Mạng máy tính

Sự kết hợp giữa các mạng máy tính với các hệ thống truyền thông đặc biệt làviễn thông, đãtạo nên một bớc chuyển mới trong vấn đề khai thác và sử dụng cáchệ thống máy tính .Các máy tính r

Lời nói đầu

Trong xã hội hiện đại, thông tin ngày càng trở thành tài nguyên có giá trị.Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu xử lý thông tin càng cao Đối với lợngthông tin lớn, yêu cầu phải tổ chức lu trữ và xử lý nhanh chính xác, đã thúc đẩy sựhình thành, phát triển và hoàn thiện của các hệ thống thông tin Từ các máy tính cánhân đơn lẻ, những mạng máy tính ra đời và phát triển rất nhanh, đặc biệt là mạngInternet Cuộc cách mạng về công nghệ thông tin và công nghệ mạng hiện nay đãlàm cho lợng thông tin đợc truyền tải trên mạng máy tính ngày càng nhiều vàtruyền càng xa Yêu cầu đặt ra là phải có một mạng máy tính mà đáp ứng đợc đủyêu cầu: phải mang tính toàn cầu, bảo đẩm độ tin cậy Mạng đã Internet ra đờibảo đảm đợc những yêu cầu đó

Hiện nay, Internert đã đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự phát triểnkinh tế của thế giới Nó là nguồn tài nguyên vô giá cho các nhà nghiên cứu, cácnhà giáo dục, các quan chức chính phủ, các thủ tục th, Internet trở thành mộtcông cụ thiết yếu cho mọi cá thể đang sử dụng th điện tử, đang nghiên cứu và thực

tế là mọi hoạt động đến việc thu nhập thông tin Nhận thấy tầm quan trọng củamạng Internet đối với công cuộc xây dựng đất nớc ta hiên nay, do vậy em đã quyết

định chọn đề tài nghiên cứu mạng Internet trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp.

Với sự hạn hẹp của thời gian làm báo cáo thực tập và đồ án tập và trình độ

có hạn của bản thân nên báo cáo này không thể không có những thiếu xót Rấtmong đợc sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn bè

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo

Nguyễn Tài Hng và những ý kiến đóng quí báu của các thầy cô cùng bè bạn đã

giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

PHầN I : TổNG QUáT Về MạNG MáY TíNH.

Chơng I Tổng quát về mạng máy tính.

Từ năm 1960 đã xuất hiện các mạng xử lý, trong đó có các trạm cuối(Terminal) thụ động đợc nối vào một máy xử lý trung tâm Máy xử lý trung tâm làmột máy tính Mini có cấu trúc đơn giản nhng tốc độ xử lý thông tin cao và có khảnăng làm việc phân tán Nó có nhiệm vụ quản lý và điều khiển toàn bộ sự hoạt

động của hệ thống nh : thủ tục truyền dữ liệu, sự đồng bộ giữa các cuối ở một hệthống khác, để giảm bớt nhiệm vụ của các máy xử lý trung tâm, hay giảm bớt sốtrạm cuối nối trực tiếp vào nó, ngời ta thêm vào nó các bộ tiền xử lý (PreprocesorFrantal) để tạo thành một mạng truyền tin , hệ thống này có các thiết bị tâp trung(Concentater) và dồn kênh (Multiplexor) Bộ dồn kênh có nhiệm vụ cấp song songcác thông tin do các trạm cuối gửi đến Bộ tập trung dùng bộ nhớ đệm để lu giữtạm các thông tin

Năm 1970 các máy tính đã đợc nối trực tiếp với nhau để tạo thành mạngmáy tính Trong thời gian này cũng xuất hiện các mạng truyền thông(Communication Network) ,thành phần chính là các node mạng đợc gọi là bộchuyển mạch (Switching Unit ), dùng để hớng thông tin tới đích.Các nút mạng đợcnối với nhau bằng đờng truyền(transmissing line).ở hệ thống này các máy xử lýtrung tâm của ngời sử dụng (Host) và các trạm cuối đợc nối trực tiếp vào các nodemạng

Đến năm 1980 mạng máy tính mới thực sự phát triển và nó liên tục pháttriển cho đến nay, điển hình nhất là sự phát triển không ngừng của mạng ỉnternet Để thấy rõ hơn vai trò và tầm quan trọng của các hệ thống mạng máytính, chúng ta hay xem xét chức năng của một số thiết bị trong hệ thống mạng

Chức năng của máy xử lỷ trung tâm:

Chức năng của bộ tiền xử lý

Điều khiển truyền tin

Điều khiển chuyển ký tự lên đờng dây , bổ xung hay bỏ những kí tự

đồng bộ

Quản lý trạng thái đờng dây (nối -tách)

Chức năng của teminal

Quản lý thiết bị đờng truyền

Ghép nối với ngời sử dụng

Kiến trúc mạng (Network Architecture) thể hiện cách nối giữa các nút trongmạng và tập hợp cácqui tắc ,qui ớc mà tất cả các thể tham gia truyền thông trênmạng phải tuân theo Cách nối các máy tính đợc gọi là hình trạng (topology)củamạng

Toplogy của mạng thờng đợc thực hiện theo hai cách nối :

-Nối điểm -điểm (point -to- point ) thờng sử dụng mạng đờng dài

+ Nối hình sao (hình 1.1)

RING +Nèi h×nh vßng (h×nh 1.2)

- Mạng cục bộ (Local Area Network -LAN) là mang đợc cài đặt trong mộtphạm vi tơng đối nhỏ với khoảng cách lớn nhất giữa các nút mạng là vài chụckilomet

- Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN ) là mạng đ ợc cài đặttrong phạm vi một đồ thị hoặc một trung tâm kinh tế, xã hội có bán kính khoảng

- Mạng chuyển mạch gói (Packet Swiched Network ): Trong trờng hợpnày mỗi thông báo đợc chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin(information packet ) có khuôn dạng qui định trớc Mỗi gói tin cũng chứa cácthông tin điều khiển trong đó có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của gói tin Các góitin thuộc về một thông báo nào đó có thể gửi đi qua mạng để tới đích bằng nhiềucon đờng khác nhau

Chơng II Các công nghệ mạng LAN(Local area Network). I.Mạng Ethernet

1 Giới thiệu về mạng

Mạng Ethernet có cấu trúc vật lý tuyến tính (Bus ), sử dụng phơng pháp truy nhập đờng truyền dựa trên cơ chế cảm nhận sóng mạng (CSMA/CD CarrierSense Multiple Access / Colli sion Detction ): Mạng đợc giao thức IEEE 802.3 hỗtrợ tối đa 10Mbps

2 Hoạt động của Ethernet

Trớc khi một trạm Ethernet truyền dữ liệu, nó lắng nghe hoạt động trên kênhtruyền Lắng nghe là mô tả quá trình truyền của sóng mang (carrier ) từ nodenguồn mà các node này có khả năng cảm nhận đợc bằng các phần tử điện tử tạicác trạm

Nếu trạm phát hiện đờng truyền bận, nó cố gắng hạn chế việc truyền dữ liệubit cuối cùng của khung truyền đi, tầng liên kết dữ liệu Ethernet tiếp tục chờ tốithiểu 9,6 mircro giây để cung cấp khoảng thời gian truyền giữa các khung(Interframe ) Khoảng thời gian này cung cấp cho các node có thời gian hồi phục.Sau thời gian đợi này, nếu đờng truyền rỗi, khung tiếp theo đang đợi truyền sẽ đợctruyền đi Khi không tham gia truyền node vẫn tiếp tục hoạt động cảm nhận sóngmang

Nếu kênh truyền đang bận, các node vẫn cố gắng truyền thì tạo nên tình trạng

va chạm thông tin (Collion )và việc truyền sẽ bị gián đoạn việc va chạm thông tinthờng hay xảy ra Trong các mạng LAN Ethernet Ngời ta cố gắng thiết kế saocho hiện tợng va chạm giảm đến mức tối thiểu bằng cách phát hiện va chạm, lậptức ngay việc truyền CSDM/CD diễn tả cơ chế truy nhập đờng truyền tránh vatrạm bằng cách nếu có hiện va chạm, thì dừng ngay việc truyền và dùng sóngmang thông báo cho tất cả các node đang truyền biết và dừng ngay Quá trìnhtruyền đợc tiếp tục sau khi node ngng truyền sau một thời gian ngẫu nhiên địnhnày đợc Nếu sự va chạm xảy ra 10 lần liên tiếp, giá trị thời gian chờ đợi ngẫunhiên đợc tăng gấp đôi Nếu vợt quá 10 lần, việc tăng gấp đôi giá trị thời gian ngẫunhiên không làm thay đổi tinh năng hoạt động của mạng Cơ chế này gọi làTruncated Binary Exponential back off Algorithmi

