông lớn, tốc độ truyền cao, có thể gấp nhiều lần 100Mbit/s

 Đợc sử dụng trong hệ thống truyền dẫn tạo thành mạng xơng sống

 Không ảnh hởng của nhiễu môi trờng nh sóng điện từ

 Gọn, nhẹ, dễ cài đặt; giá thành cao

1.3.4 Các ph ơng thức truyền trong mạng LAN

Dữ liệu trong mạng LAN đợc chia thành 3 loại: gửi một trạm-unicast, gửi nhiều trạm-multicast và phát tán-broadcast Trong đó với mỗi một phơng thức truyền dữ liệu đợc gửi tới một hay nhiều nút

Truyền unicast: một gói dữ liệu đợc gửi từ một nút nguồn cho tới nút đích trên

mạng Đầu tiên, nút nguồn gắn địa chỉ nút đích trên gói dữ liệu, gói dữ liệu đợc gửi trên mạng và cuối cùng mạng chuyển gói dữ liệu đó tới nút đích

Truyền multicast: gồm có một gói dữ liệu đợc copy và gửi tới một tập con các

nút đợc xác định trớc trên mạng Đầu tiên, nút nguồn gán địa chỉ các nút đích trên gói dữ liệu bằng địa chỉ multicast Gói dữ liệu đó đợc gửi trên mạng, mạng có nhiệm vụ copy gói dữ liệu và gửi mỗi bản copy tới mỗi nút nằm trong miền địa chỉ multicast

Truyền broadcast: gồm có một gói dữ liệu, đợc copy và sau đó gửi tới tất cả

các nút trên mạng Trong phơng thức truyền này, nút nguồn gán địa chỉ nút đích trên gói dữ liệu bởi địa chỉ broadcast Gói dữ liệu sau đó đợc gửi trên mạng, mạng có nhiều copy và bản copy tới tất cả các nút trên mạng

Chơng 2

Liên kết mạng

2.1 Giới thiệu chung

- Yêu cầu liên kết các mạng LAN với nhau hoặc liên kết với mạng WAN.

- Liên kết LAN-LAN thờng thực hiện bởi các thiết bị kiểu cầu nối (bridge-like device)

- Liên kết LAN-WAN thờng thực hiện bởi các bộ định tuyến (router)

- Liên kết giữa các phân đoạn mạng (segments) khác nhau trong một mạng - - LAN thờng đợc thực hiện bởi các chuyển mạch (switch)

2.2 Chức năng của mạng WAN

- Tách hoặc nối bộ phận này với một bộ phận khác.

- Kết nối hai LAN có các giao thức khác nhau

- Kết nối một LAN với Internet

- Để chia một LAN thành các phân đoạn mạng (segments) để giảm tắc nghẽn mạng

- Để tạo ra một bức tờng bảo mật giữa hai loại ngời sử dụng khác nhau

2.3 Giới thiệu về Hub

- Một hub liên kết hai hay nhiều máy trạm với nhau thành một mạng LAN.

- Khi một trạm truyền tới hub, hub sẽ ngay tức khắc truyền khung dữ liệu đó tới tất cả các đờng kết nối với nó

- Hub có thể quản lý đợc hoặc không quản lý đợc Một hub đợc gọi là quản lý

đợc nếu có thể quản lý nó từ xa

2.4 Cầu nối (Bridge)

Một cầu nối (hay còn gọi là một thiết bị kiểu cầu nối - bridge-like device) có thể dùng để liên kết hai mạng LAN giống nhau, chẳng hạn hai CSMA/CD LAN với nhau

Một cầu nối cũng có thể dùng để liên kết hai mạng LAN gần giống nhau, chẳng hạn một CSMA/CD LAN với một token ring LAN

Cầu nối xem xét địa chỉ đích (destination address) trong khung dữ liệu rồi có thể gửi khung dữ liệu đó tới LAN khác hoặc không

Cầu nối xem xét địa chỉ nguồn (source address) trong khung dữ liệu rồi

điền nó vào một bảng chỉ đờng (routing table) để dùng trong tơng lai

Một cầu liên kết 2 mạng CSMA/CD LAN

 Cầu trong suốt (Transparent Bridge)

Một cầu trong suốt không cần lập trình mà quan sát mọi lu thông dữ liệu

(traffic) và từ quan sát đó xây dựng nên các bảng chỉ đờng Việc quan sát nh vậy đợc gọi là học ngợc lại (backward learning)

Mỗi cầu có hai cổng (ports) và mỗi cổng có một bảng chỉ đờng

Cầu quan sát mỗi khung đến một cổng, tách lấy địa chỉ nguồn từ khung đó, rồi

điền địa chỉ này vào bảng chỉ đờng của cổng tơng ứng

Cầu trong suốt thờng gặp trong các mạng CSMA/CD LAN

Một cầu liên kết 2 mạng CSMA/CD có 2 bảng chỉ đờng bên trong

Hai bảng chỉ đờng bên trong và các dữ liệu mới đa vào

Một cầu trong suốt cũng có thể biến đổi một khuôn dạng khung này sang một khuôn dạng khung khác Một số ngời còn gọi một cầu nh vậy là gateway hoặc đôi khi còn gọi là bộ định tuyến (router)

Cầu gỡ bỏ đầu (header) và đuôi (trailer) khỏi một khuôn dạng khung rồi chèn (encapsulate) đầu và đuôi của một khuôn dạng khung khác vào

 Cầu từ xa (Remote Bridge)

Một cầu từ xa có khả năng truyền khung dữ liệu từ LAN này sang LAN khác khi hai LAN đó đặt cách xa nhau và liên kết với nhau qua một mạng WAN Cầu từ xa

sẽ chèn đầu và đuôi của WAN vào khung dữ liệu trớc khi truyền khung đó vào mạng WAN Khi gói dữ liệu tới cầu đích, cầu này sẽ gỡ bỏ đầu và đuôi của WAN và khung dữ liệu sẽ trở về nh nguyên gốc

Hai mạng LAN liên kết với nhau qua một liên kết WAN kiểu frame relay

2.5 Chuyển mạch (Switch)

Một chuyển mạch là kết hợp giữa một hub với một cầu nối Chuyển mạch liên kết hai hay nhiều máy trạm với nhau (tơng tự hub), và quan sát lu thông dữ liệu để học (tơng tự cầu nối)

Khi có một khung dữ liệu đến chuyển mạch, chuyển mạch sẽ xem xét địa chỉ

đích rồi chuyển khung dữ liệu đó tới đờng kết nối tơng ứng

Các máy trạm kết nối với hub trên một phân đoạn mạng chia sẻ (shared

segment)

Các máy trạm kết nối với chuyển mạch trên một phân đoạn mạng chuyển mạch (switched segment)

Các máy trạm kết nối tới một phân đoạn mạng chia sẻ của mạng LAN

Chuyển mạch phải có tốc độ đủ nhanh để hỗ trợ truyền nhiều dữ liệu cùng một lúc

Một chuyển mạch có kiến trúc cut-through có thể chuyển ngay khung dữ liệu

đi mà không cần chờ đến khi toàn bộ khung đến chuyển mạch Nhiều máy trạm có thể nối với chuyển mạch qua những phân đoạn mạng chuyên dụng (dedicated

segments) Đây là một hình thức kết nối rất hiệu quả để phân lập những ngời dùng thờng có dung lợng dữ liệu cao khỏi phần còn lại của mạng

Một chuyển mạch có thể đồng thời truy cập nhiều máy chủ, hoặc có nhiều ờng kết nối đồng thời đến một máy chủ