Mạng máy tính cục bộ lan đồ án tốt nghiệp mạng máy tính cục bộ lan

Đồ án tốt nghiệp Mạng máy tính cục "LAN" Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Sự hình thành phát triển mạng máy tính Trước năm 70 xuất mạng nối máy tính thiết bị đầu cuối liệu để tận dụng tài nguyên chung, giảm giá thành chuyền liệu, sử dụng tiện lợi Tiếp theo việc tăng nhanh máy tính mini pc tăng yêu cầu truyền số liệu máy tính – terminal ngược lại Do mạng máy tính ngày phát triển để đáp ứng với nhu cầu người dùng Sự hình thành mạng máy tính phát triển thiết bị mạng mô tả qua giai đoạn 1.Các terminal nối trực tiếp với máy tính 2.Thiết bị tập trung dồn kênh 3.Các tiền xử lý 4.Mạng máy tính Trong giai đoạn máy tính trung tâm có chức quản lý truyền tin qua ghép điều khiển cứng giai đoạn ta thay ghép nối, quản lý đường truyền máy tính mini Bộ tiền xử lýgắn chặt với trung tâm ghép nối nhanh sức mạnh toàn hệ thống Các xử lýngoại vi đưa vào máy chủ trạm đầu cuối thông minh Trong giai đoạn việc đưa vào mạng truyền tin cho phép xây dựng mạng máy tính rộng lớn, giai đoạn xuất trạm đầu cuối thông minh mà ngày liên kết với mạng mini Các xử lýngoại vi mạng đưa vào máy chủ trạm đầu cuối thơng minh Máy tính trung tâm Bé tiỊn xư lý Mạng truyền tin Nút mạng Bộ tập trung Đầu cuối Hình 1.1 Mơ hình mng x lý vi b tin x lý Đồ án tốt nghiệp Mạng máy tính cục "LAN" Trong ú : Chức máy tính trung tâm Xử lý chương trình ứng dụng, phân chia tài nguyên ứng dụng Quản lý trạm đầu cuối Chức tiền xử lý Điều khiển mạng tuyến tính (đường dây, trạm đầu cuối, cất giữ tập tin) Điều khiển kí tự đường dây,bổ xung hay bỏ kí tự đồng Chức tập trung Quản lý truyền tin, lưu giữ số liệu, điều khiển giao dịch 1.2 Thế mạng máy tính Mạng máy tính tập hợp máy tính nối với đường truyền vật lý theo kiểu kiến trúc + Đường truyền vật lý: Đường truyền vật lý dùng để truyền tín hiệu điện tử máy tính Các tín hiệu điện tử biểu thị giá trị liệu dạng xung nhị phân Tất tín hiệu trưền máy tính thuộc dạng sóng điên từ(EM) Trải từ tần số Radio tới sóng cực ngắn (Viba) tia hồng ngoại Tùy theo tần số sóng điện từcó thể dùng đường truyền vật lý khác để truyền tín hiệu Hiện có hai loại đường truyền huuwx tuyến(Cable) vô tuyến(Wirelss) sử dụng việc kết nối mạng máy tính Đường truyền hữu tuyến gồm có: -Cáp đồng trục(Coaxial Cable) - Cáp xoắn đơi(Twisted –Paircble) - cáp quang Đường truyền vơ tuyến gồm có: Sóng vơ tuyến Ánh sáng hồng ngoại + Kiến trúc mạng Kiến trúc mạng máy tính (Network architecture) thể cách nối máy tính với tập hợp quy tắc ,quy ước mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân thủ để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt Cách nối máy tính gọi hình trạng(Topology) mạng.Còn tập hợp quy tắc, quy ước truyền thơng gọi giao thức (Protocol) mạng Topology có hai kiểu : Điểm – Điểm(point - to – point) Điểm – Nhiều điểm(point –to – multipoint) * Điểm – Điểm: đường truyền nối cặp nút với nút có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau chuyển tiếp liệu đích * Điểm – Nhiều điểm: Là nút phân chia chung đường truyền vật lý, liệu truyền từ nút tiếp nhận bi Đồ án tốt nghiệp