Các mạng Ethernt không phù hợp cho những ứng dụng với thời gian thực

Quy tắc 5-4-3 phát biểu nh sau :

Sử dụng 5 segment (phân đoạn ) trong một sêri

Sử dụng 4 bộ concentrators hoặc bộ repeaters

Sử dụng 3 phân đoạn cáp đồng trục liên kết

4 Các kiểu khung Ethernet :

Có 4 loại khung Ethernet :

4.1 Ethernet 802.3: đợc phát triển trớc khi chuẩn IEEE 802.3 (Institute of

ELectrical and Electric Engineers.) ban hành Ethernet 802.3 đợc sử dụng trên cácmạng IPX/SPX , Novell (internetwork Packet exchange /sequenced packetexchange ) Không có trờng để chỉ định các giao thức trên các gói tin ,vì vậyEthernet 802.3 là đặc thù riêng của hệ điều hành Netware 2.2 và Netware 3x củaNovell Tính năng chủ yếu của chuẩn Ethernet 8802.3 bao gồm :

 Truờng Preamble (Header) gồm 7 bytes , bao gồm một mẫu xen kẽ 1010 Tốc

độ 10 Mbps , preamble là khoảng thời gian 5,6 micro giây và đủ thời gian chotrạm đích đồng bộ hóa và sẵn sàng nhận khung này

 Start Frame Dilimiter (SFD) đợc định nghĩa tiếp theo ,có độ dài 1 byter

Định nghĩa bằng mẫu byte10101011 Trờng preamble kết hợp với SFD tơng đơngvới preamble Ethernet 8 byte

 Trờng Distination Address (DA địa chỉ đích ) và trờng Source Address (SA địachỉ nguồn )là các đờng tiếp theo sau Preamble mỗi trờng có độ dài 6 bytes, 3byte ,

đầu tợng trng mã của nhà sản xuất ; 3byte còn lại do các nhà sản xuất ấn định sự

ấn thực hiện để bất kỳ 2 card Ethernet và IEEE cũng chỉ có một địa chỉ 6 byte duynhất Địa chỉ này đợc đốt vào CHIP ROM trên Card IEEE 802.3 Bit quan trọngnhất của byte đầu tiên gọi là bit LSB(Least Signlicant Bit ) Nếu giá trị bit là 0,nghĩa là địa chỉ của Ethernet Nếu giá trị là 1 địa chỉ là Broad cast Các bít còn lại

là trờng Universe Local (U/L) đại diện cho địa chỉ cục bộ hay toàn cục TrờngLength có độ dài 2 byte ,chỉ kích thớc dữ liệu của lớp LLC (logical link control ).46byte có độ dài tối thiểu của LLC cần thiết để tạo thành kích thớc 64byte Giátrịtối đa của vùng này là 1.500 byte để làm kích thớc tối đa cho Frame là 1518byte

Trờng Data Unit là trờng có độ dài từ 46-1500byte dữ liệu LLC

Trờng Frame Check (fcs) 32 byte ;đợc phát sinh bởi các trờng Address và DataUnit bằng giải thuật CRC (cyclic ređunancy check sum ) Trờng này sử dụng khiphát hiện lỗi khi truyền Các khung có lỗi sẽ đợc truyền lại

4.2 Ethernet 802.2:

Hoạt động nh chuẩn Ethernet 802.3 nhng kiểu khung ngầm định đợc sử dụngtrong các mạng Network 3.12 và Netware 4.x Các tính năng của chuẩn Ethernet802.2

 Tất cả các trờng nh các trờng của Ethernet 802.3

 Thêm các trờng :Logical Link Local Control (LLC) dài 1byte ,hoạt động nhphần Header của Ethernet 802.3

 Kích cỡ khung 64 1.518 byte

4.3 Ethernet SNPA (Sub Network Address protocol );(giao thức địa chỉ mạng

con ) ;Hoạt động nh Ethernet 802.2

Hai trờng LLC chứa dữ liệu cố định nêu rõ gọi tin SNPA

Trờng LLC còn lại là trờng kiểu cho phép gói tin tải các giao thc khác nằm trongcấu trúc khung, đam bảo đơc tính tơng thích và các hệ điều hành có thể tải cácgiao thức trên, các phơng tiện truyền khác nhau nh TokenRing

4.4 Ethernet II Giao thức ethemet II hỗ trợ TCP /IP for Netware 3.11(Hình)

mô tả cấu trúc khung của Ethermet II với các chc năng nh sau :

Trờng Preamble (header) gồm 8 byte baogomf một mẫu xen kẽ 1010kết thúcbằng 101011 Tốc độ 10Mbps, Preamble là khoảng thời gian 6,4micro giây và đủthời gian cho trạm nhận đồng bộ hóa và sẵn sàng nhận khung này

Trờng Distination Address (DA địa chỉ đích )và trờng Source Addrress (SA địachỉ nguồn) là các trờng tiếp theo sau Preamble Mỗi trờng có độ dài 6 byte,3byte đầu tợng trng mà của nhà sản xuất ,3byte còn lại do nhà sản xuất ấn định

Sự ấn định này đợc thực hiện để Card Ethermet có địa chỉ 6 byte là duy nhất Địachỉ này đợc đốt vào CHIP ROM trên card

Bit quan trọng nhất của byte đầu tiên gọi là bit LSB (least signlicant bit).Nếu giátrị là 0 nghĩa là địa chỉ của Ethemet ,nếu giá trị là 1, địa chỉ là Broadcast

 Trờng kiểu (type) gói dữ liệu nằm tiép sau trờng địa chỉ nguồn còn gọi làEthemet Type, (dài 2byte) trờng này cho phép nhiều giao thức chạy trên một Cardduy nhất Nếu khung Ethemet đợc sử dụng để mang dữ liệu Netware thì giá trị tr-ờng này là 8137 Hex Nếu sử dụng để mang dữ liệu DOD Internet Paccket thì giátrị của nó là 0800 HEX Trờng này đợc sử dụng bởi trình điều khiển mạng

 Trờng Data Unit là trờng có độ dầi thay đổi từ 46  1500 byte Các trờng chiềudài cố định còn lại đợc cộng thêm 18 byte

Trờng Frame Check (FCS) đợc phát sinh bởi trờng Type Trờng này sử dụng pháthiện lỗi khi truyền Các khung có lỗi sẽ đợc truyền lại

4.5 Sự khác nhau giữa Ethernet II và Ethernet 802.3.

Có một số khác nhau giữa hai giao thức Ethernet II và 802.3 Trong Ethernet

II sử dụng trờng Type 2 byte để xác nhận kiểu dữ liệu Các giá trị của Type tại mỗithời điểm do Xerox ẩn định chứ không phảỉ do IEEE cung cấp Trong Ehternet802.3 Type có trờng Length 2 byte, thông tin chiều dài gói Ethernet đợc cung cấp

bởi lớp cao hơn Trong một số trờng hợp, NIC ( Network Interface Card) có thểxác định chiều dài khung dựa trên khoảng thời gian tồn tại tín hiệu Card NICtruyền thông tin này cho lớp cao hơn Trong khung Ethernet 802.3 thông tin loạiType do khung IEEE 702.3 (Logiccal Control Layer) cung cấp , đây là một phầncủa Data Unit

Preamble 8 Byte

Preamble 7bytesStart Frame Deli miter

1 bytesDistination Address 6 byte Distination Address

6 byteSource Address 6 Byte Source Address 6 byte

Data unit 46-1500 Byte LLC Data 461500 byte

Frame check Sequence 4 byte Frame Check Sequence

4byte

Ethernet II Ethernet 802.3

Hình 2.1 So sánh cấu trúc Ethernet II & Ehternet 802.

