Trong lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học đó chính là thực hành. Có thực hành thì người học mới có thể tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc với lý thuyết. Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang bị như hiện nay, người học đặc biệt là sinh viên ít có điều kiện thực hành. Đặc biệt là với các thiết bị đắt tiền như Router, Switch chuyên dụng
Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn BÀI TẬP LỚN Mơn mạng máy tính – ET4230, Mã lớp 47972 Đề số 3: Tìm hiểu lớp vật lý phương thức truyền dẫn & Lập trình mơ mơ hình mạng Token Ring LAN GV hướng dẫn Sinh viên thực Trần Quang Vinh Trương Văn Kết Nguyễn Hoàng Minh 20081348 20081742 Mai Văn Thược 20082626 Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH Giới thiệu mạng máy tính 1.1 Khái niệm sơ lược lịch sử phát triển 1.2 Lợi ích việc sử dụng mạng máy tính 1.3 Phân loại mạng máy tính 1.3.1 Theo khoảng cách địa lý : 1.3.2 Dựa theo kỹ thuật chuyển mạch 1.3.3 Dựa kiến trúc mạng (topology protocol) Kiến trúc phân tầng mơ hình OSI 2.1 Kiến trúc phân tầng 2.2 Một số khái niệm 2.3 Mơ hình OSI 2.3.1 Giới thiệu 2.3.2 Ý nghĩa mơ hình OSI 10 2.3.3 Mơ hình tầng OSI, chức tầng 10 2.3.4 Q trình đóng gói liệu mơ hình OSI 13 PHẦN II: LỚP VẬT LÝ VÀ CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN 14 Các đặc trưng cho đường truyền 14 Mơi trường truyền dẫn có dây (guided transmission media) .15 Cáp đồng trục (coaxial cable) .15 Cáp xoắn đôi (Twisted Pair cable) 17 Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable) .18 Truyền dẫn vô tuyến (Wireless transmission) 20 Radio .20 Viba 20 Tia hồng ngoại 21 Các vấn đề liên quan .21 Wireless propagation (lan truyền không dây) 21 Light-of-sight transmission (Truyền đường thẳng) 21 PHẦN III: MƠ PHỎNG MƠ HÌNH MẠNG TOKEN RING LAN .22 Tổng quan mạng Token Ring .22 Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn Mô OMNeT++ 23 Kết mô .24 LỜI MỞ ĐẦU Trong ngành khoa học mạng máy tính, mơ hình OSI (Open Systems Interconnection) sở dành cho việc chuẩn hóa hệ thống truyền thơng, nghiên cứu xây dựng ISO (International Standardization Organization ).Việc nghiên cứu mơ hình OSI bắt đầu ISO vào năm 1970 công bố vào năm 1984 với mục tiêu nhằm tới việc nối kết sản phẩm hãng sản xuất khác nhau, phối hợp hoạt động chuẩn hóa lĩnh vực viễn thơng hệ thống thông tin, đặt qui tắc giao tiếp chuẩn thống bên chấp nhận Mơ hình OSI có lớp, lớp mơ tả phần chức độc lập sau : Application Layer (lớp ứng dụng) : giao diện ứng dụng mạng Presentation Layer (lớp trình bày) : thỏa thuận khuôn dạng trao đổi liệu Session Layer (lớp phiên) : Cho phép người dùng thiết lập kết nối Transport Layer (lớp vận chuyển) : đảm bảo truyền thông hai hệ thống Network Layer (lớp mạng): định hướng liệu truyền môi trường liên mạng DataLink Layer (lớp liên kết liệu): xác định việc truy xuất đến thiết bị Physical Layer (Lớp vật lý): chuyển đổi liệu thành bít truyền Việc tách lớp mơ hình mang lại nhiều lợi ích giúp cho ngành khoa học mạng có nhiều bước phát triển đột phá Trong khn khổ nghiên cứu mơn học Mạng Máy Tính, nhóm chúng em chọn đề tài “Tìm hiểu lớp vật lý phương thức truyền dẫn” Do thời gian nghiên cứu vốn kiến thức hạn chế nên nghiên cứu chúng em cịn có thiếu sót Mong thầy xem xét đóng góp ý kiến để nghiên cứu chúng em hoàn thiện Cảm ơn theo dõi thày ! Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH Giới thiệu mạng máy tính 1.1 Khái niệm sơ lược lịch sử phát triển Mạng máy tính (computer network) tập hợp gồm nhiều máy tính hay thiết bị xử lý thông tin kết nối với qua đường truyền có trao đổi liệu với Có thể nói đời máy tính nói chung mạng máy tính nói riêng bước tiến nhảy vọt hoạt động xă hội loài người Song song với phát triển th́ nhu cầu trao đổi thơng tin ngày trở nên cần thiết Sự đời hoàn thiện mạng máy tính đă mở rộng tầm hoạt động người không lĩnh vực, quốc gia mà lan rộng phạm vi toàn cầu Vào thời kì đầu năm 60 kỷ XX máy tính lớn hồn thiện phát triển việc trao đổi khai thác thơng tin máy tính với khơng thể thiếu Tại Mỹ, số trung tâm máy tính lớn đă kết nối thành cơng mạng máy tính tạo hướng phát triển cho công nghệ thông tin sau Đến thập kỉ 70-80, công nghệ truyền thơng phát triển mạnh mẽ Ngồi máy tính lớn, máy tính cá nhân phát triển mạnh phục vụ đơng đảo đối tượng ngành nghề khác để khai thác, kiểm duyệt, trao đổi thông tin từ vị trí địa lý khác đ̣ịi hỏi phải có kết nối máy tính lại với tạo chuyển biến có tính cách mạng vấn đề tổ chức, khai thác sử dụng hệ thống mạng máy tính, nhằm nâng cao hiệu khai thác tài nguyên, tăng độ tin cậy hệ thống nhờ khả thay xử lý xảy cố mạng máy tính Để đạt mục tiêu nhiều tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế đời để đến chung thống tiêu chuẩn hố mạng máy tính Nhờ tiêu chuẩn hố quốc tế (ISO) mà mạng máy tính ngày thống hồn thiện 1.2 Lợi ích việc sử dụng mạng máy tính Mạng máy tính đem lại cho người dùng nhiều lợi ích sử dụng mà máy tính đơn lẻ khơng có Các phiên nhiều phận phần mềm chạy mạng cho phép tiết kiệm đáng kể đem so sánh với việc mua nhiều phiên dùng cho nhiều máy lẻ Trên mạng, phần mềm tiện ích tập tin liệu lưu máy chủ dịch vụ tệp (File Server), người truy cập đến để xem sử dụng Đó lợi ích việc sử dụng chung phần mềm tiện ích tập tin liệu Lợi ích việc dùng chung tài nguyên : Các tài nguyên bao gồm máy in, máy vẽ thiết bị lưu trữ tất thiết bị đắt tiền, ta đem trang bị cho máy đơn lẻ th́ chi phí đắt mà ta lại khơng tận dụng hết hiệu qủa tính thiết bị Các thiết bị Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn cài đặt mạng vừa giảm tổng chi phí lắp đặt vừa tận dụng khả thiết bị cách tốt Lợi ích việc dùng chung sở liệu : Một số sở liệu tŕnh ứng dụng lý tưởng cho mạng – mạng máy tính khơng có ý nghĩa khơng có sở liệu Mạng máy tính cho phép nhiều người dùng trao đổi song lại an tồn cho liệu với phần mềm mạng khoá tập tin người khơng có quyền hạn truy cập đến tập tin làm hư hỏng liệu Dùng thư điện tử mạng (E-mail) : Người dùng sử dụng mạng cơng cụ để phổ biến tin tức trao đổi, liên lạc với người dùng khác Hệ điều hành mạng cung cấp dịch vụ thư tín điên tử mạng để thành viên mạng dễ dàng trao đổi thông tin cho Dễ dàng bảo mật thông tin: Việc bảo mật thông tin mạng thực đăng nhập để đảm bảo người dùng thơng tin truy cập có quyền truy cập vào khu vực thức cơng nhận thân họ mạng Khả tiết kiệm nguồn vốn : Mạng máy tính đem đến phương án tiết kiệm – ví dụ tăng số máy ta nối máy tính khơng ổ đĩa sử