Mạng máy tính cục "LAN" tất nút lại, cầnchỉ địa đích liệu để nút vào kiểm tra xem liệu có phải dành cho hay khơng 1.3 Phân loại mạng máy tính Có nhiều cách phân loại mạng khác tùy theo yếu tố chọn để làm tiêu phân loại : kỹ thuật chuyển mạch hay quy mô khoảng cách + Dựa vào quy mô khoảng cách mạng để phân tích mạng truyền tin thành mạng sau Mạng LAN (local Area Network ):Mạng cục Mạng MAN (Metropolitan Area Network ):Mạng đô thị Mạng WAN (wire Area Network ):Mạng đường dài Mạng VAN (vast Area Network ):Mạng mạng quốc tế Tuy nhiên người ta sau thường quan niệm chung cách đồng bốn loại mạng thành hai loại sau WAN mạng lớn diện rộng, hệ thống mạng truyền thông trao đổi liệu với phạm vi lớn có khỏang cách xa quốc gia hay quốc tế LAN : mạng cục bố trí phạm vi hẹp quan, nghành…, số mạng LAN nối lại với thnàh mạng LAN lớn + Dựa vào kỹ thuật chuyển mạch có loại sau - Mạng chun m¹ch kênh (cicuit switched ): Ví dụ mạng điện thoại, có hai người cần trao đổi thông tin với chúng thiết lập kênh cố định trì mạngột hai bên ngắt liên l¹c Các liệu truyền theo đường cố định Nhược điểm: tốn nhiều thời gian thiết lập kênh hiệu suất sử dụng khơng cao - Mạng chun m¹ch thông báo (Messaga Switched): Thông báo đơn vị thơng tin người sử dụng có khn dạng đựơc quy định trước Mỗi thơng báo chứa có vùng thơng tin điều khiển rõ đích thơng báo Như nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển thông báo để sau tiếp đi, thơng báo khác chuyển đường khác Ưu điểm: Hiệu sử dụng đường truyền cao, nút mạng lưu trữ thơng báo kênh truyền rỗi gửi thơng b¸o để giảm tình trạng tắc nghẽn (Congestion) Có thể tăng hiệu suất sử dụng mạng cách gán địa quảng bá để gửi thơng báo đồng thời nhiều đích Nhc im: Đồ án tốt nghiệp Mạng máy tính cục bé "LAN" Khơng hạn chế kích thước thơng báo nên tốn phí lưu trữ tạm thời cao, ảnh hưởng đến thời gian trả lời chất lượng truyền đi, đồng thời bảng tin bị sai thời gian sử lý lớn nên thích hợpvới truyền thư điện tử (Email) ứng dụng có tính thời gian thực tiếng nói (Voice) tồn độ trễ định lưu trữ xử lý thông tin điều khiển nút Để khắc phục nhược điểm người ta dùng chuyển mạch - Mạng chuyển mạch gói (Packit) Mỗi thơng báo chia thành nhiều gói tin (Packet) có khn dạng quy định trước, chứa thơng tin điều khiển Các gói thơng tin thuộc bảng tin gởi qua mạng đẻ tới đích nhều đường khác Việc tập hợp gói tin để tạo lại bảng tin ban đầu gói tin truyền nhiều đường khác nhau, cần phải cài đặt chế “đánh dấu” gói tin phục hồi gói tin bị thất lạc truyền bị lỗi nút mạng Ưu điểm: Mạng chuyển mạch gói có hiệu suất hiệu cao chuyển mạch thơng báo kích thước gói tin hạn chế ,sao cho nút mạng xử lý tồn gói tin nhớ, mà không cần lưu trữ tạm thời đĩa, mạng chuyển mạch gói tin nhanh Mỗi đường truyền chiếm thời gian ngắn dùng đường để đến đích, miễn thời điểm đường truyền rỗi nên hiệu suất đường truyền cao,khả đồng bit cao Nhược điểm: Là thời gian truyền tin ngắn nên thời gian chuyển mạch lớn, tốc đọ truyền khơng cao đòi hái thời gian chuyển mạch cực ngắn Việc tập hợp gói tin để tạo lại thơng báo ban đầu cảu người sử dụng khó khăn, đặc biệt trường hợp gối truyền