Tài liệu tham khảo: Mạng truyền thông - Nguyễn Phương Nam, Đặng Hoàng Huy

LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay, với xu thế phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, mạng máy tính và truyền thông dữ liệu là một lĩnh vực then chốt, là một phần không thể thiếu trong đời sốn

TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG

Sơ lược lịch sử phát triển của mạng máy tính

Nhờ sự phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin, Internet ra đời đã mở ra kỷ nguyên mới cho lĩnh vực thông tin khi giờ đây chúng ta chỉ cần vài cú nhấp chuột để truy cập vào kho tàng kiến thức khổng lồ, thưởng thức những video giải trí hấp dẫn với hình ảnh và âm thanh sống động, hoặc giao lưu với bạn bè thông qua các mạng xã hội như Facebook, Zalo.

Các mạng máy tính đầu tiên xuất hiện và những năm 1950 và 1960, chúng được sử dụng trong một tổ chức như công ty hoặc phòng nghiên cứu để tạo điều kiện trao đổi thông tin giữa những người và máy tính khác nhau

1.1.1 Sự phát triển của chuyển mạch gói (Packet Switching): 1961–1972

Chuyển mạch gói là một phương phát truyền thông mạng kĩ thuật số, nó nhóm tất cả dữ liệu được truyền thành các khối có kích thước phù hợp được gọi là các gói tin Những gói tin này được truyền qua một phương tiện có thể được chia sẻ bởi nhiều phiên giao tiếp đồng thời Chuyển mạch gói làm tăng khả năng hiệu quả của mạng và cho phép hội tụ công nghệ của nhiều ứng dụng hoạt động trên cùng một mạng

Ngày 24 tháng 7 năm 1961, MIT chấp nhận luận án tiến sĩ của Leonard Kleinrock

"Information Flow in Large Communication Nets" Công trình này được coi là bài báo đầu tiên về lý thuyết chuyển mạch gói

Tầm quan trọng của lý thuyết Kleinrock ngày càng trở nên rõ ràng hơn Thật vậy,

Internet ngày nay không thể hoạt động nếu không có chuyển mạch gói Cách tiếp cận này được phát triển bởi những nhà khoa học và kỹ sư trong những năm 1960, đã cách mạng hóa cách thức gửi thông tin kỹ thuật số theo đường truyền thông tin liên lạc Nhờ đó việc gửi dữ liệu trở nên rẻ hơn, đáng tin cậy và linh hoạt hơn so với các hệ thống chuyển mạch kênh được sử dụng để liên lạc qua điện thoại

Trước năm 1970, dữ liệu được truyền qua mạng chuyển mạch kênh Các cuộc gọi điện thoại được gửi theo đường dây được phân bổ trước thời lượng cuộc trò chuyện Lịch trình cố định này không phù hợp với truyền thông kỹ thuật số Cách thực hiện này gây lãng phí vì lưu lượng dữ liệu xảy ra trong thời gian ngắn và sử dụng ít hơn 10% băng thông.

Trường Đại học Ngân hàng TP.HCM Tài liệu tham khảo: Mạng truyền thông

Chủ biên: ThS Nguyễn Phương Nam

15 giới hạn đáng kể số lượng người dùng tiềm năng vì chỉ một người dùng có thể sử dụng đường truyền khi gửi một giao tiếp

Sau đó, nhà nghiên cứu Paul Baran của RAND Corporation đã tiến hành nghiên cứu và phát triển khái niệm này Năm 1964, Baran đã phân tích cách thiết lập hệ thống liên lạc phân tán cho quân đội Hoa Kỳ Hệ thống này được thiết kế để duy trì hoạt động ngay cả khi một hoặc nhiều nút bị vô hiệu hóa.

Hình 1 1: Mô hình chuyển mạch gói đầu tiên trên thế giới

Năm 1965, Davies của Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia Hoa Kỳ đã thiết kế một hệ thống chuyển mạch gói lưu trữ và chuyển tiếp Trong một đề xuất tháng 6/1966, ông đặt ra thuật ngữ gói tin để mô tả các khối dữ liệu 128 byte sẽ di chuyển qua hệ thống

Năm 1966, tổ chức ARPA (Advanced Research Projects Agency) của Hoa Kỳ bắt đầu làm việc trên một chương trình thử nghiệm để liên kết các máy tính tại các trường đại học và các phòng thí nghiệm nghiên cứu, được gọi là ARPANET Cuối năm 1969, công ty của Bolt, Beranek và Newman (BBN) đã đáp ứng yêu cầu đề xuất từ ARPA và phát triển một mạng máy tính gồm bốn nút mạng ARPANET này được liên kết bằng các đường liên lạc thuê gửi dữ liệu với tốc độ 50 kilobit / giây Hoạt động trên nguyên tắc chuyển mạch gói, nó xếp hàng đợi dữ liệu và chia nhỏ thành các gói 128 byte được lập trình với một điểm đến và địa chỉ Máy tính đã gửi các gói tin theo bất kỳ tuyến đường nào sẽ di chuyển nó nhanh nhất đến đích đó

Trong quá trình chuyển đổi này, các gói tin có hai phần - phần đầu (header) và phần tải (playload) Thông tin trong phần đầu cho phép phần cứng/ nút trung gian đảm bảo rằng

16 các gói tin được hướng tới đích của nó, trong khi dữ liệu xác định được chuyển bởi phần tải

Mỗi gói tin có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích để di chuyển độc lập qua mạng với tốc độ di chuyển bit Các gói được chuyển tiếp không đồng bộ bởi các nút trung gian vì sự tắc nghẽn, hàng đợi, và do đó chúng đi theo các tuyến đường khác nhau Các gói tin này đến đích theo một thứ tự khác, và đích đến sẽ đảm bảo việc tập hợp lại dữ liệu của cùng một tệp

Ví dụ một thông báo bao gồm bốn gói - A, B, C và D Mỗi gói bao gồm địa chỉ nguồn và đích và đi theo nhiều hơn một tuyến đường để đến đích từ nguồn như Hình 1.2

Hình 1 2: Cơ chế hoạt động của chuyển mạch gói

1.1.2 Mạng nội bộ và kết nối Internet: 1972–1980

Mạng ARPANET ban đầu là một mạng khép kín, liên kết nội bộ các máy tính tại các trường đại học và các phòng thí nghiệm nghiên cứu tại Hoa Kỳ Vào đầu những năm của thập niên 1970, các mạng chuyển mạch gói độc lập bổ sung bên cạnh ARPANET đã ra đời: ALOHANet, một mạng vi-ba liên kết các trường đại học trên quần đảo Ha-wai, cùng với mạng vệ tinh gói của DARPA và các mạng vô tuyến gói; Telenet, mạng chuyển mạch gói thương mại BBN dựa trên công nghệ ARPAnet; Cyclades, một mạng chuyển mạch gói của Pháp do Louis Pouzin đi tiên phong… Vào đầu những năm 1970, số lượng mạng máy tính ngày càng tăng lên Với nhận thức chung, khi đó người ta đã có thể thấy rằng đây là thời điểm đã chín muồi để phát triển một kiến trúc mạng bao trùm để kết nối

17 các mạng với nhau Dưới sự tài trợ của Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng (DARPA), dự án tiên phong về kết nối các mạng, về bản chất là tạo ra một mạng lưới liên kết, được thực hiện bởi Vinton Cerf và Robert Kahn và thuật ngữ Internetting được đặt ra để mô tả công việc này

Các nguyên tắc kiến trúc liên mạng này đã được thể hiện trong mô hình TCP (Transmission Control Protocol) Tuy nhiên, các phiên bản đầu tiên của TCP hoàn toàn khác với TCP ngày nay Các phiên bản đầu tiên của TCP đã kết hợp việc phân phối dữ liệu theo trình tự tin cậy, thông qua khả năng gửi lại dữ liệu cho hệ thống cuối với các chức năng chuyển tiếp Khi thử nghiệm ban đầu với TCP, người ta đã nhận ra tầm quan trọng của một dịch vụ truyền tải điểm cuối-đến-điểm cuối không tin cậy, nhằm kiểm soát luồng đối với các ứng dụng đòi hỏi nhịp độ giọng nói, đã dẫn đến việc tách IP ra khỏi TCP và sự phát triển của giao thức UDP Ba giao thức Internet quan trọng mà ngày nay đã phổ biến là TCP, UDP và IP đã được đưa ra về mặt khái niệm vào cuối những năm của thập niên 1970

Ngoài nghiên cứu liên quan đến Internet của DARPA, nhiều hoạt động mạng quan trọng khác cũng đang được tiến hành Tại Ha-wai, Norman Abramson đã phát triển ALOHAnet, một mạng vô tuyến dựa trên gói cho phép nhiều địa điểm từ xa trên quần đảo Ha-wai liên lạc với nhau Giao thức ALOHA là giao thức đa truy cập đầu tiên, cho phép người dùng phân tán theo địa lý chia sẻ một phương tiện truyền thông quảng bá duy nhất, là tiền đề phát triển giao thức Ethernet cho các mạng chia sẻ trên đường truyền Giao thức Ethernet được thúc đẩy bởi nhu cầu kết nối nhiều máy tính, máy in và ổ đĩa dùng chung, đã đặt nền móng cho mạng nội bộ ngày nay

1.1.3 Sự phổ biến của các mạng: 1980–1990

Khái niệm cơ bản về mạng

Mạng chỉ khái niệm kết nối các thiết bị mạng lại với nhau nhằm mục đích chia sẻ thông tin Mạng bao gồm nhiều thành phần và chúng được nối với nhau theo một cách thức nào đó và cùng sử dụng chung một ngôn ngữ Thông qua mạng này các chương trình tin tức, thể thao, điện ảnh, phim truyện, được dùng chung giữa các trạm phát Mạng truyền thông ra đời sớm nhất và phổ biến nhất là mạng điện thoại Và một mạng truyền thông vô cùng quen thuộc và phổ biến ngày nay đó chính là mạng máy tính Internet – một tập hợp các mạng hay mạng mạng

1.2.2 Khái niệm mạng máy tính

Mạng máy tính bao gồm nhiều thành phần và chúng được nối với nhau theo một cách thức nào đó và cùng sử dụng chung một ngôn ngữ Khác với các trạm truyền hình chỉ gửi thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại cho A

Bên cạnh khái niệm về mạng máy tính ta cần hiểu sơ lược một số những khái niệm liên quan để hiểu rõ hơn về nó:

Các thiết bị đầu cuối (end system) được liên kết với nhau hình thành nên các mạng, bao gồm mạng máy tính lẫn thiết bị khác Ngày càng nhiều loại thiết bị được kết nối vào mạng máy tính, như điện thoại di động, máy tính bảng, tivi, loa,

- Môi trường truyền (media): thực hiện việc truyền dẫn các tín hiệu vật lý Môi trường truyền có thể là các loại dây dẫn (điển hình là dây cáp), sóng (sóng điện tử, tia hồng ngoại, dành cho các thiết bị không dây)

- Giao thức (protocol): là quy tắc quy định cách thức trao đổi dữ liệu giữa các vật thể

Hiểu và nắm được ba khái niệm nêu trên sẽ cho ta được một khái niệm hoàn chỉnh về mạng máy tính, cụ thể như sau:

Mạng máy tính là một nhóm gồm hai hoặc nhiều hệ thống máy tính được liên kết với nhau bằng các đường truyền vật lý, có khả năng trao đổi thông tin với nhau bằng cách sử dụng chung một nhóm giao thức Mạng máy tính còn dùng để chia sẻ tài nguyên thông qua các phương tiện truyền thông mạng Để hoạt động thành công, các mạng được kết nối với nhau tuân theo các quy tắc chuẩn hóa để giao tiếp Mỗi mạng tham gia chấp nhận và tuân thủ các quy tắc này

Hình 1 5: Minh họa mạng máy tính

Theo như những mô tả một ví dụ về mạng máy tính được thể hiện trong Hình 1.5, ta có thể có được một sự hình dung về mô hình tổng thể của một mạng máy tính: trong mạng máy tính có rất nhiều những thiết bị nối kết, các thiết bị đầu cuối máy tính, máy in, và chúng được kết nối với nhau theo nhiều kiểu kết nối khác nhau: hình vòng, hình tuyến (bus), hình sao (star) Và, nội dung chi tiết về các thiết bị nối kết cũng như các kiểu kết nối sẽ được nêu một cách chi tiết hơn ở Chương 2 và Chương 3

Tại sao cần có mạng máy tính?

