Đang tải... (xem toàn văn)
Lêi nãi ®Çu 1 Lêi nãi ®Çu M¹ng M¸y tÝnh ngµy nay trë thµnh mét lÜnh vùc nghiªn cøu, ph¸t triÓn vµ øng dông cèt lâi cña c«ng nghÖ nghiªn cøu, ph¸t triÓn vµ øng cèt lâi cña c«ng nghÖ ®iÖn tö th«ng tin M[.]
Lời nói đầu Mạng Máy tính ngày trở thành lĩnh vực nghiên cứu, phát triển ứng dụng cốt lõi công nghệ nghiên cứu, phát triển ứng cốt lõi công nghệ điện tử thông tin Mạng có vai trò ứng dụng lớn thực tế nh quản lý sản xuất kinh doanh, hệ thống điện thoại quốc gia vô tuyến viễn thông an ninh quốc phòng Việc kết nối máy tính lại thành mạng trở thành mạng để trao đổi thông tin, làm giảm giá thành phần cứng hiệu sử dụng lại cao quản lý kinh doanh tất mặt đời sống kinh tế, trị xà hội phủ nhận rằng, nhiều ngành kinh tế không sức cạnh tranh, không tồn có giúp đỡ mạng máy tính Hiện mạng máy tính đà phát triển mạnh mẽ Việt Nam Bằng kiến thức đà đợc học giúp đỡ thầy cô đặc biệt thầy giáo hớng dẫn Vũ Đức Lý, em tiến hành làm đề tài mạng máy tính mang tính khả thi, góp phần nhỏ bé kiến thức khối lợng kiến thức rộng lớn công nghệ mạng ngày thân em không tránh khỏi sai sót, mong giúp đỡ thầy cô để em hoàn thành tốt đề tài mạng Một lần em xin thành cảm ơn thầy cô đà giúp đỡ em hoàn thành đề tài Chơng I: Tổng quan khái niệm 1.1 Khái niệm định nghĩa 1.1.1 Định nghĩa mạng máy tính Mạng máy tính tập hợp máy tính đơn lẻ đợc kết nối với phơng tiện truyền vật lý (transsmission medium) theo kết trúc mạng xác định (Network Architecture) Mạng viễn thông thực chất mạng máy tính chuyên dụng 1.1.1.1 Các thành phần chủ yếu mạng máy tính - Tập node mạng - Các phơng tiện truyền vật lý - Cấu hình mạng - Topo mạng - Giao thức mạng - Protocol - Các ứng dụng mạng (các dịch vụ ứng dụng mạng) 1.1.2 Kiến thức mạng (Network Architecture) Kiến thức mạng bao gồm kiến thức đấu nối máy tính lại với trình hoạt động truyền thông chúng phải tuân theo số quy tắc hay quy ớc bắt buộc Cách thức đấu nối máy tính lại với bao gồm việc bố trí phần tử mạng theo cấu trúc hình học cách đấu nối chúng lại đợc gọi cấu trúc, topo mạng (Topology) Tập quy tắc, quy ớc bắt buộc thành phần mạng tham gia vào hoạt động truyền thông phải tuân theo đợc gọi giao thức mạng (Protocol) Các node mạng Terminals (Users) 1.1.2.1 Cấu trúc mạng (Topology) Cấu trúc mạng cấu trúc hình học không gian mạng thực chất cách bố trí vị trí vật lý node thức kết nối chúng lại với Có hai kiểu cấu trúc mạng, kiểu điểm - ®iĨm vµ ®iĨm - ®a ®iĨm - KiĨu ®iĨm - điểm (Point to Point): Đờng truyền nối cặp node lại với theo hình học xác định Nếu node có nhu cầu trao đổi thông tin kênh truyền vật lý đợc thiết lập node nguồn node đích chuỗi node Các node trung gian có chức tiếp nhận thông tin, lu trữ thông tin tạm thời nhớ phụ chờ ®êng trun råi sÏ gưi tiÕp th«ng tin sang node nh node đích * Các mạng có cấu trúc điểm - điểm + Mạng hình Mạng chu trình (LOOD) Tree - Kiểu đa điểm hay quảng bá (point to multipoint, broadcasting): tất node truy nhập chung đờng truyền Thông tin đợc truyền từ node nguồn đó, tất node lại tiếp nhận thông