dụng ổ đĩa cứng trạm phục vụ để khởi động lưu tập tin Mạng máy tính cho phép người lập trình trung tâm máy tính sử dụng chương tŕnh tiện ích trung tâm máy tính khác rỗi, điều làm tăng hiệu hệ thống Trên số tiện lợi việc kết nối mạng máy tính cịn nhiều tiện lợi khác mà kết nối mạng có 1.3 Phân loại mạng máy tính Có nhiều cách để phân loại mạng máy tính tùy thuộc yếu tố chọn làm tiêu để phân loại : khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyển mạch, kiến trúc mạng 1.3.1 Theo khoảng cách địa lý : có loại sau Mạng cục (Local Area Network – LAN): mạng cài đặt phạm vi tương đối nhỏ (trong phòng, nhà, phạm vi trường học v.v…) với khoảng cách lớn hai máy tính nút mạng khoảng vài chục km trở lại Tổng quát có hai loại mạng LAN: mạng ngang hàng (peer to peer) mạng có máy chủ (server based) Mạng server based gọi mạng “Client / Server” (Khách / Chủ) Mạng đô thị (Metropolitan Area Network – MAN): mạng cài đặt phạm vi đô thị trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn Mạng diện rộng (Wide Area network – WAN): phạm vi mạng vượt qua biên giới quốc gia chí lục địa Cáp truyền qua đại dương vệ tinh dùng cho việc truyền liệu mạng WAN Mạng toàn cầu (Global Area Network – GAN): phạm vi mạng trải rộng toàn Trái đất Ta cần lưu ý khoảng cách địa lý dùng làm “mốc” mang tính tương đối.Cùng với phát triển cơng nghệ truyền dẫn quản trị mạng ranh giới ngày mờ nhạt 1.3.2 Dựa theo kỹ thuật chuyển mạch Mạng chuyển mạch kênh (circuit – switched networks): có hai thực thể cần trao đổi thơng tin với chúng thiết lập “kênh” cố định trì hai bên ngắt kết nối Các liệu truyền theo đường cố định Kỹ thuật chuyển mạch kênh sử dụng kết nối ATM (Asynchronous Transfer Mode) dial-up ISDN (Integrated Services Digital Networks) Ví dụ mạng chuyển mạch kênh mạng điện thoại Mạng chuyển mạch thông báo (message – switched networks): hai thực thể truyền thông tồn nhiều đường truyền khác Căn vào địa đích, thơng báo khác đến đích theo đường khác Mạng chuyển mạch gói (packet - switched networks): thông báo chia thành nhiều phần nhỏ gọi gói tin (packet) có khn dạng qui định trước Mỗi gói tin có phần thơng tin điều khiển chứa địa nguồn (sender) địa đích (receiver) gói tin Các gói tin thuộc thơng báo truyền tới đích theo đường khác Kỹ thuật chuyển mạch gói giống kỹ thuật chuyển mạch thông báo, có hiệu phí tổn lưu trữ tạm thời nút giảm kích thước tối đa gói tin giới hạn Do có nhiều ưu điểm nên mạng chuyển mạch gói dùng phổ biến mạng chuyển mạch thơng báo Việc tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch kênh thông báo mạng thống gọi mạng dịch vụ tích hợp số hố (Integrated Services Digital Networks – ISDN) xu hướng phát triển mạng ngày 1.3.3 Dựa kiến trúc mạng (topology protocol) Trước hết hiểu kiến trúc mạng máy tính: kiến trúc mạng máy tính thể cách nối máy tính với tập hợp quy tắc, quy ước mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt Cách nối máy tính gọi hình trạng (topolopy) mạng (mà từ gọn ta gọi topo mạng).Tập hợp quy tắc quy ước truyền thông gọi giao thức (protocol) mạng Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn Ví dụ mạng System Network Architecture (SNA) IBM, mạng ISO (theo kiến trúc chuẩn quốc tế), mạng TCP/IP v.v… Kiến trúc phân