5 Standard Ethernet (Thick Ethernet ).

Loại cáp sử dụng cho Thick Ethernet là loạI RG-8 ,có đ ờng kính o,4Inch và

50 Ohm Phiên bản của IEEE gọi là chuẩn 10 BASE 5, 10là chỉ tốc độ 10Mbps,BASE là chỉ băng tần cơ sở và 5là tợng trng cho mỗi phân đoạn là 500 m

Thick Ethernet dùng bộ thu phát (Transceiver) bên ngoàI Card mạng hayNIC có một Dix Connector Socket liên lạc ngoai mạng thông qua bộ chuyển đổi(Repeater) trên cáp đoạn (Trunk Segment )

Bé Tham sè thick Ethernet chuyÓn tiÕp 4 bé

Số tạm trên một segment 100

Bảng 1 : Tham số và quy tắc đi dây Thick Ethernet

6 Thin Ethernet

Thin Ethernet có tên khác là Thin Wire Ethernet , thinnet Sử dụng cáp

đồng trục loạI RG -58 C/U Phiên bản của IEEE gọi là chuẩn 10 BASE 2 ,10 chỉtôc độ 10Mbps, BASE chỉ băng tần cơ sở và 2tợng trng cho mỗi phân đoạn làkhông quá 185m

Thin Ethernet dùng BNC T-Connectornoois liền với cáp mạng Các trênThin Ethernet liên lạc ngoàI mạng thông qua bộ chuyển đổi ( Repeater )trên cápmạng ( Truck Segment )

Segment 1 Segment 2 C¸p thu ph¸t

<50m

BNC

Tham số thick Ethernet Giá trị

Bảng 2 : Tham số và quy tắc đi dây trên Thin Ethernet

Có thể phối hợp Thin Ethernet và Thick Ethernet để mở rộng phạm vi hoạt

động của mạng Hoặc sử dụng kết hợp cáp Ethernet béo, gầy trên cùng một đoạn

II Mạng cục bộ Token Ring

1 Giới thiệu về mạng Token Ring.

Cấu trúc mạng hình vòng ( Ring ) là một chuỗi kết nối điểm - điểm các nút lại

với nhau tạo thành vòng tròn Vì vậy Ring LAN không phảI là mạng truyền quảngbá nh Ethernet ,chúng đợc xem nh mạng truyền tuần tự, điểm- điểm Công nghệRing LAN là số hoá, không giống nh công nghệ mạng Ethernet trong đó cơ chếcảm nhận sóng mang là tín hiệu tơng tự ( Analog ) Ring LAN thòng sử dụng làIEEE 802.5

2 Hoạt động của Token Ring

Mạng Lan Token Ring là một chuỗi các liên kết điểm - điểm Mỗi trạm hoạt

động nh một bộ chuyển tiếp khuyếch đại tín hiệu suy hao Các liên kết có thể xâydng từ bất kỳ loại cáp nào nh cáp đồng trục, cáp sợi quang, cáp xoán đôi

Mỗi thẻ bài đơc lu chuyển liên tục trên đơng truyền vật lý Thẻ bài (token)gồm 24 bit (3byte) và cũng phải có đủ thời gian trễ nắm giữ 24 bit

Nếu tốc độ trên vòng là 4Mbps thì vòng phải có thời gian trì hoãn là 24/2Mbps = 6Micrô giây

Công thức tính toán thời gian trì hoãn trên mạng nh sau :

Kích thớc vòng = thời gian trì hoãn  vận tốc truyền

Các mạng cục bộ Token Ring hoat động một trong bốn chế độ sau :

Chế độ truyền

 Chế độ lắng nghe

 Chế độ bỏ qua

 Chế độ nhận

(Hình 2.4) minh hoạ bốn trạm hoạt động theo các chế độ trên Giả sử trạm Atruyền dữ liệu đến trạm D Trạm A nhận Token, kiểm tra bit T, nếu giá trị của bítnày bằng 0 Token bận nghĩa là đã có trạm nào đấy trên mạng đang trong chế độtruyền, nếu giá trị bit T bằng 1, đờng truyền rỗi, trạm chuyển giá trị 1 băng 0,trạng thái bận và trạm A bớc vào chế độ truyền ( Transmit Mode ), vì A truyền đến

D khung dữ liệu này, nên địa chỉ đích sẽ là địa chỉ của trạm D, địa chỉ nguồn sẽ là

địa chỉ trạm A, trạm B hoạt động trong chế độ lắng nghe và kiểm tra vùng địa chỉ

đích của khung dữ liệu Vì địa chỉ đích không phải là của nó , nó bớc vào chế độlắng nghe (Lísten Mode) Trạm C vì không cung cấp điện (giả sử bị mất điệnchẳng hạn) do đó nó ở chế độ bỏ qua (Delay bypasses Mode) Trạm đích D pháthiện ra bằng địa chỉ đích chính là của nó, nó bớc vào chế độ nhận (ReceiverMode ) Khung dữ liệu đợc sao chép vào bộ nhớ của trạm

C : Relay by pass Mode

D: Receive Mode B: Listen Mode

A : Transmit Mode Hình 2.4 : Các chế độ làm viêc của trạm Token Ring

Trong Frame có một số cờ kiểm soát quá trình truyền và nhận dữ liệu CờFrame Status Flegs nhận biết dựa vào phần cứng Cờ Frame Status gồm các cờnhận biết địa chỉ A (Address Recogninzed ), cờ sao chép khung ( Frame Copied )

Và cờ lỗi E ( Error )

Frame Flages Giá trị ý nghĩa

- Nếu E=I : Nhận khung lỗi

- E=0 : khung không đợc sao chép , không hiểu lý do

 AC= 11 : Trạm tồn tại và dữ liệu đã đợc sao chép

- Nếu E= 1 sao chép hỏng

3 Chuẩn Token Ring

Là chuẩn đặc tả mạng cục bộ với topo dạng vòng (Ring) sử dụng thẻ bài để

điều khiển truy nhập đừơng truyền tuân thủ chuẩn IEEE 802.5 chuẩn IEEE 802.3hoạt động trong tầng vật lý và tầng con MAC ( Media Access control )

Giao thức MAC là phần cốt lõi của IEEE 802.5 sử dụng phơng pháp TokenRing để điều khiển truy nhập đờng truyền Khuôn dạng của Frame dụng tronggiao thức MAC của IEE802.5 đợc trình bày trong hình

SD AC FC DA SA INFO FCS ED ES

SFS phạm vi chữ của FCS EFS

Hình 2.5 : Khuôn dạng tổng quát của IEEE 802.5 Frame

 SFS = start frame Sequence

 SD =Starting Delimiter (1 octet) : SD chỉ bất đảu của một Frame hoặcToken SD bao gồm các mẫu tín hiệu luôn luôn có thể phân biệt đợc với dữliệu, cụ thể nó có dạng JK0J000 trong đó J và K là các kí hiệu phi dữ liệu(dạng thực sự của nó phụ thuộc vào kiểu mã hoá tín hiện trên đờng truyền)  AC=access control (1octet) :AC : chứa các tham số priort và reservationdùng cho cơ chế u tiên, và moniter bit dùng trong cơ chế quản lý vòng.Vùng này chứa cả Token bit để chỉ thị, đó là thể bài hay đợn vị dữ liệu(Frame)

 FC= Frame Control (1 octet): C chỉ thị Frame chứa LLC date hay là mộtMAC Control Frame

DA= Destination Address (2/6 octet)

SA= Source Address (2/6 octet) :DA, SA địa chỉ đính và địa chỉ nguồn củaFrame ( tơng tự nh trong các chuẩn trớc IEEE 802.3 và IEEE 802.4)

INFO = information (0 hoặc nhiều octet )

 FCS = Frame Check Sequence ( 4 octet ) : FCS: mã kiểm soát lỗi CRC32bit cho các vùng FC,DA,SA và INFO

EFS = End – of – Frame Sequence

ED = Ending Delimiter (1 octet ) :ED chứa các kí hệu phi dữ liệu (nodatasymbol) đẻ chỉ kết thúc Frame nó cũng chứa các bit I (Intermediate bit) và

E (Error bit ) nh trong 802.4

FS =Frame Status (1octet ) FS chứa các bit A (Address recognized) và C(Frame copied) với ý nghĩa sau :

- A=1 trạm thừa nhận địa chỉ của nó

III Mạng FDDI ( Fiber Distributed Data Interface).

1 Giới thiệu về mạng FDDI.

FDDI là chuẩn cho các mạng dùng cáp sợi quang đợc phát triển bởi uỷ

ban X3T9.5 của viện nghiên cứu chuẩn quốc gia Mỹ ANSI (American NationStandards Institute ) ISO đã chấp nhận FDDI nh là một tiêu chuẩn quốc tế ISO

9313

FDDI đợc phát triển trong mạng diện rộng WAN nhng cũng đợc ứng dụngtrong mạng LAN va MAN ( Fiber Distributed Data interface) đợc xem là mộtmạng LAN có tốc độ cao (100 Mbps ), vì nó khả năng mở rộng khoảng

cách đến 100 km FDDI sử dụng kết nối các mạng LAN với nhau hoặc hoạt động

nh là một trục các mạng LAN

FDDI bao gồn tầng vật lý ( Physical layer) và MAC trong mô hình thamchiếu OSI, đợc dùng đẻ hỗ trợ cho IEEE 802.2 hoặc dịch vụ LLC cho lớp trên.FDDI có thể dùng chạy các ứng dụng client / server dựa trên dịch vụ IEEE 802.2.

