CHƯƠng 1 giới thiệu về MẠng các kiến thức cơ SỞ Mạng máy tính là gì ?
tải về 389.87 Kb.
|
|
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG
Mạng máy tính là một nhóm các máy tính, thiết bị ngoại vi được nối kết với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn như cáp, sóng điện từ, tia hồng ngoại... giúp cho các thiết bị này có thể trao đổi dữ liệu với nhau một cách dễ dàng.
Một số khái niệm
Mạng LAN là một nhóm máy tính và các thiết bị truyền thông mạng được nối kết với nhau trong một khu vực nhỏ như một toà nhà cao ốc, khuôn viên trường đại học, khu giải trí ... Các mạng LAN thường có đặc điểm sau:
Hình 1.1 – Mô hình mạng cục bộ (LAN)
Mạng MAN gần giống như mạng LAN nhưng giới hạn của nó là một thành phố hay một quốc gia. Mạng MAN nối kết các mạng LAN lại với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn khác nhau (cáp quang, cáp đồng, sóng...) và các phương thức truyền thông khác nhau. Đặc điểm của mạng MAN:
Mạng WAN bao phủ vùng địa lý rộng lớn có thể là một quốc gia, một lục địa hay toàn cầu. Mạng WAN thường là mạng của các công ty đa quốc gia hay toàn cầu, điển hình là mạng Internet. Do phạm vi rộng lớn của mạng WAN nên thông thường mạng WAN là tập hợp các mạng LAN, MAN nối lại với nhau bằng các phương tiện như: vệ tinh (satellites), sóng viba (microwave), cáp quang, cáp điện thoại... Đặc điểm của mạng WAN:
Hình 1.2 – Mô hình mạng diện rộng (WAN)
Mạng Internet là trường hợp đặc biệt của mạng WAN, nó cung cấp các dịch vụ toàn cầu như mail, web, chat, ftp và phục vụ miễn phí cho mọi người.
Mạng ngang hàng cung cấp việc kết nối cơ bản giữa các máy tính nhưng không có bất kỳ một máy tính nào đóng vai trò phục vụ. Một máy tính trên mạng có thể vừa là client, vừa là server. Trong môi trường này, người dùng trên từng máy tính chịu trách nhiệm điều hành và chia sẻ các tài nguyên của máy tính mình. Mô hình này chỉ phù hợp với các tổ chức nhỏ, số người giới hạn (thông thuờng nhỏ hơn 10 người), và không quan tâm đến vấn đề bảo mật. Mạng ngang hàng thường dùng các hệ điều hành sau: Win95, Windows for workgroup, WinNT Workstation, Win2000 Proffessional, OS/2... Ưu điểm: do mô hình mạng ngang hàng đơn giản nên dễ cài đặt, tổ chức và quản trị, chi phí thiết bị cho mô hình này thấp. Khuyết điểm: không cho phép quản lý tập trung nên dữ liệu phân tán, khả năng bảo mật thấp, rất dễ bị xâm nhập. Các tài nguyên không được sắp xếp nên rất khó định vị và tìm kiếm. 
Hình 1.3 – Mô hình ứng dụng mạng ngang hàng (Peer-to-Peer)
Trong mô hình mạng khách chủ có một hệ thống máy tính cung cấp các tài nguyên và dịch vụ cho cả hệ thống mạng sử dụng gọi là các máy chủ (server). Một hệ thống máy tính sử dụng các tài nguyên và dịch vụ này được gọi là máy khách (client). Các server thường có cấu hình mạnh (tốc độ xử lý nhanh, kích thước lưu trữ lớn) hoặc là các máy chuyên dụng. Dựa vào chức năng có thể chia thành các loại server như sau:
Hệ điều hành mạng dùng trong mô hình client - server là WinNT, Novell NetWare, Unix, Win2K... Ưu điểm: do các dữ liệu được lưu trữ tập trung nên dễ bảo mật, backup và đồng bộ với nhau. Tài nguyên và dịch vụ được tập trung nên dễ chia sẻ và quản lý và có thể phục vụ cho nhiều người dùng. Khuyết điểm: các server chuyên dụng rất đắt tiền, phải có nhà quản trị cho hệ thống. 