tin, kiểm tra địa đích, thông tin nhận đến có phải hay không Vì node truy nhập đồng thời nên cần phải có chế giải đụng độ thông tin đờng truyền * Các loại mạng quản bá + Quảng bá tĩnh + Quảng bá động - Quảng bá động tập trung - Quảng bá động phân tán Mạng hình vòng (rink) Topo dạng Bus 1.1.2.2 Giao thức (Protocol) 1.1.2.2.1 Khái niệm giao thức Giao thức mạng quy định đờng truyền vật lý đảm bảo truyền liệu dới dạng chuỗi bit thành phần mạng tiến trình, quy định nhằm trì cho hoạt động truyền thông đợc xác thông suốt * Trong trình truyền thông, thành phần mạng bắt buộc phải tuân theo quy tắc tiến trình truyền thông - Các quy định cấu trúc, cú pháp đơn vị liệu sử dụng - Quy định khởi động, kết thúc tơng tác - Thủ tục truy nhËp ®êng trun - Thđ tơc ®iỊu khiĨn tèc ®é, lu lợng - Các thủ tục phát hiện, sửa lỗi - Thủ tục kết nối Yêu cầu trao đổi thông tin mạng máy tính cao tiến trình hoạt động truyền thông phức tạp Không thể giải tất vấn đề tiến trình, ngành công nghiệp mạng máy tính đà giải phần cho tiến trình liên kết đợc với nhau, có khả sửa đổi, mở rộng bổ xung yêu cầu truyền thông 1.2.2.3 Các giao thức phổ biến mạng máy tính - Systems Network Architecture (SNA): kiến trúc mạng SNA đợc Công ty IBM thiết kế giới thiệu vào tháng 9/1973 SNA đặc tả kiến trúc mạng xử lý liệu phân tán Nó định nghĩa quy tắc, tiến trình cho tơng tác thành phần mạng máy tính, terminal phần mềm SNA đợc tỉ chøc xoay quanh kh¸i niƯm domain (miỊn) Mét SNA domain điểm điều khiển dịch vụ hệ thống (SSCP) kể tài nguyên đợc điều khiển Mạng SNA sử dụng kiến trúc tầng + Tầng 1: Physical Control (kiểm soát vật lý): chấp nhận chuẩn X21, RS232 + Tầng 2: Data Link Control ( kiểm soát liên kết liệu): dïng giao thøc SDLC + TÇng 3: Path Control (kiĨm soát đờng dẫn): chọn đờng kiểm soát liệu + Tầng 4: Transmission Control (kiểm soát truyền) + Tầng 5: Data Flow Control (kiểm soát luồng liệu) - Internet Work Packed Exchange/Sequenced Packet Exchange (IPX/ SPX) Giao thøc IPX/SPX đợc Công ty Novell thiết kế sử dụng cho sản phẩm mạng hÃng SPX hoạt động tầng transport OSI có chức bảo đảm độ tin cậy liên kết truyền thông từ nút đến nút Nó đảm bảo chuyển giao gói tin trình tự, đích nhng vai trò định tuyến IXP tuân theo chuẩn OSI, hoạt động tầng mạng, chịu trách nhiệm thiết lập địa cho thiết bị mạng Nó giao thức định tuyến, kết hợp với giao thức routing information protocol (RIP) netware link protocol (NLSP) để trao đổi thông tin định tuyến với định tuyến lân cận - Apple Talk: kiến trúc mạng hÃng Apple Talk phát triển cho họ máy tính cá nhân Macintosh Giao thức Apple Talk đợc phát triển tầng vật lý Ethernet Token Ring Các vùng tối đa phân mạng: phasel 1; phase 255 Các node tối đa mạng: phase 1: 254, phase: khoảng 16 triệu Địa động dựa giao thức truy nhập: phase 1: node ID, phase 2: network + node ID; phase & 2: Local talk; phase 1: ªthrnet phase 2: IEEE 802.2, IEEE802.5 Định tuyến Split - Horizon: phase 1: không, phase 2: cã - Digital Network Architecture (DNA): kiÕn tróc m¹ng DNA sản phẩm hÃng Digital Equipment Corporation