Tìm hiểu tổng quan về mạng diện rộng

ưÌnh giÌ hiệu quả cũa việc xẪy dỳng mỈng diện rờng WAN………...77Kết luận chung...78TẾi liệu tham khảo...79Bảng cÌc thuật ngứ viết t¾t trong Ẽổ ÌnA ACK AcknowledgementARP Address Ressolutio

Mục lục

Bảng các thuật ngữ viết tắt 3

Ch ơng I : Khái quát về mạng diện rộng 4

I Định nghĩa mạng diện rộng 5

II Các phơng thức kết nối mạng diện rộng 5

1 Phơng thức kết nối qua đờng truyền tơng tự 5

2 Phơng thức kết nối qua đờng truyền dẫn số 6

3 Phơng thức kết nối qua mạng chuyển mạch gói 7

4 Phơng thức kết nối qua mạng chuyển mạch tế bào 8

5 Phơng thức kết nối qua mạng Internet 9 III Cấu hình mạng diện rộng 9

1 Cấu hình Star 10

2 Cấu hình Ring 10

3 Cấu hình Mesh 11

4 Cấu hình Daisy – chained 11

5 Cấu hình Backbone trong Backbone 12

IV Các giao thức sử dụng trên mạng diện rộng 12

1 Mô hình tham chiếu OSI 12

2 Giao thức TCP/IP 14

3 Giao thức IPX/SPX 15

4 Giao thức SNA 16 V Các công nghệ chuyển mạch sử dụng trong mạng diện rộng 18

1 Chuyển mạch kênh 18

2 Chuyển mạch gói 19

3 Chuyển mạch tế bào 21

VI Các thiết bị liên kết mạng diện rộng 24

1 Repeater 25

2 Bridge 26

3 Router 26

4 Switch 27

5 Gateway 27

Ch ơng II: Giới thiệu họ giao thức TCP/IP 30

I Lịch sử phát triển của TCP/IP 30 II Họ giao thức TCP/IP 30

1 Giao thức IP 30

2 Giao thức TCP 38

3 Giao thức UDP 41

Ch ơng III: Thực trạng mạng thông tin số liệu Ngân Hàng Đầu T và Phát Triển Việt Nam (BIDV) 44

I Các môi trờng truyền thông hiện nay của BIDV 45

II Các ứng dụng hiện nay của BIDV 46

1 Hệ thống giao dịch trực tiếp 46

2 Hệ thống thanh toán giao dịch Quốc tế 47

3 Hệ thống ATM 48

4 Hệ thống thông tin báo cáo 48 III Nhận xét về hệ thống CNTT của BIDV 49

1 Nhận xét chung về hệ thống mạng hiện tại của BIDV 49

2 Nhận xét về các dịch vụ của BIDV 49

ơng IV : Thiết kế giải pháp mạng diện rộng 50 I.

Mục tiêu và yêu cầu đặt ra cho việc thiết kế mạng diện rộng 51

1 Mục tiêu thiết kế mạng diện rộng 51

2 Các yêu cầu đặt ra cho việc thiết kế mạng diện rộng 51

II Lựa chọn phơng thức kết nối mạng diện rộng WAN 52

1 Dịch vụ LeaseLine 52

2 Dịch vụ DDN 53

3 Dịch vụ Local Loop 53

4 Dịch vụ PSTN 54

5 Dịch vụ Internet 54

6 dịch vụ X.25 54

III Phân tích lựa chọn chuẩn giao thức trao đổi thông tin trên mạng diện rộng WAN 55

1 Lựa chọn giao thức trên mạng 55

2 Các giao thức ứng dụng của TCP/IP 56

IV Tính toán băng thông cho mạng diện rộng 57 V Hoạch định địa chỉ IP và đặt tên vùng trên mạng 61

1 Hoạch định địa chỉ IP 61

2 Đặt tên vùng trên mạng 63

VI Thiết kế mô hình mạng diện rộng 64

1 Phân lớp mô hình kết nối mạng 64

2 Lớp Backbone 64

3 Lớp Distribution 66

4 Lớp Access 67

5 Sơ đồ kết nối mạng tổng thể 69

VII Mô hình kết nối vào mạng Internet 70

VIII ứng dụng Voice trên hệ thống mạng 71

IX Hệ thống quản trị mạng diện rộng 73 X Sơ đồ chi tiết mạng WAN 73

XI Cấu hình các thiết bị mạng diện rộng 75

XII Đánh giá hiệu quả của việc xây dựng mạng diện rộng WAN……… 77

Kết luận chung 78

Tài liệu tham khảo 79

Bảng các thuật ngữ viết tắt trong đồ án

A

ACK Acknowledgement

ARP Address Ressolution Protocol

ARPA Advanced Research Project

ATM Asynchronous Transfer Mode

B

B – ISDN Broadband-ISDN

C

CSU/DSU Channel Service Unit/Digital

Service Unit

D

DCE/DTE Data Circuit-Terminal

Equipment

DLC Data Link control

DNA Digital Network Architecture

DNS Domain Name System

L LAN Local Area Network LAP – B Link Access Procedure Balanced

LAP – D Link Access Procedure D Channel

LLC Logical Link Control M

MAC Media Access Control MAN Metropolitan Area Network MODEM Modulation Demodulation N

NMS Network Management System NDS Network Operating System O

OSI Open Systems Interconnection

DOD Department Of Defense

E

E – Mail Electronic mail

F

FCS Frame Check Sequence

FDDI Fiber Distribution Data Interface

FTP File Transfer Protocol

IPX Internet work

ISDN Intergrated Service Digital

Network

P PSTN Public Switched Telephone

UDP User Datagrame Protocol UNI User to Network Interface V

VC Virtual Circuit Indentifier VPN Virtual Private Network

W WAN Wide Area Network

Ch¬ng I Kh¸i qu¸t vÒ m¹ng diÖn réng

I.định nghĩa về mạng diện rộng:

Mạng diện rộng wan (Wide Area Network) là mạng thông tin kết nối các hệ

thống ,các mạng thông tin có khoảng cách địa lý khác nhau trải rộng trong nội bộ quốc giahay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục Các kết nối liên kết các mạng thờng sửdụng các dịch vụ truyền dẫn đợc cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông công cộng.Mạng wan đợc chia làm 2 loại:

 Mạng wan riêng của các doanh nghiệp, tổ chức ,t nhân kết nối các cơ sở trựcthuộc các doanh nghiệp đó

 Mạng wan công cộng dùng phổ biến cho đại chúng nh các mạng truyền số liệucủa các nhà cung cấp các dịch vụ truyền số liệu công cộng

Trong phạm vi của đồ án này chủ yếu đề cập đến các vấn đề về mạng số liệu diện rộngcho các doanh nghiệp

Để hiểu rõ hơn về mạng diện rộng wan ,chúng ta sẽ đi vào tìm hiểu các phơng thứckết nối, các cấu hình mạng ,các công nghệ chuyển mạch đang đợc sử dụng hiện nay và cácgiao thức sử dụng trong mạng wan

II.các phơng thức kết nối mạng diện rộng.

Mạng diện rộng wan là mạng trải rộng trên một địa hình rộng lớn kết nối các mạngtại các khu vực khác nhau nên đa số các đờng truyền dẫn kết nối đều đợc thực hiện quamạng truyền thông công cộng Một số phơng thức kết nối đợc sử dụng hiện nay là:

1 Phơng thức kết nối qua đờng truyền tơng tự.

Phơng thức này sử dụng các thiết bị truy nhập mạng chủ yếu là Modem kết nốivới hệ thống cáp truyền dẫn của mạng điện thoại Phơng thức này đợc chia làm 2 loại:

 Hệ thống đờng Dial-up: Đặc điểm của hệ thống này là có tốc độ và băng tần truyền

dẫn thấp do phải chia sẻ băng tần với các hệ thống khác và việc truy cập

Node D

Node C

NodeA

NodeB

tới hệ thống này chỉ đơn giản là sử dụng một Modem thay thế cho máy điện thoại Nhợc

điểm của hệ thống này là có lu lợng truyền thất thờng ,vì vậy trong quá trình truyền dữ liệunếu lu lợng truyền quá thấp thì Modem sẽ tự ngắt Tuy nhiên , hệ thống này có u điểm là c-

ớc phí rẻ nên nó phù hợp với các ứng dụng không trực tuyến nh dùng cho các truy nhập từmột máy tính đến hệ thống mạng theo kiểu truy cập xa(remote access) hay từ mạng cáclan vào hệ thống mạng theo kiểu dial-on-demand

 Hệ thống đờng lease line ( dedicated line): Là hệ thống thông tin đợc thiết lập qua

các đờng truyền dẫn kết nối cố định giữa 2điểm Đờng truyền dẫn này đợc thuê cố định củacác nhà cung cấp dịch vụ viễn thông.Các thiết bị truy nhập mạng thờng sử dụng làmodem Ưu điểm của đờng lease line là không phải chia sẻ băng tần với các hệ thốngkhác cùng sử dụng các dịch vụ viễn thông và có hệ số an toàn ,bảo mật cao hơn so với cáckết nối dial-up Tuy nhiên ,do các nhà cung cấp dịch vụ phải dành riêng cho kết nối thuêbao vì vậy cớc phí phải trả cho đờng lease line là khá cao Hệ thống này thờng đợc sử dụngcho các kết nối trực tiếp(on-line)

Hình 1.1-Kết nối qua đờng Lease-line

2 Phơng thức kết nối qua các đờng truyền dẫn số

Phơng thức truyền dẫn số (digital) cung cấp môi trờng truyền dẫn số tốc độ cao và antoàn hơn so với truyền dẫn tơng tự Các kênh truyền dẫn số đợc thuê cố

định kết nối điểm nối qua mạng truyền thông Tốc độ của đờng truyền dẫn số linh hoạt từ2,4kbsp; 4,8kbsp đến các tốc độ Mbps và chất lợng truyền dẫn có thể đảm bảo đến 99%không xảy ra lỗi trên đờng truyền

Đặc điểm của kết nối số là không truy nhập qua modem mà số liệu đợc truyền từBridge hay Router qua thiết bị csu/dsu(Chanel Service Unit/Data Service Unit).Thiết bịnày sẽ truyền tín hiệu số chuẩn do máy tính phát sinh thành các tín hiệu truyền dẫn số (l-ỡng cực) và truyền đi qua đờng truyền dạng số cao tốc

Một số đ ờng truyền dẫn số hay sử dụng:

 T1/E1: Đây là dạng đờng truyền dạng số đợc sử dụng rộng rãi nhất với công nghệtruyền điểm điểm sử dụng 2 đôi dây (một đôi truyền và một đôi nhận)truyền với tốc độ1,544Mbps cả 2 chiều.T1 đợc sử dụng để truyền tín hiệu tiếng nói ,dữ liệu ,video dạngsố.Tuy nhiên ,hiện nay T1 là một trong số những liên kết wan đắt tiền nhất.Vì vậy ngờithuê bao nếu không có khả năng sử dụng toàn bộ giải thông,có thể thuê 1 hoặc nhiều kênhT1 theo nhiều phần 64 kbps(n.64kbps) Ngoài loại đờng truyền T1 ra thì còn có một loại đ-ờng truyền nữa cũng đợc sử dụng rộng rãi ở một vài quốc gia đó là E1 Nó rất giống T1 nh-

ng tốc độ truyền tín hiệu lên đến 2048 Mbps

 T3/E3: Bao gồm 28/16 kênh T1/E1 cho nên nó cung cấp tốc độ truyền dẫn khoảng45/34 Mbps.Vì tốc độ cao nên T3/E3 đòi hỏi phơng tiện truyền có băng tần cao nh cápquang ,vi ba số hay đờng truyền vệ tinh

3 Phơng thức kết nối qua mạng chuyển mạch gói.

Phơng thức này thực hiện truyền số liệu qua các mạng chuyển mạch gói Số liệu đợcchia thành các gói thông tin,mỗi gói đợc gán một địa chỉ đích và đợc truyền qua các nhánhmạng đến bên thu tại các thời điểm khác nhau.Tại đầu thu các gói thông tin sẽ đợc kiểm trathứ tự và tổ hợp lại thành bản tin nh bản tin gốc