Hình 1.4 – Mô hình ứng dụng mạng khách chủ (Client-Server)
Khi các máy tính của một phòng ban được nối mạng với nhau thì chúng ta có thể chia sẻ những thiết bị ngoại vi như máy in, máy FAX, ổ đĩa CDROM... Thay vì trang bị cho từng máy PC thì thông qua mạng chúng ta có thể dùng chung các thiết bị này. Ví dụ 1: trong một phòng máy thực hành có khoảng 30 máy, nếu trang bị cho tất cả các máy trạm có đĩa cứng thì rất phí mà chúng ta lại không tận dụng được hết năng suất của các đĩa cứng đó. Giải pháp tập trung tất cả các ứng dụng vào server và dùng công nghệ mạng bootrom để chạy các máy trạm sẽ làm giảm chi phí phần cứng đồng thời tiện dụng cho công tác quản trị phòng máy hạn chế được tình trạng các học viên vô tình làm hỏng các máy trạm. Ví dụ 2: Một công ty muốn rằng tất cả các phòng ban đều được sử dụng Internet thông qua modem và đường điện thoại. Nếu chúng ta trang bị cho mỗi phòng ban 1 modem và 1 đường điện thoại thì không khả thi vì vậy chúng ta phải tận dụng cơ sở hạ tầng mạng để chia sẻ 1 modem và đường điện thoại cho cả công ty đều có thể truy cập Internet.
Theo phương pháp truyền thống muốn chép dữ liệu giữa hai máy tính chúng ta dùng đĩa mềm hoặc dùng cáp link để nối hai máy lại với nhau sau đó chép dữ liệu. Chúng ta thấy rằng hai giải pháp trên sẽ không thực tế nếu một máy đặt tại tầng trệt và một máy đặt tại tầng 5 trong một tòa nhà. Việc trao đổi dữ liệu giữa các máy tính ngày càng nhiều hơn, đa dạng hơn, khoảng cách giữa các phòng ban trong công ty ngày càng xa hơn nên việc trao đổi dữ liệu theo phương thức truyền thống không còn được áp dụng nữa, thay vào đó là các máy tính này được nối với nhau qua công nghệ mạng.
Các ứng dụng thay vì trên từng máy trạm chúng ta sẽ cài trên một máy server và các máy trạm dùng chung ứng dụng đó trên server. Lúc đó ta tiết kiệm được chi phí bản quyền và chi phí cài đặt, quản trị.
Đối với các công ty lớn dữ liệu lưu trữ trên các máy trạm rời rạc dễ dẫn đến tình trạng hư hỏng thông tin và không được bảo mật. Nếu các dữ liệu này được tập trung về server để tiện việc bảo mật, backup và quét virus.
Nhờ các công nghệ mạng mà các phần mềm ứng dụng phát triển mạnh và được áp dụng vào nhiều lĩnh vực như hàng không (phần mềm bán vé máy bay tại các chi nhánh), đường sắt (phần mềm theo dõi đăng ký vé và bán vé tàu), cấp thoát nước (phần mềm quản lý công ty cấp thoát nước thành phố)...