Địa chỉ trạm vật lý của FDDI tuân theo quy ớc đánh địa chỉ IEEE 48 Bits(60octet)

LLC(IEEE 802.2)MAC (Medium Access

Control)

LMT( layer Mabagement)

PHY(physical protocol)PMD(physical Medium

Dependent) Hình 12 : Kiến trúc FDDI

2 Giao thức và dịch vụ của FDDI

 Các đặc tả MAC (điều khiển truy nhập phợng tiện truyền )

Đặc tả MAC bao gồm các dịch vụ MAC và giao thức MAC

-Dịch vụ MAC định nghĩa các dịch vụ mà FDDI cung cấp cho tầng con LLChoặc cho ngời sử dụngở mức cao hơn khác

-Giao thức MAC là phần cốt lõi của chuẩn , nó định nghĩa khuôn dạng , đơn vịdữ liệu ( Frame ) và các tơng tác xảy ra giứa các thực thể của tầng con MAC Đặc tả giao thức vật lý

Giao thức vật lý ( PHY) là phần độc lập với đờng truyền của vật lý Nó gồm một

đặc tả về giao diện dịch vụ của tầng con MAC PHY cũng chỉ ra phơng pháp mãhoá dữ liệu để truyền đi

 Đặc tả phụ thuộc vào đờng truyền vật lý PMD

PMD là phần phụ thuộc đờng truyền vật lý Nó định nghĩa và mô tả tính năngcủa bộ điều khiển (drivers)và các bộ tiếp nhận (receivers) cáp quang, và đặc trngphụ thuộc đờng truyền khác cảu việc nối các trạm vào đờng truyền (vòng)

 Đặc tả quản trị tầng LMT

LMT cung cấp các chức năng điều khiển cần thiết ở mức trạm để quản trị cáctiến trình trong các tầng FDDI khác nhau sao cho một trạm có thể hợp tác trênmạng LMT là một bộ phận của khái niệm rộng hơn - gọi là SMT (StationManagement ) có thể bao hàm các tiến trình ở tầng con LLC và trên nữa Dới đây

ta xem xét kĩ hơn về giao thức MAC của FDDI

Cũng nh IEEE 802.5 , giao thức FDDI hoạt động dựa trên cơ chế điều khiểntruy nhập đờng truyền kĩ thuật Token Ring và Topo mạng hình vòng (Ring), vìvậy các giao thức của MAC của FDDI cũng tơng tự các giao thức IEEE 802.5

Đầu tiên ngời ta thiết kế để khai thác thế mạnh về tốc độ cao của cáp quang(100 Mbps và cao hơn nữa) và để cung cấp các dịch vụ mong muốn trên một mạngcục bộ hỗ trợ các mạng vật lý lớn dùng cáp sợi quang Chuẩn này đã mở rộng cóthể dùng trong trờng hợp với cáp đồng trục UTP

Sau đây là bảng so sánh FDDI và IEEE 802.5

Sự khác nhau giữa FDDI và IEEE802

Dùng cáp sợi quang Dùng cáp đôi xoắn

Phơng pháp mã hoá NRZI ,4B/5B Phơng pháp mã hoá Manchester

Đặc tả độ tin cậy tờng minh Đặc tả độ tin cậy không tờng minh Quay vòng thẻ bài theo thời gian Sử dụng các bit priority và revervation

Động bộ phân tán Đồng bộ tập trung Sinh thẻ bài mới sau khi truyền Sinh thẻ bài mới sau khi nhân Chiếm thẻ bài bằng cách thu lại Chiếm thẻ bài bằng cách thay đổi bit

trang thái Khuôn dạng Frame FDDI Khuông dạng Frame IEEE 802.5 Kích thớc Frame tối đa là 4500 octets Không quy định kich thớc frame tối đa Các địa chỉ 16 và 48 bits Các địa chỉ 16 hoặc 48 bits Chức năng phục hồi phân tán cho các trạm Trạm điều khiển (Active Moniter) đảm

nhiệm chức năng phục hồi

3 Khuôn dạng tổng quát của FDDI Frame

Khuôn dạng tổng quát của FDDI Frame nh sau :

Freamble SD FC DA SA INFO FCS ED FS

SFS Phạm vi phủ FCS EFS

Hinh 2.6 : Mô tả khuôn dạng tổng quát của FDDI

Trong đó các vùng có tham số có kích thớc tính theo kí hiệu (Symbol),mỗi kí hiệu tơng ứng với 4 bits ( có sự lựa trọn này vì ở tầng vật lý dữ liệu đ ợctruyền từng đoạn 4 bits một)

Preamble (16 kí hiệu hoặc hơn ) : phần đầu dùng để đồng bộ hoá Framevới đồng bộ của mỗi trạm Kích thớc vùng này là 16 kí hiệu rỗng ( Idlesymbol) hoặc hơn tuỳ theo yêu cầu đồng bộ Kí hiệu rỗng thuộc loại phi dữliệu có dạng thực phụ thuộc phơng pháp mã hoá trên đờng truyền

SD ( Starting Delimiter ) (2 kí hiệu ) bắt đầu của Frame bao gồm mẫu tínhiệu luôn có thể phân biệt đợc với dữ liệu , có dạng JK trong đó J và K làcác kí hiệu phi dữ liệu

SFS (Start of Frame Sequence) bao gồm hai vùng tham số preamble và SD FC (Frame Control) (2 kí hiệu) có dạng CLFFZZZ , trong đó : C ( classbit) chỉ thị đâylà Frame đồng bộ, L chỉ rõ dùng địa chỉ 16 hay 48 bits, FSchỉ đây là LLC Frame hay là MAC Control Frame

DA (Destination Address) (4 hoặc 12 kí hiệu ) địa chỉ đích của Frame, cóthể một địa chỉ vật lý duy nhất (một trạm), một địa chỉ nhóm (nhiều trạm)hoặc một địa chỉ quảng bá (tất cả các trạm)Vòng có thể chứa hỗn hợp các

địa chỉ 16 và 48 bits

SA (Source Address ) (4 hoặc 12 kí tự ) địa mchỉ trạm gửi Frame đi

INFO (Information) (0 hoặc nhiều cặp kí hiệu) : chứa LLC Data hoặcthông tin điều khiển

FCS (Frame Check Sequence) ( 8 kí hiệu ) : mã kiểm soát lỗi 32 bits chocác vùng FC , DA , SA và INFO

FD (Frame Delimi ter ) ( 1kí hiệu ):là một kí hiệu phi dữ liệu để chỉ thị sựkết thúc của Frame ( không kể vùng FS )

 FS (Frame Status ),(3 kí hiệu hoặc hơn ): chứa các kí tự E (Errordetected), A (Address recognized ) và C ( Frame copied ) Mỗi chỉ thị đợcbiểu thị bằng một kí hiệu (R biểu thị “off “ hoặc “ false “ và S biểu thị “ on

“ hoặc “ true “ ) Vùng này còn có thể chứa thêm các thông tin điều khiểnkhác do ngời cài đặt xác định

Lu ý rằng thẻ bài dùng trong FDDI có dạng :

Prameble SD FC ED

Trong đó ED có độ dài là 2 kí hiệu

4 Cách đấu cáp mạng FDDI.

Các trạm của một mạng FDDI có thể kết nối thành vòng theo 2 cách (hình2.7) Các trạm trên một hình vòng đơn đợc gọi là các trạm nối đơn (Single-Attached Station) Trên cấu hình này,nếu đờng truyền có sự cố ở bất kỳ đIểm nào

đều gây ra hỏng mạng Cấu hình vòng kép có khả năng chịu lỗi (Fault Tolerant)cao hơn Các trạm trên cấu hình này gọi là các trạm nối kép (Dual-AttachedStation) Hình 2.7_a cho thấy khi đờng truyền bị sự cố ở một điểm bất kỳ thì haivòng đợc cấu hình lại một cách tự động để duy trì một đờng dẫn dữ liệu hoànchỉnh(lu ý rằng nếu một đờng truyền bị sự cố ở hai trạm nối đơn thì không thể đợckhắc phục theo kiểu này)

Trạm nối kép

Trạm nối kép

Trạm nối

đơn

Trạm nối kép

Trạm nối kép

Lỗi đ ờng truyền

ATM Interface

ATM Interface

ATM Interface

3

a : hoạt động bình thờng của mạng b : Khắc phục một sự cố đờng

FDDI với các trạm nối đơn và nối kép truyền giữa các trạm nối kép

Hình 2.7 : Hai cách nối vòng FDDI

IV Mạng ATM (Asynchronous Transfer Mode ).