Chúng ta thấy nhu cầu phải có mạng máy tính vì:

- Sự hình thành mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu chia sẻ và dùng chung tài nguyên Người dùng có nhu cầu trao đổi với nhau về những dữ liệu, thông tin hoặc các phần mềm, các ứng dụng Ví dụ chúng ta có thể nhờ những phần mềm trò chuyện trực tuyến hay email để liên lạc và trao đổi với bạn bè Vì thế cách tổ chức mạng hiện nay chủ yếu để chia sẻ, dùng chung tài nguyên và giao tiếp trực tuyến

- Việc trao đổi thông tin có dung lượng lớn khó thực hiện được với các máy tính đơn lẻ, mà lại trở nên rất đơn giản với các máy tính được nối mạng

Chia sẻ tài nguyên máy tính giúp tiết kiệm chi phí, tăng hiệu quả sử dụng Khi các máy tính kết nối mạng, người dùng có thể chia sẻ dữ liệu, phần mềm, máy in và các tài nguyên khác Ví dụ, một văn phòng có kết nối mạng chỉ cần trang bị một máy in cho năm nhân viên Ngoài ra, mạng còn cho phép mọi người sử dụng chung một phiên bản ứng dụng.

1.2.3 Ưu và nhược điểm của mạng máy tính

Mạng máy tính đã trở thành một trong những cách thành công nhất để chia sẻ thông tin, nơi tất cả các máy tính được liên kết có dây hoặc không dây với nhau bằng một mạng chung Giờ đây, các doanh nghiệp và tổ chức chủ yếu dựa vào nó để truyền thông điệp và thông tin đến các kênh thiết yếu Điều đó không chỉ mang lại lợi ích cho các tổ chức, mà còn cho các cá nhân, vì họ cũng cần chia sẻ thông tin quan trọng mỗi ngày Tuy nhiên, mạng máy tính không phải chỉ có những ưu điểm và lợi ích mà bên cạnh đó, nó cũng có những nhược điểm mà cho đến thời điểm hiện nay ta vẫn chưa giải quyết được một cách hoàn toàn triệt để, cụ thể như sau: Ưu điểm:

Tăng cường giao tiếp và tính sẵn có của thông tin

Kết nối mạng cho phép những cách thức giao tiếp giữa người dùng được tăng cường phát triển Tin nhắn tức thì giờ đây có thể cho phép người dùng nói chuyện trong thời gian thực và gửi tệp cho người khác dù họ ở bất kỳ đâu trên thế giới, đây là một lợi ích to lớn cho các doanh nghiệp Ngoài ra, nó cho phép truy cập vào một lượng lớn thông tin hữu ích, bao gồm các tài liệu tham khảo và các dữ kiện

Cho phép chia sẻ tài nguyên thuận tiện hơn

Lợi ích này trở nên thiết yếu với các công ty lớn sở hữu nhiều tài nguyên cần chia sẻ Công nghệ liên quan đảm bảo tài nguyên được người dùng mong muốn sẽ được chia sẻ toàn diện bằng cách kết nối với mạng máy tính của họ Mạng gia tăng khả năng sử dụng tài nguyên, đặc biệt là những thiết bị đắt tiền, cho mọi người trên mạng mà không bị giới hạn bởi vị trí thực của chúng Về mặt thiết bị, các thiết bị đắt đỏ thường được dùng chung để tiết kiệm chi phí và dễ dàng bảo quản Về mặt phần mềm và dữ liệu, khi được chia sẻ, mỗi thay đổi sẽ được cập nhật ngay lập tức cho mọi thành viên trên mạng, điển hình như tại các ngân hàng hoặc đại lý bán vé máy bay.

Làm cho việc chia sẻ tệp tin dễ dàng hơn

Mạng máy tính cho phép mọi người dễ dàng truy cập hơn để chia sẻ tệp của họ, điều này giúp họ tiết kiệm nhiều thời gian và công sức hơn, vì họ có thể chia sẻ tệp một

25 cách phù hợp và hiệu quả hơn

Mạng cho phép nâng cao độ tin cậy

Khi sử dụng mạng, có thể thực hiện một chương trình tại nhiều máy tính khác nhau, nhiều thiết bị có thể dùng chung Điều này tăng độ tin cậy trong công việc vì khi có máy tính hoặc thiết bị bị hỏng, công việc vẫn có thể tiếp tục với các máy tính hoặc thiết bị khác trên mạng trong khi chờ sửa chữa.

Tính linh hoạt cao thể hiện ở chỗ nó đem lại cho người dùng cơ hội khám phá mọi thứ về các yếu tố cốt lõi, ví dụ như phần mềm mà không làm ảnh hưởng đến các chức năng của chúng Do đó, mọi người sẽ có thể tiếp cận được mọi thông tin cần thiết để lấy về và chia sẻ.

Mạng giúp cho công việc đạt hiệu suất cao hơn

Một số yếu tố đặc trưng về mạng

1.3.1 Tính hiệu quả cơ bản

Tính hiệu quả cơ bản của một hệ thống giao tiếp dữ liệu trong mạng máy tính phụ thuộc 3 đặc điểm quan trọng cơ bản:

Phân phát: Phải phân phát dữ liệu đúng đích Đây là một yếu tố quan trọng đảm bảo cho việc thông tin có bị mất mát và gói tin có được chuyển cho đúng người cần nhận tin hay không

Tính chính xác và tính đúng lúc là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả của một mạng Dữ liệu được truyền phải chính xác, không bị sai lệch để thông tin truyền tải có ý nghĩa Đồng thời, dữ liệu phải được phân phát kịp thời để người nhận có thể sử dụng và hành động đúng lúc, tránh mất thời gian và cơ hội.

27 cuối cùng để nhận biết một mạng hiệu quả

1.3.2 Đường truyền vật lý Đường truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu giữa các máy tính Các tín hiệu đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân Tất cả các tín hiệu đó đều thuộc dạng sóng điện từ (trải từ tần số sóng radio, sóng ngắn, tia hồng ngoại) ứng với mỗi loại tần số của sóng điện tử có các đường truyền vật lý khác nhau để truyền tín hiệu

Hiện nay có hai loại đường truyền: Đường truyền hữu tuyến: cáp đồng trục, cáp đôi dây xoắn, cáp sợi quang Đường truyền vô tuyến: radio, sóng cực ngắn, tia hồng ngoại

Các đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý:

- Thông lượng: Thông lượng là tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền của mạng tại một thời điểm, thường được tính bằng số lượng bít được truyền đi trên một giây (bps) Thông lượng có thể thay đổi liên tục theo thời gian, tương tự như tốc độ dòng nước chảy trong một đường ống nước

Thông lượng đóng vai trò rất quan trọng trong việc nắm bắt và định lượng hiệu suất mạng, đây chính là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến năng suất hoạt động Do vậy, việc đo lường và giám sát thông lượng là điều cần thiết Bằng cách theo dõi thông lượng, bạn có thể thấu hiểu cách thức hoạt động của hệ thống mạng, từ đó chủ động ứng phó với tình trạng nghẽn mạng, cải thiện quy hoạch mạng và khắc phục sự cố mạng hiệu quả hơn.

- Băng thông (Bandwidth): Băng thông là khả năng cho phép một lượng thông tin di chuyển từ nơi này sang nơi khác trong một khoảng thời gian (thông thường tính trong 1 giây) Cũng có thể hiểu đây là khả năng tối đa tốc độ truyền dữ liệu của một đường truyền, tương tự như kích thước của một đường ống nước

Băng thông mô tả dữ liệu lớn nhất mà người truy cập có thể tải xuống hoặc đăng lên giữa các website trên máy tính trong 1 thời gian nhất định

Băng thông được đo bằng đơn vị bit trên giây (bps) Trên máy tính hiện nay thì tốc độ băng thông lên tới hàng triệu bit trên giây (Mbps) hay thậm chí là hàng tỷ bit trên giây (Gbps)

Có thể nhiều người sẽ đặt ra một câu hỏi là “Tại sao ta phải đo băng thông?” Đó là vì: Đo băng thông sẽ giúp kiểm soát các kết nối mạng mà bạn trả phí có hoạt động theo đúng thông số không Nếu gia đình của bạn muốn sử dụng băng thông thì nên đánh giá kiểm tra băng thông trước để lựa chọn dịch vụ nhà mạng cung cấp mạng

- Độ suy hao và sự mất gói tin Độ suy hao: qua thời gian, đường truyền vật lý sẽ có độ suy hao nhất định Độ suy hao này là một yếu tố không thể tránh khỏi trong quá trình truyền tin do một số tác nhân bên ngoài (bức xạ, khoảng cách, ) và bên trong gây ra Điều này có thể ảnh hướng đến chất lượng truyền tin

Mất gói tin: xảy ra khi gói tin không đi được đích đến thích hợp của nó Điểm đến có thể là máy tính để bàn của bạn được kết nối trực tiếp với mạng qua dây hoặc điện thoại di động của bạn nếu nó được kết nối với bộ định tuyến qua WiFi hoặc bất kỳ thiết bị tương tự nào khác Mất gói có thể xảy ra do một trong các nguyên nhân điển hình dưới đây:

Mất gói tin thông thường xảy ra trên một mạng bị tắc nghẽn Khi điều này xảy ra, các gói tin bị dừng lại quá lâu tại điểm bị tắc nghẽn mà không thể đến điểm nhận, nên sẽ bị hủy bớt để giảm mức độ tắc nghẽn trên mạng

Hiệu suất của thiết bị

Mặc dù băng thông có thể hoạt động tốt, nhưng dù thế, bạn có thể phải đối mặt với các vấn đề với mạng, nếu hiệu suất xử lý của bộ định tuyến, thiết bị chuyển mạch hoặc thậm chí tường lửa không theo kịp với băng thông Sử dụng bộ định tuyến hoặc thiết bị chuyển mạch lỗi thời là một trong những lý do chính đằng sau các loại sự cố này

Lỗi hoặc phần cứng bị lỗi

Nếu có lỗi là một vấn đề liên quan đến hệ thống dây cáp, bạn thường có thể phát hiện lỗi trên máy tính bằng cách lệnh Ping địa chỉ IP và thường sẽ nhận được một thông báo ping thất bại Trường hợp này liên quan đến vấn đề phần cứng, bạn sẽ nhận thấy một số thông báo lỗi trên nhật ký hệ thống

Ứng dụng mạng máy tính

1.4.1 Đối với các doanh nghiệp

Mục tiêu là làm cho tất cả các chương trình, thiết bị (như máy in, v.v.) và đặc biệt là dữ liệu, có sẵn cho bất kỳ ai trên mạng mà không cần quan tâm đến vị trí thực của tài nguyên

Mô hình Máy chủ-Máy khách:

Người ta có thể hình dung hệ thống thông tin của một công ty bao gồm một hoặc nhiều cơ sở dữ liệu và một số nhân viên cần truy cập từ xa Trong mô hình này, dữ liệu được lưu trữ trên các máy tính mạnh được gọi là Máy chủ Thường thì chúng được quản trị viên hệ thống tập trung và duy trì Ngược lại, các nhân viên có các máy đơn giản, được gọi là Máy khách , trên bàn làm việc của họ, sử dụng để truy cập dữ liệu từ xa