Ngày nay Internet rất phát triển, tất cả mọi người trên thế giới đều có thể trao đổi E-mail với nhau một cách dễ dàng hoặc có thể trò chuyện với nhau mà chi phí rất thấp so với phí viễn thông. Đồng thời các công ty cũng dùng công nghệ Web để quảng cáo sản phẩm, mua bán hàng hóa qua mạng (thương mại điện tử) ... Dựa trên cơ sở hạ tầng mạng chúng ta có thể xây dựng các hệ thống ứng dụng lớn như chính phủ điện tử, thương mại điện tử, điện thoại Internet nhằm giảm chi phí và tăng khả năng phục vụ ngày càng tốt hơn cho con người. CHƯƠNG 2 CÁC KIẾN TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ MẠNG LAN
Network topology là sơ đồ dùng biểu diễn các kiểu sắp xếp, bố trí vật lý của máy tính, dây cáp và những thành phần khác trên mạng theo phương diện vật lý. Có hai kiểu kiến trúc mạng chính là: kiến trúc vật lý (mô tả cách bố trí đường truyền thực sự của mạng), kiến trúc logic (mô tả con đường mà dữ liệu thật sự di chuyển qua các node mạng)
- Kiến trúc Bus là một kiến trúc cho phép nối mạng các máy tính đơn giản và phổ biến nhất. Nó dùng một đoạn cáp nối tất cả máy tính và các thiết bị trong mạng thành một hàng. Khi một máy tính trên mạng gởi dữ liệu dưới dạng tín hiệu điện thì tín hiệu này sẽ được lan truyền trên đoạn cáp đến các máy tính còn lại, tuy nhiên dữ liệu này chỉ được máy tính có địa chỉ so khớp với địa chỉ mã hóa trong dữ liệu chấp nhận. Mỗi lần chỉ có một máy có thể gởi dữ liệu lên mạng vì vậy số lượng máy tính trên bus càng tăng thì hiệu suất thi hành mạng càng chậm. - Hiện tượng dội tín hiệu: là hiện tượng khi dữ liệu được gởi lên mạng, dữ liệu sẽ đi từ đầu cáp này đến đầu cáp kia. Nếu tín hiệu tiếp tục không ngừng nó sẽ dội tới lui trong dây cáp và ngăn không cho máy tính khác gởi dữ liệu. Để giải quyết tình trạng này người ta dùng một thiết bị terminator (điện trở cuối) đặt ở mỗi đầu cáp để hấp thu các tín hiệu điện tự do. - Ưu điểm: kiến trúc này dùng ít cáp, dễ lắp đặt, giá thành rẻ. Khi mở rộng mạng tương đối đơn giản, nếu khoảng cách xa thì có thể dùng repeater để khuếch đại tín hiệu. - Khuyết điểm: khi đoạn cáp đứt đôi hoặc các đầu nối bị hở ra thì sẽ có hai đầu cáp không nối với terminator nên tín hiệu sẽ dội ngược và làm cho toàn bộ hệ thống mạng sẽ ngưng hoạt động. Những lỗi như thế rất khó phát hiện ra là hỏng chỗ nào nên công tác quản trị rất khó khi mạng lớn (nhiều máy và kích thước lớn). 
Hình 2.1 – Kiến trúc mạng Bus.
- Trong kiến trúc này, các máy tính được nối vào một thiết bị đấu nối trung tâm (Hub hoặc Switch). Tín hiệu được truyền từ máy tính gởi dữ liệu qua hub tín hiệu được khuếch đại và truyền đến tất cả các máy tính khác trên mạng. - Ưu điểm: kiến trúc star cung cấp tài nguyên và chế độ quản lý tập trung. Khi một đoạn cáp bị hỏng thì chỉ ảnh hưởng đến máy dùng đoạn cáp đó, mạng vẫn hoạt động bình thường. Kiến trúc này cho phép chúng ta có thể mở rộng hoặc thu hẹp mạng một cách dễ dàng. - Khuyết điểm: do mỗi máy tính đều phải nối vào một trung tâm điểm nên kiến trúc này đòi hỏi nhiều cáp và phải tính toán vị trí đặt thiết bị trung tâm. Khi thiết bị trung tâm điểm bị hỏng thì toàn bộ hệ thống mạng cũng ngừng hoạt động.
- Trong mạng ring các máy tính và các thiết bị nối với nhau thành một vòng khép kín, không có đầu nào bị hở. Tín hiệu được truyền đi theo một chiều và qua nhiều máy tính. Kiến trúc này dùng phương pháp chuyển thẻ bài (token passing) để truyền dữ liệu quanh mạng. - Phương pháp chuyển thẻ bài là phương pháp dùng thẻ bài chuyển từ máy tính này sang máy tính khác cho đến khi tới máy tính muốn gởi dữ liệu. Máy này sẽ giữ thẻ bài và bắt đầu gởi dữ liệu đi quanh mạng. Dữ liệu chuyển qua từng máy tính cho đến khi tìm được máy tính có địa chỉ khớp với địa chỉ trên dữ liệu. Máy tính đầu nhận sẽ gởi một thông điệp cho máy tính đầu gởi cho biết dữ liệu đã được nhận. Sau khi xác nhận máy tính đầu gởi sẽ tạo thẻ bài mới và thả lên mạng. Vận tốc của thẻ bài xấp xỉ với vận tốc ánh sáng. 
