Bài giảng Mạng máy tính: Chương 3 - Hoàng Thanh Hòa (CĐ Kinh tế Đối ngoại)

Bài giảng Mạng máy tính - Chương 3: Môi trường tryền dẫn và thiết bị mạng thông dụng cung cấp cho người học các kiến thức: Môi trường truyền dẫn, các loại cáp truyền dẫn, đường truyền vô tuyến, thiết bị mạng thông dụng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Giảng viên: Hoàng Thanh Hòa

2 hthoa@cofer.edu.vn

Môi trường truyền dẫn

3.1

3.2 Các loại cáp truyền dẫn

3.3 Đường truyền vô tuyến

3.4 Thiết bị mạng thông dụng

Khái niệm môi trường truyền dẫn

3.1.1

3.1.2 Tần số truyền thông

3.1.3 Đặc tính phương tiện truyền dẫn

3.1.4 Các phương thức truyền dẫn

•Là phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu

giữa các thiết bị

•Có 2 loại phương tiện truyền dẫn:

- Truyền dẫn hữu tuyến.

- Truyễn dẫn vô tuyến.

hthoa@cofer.edu.vn

•Các tín hiệu truyền thông giữa các máy tính và các thiết

bị là các dạng sóng điện từ

•Dải tần từ tần số radio đến tần số hồng ngoại

•Tần số Radio (3Hz – 3GHz): phát tín hiệu LAN

•Sóng Viba (3GHz -30GHz): dùng cho truyền thông tập

trung giữa 2 điểm hoặc giữa các trạm mặt đất với vệ

tinh

•Tia hồng ngoại thường dùng truyền thông ở khoảng

cách ngắn

• Chi phí đầu tư

• Yêu cầu cài đặt

• Độ tin cậy, tính bảo mật

• Thông lượng (Throughput): lượng thông tin thực sự

được truyền dẫn trên thiết bị tại một thời điểm

hthoa@cofer.edu.vn

• Băng thông (Bandwidth): Tổng lượng thông tin có thể

truyền dẫn trên đường truyền tại một thời điểm

- Bps (Bits per second-số bit trong một giây)

- KBps (Kilobits per second): 1 KBps=10^3

bps=1000 Bps

- MBps (Megabits per second): 1 MBps = 10^3 KBps

- GBps (Gigabits per second): 1 GBps = 10^3 MBps

- TBps (Terabits per second): 1 TBps = 10^3 GBPS

•Băng tầng cơ sở (baseband): dành toàn bộ băng thông

cho một kênh truyền

•Băng tầng mở rộng (broadband):cho phép nhiều kênh

truyền chia sẻ một phương tiện truyền dẫn

•Độ suy giảm (attenuation): độ đo sự suy yếu đi của tín

hiệu khi di chuyển trên một phương tiện truyền dẫn

•Nhiễu điện từ (Electromagnetic interference - EMI)

•Nhiễu xuyên kênh (crosstalk)

hthoa@cofer.edu.vn

•Đơn công (Simplex): Thiết bị phát chỉ đảm nhiệm vai

trò phát tín hiệu, còn thiết bị thu chỉ đảm nhiệm vai

trò nhận tín hiệu

•Bán song công (Half-Duplex): 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)

•Song công (Full-Duplex): Tại một thời điểm, thiết bị

có thể vừa phát vừa thu

3.2.1 Cáp đồng trục.

3.2.2 Cáp xoắn đôi.

3.2.3 Cáp quang.

10 hthoa@cofer.edu.vn

• Là kiểu cáp đầu tiên được dùng trong các LAN, cấu

tạo của cáp đồng trục gồm:

- Dây dẫn trung tâm: dây đồng hoặc dây đồng bện

- Một lớp cách điện giữa dây dẫn phía ngoài và dây

• Cấu tạo:

12 hthoa@cofer.edu.vn

•Đấu nối cáp và máy tính:

Muốn đấu nối cáp đồng trục dày ta dùng transceiver

và nối kết vào máy tính thông qua cổng AUI.

•Phân loại:

- Cáp mỏng (thin cable/thinnet): có đường kính

khoảng 6mm, thuộc họ RG-58, chiều dài đường chạy tối đa là 185 m

- Cáp dày (thick cable/thicknet): có đường kính

khoảng 13mm thuộc họ RG-58, chiều dài đường

chạy tối đa 500m

14 hthoa@cofer.edu.vn

• Cáp xoắn đôi gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với

nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ

• Có 2 loại được sử dụng rộng rãi trong mạng LAN:

- Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP (Shielded

Twisted- Pair).

- Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu UTP

(Unshielded Twisted- Pair).

• Gồm nhiều cặp xoắn được phủ bên ngoài một lớp vỏ làm bằng dây đồng bện.