1 Giới thiệu về mạng ATM.

Mạng LAN đợc xây dựng ATM gọi là Locol LAN Bộ điều khiền mạng đặttrong tổng đài ATM, tổng đài định lộ trình các thông báo và kiểm soát truy nhậptrong trờng hợp nghẽn mạch Ngợc lại với bộ kỹ thuật LAN truyền thống , viêc

điều khiển đợc cài đặt trong các bộ giao tiếp mạng

Mạng LAN ATM sử dụng bộ định tuyến chuyển mạnh ATM và các giao tiếpATM tại các trạm làm việc Mỗi trạm làm việc liên lạc với tổng đài ATM bằngmột liên kết riêng Không giống nh kỹ thuật LAN khác, ngời sử dụng không cầnphải truyền thông cùng tốc độ dữ liệu Điều này làm cho khả năng hỗ trợ mạngtheo yêu cầu khác linh hoạt hơn

Quy ớc sử dụng một tập các giao thức trong các mạng LAN truyền thống khácvới quy ớc tập các giao thức trong tầng vật lý mạng WAN Vì vậy khi liên kết cácmạng LAN lại thành một mạng diện rộng cần thiết phải sử dụng các thiết bị nhGateway, Router để chuyển đổi các giao thức LAN, tốc độ dữ liệu và các tínhiệu giao thức sử dụng cho WAN

ATM Switch

đến các vị trí khác nhau ít hơn, kết quả tính cớc phí sử dụng chính xác hơn.

Token Ring

định tuyến

định tuyến

định tuyến Ethernet LAN

Ethernet

LAN

Hình 2.9: Mạng LAN/ WAN sử dụng bộ định tuyến

ATM

Interface

ATM Interface

ATM Interface

ATM

Interface

ATM Interface

ATM Interface

ATM Switch

ATM Switch

ATM Switch

ATM Switch

ATM Switch

Hình 2.11: Mạng LAN /WAN ATM

Các khả năng sử dụng khác của ATM trong công nghệ mạng LAN nh sau:

Liên kết từ đIểm tới đIểm ( Point to point)

Cổng ATM trên bộ định tuyến

Các mạng LAN truyền thống có thể kết nối chuyển mạch ATM riêng

Các mạng LAN truyền thống kết nối mạng chuyển mạch ATM công cộng Công nghệ ATM không phụ thuộc bất kỳ phơng tiện truyền hay băng thôngnào Hình vẽ cho thấy rằng tầng con PMD( Physical Media Dependent) có thể sửdụng cáp đồng trục, cáp xoắn đôI hoặc cáp sợi quang Tốc độ thay đổi từ 64Kbps,1.544Mbps, 45Mbps, 155Mbps, và cao hơn

64kbps

1.544Mbps

45Mbps

155kbps

622kbps

2.5 Gbps Physical layer

I Giao thức đờng truyền PPP ( Point - to - Point protocol).

1 Giới thiệu giao thức đờng truyền

PPP là giao thức hoạt động trong tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu, là mộtgiao thức cho phép kết nối Internet thông qua đờng điện thoại quay số

Do đơn giản, dễ cài đặt và không đòi hỏi cấp phát địa chỉ IP riêng cho máyngời sử dụng (Địa chỉ này sẽ đợc nhà cung cấp dịch vụ cung cấp tạm thời khi sửdụng dịch vụ) nên PPP rất đợc a chuộng so với các dịch vụ khác nh SLIP (SerialLine Internet Protocol - giao thức tuyến nối tiếp) PPP đợc cung cấp một số tínhnăng u việt bao gồm việc kiểm tra, sửa lỗi, khả năng truyền đồng bộ và không

đồng bộ PPP đợc hỗ trợ bởi các giao thức sau:

Data link layer protocol: Giao thức điều khiển lớp liên kết dữ liệu tơng tự nhchuẩn HDLC High lever Data Link Control) cho phép PPP hoạt động trong cácmôi trờng sử dụng nhiều giao thức lớp mạng khác nhau HDLC là chuẩn cung cấpdịch vụ truyền dữ tin cậy qua các đờng đồng bộ nối tiếp, đảm bảo phân phát một

cách tin cậy qua bất kỳ một loại đờng nối tiếp nào

Link Control Protocol (LCP): Cung cấp thông tin đIều khiển qua đờng dây nốitiếp, sử dụng để thiết lập cuộc nối, thông số cấu hình nối, kiểm tra chất lợng kếtnối

Network Control Protocol ( NCP) : Là các giao thức riêng rẽ cung cấp thông tin

về cấu hình và điều khiển lớp mạng cho các giao thức lớp mạng

2 Những đặc điểm u việt của PPP.

 Dịch vụ thiết lập kết nối và kết thúc kết nối động để giảm cớc phí đờng điẹnthoại trong thời gian tạm ngng Khi cuộc nối bị gián đoạn tiến trình chạy PPP vẫntiếp tục dịch vụ nh là không hề nhận đợc tín hiệu báo tín hiệu gián đoạn đờngtruyền Khi tiến trình này truyền hay nhận dữ liệu thì cuộc nối lại tự động thiết lập Chia sẽ đờng serial với các giao thức khác nh UCP

 Kiểm tra và sửa lỗi của dữ liệu chuyển đổi

 Hỗ trợ cho các đờng kết nối tốc độ cao nh T1, E1

Thiết lập liên kết PPP

3 Các giai đoạn thiết lập PPP.

Để thiết lập một cuộc nối điểm tới điểm, mỗi trạm của liên kết PPP đầu tiênphải gửi các gói LCP để kiểm tra chất lợng đờng truyền và tầng Data Link Sau đócác máy có thể có những yêu cầu xác thực Tiếp theo PPP phải dữ các gói NCPcho phép chọn lựa và cấu hình giao thức lớp mạng Khi giao thức ở lớp mạng đợcxác định, các ứng dụng thực sự của ngời sử dụng sẽ đợc sử dụng Kết nối sẽ đợcduy trì cho đến khi LCP, NCP gửi các gói yêu cầu cắt đứt cuộc nối Có thể miêu tảcác giai đoạn thiết lập PPP

a / Giao diện PPP đợc khởi tạo, bắt đầu quá trình trao đổi LCP

Gửi gói yêu cầu cấu hình

Gửi gói yêu cầu cấu hình Gửi gói chấp nhân cấu hình Gửi gói chấp nhận cấu hình

b / LCP đã mở, bắt đầu pha xác thực, PAP hoặc CHAP Trong đó PAP và

CHAP là hai giao thức xác thực bằng mật khẩu PAP (Password AuthenticationProtocol) CHAP ( Challenge handshake Authentication Protocol)

PAP CHAP

Gửi gói yêu cầu xác thực Yêu cầu

Gửi gói yêu cầu xác thực Trả lời

c/ Hoàn thành việc xác thực, bắt đầu quá trình trao đổi LCP

Gửi gói yêu cầu cấu hình

Gửi gói yêu cầu cấu hình

Gửi gói chấp nhận cấu hình Gửi gói chấp nhận cấu hình

d/ Hoàn thành việc xác thực, bắt đầu quá trình trao đổi NCP.

NCP đã mở, bắt đầu truyền dữ liệu

Dữ liệu Các gói LCP( Link configure – Packet) có thể chia làm 3 loại

 Cấu hình liên kết thiết lập và cấu hình liên kết bao gồm: Yêu cầu cấu hình( Configure – Request), xác nhận cấu hình liên kết ( Configure- ACK) và phủnhận cấu hình ( Configure NCK)

 Gói cắt liên kết để xoá bỏ liên kết, bao gồm có yêu cầu cắt( TerminateRequest) và xác nhận liên kết ( Terminate ACK)

 Gói duy trì liên kết để diều khiển và kiểm tra liên kết, gồm có các góiCode- Reject, Echo – Reply, Echo Request, Discarrd Request

Mỗi khi nhận đợc các gói yêu cầu cấu hình (Configure Request ) Reuter cóthể trả lời bằng một trong ba gói sau:

 Gói xác nhận cấu hình ( Configure ACK Packet)

 Gói phủ nhận cấu hình ( Configure NCK Packet)

 Gói loại bỏ cấu hình ( Configure Reject)