Hình 2.3 – Kiến trúc mạng Ring.
Từng cặp máy tính thiết lập các tuyến kết nối liên điểm do đó số lượng tuyến kết nối nhanh chóng gia tăng khi số lượng máy tính trong mạng tăng lên nên người ta ít dùng cho các mạng lưới lớn. 
Hình 2.4 – Kiến trúc mạng Mesh.
Các mạng tế bào chia vùng địa lý đang được phục vụ thành các tế bào, mỗi tế bào được một trạm trung tâm phục vụ. Các thiết bị sử dụng các tín hiệu radio để truyền thông với trạm trung tâm, và trạm trung tâm sẽ định tuyến các thông điệp đến các thiết bị. Ví dụ điển hình của mạng tế bào là mạng điện thoại di động.
- Collision Domain: đây là một vùng có khả năng bị đụng độ do hai hay nhiều máy tính cùng gởi tín hiệu lên môi trường truyền thông. - Broadcast Domain: đây là một vùng mà gói tin phát tán (gói tin broadcast) có thể đi qua được. Trong vùng Broadcast Domain có thể là vùng bao gồm nhiều Collision Domain.
Đầu tiên, Ethernet được phát triển bởi các hãng Xerox, Digital, Intel vào đầu những năm 1970. Phiên bản đầu tiên của Ethernet được thiết kế như một hệ thống 2,94 Mbps để nối hơn 100 máy tính vào một sợi cáp dài 1 Km. Sau đó các hãng lớn đã thảo luận và đưa ra chuẩn dành cho Ethernet 10 Mbps. Ethernet chuẩn thường có cấu hình bus, truyền với tốc độ 10Mbps và dựa vào CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) để điều chỉnh lưu thông trên đường cáp chính. Tóm lại những đặc điểm cơ bản của Ethernet như sau: - Cấu hình: bus hoặc star. - Phương pháp chia sẻ môi trường truyền: CSMA/CD. - Quy cách kỹ thuật IEEE 802.3 - Vận tốc truyền: 10 – 100 Mbps. - Cáp: cáp đồng trục mảnh, cáp đồng trục lớn, cáp UTP. - Tên của chuẩn Ethernet thể hiện 3 đặc điểm sau: - Con số đầu tiên thể hiện tốc độ truyền tối đa. - Từ tiếp theo thể hiện tín hiệu dải tần cơ sở được sử dụng (Base hoặc Broad).
truyền dẫn. Tín hiệu dữ liệu sẽ được truyền trực tiếp trên phương tiện truyền dẫn mà không cần thay đổi kiểu tín hiệu. + Trong tín hiệu Broadband (ethernet không sử dụng), tín hiệu dữ liệu không bao giờ gởi trực tiếp lên phương tiện truyền dẫn mà phải thực hiện điều chế. - Các ký tự còn lại thể hiện loại cáp được sử dụng. Ví dụ: chuẩn 10Base2, tốc độ truyền tối đa là 10Mbps, sử dụng tín hiệu Baseband, sử dụng cáp Thinnet. Card mạng Ethernet: hầu hết các NIC cũ đều được cấu hình bằng các jump (các chấu cắm chuyển) để ấn định địa chỉ và ngắt. Các NIC hiện hành được cấu hình tự động hoặc bằng một chương trình chạy trên máy chứa card mạng, nó cho phép thay đổi các ngắt và địa chỉ bộ nhớ lưu trữ trong một chip bộ nhớ đặc biệt trên NIC. 