Hiện nay có một số dịch vụ chuyển mạch gói đã và sẽ đợc đa vào sử dụng bao gồm:

 Dịch vụ X25:Đợc ứng dụng rộng rãi vào những năm 1976 cho nhu cầu sử dụng của

các thiết bị đầu cuối xa để kết nối với Main-Frame.X25 cung cấp khả năng kiểm tra lỗichặt chẽ và nó đảm bảo việc truyền số liệu tốt đặc biệt đối vơí các khu vực chất l ợng đờngtruyền kém.Tuy nhiên nó bị hạn chế về tốc độ,X25 có tốc độ nhỏ hơn 64 Kbps

 Frame Relay:Là công nghệ dựa trên phần nào công nghệ chuyển mạch gói X25

nh-ng bỏ qua việc hỏi đáp, phát hiện lỗi và sửa lỗi ở lớp 3 nên Frame Relay có khả nănh-ng truyềntải nhanh hơn hàng chục lần(khoảng 2Mbps) so với X25.Frame Relay rất thích hợp chotruyền số liệu tốc độ cao.Tuy nhiên điều kiện tiên quyết để sử dụng công nghệ này là chấtlợng mạng truyền phải tốt Nếu xét đến mô hình 7 lớp osi thì Frame Relay làm việc chủyếu ở tầng liên kết dữ liệu (data link)

A S1 B

S3

S6 S5

1

3 2

mesage

Mạng chuyển mạch gói.

Hình 1.2-Mạng chuyển mạch gói

4 Phơng thức kết nối qua mạng chuyển mạch tế bào.

Mạng chuyển mạch tế bào là mạng ứng dụng công nghệ truyền không đồng bộatm(Asynchronous Transfer Mode),nó có khả năng cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao,tốc độ truyền thờng từ 25 Mbps đến 622Mbps và có thể đạt tới tốc độ

Gigabit/s Các gói thông tin để truyền thờng là các gói có kích thớc cố định (đợc gọi làcell) Loại mạng này rất đợc a chuộng trong các kết nối mạng đa dịch vụ có yêu cầu về tốc

độ cao (ví dụ: Hội nghị truyền hình) hay các kết nối ở lớp backbone trong các mạng diệnrộng

5 Phơng thức kết nối qua mạng Internet.

Sự ra đời của mạng thông tin toàn cầu (Internet) đã tạo ra một phơng thức kết nốimạng wan mới có thể mở rộng toàn cầu và cớc phí rẻ, đó là phơng thức kết nối quaInternet Phơng thức này có đặc điểm kết nối qua các nhà cung cấp dịch vụ Internet(isp:Internet Service Provider) với cớc phí trả theo tháng ngoài ra không phải trả cớc phíphụ nào.Thông tin bao gồm thông tin thoại và số liệu đợc truyền qua các kênh truyền dẫncủa mạng Interner để tới đích

Để tăng độ an toàn và độ riêng biệt, các kết nối qua Internet có thể sử dụng dịch vụvpn(Virtual Private Network)

Vpn đợc định nghĩa là mạng riêng biệt ảo truyền thoại và số liệu qua mạng Internet

Có 2 phơng pháp tạo vpn đó là:

 Transport Mode:Mã hoá phần dữ liệu của các gói ip để truyền qua internet.Riêng

phần header thì vẫn giữ nguyên để Router chuyển gói thông tin đến chính xác

 Tunnel Mode:Các gói thông tin dạng ip,ipx,sna đợc mã hoá và gói gọn vào gói

ip mới để chuyển qua internet Phơng pháp này có u điểm an toàn hơn phơng pháp trên vìche giấu đợc địa chỉ nguồn và đích

Phơng thức kết nối qua internet có nhợc điểm là phải chia sẻ băng tần,độ an toànthấp,dễ bị đột nhập qua mạng dẫn đến việc phải xây dựng thêm các hệ thống thiết bị bảo vệ

nh Firewall

III.các cấu hình mạng diện rộng.

Giống nh mạng lan ,mạng diện rộng wan cũng có các cấu hình liên kết mạng khácnhau để tạo ra sự liên kết tối u trong mạng Một số cấu hình cơ bản của mạng nh sau:

1 Cấu hình star (Hình sao):

Hub

Hình 1.3- Cấu hình mạng star

Cấu hình sao bao gồm một nút mạng trung tâm và các nút mạng khác kết nối vào nútmạng trung tâm này.Tất cả các đờng kết nối mạng đều tập trung vào nút mạng trung tâm

Sẽ có ít nhất là N-1 đờng kết nối ứng với N node mạng Cấu hình mạng sao này thờng đợc

sử dụng trong môi trờng mạng nh lan hub, atm switch hub hay hệ thống truy nhập từ

xa Hub trung tâm là hệ thống đa cổng quản lý các số lợng kết nối

2 Cấu hình Ring (Vòng):

NodeA

NodeC

H×nh 1.5- CÊu h×nh m¹ng Mesh

4 CÊu h×nh m¹ng Daisy-chained:

§©y lµ cÊu h×nh kÕt hîp bëi 2 cÊu h×nh Star vµ Ring

Hình 1.6-Cấu hình Daisy-chained

5 Cấu hình Backbone trong Backbone.

Trong nhiều trờng hợp cấu hình node mạng truy độc lập với cấu hình các node mạngbackbone và các node truy cập vùng khác tạo thành backbone trong backbone

Hình 1.7-Cấu hình mạng Backbone trong Backbone

IV.các giao thức sử dụng trên mạng diện rộng(wan).