theo nhiều đường khác nhău Do ưu điểm mềm dẻo hiệu suất cao nên mạng chuyển mạch gói dùng phổ biến mạng chuyển mạch thông báo Việc tổng hợp hai kỹ thuật chuyển mạch (Kênh – Gói) mạng thống gọi mạng số liệu đa dịch vụ (ISDN: Integrated Servies Digital Network) xu hướng phát triển + Theo phương thức xử lý thông tin - Mạng xử lý tập trung Tất thông tin liệu lưu giữ trung tâm, thực thể làm việc kết nối với trung tâm có tác dụng đưa yêu cầu trung tâm - Mạng xử lý phân tán Các thơng tin chung lưu trữ máy chủ, cịn trạm làm việc có CPU riêng Khi cần lấy thơng tin lấy máy chủ đem xử lý sau li ct gi vo mỏy ch Đồ án tốt nghiệp Mạng máy tính cục "LAN" 1.4 Kt ni mạng máy tính 1.4.1 Cách tiếp cận Nhu cầu trao đổi thông tin xã hội phát triển ngày cao nên việc kết nối mạng máy tính lại vói trở thành nhu cầu vấn đề quan tâm đặc biệt Để người sử dụng mạng khác trao đổi thông tin với cách rễ dàng hiệu Để kết nối mạng máy tính lại với người ta thường xuất phát từ hai quan điểm sau: Xem nút mạng hệ thống mở Xem mạng hệ thống mở Quan điểm xem nút mạng hệ thống mở cho phép nút mạng truyền thơng tin trực tiếp với nút mạng khác Như toàn mạng nút mạng lớn tuân thủ kiến trúc chung Trong quan điểm xem mạng nh hệ thống mở hai nút thuộc hai mạng khác “bắt tay” trực tiếp với mà phải thơng qua phần tử trung gian giao diện kết nối (Interconnection Interface) đặt hai mạng Có nghĩa hình thành mạng lớn gồm giao diện nối kết máy chủ (Host) nối với mạng 1.4.2 Giao diện kết nối Chức cụ thể giao diện kết nối phụ thuộc khác biệt kiến trúc mạng Sự khác lớn chức giao diện kết nối phức tạp Một giao diện kết nối thực nối “tay đôi “, “tay ba” “nhiều tay” tùy thuộc vào người thiết kế Ngoài giao diện kết nối thiết bị (máy tính) độc lập, cài đặt ghép vào nút mạng 1.5 Các tổ chức thực việc chuẩn hoá mạng máy tính Tôi xin liệt kê rađây số tổchức có vai trò quan trọng việc chuẩn hoá mạng máy tính * ISO (Internatinal Organization for Standardization) tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế hoạt động dớ bảo trợ củaliên hợp quốc với thành viên quan tiêu chuẩn hoá quốc gia ISO đợc tỉ chøc thµnh ban kü tht (Technical Committee – viÕt tắt TC) phụ trách lĩnh vực khác nhau, TC 97 đảm nhiệm việc chuẩn hoá lĩnh vực xử lý thông tin Mỗi TC lại chia thành nhiều tiểu ban (Subcomnitee viết tắt SC ) tiếu ban gồmmột nhóm công việc (Working Group) đảm nhiêm vấn đề chuyên sâu Các công trình chuẩn hoá đợc đề nghị thành viªn cđa ISO lªn SC liªn quan SC sÏ báphiÕu kín để uyết định chuyển thành chuẩn quốc tế dự thảo (Draft International Standard Viết tắt IS) * CCITT (Commiti Conultatif International pour Telẻgap hique et Telephonique) tổ chức t vấn quốc tế điện tín điện thoại hoạt Đồ án tốt nghiệp Mạng máy tính cục "LAN" động dới bảo trợ Liên Hợp Quốc, với thành viên chủ yếu quan bu viễn thông quốc gia t nhân Phơng thức làm việc CCITT giống nh ISO, khác sản phẩm không đợc gọi chuẩn (Standard) mà gọi khuyến nghị (Recommendation) CCITT đà ban hành khuyến nghị V liên quan đến vấn đề truyền liệu, loại X liên quan đến mạng truyền liệucông cộng, loại I dành cho mạng số đa dịch vụ ISDN CCITT đà đầut