Mạng máy tính có thể cung cấp một phương tiện giao tiếp mạnh mẽ giữa các nhân viên Hầu như mọi công ty hiện nay đều có thư điện tử, mà nhân viên thường sử dụng cho rất nhiều giao tiếp hàng ngày

Một mục tiêu đang bắt đầu trở nên quan trọng hơn trong các doanh nghiệp là kinh doanh với người tiêu dùng qua Internet Các hãng hàng không, nhà sách và nhà cung cấp dịch vụ âm nhạc đã phát hiện ra rằng nhiều khách hàng thích sự tiện lợi khi mua sắm tại nhà Lĩnh vực này dự kiến sẽ phát triển nhanh chóng trong tương lai

Với sự phát triển của điện toán đám mây, các vấn đề về bảo mật và truy cập toàn cầu đã bị hạn chế Cuộc trò chuyện qua Internet giúp cuộc trò chuyện nhanh hơn, ra quyết định nhanh chóng và tiết kiệm tiền ngân hàng điện tử tạo tiền đề cho các giao dịch dễ dàng Doanh nghiệp quy mô lớn hoặc nhỏ B2C, B2B, B2G, C2B, C2C, C2G, G2B, G2C, G2G hoặc thương mại truyền thông tin qua Internet đều có thể được thực hiện

Truy cập Internet cung cấp cho người dùng gia đình khả năng kết nối với các máy tính từ xa Cũng như đối với các công ty, người dùng gia đình có thể truy cập thông tin, giao tiếp với người khác và mua các sản phẩm và dịch vụ bằng thương mại điện tử Mạng không dây và mạng gia đình được sử dụng rộng rãi để giải trí, bao gồm nghe, nhìn và sáng tác nhạc, ảnh và video

Tiếp cận thông tin từ xa có nhiều hình thức, có thể là lướt Web để tìm thông tin hoặc đơn giản là để giải trí Những thông tin sẵn có trên mạng bao gồm rất nhiều các lĩnh vực trong đời sống như: nghệ thuật, kinh doanh, nấu ăn, chính phủ, sức khỏe, lịch sử, sở thích, giải trí, khoa học, thể thao, du lịch và nhiều thứ khác Thông qua đó mà các thành viên trong gia đình vẫn có thể giải trí với nhau trong đa dạng lĩnh vực trong đời sống, từ đó làm phong phú hơn cuộc sống trong gia đình họ

1.4.3 Đối với người dùng di động

Máy tính di động, chẳng hạn như máy tính xách tay và máy tính cầm tay, là một trong

38 những phân khúc phát triển nhanh nhất của ngành công nghiệp máy tính Có thể nói rằng, hầu như tất cả mọi người đều muốn sở hữu một chiếc máy tính xách tay Mọi người dùng di động thường muốn sử dụng thiết bị di động của họ để đọc và gửi email, xem phim, tải nhạc, chơi trò chơi hoặc đơn giản là lướt Web để tìm kiếm thông tin Họ muốn làm tất cả những công việc của họ không chỉ ở nhà, ở nơi làm việc mà còn linh hoạt hơn, đó là sử dụng thiết bị đó ở bất cứ nơi đâu, dù là trên đất liền, trên hải đảo hay thậm chí là trên không

Ứng dụng nổi bật của mạng không dây là khả năng kết nối máy tính xách tay với Internet thông qua điểm phát sóng, tương tự như khi máy tính được cắm vào mạng có dây Điều này vô cùng thuận tiện cho những người làm việc di động như tài xế xe tải, taxi, nhân viên giao hàng và thợ sửa chữa, giúp họ duy trì liên lạc với nơi làm việc dù ở bất cứ đâu.

Ví dụ, tại nhiều thành phố, tài xế taxi là những nhà kinh doanh độc lập, thay vì là nhân viên của công ty taxi Trong trường hợp này, taxi có trang bị màn hình hiển thị mà người lái xe có thể theo dõi Khi khách gọi đến, nhân viên điều phối trung tâm sẽ nhập điểm đón và đích đến Thông tin này sẽ được hiển thị trên màn hình của tài xế và phát ra tiếng bíp Tài xế đầu tiên nhấn nút trên màn hình sẽ nhận được cuốc gọi Điện thoại di động là một thiết bị ứng dụng của mạng không dây, từ đó nhắn tin và sử dụng văn bản trở nên phổ biến Điện thoại thông minh, chẳng hạn như iPhone được ưa chuộng, kết hợp các tính năng của điện thoại di động và máy tính xách tay Các mạng di động (3G và 4G) mà chúng kết nối có thể cung cấp dịch vụ dữ liệu nhanh chóng để sử dụng Internet cũng như thực hiện cuộc gọi điện thoại Nhiều điện thoại di động hiện đại cũng kết nối với các điểm phát sóng không dây và tự động chuyển đổi giữa các mạng để lựa chọn phương án tối ưu nhất cho người dùng.

1.4.4 Các vấn đề xã hội

Mạng xã hội, bảng tin, trang chia sẻ nội dung và một loạt các ứng dụng khác cho phép mọi người chia sẻ quan điểm của họ với những người có cùng quan điểm, sở thích Các bức ảnh và đoạn video có độ phân giải cao dễ dàng được chia sẻ qua mạng máy tính Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích cũng tồn tại song song là những tiêu cực Những nội dung được đăng công khai có thể gây khó chịu cho một số người Tệ hơn nữa, chúng có thể không đúng về mặt chính trị Những nội dung được đăng tải công khai có thể chứa những nội dung trái với đạo đức xã hội, những nội dung có hại cho trẻ em

Mạng máy tính giúp giao tiếp rất dễ dàng, nên chúng cũng khiến những người điều hành mạng dễ dàng “rình mò” lưu lượng truy cập Điều này tạo ra xung đột về các vấn đề như quyền của nhân viên so với quyền của người sử dụng lao động Nhiều người đọc và viết

39 email tại nơi làm việc Nhiều nhà tuyển dụng đã tuyên bố có quyền đọc và có thể kiểm duyệt tin nhắn của nhân viên, bao gồm cả tin nhắn được gửi từ máy tính ở nhà ngoài giờ làm việc Không phải tất cả nhân viên đều đồng ý với điều này và thậm chí sẽ có thể có những phản đối gay gắt

Tiếp đó, vấn đề về rò rỉ thông tin cũng là một vấn đề đáng lo ngại và khó giải quyết nhất bên cạnh những ứng dụng mà mạng máy tính mang lại Các công ty cung cấp dịch vụ dựa trên Web có thể duy trì một lượng lớn thông tin cá nhân về người dùng của họ, điều này cho phép họ nghiên cứu trực tiếp các hoạt động của người dùng

Ví dụ: Google có thể xem thư email của bạn và hiển thị cho bạn các quảng cáo liên quan tới sở thích của bạn khi bạn sử dụng dịch vụ email của Google, Gmail.

CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠNG

Phần cứng mạng máy tính

2.1.1 Phân loại theo phạm vi địa lý

 Mạng toàn cầu (GAN - Global Area Network)

Kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh Không giống như mạng cục bộ (LAN) và mạng diện rộng (WAN), GAN bao phủ một khu vực địa lý rộng lớn

Vì GAN được sử dụng để hỗ trợ giao tiếp di động qua một số mạng LAN không dây, thách thức chính đối với bất kỳ GAN nào là chuyển giao tiếp của người dùng từ vùng phủ sóng cục bộ này sang vùng phủ tiếp theo

Loại GAN được tìm kiếm nhiều nhất là GAN băng thông rộng GAN băng thông rộng là mạng Internet vệ tinh toàn cầu sử dụng các thiết bị đầu cuối di động cho điện thoại Các thiết bị đầu cuối kết nối các máy tính xách tay ở vùng sâu vùng xa với Internet băng thông rộng

Hình 2 2: Mạng toàn cầu (GAN)

 Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Network)

Mạng diện rộng (WAN) là mạng máy tính trải rộng trên khu vực địa lý rộng lớn, thường có bán kính trên 1km WAN thông thường bao gồm hai hoặc nhiều mạng LAN Máy tính kết nối với WAN thường được kết nối qua mạng công cộng như hệ thống điện thoại, hoặc qua kênh thuê riêng hoặc vệ tinh Đối với các tổ chức quốc tế, WAN cho phép họ thực hiện các chức năng thiết yếu hàng ngày mà không bị chậm trễ Nhân viên ở mọi nơi có thể sử dụng WAN của công ty để chia sẻ dữ liệu, giao tiếp với đồng nghiệp hoặc đơn giản là duy trì kết nối với trung tâm tài nguyên dữ liệu lớn hơn của tổ chức Nhiều WAN kết nối với nhau tạo thành mạng diện tích toàn cầu (GAN).

Nếu kết nối WAN không tồn tại, các tổ chức sẽ bị cô lập trong các khu vực hạn chế hoặc các khu vực địa lý cụ thể Mạng LAN sẽ cho phép các tổ chức làm việc trong tòa nhà của họ, nhưng sự phát triển ra các khu vực bên ngoài - các thành phố khác nhau hoặc thậm chí các quốc gia khác nhau - sẽ không thể thực hiện được vì cơ sở hạ tầng liên quan sẽ có chi phí cao đối với hầu hết các tổ chức

Khi các tổ chức phát triển và trở nên quốc tế, mạng WAN cho phép họ giao tiếp giữa các chi nhánh, chia sẻ thông tin và duy trì kết nối Khi nhân viên đi công tác, mạng WAN cho phép họ truy cập thông tin họ cần để thực hiện công việc của mình Mạng WAN cũng giúp các tổ chức chia sẻ thông tin với khách hàng, cũng như các tổ chức đối tác, chẳng hạn như khách hàng B2B

Hình 2 3: Mạng diện rộng (WAN) Đặc điểm của mạng WAN:

- Băng thông thấp, dễ mất kết nối, thường chỉ phù hợp với các ứng dụng như e-mail, web, ftp

- Phạm vi hoạt động rộng lớn không giới hạn

- Do kết nối của nhiều LAN, MAN lại với nhau nên mạng rất phức tạp và có tính toàn cầu nên thường là có tổ chức quốc tế đứng ra quản trị

- Chi phí cho các thiết bị và các công nghệ mạng WAN rất đắt tiền

 Mạng đô thị (MAN - Metropolitan Area Network)

Kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố Kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s) Đối tượng chủ yếu sử dụng mô hình mạng MAN đó là các tổ chức, doanh nghiệp có nhiều chi nhánh hoặc nhiều bộ phận kết nối với nhau Mục đích của việc sử dụng mạng MAN cho doanh nghiệp là vì mô hình mạng này sẽ giúp cung cấp cho doanh nghiệp rất nhiều loại hình dịch vụ giá trị gia tăng cùng lúc trên một đường truyền kết nối về thoại – dữ liệu – video

Hình 2 4: Mạng đô thị (MAN)

Cấu tạo của mạng MAN

Giống như mạng WAN, MAN được tạo thành từ các mạng LAN được kết nối với nhau MAN có quy mô nhỏ hơn WAN, cho phép dữ liệu truyền đi trong phạm vi hẹp hơn Do đó, MAN thường hiệu quả hơn WAN Một đặc điểm nữa của MAN là sự liên kết nhiều mạng của các tổ chức khác nhau thay vì được quản lý bởi một tổ chức duy nhất.