Các giao thức là các chuẩn liên kết trong mạng Giao thức nh một ngôn ngữ ,cách diễn

đạt xuyên suốt các dạng truyền thông Nói một cách khác giao thức là các luật,các địnhnghĩa để các máy tính có thể hiểu và giao tiếp đợc với nhau Sau đây là một số giao thứchay sử dụng hiện nay cho wan:

Giao thức tầng 6

Giao thức tầng 5 Giao thức tầng 7

Giao thức tầng 4

Giao thức tầng 3

Giao thức tầng 2

Giao thức tầng 1

1 Mô hình tham chiếu OSI.

Dãy giao thức osi là một tầng của mô hình 7 lớp osi là mô hình do ios (InternationOrgnization for Standard) đa ra vào năm 1977 với mục đích làm mô hình chuẩn cho cáchãng sản xuất thiết bị mạng

 Lớp vật lý (Physical):Liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bít không có cấu trúc

qua đờng truyền vật lý ,truy nhập đờng truyền vật lý nhờ các phơng tiện điện cơ ,hàm thủtục

 Lớp liên kết dữ liệu (Data link): Cung cấp phơng tiện để truyền thông tin qua liên

kết vật lý đảm bảo đáng tin cậy,gửi các khối dữ liệu (frame) với các cơ chế đồng bộhoá ,kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết

 Lớp mạng (Network): Thực hiện việc chọn đờng và chuyển tiếp thông tin với công

nghệ chuyển mạch thích hợp,thực hiện việc kiểm soát luồng dữ liệu và cắt hợp dữ liệu nếucần

 Lớp giao vận(Transport): Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa 2 đầu mút

(end-to-end); thực hiện cả việc kiểm sóat lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa 2 đầu mút Đồng thờicũng có thể thực hiện việc ghép kênh cắt hợp dữ liệu nếu cần

 Lớp phiên(Session): Cung cấp phơng tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dụng.

 Lớp trình bày (Presentation): Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu

truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trờng osi

 Lớp ứng dụng(Application): Cung cấp phơng tiện để ngời sử dụng có thể truy nhập

đợc vào môi trờng osi, đồng thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán

Điều hấp dẫn của tiếp cận osi chính là ở chỗ nó hứa hẹn giải pháp cho vấn đề truyềnthông giữa các máy tính không giống nhau Hai hệ thống ,dù khác nhau đều có thể truyềnthông với nhau một cách hiệu quả nếu chúng đảm bảo các yêu cầu sau:

- Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông

- Các chức năng đó đợc tổ chức thành cùng một tập các tầng

- Các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng nh nhau

- Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung

2 Giao thức TCP/IP.

Tcp/ip (Transmission Control Protocol) là một dãy giao thức theo đúng tiêu chuẩncông nghiệp ,cung cấp truyền thông đa chủng loại Đại đa số các mạng đều chấp nhậntcp/ip nh một giao thức Do tính phổ biến,tcp/ip đã trở thành tiêu chuẩn thực tế cho liênmạng

Các giao thức khác đ ợc viết riêng cho dãy tcp/ip bao gồm:

- Giao thức chuyển th đơn giản smtp(Simple Mail Transfer Protocol)-Email

- Giao thức chuyển tập tin (File Transfer Protocol-ftp) Dùng để trao đổi tập tingiữa các máy tính chạy tcp/ip

- Giao thức quản lý mạng đơn giản (Simple Net Managerment Protocol-snmp).Chi tiết về giao thức TCP/IP sẽ đợc trình bày cụ thể trong chơng sau

3 Giao thức IPX/SPX.

Giao thức ipx/spx (Internetwork Packet Exchange/Sequence packet exchange) làgiao thức liên kết của mạng Novell Netware (Hệ điều hành lan) Gần giống nh ip, ipx làgiao thức liên kết mạng theo dạng “Datagram Service” ipx tơng ứng với lớp mạng đảmbảo các chức năng về định tuyến số liệu trên mạng exchange spx nằm ở lớp giao vận(Transport).So sánh với giao thức tcp/ip thì spx giống tcp còn ipx giống ip ipx làgiao thức connectionless còn spx là connection-oriented

3.1 Cấu trúc gói ipx gồm

3.2 Địa chỉ ipx gồm: địa chỉ mạng và địa chỉ Node.

- Địa chỉ mạng (Network address): Đợc tạo ra khi cài đặt máy chủ (Server) sơ khởiban đầu

- Địa chỉ Node(Node address): Là địa chỉ phần cứng trên card giao diện mạng

- Ngoài ra còn địa chỉ socker có chức năng nhận dạng phần mềm xử lý trên máy vitính

Địa chỉ ipx có độ dài 12 byte theo dạng hexadecimal

Spx là giao thức connection-oriented spx thiết lập kết nối giữa các Node mạng độclập với data link trong các kết nối giữa các Router Khi spx thiết lập nối kết thì cha một dữliệu nào đợc truyền đi cho tới khi kết nối đợc kết nối xong spx dùng ipx để định tuyếnphần gửi dữ liệu đồng thời cung cấp chức năng bảo vệ các dòng dữ liệu mà ipx không có

Source SocketSource NodeSource NetworkDestination SocketDestination NodeDestination Network

Packet TypeTransport ControlPacket LengthChecksum

Hình 1.9- Cấu trúc gói thông tin ipx

4 Giao thức SNA (System Network Architecture).

Sna do ibm đa ra vào năm 1974, sna là giao thức để chuẩn hoá các hệ thống mạngmáy tính của ibm theo mô hình xử lý tập trung qua máy tính lớn Mainframe và các hệ xử

lý tơng tác với ngời sử dụng sna có cấu trúc phân lớp tơng tự nh mô hình 7 lớp osi gồm

2 nhóm chức năng chính :

4.1 Chức năng điều khiển mạng (Network Control function) gồm:

- Lớp vật lý và liên kết dữ liệu:Thực hiện các chức năng nh trong mô hình osi.