Pha xác thực liên kết PPP - PAP và CHAP

Sau pha LCP thì giao thức PPP cũng cung cấp tuỳ chọn đó là pha xác thực

tr-ớc khi vào pha NCP Theo mặc định pha này không xảy ra và thờng đợc thực hiệntrong các đờng nối dial - up từ các trạm server hoặc cũng có thể dùng các đờngthuê bao, dựa vào định danh của các trạm này mà server hoặc cũng có thể dùngtrong các đờng thuê bao, dựa vào định danh của các trạm này mà server sẽ cấuhình các thông số lớp mạng tơng ứng Các Authentication Protocol Packet đợc

đóng gói trong các gói PPP có trờng giao thức bằng C023(PAP) hoặcC223(CHAP)

Trong phơng pháp PAP, sau pha LCP ,đầu đợc đòi hỏi xác thực phảI địnhdanh của ngời sử dụng, mật khẩu tới đầu yêu cầu xác thực cho tới khi đợc chấpnhận hoặc sẽ cắt đứt liên kết PPP PAP không phải là một giao thức xác thực tốtbởi vì định danh và mật khẩu của ngời sử dụng đợc gửi đi rõ ràng dới dạng PlailText, không mã hoá CHAP , Router khởi tạo gửi cho đầu kia một thôngbaó( message) Router nhận thông báo sẽ tính toán đáp lại theo quy tắc bí mật và

đợc hai bên thoả thuận Router đầu tiên khi nhận đợc lời đáp sẽ so sánh với giá trị

nó tính đợc Nếu hai giá trị khớp nhau thì nó sẽ gửi lạI lời thông báo tốt

đẹp( Success message) và liên kết đợc thiết lập CHAP cũng cho phép tiến hànhcác tác dụng xác thực theo từng chu kỳ hoặc ở bất cứ thời đIểm cần thiết nào đểchắc chắn rằng đối tợng kết nối ở đầu bên kia là hợp pháp

2 or 4

1byte 1byte 1byte 2byte 0 MTU byte byte 1byte

Hình3.1 : Khuôn dạng gói dữ liệu PPP

Khung đợc bắt đầu và kết thúc bởi byte cờ (flag byte) 07e.Các router ở hai

đầu liên kết liên tục trao đổi các cờ này khi không có khung dữ liệu nào đợc truyền

đi

 Trờng địa chỉ (Address byte ): phát hiện thiết bị phát sinh ra gói

 Trờng điều khiển (Control byte ) chỉ ra loạI khung ;dữ liệu hay điềukhiển

 Trờng giao thức ( protocol Field ) quyết định kiểu gói trong trờng dữ liệu ,nếu trờng này mang giá trị 0021thì trờng dữ liệu là gói IP ,nếu là C021thì tr-ờng dữ liệu là các gói LCP , nếu 8021 thì trờng dữ liệu là các gói NCP

 Trờng dữ liệu (Data Field) chứa thông tin cần truyền Chiều dài của trờngnày nhỏ hơn hoặc bằng giá trị MTU (Maximum Transmission Unit) Giátrị MTU mặc định là 1600 byte, còn giá trị thực tế sẽ do LCP quyết địnhtrong quá trình trao đổi các gói cấu hình

Trờng FCS ( Frame Check Sequence) có thể lựa chọn nhiều phơng phápkiểm tra lỗi trong khung Cụ thể có thể dùng phơng pháp kiểm tra mã dvòng CRC Trờng FCS có độ dài 2 byte, việc tính toán CRC dựa trên các bitcủa tất các trờng nằm giữa hai cờ trừ chính nó

Để tăng giải thông thực sự cho các ứng dụng chạy trên kênh nối tiếp, PPPcócác phơng pháp cho phép loại bỏ các byte constant không cần thiết nh byte địachỉ 0 FF, byte điều khiển 003, giảm tròng giao thức xuống 1 byte, ngoài racòn cho phép kiểm tra xem có nén các Header IP hay không

Điều khiển liên kết

Để khẳng định chắc chắn rằng router có thể truyền dữ liệu tới đợc đích TPP

điều khiển liên kết điểm điểm bằng các gói LQM (Link Quality Monitoring -

gói điều khiển liên kết) và LQR (Link Quality Report ) - gói thông báo chất l ợngliên kết khi kích hoạt quá trình điều khiển chất lợng liên kết thông qua giao thứcLQP (Link Quality Protocol ) có nghĩa là áp dụng cho router ở dạng địa phơng Các gói LQR chứa thông tin về số lợng các gói dữ liệu đã gửi và nhận ở mỗirouter Mỗi khi một router nhận đợc một gói LQC , PPP đợc sử dụng thông tintrong gói để tính chất lợng gửi (Outbound Quality tỷ lệ phần trăm các gói routernày gửi đi và router kia nhận đợc ) và chất lợng nhận ( Inound Quality tỷ lệ phầntrăn các gói router kia gửi đi và router kia nhận đợc ).Sau 5 chu kì trao đổi LQR,TPP tính trung bình các giá trị “ chất lợng gửi” và “chất lợng nhận” và so sánh vớigiá trị ngỡng đã đặt Quá trình thực tuần hoàn, PPP liên tục nhận đợc các gói LQRmới, loại bỏ các gói cũ và tình trung bình với 5 chu kì hiện tai Nếu 1 trong 2 haigiá trị “chất lợng gửi “ và “ chất lợng nhận “ tụt xuống dới ngỡng cho phép thìPPP sẽ huỷ bỏ liên kết Khi chất lợng đờng truyền đợc cảI thiện đáp ứng yêu cầuthì PPP sẽ tự động khởi tạo lại liên kết

II Giao thức X.25.

X.25 là một chuẩn mạng chuyển mạch gói phát triển bởi uỷ ban t vấn diệnthoại và điện tín quốc tế CCITTT (Internation Telegraph and TelephoneConsulatative Committee ) Nay đợc đổi tên thành liên minh viễn thông quốc tế.ITU (International Telecom -munication Union ) Nguyên thuỷ của giao thức này

sử dùng truyền dữ liệu qua Leased Line ( Routable Data Transmission) X.25 sửdụng địa chỉ và thông tin sửa lỗi (Error correction Information) Theo cách gầngiống với mạng cục bộ (LAN) X.25 cho phép các khung dữ liệu số hoá ( DigitalFrame – Frame và Packet là các khái niệm chỉ khối thông tin đợc gửi qua đờngtruyền ) đợc truyền (Router ) qua các khoảng cách lớn

 Tơng ứng với tầng vật lý mô hình OSI Có các giao thức khác nhau hỗ trợ chokhả năng liên kết X.21.X.21bis , V.32

LAP_B (Link Access procedure Balanced) là giao thức LLC tầng con củaliên kết giữ liệu, chuẩn hớng dữ liệu bit , hoạt động theo chế độ song công và đồng

Các mạng chuyển mạch X.25 cung cấp các lựa chọn cho chuyển mạch ảohoặc cố định X.25 cung các dịch vụ tin cậy cũng nh điều khiền luồng dữ liệu từnút tới nút (End to End)

Các mạng X.25 thờng có tốc độ truyền tối đa 64 kbps Tốc độ này thờng thíchhợp với các tiến trình truyền thông chuyển giao tệp và các thiết bị đầu cuối luthông mạng lớn Tuy nhiên với tốc độ nh vậy không thích hớp với việc cung cấpcác dịch vụ theo tốc độ LAN Các dịch vụ này thờng đòi hỏi 1Mbps trở lên Vìvậy các mạng X.25 là phơng án không mấy hấp dấn khi cung cấp các dịch vụ ứngdụng LAN trong môi tròng WAN

Trong mạch X.25 một máy tính hay terminal đợc gọi là thiết bị đầu cuối DTE(Data terminal Equipment ) một DTE có thể là một Gateway cho phép truy nhậptới mạng cục bộ Thiết bị truyền số liệu DCE (Data communication Equipment)cho phép truy nhập tới mạng chuyển mạch gói PSN (packet -switched network).X.25 Protocol cho phép truyền số liệu giữa DTE và DCE Một thiết bị đợc gọi là

bộ tập hợp / giải hợp PAD (Packet assembler /Disassembler) dịch tín hiệu đầu vàokhông đồng bộ từ DTE thành các gói tin thích hợp với PDN

III Frame Relay.