Hầu hết các MAN sử dụng cáp quang để tạo kết nối giữa các mạng LAN có khả năng truyền lưu lượng lớn Các cáp quang này có thể được thuê từ các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP)

Cơ chế hoạt động của mạng MAN

Mạng MAN lớn hơn LAN và nhỏ hơn WAN Nó thường được áp dụng để kết nối các mạng LAN phân tán theo địa lý Do đó mục tiêu của MAN là phát triển một liên kết truyền thông giữa hai nút LAN độc lập

Mạng MAN thường được thiết lập bằng cáp quang Mạng được thiết lập bằng cách sử dụng bộ định tuyến và thiết bị chuyển mạch Thiết bị chuyển mạch là một thiết bị hoạt động trong việc xử lý việc lọc dữ liệu thường đến dưới dạng khung

Bộ định tuyến là một thiết bị khác để hỗ trợ kết nối mạng MAN Một bộ định tuyến giúp các gói dữ liệu xác định được đường đi, nói cách khác nó giúp theo dõi việc truyền dữ liệu MAN thường được vận hành trên một khu vực lên đến 5 đến 50kms

45 Đặc điểm của mạng MAN

 Kích thước mạng thường dao động từ 5 đến 50 km Nó có thể nhỏ như một nhóm các tòa nhà trong khuôn viên trường đến lớn như bao phủ toàn thành phố

 MAN được sở hữu bởi một nhóm người dùng hoặc bởi một nhà cung cấp mạng bán dịch vụ cho người dùng, thay vì một tổ chức đơn lẻ như trong mạng LAN

 Tốc độ dữ liệu trung bình đến cao

 Tạo điều kiện cho việc chia sẻ các nguồn lực trong khu vực

 Cung cấp các đường lên để kết nối mạng LAN với WAN và Internet

Phần mềm mạng máy tính - Giao thức và dịch vụ mạng

Đây thật sự là một thành phần quan trọng trong phần mềm mạng máy tính, nó làm cho mạng máy tính vận hành Phần mềm mạng máy tính được xây dựng dựa trên nền tảng của 3 khái niệm, đó là giao thức (protocol), dịch vụ (service) và giao diện (interface)

Một tập các tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính hoặc hai thiết bị máy tính với nhau được gọi là giao thức (protocol) Trong mạng, giao thức là một tập hợp các quy tắc để định dạng và xử lý dữ liệu Giao thức mạng giống như một ngôn ngữ chung cho máy tính Các máy tính trong mạng có thể sử dụng phần mềm và phần cứng rất khác nhau; tuy nhiên, việc sử dụng các giao thức cho phép chúng giao tiếp với nhau Các giao thức chuẩn hóa giống như một ngôn ngữ chung mà máy tính có thể sử dụng, tương tự như việc hai người từ các vùng khác nhau trên thế giới có thể không hiểu ngôn ngữ mẹ đẻ của nhau, nhưng họ có thể giao tiếp bằng ngôn ngữ thứ ba dùng chung

Một số loại giao thức phổ biến được giới thiệu ngắn gọn sau đây:

 Giao thức TCP và UDP

TCP là viết tắt của Transmission Control Protocol UDP là viết tắt của User Datagram Protocol Cả hai giao thức đều cho phép các ứng dụng mạng trao đổi dữ liệu giữa các nút Sự khác biệt chính giữa cả hai là TCP là một giao thức hướng kết nối trong khi UDP là một giao thức không kết nối

IP là viết tắt của Internet Protocol Giao thức này hoạt động với giao thức TCP và UDP

Địa chỉ IP là một danh tính duy nhất dùng để xác định từng thiết bị trên một mạng máy tính Đó là địa chỉ phần mềm của thiết bị trên mạng Hiện tại có hai phiên bản của giao thức IP: IPv4 và IPv6.

DNS là viết tắt của Domain Name Service - Dịch vụ tên miền Dịch vụ này cho phép truy cập vào một nút theo tên của nó Theo mặc định, các nút sử dụng địa chỉ IP để xác

68 định nhau trên mạng Dịch vụ DNS cho phép ánh xạ một tên với một địa chỉ IP Khi truy cập vào một nút bằng tên của nó, dịch vụ DNS sẽ dịch tên đó thành địa chỉ IP

NAT là viết tắt của Network Address Translation Giao thức này chuyển một địa chỉ IP sang một địa chỉ IP khác Đây có thể là địa chỉ nguồn hoặc địa chỉ đích Hai cách triển khai cơ bản của NAT có thể được sử dụng: tĩnh và động

 SNMP (Simple Network Management Protocol)

SNMP là một giao thức TCP/IP để giám sát mạng và các thành phần mạng SNMP sử dụng các chương trình tiện ích nhỏ được gọi là tác nhân để giám sát hành vi và lưu lượng trên mạng

Giao thức Ngắt Mạng (SMB) là một giao thức chia sẻ tệp cho phép các máy tính kết nối mạng truy cập rõ ràng các tệp từ hệ thống xa qua nhiều mạng khác nhau Giao thức này định nghĩa một loạt các lệnh để truyền thông giữa các máy tính SMB được sử dụng rộng rãi trên các máy tính chạy hệ điều hành Windows của Microsoft.

Một trong những ứng dụng đầu tiên của Internet trước khi trình duyệt web ra đời chính là truyền tệp giữa các máy tính Giao thức truyền tệp (FTP) được sử dụng để kết nối tới các máy tính từ xa, liệt kê danh sách các tệp được chia sẻ, và tải lên hoặc tải xuống các tệp giữa máy tính cục bộ và máy tính từ xa.

HTTP thường được gọi là giao thức của Internet HTTP nhận được chỉ định này vì hầu hết lưu lượng truy cập Internet dựa trên HTTP Khi người dùng yêu cầu một tài nguyên Web, nó sẽ được yêu cầu bằng HTTP

 HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure)

HTTPS dành cho các trang Web sử dụng các tính năng bảo mật bổ sung như chứng chỉ HTTPS được sử dụng khi các giao dịch Web được yêu cầu bảo mật Các giao dịch dựa trên chứng chỉ cung cấp xác thực lẫn nhau giữa máy khách và máy chủ Xác thực lẫn nhau đảm bảo máy chủ nhận dạng máy khách và đảm bảo máy khách nhận dạng máy chủ

 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

SMTP là một giao thức thư điện tử tiêu chuẩn xử lý việc gửi thư từ một SMTP đến một máy chủ SMTP khác

 POP3 / IMAP4 (Post Office Protocol version 3 / Internet Message Access

Post Office Protocol 3 (POP3) và Internet Message Access Protocol 4 (IMAP4) là hai giao thức lớp ứng dụng được sử dụng để nhắn tin điện tử trên Internet POP3 là một giao thức bao gồm cả máy chủ và máy khách Máy chủ POP3 nhận một thông điệp e-mail và giữ nó cho người dùng Ứng dụng khách POP3 kiểm tra định kỳ hộp thư trên máy chủ để tải thư xuống POP3 không cho phép máy khách gửi thư mà chỉ nhận thư

IMAP4 là một giao thức e-mail thay thế IMAP4 hoạt động theo cách tương tự như POP3

Telnet là viết tắt của Telecommunication Network Nó là một giao thức đầu cuối ảo Nó cho phép người dùng truy cập hệ thống từ xa Trong một phiên điều khiển, trong đó người dùng có thể quản lý các tệp trên máy tính từ xa giống như đang hoạt động cục bộ

SSH là một chương trình để đăng nhập và thực hiện các lệnh trên một máy tính từ xa Nó cung cấp thông tin liên lạc được mã hóa an toàn giữa hai máy chủ không đáng tin cậy

 ICMP (Internet Control Message Protocol)

ICMP cung cấp các chức năng chẩn đoán mạng và báo cáo lỗi ICMP cũng cung cấp trợ giúp về mạng cho các bộ định tuyến (router)

Kiến trúc phân tầng và chuẩn hóa mạng

Để dễ dàng cho việc nối kết và trao đổi thông tin giữa các máy tính với nhau, cần có mô hình dựa trên tiếp cận phân tầng, với mỗi tầng đảm nhiệm một số các chức năng cơ bản nào đó Các tiêu chuẩn được chọn phải cho phép mở rộng mạng để có thể phục vụ những ứng dụng không dự kiến trước trong tương lai, cho phép mạng làm việc với những thiết bị được sản xuất từ nhiều hãng khác nhau

Trong Hình 2.16, với một mô hình kiến trúc phân tầng, ta có thể đưa ra kết luận rằng: Các tầng không giao tiếp trực tiếp với nhau và thông qua một phương tiện hỗ trợ được gọi là giao thức (Protocol)

Hình 2 16: Mô hình kiến trúc phân tầng

Hội đồng tiêu chuẩn quốc tế là ISO (International Standards Organization), do các nước thành viên lập nên ISO đã đưa ra mô hình 7 mức (layers, lớp/tầng) cho mạng, gọi là kiểu hệ thống kết nối mở OSI (Open System Interconnection)

Lớp thấp của mạng có chức năng chuẩn bị cho lớp trên thực hiện chức năng của nó Một mạng hoàn chỉnh hoạt động với mọi chức năng của mình phải có đủ 7 lớp cấu trúc từ thấp tới cao.

Các chức năng giao tiếp được chia thành một tập các lớp phân cấp, mỗi lớp thực hiện một tập chức năng cần thiết cho quá trình giao tiếp, mỗi lớp dựa vào lớp ngay bên dưới để thưc hiện chức năng và cung cấp dịch vụ cho lớp ngay bên trên

Mô hình OSI định nghĩa một tập các lớp và dịch vụ cung cấp bởi mỗi lớp

Lợi ích của mô hình OSI:

- Giảm độ phức tạp của hệ thống

- Tiêu chuẩn hoá các giao tiếp trong hệ thống

- Tương thích với kỹ thuật module

- Đảm bảo kỹ thuật kết nối

- Giúp thuận tiện trong việc truyền đạt kiến thức trong việc đào tạo, dễ dạy, dễ học.

Các mô hình tham chiếu

Chúng ta tìm hiểu hai mô hình tham chiếu là OSI và TCP/IP

2.4.1 Mô hình tham chiếu OSI Để dễ dàng cho việc nối kết và trao đổi thông tin giữa các máy tính với nhau, vào năm

1983, tổ chức tiêu chuẩn thế giới ISO đã phát triển một mô hình cho phép hai máy tính có thể gởi và nhận dữ liệu cho nhau Mô hình này dựa trên tiếp cận phân tầng (lớp), với mỗi tầng đảm nhiệm một số các chức năng cơ bản nào đó.

Mô hình OSI được phát triển bởi ISO nhằm kết nối các sản phẩm của các nhà sản xuất khác nhau và thống nhất các hoạt động chuẩn hóa trong thông tin liên lạc và hệ thống thông tin Khi trao đổi thông tin giữa hai máy tính, nhiều yếu tố cần được cân nhắc, bao gồm card mạng, cáp mạng, điện áp tín hiệu, đóng gói dữ liệu và điều khiển lỗi đường truyền.

Mô hình OSI là một mô hình mạng lưới chia thành bảy tầng, mỗi tầng có các chức năng cụ thể Mô hình này giúp chuẩn hóa giao tiếp giữa các hệ thống máy tính khác nhau bằng cách xác định các giao thức chung cho các tầng tương ứng Ưu điểm chính của OSI là khả năng giải quyết vấn đề giao tiếp giữa các máy tính không tương thích Hai hệ thống khác nhau có thể giao tiếp hiệu quả nếu chúng tuân theo các tiêu chuẩn chung được xác định bởi mô hình OSI.