tầng mơ hình OSI 2.1 Kiến trúc phân tầng Để giảm độ phức tạp việc thiết kế cài đặt mạng, hầu hết máy tính đề u phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng Mỗi hệ thống thành phần mạng xem cấu trúc đa tầng, tầng xây dựng tầng trước Số lượng tầng tên chức tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế Trong hầu hết mạng, mục đích tầng để cung cấp số dịch vụ định cho tầng cao Mỗi tầng sử dụng không cần quan tâm đến thao tác chi tiết mà dịch vụ phải thực Nguyên tắc kiến trúc mạng phân tầng : - Mỗi hệ thống mạng có cấu trúc tầng (số lượng tầng, chức tầng) Dữ liệu không truyền trực tiếp từ tầng i hệ thống sang tầng thứ i hệ thống (ngoại trừ tầng thấp nhất) Bên gửi liệu với thông tin điều khiển chuyển đến tầng tầng thấp.Bên tầng đường truyền vật lý, truyền tin thực diễn Đối với Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn - bên nhận thơng tin chuyển từ tầng lên tầng i hệ thống nhận Giữa hai hệ thống kết nối tầng thấp có liên kết vật lý cịn tầng cao liên kết logic hay liên kết ảo đưa vào để h́ nh thức hóa hoạt động mạng, thuận tiện cho việc thiết kế cài đặt phần mềm truyền thông Các vấn đề cần giải thiết kế tầng - Cơ chế nối, tách: tầng cần có chế để thiết lập kết nối, có chế để kết thúc kết nối mà kết nối không cần thiết Các quy tắc truyền liệu: Trong hệ thống khác liệu truyền theo cách khác nhau: Truyền hướng (simplex) Truyền hai hướng đồng thời (full-duplex) Truyền theo hai hướng luân phiên (half-duplex) - Kiểm sốt lỗi: Đường truyền vật lý nói chung khơng hoàn hảo, cần phải thỏa thuận dùng loại mă để phát hiện, kiểm tra lỗi sửa lỗi Phía nhận phải có khả thơng báo cho bên gửi biết gói tin đă thu đúng, gói tin phát lại Độ dài tin: Không phải tŕnh chấp nhận độ dài gói tin tuỳ ý, cần phải có chế để chia tin thành gói tin đủ nhỏ Thứ tự gói tin: Các kênh truyền giữ khơng thứ tự gói tin, cần có chế để bên thu ghép thứ tự ban đầu Tốc độ phát thu liệu: Bên phát có tốc độ cao làm “lụt” bên thu có tốc độ thấp Cần phải có chế để bên thu báo cho bên phát biết tình trạng để điều khiển lưu lượng cho hợp lý 2.2 Một số khái niệm Tầng (layer) - Mọi tŕnh trao đổi thông tin hai đối tượng thực qua nhiều bước, bước độc lập tương Thông tin trao đổi hai đối tượng A,B qua bước: Phát tin: Thông tin chuyển từ tầng cao tầng thấp Nhận tin: Thông tin chuyển từ tầng thấp tầng cao Quá trình trao đổi thông tin trực tiếp qua đường truyền vật lý (thực tầng cuối cùng) Giao diện, dịch vụ, đơn vị liệu - Mối quan hệ hai tầng kề gọi giao diện Mối quan hệ hai tầng đồng mức hai hệ thống khác gọi giao thức Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn - - Thực thể (entity): thành phần tích cực tầng, tiến trình hệ đa xử lý tŕnh thực thể tầng hệ thống khác (gọi thực thể ngang hàng hay thực thể đồng mức) Mỗi thực thể truyền thơng lên tầng tầng thơng qua giao diện (interface) Giao diện gồm nhiều điểm truy nhập dịch vụ (Service Access Point - SAP).Tại điểm truy nhập dịch vụ tầng sử dụng dịch vụ tầng cung cấp Thực thể chia làm hai loại: thực thể cung cấp dịch vụ sử dụng dịch vụ Đơn vị liệu sử dụng giao thức (Protocol Data Unit – PDU) Đơn vị liệu dịch vụ (Service Data Unit – SDU) Thông tin điều khiển (Protocol Control Information - PCI) Một đơn vị