Do an thiet ke mang may tinh mang cuc bo lan 1 191706

Lời nói đầu iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i Bớc vào kỷ 21 thời đại lấy công nghệ thông tin làm nòng cốt phát triển ngành kinh tế khác Sự bùng nổ thông tin toàn cầu kỹ thuật mạng INTERNET phát triễn nh vũ bÃo đà làm thay đổi suy nghÜ cđa nhiỊu nhµ lµm tin häc ë níc ta nói riêng toàn cầu nói chung Từ thuở sơ khai ngêi thÊy viƯc kÕt hỵp mét nhãm ngêi lại làm việc có hiệu nhiêù so với việc phân tán lẻ tẻ công việc , lẻ thiết thực mà mạng máy tính đời i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Sù i i đời i i mạng i máy i tính i i đà i mang i lại i giá i trị i thực i tiễn i vô i i to i lớn i cho i nhân i loại i th«ng i qua i viƯc i gióp i cho i i ngời i nh i đợc i xích i lại i gần i i hơn, i i th«ng i tin i quan i träng i chun i tải i khai i thác, i xử i lý i kịp i thời, i trung i thực i i chÝnh i x¸c i i Víi i sù i xt i i i mạng i máy i tính i khoảng i cách i i địa i lý, i không i gian i i thời i gian i nh i đợc i thu i hẹp i lại i Việt Nam thức tham gia vào mạng máy tính INTERNET từ tháng 12 năm i 1997 với tổng số triệu máy điện thoại 30 nghìn thuê bao INTERNET, đà tạo điều i i i i iiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i kiện cho mạng máy tính phát triển mạnh mẻ hết Nhận thấy nhu cầu làm i i i i i i i i i i i i i i i i i viƯc nhãm chia sỴ thông tin quan, nên em tập chung nghiên cứu đề tài i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i Do thời gian có hạn nên em tránh khỏi thiếu sót, em mong đợc góp ý quý thầy cô Em xin cảm ơn khoa Điện tử_ viễn thông, đặc biệt thầy giáo: Thái vinh Hiển , ngời đà giúp em hoàn thành cuấn đồ án tốt nghiệp iiiiiii i i i iiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i Hà nội, tháng 05 năm 2003 Sinh viên Trần văn Dũng i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i iii Phần I i Tổng quan mạng máy tính Chơng Mạng máy tính i i i i i i i i i i i i i i 1.1 Mạng máy tính Mạng máy tính tập hợp máy tính đợc kết nối với b»ng ®êng trun vËt lý theo mét kiÕn tróc đó, nhằm mục đích trao đổi thông tin máy tính Mạng máy tính sử dụng số nguyên tắc để truyền - Đảm bảo không bị mát truyền - Thông tin phải đợc truyền nhanh chóng, kịp thời, xác - Các máy tính mạng phải nhận biết đợc - Cách đặt tên mạng, nh cách thức xác định đờng truyền mạng phải tuân theo chuẩn định 1.2 Phân loại mạng máy tính Ngời ta phân loại mạng khác dựa yếu tố sau Nguyên tắc phân chia tài nguyên mạng, khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyển mạch Nhìn chung tất mạng máy tính có thành phần chức đặc tính định - Máy phục vụ (Server) cung cấp tài nguyên cho ngời sử dụng mạng - Máy khách (Client) truy cập tài nguyên dùng chung máy phục vụ cung cấp - Phơng tiện truyền dẫn - Dữ liệu dùng chung - Máy in thiết bị dùng chung khác Bất chấp điểm tơng đồng vào nguyên tắc phân chia tài nguyên mạng máy tính đợc chia thành hai mạng rõ rệt- mạng ngang hàng (pear to - pear) mạng dựa máy phục vụ 1.2.1.1 Mạng ngang hàng mạng máy tính kiêm vai trò máy phục vụ máy khách Mạng ngang hàng cho phép nhóm nhỏ ngời dùng dễ ràng dùng chung liệu, thiết bị ngoại vi dễ cài đặt thiết bị rẻ tiền 1.2.1.2 Mạng dựa máy phục vụ Mạng lý tởng mạng dùng chung nhiều tài nguyên liệu Ngời quản trị mạng có nhiệm vụ giám sát hoạt động mạng đảm bảo trì an toàn mạng Loại mạng có từ máy phục vụ trở lên, tuỳ thuộc vào lu lợng số lợng thiết bị ngo¹i vi i i iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Ngoài có loại mạng kết hợp đặc tính u việt hai loại mạng Loại mạng thông dụng nhng đòi hỏi nhiều thời gian công sức hoạch định 1.2.2 Phân loại theo khoảng cách địa lý Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố ta có mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, mạng toàn cầu - Mạng cục gọi tắt LAN (Local Area Network)- mạng đợc cài đặt phạm vi nhỏ với khoảng cách lớn nút mạng vài chục km - Mạng đô thị gọi tắt MAN (Metropolitan Area Network)- mạng đợc cài đặt phạm vi đô thị trung tâm kinh tế xà hội có bán kính khoảng 100 km trở lại - Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) mạng có phạm vi vợt qua biên giới, quốc gia chí lục địa - Mạng toàn cầu GAN 1.2.3 Phân loại theo kỷ thuật chuyển mạch Nếu lấy kỷ thuật chuyển mạch làm yếu tố ta có mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch gói, mạng chuyển mạch thông báo 1.2.3.1 Mạng chuyển mạch kênh Đây mạng mà hai thực thễ muốn liên lạc với nhau, chúng gây kênh cố định liệu đợc truyền qua kênh đó, kênh đợc trì đến hai thực thể không liên lạc tiếp trình truyền liệu chuyển mạch kênh gồm ba giai đoạn : * Thiết lập đờng truyền * Truyền liệu * Huỷ bỏ kênh Hình 1.1 Mạng chuyển mạch kênh iiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiii i iiiiii i iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i ii i i i S2 DATA S4 DATA3 S1 S6 S5 S3 i i i i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii A i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii iiii i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i B Phơng pháp có nhợc điểm sau : - Tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh cố ®Þnh giưa hai thùc thƠ - HiƯu st sư dơng đờng truyền không cao.Vì có lúc kênh bị huỷ bỏ không hai bên hết thông tin cần truyền này.Mạng điện thoại ví dụ điển hình mạng chuyển mạch kênh iiiii ii i i i i iii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 1.2.3.2 Mạng chuyển mạch thông báo Thông báo (Message)- đơn vị thông tin ngời sử dụng, có khuôn dạng đợc quy định trớc Mỗi thông báo có chứa vùng thông tin điều khiển định rõ đích thông báo Căn vào thông tin mà nút trung gian chuyển thông báo tíi nót kÕ tiÕp theo ®êng dÈn tíi ®Ých cđa Mỗi nút cần phải lu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển thông báo để sau chuyển tiếp thông báo Tuỳ thuộc vào điều kiện mạng, thông báo khác gửi đờng khác i i iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiiiiiiii MASSAGE S2 A S4 S1 B S5 S3 iiiiiiiiiiii H×nh 1.2 Mạng chuyển mạch thông báo Mạng chuyển mạch thông báo thích hợp với dịch vụ th điện tử (Electronic Mail) áp dụng có tính thời gian thực, tồn độ trễ định lu trữ xử lý thông tin điều khiển nút Phơng pháp chuyển mạch thông báo có u điểm sau: _ Hiệu xuất sử dụng đờng truyền cao không chiếm dụng độc quyền mà đợc phân chia nhiỊu thùc thĨ iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii iiii i i i i i i iiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i _ Mỗi nút mạng lu trữ thông báo kênh truyền rỗi gửi thông báo Do giảm đợc tình trạng tắc nghẽn mạng _ Có thể điều khiển việc truyền tin cách xếp độ u tiên cho thông báo _ Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông mạng cách gán địa quảng bá (Broad Cast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều mục đích Bên cạnh u điểm hạn chế kích thớc thông báo, dẫn đến phí tổn lu trữ tạm thời cao ảnh hởng đến thời gian đáp chất lợng truyền 1.3.3.3 Mạng chuyển mạch gói Về mạng chuyễn mạch gói mạng chuyển mạch thông báo gần giống Điểm khác biệt gói đợc giới hạn kích thớc tối đa cho nút mạng có thĨ xư lý toµn bé gãi tin bé nhí mà không cần lu trữ tạm thời đĩa (hình 1.3) Do mạng chuyển mạch gói chuyển gói tin nhanh, nhiều đờng khác hiệu cao mạng chuyển mạch thông báo iii i i i i iii i i iii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i s6 s3 i i s4 i i ii i i i i i i i i i i i s14 i i i i s2 a i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i s5 b 4 Hình 1.3 4Mạng chuyển mạch gói i Vấn i đề i khó i khăn i i i mạng i loại i i i việc i tập i hợp i i gói i tin i để i tạo i lại i thông i báo i ban i đầu i i ngời i sử i dụng, i đặc i biệt i biệt i i trờng i Mạng chuyển mạch gói hợp i c¸c i gãi i tin i trun i theo i nhiều i đờng i khác i i ii i i i Chơng Cấu trúc mạng i i i 2.1 Điểm - Điểm Kiểu cấu trúc điểm - điểm có đờng truyền nối cặp nút với Khi tin báo đợc truyền từ nút nguồn tới đợc tiếp nhận lu trữ đầy đủ nút mạng trung gian đờng truyền rỗi đợc gửi tiÕp ®i Cø nh thÕ cho ®Õn tËn nót ®Ých tin báo Do cách thức làm việc ngêi ta gäi m¹ng i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i mạng lugửi tiếp (hình 2.1 ) dới cho ta thấy số ví dụ kiểu mạng điểm - điểm Hình 2.1 Một số kiểu dạng mạng điểm-điểm i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiiiiiiiiiiii iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i (A) H×nh i i iiiiiiiii ii i i (B) Chu tr×nh i i i iiiiiii i i (C) H×nh (D) Đầy đủ i i iii i i ii 2.2 Kiểu Khuếch tán Đối với kiểu tất nút