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

- Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng như nhau

- Các tầng đồng mức khi trao đổi với nhau sử dụng chung một giao thức

Mô hình OSI tách các mặt khác nhau của một mạng máy tính thành bảy tầng theo mô hình phân tầng Mô hình OSI là một khung mà các tiêu chuẩn lập mạng khác nhau có

75 thể khớp vào Mô hình OSI định rõ các mặt nào của hoạt động của mạng có thể nhằm đến bởi các tiêu chuẩn mạng khác nhau

Hình 2 17: 7 lớp của mô hình OSI

Trong mô hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập Sự tách lớp của mô hình này mang lại những lợi ích sau:

- Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn

- Chuẩn hóa các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm

- Ngăn chặn được tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hưởng đến các lớp khác, như vậy giúp mỗi lớp có thể phát triển độc lập và nhanh chóng hơn

Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các qui tắc cho các nội dung sau:

- Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thông được với nhau

- Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì được truyền dữ liệu, khi nào thì không được

- Các phương pháp để đảm bảo truyền đúng dữ liệu và đúng bên nhận

- Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau

- Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp

- Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn

 Ưu điểm và nhược điểm của mô hình OSI: Ưu điểm:

 Cung cấp một cách rõ ràng và tiêu chuẩn để giao tiếp giữa hai hệ thống

 Tầng OSI cho phép phát triển mô-đun của các hệ thống truyền thông Bằng

76 cách chia nhỏ các chức năng bên trong của hệ thống truyền thông thành bảy lớp riêng biệt, mô hình OSI cho phép các nhà phát triển tạo ra các giải pháp truyền thông tương thích bằng cách làm việc trên một lớp tại một thời điểm

 Mô hình OSI cũng cung cấp một khuôn khổ rõ ràng và ngắn gọn có thể được sử dụng để khắc phục sự cố truyền thông

 Mô hình OSI linh hoạt và có thể được sử dụng như một hướng dẫn khi thiết kế hoặc thiết kế lại mạng

Mô hình OSI (mô hình tham chiếu kết nối hệ thống mở) được thiết kế để trở nên trung lập với nhà cung cấp, có nghĩa là không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ nhà sản xuất cụ thể nào Điều này cho phép các nhà sản xuất khác nhau tạo ra các sản phẩm tương thích với mô hình tham chiếu OSI, đảm bảo khả năng tương tác và khả năng kết nối liền mạch giữa các thiết bị và mạng do các nhà cung cấp khác nhau cung cấp.

 Có thể khó hiểu và khó hình dung về mô hình OSI, dẫn đến sự nhầm lẫn và khiến người dùng mới khó nắm bắt

 Mô hình OSI không phải lúc nào cũng tương thích với các loại thiết bị mạng khác nhau, điều này có thể tạo ra các vấn đề về khả năng tương tác

 Bởi vì mô hình là trừu tượng, thường thấy trong các tình huống thực tế không có tiêu chuẩn hóa mô hình, vì vậy các tổ chức khác nhau có thể có cách triển khai khác nhau

 Mô hình OSI có thể triển khai chậm và cồng kềnh cũng như khó khăn trong việc khắc phục sự cố và xác định vị trí các vấn đề nằm ở đâu khi có sự cố

 Chức năng của các lớp trong mô hình OSI: i Tầng vật lý (Physical Layer): Điều khiển việc truyền tải thật sự các bit trên đường truyền vật lý Nó định nghĩa các tín hiệu điện, trạng thái đường truyền, các loại đầu nối được sử dụng, các qui cách về điện, cơ, thủ tục và các đặc tả chức năng để kích hoạt, duy trì và dừng một liên kết vật lý giữa các hệ thống đầu cuối

Hình 2 18: Giao tiếp trực tiếp trong tầng vật lý qua đường truyền

Tầng này bao gồm các thiết bị vật lý liên quan đến việc truyền dữ liệu, chẳng hạn

77 như phương tiện cáp truyền dẫn vật lý và thiết bị chuyển mạch Đây cũng là lớp mà dữ liệu được chuyển đổi thành một luồng bit, là một chuỗi gồm các số 1 và 0 Lớp vật lý của cả hai thiết bị cũng phải đồng ý về quy ước tín hiệu để có thể phân biệt số

1 với số 0 trên cả hai thiết bị Các câu hỏi điển hình ở đây là tín hiệu điện nào nên được sử dụng để đại diện cho 1 và 0, bao nhiêu nano giây một bit kéo dài, liệu quá trình truyền có thể tiến hành đồng thời theo cả hai hướng hay không, kết nối ban đầu được thiết lập như thế nào, nó bị phá vỡ như thế nào Hay đầu nối mạng có bao nhiêu chân và mỗi chân được sử dụng để làm gì ii Tầng Liên kết dữ liệu (Data-Link Layer):

Tầng này đảm bảo truyền tải các khung dữ liệu (frame) giữa hai máy tính có đường truyền vật lý nối trực tiếp với nhau Nó cài đặt cơ chế phát hiện và xử lý lỗi dữ liệu nhận Tại lớp liên kết dữ liệu, các bít đến từ lớp vật lý được chuyển thành các khung dữ liệu bằng cách dùng một số nghi thức tại lớp này Tầng liên kết dữ liệu cung cấp khả năng chuyển dữ liệu tin cậy xuyên qua một liên kết vật lý Tầng này liên quan đến: Địa chỉ vật lý, Mô hình mạng, Cơ chế truy cập đường truyền, Thông báo lỗi, Thứ tự phân phối khung

Tầng liên kết được chia thành hai lớp con:

Tiến trình đóng gói chi tiết

Một hệ mạng truyền tải dữ liệu thường được thiết kế dưới dạng phân tầng, trong đó tiến trình đóng gói dữ liệu sẽ thực hiện tuần tự theo các phân tầng trong hệ thống Đóng gói dữ liệu trong mô hình OSI là quá trình đặt dữ liệu nhận được vào sau header

(và trước trailer) trên mỗi lớp Lớp vật lý không đóng gói dữ liệu vì nó không dùng header và trailer Việc đóng gói dữ liệu không nhất thiết phải xảy ra trong mỗi lần truyền dữ liệu của trình ứng dụng Các lớp 5, 6, 7 sử dụng header trong quá trình khởi động, nhưng trong phần lớn các lần truyền thì không có header của lớp 5, 6, 7 lý do là không có thông tin mới để trao đổi

Hình 2 27: Tiến trình đóng gói và bổ sung phần đầu thông điệp

Các dữ liệu tại máy gửi được xử lý theo trình tự như sau:

- Người dùng thông qua lớp Application để đưa các thông tin vào máy tính Các thông tin này có nhiều dạng khác nhau như: hình ảnh, âm thanh, văn bản…

- Tiếp theo các thông tin đó được chuyển xuống lớp Presentation để chuyển thành dạng chung, rồi mã hoá và nén dữ liệu

- Tiếp đó dữ liệu được chuyển xuống lớp Session để bổ sung các thông tin về phiên giao dịch này

- Dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp Transport, tại lớp này dữ liệu được cắt ra thành nhiều Segment và bổ sung thêm các thông tin về phương thức vận chuyển dữ liệu để đảm bảo độ tin cậy khi truyền

- Dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp Network, tại lớp này mỗi Segment được cắt ra thành nhiều Packet và bổ sung thêm các thông tin định tuyến

Tiếp theo, dữ liệu được chuyển xuống lớp Data Link Tại lớp này, mỗi Packet (gói tin) sẽ được chia thành nhiều Frame (khung) và bổ sung thêm các thông tin kiểm tra gói tin (gọi là Header và Trailer).

- Cuối cùng, mỗi Frame sẽ được tầng Vật Lý chuyển thành một chuỗi các bit, và được đẩy lên các phương tiện truyền dẫn để truyền đến các thiết bị khác

Các dữ liệu tại máy nhận được xử lý theo trình tự như sau:

- Lớp Physical kiểm tra quá trình đồng bộ bit và đặt chuỗi bit nhận được vào vùng đệm Sau đó thông báo cho lớp Data Link dữ liệu đã được nhận

- Lớp Data Link kiểm lỗi frame bằng cách kiểm tra trong trailer Nếu có lỗi thì frame bị bỏ Sau đó kiểm tra địa chỉ MAC xem có trùng với địa chỉ máy nhận hay không Nếu đúng thì phần dữ liệu sau khi loại header và trailer sẽ được chuyển lên cho lớp Network

- Địa chỉ lớp Network được kiểm tra xem có phải là địa chỉ máy nhận hay không

? Nếu đúng thì dữ liệu được chuyển lên cho lớp Transport xử lý

- Nếu giao thức lớp Transport có hỗ trợ việc phục hồi lỗi thì số định danh phân đoạn được xử lý Sau quá trình phục hồi lỗi và sắp thứ tự các phân đoạn, dữ liệu được đưa lên lớp Session

- Lớp Session đảm bảo một chuỗi các thông điệp đã trọn vẹn Sau khi các luồng đã hoàn tất, lớp Session chuyển dữ liệu sau header lớp 5 lên cho lớp Presentation xử lý

- Dữ liệu sẽ được lớp Presentation xử lý bằng cách chuyển đổi dạng thức dữ liệu Sau đó kết quả chuyển lên cho lớp Application

- Lớp Application xử lý header cuối cùng Header này chứa các tham số thoả thuận giữa hai trình ứng dụng Do vậy tham số này thường chỉ được trao đổi lúc khởi động quá trình truyền thông giữa hai trình ứng dụng

TẦNG VẬT LÝ

Môi trường truyền dẫn cho mạng

Môi trường truyền dẫn mạng máy tính là các phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị trong mạng

Ví dụ: các loại dây dẫn, sóng điện từ, bức xạ hồng ngoại, sóng truyền qua vệ tinh…

Các khái niệm môi trường truyền dẫn

- Trên một mạng máy tính, các dữ liệu được truyền trên môi trường truyền dẫn, nó là phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị Nó có hai loại phương tiện truyền dẫn chủ yếu: hữu tuyến và vô tuyến

- Là các phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị

- Thông thường, hệ thống sử dụng hai loại tín hiệu truyền: digital và analog

- Phương tiện truyền dẫn giúp các tín hiệu từ máy tính này sang máy tính khác Các tín hiệu điện tử này biểu diễn các giá trị dữ liệu theo dạng các xung nhị phân (bật/tắt)

Băng thông của một kênh truyền dẫn

Theo lý thuyết toán Fourier, bất kỳ tín hiệu nào đều có thể biểu diễn thành tổng của một số hữu hạn hoặc vô hạn sóng sin.

Bởi vì một tín hiệu bất kỳ có thể được xem như là một sự kết hợp của một chuỗi các sóng hình sin, nên ta có thể xem rằng sự truyền tải một tín hiệu bất kỳ tương đương với việc truyền tải các sóng hình sin thành phần Vì tần số của chúng là khác nhau, chúng có thể đến nơi với độ suy giảm là khác nhau, một trong số chúng có thể không còn nhận ra được

Nếu ta định nghĩa một ngưỡng còn “nghe” được, thì tất cả các tín hiệu hình sin có tần số nhỏ hơn f1 được xem như bị mất Tương tự các tín hiệu có tần số lớn hơn f2 cũng được xem là bị mất Những tín hiện có thể nhận ra được ở bên nghe là các tín hiệu có tần số nằm giữa f1 và f2 Khoảng tần số này được gọi là băng thông của một kênh truyền

Ví dụ :độ rộng băng thông của kênh truyền điện thoại là 3100 Hz vì các tín hiệu âm thanh có thể nghe được nằm ở khoảng tần số từ 300 Hz đến 3400 Hz

Chúng ta nhận thấy rằng, băng thông càng lớn thì càng có nhiều tín hiệu được truyền đến nơi Chính vì thế chúng ta thường quan tâm đến các kênh truyền có băng thông rộng

Chuỗi liên tiếp các tín hiệu số hoặc tuần tự cấu thành thông điệp Những tín hiệu này được gửi qua kênh truyền Tốc độ truyền không đóng vai trò quyết định mà nhịp đặt tín hiệu mới là yếu tố then chốt.