- Lớp điều khiển đờng (path control): Bao gồm các chức năng điều khiển luồng, định

tuyến logic nối 2 điểm qua mạng và thiết lập các kết nối giữa 2 điểm mạng

- Lớp truyền dẫn (Transmission layer): Là giao thức connection - oriented quản lý

các phiên liên kết sna với các nhiệm vụ thiết lập, duy trì và huỷ bỏ kết nối

- Lớp dòng dữ liệu (data flow layer): Giám sát dòng số liệu và điều khiển quá trình

hội thoại giữa các điểm đầu cuối và ngăn ngừa tràn số liệu (overflow)

4.2 Chức năng dịch vụ mạng(Network service function).

- Lớp trình bày (Presentation): Định dạng biểu diễn số liệu và các chức năng chuyển

đổi dữ liệu nh dịch nén và mã hoá số liệu

- Lớp giao dịch(Transaction): Gồm các giao diện với ngời sử dụng để thiết lập cấu

hình và quản lý hoạt động mạng

Một số thiết bị kết nối mạng theo giao thức sna :

- Cluster Controller/Terminal controller: Kết nối và điều khiển một nhóm từ 8 đến

32 coax-attached terminal

- Establish Controller Unit(ecu): Đây là một dạng Cluster Controller có vai trò nh

Gateway cho Mainframe kết nối với các mạng khác nh Token Ring, Ertherner

- Communication controller(cc) và Front-end Processor(fep): Cung cấp chức

năng kết nối Cluster Controller tới các Mainframe qua ncp (Network Control protocol)

- Interconect Controller: Kết nối trực tiếp cho Mainframe tới các sna nh Token

đáp ứng chức năng liên kết mạng với các loại giao thức trong sna

V Công nghệ chuyển mạch sử dụng trong wan.

Hiện nay các thiết bị chuyển mạch trên thị trờng truyền thông chủ yếu sử dụng cáccông nghệ chuyển mạch nh sau:

- Chuyển mạch kênh ( Circuit switching )

- Chuyển mạch gói ( Packet switching )

- Chuyển mach tế bào ( Cell switching )

Circuit Switch CircuitSwitch

- Kết nối điểm ( end to end ) phải đợc thiết lập trớc khi quá trình trao đổi thông tinbắt đầu Các kênh này có thể là cố định ( Lease line ) hoặc phải quay số trớc khi thiết lập(Dial – up )

- Khi kênh đợc thiết lập ta có thể truyền các loại thông tin khác nhau đồng thời cóthể sử dụng các phơng pháp phân chia gói số liệu để truyền giữa hai điểm

Hệ thống chuyển mạch kênh thờng kết hợp với phơng thức ghép tách kênh theo thờigian TDM ( Time Division Multiplexer ) TDM là công nghệ trên băng tần cơ bản ( BaseBand ) ghép chèn các kênh số liệu riêng lẻ vào một dòng bít trên đờng truyền Trong quátrình truyền mỗi kênh sẽ đợc phân chia khe thời gian (32 hoặc 24 khe) trên đờng truyềndẫn Chính vì việc truyền phân chia kênh khe thời gian mà dẫn đến tình trạng khi một kênhnào đó ngng truyền số liệu thì nó vẫn chiếm khe thời gian đó, vì vậy dẫn đến không tậndụng đợc băng tần Đây cũng chính là nhợc điểm của chuyển mạch kênh so với chuyểnmạch gói

và có nhiều con đờng kết nối nên packet có thể đợc định tuyến qua các con đờng khácnhau khi có một đờng bị gián đoạn việc truyền số liệu

Gói thông tin (packet) bao gồm thông tin cần truyền cộng thêm phần headerchứa các thông tin về việc điều khiển quản lý việc truyền gói tin

Chuyển gói mạch là một trờng hợp đặc biệt của “Address multiplexing” và cóthể thực hiện chức năng nh statistical multiplexer Chuyển mạch gói cho phép nhiềungời sử dụng chia sẻ một mạng truyền dẫn riêng lẻ bởi việc cung cấp bộ đệm (buffer)

đợc sử dụng khi tràn số liệu Chuyển mạch gói có thể điều khiển chất l ợng các kênhtruyền bằng việc phân phối băng tần, không gian bộ đệm và điều khiển lu lợng

A S1 B

S3

S6 S5

1

3 2

mesage

Mạng chuyển mạch gói.

Hình1.11 Chuyển mạch gói

Các chuẩn giao thức sử dụng phổ biến hiện nay là X25 và Frame Relay Các giaothức chủ yếu gồm các lớp mô hình OSI :

 Lớp vật lý: Định nghĩa giao diện điện, vật lý từ DTE tới các Node truy nhập

mạng

 Lớp Link Access: Định nghĩa cấu trúc gói dữ liệu, thực hiện các chức năng

phát hiện sửa lỗi, truyền lại gói thông tin hỏng, điều khiển luồng ( flow control) vàkết hợp các kết nối logic

 Lớp Packet: Định nghĩa tuyến trên các đờng nối ảo để truyền gói dử liệu Một

số kênh nối ảo của chuyển mạch gói sử dụng các kết nối mạng WAN bao gồm:

 Kênh do cố định PCV ( Permanent Virtual Curcuit): Mỗi thiét bị đầu cuối

mạng diện rộng WAN phải có một địa chỉ gọi là DNA ( Data Network Addess) đểcác thiết bị đầu cuối khác có thể gọi đợc Với mỗi cặp DNA, ta có thể tạo một sốkênh ảo cố định kết nối chúng và khi có các cuộc trao đổi thông tin giữa chúng mạng

sẽ không cần phải xử lý các gói tin thiết lập cuộc gọi

 Kênh do chuyển mạch ( Swicthing Virtual Curcuit): Kênh ảo chuyển mạch

SVC là khi bắt đầu có nhu cầu tới mạng gói tin SETUP, mạng nhận gói tinh này xemxét các gói tin này xem xét các tham số , nếu là hợp lệ thì gói tin sẽ đ ợc chuyển đến

đầu cuối bị gọi Nếu cuộc gọi đợc chấp nhận, đầu cuối bị gọi sẽ chuyển gói tinCONECT tới mạng để chuyển tới đầu cuối gọi Đầu cuối gọi sau khi nhận đ ợc gói tin

đó sẽ gửi gói tin CONECT ACKNOWLEDGE tới mạng để xác nhận và mạng cũnggửi gói tin này tới đầu cuối bị gọi Khi đó kết thúc giai đoạn thiết lập cuộc gọi, các

đầu cuối chuyển sang giai đoạn trao đổi thông tin cho nhau

 Kênh ảo nối đa điểm MVC ( Multicast Virtual Circuit): Mạng Frame Relay

có thể cung cấp khả năng phát hoặc nhận số liệu giữa một đầu cuối với nhiều đầucuối khác nhờ kỹ thuật MVC Hiện nay kỹ thuật này mới đ ợc áp dụng với loại kênhPVC còn với SVC vẫn đang còn trong giai đoạn nghiên cứu