liệu mà thực thể tầng N hệ thống A gửi sang thực thể tầng N hệ thống B không đường truyền trực tiếp mà phải truyền xuống để truyền đường thấp thông qua đường truyền vật lý + Dữ liệu tầng N-1 nhận tầng N truyền xuống gọi SDU + Phần thông tin điều khiển tầng gọi PCI + tầng N-1 phần thông tin điều khiển PCI thêm vào đầu SDU tạo thành PDU Nếu SDU dài cắt nhỏ thành nhiều đoạn, đoạn bổ sung phần PCI, tạo thành nhiều PDU Bên hệ thống nhận tŕnh tự diễn theo chiều ngược lại Qua tầng PCI tương ứng ẽ phân tích cắt bỏ khỏi PDU trước gửi lên tầng 2.3 Mơ hình OSI 2.3.1 Giới thiệu Khi thiết kế nhà thiết kế tự lựa chọn kiến trúc mạng riêng Từ dẫn đến tình trạng khơng tương thích mạng: phương pháp truy nhập đường truyền khác nhau, sử dụng họ giao thức khác nhau, Cũng giống người bất đồng ngôn ngữ gặp phải giao tiếp xúc với người khác, điều khó khăn cho mạng sử dụng đặc tả thực khác muốn trao đổi thơng tin với nhau.Sự khơng tương thích làm cho người sử dụng mạng khác trao đổi thông tin với Sự thúc bách khách hàng khiến cho nhà sản xuất nhà nghiên cứu, thơng qua tổ chức chuẩn hóa quốc tế quốc gia để tìm loại giải pháp chung dẫn đến hội tụ sản phẩm mạng Trên sở nhà thiết kế nghiên cứu lấy làm khung chuẩn cho sản phẩm Vì lý đó, năm 1977, Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Organization for Standardization - ISO) đă lập tiểu ban nhằm đưa khung chuẩn Kết vào năm 1984 ISO đă xây dựng mơ hình tầng gọi mơ hình tham chiếu cho việc nối kết hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconnection - OSI Reference Model) gọi tắt mơ hình OSI Mơ hình dùng làm sở để nối kết Page of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn hệ thống mở phục vụ cho ứng dụng phân tán Mọi hệ thống tn theo mơ hình tham chiếu OSI truyền thơng tin với 2.3.2 Ý nghĩa mơ hình OSI ISO đưa mơ hình mức (layers, gọi lớp hay tầng) cho mạng, gọi kiểu hệ thống kết nối mở mơ hình OSI (Open System Interconnection) Việc đời mơ hình OSI hỗ trợ việc kết nối chia thông tin mạng cách hiệu quả: Cung cấp chuẩn chung để hãng, nhà phát triển phát triển ứng dụng hệ thống mạng máy tính Cho phép nhiều kiểu mạng, phần cứng, phần mềm khác giao tiếp với Ngăn chặn thay đổi lớp ảnh hưởng đến lớp khác Chia q trình truyền thơng mạng máy tính thành phần nhỏ giúp dễ hiểu dễ tiếp cận 2.3.3 Mơ hình tầng OSI, chức tầng a) Tầng vật lý (Physical Layer) Là tầng mơ hình OSI cung cấp đặc trưng điện tín hiệu dùng để chuyển liệu cáp từ máy đến máy khác mạng, kỹ thuật nối mạch điện, tốc độ cáp truyền dẫn Tầng vật lý liên quan đến việc truyền Page 10 of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn dòng bit máy kênh truyền thông vật lý, không quan tâm đến ý nghĩa cấu trúc chúng Ngồi cung cấp chuẩn điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện nối kết mức nối kết Khác với tầng khác, tầng vật lý khơng có gói tin riêng khơng có phần đầu (header) chứa thơng tin điều khiển, liệu truyền theo dòng bit Một giao thức tầng vật lý tồn tầng vật lý để quy định phương thức truyền (đồng bộ, phi đồng bộ), tốc độ truyền b) Tầng liên kết liệu (DataLink Layer) Là tầng mà ý nghĩa gán cho bít truyền mạng Tầng liên kết liệu phải quy định dạng thức, kích thước, địa máy gửi nhận gói tin gửi Nó phải xác định