89 hiệu lên kênh truyền Nhịp này được gọi là tần số biến điệu Nếu một kênh truyền có băng thông càng lớn, thì nó cho càng cho phép tần số biến điệu của dữ liệu này càng lớn, qua đó cho phép tốc độ dữ liệu truyền qua kênh truyền này càng cao mà vẫn đảm bảo hình dạng tín hiệu nhận được bên máy nhận không sai khác nhiều so với bên gửi

Hình 3 1: Băng thông đường truyền và hình dạng tín hiệu truyền qua

Nhiễu và khả năng kênh truyền

Nhiễu bao gồm các tín hiệu ký sinh chúng chồng lên các tín hiệu được truyền tải và chúng làm cho các tín hiệu này bị biến dạng Chúng có thể làm thay đổi tín hiệu vào những khoảng thời gian nào đó làm cho bên nhận khó phân biệt được đó là bit

Hình 3 2: Nhiễu trên kênh truyền tác động tín hiệu

Các kỹ thuật truyền dẫn

Có hai loại kỹ thuật truyền dẫn được gọi là truyền dẫn băng cơ sở (baseband) và băng thông rộng (broadband) Truyền băng cơ sở chỉ gửi một tín hiệu tại một thời điểm và nó sử dụng tín hiệu số trong khi truyền băng rộng gửi nhiều tín hiệu cùng một lúc và nó sử dụng tín hiệu tương tự

Hình 3 3: Truyền dẫn băng cơ sở và băng thông rộng

Các sự khác biệt chính giữa băng cơ sở và băng thông rộng là trong truyền dẫn băng cơ sở, một tín hiệu lấy toàn bộ băng thông của kênh để gửi dữ liệu trong khi truyền băng rộng, nhiều tín hiệu có nhiều tần số chia sẻ băng thông của đường truyền, gửi dữ liệu qua một kênh đồng thời

Truyền cơ sở sử dụng Ghép kênh phân chia thời gian (TDM) TDM không sử dụng phân

91 chia kênh; thay vào đó, mỗi tín hiệu được một khe thời gian Do đó, một tín hiệu sẽ lấy toàn bộ băng thông cho một khe thời gian nhất định Thông thường, truyền băng cơ sở giúp gửi tín hiệu đến khoảng cách ngắn Ethernet thường sử dụng kỹ thuật truyền này Truyền băng rộng gửi dữ liệu dưới dạng tín hiệu tương tự Trong truyền dẫn băng thông rộng, có thể gửi tín hiệu đồng thời trên một dải tần số khác nhau Truyền băng rộng sử dụng ghép kênh phân chia tần số (FDM) Trong FDM, tổng băng thông được chia thành nhiều dải tần và mỗi băng tần mang một tín hiệu riêng Thông thường, truyền hình cáp, chế độ truyền không đồng bộ (ATM), các biến thể của đường dây thuê bao kỹ thuật số (DSL) sử dụng truyền dẫn băng thông rộng

Có các kiểu chế độ truyền dẫn như sau:

- Đơn công (Simplex): Trong chế độ truyền đơn công, việc giao tiếp giữa bên gửi và bên nhận chỉ xảy ra theo một hướng Bên gửi chỉ có thể gửi dữ liệu và bên nhận chỉ có thể nhận dữ liệu Bên nhận không thể trả lời bên gửi

Truyền đơn công giống như con đường một chiều, trong đó các phương tiện chỉ đi theo một hướng và không có phương tiện từ hướng ngược lại được phép đi qua Lấy mối quan hệ giữa bàn phím và màn hình làm ví dụ, bàn phím chỉ có thể gửi đầu vào đến màn hình và màn hình chỉ có thể nhận đầu vào, rồi hiển thị nội dung trên đó Màn hình không thể trả lời hoặc gửi bất kỳ phản hồi nào tới bàn phím.trong kiểu truyền dẫn này, thiết bị phát tín hiệu và thiết bị nhận tín hiệu được phân biệt rõ ràng, thiết bị phát chỉ đảm nhiệm vai trò phát tín hiệu, còn thiết bị thu chỉ đảm nhiệm vai trò nhận tín hiệu Truyền hình là một ví dụ của kiểu truyền dẫn này

Các loại phương tiện truyền dẫn trong mạng

Cáp thuộc loại kênh truyền hữu tuyến, được sử dụng để nối máy tính và các thành phần mạng lại với nhau Hiện nay có 3 loại cáp được sử dụng phổ biến là: Cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, và cáp quang Việc chọn lựa loại cáp sử dụng cho mạng tùy thuộc vào nhiều yếu tố như: giá thành, khoảng cách, số lượng máy tính, tốc độ yêu cầu, băng thông

Cáp đồng trục (Coaxial Cable) là cáp điện có ruột đồng và lớp cách điện bảo vệ xung quanh và lưới kim loại bện để ngăn nhiễu tín hiệu Ruột đồng được sử dụng để truyền tín hiệu và phủ xung quanh trục là lớp chất cách điện, lớp dây dẫn kim loại bện giúp ngăn chặn sự ảnh hưởng của tín hiệu điện và phủ ngoài một lớp nhựa bảo vệ để tăng thêm an toàn cho cáp

Cấu tạo của cáp đồng trục

Như những mô tả trong hình 3.4 ta có thể thấy cáp đồng trục được cấu tạo bởi 4 thành phần:

- Dây dẫn đồng: Là dây dẫn trung tâm, bao gồm đồng Dây dẫn là điểm truyền dữ liệu

- Chất cách điện: Cách điện bằng chất dẻo điện môi xung quanh ruột dẫn bằng đồng, nó được sử dụng để duy trì khoảng cách giữa dây dẫn trung tâm và tấm chắn

Hình 3 4: Cấu tạo của cáp đồng trục

Lưới bện bằng đồng trong cáp đồng trục đóng vai trò như một rào chắn chống nhiễu điện từ (EMI) Cấu trúc bện tạo ra một lớp bảo vệ ngăn EMI di chuyển vào hoặc thoát ra khỏi cáp Lớp bện này giúp bảo vệ tính toàn vẹn của tín hiệu, giảm thiểu nhiễu và đảm bảo truyền dữ liệu ổn định.

- Lớp nhựa bảo vệ: Là lớp polyme bên ngoài, có lớp nhựa bao bọc bên ngoài Nó được sử dụng để bảo vệ các lớp bên trong khỏi bị hư hại

Dây dẫn bện kim loại Chất cách điện Dây dẫn bằng đồng

Cáp đồng trục có 3 kích thước phổ biến nhất là RG-6, RG-11 và RG-59

Cáp RG-6 có dây dẫn lớn hơn nên cho chất lượng tín hiệu tốt hơn Chúng có lớp cách điện điện môi dày hơn và được làm bằng một loại che chắn khác, cho phép chúng xử lý tín hiệu mức GHz hiệu quả hơn Vì loại cáp này mỏng nên nó cũng có thể dễ dàng lắp đặt vào tường

Là một loại cáp phổ biến trong các cơ sở trong nước, cáp RG-59 tương tự như RG-6, nhưng nó có ruột dẫn ở giữa thậm chí còn mỏng hơn Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn tốt cho các đường chạy ngắn và truyền tần số thấp

Có thể dễ dàng nhận ra cáp RG-11 vì nó dày hơn các loại cáp đồng trục khác, điều này có thể gây khó khăn hơn khi làm việc với nó Tuy nhiên, nó cung cấp mức suy hao thấp hơn RG-6 hoặc RG-59, có nghĩa là nó có thể mang dữ liệu trong khoảng cách xa hơn

Phân loại cáp mỏng và cáp dày

- Cáp mỏng (thin cable/thinnet): có đường kính khoảng 6mm, chiều dài đường chạy tối đa là 185 m Cáp mỏng kết nối trực tiếp các card mạng

- Cáp dày (thick cable/thicknet): có đường kính khoảng 13mm , chiều dài đường chạy tối đa 500m Cáp dày có thể dùng để kết nối các mạng cáp mỏng

Cơ chế hoạt động của cáp đồng trục

Cáp đồng trục hoạt động bằng cách mang dữ liệu trong dây dẫn trung tâm, trong khi các lớp bảo vệ xung quanh ngăn chặn bất kỳ sự mất mát tín hiệu nào (còn gọi là suy hao) và giúp giảm nhiễu điện từ

Lõi dẫn của cáp đồng trục được bảo vệ bởi lớp cách điện đầu tiên, lớp điện môi, tạo ra khoảng cách với các lớp bên ngoài Tiếp theo là lớp lá chắn bảo vệ xung điện và truyền dẫn vô tuyến khỏi môi trường bên ngoài Để kết nối cáp với các thiết bị, hai loại đầu nối khác nhau là đực và cái được sử dụng Đầu nối đực có chân cắm kim loại nhô ra, trong khi đầu nối cái có lỗ để tiếp nhận chân cắm, đảm bảo tính toàn vẹn của lớp lá chắn.

Hình 3 5: Các đầu nối cáp đồng trục Ưu điểm và nhược điểm của cáp đồng trục Ưu điếm:

- Do hiệu ứng da, cáp đồng trục được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao (> 50 MHz) sử dụng vật liệu bọc đồng cho dây dẫn trung tâm Hiệu ứng da là kết quả của tín hiệu tần số cao lan truyền dọc theo bề mặt bên ngoài của dây dẫn

- Chi phí của cáp đồng trục thấp hơn

- Dây dẫn bên ngoài trong cáp đồng trục được sử dụng để cải thiện độ suy giảm và hiệu quả che chắn

- Ít bị nhiễu hoặc nhiễu hơn so với cáp xoắn đôi

- Hỗ trợ truyền tín hiệu băng thông cao so với cặp xoắn

- Dễ dàng luồn dây và dễ dàng mở rộng do tính linh hoạt

- Cho phép tốc độ truyền cao với cáp đồng trục có vật liệu che chắn tốt hơn

- Đó là tốn kém khi lắp đặt ở khoảng cách xa hơn do độ dày và độ cứng của nó

- Vì một cáp đơn được sử dụng để truyền tín hiệu trên toàn bộ mạng, trong trường hợp hỏng một cáp, toàn bộ mạng sẽ bị ngắt

Bảo mật mạng đồng trục luôn là mối quan ngại lớn vì kẻ tấn công có thể dễ dàng truy cập vào cáp bằng cách bẻ gãy nó và sử dụng khớp chữ T (loại BNC) để kết nối vào giữa.

Cáp xoắn đôi (Twisted Pair) là một loại cáp mạng được sử dụng nhiều nhất hiện nay

Nó tương thích với nhiều tốc độ và cấu hình mạng, được hỗ trợ bởi hầu hết các nhà sản xuất thiết bị mạng.

Một cặp dây trong cáp tạo thành một mạch có thể truyền dữ liệu Các cặp được xoắn để bảo vệ chống lại nhiễu xuyên âm, tiếng ồn do các cặp liền kề tạo ra Khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó tạo ra một từ trường nhỏ, hình tròn xung quanh dây dẫn Khi đặt hai dây dẫn trong mạch điện gần nhau thì từ trường của chúng hoàn toàn ngược chiều nhau Như vậy, hai từ trường triệt tiêu lẫn nhau và chúng cũng triệt tiêu tác động nhiễu từ trường

95 bên ngoài Xoắn cặp dây lại có thể tăng cường hiệu ứng giảm nhiễu này giúp nó có thể tự bảo vệ một cách hiệu quả cho các cặp dây trong phương tiện mạng

Hai loại cáp xoắn cơ bản: cặp xoắn không được che chắn (UTP) và cặp xoắn có bảo vệ (STP)

Hình 3 6: Cấu tạo cáp xoắn

Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc (UTP- Unshielded Twisted Pair)

Một số chuẩn giao diện

Là bộ điều chế và giải điều chế biến đổi các tín hiệu số (digital) thành các tín hiệu tương tự (analog) và ngược lại trên mạng điện thoại

Là thiết bị dùng để nối hai máy tính hay hai thiết bị ở xa thông qua mạng điện thoại Modem thường có hai loại: internal (là loại được gắn bên trong máy tính giao tiếp qua khe cắm ISA hoặc PCI), external (là loại thiết bị đặt bên ngoài CPU và giao tiếp với

CPU thông qua cổng COM theo chuẩn RS-232 hoặc cổng USB) Cả hai loại trên đều có

107 cổng giao tiếp RJ11 để nối với dây điện thoại

Hình 3 18: Truyền dữ liệu giữa hai máy tính thông qua Modem

Modem làm nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự để truyền dữ liệu qua đường dây điện thoại Ở phía nhận dữ liệu, modem sẽ chuyển ngược tín hiệu tương tự trở lại thành tín hiệu số để đưa vào máy tính.