Hình 2.5 – Card mạng Ethernet. Dạng thức khung trong Ethernet: Ethernet chia dữ liệu thành nhiều khung (frame). Khung là một gói thông tin được truyền như một đơn vị duy nhất. Khung trong Ethernet có thể dài từ 64 đến 1518 byte, nhưng bản thân khung Ethernet đã sử dụng ít nhất 18 byte, nên dữ liệu một khung Ethernet có thể dài từ 46 đến 1500 byte. Mỗi khung đều có chứa thông tin điều khiển và tuân theo một cách tổ chức cơ bản. Ví dụ khung Ethernet (dùng cho TCP/IP) được truyền qua mạng với các thành phần sau: 
Hình 2.6 – Cấu trúc khung Ethernet. Các trường trong Frame Ethernet: - Preamble: 8 byte mở đầu. - Destination: 6 byte thể hiện địa chỉ MAC đích. - Source: 6 byte thể hiện địa chỉ MAC nguồn. - Type: 2 byte thể hiện kiểu giao thức ở tầng trên. - Data: dữ liệu của Frame. - CRC: 4 byte dùng để kiểm lỗi của Frame. Các loại Ethernet với băng tần cơ sở: - 10Base2: tốc độ 10, chiều dài cáp nhỏ hơn 200 m, dùng cáp thinnet (cáp đồng trục mảnh). - 10Base5: tốc độ 10, chiều dài cáp nhỏ hơn 500 m, dùng cáp thicknet (cáp đồng trục dày). - 10BaseT: tốc độ 10, dùng cáp xoắn đôi (Twisted-Pair). - 10BaseFL: tốc độ 10, dùng cáp quang (Fiber optic). - 100BaseT: tốc độ 100, dùng cáp xoắn đôi (Twisted-Pair). - 100BaseX: tốc độ 100, dùng cho multiple media type. - 100VG-AnyLAN: tốc độ 100, dùng voice grade.
Cấu hình này được xác định theo tiêu chuẩn IEEE 802.3 và bảo đảm tuân thủ các quy tắc sau: - Khoảng cách tối thiểu giữa hai máy trạm phải cách nhau 0.5m. - Dùng cáp Thinnet (RG-58). - Tốc độ 10 Mbps. - Dùng đầu nối chữ T (T-connector). - Không thể vượt quá phân đoạn mạng tối đa là 185m. Toàn bộ hệ thống cáp mạng không thể vượt quá 925m. - Số nút tối đa trên mỗi phân đoạn mạng là 30. - Terminator (thiết bị đầu cuối) phải có trở kháng 50 ohm và được nối đất. - Mỗi mạng không thể có trên năm phân đoạn. Các phân đoạn có thể nối tối đa bốn bộ khuếch đại và chỉ có ba trong số năm phân đoạn có thể có nút mạng (tuân thủ quy tắc 5-4-3).
Hình 2.7 – Qui tắc 5-4-3. Ưu điểm chuẩn 10Base2: giá thành rẻ, đơn giản.
Chuẩn mạng này tuân theo các quy tắc sau: - Khoảng cách tối thiểu giữa hai nút là 2.5m. - Dùng cáp thicknet (cáp đồng dày). - Băng tần cơ sở 10Mbps. - Chiều dài phân đoạn mạng tối đa là 500m. - Toàn bộ chiều dài mạng không thể vượt quá 2500m. - Thiết bị đầu cuối (terminator) phải được nối đất. - Cáp thu phát (tranceiver cable), nối từ máy tính đến bộ thu phát, có chiều dài tối đa 50m. - Số nút tối đa cho mỗi phân đoạn mạng là 100 (bao gồm máy tính và tất cả các repeater). - Tuân theo quy tắc 5-4-3. Ưu điểm: khắc phục được khuyết điểm của mạng 10Base2, hỗ trợ kích thước mạng lớn hơn. Chú ý: trong các mạng lớn người ta thường kết hợp cáp dày và cáp mảnh. Cáp dày dùng làm cáp chính rất tốt, còn cáp mảnh dùng làm đoạn nhánh.
Chuẩn mạng này tuân theo các quy tắc sau: - Dùng cáp UTP loại 3, 4, 5 hoặc STP, có mức trở kháng là 85-115 ohm, ở 10Mhz. - Dùng quy cách kỹ thuật 802.3. - Dùng thiết bị đấu nối trung tâm Hub. - Tốc độ tối đa 10Mbps. - Dùng đầu nối RJ-45. - Số nút tối đa là 512 và chúng có thể nối vào 3 phân đoạn bất kỳ với năm phân tuyến tối đa có sẵn. - Chiều dài tối đa một phân đoạn cáp là 100m. - Dùng mô hình vật lý star. - Có thể nối các phân đoạn mạng 10BaseT bằng cáp đồng trục hay cáp quang. - Số lượng máy tính tối đa là 1024. - Khoảng cách tối thiểu giữa hai máy tính là 2,5m. - Khoảng cách cáp tối thiểu từ một Hub đến một máy tính hoặc một Hub khác là 0,5m.