vàocông tác chuẩn hoá sớm ISO Nhiều sản phẩm CCITT sau đà đợc ISO thõa nhËn vµ ban hµnh nh lµ chuÈn quèc tÕ Ngựơc lại mô hình bảy tầng ISO đà đợc CCITT thừa nhận ban hành nh khuyến nghị (X.200) Bảng sau chuẩn quan trọng phát triển hai tổ chức (hình 1.2) Ngoài ISO CCITT có thêm EMAC (european Coputer Manufactures asociation), ANSI (American National Standerd Institute), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) v.v.và tổ chức có nhiều đóng góp quan trọng việc chuẩn hoá mạng Đặc biệt IEEE tổ chức tiên phong chủ đạo việc chuẩn hoá mạng cục LAN CCITT ISO Service Layer Definition Protocol X.217 Layer Service Layer Definition Protocol X.400 – 9040 VT X.430 MHS 8571 FTAM X.288 RTSE Application 8649 8650 Case 8831 JTM X.229 ROSE X.277 ACSE X.226 X.216 X.208 8823 Presentation 8822 X.209 8824 8825 X.215 X.225 Session 8326 8327 X.214 X.224 Transport 8027 8037 8602 Q 931 X.213 X.25 8208 Network 8348 8878 X.75 8437 X.300 X.352 8648 Đồ án tốt nghiệp X.212 Mạng m¸y tÝnh cơc bé "LAN" LAP BI440/ I441 7776 Data Link 8886, 8802/2 LAP D 7809 3309 4335 8022 X.211 X.21 v.v Physical 8802/3 8802/4 8802/5 Hình 1.2 bảng chuẩn quan trọng phát triển ISO CCITT II TỔNG QUAN VỀ MẠNG CỤC BỘ MÁY TÍNH (LAN) 2.1 Tại phải kết nối mạng Với nhu cầu phát triển cần phải kết nối mạng máy tính với lý sau: Việc dùng chung thiết bị ngoại vi giảm chi phí tính đầu người sử dụng Nhờ mạng cục lựa chọn định cấu hình thích hợp, đạt thời gian đáp ứng tuyệt vời Hiệu suất hay cao hiệu suất máy tính cá nhân dùng riêng rẽ Ngồi việc phân phối thiết bị ngoại vi, LAN cho phép người dùng chia sử dụng phần mềm ứng dụng tiện lợi cho việc cập nhật phiên mới, làm tăng tương thích phần mềm ứng dụng LAN cho phép người sử dụng dùng chung thông tin liên lạc với chia sẻ tài nguyên chung cách hợp lý tiện lợi §å ¸n tèt nghiƯp M¹ng m¸y tÝnh cơc bé "LAN" 2.2 Đặc trưng mạng LAN - ĐỈc trưng địa lý Mạng LAN thường caì đặt phạm vi tương đối nhỏ,như rong tòa nhà,một khu đại học, quân v.v đường kính mạng (tức khoảng cách xa hai mang) từ vài chục mÐt đến vài chục kilomet điều kiện công nghệ thông tin Giới hạn đại lượng rõ ràng giá trị có ý nghĩa tương đối mà thấy chúng khác định nghĩa mạng LAN với loại mạng khác - Đặc trưng tốc độ truyền Mạng LAN thường có tốc độ truyền thường cao so với mạng diện rộng (WAN) Với cơng nghệ nay,tốc độ truyền mạng LAN có trế đạt tới 100Mb/s - Đặc trưng tốc độ tin cậy Tỷ suất lỗi mạng LAN thấp nhiều so với mạng diện rộng, đạt tới 10-8 đến 10-11 - Đặc trưng quản lý Mạng LAN thường sở hữu riêng tổ chức (trường học, doanh nghiệp…) việc quản lý khai thác hoàn toàn tập trung, thống Với phát triển nhanh chóng cơng nghệ mạng, đặc trưng nói mang tính chất tương đối phân biệt mạng LAN mạng diên rộng WAN ngày “mờ” - Đặc trưng cấu trúc Nhìn chung tất máy tính có chung số thành phần, chức năng, đặc tính định là: Máy chủ: Cung cấp tài nguyên chung cho ngừoi dùng mạng Máy khách: Truy cập tài nguyên mạng dùng chung máy chủ cung cấp Phương tiện truyền dẫn: Cách thức vật liệu nối máy tính Dữ liệu dùng chung: Các tập tin máy chủ cung cấp cho toàn mạng Máy in cá thiết bị ngoại vi dùng