• Chống được nhiễu từ bên ngoài và phát xạ nhiễu bên trong

• Khoảng cách truyền tín hiệu xa hơn cáp UTP

16 hthoa@cofer.edu.vn

• Chi phí: Rẻ hơn cáp quang nhưng đắt tiền hơn cáp

• Gồm nhiều cặp xoắn như cáp STP nhưng không có

lớp vỏ đồng chống nhiễu

• Sư dụng chuẩn 10BaseT hoặc 100BaseT

• Dễ bị nhiễu khi đặt gần thiết bị hoặc cáp khác

• Chiều dài tối đa là 100m

18 hthoa@cofer.edu.vn

• Có 5 loại cáp UTP:

- Loại 1: truyền âm thanh, tốc độ < 4Mbps

- Loại 2: gồm bốn dây xoắn đôi, tốc độ 4Mbps

- Loại 3: truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 10 Mbps

Cáp này gồm bốn dây xoắn đôi với ba mắt xoắn trên mỗi foot (1 foot = 0.3048 mét)

- Loại 4: truyền dữ liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ đạt

được 16 Mbps

- Loại 5: truyền dữ liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ

• Dùng ánh sáng để truyền dẫn tín hiệu.

• Tín hiệu ít bị suy hao và thường được dùng cho kết

nối ở khoảng cách xa

• Sợi cáp quang được cấu tạo từ ba thành phần chính:

- Lõi (core): làm bằng sợi thủy tinh hoặc plastic để

truyền dẫn ánh sáng.

- Lớp phản xạ ánh sáng (cladding): bảo vệ, phản xạ

ánh sáng trở lại core

- Lớp vỏ bảo vệ chính (primary coating): là lớp vỏ

nhựa PVC giúp bảo vệ core và cladding không bị bụi,

ẩm, trầy xước.

20 hthoa@cofer.edu.vn

• Lớp bảo vệ cáp quang:

- Strength member: là lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng.

- Buffer: thường làm bằng nhựa PVC, bảo vệ tránh va

đập, ẩm ướt

- Jacket: có khả năng chịu va đập, nhiệt và chịu mài

mòn, bảo vệ phần bên trong tránh ẩm ướt và các

ảnh hưởng từ môi trường

22 hthoa@cofer.edu.vn

• Phân loại cáp quang:

- Cáp quang Singlemode (SM)

- Cáp quang Multimode (MM)

• Cáp quang Singlemode (SM):

- Là loại cáp quang có đường kính core khá nhỏ (9µm),

sử dụng nguồn phát laser truyền tia sáng xuyên suốt

- Tín hiệu ít suy hao, tốc độ lớn

- SM thường hoạt động ở 2 bước sóng 1310nm,

1550nm

- Khoảng cách truyền rất xa

24 hthoa@cofer.edu.vn

• Cáp quang Multimode (MM):

- Là loại cáp quang có đường kính core lớn hơn SM

(khoảng 50µm, 62.5µm)

- Sử dụng nguồn sáng LED (Light Emitting Diode)

hoặc laser để truyền tia sáng và thường hoạt động ở

2 bước sóng 850nm, 1300nm

- Ứng dụng nhiều với khoảng cách <5Km

- Multimode có hai kiểu truyền: chiết xuất bước (Step index) và chiết xuất liên tục (Graded index)

• Đường đi của ánh sáng trong các loại cáp

26 hthoa@cofer.edu.vn

• Ưu điểm của cáp quang:

- Dung lượng lớn, dễ dàng lắp đặt

- Không bị nhiễu bởi tín hiệu điện, điện từ

- Có tính cách điện nên đảm bảo tính an toàn

- Tính bảo mật, độ tin cậy cao

- Tính linh hoạt do các hệ thống thông tin quang đều

khả dụng cho hầu hết các dạng thông tin số liệu, thoại

và video

- Dễ dàng nâng cấp khi cần thiết

28 hthoa@cofer.edu.vn

• Khắc phục những nhược điểm của các loại cáp.

• Đường truyền vô tuyến mang lại những lợi ích:

- Cung cấp kết nối tạm thời với mạng cáp có sẵn

- Người dùng di chuyển vẫn có thể kết nối vào mạng

• Một số hạn chế:

- Tín hiệu không an toàn, dễ bị xâm nhập, nghe lén

- Khi có vật cản thì tín hiệu bị suy yếu rất nhanh

- Băng thông hệ thống không cao

30 hthoa@cofer.edu.vn

• Sóng vô tuyến (Radio):

- Sóng radio (10 KHz - 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).