Chuyển mạch gói cung cấp dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao ( đặc biệt là FrameRelay) từ 56/64 Kbps tới Mbps

3 Công nghệ chuyển mạch tế bào ( cell switching)

Chuyển mạch tế bào mà đặc trng là ATM (Asynchronous Transfer Mode) là mộtcông nghệ mới ATM cung cấp dịch vụ chuyển mạch gói tốc độ cao ( fast packer) cóthể nâng tốc độ truyền số liệu tới hàng Gbps

ATM là công nghệ tạo các kết nối theo kiểu connection-oriented Các phân lớpATM gồm:

 Lớp vật lý: Bao gồm các giao diện đờng truyền về điện , vật lý, phân chia tốc

độ tế bào tạo và xác định tín hiệu HEC, nhận dạng biên của tế bào , tạo và xác địnhkhung truyền dẫn

 Lớp ATM : Định nghĩa dạng tế bào , điều khiển lu lợng cung , tạo và tách

thông tin ghép đầu , dịch các tế bào VPI/VCI và ghép, tácth tế bào

 Lớp ATM Adaptation: Thực hiện các quá trình chuyển đổi thông tin từ các lớp

trên vào tế bào ATM Ví dụ nh chuyển đổi các gói dữ liệu IP, Ethernet…thành dạng

tế bào ATM

Để đáp ứng đợc nhu cầu đa dịch vụ, mọi thông tin ( dữ liệu, âm thanh, hình ảnh )

đều đợc tổ chức thành các tế bào ATM để truyền trong mạng Atm Các tế bào này cókích thớc cố định là 53 byte phù hợp với chuẩn CCITT Có 2 kiểu cấu trúc của tế bào:

 Kiểu UNI ( user network interface) dùng để kiểm tra khi đi qua giao diện ng

Tùy theo các dạng thông tin (âm thanh, hình ảnh, dữ liệu ) sẽ đ ợc phân chiathành các loại tơng ứng A, B, C, D với mỗi loại có một hàm thích nghi ATM, đ ợcghi vào phần thông tin và đợc đa vào ở thiết bị đầu cuối, bộ phát, bộ thu và các bộphận thích nghi( Adapter layer).

Các tế bào ATM đợc phát ra từ bộ phát và đợc trộn kênh trên các đờng truyền.Trộn kênh của ATM là đồng bộ ở mức vật lý nhng không đồng bộ ở mức thông tin vìphần thông tin trong các tế bào không liên hệ gì với vị trí của tế bào trong thời gian.Trong quá trình trộn, phải đảm bảo các tế bào

không mất đi, do vậy phải thiết lập đợc mối liên hệ giữa chiều dài của hàng tế bào L (thể hiện số lợng) và thời gian dịch vụ T

Các tế bào đi vào cổng nhng có thể đợc chuyển mạch tới một hoặc nhiều cổng

ra Khi nhiều tế bào thuộc nhiều mốc mạch khác nhau đồng thời cùng đến một cổng

ra thì một số tế bào đợc truyền vào bộ đệm nằm chờ đề sau đó lại gửi tiếp Để giảmtải, các tế bào rỗng đợc rút ra khi qua chuyển mạch, sau đó lại đợc bù vào

Các chuyển mạch ATM làm việc nhanh vì nó không cần đến các phần mềm thủtục nào

Kết nối mạch trong ATM có 2 loại: Lộ trình ảo nhận dạng bằng mã VPL, kênh

Hệ thống Chuyển mạch gói Frame Relay ATM

Đơn vị

Sấp xỉ 4K bytes Sấp xỉ 4K bytes 53bytes (Cố định)Biểu đồ

1.12- Biểu đồ so sánh 3 loại công nghệ chuyển mạch gói.

VI Các thiết bị liên kết mạng.

Việc kết nối mạng LAN thành các mạng lớn hơn nhằm tăng kích th ớc mạngtrong môi trờng hiện có Các công cụ có thể cho phép chúng ta thực hiện đ ợc mục

1 Repeater ( Bộ chuyển tiếp ).

Là thành phần đơn giản nhất đợc sử dụng để mở rộng mạng LAN Chúng hoạt

động tại tầng vật lý trong mô hình OSI để khuyếch đại tín hiệu và chuyển tiếp tínhiệu

REPEATERMuốn chuyển tiếp tín hiệu từ đoạn mạng này sang đoạn mạng khác thì yêu cầugói dữ liệu và giao thức LLC ( Logical Link Control) phải giống nhau trên mỗi đoạnmạng Ví dụ nh bộ chuyển tiếp không thể liên lạc giữa mạng LAN 802.3 ( Ethernet)

và 802.5 ( Token Ring) Một số bộ chuyển tiếp cao cấp đóng vai trò nh một hub đacổng và có thể kết nối các phơng tiện truyền dẫn khác nhau ( nh cáp đồng và cápquang) Tuy nhiên bộ chuyển tiếp có nhợc điểm đó là không hoạt động đợc khi:

 Lu lợng truyền không quá lớn

 Đoạn mạng sử dụng với các phơng pháp truy nhập khác nhau, nh một bên sửdụng Ethernet còn một bên là Token Ring

2 Bridge (Cầu nối).

Là một thiết bị mềm dẻo hơn nhiều so với Repeater Một Repeater chuyển đi tấtcả các tín hiệu nó nhận đợc còn Bridge có chọn lọc và chỉ chuyển đi các tín hiệu có

đích ở phần mạng phía bên kia Bridge có thể làm đ ợc nh thế vì mỗi thiết bị trênmạng đều có một địa chỉ duy nhất, và địa chỉ đích đ ợc đặt trong phần Header của mỗigói tin đợc truyền đi

BRIDGEHoạt động tơng đơng với tầng Data link , Phsical trong mô hình OSI Ngoài cácchức năng nh bộ chuyển tiếp cầu nối còn có một số u điểm sau:

 Có khả năng làm giảm hiện tợng tắc nghẽn khi số lợng máy tính nối vàomạng quá lớn Bằng cách chia nó ra làm 2 mạng riêng biệt nhằm giảm bớt l u lợngtruyền thông trên mỗi mạng

 Có khả năng nối kết các mạng LAN khác nhau nh Ethernet và Token Ring vàtruyền gói dữ liệu giữa chúng

3 Router(Bộ định tuyến).

Router là thiết bị thông minh " hơn Bridge vì nó có thể chọn đợc các đờng tối

u cho 2 hay nhiều mạng

ROUTER

Hoạt động ở tầng Network của mô hình OSI Router có thể nhận diện địa chỉmạng (Brigde không làm đợc), sàng lọc địa chỉ Chúng cũng quyết định lộ trình tốtnhất cho dữ liệu truyền đi Ngời ta thờng sử dụng bộ định tuyến để:

 Nối kết hai mạng và hạn chế lu thông không cần thiết

 Phân chia các mạng quản trị

4 Switch ( Bộ chuyển mạch).

Ta có thể coi Switch hoạt động gần giống một Hub và một Router Chức năngcủa Switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cáchdựa vào một loaị đờng truyền xơng sống (backbone) nội tại tốc độ cao Switch cónhiều cồng, mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc TokenRing

SWITCHNgoài ra bộ chuyển mạch cung cấp khả năng lọc gói dữ liệu giữa một số mạngLAN riêng biệt.

Switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều ngời cho rằng nó có thẻ trở lên phổ biếnnhất vì nó là bớc đầu tiên trên con đờng chuyển sang chế độ truyền không đồng bộATM

5 Gateway ( Cổng giao tiếp).

Hoạt động ở hầu hết các tầng trong mô hình 7 lớp OSI Cổng giao tiếp cho phéptruyển thông giữa các kiến trúc mạng và môi tr ờng khác nhau Cổng giao tiếp nhậndữ liệu từ một môi trờng, tớc bỏ chồng giao thức cũ và đóng gói lại theo chồng giaothức của trạm đích

GATE WAYNgời ta thờng sử dụng cổng giao tiếp để liên kết hai hệ thống không sử dụngcùng:

 Giao thức truyền thông

 Cấu trúc định dạng dữ liệu

 Ngôn ngữ

 Kiến trúc mạng

Cổng giao tiếp liên kết các mạng không đồng nhất, ví dụ nh: Microsoft Window

NT với SNA(System Network Architecture) của IBM Chúng thay đổi dạng thức dữliệu cho phù hợp với chơng trình ứng dụng tại đầu nhận

Ch¬ng 2 Giao thøc Tcp/ip

Giới thiệu họ giao thức TCp/ip

Đối với mạng diện rộng WAN việc chọn giao thức là một điều hết sức quantrọng vì nó ảnh hởng tới các ứng dụng sẽ đợc sử dụng trên mạng mà các ứng dụngnày là kết quả cuối cùng cho bất kỳ hệ thống mạng nào

TCP/IP hiện nay đợc coi là một giao thức hoạt động tốt và hiệu quả trên hệ thốngmạng diện rộng Ngời ta dự đoán trong một tơng lai không xa tất cả các ứng dụng nhdata, video, voice và cả wireless đều chạy theo giao thức này Hơn nữa TCP/IP còn đ -

ợc hỗ trợ ở hầu hết các thiết bị mạng, bảo đảm sự t ơng thích cao và khả năng mởrộng, nâng cấp trong tơng lai

Để hiểu rõ hơn về giao thức TCP/IP chúng ta sẽ đi tìm hiểu một số đặc điểm củagiao thức này

I lịch sử phát triển của tcp/ip.

Họ thủ tục TCP/IP là thủ tục đợc phát triển để dùng trong mạng của quốc phòng

Mỹ vào đầu những năm 70, mạng này đợc gọi là APANET Sau đó mạng này đợc mởrộng và phát triển thành mạng Internet ngày nay Họ thủ tục TCP/IP đ ợc dung frộngrãi trong Internet và ngày càng tỏ rõ u thế của nó TCP/IP còn là họ thủ tục cơ sở cho

hệ điều hành UNIX, WINDOWS, NT và ngày nay NOVELL NETWARE đangchuyển sang dùng TCP/ IP thay thế cho IPX/SPX

II họ giao thức tcp/ip.

TCP/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp cácphơng tiện truyền thông liên mạng Cái tên TCP/IP là cấu thành của 2 giao thứcchính: TCP ( Giao thức điều khiển truyền dữ liệu) và IP (Giao thức liên mạng) Đây

là 2 giao thức chung nhất, ngoài ra còn các giao thức khác cung cấp dịch vụ dựa trênhai giao thức này Dới đây là hình vẽ mô tả tổng quát các dịch vụ mà nó cung cấp vàcác chuẩn đợc sử dụng có so sánh với mô hình OSI để chúng ta có cái nhìn tổng quát

về họ giao thức này:

Transmision Control Protocol (TCP)

ARP

FPT SMTP DNS SNMP

FTP - File Transfer Protocol SMTP - Simple Mail Transfer Protocol DNS - Domain Name Sytstem

SNMP - Simple Network Management Prtocol ICMP - Internet Control Message Protocol ARP - Address Resolution Protocol FDDI - Fiber Distributed Data Interface RIP – Routing Information Protocol

Protocol (UDP)

User Datagram RIP

ICMP

INTERNET PROTOCOL (IP)

Ethernet Token bus

Token Ring FDDI

IEE802.3 IEE802.4 IEE802.5 ANSI X3T95 OIS Model

Hình 2.1- Kiến trúc OSI và TCP/IP

1.1-Cấu trúc của IP Datagram.