Frame Relay đợc thiết kế để hỗ trợ mạng tích hợp số đa dịch vụ dải rộng(B.ISDN ) Tơng tự X.25 Frame Relay cũng là mạng chuyển mạch gói , tuy nhiênFrame Relay ra đời sau và có tốc độ cao hơn X.25 Frame Relay là một công nghệthay thế cho X.25 , giúp giảm chi phí đừơng truyền bằng cách tạo một mạchtruyền ảo cố định ( Permanent Virtual Ciruit )cho các WAN connection thay vìtruyền từng gói ( Paket by Paket Rounting)

Frame Relay tong ứng với tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu trong mô hìnhtham chiếu OSI

Frame Relay đợc coi là điển hình về mạng truyền số liệu công cộng, do đó nóxem nh là một WAN Protocol Cấu dịch vụ Frame Relay thờng đợc thực hiện vớitốc độ từ 56 kbps tới 1,554 mbps ( T1) Để sử dụng đợc mạng Frame Relay, cần

có thiết bị hỗ trợ đặc biệt nh Frame Relay Router

IV Chồng giao thức ATM

1 Giới thiệu về chồng giao thức ATM.

Công nghệ truyền tải dị bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode) ra đời nhmột nền tảng cho mạng tổ hợp dịch vụ số băng rộng B-ISDN ATM cho phéptruyền thông đa phơng diện đáp ứng đầy đủ các loại dich vụ khả năng cung cấpchất lợng dịch vụ theo yêu cầu

ATM hoạt động theo phơng thức truyền khôg đồng bộ (dị bộ ), có một số đặctrng khác với công nghệ chuyển mạch khác Đơn vị dữ liệu dùng trong ATM gọi

là Cell (tế bào) Các tế bào trong ATM có độ dài cố định 53byte (5 byte header

và 48byte dữ liệu), trong khi với các công nghệ khác độ dài của Frame thay đổi(từ 64 đến 1500byte) Những Cell này là đơn vị cơ sở cho truyền dữ liệu Lu lợngdữ liệu từ nhiều kênh đợc ghép với nhau tại mức Cell Kích thớc Cell cố định , nêncác cơ chế chuyển mạch hoạt động truyền thông tin của mạng ATM hiệu qủa cao,dẫn đến tốc độ truyền dữ liệu cao Một số mạng ATM có thể hoạt động tới tốc độ

622 mbps , còn tốc độ chung cỡ 155 Mbps

ATM hoạt động ở tầng 2 và trong 3 tầng dịch vụ Tầng vật lý có các giao thức

hỗ trợ nh SONET , FDDI ATM hoạt động không phụ thuộc vào đờng truyềnvật lý ATM đợc chia làm 2 Chancel có chứa các ô (Cell ) hoạt động nh tốc độtruyền bit cố định Khi dữ liệu đợc truyền giứa các mạch (Circuit) có kích thớckhác nhau

Các thiết bị trong mạng ATM kết nối với nhau bằng cách thiết lập đờng ảotheo tên VPI (Virtual Path Identifier) Trong mỗi đờng ảo, các kênh cũng đợc thiếtlập theo tên kênh VCI (Virtual Circuit Indentifier- tên kênh ảo) VPI và VCIchiếm 3 byte trong phần header của tế bào ATM Mặc dù ATM đợc phát triểnnhờ công nghệ mạng WAN nhng ATM có nhiều chức năng hỗ trợ cho mạng LANhiệu năng cao.Đó là ATM cho phép sử dụng cùng một công nghệ cho cả mạngLAN và WAN

Nh đã nêu ở phần mạng cục bộ LAN , trong kĩ thuật ATM ,giao thức ATN cóthể dùng cho cả mạng LAN và WAN ATM sử dụng trong mạng LAN là bộ đIềukhiển mạng đặt trong tổng đài ATM , tổng đài định lộ trình các thông báo và kiểmsoát và truy nhập trong trờng hợp nghẽn mạch ATM trong mạng LAN còn sử bộ

định tuyến chuyển mạch ATM và giao tiếp ATM tại các trạm làm việc Mỗi trạmlàm việc liên lạc với tổng đài ATM bằng một liên kết riêng Nh vậy là ATM đã hỗtrợ rất tích cực cho mạmg LAN, nó không giống các kĩ thuật LAN khác, ngời sửdụng không cần phải truyền thông tốc độ dữ liệu

2 Các tầng giao thức ATM

Chồng giao thức ATM tiêu biểu cho một quá trình truyền thông ATM

Kiến trúc ATM không có sự tơng ứng hoàn toàn với các tầng của mô hình OSI

2.1 Tầng vật lý ( Physical Layer ) gồm hai tầng con :

a Tầng PMD (Physical Media Dependent ): Liên quan đến chức năng vật lý

nh truyền các chuỗi bít ,sắp xếp bit mã hoá và chuỷên đổi tín hiệu điện ATM có

hỗ trợ nhiều loại đờng truyền nh dây xoắn đôi, cáp sợi quang, cáp đồng trục

b Tầng con TC (Transmission Convergence ):hỗ trợ việc chuyển đổi giữa các

Cell ATM sử dụng bởi các tầng trên và những bit đợc sử dụng bởi lớp PMD Lớpcon TC này cũng thực hiện việc phát sinh khung truyền và khôi phục lại , mô tảCell, phát sinh va kiểm tra tuần tự việc kiểm soát lỗi header, tách tốc độ Cell

2.2 Tầng ATM

Hỗ trợ cho việc tách / ghép Cell , dịch vụ VPI và VCI , phát sinh header Cell  Cell multiplexing and Demultiplexing :thực hiện chức năng ghép cell theochiều truyền và tách Cell theo chiều nhận Trong chiều truyền , các Cell đợctruyền trên một kênh ảo riêng biệt và các kênh ảo đợc đặt trong một luồng Cell.Trong chiều nhận , cell đợc truyền đến VP (Virtual Path ) hoặc VC (virtualchanel ) thích hợp

 VPI and VCI tranalation : giá trị trờng VPI và VCI trong các cell ATM

đang truyền đến đợc ánh xạ với một giá trị VPI và VCI mới dựa trên bảng tìmkiếm với bộ chuyển mạch ATM

Cell Header Geneation and Extraction: thực hiện tại điểm cuối của kết nốiATM, nh máy tính để bàn cần truyền các Cell ATM cho quá trình xử lý lớpcao hơn

2.3 Tầng AAL (ATM adaption layer )

Tầng AAL đặt trên tầng ATM nhằm mục đích cung cấp các ph ơng tiện hội

tụ cho phép các dạng truyền thông khác nhau có thể tơng thích với dịch vụ ATM

3 Khuôn dạng Cell ATM

Đơn vị dữ liệu dùng trong mạng ATM gọi là tế bào Cell Các Cell ATM có

độ dài 53 byte, trong đó 5 byte dùng cho phần thông tin điều khiển( Cell Header)

và 48 byte dữ liệu của tầng trên

Kỹ thuật ATM, các tế bào chứa các dữ liệu khác nhau dồn kênh trên một ờng truyền chung gọi là đờng dẫn ảo VPI ( Virtual Path Indentifer), thờng một đ-ờng chung kế tốc độ cao giữa các máy hoặc một kết nối sử dụng ATM Trong một

đ-đờng dẫn ảo có thể có một số kênh ảo VCI (Virtual channel Indentifer) riêng biệt.VPI là trờng 1 byte, tiếp theo là trờng VCI 2 byte

VPI / VCI ,phải qua quá trình ánh xạ dựa trên bảng lộ trình lu trữ tại các tổng

đài chuyển mạch ATM Khi một kênh ảo đợc thiết lập bảng chọn đờng tại các nútnode chuyển mạch ATM tìm kiếm, cung cấp địa chỉ đích của các Cell dựa trên địachỉ header của Cell

Tham số PT ( Playload – Type) dùng để chỉ rõ kiểu dữ liệu chứa trong CellATM Tham số CLP ( Cell loss Priority) dùng để u tiên khi sử dụng loại bỏ cácCell ATM nếu CLP = 1 , nếu CLP = 0 cho biết cell có độ u tiên cao và sẽ không bịloại bỏ

PHầN II Bộ GIAO THứC TCP/IP

Giới thiệu về giao thức TCP/IP.

Năm 1978, bộ giao thức TCP/IP đã trở thành tiêu chuẩn của DOD (Deparment

Of Defense), vì vậy bộ giao thức TCP/IP đợc gọi là bộ giao thức của mô hìnhDOD Tháng 1/1983, TCP/IP chính thức đợc chấp nhận là giao thức đợc chấp nhận

là giao thức diện rộng ARPANET và nó đã trỏ thành bộ giao thức của mạngInternet ngày nay

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) thực chất là chồnggiao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp truyền thông liên mạng Đến năm

1981, TCP/IP phiên bản 4(IPv4) mới hoàn tất và phổ biến cho toàn bộ những máytính sử dụng hệ điều hành UNIX Sau này Microsoft cũng đã đa TCP/IP trở thànhmột trong những giao thức căn bản của hệ điều hành Windows 9x mà hiện nay

đang đợc sử dụng Đến năm 1994, một bản thảo của phiên bản mới của TCP/IP làIPv6 đợc hình thành với sự cộng tác của nhiều nhà khoa học thuộc các tổ chứcInternet trên thế giới để cải tiến những hạn chế của IPv4

Chơng I Cấu trúc phân lớp của TCP/IP.