chế truy nhập thông tin mạng phương tiện gửi gói tin cho đưa đến cho người nhận định Các chức tầng là: Chia thông tin cần gửi thành frame, gửi frame cách xử lý frame biên nhận (ACK frame) bên nhận gửi Các frame có kích thước cỡ vài trăm byte vài nghìn byte, đầu cuối frame ghi thêm nhóm bit đặc biệt làm ranh giới cho frame (tầng nhận ranh giới frame) Đường truyền vật lý ln ln gây lỗi nên tầng phải giải vấn đề nảy sinh tin bị hỏng, bị bị truyền lặp Tầng cung cấp cách phát sửa lỗi để đảm bảo cho liệu nhận giống hoàn tồn với liệu gửi Nếu gói tin có lỗi khơng sửa được, tầng liên kết liệu phải cách thông báo cho nơi gửi biết gói tin có lỗi để gửi lại Giữ cho bên phát có tốc độ khơng gây “lụt” liệu cho bên nhận Các giao thức tầng liên kết liệu chia làm loại giao thức hướng ký tự giao thức hướng bit Các giao thức hướng ký tự xây dựng dựa ký tự đặc biệt mã chuẩn (như ASCII hay EBCDIC), giao thức hướng bit lại dùng cấu trúc nhị phân (xâu bit) để xây dựng phần tử giao thức (đơn vị liệu, thủ tục.) nhận, liệu tiếp nhận bit c) Tầng mạng (Network Layer) Tầng mạng (network layer) nhắm đến việc kết nối mạng với cách tìm đường (routing) cho gói tin từ mạng đến mạng khác Nó xác định việc chuyển hướng, vạch đường gói tin mạng, gói phải qua nhiều chặng trước đến đích cuối Nó ln tìm tuyến truyền thơng khơng tắc nghẽn để đưa gói tin đến đích Page 11 of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn Tầng mạng cung các phương tiện để truyền gói tin qua mạng, chí qua mạng mạng (network of network) Bởi cần phải đáp ứng với nhiều kiểu mạng nhiều kiểu dịch vụ cung cấp mạng khác hai chức chủ yếu tầng mạng chọn đường (routing) chuyển tiếp (relaying) Tầng mạng quan trọng liên kết hai loại mạng khác mạng Ethernet với mạng Token Ring phải dùng tìm đường (quy định tầng mạng) để chuyển gói tin từ mạng sang mạng khác ngược lại Đối với mạng chuyển mạch gói (packet - switched network) - gồm tập hợp nút chuyển mạch gói nối với liên kết liệu Các gói liệu truyền từ hệ thống mở tới hệ thống mở khác mạng phải chuyển qua chuỗi nút Mỗi nút nhận gói liệu từ đường vào (incoming link) chuyển tiếp tới đường (outgoing link) hướng đến đích liệu Như nút trung gian phải thực chức chọn đường chuyển tiếp d) Tầng vận chuyển (Transport Layer) Có nhiệm vụ tổ chức kênh trao đổi thông tin dịch vụ tương ứng hai máy tính tham gia truyền thơng Trong lúc có nhiều dịch vụ tham gia trao đổi thơng tin với máy tính khác nên tầng giao vận phải có nhiệm vụ dồn kênh phân kênh e) Tầng phiên (Session Layer) Thiết lập, quản lý, kết thúc phiên làm việc ứng dụng, đảm bảo việc giao dịch ứng dụng quản lý f) Tầng trình diễn (Presentation Layer) Trong giao tiếp ứng dụng thông qua mạng với liệu có nhiều cách biểu diễn khác Thông thường dạng biểu diễn dùng ứng dụng nguồn dạng biểu diễn dùng ứng dụng đích khác ứng dụng chạy hệ thống hoàn toàn khác (như hệ máy Intel hệ máy Motorola) Tầng trình diễn (Presentation layer) phải chịu trách nhiệm chuyển đổi liệu gửi mạng từ loại biểu diễn sang loại khác Để đạt điều cung cấp dạng biểu diễn chung dùng để truyền thông cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục sang biểu diễn chung ngược lại Tầng trình bày dùng kĩ thuật mã hóa để xáo trộn liệu trước truyền