chung khác: Các tài nguyên khác máy chủ cung cấp Tài nguyên: Tập tin, máy in, thành phần khác mà người dùng mạng sử dụng Máy tính chia làm hai loại rõ rệt: Mạng ngang hàng (peer – to – peer) Mạng dựa máy chủ (server – baset) Sự phân biệt hai loại mạng nói quan trọng lẽ loại có khả khác Loại mạng mà sử dụng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn: Quy mô t chc (tc cụng ty, phũng) Đồ án tốt nghiệp Mạng máy tính cục "LAN" Mc bo mật cần có Loại hình cơng việc Mức độ hỗ trợ có sẵn cơng tác quản trị Nhu cầu cảu người dùng mạng Ngân sách mạng 2.3 Các dịch vụ cung cấp nút mạng Các dịch vụ mà mạng cuna cấp bao gồm : nhận yêu cầu từ máy khách mạng, thực mạngột trình sử lý để thực yêu cầu, gửi kết qua mạng trở lại máy khách Một chương trình máy chủ lắng nghe yêu cầu mạng biết cách giải yêu cầu Sau máy chủ sử dụng mạng để gửi kết tới mạng máy tính khách Có nhiều loại máy chủ khác chẳng hạn: + Máy chủ Tập tin/In Máy chủ Tập tin/In ấn quản lý việc truy cập sử dụng tài nguyên máy in tập tin người dùng + Máy chủ thực chương trình ứng dụng Máy chủ thực chương trình ứng dụng đảm bảo cho chương trình ứng dụng liệu ln có sẵn cho máy khách sử dụng + Máy chủ thư tín Máy chủ thư tín quản lý việc trao đổi thơng điệp người sử dụng mạng + Máy chủ Fax Máy chủ Fax quản lý lưu lượng Fax vào khỏi mạng cách dùng chung hay nhiều mạngạch Fax /Modem + Máy chủ truyền thông Máy chủ truyền thông quản lý luồng liệu thông điệp Email Giữa mạng riêng máy chủ vói mạng khác, với mạng máy tính lớn, người truy cập từ xa 2.4 Các thiết bị dùng để kết nối mở rộng mạng cục LAN 2.4.1 Card Giao Diện Card giao diện mạng đóng vai trị giao diện nối kết vật lý máy tính phương tiện kết nối Card lắp vào khe mở rộng bên máy tính máy chủ mạng Vai trò Card mạng chuẩn bị liệu cho đường truyền gửi liệu đến máy tính khác kiểm sốt luồng liệu máy tính đường truyền Card mạng nhận liệu gửi đến từ đường truyền chuyển dịch thành byte để máy tính hiểu Đồ án tốt nghiệp Mạng máy tính cục "LAN" Ở trình độ kỹ thuật cao hơn, Card mạng chứa phần cúng phần sun (tức thủ tục phần mềm ngắn lưu tr÷ nhớ đọc) thực chức điều khiển liên kết logic điều khiển truy cập đường truyền 2.4.2 Bộ Tập Trung HUB HUB gọi chia hay gọi tập trung (Concen Trators) dùng để đấu mạng Hình 1.2 đấu nối mạng qua Hub Có ba loại Hub sau: * Passive Hub (Hub bị động) Hub không chứa linh kiện điện tử khơng xử lý tín hiệu Các Hub bị động có chứa chức tổ hợp tín hiệu từ số đoạn cáp mạng Khoảng cách máy tính Hub khơng thể lớn mạngột nửa khỏng cách tối đa cho phép hai máy tính mạng * Active Hub (Hub chủ động) Hub loại có linh kiện điện tử khuếch đại sử lý tín hiệu điện truyền thiết bị mạng Quá trình xử lý tín hiệu gọi tái sinh tín hiệu (Signal Regchertion) Nó làm cho mạng khỏe hơn, nhạy cảm với lỗi khoảng cách thiết bị tăng lên * Interllgent Hub (Hub thông minh) - Hub thơng minh Hub chủ động có thêm chức sau: - Quản trị Hub : Nhiều Hub Đã yểm trợ giao thức quản trị mạng cho phép Hub gửi gói tin trạm trung tâm Nó cho phép trạm trung tâm quản lý Hub chẳng hạn gia lệnh cho Hub cắt đứt liên kết gây lỗi mạng - Swiching Hub (Hub chuyển mạch)