Đơn vị dữ liệu dùng trong giao thức IP và IP Datagram Một Datagram đ ợc chialàm 2 phần: Phần tiêu đề (Header) và phần chứa dữ liệu cần truyền (Data).Trong đó,phần header gồm một số trờng chứa các thông tin điều khiển của Datagram nh : Địachỉ nguồn (nơi gửi), địa chỉ đích ( nơi nhận)

Sau đây là cấu trúc của một Datagram:

VE R

Identificantion Flags Fragment offset Time to leve Protocol Header Checksum

Source Address Detination Address Options + Padding

Data (max: 65.535 bytes)

Hình 2.2- Cấu trúc của một IP Datagram

Mô tả các tr ờng hợp trong IP Datagram:

1 VERS ( Version).

Trờng Vers chiếm 4 bit, cho biết số Version của IP đợc cài đặt hiện thời

2 HLEN ( Header length):

Trờng hợp HLEN chiếm 4 bit, cho biết chiều dài của phần Header Đơn vị tính

8 bít của trờng Service type đợc chia làm 5 phần:

 Precedence : Chiếm 3 bít Chỉ thị quyền u tiên gửi Datagram Các mức u tiên

từ 01 (bình thờng) đến mức cao nhất là 7 (điều khiển mạng) Cho phép ng ời sử dụngchỉ ra tầm quan trọng của các datagram

 Ba bít D,T,R nói lên kiểu truyền Datagram, cụ thể nh sau:

- Bít D ( Delay) chỉ độ trễ yêu cầu

Trong đó với D = 0 chỉ độ trễ bình thờng

D= 1 chỉ độ trễ thấp

- Bít T ( Throughput) chỉ thông lợng yêu cầu

Với T =0 chỉ thông lợng bình thờng

T = 1 chỉ thông lợng cao

- Bít R ( Reliability) chỉ độ tin cậy yêu cầu

Với R = 0 chỉ độ tin cậy bình thờng

Với R = 1 chỉ độ tin cậy cao

Khi truyền Datagram trên liên mạng, ngời sử dụng luôn mong muốn có đợc độtrễ thấp (D = 1), thông lợng cao (T = 1) và độ tin cậy cao (R=1) để dữ liệu có thể đ ợctruyền mà không bị lỗi, bị quẩn, mất hay nhầm địa chỉ

 Unused: Chiếm 2 bít, cha đợc sử dụng

 Bít 0: Cha sử dụng luôn lấy giá trị 0

 Bít 1: (DF) với DF = 0 : Thực hiện phân đoạn

DF = 1 : Không thực hiện phân đoạn

 Bít 2 (MF) với MF = 0 : Phân đoạn lần cuối

MF = 1 : Phân đoạn thêm

7 fragment offset

Trờng này chiếm 13 bít Cho biết vị trí của đoạn (Sau khi Datagram đã đ ợc phân

đoạn) trong một Datagram Đơn vị tính là 64 bít (8 Byte)

65535 byte và có giá trị là bội số của 8 bít

1.2 Quá trình nhận và gửi một Datagram.

 Đối với thực thể IP ở trạm nguồn, khi nhận đợc một primitive send từ tầngtrên, nó thực hiện các bớc sau đây:

là một gateway sẽ đợc chọn cho một chặng tiếp theo)

 Đối với gateway, khi nhận đợc một datagram quá cảnh, nó thực hiện các độngtác sau:

datagram

To-Live, Fragmentation và Checksum

1.3 Địa chỉ IP ( IP Address).

Trong liên mạng , các trạm Host đợc định danh bằng địa chỉ IP 32 bít (32 bít IPAddess) Địa chỉ IP cho mỗi trạm trên liên mạng là duy nhất Địa chỉ IP 32 bít đ ợcphân là 4 vùng, mỗi vùng chiếm 8 bít

Do số mạng con (Subnet) cũng nh số trạm làm việc từng mạng đợc tổ chức không

đồng nhất nên địa chỉ IP đợc chia làm 5 lớp, đợc ký hiệu bởi các chữ cái A, B, C, D,

E Trong đó ba lớp chính là A, B, C

Mỗi lớp địa chỉ đ ợc đặc tr ng bởi một số bít đầu tiên của byte đầu tiên nh :

 Lớp A đợc đặc trng bởi bít đầu tiên của byte đầu tiên là 0

 Lớp B đợc đặc trng bởi 2 bít đầu tiên là 10

 Lớp C đợc đặc trng bởi 3 bít đầu tiên là 110

 Lớp D đợc đặc trng bởi 4 bít đầu tiên của byte đầu tiên là 1110

 Lớp E đợc đặc trng bởi 5 bít đầu tiên của byte đầu tiên là 11110

Hình2.3- Cấu trúc của các lớp địa chỉ IP

Trong mỗi lớp địa chỉ đều đợc quy định số mạng con trong liên mạng cũng nh sốtrạm trong mỗi thành viên:

 Lớp A cho phép định danh tới 126 mạng, với tối đa 16 triệu host trên mỗimạng Lớp này đợc dùng cho các mạng có số host cực lớn

 Lớp B cho phép định danh tới 16384 mạng, với tối đa 65534 host trên mỗimạng Lớp này đợc dùng trong tơng lai

 Lớp D dùng để gửi IP datagram tới một nhóm các host trên một mạng

Trong trờng hợp, một mạng có thể đợc chia thành nhiều mạng con (subnet) lúc

đó có thể đa thêm các vùng subnet để định danh các mạng con Vùng subnet đợc lấy

từ vùng hostid, cụ thể đối với 3 lớp A, B, C nh sau:

Netid Subnet Hostid

0 7 8 15 16 23 24 31

0 7 8 15 16 23 24 26 27 31

Hình 2.4- Bổ sung vùng subnet vào địa chỉ IPđể

định danh cho các mạng con

Vì địa chỉ IP khác với địa chỉ vật lý nên để các host có thể liên lạc đ ợc với nhauthì cần phải sử dụng giao thức ARP (Address Resolution Protocols) để chuyển đổi từ

địa chỉ IP sang địa chr vật lý và dùng giao thức RARP (Reverse resolution protocol)

để chuyển đổi từ địa chr vật lý sang địa chỉ IP

2 Giao thức TCP (Transmission Control Protocol)

TCP là một giao thức kiểu có liên kết ( Connection- oriented) có nghĩa là phải cógiai đoạn thiết lập liên kết giữa cặp thực thể TCP trớc khi truyền dữ liệu

offset Reserved

URD

ACK

PSH

RST

SYN

FIN

Window

TCP data