Đặc biệt Digital kết hợp với hÃng Intel Xerox phát triển phiên Ethernet, có Ehernet version - Hä IEEE 802 (Institute of Electrical and Electronic Engineer): chuẩn cho kiến trúc mạng Lan, Man, Wan Chuẩn IEEE802.2 định nghĩa tầng L-C đợc giao thức tầng dới sử dụng Giao thức tầng mạng thiết kế độc lập với tầng vật lý Giao thøc tÇng díi: 202.3 (1 base 5,10 base 5, 10 base 2, 10 base 7,10 base 36, 10 baseT, 10 base X); 802.4 (Token Bus, 802.5 (Token Ring), 802.6, 802.9, 802.11, 802.12 - Giao thøc X25 (Packet Protocol): chuẩn mạng chuyển mạch gói đợc phát triển CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee: Uû ban t vấn điện tín điện thoại quốc tế) đổi thành ITU (International Telecommunication Union - Hiệp hội viễn thông quèc tÕ) Physical layer: X21, X21 bis Data link layer: LAP-B Network layer: X25 - TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet protocol): họ giao thức làm việc với để cung cấp phơng tiện truyền thông liên mạng Vì lịch sử TCP/IP gắn liền với quốc phòng Mỹ, nên việc phân lớp giao thức TCP/IP đợc gọi mô hình DOD (Department of Defense) Đây họ giao thức đợc sử dụng phổ biến mạng Internet mang tính mở nhất, phổ dụng đợc hỗ trợ nhiều hÃng kinh doanh, TCP/IP đợc cài đặt sẵn phần thực thi Unix BSD (Berkcly Standard Distribution) Mô hignh DOD gồm tầng + Network Acces Layer (Lớp truy nhập mạng) tơng ứng với physical layer & Data link layer OSI + Internetwork layer: định tuyến gói liệu máy chủ + Host to host layer: kết nối thành phần mạng + Application layer: hỗ trợ ứng dụng 1.1.3 Cáp mạng - vận tải truyền (Transmission Medium) Phơng tiện truyền vật lý vận tải truyền, truyền tải tín hiệu điện tử thành phần mạng với nhau, bao gồm loại cáp phơng tiện vô tuyến 1.1.3.1 Các đặc trng đờng truyền - Băng thông (Band with) miền tần số giới hạn thấp tần số giới hạn cao miền tần số mà đờng truyền đáp ứng đợc Ví dụ băng thông cáp thoại từ 400 đến 4000Hz có nghĩa truyền tín hiệu với tần số từ 400 đến 4000 chu kỳ/giây - Thông lợng (through put) thông lợng đờng truyền số lợng bit đợc truyền giây Hay nói cách khác tốc độ đờng truyền dẫn Ký hiệu bit/s bps Tốc độ đờng truyền dẫn phụ thuộc vào băng thông độ dài Một mạng LAN Ethernet có tốc độ truyền 10Mbps có băng thông 10Mbps - Suy hoa (Attennation): độ đo suy yếu tín hiệu đờng truyền Phụ thuộc vào độ dài cáp Khi thiết kế cáp cần quan tâm tới độ dài cáp 1.1.3.2 Các loại cáp mạng - Cáp đồng trục: phơng tiện truyền tải tín hiệu có phổ rộng tốc độ truyền cao Băng thông cáp đồng trục từ 2,5 Mbps (ARC net) đến 10Mbps (Ethenet) - Cáp xoắn đôi (Twisted Pair Cable): loại cáp xoắn đôi đợc sử dụng hầu hết mạng LAN cục Cơ giá thành rẻ, dẽ cài đặt có vỏ bọc tránh nhiệt độ cao, độ ẩm loại có khả chống nhiễu STP (Shield Twisted Pair) Cáp có dây đồng xoắn vào giảm độ nhạy cáp với EMI, giảm xạ âm nhiễu tần số radio gây nhiễu Cáp xoắn gồm: cáp có màng chắn (STP) cáp không vỏ bọc (UTP) - Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable): cáp sợi quang lý tởng cho việc truyền liệu băng thông cao, tránh