giải mã đầu đến để bảo mật Ngồi tầng biểu diễn dùng kĩ thuật nén cho cần byte liệu để thể thơng tin truyền mạng, đầu nhận, tầng trình bày bung trở lại để liệu ban đầu Page 12 of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn g) Tầng ứng dụng (Application Layer) Tầng ứng dụng (Application layer) tầng cao mơ hình OSI, xác định giao diện người sử dụng môi trường OSI giải kỹ thuật mà chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng 2.3.4 Quá trình đóng gói liệu mơ hình OSI Trong mơ hình tham chiếu OSI liệu trước gửi phải tiến hành đóng gói, nhận liệu q trình mở gói diễn theo chiều ngược lại Dữ liệu gửi từ tầng ứng dụng xuống tầng mơ hình OSI, tầng có định nghĩa riêng dạng liệu mà sử dụng Tại nơi gửi, tầng coi gói tin tầng gởi xuống liệu thêm vào gói tin thơng tin điều khiển sau chuyển tiếp xuống tầng Tại nơi nhận, trình diễn ngược lại, tầng lại tách thông tin điều khiển chuyển liệu lên tầng Với bước chuyển đổi để đóng gói liệu : Xây dựng liệu Đóng gói liệu tầng vận chuyển Bổ sung địa IP vào header tầng mạng Bổ sung header trailer tầng liên kết liệu Chuyển thành bit để truyền tầng vật lý PHẦN II: LỚP VẬT LÝ VÀ CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN Page 13 of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn Đường truyền vật lý dùng để chuyển tín hiệu máy tính.Các tín hiệu biểu thị giá trị liệu dạng xung nhị phân (ON – OFF) Tất tín hiệu thuộc dạng sóng điện từ (trải từ tần số sóng radio, sóng ngắn, tia hồng ngoại) Ứng với loại tần số sóng điện từ có đường truyền vật lý khác để truyền tín hiệu Hiện có hai loại mơi trường truyền mà ta vào tìm hiểu sâu phần này: Mơi trường truyền dẫn có dây (đường truyền hữu tuyến): cáp đồng trục, cáp đôi dây xoắn, cáp sợi quang… Truyền dẫn vô tuyến (wireless transmission): radio, sóng cực ngắn, tia hồng ngoại Tóm lại phương tiện truyền vật lý vật truyền tải tín hiệu điện tử thành phần mạng với nhau,là đường truyền vật lý thiết bị truyền thiết bị thu hệ thống truyền liệu, bao gồm loại cáp phương tiện vô tuyến.Trong hai trường hợp, việc truyền thông thực nhờ dạng sóng điện từ Các đặc trưng cho đường truyền Băng thông (bandwidth) : Băng thông đường truyền miền tần số giới hạn thấp tần số giới hạn cao, tức miền tần số mà đường truyền đáp ứng được.Ví dụ băng thơng cáp thoại từ 400 đến 4000Hz, có nghĩa truyền tín hiệu với tần số từ 400 đến 4000 chu kỳ/giây.Băng thông số đo lường lượng thông tin tối đa từ nơi đến nơi khác thời gian cho trước Đơn vị đo lường băng thơng số bít/giây (bps) bội Kbps, Mbps, Gbps,Tbps Băng thơng cáp phụ thuộc vào chiều dài cáp Cáp ngắn băng thơng cao ngược lại Do thiết kế lắp đặt cáp cần tính tốn để chiều dài cáp cho khơng vượt qua giới hạn cho phép,vì xảy lỗi q trình truyền Thơng lượng (Throughput) : Thông lượng đường truyền số lượng bít (chuỗi bít) truyền giây.Hay nói cách khác tốc độ đường truyền dẫn Ký hiệu bit/s hay bps (bits per secon).Tốc độ đường truyền phụ thuộc vào băng thông độ dài Một mạng LAN Ethernet tốc độ truyền 10Mbps có băng thơng 10 Mbps Suy hao (Attenuation): Là độ đo suy yếu tín hiệu đường truyền Suy hao phụ thuộc vào độ dài cáp , cáp cang dài suy hao lớn Khi thiết kế cấp cần quan tâm đến giới hạn chiều dài cho phép loại cáp Hiệu suất sử dụng kênh truyền (utilization) : Đại lượng đặc trưng cho hiệu suất phục vụ đường truyền mạng Nó đo tỷ lệ % thông lượng băng thông đường truyền Page 14 of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn Độ trễ (Delay) : khoảng thời gian cần thiết để truyền gói tin từ nguồn đến đích Độ trễ thường đo mili-giây (ms), giây (s).