3.3.2 RJ-11 Connector Đầu nối được áp dụng phổ biến nhất cho các đường dây điện thoại, hoặc trong các thiết bị modem Nó có tổng số sáu vị trí kết nối, nhưng nó thường sử dụng 2 trong số 6 vị trí

Nó là một tiêu chuẩn quốc tế được sử dụng để kết nối một thiết bị với mạng viễn thông Thông tin được truyền có thể là kỹ thuật số (DSL) hoặc tương tự

RJ45 là chuẩn giao diện truyền dữ liệu trong hệ thống mạng LAN, dùng để kết nối các thiết bị modem, switch, router hay PC Đầu nối RJ-45 bao gồm 8 chân dẫn.

So sánh RJ -11 và RJ - 45

Sự khác biệt lớn nhất giữa hai loại này là ở chỗ chúng thực sự được sử dụng Đầu nối RJ-45 được sử dụng trong mạng, trong đó bạn kết nối máy tính hoặc các thành phần mạng khác, trong khi RJ-11 là đầu nối cáp được sử dụng trong điện thoại, ADSL và cáp modem

TẦNG LIÊN KẾT DỮ LIỆU

Chức năng của lớp liên kết dữ liệu

Trong mô hình OSI, tầng liên kết dữ liệu nằm dưới tầng mạng và cung cấp các dịch vụ cho nó, đặc biệt là truyền dữ liệu từ máy gửi đến máy nhận Để thực hiện chức năng này, tầng liên kết dữ liệu sử dụng các kỹ thuật cụ thể.

Chúng ta nhận thấy rằng, hoàn toàn không thể tìm ra lỗi khi sử dụng các bit thô nhận được từ lớp vật lý Do đó cần phân chia các chuỗi bit thành các frame để có thể tìm ra lỗi trên các chuỗi bit khi nhận được Mỗi khung trong lớp liên kết dữ liệu có các bit tổng kiểm tra để kiểm soát lỗi Do đó, đơn vị truyền tin của tầng liên kết dữ liệu sẽ là các khung (frame) Vấn đề đặt ra là làm sao bên nhận biết được điểm bắt đầu và điểm kết thúc của khung Chính vì vậy mà tầng liên kết dữ liệu cần thiết phải qui định khuôn dạng của khung mà mình sử dụng

Có 3 phương pháp để định khung phổ biến sau: i Phương pháp đếm ký tự

Phương pháp này sử dụng một trường trong phần tiêu đề để mô tả số lượng các ký tự có trong khung

Hình 4 1: Ví dụ minh họa phương pháp đếm ký tự

Bất lợi của phương pháp này là nếu một ký tự đếm của một khung nào đó bị lỗi sẽ làm cho các khung phía sau không thể xác định được ii Phương pháp sử dụng ký tự bắt đầu - kết thúc và các byte độn

Phương pháp này sử dụng một byte có giá trị đặc biệt để làm cờ hiệu (flag byte) đánh dấu điểm bắt đầu và kết thúc của khung Một vấn đề phát sinh trong phương pháp này là, trong dữ liệu có thể chứa byte có giá trị của cờ hiệu Điều này sẽ làm gãy khung Để giải quyết vấn đề này, người ta đưa vào phía trước byte dữ liệu có giá trị của cờ hiệu một byte đặc biệc gọi là byte DLE Bên nhận khi nhận được byte DLE theo sau là giá trị của cờ hiệu thì sẽ bỏ đi ký tự DLE đồng thời biết đây chưa phải là điểm kết thúc của khung Tương tự, nếu trong dữ liệu có chứa ký tự DLE thì ta cũng đưa thêm vào phía trước nó một ký tự DLE

Ký tự bắt đầu: DLE STX

Ký tự kết thúc: DLE ETX

Hình 4 2: Ví dụ minh họa phương pháp ký tự bắt đầu - kết thúc iii Phương pháp sử dụng chuỗi bit cờ bắt đầu và kết thúc khung

Phương pháp này sử dụng mẫu bit đặc biệt, 01111110, để làm cờ đánh dấu điểm bắt đầu và kết thúc khung Khi bên gởi phát hiện có 5 bits 1 liên tiếp trong dữ liệu gởi đi, nó sẽ thêm vào bit 0 Ngược lại, nếu bên nhận phát hiện 5 bits liên tiếp và theo sau bằng một bit 0, nó sẽ loại bỏ bit 0 ra khỏi dữ liệu Nhờ thế cờ sẽ không xuất hiện trong dữ liệu gởi

Hình 4 3: Ví dụ minh họa phương pháp chuỗi bit bắt đầu - kết thúc

Trong hình ảnh minh họa trên, ta thấy từ dữ liệu gốc sau đó được chèn thêm bit

0 sau 5 bit 1 liên tiếp và chuyển lên đường truyền, và cuối cùng ta có được dữ liệu nhận sau khi loại bỏ các bit độn.

Khung có thể bị hỏng do nhiễu trong kênh vật lý Khi truyền tải một khung chuỗi các bit, các lỗi có thể phát sinh ra, bit 1 có thể biến thành bit 0 hay ngược lại Đa số các hệ thống mạng ngày nay đều chọn tích hợp bên trong tầng này bộ mã phát hiện lỗi Và sơ đồ phát hiện lỗi thông dụng là bit tổng kiểm tra chẵn lẻ (parity checksum)

Cách thường được dùng để đảm bảo việc phân phát tin cậy là cung cấp cho người gởi một vài phản hồi từ người nhận về tình trạng nhận khung Hệ thống sẽ định nghĩa một khung đặc biệt, gọi là khung báo nhận (ACK - acknowledgement), để cho người nhận thông báo cho người gởi tình trạng của dữ liệu nhận là tốt hay xấu Nếu người gởi nhận được một báo hiệu tốt về gói tin, người gởi an tâm rằng gói tin đã được phân phát một cách an toàn Ngược lại, một khung báo không nhận (NACK - unacknowledgement) báo hiệu rằng có một số vấn đề gì đó đối với khung nhận (bit tổng kiểm tra khác với bit nhận được) và nó cần phải được truyền lại.

Một khả năng khác là khung truyền đi bị mất hoàn toàn và không đến được người nhận Lúc này, người gửi sẽ không nhận được bất kỳ khung xác nhận nào, khiến họ phải chờ đợi vô thời hạn Để giải quyết vấn đề này, một bộ đếm thời gian (Timer) được thêm vào lớp liên kết dữ liệu Khi người gửi truyền một khung dữ liệu, họ sẽ thiết lập bộ đếm thời gian này Bộ đếm thời gian sẽ hết hạn (timeout) sau một khoảng thời gian đủ lớn để khung dữ liệu đến được người nhận và trả lời lại.

112 được truyền đến người nhận, xử lý ở đó, và khung báo nhận đến được người gởi Thông thường nếu khung được nhận tốt, khung báo nhận sẽ trở về người gởi trước thời gian qui định Khi đó bộ đếm thời gian sẽ bị hủy

Tuy nhiên, nếu khung báo nhận bị mất, bộ đếm thời gian sẽ trôi qua, báo hiệu cho người gởi về vấn đề phát sinh Giải pháp trong trường hợp này là bên gởi gởi lại khung Như thế khung được truyền đi nhiều lần có thể làm cho khung được gởi lên tầng mạng nhiều hơn một lần Để phòng ngừa trường hợp này, người ta gán vào mỗi khung gởi đi một Số thứ tự (Sequence number), nhờ đó bên nhận phân biệt được các khung được truyền lại

 Kiểm soát lưu lượng / luồng:

Một vấn đề thiết kế quan trọng khác cần phải xem xét trong tầng liên kết dữ liệu là sự khác biệt về tốc độ truyền/nhận dữ liệu của bên truyền và bên nhận Kiểm soát lưu lượng (hay điều khiển luồng) là quá trình hạn chế người gửi nhanh trong khi người nhận chậm, là nguyên nhân gây ra việc mất dữ liệu khi gửi Điều khiển luồng cho phép giao tiếp nhanh chóng và đáng tin cậy khi người gửi và người nhận có sự khác biệt về khả năng xử lý Giao thức điều khiển luồng đơn giản nhất là dừng và chờ Nơi người gửi gửi một gói tin và chờ một xác nhận

 Kiểm soát truy cập kênh được chia sẻ:

Kiểm soát truy cập là quá trình nhận quyền truy cập vào kênh khi có nhiều người dùng kênh Quá trình này được gọi là kiểm soát truy cập phương tiện Nếu sẽ không có quyền kiểm soát truy cập, thì sẽ có khả năng xảy ra va chạm nếu nhiều người dùng cố gắng truy cập vào kênh hoặc phương tiện được chia sẻ Có nhiều phương pháp khác nhau để quản lý truy cập kênh, và chúng ta sẽ tìm hiểu phương pháp truy cập đường truyền ngẫu nhiên và một số giao thức liên quan

Phương pháp truy cập đường truyền ngẫu nhiên (Random Access)

Trong phương pháp truy cập ngẫu nhiên cạnh tranh nhiều (CSMA/CD), các máy trạm tự do cạnh tranh để sử dụng kênh truyền chung Một máy trạm cần gửi khung dữ liệu sẽ phát trên toàn bộ băng thông của kênh Nếu có nhiều máy trạm phát cùng lúc, sẽ xảy ra va chạm (collision), làm hỏng các khung dữ liệu.

Giao thức truy cập đường truyền ngẫu nhiên được dùng để xác định:

• Làm thế nào để phát hiện đụng độ

• Làm thế nào để phục hồi sau đụng độ

Các giao thức truy cập ngẫu nhiên: Giao thức ALOHA và CSMA.