nhiễu tốt, tốc độ truyền lớn đoạn cáp dài vài km Cáp sợi quang gồm nhiều sợi quang trung tâm đợc bao bọc lớp vỏ nhựa phản xạ tín hiệu trở lại hạn chế đợc suy hao, mát tín hiệu Cáp sợi quang truyền tín hiệu quang 1.1.4 Các phơng tiện vô tuyến - Radio: Quang phổ điện từ nằm khoảng 10 KH z đến 1Ghz có nhiều dải tần Sóng ngắn (Short Wave) VHF (Very Hight Frequency) - Tivi & Radio FM UHF (Ultra Hight Frequency) - Tivi - Viab: truyÒn thông viba có hai dạng viba mặt đất vệ tinh * Kỹ thuật truyền hình viba mặt đất: Sử dụng trạm thu phát tần số nằm miền vài Ghz Các thiết bị viba dới dạng tháp tiếp sóng đặt cách vài Km để tiếp sóng * Kỹ thuật truyền thông vệ tinh: sử dụng trạm thu mặt đất (các đĩa vệ tinh) vệ tinh Tín hiệu đến vệ tinh từ vệ tinh đến trạm thu lợt ®i hc vỊ 23.000 dỈm Thêi gian trun mét tÝn hiệu độc lập với khoảng cách, thông thờng 0,5 - giây * Tia hồng ngoại (Infared system): có phơng thức kết nối mạng + Point to Point: hoạt động cách tiếp sóng tín hiệu hồng ngoại từ thiết bị sang thiết bị khác Dải tần số từ 100Ghz đến 1000Ghz, tốc độ truyền khaỏng 100Kbps - 16 Mbps + Multipoint: truyền thông đồng thời tín hiệu hồng ngoại đến thiết bị Dải tần số từ 100Ghz đến 1000Ghz nhng tốc độ truyền tối đa đạt 1Mbps 1.2 Các loại mạng máy tính 1.2.1 Theo tiêu khoảng cách - Mạng cục LAN (Local Area Network) mạng máy tính mà khoảng cách tối đa node mạng không vợt vài km Thông thờng mạng LAN đợc xác định cài đặt quan xí nghiệp, nhà phạm vi tơng đối hẹp * Đặc trng LAN + Khoảng cách lớn node không vợt vài km + Các node nối với trực tiếp Trong trình truyền thông tham gia mạng viễn thông công cộng + Tốc độ truyền cao: đạt 100Mbps 1Gbps Sử dụng phơng thức truyền gói không liên kết + Lỗi truyền thấp: 10-8 đến 10-11 + Cấu hình mạng đa dạng + Hiệu suất sử dụng đờng truyền thấp - Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN) mạng đợc cài đặt phạm vi đô thị trung tâm kinh tế - xà hội có bán kính khoảng 100km - Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Network): phạm vi hoạt động mạng diện tơng đối rộng nh phạm vi quốc gia liên quốc gia ví dụ mạng VIETPAC chuyển mạch gói Bu Viễn thông, mạng Internet G * Đặc trng mạng WAN + Các node mạng có phạm vi quốc gia toàn cầu + Trong trình truyền thông thực thể có hỗ trợ mạng viễn thông công cộng + Tốc độ truyền liệu thấp so với mạng cục Mạng chuyển mạch gói công cộng X25, thông lợng tối đa 64Kbps, không đáp ứng nhu cầu truyền thông đa phơng tiện - truyền tích hợp loại liệu + Sử dụng kỹ thuật Frame Relay đạt 2Mbps Kỹ thuật ATM cell relay đạt 2Mbps, kỹ thuật ATM: cell không đồng đạt hàng trăm Mbps + Lỗi truyền cao - Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network): phạm vi mạng trải rộng khắp lục địa trái đất Các loại mạng phân biệt qua khoảng cách địa lý nhng có tính chất tơng đối Ngày nhờ phát triển công nghệ truyền dẫn quản trị mạng nên ngày ranh giới mờ nhạt 1.2.2 Theo kü tht chun m¹ch - M¹ng chun m¹ch kênh (Circuit Switched Network): hai thực thể càn trao đổi thông tin với nhau, chúng cần xác định ®êng truyÒn