Độ trễ phụ thuộc vào băng thơng mạng Băng thơng lớn độ trễ nhỏ Ngồi đặc tính đường truyền chi phí,yêu cầu lắp đặt, độ bảo mật hay nhiễu điện từ (EMI), nhiễu xuyên kênh (crosstalk)…ta cần quan tâm đến Mơi trường truyền dẫn có dây (guided transmission media) Cáp thuộc loại kênh truyền hữu tuyến sử dụng để nối máy tính thành phần mạng lại với nhau.Hiện có loại cáp sử dụng phỏ biến là: cáp đồng trục (coax), cáp xoắn đôi (tiwsted pair), cáp quang (fiber optic).Việc chọn lựa loại cáp sử dụng tùy thuộc vào nhiều yếu tố giá thành,khoảng cách, số lượng máy tính, tốc độ yêu cầu,băng thông Cáp đồng trục (coaxial cable) Cáp đồng trục phương tiện truyền tín hiệu có phổ rộng tốc độ cao Băng thơng cáp đồng trục từ 2.5Mbps (ARCnet) đến 10 Mbps (Ethernet) Thường sử dụng để lắp đặt mạng hình BUS (các loại mạng LAN cục Thick Ethernet, Thin Ethernet) mạng hình (ARCnet) Cáp đồng trục cấu tạo gồm có sợi kim loại trung tâm bọc lớp cách điện lưới kim loại chống nhiễu điện từ Ở vỏ bọc cách điện Sợi kim loại trung tâm lưới kim loại làm thành hai sợi dẫn điện đồng trục Đặc điểm: Do bị ảnh hưởng môi trường, mạmg cục sử dụng cáp đồng trục có kích thước phạm vi vài ngàn mét Cáp đồng trục thường sử dụng mạng dạng đường thẳng, giá thành thấp Hai loại cáp thường sử dụng cáp đồng trục mỏng cáp đồng trục dày đường kính cáp đồng trục mỏng 0,25 inch, cáp đồng trục dày 0,5 inch Cả hai loại cáp làm việc tốc độ cáp đồng trục mỏng có độ hao suy tín hiệu lớn Phân loại: Ta có loại cáp đồng trục Page 15 of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn - Thinnet (mỏng): có đường kính khoảng 6mm, thuộc họ RG-58AU, chiều dài tối đa 185m/segment, tốc độ truyền 10Mbps, đầu nối BNC, cỗ chữ T (BNC-T) Sử dụng cho mạng LAN tịa nhà - Thicknet (dày): có đường kính khoảng 13mm, thuộc họ RG-11,chiều dài tối đa 500m, tốc độ truyền đạt tới 35Mbps Sử dụng cho mạng Backbone, WAN Ưu điểm: Các thiết bị mạng đơn giản, giá thành thấp Rẻ tiền, nhẹ, mềm dễ kéo dây Page 16 of 25 Tìm hiểu lớp vật lý phương tiện truyền dẫn Nhược điểm: Cáp đồng trục có mức suy hao lớn Chi phí cho thiết bị kèm theo cao Điện tiêu thụ mạng cao Càng xa trung tâm chất lượng tín hiệu giảm Độ ổn định mạng Có thể bị nghe trộm đường truyền Khó bảo tŕ làm ảnh hưởng đến chất lượng phục vụ khách hàng Cáp xoắn đôi (Twisted Pair cable) Cáp xoắn loại cáp loại cáp gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference-EMI) từ bên ngoài,từ phát xạ loại cáp UTP xuyên âm(Crosstalk) cặp cáp liền kề Cáp xoắn đôi sử dụng mạng LAN cục Giá thành rẻ, dễ cài đặt, có vỏ bọc tránh nhiệt độ, độ ẩm có loại có khả chống nhiễu STP – Shield Twistes Pair Phân loại : - Cáp xoắn đơi khơng có vỏ bọc UTP (Unshielded Twisted Pair): khơng có vỏ bọc chống nhiễu ,bù lại có tính linh động độ bền cao, sử dụng chuẩn 10BaseT 100BaseT Độ dài tối đa đoạn cáp 100m, đầu nối dùng RJ45.Tốc độ 100Mbps UTP lại có loại: cat1 (tốc độ