Các đặc điểm của 10BaseFL: - Tốc độ tối đa 10 Mbps. - Truyền qua cáp quang. Ưu điểm:
- Do dùng cáp quang nối các Repeater nên khoảng cách tối đa cho một đoạn cáp là 2000m. - Không sợ bị nhiễu điện từ. - Số nút tối đa trên một đoạn cáp lớn hơn nhiều so với 10Base2, 10Base5, 10BaseT.
Các đặc điểm của 10BaseFL: - Tốc độ tối đa 10 Mbps. - Truyền qua cáp quang. Ưu điểm:
- Do dùng cáp quang nối các Repeater nên khoảng cách tối đa cho một đoạn cáp là 2000m. - Không sợ bị nhiễu điện từ. - Số nút tối đa trên một đoạn cáp lớn hơn nhiều so với 10Base2, 10Base5, 10BaseT.
100VG (Voice Grade) AnyLan là công nghệ mạng kết hợp các thành phần của Ethernet và Token Ring, dùng quy cách kỹ thuật 802.12. Các đặc điểm kỹ thuật: - Tốc độ truyền dữ liệu tối thiểu là 100Mbps. - Sử dụng cáp xoắn đôi gồm bốn cặp xoắn (UTP loại 3, 4, 5 hoặc STP) và cáp quang. - Khả năng hỗ trợ sàng lọc từng khung có địa chỉ tại Hub nhằm tăng cường tính năng bảo mật. - Chấp nhận cả khung Ethernet lẫn gói Token Ring. - Định nghĩa trong IEEE 802.12. - Mô hình vật lý: cascaded star, mọi máy tính được nối với một Hub. Có thể mở rộng mạng bằng cách thêm Hub con vào Hub trung tâm, Hub con đóng vai trò như máy tính đối với Hub mẹ. - Chiều dài tối đa của đoạn chạy cáp nối hai Hub là 250m. 
Hình 2.8 – Một ví dụ về chuẩn 100VG-AnyLAN.
Tiêu chuẩn 100BaseX Ethernet còn gọi là Fast Ethernet là sự mở rộng của tiêu chuẩn Ethernet có sẵn. Tiêu chuẩn này dùng cáp UTP Cat5 và phương pháp truy cập CSMA/CD trong cấu hình star bus với mọi đoạn cáp nối vào một Hub tương tự 10BaseT. Tốc độ 100Mbps. Chuẩn 100BaseX có các đặc tả ứng với các loại đường truyền khác nhau: - 100BaseT4: dùng cáp UTP loại 3, 4, 5 có bốn cặp xoắn đôi. - 100BaseTX: dùng cáp UTP loại 5 có hai cặp xoắn đôi hoặc STP. - 100BaseFX: dùng cáp quang có hai dây lõi. 
Hình 2.9 – Một ví dụ về chuẩn 100Base-X. Bảng dưới đây sẽ tóm tắt lại các thông số của một số loại cáp.
Каталог: admin admin -> 1. MỞ ĐẦu tính cấp thiết của đề tài admin -> PHẦn I : LỜi nóI ĐẦu lý do chọn đề tài admin -> BỘ giáo dục và ĐÀo tạo bộ TÀi chính bộ lao đỘng thưƠng binh và XÃ HỘI admin -> BỘ TÀi chính số: 58/2016/tt-btc cộng hoà XÃ HỘi chủ nghĩa việt nam admin -> Trung tâM ĐIỀU ĐỘ HỆ thống đIỆn quốc gia admin -> Ủy ban nhân dân cộng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam admin -> BỘ y tế Số: /tt-byt cộng hoà XÃ HỘi chủ nghĩa việt nam admin -> CỘng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam sở CÔng thưƠNG admin -> CỤC ĐIỀu tiếT ĐIỆn lựC tải về 389.87 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|
aøi giaûng lyù thuyeát Maïng 