phân chia chung đờng truyền vật lý Dữ liệu đợc gửi từ nút sẻ đợc tiếp nhận nút lại, cần địa đích liệu đến nút vào để kiểm tra thêm dử liệu có phải dành cho kh«ng i i i iiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i Một số dạng mạng kiểu quảng bá (b) (a) Dạng vòng Dạng BUS Hình 2.2 Một số dạng mạng kiểu quảng bá Trong cấu trúc mạng BUS vòng, cần chế trọng tài để giÃi đụng độ có nhiều nút muốn truyền thông tin đồng thời Các mạng khuyếch tán đợc chia làm hai loại (Tỉnh động) tuỳ thuộc vào việc cấp phát đờng truyền Một kiểu cấp phát tỉnh điển hình chia thời gian thành khoảng rời rạc, mà dùng chế tỉnh điển hình chia thời gian thành khoảng rời rạc, dùng chế quay vòng để cấp phát đờng truyền Mỗi nút đợc phát tin tới cửa thời gian Tuy nhiên nút đợc cấp phát đờng truyền mà để truyền gây lÃng phí vô ích Vì mét sè hƯ thèng ngêi ta cè g¾ng cung cÊp phát động (cấp đờng truyền theo yêu cầu) kênh truyền cho nút, phơng pháp cấp phát động tập trung hay phân tán Theo kiểu tập trung th× chØ cã mét bé phËn nhÊt (nh trọng tài BUS chẳng hạn) có quyền xác định đợc cấp phát cách nhận yêu cầu định theo giải pháp Còn kiểu phân tán phận tập trung Nh nút tự định quyền đợc truyền hay không ngời ta đà thiết kế đợc giải thuật để khắc phục tình trạng hổn loạn tiềm khoảng thời gian số nút yêu cầu truyền iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii iiiiiii i i i i iiiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 2.3 KiÕn tróc mạng phân tầng mô hình OSI 2.3.1 Kiến trúc mạng phân tầng Phần lớn loại máy đợc phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng Mỗi hệ thống thành phần mạng đợc xem nh cấu trúc đa tầng tầng đợc xây dựng tầng trớc nó, số lợng tầng nh chức tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế Tuy nhiên hầu hết mạng mục đích tầng để cung cấp số dịch vụ định cho tầng cao h¬n i i ii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i TÇng N TÇng N TÇng i +1 TÇng i TÇng i-1 TÇng i +1 TÇng i TÇng i-1 TÇng TÇng Môi tr ờng truyền thông Hình 2.3 Minh hoạ kiến trúc phân tầng i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 2.3.2 Mô hình OSI Để xây dựng mô hình OSI, OSI xuất phát từ kiến trúc phân tầng trình bầy mục dựa nguyên tắc sau - Đễ đơn giản cần hạn chế số tầng - Tạo tơng tác tầng cho tơng tác mô tả dịch vụ tối thiểu - Chia tầng cho chức khác đợc tách biệt với nhau, tầng ứng dụng loại công nghệ khác đợc khác biệt - Chọn danh giới tầng theo kinh nghiệm đà đợc chứng tỏ thành công - Các chức đợc định vị cho thiết kế lại tầng mà ảnh hởng tới tầng kế - Tạo danh giới tầng cho chuẩn hoá giao diện tơng ứng - Tạo tầng liệu đợc xử lý cách khác biệt - Cho phép thay đổi chức giao thức tầng không làm ảnh hởng đến tầng khác - Mỗi tầng có danh giới với tầng kế dới nó, nguyên tắc tơng tự chia tầng - Có thể chia tầng thành tầng cần thiết - Tạo tầng phép giao diện với tầng kế cận i i i i i i i i i i i iiii i ii i i i i ii i iiiii iiiiii i ii iiiii i i i i i i i i iiiiii i i i iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii iiiiii i i i i i i i i i i i iiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i - Cho phÐp huû bỏ tầng không cần thiết i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i C¸c ch ơng trình ứng dụng Các ch ơng trình ứng dơng Giao thøc tÇng Application Prescntaim Giao thøc tÇng Prescntaim Seesion Giao thøc tÇng Seesion Transport Giao thøc tÇng Transport Network Giao thøc tÇng Network Datalink Giao thøc tÇng Datalink Physycal Giao thức tầng Physycal Application Môi tr ờng truyền thông Hình 2.4 Mô hình OSI bảy tầng i ii i i i i  TÇng vËt lý TÇng có chức thực việc kết nối thành phần mạng liên kết vật lý, nhằm đảm bảo cho việc truy nhập đờng truyền chuỗi bit không cấu trúc nên đờng truyền vật lý Cung cấp phơng tiện điện, cơ, chức năng, thủ tục để kích hoạt, trì đình liên kết vật lý hệ thống Tầng liên kết liệu Nhiệm vụ tầng bao gồm - Định địa cho thiết bị mạng - Điều khiển truy nhập đờng truyền - Tính toán giá trị kiểm tra frame trớc truyền - Truyền liệu, truyền lại frame bị thất lạc - Khôi phục trình xử lý lỗi đợc phát - Điều khiển lu lợng để điều chỉnh khung đợc truyền Tầng mạng i iiii i i i i i i i i i i i i i i iiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i