I Vai trò và chức năng các tầng của TCP/IP.

T-ơng ứng với tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI, tầng truy nhậpmạng cung cấp các phơng tiện kết nối vật lý cáp, bộ chuyển đổi (Transceiver),Card mạng, giao thức kết nối giao thức truy nhập đờng truyền nh CSMA/CD,Token Ring, Token Bus Nó cung cấp các dịch vụ cho tầng Internet

2.Tầng liên kết mạng (Internet Layer) ứng với tầng mạng (Network Layer) trong mô hình OSI Liên mạng cung cấp

một địa chỉ logic cho giao diện vật lý mạng Giao thức thực hiện của tầng liênmạng trong bộ giao thức TCP/IP là giao thức kết nối không liên kết(Conectionless) IP, tạo thành hạt nhân hoạt động của Internet Cùng với các thuậttoán định tuyến RIP,OSPF, BGP tầng liên kết mạng IP cho phép kết nối một cáchmềm dẻo và linh hoạt các loại mạng “vật lý”khác nhau nh: Ethernet, Token Ring,X.25 Ngoài ra tầng này còn hỗ trợ các ánh xạ giữa địa chỉ vật lý (MAC) do tầngNetwork Access Layer cung cấp với địa chỉ logic bằng các giao thức phân giải địachỉ ARP (Address Resolution Protocol) và phân giải địa chỉ ảo RARP (ReverseAddress Resolution Protocol) Các vấn đề có liên quan đến chuẩn đoán lỗi và cáctình huống bất thờng liên quan đến giao thức ICMP (Internet Control MessageProtocol) thống kê và báo cáo Tầng trên sử dụng các dịch vụ do tầng liên mạng

4 Transport Host - to - Host layer

1 Physical Hình 1.1: Bộ giao thức TCP/IP

3 Tầng cung cấp dịch vụ (Host to Host hoặc Service Provider)

ứng với tầng vận chuyển (Transport Layer) trong mô hình OSI, giao thứcHost to Host thực hiện các kết nối giữa hai máy chủ trên mạng hỗ trợ bằng haigiao thức: giao thức điều khiển trao đổi dữ liệu TCP (Transmission ControlProtocol) và giao thức bó dữ liêụ ngời sử dụng UDP (User Datagram Protocol).Giao thức TCP là giao thức kết nối liên kết (Conection- Oriented) chịu trách nhiệm

đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao trong việc trao đổi dữ liệu giữa các thànhphần của mạng, tính đồng thời và kết nối song công (Full Duplex), dữ liệu có thểtrao đổi trên một kết nối đơn theo hai chiều Giao thức UDP đợc sử dụng chonhững ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong tầng Host to Host

4.Tầng ứng dụng (Process/ Application Layer):

ứng với các tầng Session, Presentation và Application trong mô hình OSI,tầng ứng dụng hỗ trợ các ứng dụng phổ biến các giao thức tầng Host to Host, đó làcác giao thức truy nhập từ xa (Telnet), truyền tệp (FTP), dịch vụ World Wide Web(HTTP), th điện tử (SMTP), dịch vụ tên miền (DNS) ngày càng đợc cài đặt phổbiến nh những bộ phận cấu thành của các hệ điều hành thông dụng nh UNIX (vàcác hệ điều hành thông dụng cùng họ các nhà cung cấp thiết bị tính toán nh AIX

của IBM, SINIX của Simenr Digital UNIX của DEC), Windows 9x/ NT Tầng ứngdụng đại diện cho ngời sử dụng với chồng giao thức TCP/IP

II Mô hình kiến trúc của TCP/IP.

Các giao thức và ứng dụng của TCP/IP, đợc gọi chung là bộ giao thứcTCP/IP, đợc định nghĩa bởi các khuyến nghị RFC (Reqest For Comment) và sốhiệu chuẩn của giao thức (Standard Number)

Các dịch vụ ứng dụng TCP/IP và phần lớn các giao thức Network Access hỗtrợ TCP/IP

Hình 1.2: Mô hình OSI và kiến trúc của TCP/IP.

III Đơn vị dữ liệu sử dụng trên mạng TCP/IP

Tơng tự nh mô hình OSI, trong mô hình kiến trúc của TCP/IP mỗi tầng cómỗi tầng có một cấu trúc dữ liệu riêng, độc lập độc lập với cấu trúc dữ đợc dùng

ở tầng trên hay tầng dới kề nó Khi dữ liệu đợc truyền từ tầng ứng dụng cho đếntầng vật lý mỗi tầng đều điền thêm phần thông tin điều khiển của mình để đảmbảo cho việc truyền dữ liệu đợc chính xác Phần chứa thông tin điều khiển đợcgọi là Header (thông tin điều khiển) và đặt trớc phần dữ liêụ đợc truyền

Việc cộng thêm các Header ở mỗi tầng trong quá trình truyền dữ liệu đ ợc gọi

là Encapsulation Quá trình nhận dữ liệu diễn ra theo chiều ngựoc lại: mỗi phần

sẽ tách ra phần tiêu đề thuộc tầng của mình trớc khi chuyển dữ liệu cho tầng trên  Process/ Application Layer : Message (Thông điệp)

 Host to Host Layer : Segment (đoạn)

 Internet Layer : Datagram (Bó dữ liệu)

 Network Layer : Frame (Khung dữ liệu)

Chơng II Giao thức IP và các giao thức khác lớp IP.

I Giao thức mạng IP (Internet Protocol)

1 Các chức năng của giao thức mạng IP.

IP là giao thức kết nối không liên kết Chức năng chủ yếu của IP là cung cấpdịch vụ Datagram và các khả năng kết nốicác mạng con thành liên mạng đểtruyền dữ liệu với phơng thức chuyển mạch gói IP Datagram, thực hiện tiến trình

địa chỉvà chọn đờng IP Header đợc thêm vào đầu các gói tin và đợc giao thứctầng thấp truyền theo dạng khung dữ liệu (Frame) IP định tuyến các gói tinthông qua liên mạng bằng cách sử dụng bảng định tuyến động tham chiếu tại mỗibớc nhảy Xác định tuyến đợc tiến hành bằng cách tham khảo thông tin thiết bịmạng vật lý và logic nh ARP(giao thức phân giải địa chỉ) IP thực hiện tháo rời vàkhôi phục các gói tin theo yêu cầu kích thớc đợc định nghĩa cho các tầng vật lý

và liên kết dữ liệu thực hiện IP kiểm tra lỗi thông tin điều khiển, phần đầu IPbằng giá trị tổng Checksum Tóm lại IP cung cấp các chức năng chính sau:  Định nghĩa cấu trúc các gói dữ liệu là đơn vị cơ sở cho việc truyền dữliệu trên Internet

 Định nghĩa phơng thức đánh địa chỉ IP

 Truyền giữ liệu giữa tầng giao vận và tầng mạng

 Định tuyến để chuyển các gói dữ liệu trong mạng

 Thực hiện việc phân mảnh và hợp nhất (Fragmentation- Reassembly)các gói dữ liệu và nhúng / tách chúng trong các gói dữ liệu ở tầng liên kết

2 Một số địa chỉ đặc biệt.

 Loopback (Lập ngợc): 127 x x x với x= 0  255, đợc gọi là các địa chỉLoopback Bất kỳ một gói dữ liệu nào đợc truyền đi bổi một ứng dụng TCP/ IP

đến địa chỉ 127 x x x thì gói dữ liệu đó sẽ đợc truyền ngợc lại cho ứng dụng đó

mà không qua một thiết bị trung gian mạng Địa chỉ Loopback đợc ứng dụngkiểm tra nhanh phần mềm TCP/ IP có đợc cấu hình thích hợp không

 Nếu trong một địa chỉ IP, giá trị của Hostid chúa tất cả bit 0, đây là địa chỉmạng

 Nếu trong một địa chỉ IP, giá trị của Hostid chứa tất cả bít 1, đây là địa chỉBroadcast có định hớng Một địa chỉ Broadcast định hớng đợc nhìn thấy bởi tất cảcác nút trên mạng đó

Địa chỉ IP 255 255 255 255 đợc gọi là Local Broadcast hoặc Limite Broadcast.

Đợc sử dụng trong mạng LAN

 Địa chỉ IP 0 0 0 0 sử dụng trong bảng định tuyến để trỏ vào mạng cho bộ định

tuyến mặc định(cổng giao tiếp mặc định)