- Dải tần 2,4GHz là vùng tự do, các thiết bị Wireless

dùng dải tần này

- Mạng di động thường sử dụng băng tần 900 MHz hoặc

1800 MHz

• Sóng vô tuyến (Radio):

32 hthoa@cofer.edu.vn

• Hồng ngoại: gồm có 4 loại

- 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

truyền dội tường và sàn nhà rồi mới đến máy thu

- Mạng phản xạ: 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

3.4.1 Card mạng

3.4.2 Modem (bộ điều chế và giải điều chế)

3.4.3 Repeaer (Bộ khuếch đại tín hiệu)

• Là thiết bị nối kết giữa máy tính và cáp mạng

• Giao tiếp với máy tính qua các khe cắm như: ISA, PCI hay USP…

• Phần giao tiếp với cáp mạng thông thường theo các

chuẩn như: AUI, BNC, UTP…

• Chức năng của Card mạng:

- Chuẩn bị đưa dữ liệu lên mạng.

- Gửi dữ liệu đến máy tính khác.

- Kiểm soát luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ thống cáp

38 hthoa@cofer.edu.vn

• Địa chỉ MAC (Media Access

Control):

- Địa chỉ này do IEEE cấp

cho nhà sản xuất

- Được gán cố định vào chip

của mỗi card mạng

- Gồm 6 byte, 3 byte đầu là

mã số nhà sản xuất, 3 byte

sau là số serial của card

40 hthoa@cofer.edu.vn

• Là thiết bị dùng để nối hai máy tính hay hai thiết bị ở

xa thông qua mạng điện thoại

• Modem giúp nối các mạng LAN ở xa thành một mạng WAN

• Chức năng:

- chuyển đổi tín hiệu số (digital) thành tín hiệu tương

tự (analog) để truyền dữ liệu trên dây điện thoại

- Tại đầu nhận, Modem chuyển ngược lại từ dạng tín

hiệu tương tự sang dạng tín hiệu số

42 hthoa@cofer.edu.vn

• Là thiết bị giống như Repeater nhưng nhiều port

hơn cho phép nhiều máy tính nối tập trung về thiết

• Hub thụ động (Passive Hub): chỉ đảm bảo chức

năng kết nối, không xử lý lại tín hiệu

• Hub chủ động (Active Hub): có khả năng khuếch đại

tín hiệu để chống suy hao

• Hub thông minh (Intelligent Hub): là Hub chủ động

nhưng có thêm khả năng tạo ra các gói tin thông báo hoạt động của mình giúp cho việc quản trị mạng dễ

dàng hơn

44 hthoa@cofer.edu.vn

• 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

46 hthoa@cofer.edu.vn

Bridge

• Là thiết bị giống như bridge nhưng nhiều port hơn

cho phép ghép nối nhiều đoạn mạng với nhau

• Dựa vào bảng địa chỉ MAC để quyết định gói tin nào

đi ra port nào

• Hoạt động tại lớp 2 trong mô hình OSI

• Quá trình xử lý gói tin:

1 Kiểm tra địa chỉ nguồn của gói tin trong bảng MAC

2 Kiểm tra địa chỉ đích có trong bảng MAC chưa:

- Nếu chưa có thì nó sẽ gởi gói tin ra tất cả các port

(ngoại trừ port gói tin đi vào)

- 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.

48 hthoa@cofer.edu.vn

• Hỗ trợ một số tính năng nâng cao:

- Hỗ trợ nhiều giao tiếp đồng thời, tăng băng thông

trên toàn mạng

- Hỗ trợ giao thiếp song công: gửi và nhận tin trên

cùng một cổng

- Điều hòa tốc độ kênh truyền: Các kênh truyền có

tốc độ khác nhau giao tiếp được với nhau

• Là thiết bị liên mạng hoạt động ở tầng 3 của mô hình OSI, nối nhiều mạng với nhau thành một liên mạng.

• Nhiệm vụ: chuyển tiếp các gói tin từ mạng này tới

mạng kia để đến được các máy nhận

• Dùng bảng định tuyến (Routing table) để lưu thông tin

về mạng→ tìm đường đi tối ưu cho gói tin

• Bảng định tuyến: chứa thông tin về đường đi, ước

lượng khoảng cách, thời gian…

50 hthoa@cofer.edu.vn

✓ Nếu có, gói tin đến Default Gateway tương ứng.

✓ Nếu không khai báo thì gói tin bị loại bỏ

52 hthoa@cofer.edu.vn

• Đường đi của gói tin:

• Là thiết bị trung gian dùng để nối kết mạng nội bộ bên trong và mạng bên ngoài

• Chức năng: kiểm soát tất cả các luồng dữ liệu đi ra và vào mạng nhằm ngăn chặn hacker tấn công

• Proxy hoạt động giống như một Firewall

• Proxy cho phép thiết lập các danh sách được phép truy cập vào mạng nội bộ bên trong, cũng như danh sách

các ứng dụng mà mạng nội bộ bên trong có thể truy

cập ra mạng bên ngoài

54 hthoa@cofer.edu.vn

56 hthoa@cofer.edu.vn