ALOHA là một giao thức đa truy cập để truyền dữ liệu qua kênh mạng chia sẻ Nó hoạt động trong lớp con kiểm soát truy cập trung bình (lớp con MAC) của mô hình kết nối hệ thống mở OSI Sử dụng giao thức này, một số luồng dữ liệu bắt nguồn từ nhiều nút được chuyển qua kênh truyền đa điểm

Trong ALOHA, mỗi nút hoặc trạm truyền một khung mà không cố gắng phát hiện xem kênh truyền đang rảnh hay bận Nếu kênh không hoạt động, thì các khung sẽ được truyền thành công Nếu hai khung cố gắng chiếm kênh đồng thời, xung đột của các khung sẽ xảy ra và các khung sẽ bị loại bỏ Các trạm này có thể chọn truyền lại các khung bị hỏng nhiều lần cho đến khi quá trình truyền thành công xảy ra

Phân loại giao thức ALOHA

Giao thức ALOHA được chia làm hai loại: ALOHA thuần túy ( Pure ALOHA) và

ALOHA chia khe (Slotted ALOHA)

ALOHA thuần túy (Pure ALOHA)

Vấn đề xử lý lỗi

Lớp liên kết dữ liệu sử dụng các kỹ thuật kiểm soát lỗi để đảm bảo rằng các khung, tức là các luồng dữ liệu bit, được truyền từ nguồn đến đích với độ chính xác nhất định

Lỗi: Khi các bit được truyền qua mạng máy tính, chúng có thể bị hỏng do nhiễu và các sự cố mạng Các bit bị hỏng dẫn đến dữ liệu giả nhận được bởi đích và được gọi là lỗi

Các loại lỗi: Lỗi có thể có ba loại, đó là lỗi một bit, lỗi nhiều bit và lỗi cụm

 Lỗi một bit - Trong khung nhận được, chỉ có một bit bị hỏng, tức là thay đổi từ

0 thành 1 hoặc từ 1 thành 0 ( Hình 4.6 )

Hình 4 6: Lỗi một bit của IEEE 802

 Lỗi nhiều bit - Trong khung nhận được, nhiều hơn một bit lỗi Với loại lỗi này, trong Hình 4.7, sẽ có nhiều bit bị lỗi, các lỗi này xuất hiện tại những vị trí khác

Hình 4 7: Lỗi nhiều bit của IEEE 802

 Lỗi liên tục - Trong khung đã nhận, nhiều hơn một bit liên tiếp bị lỗi

Hình 4 8: Lỗi liên tục của IEEE 802

Như trong Hình 4.8, khác với loại lỗi nhiều bit, đã có 3 bit liên tiếp bị lỗi, từ 0 1 1 đã bị biến thành 1 0 0 khi nhận

Thông tin kiểm soát lỗi được đưa vào có thể theo 2 chiến lược Chiến lược thứ nhất gọi là bộ mã sửa lỗi (Error-correcting codes) và chiến lược thứ hai gọi là bộ mã phát hiện lỗi (Error-detecting codes)

 Sửa lỗi - Sửa lỗi liên quan đến việc xác định chính xác số lượng bit đã bị hỏng và vị trí của các bit bị hỏng Bộ mã sửa lỗi cho phép bên nhận có thể tính toán và suy ra được các thông tin bị lỗi (sửa dữ liệu bị lỗi)

 Phát hiện lỗi - Phát hiện lỗi bao gồm việc kiểm tra xem có lỗi nào xảy ra hay không Số lượng bit lỗi và loại lỗi không quan trọng Trong khi bộ mã phát hiện lỗi chỉ cho phép bên nhận phát hiện ra dữ liệu có lỗi hay không Nếu có lỗi bên nhận sẽ yêu cầu bên gởi gởi lại thông tin

Với tốc độ đường truyền nhanh chóng ngày nay, việc gửi lại một khung thông tin bị lỗi ít tốn kém hơn so với việc tái tạo giá trị ban đầu của những dữ liệu lỗi Cả hai cơ chế này đều yêu cầu máy gửi thêm bit vào bit dữ liệu Máy thu sẽ kiểm tra các bit dư thừa này nếu phát hiện lỗi, sẽ thông báo đến máy gửi.

120 liệu không có lỗi, nó sẽ loại bỏ các bit dư thừa trước khi chuyển thông điệp lên trên

Kỹ thuật phát hiện lỗi

Có ba kỹ thuật chính để phát hiện lỗi trong khung: Kiểm tra chẵn lẻ, Kiểm tra tổng và Kiểm tra dự phòng theo chu kỳ (CRC)

 Kiểm tra chẵn lẻ (Parity check)

Việc kiểm tra chẵn lẻ được thực hiện bằng cách thêm một bit phụ, được gọi là bit chẵn lẻ vào dữ liệu

Trong khi tạo khung, người gửi đếm số 1 trong đó và thêm bit chẵn lẻ theo cách sau:

 Trường hợp chẵn lẻ: Nếu số 1 là chẵn thì giá trị của bit chẵn lẻ là 0 Nếu số 1s là số lẻ thì giá trị của bit chẵn lẻ là 1s

 Trường hợp chẵn lẻ: Nếu một số 1 là lẻ thì giá trị của bit chẵn lẻ là 0 Nếu một số 1 là chẵn thì giá trị của bit chẵn lẻ là 1s

Khi nhận một khung, người nhận sẽ đếm số lượng bit 1 trong đó Trong trường hợp kiểm tra chẵn lẻ, nếu số đếm 1 là chẵn thì khung được chấp nhận, ngược lại, khung bị từ chối Một quy tắc tương tự được áp dụng để kiểm tra chẵn lẻ Kiểm tra chẵn lẻ chỉ thích hợp để phát hiện lỗi bit đơn

Trong sơ đồ phát hiện lỗi này, ta áp dụng quy trình sau:

- Dữ liệu được chia thành các khung hoặc phân đoạn có kích thước cố định

- Người gửi thêm các phân đoạn bằng cách sử dụng số học phần bù của 1 để nhận tổng Sau đó, nó bổ sung để nhận tổng kiểm tra và gửi nó cùng với khung dữ liệu

- Người nhận thêm các phân đoạn đến cùng với tổng kiểm tra bằng cách sử dụng số học phần bù của 1 để lấy tổng và sau đó bổ sung cho nó

- Nếu kết quả là 0, các khung đã nhận được chấp nhận; nếu không chúng sẽ bị loại

 Kiểm tra dự phòng theo chu kỳ (CRC)

Kiểm tra dự phòng theo chu kỳ liên quan đến việc phân chia nhị phân các bit dữ liệu được gửi bởi một ước số định trước được hệ thống giao tiếp đồng ý Số chia được tạo ra bằng cách sử dụng đa thức

Tại bước này, dữ liệu được chia nhị phân cho số chia, sau đó phần dư còn lại (gọi là bit CRC) sẽ được nối vào cuối dữ liệu Nhờ đó, đơn vị dữ liệu kết quả sẽ chia hết cho số chia.

- Máy thu chia đơn vị dữ liệu đến bằng số chia Nếu không có phần dư, đơn vị dữ

121 liệu được giả định là đúng và được chấp nhận Nếu không, nó được hiểu là dữ liệu bị hỏng và do đó bị từ chối

Các kỹ thuật sửa lỗi tìm ra số lượng bit chính xác đã bị lỗi và cũng như vị trí của chúng Có hai cách nguyên tắc

 Sửa lỗi quay ngược (Truyền lại) - Nếu người nhận phát hiện ra lỗi trong khung đến, nó sẽ yêu cầu người gửi truyền lại khung Nó là một kỹ thuật tương đối đơn giản Nhưng nó chỉ có thể được sử dụng hiệu quả khi việc truyền lại không đắt như trong sợi quang và thời gian truyền lại thấp so với yêu cầu của ứng dụng

 Sửa lỗi chuyển tiếp - Nếu máy thu phát hiện một số lỗi trong khung đến, nó sẽ thực thi mã sửa lỗi tạo ra khung thực tế Điều này tiết kiệm băng thông cần thiết để truyền lại Đó là điều không thể tránh khỏi trong các hệ thống thời gian thực Tuy nhiên, nếu có quá nhiều lỗi, các khung hình cần được truyền lại.

Các thiết bị của lớp liên kết dữ liệu

Thiết bị Cầu nối là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu, nên cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không.

Thiết bị cầu nối là một công cụ mạnh mẽ cho phép kết nối nhiều mạng khác nhau và cung cấp khả năng linh hoạt trong giao tiếp Hoạt động bằng cách lọc và chỉ chuyển tiếp các gói tin cần thiết, cầu nối duy trì tính liền mạch khi liên kết nhiều mạng Để đạt được điều này, mỗi đầu kết nối cầu nối đều có bảng địa chỉ các trạm được kết nối ở phía đó Mỗi khi nhận được một gói tin, cầu nối sẽ kiểm tra bảng địa chỉ tương ứng và đưa ra quyết định chuyển tiếp dựa trên thông tin này.

Hình 4 9: Vai trò thiết bị cầu nối Bridge

Thiết bị Switch hay còn gọi là bộ chuyển mạch mạng là một thiết bị hoạt động ở lớp

Liên kết dữ liệu của mô hình OSI Nó nhận các gói được gửi bởi các thiết bị được kết nối với các cổng vật lý của nó và gửi lại chúng, nhưng chỉ thông qua các cổng dẫn đến các thiết bị mà các gói dự kiến tiếp cận Chúng cũng có thể hoạt động ở lớp mạng – Lớp 3 nơi xảy ra quá trình định tuyến

Khi một thiết bị được kết nối với một bộ chuyển mạch, bộ chuyển mạch sẽ ghi lại địa chỉ điều khiển truy cập phương tiện (MAC) của nó, một mã được đưa vào thẻ giao diện mạng (NIC) của thiết bị gắn vào cáp ethernet gắn vào công tắc Bộ chuyển mạch sử dụng địa chỉ MAC để xác định gói tin gửi đi của thiết bị đính kèm đang được gửi từ đâu và nơi gửi các gói tin đến

Khi một thiết bị gửi gói dữ liệu đến một thiết bị khác, bộ chuyển mạch tiếp nhận gói dữ liệu và đọc phần tiêu đề để xác định cách xử lý gói tin Bộ chuyển mạch khớp địa chỉ đích hoặc các địa chỉ trong tiêu đề và chuyển gói dữ liệu đến các cổng thích hợp dẫn tới thiết bị đích.

Mạng cục bộ

4.4.1 Giới thiệu về mạng LAN

Ngoài mô hình OSI dùng cho việc chuẩn hóa các mạng nói chung, việc chuẩn hóa mạng cục bộ cũng đã được thực hiện trong một khoảng thời gian dài Do đặc trưng riêng, việc chuẩn hóa mạng cục bộ chỉ được thực hiện trên hai tầng thấp nhất, tương ứng với tầng vật lý và liên kết dữ liệu trong mô hình OSI

Trong mạng LAN, tầng liên kết dữ liệu được chia làm hai tầng con: LLC (Logical Link Layer) và MAC MAC quản lý việc truy cập đường truyền, trong khi LLC đảm bảo tính độc lập của việc quản lý các liên kết dữ liệu với đường truyền vật lý và phương pháp truy cập đường truyền MAC.

Tổ chức IEEE được biết đến như tiên phong trong việc chuẩn hóa mạng cục bộ Dự án IEEE 802 được khởi động từ năm 1980 và đã tạo ra nhiều tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802.x Những tiêu chuẩn này đóng vai trò nền tảng trong việc thiết kế và triển khai mạng nội bộ trong suốt nhiều năm qua.

Ethernet được thiết kế vào những năm 1970 như một giao diện mạng chi phí thấp và chịu được lỗi cho cả mạng cục bộ và mạng diện rộng Vào thời điểm phát minh ra nó, có các mạng khác, chẳng hạn như TokenBus, TokenRing, ARCNET, CDDI và một loạt các giao diện mạng ít được biết đến hoặc độc quyền

Sau đó, năm 1980, tổ chức IEEE chuẩn hóa Ethernet, định nghĩa các thành phần 802.3

MAC và các thành phần khác Ethernet đã dễ dàng trở thành công nghệ mạng LAN thành công nhất trong suốt các thập kỷ vừa qua

Ethernet đã trở thành giao diện chuẩn trên thực tế cho các mạng lớn và nhỏ, và thậm chí cho các thiết bị riêng lẻ Đó là sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm được phát triển để có thể chịu lỗi và nhanh chóng Thông tin được chia thành “gói” hoặc “khung” được gọi là khung dữ liệu Mỗi khung dữ liệu không chỉ chứa bản thân dữ liệu mà còn có thông tin nhận dạng tiêu đề và địa chỉ để có thể kiểm tra ở bên nhận cuối để ngăn lỗi

Các thiết bị trên mạng có giao diện Ethernet, mỗi thiết bị có một địa chỉ duy nhất Điều này rất quan trọng vì với rất nhiều thiết bị có khả năng truyền và nhận trên cùng một mạng, mỗi thiết bị cần biết dữ liệu nào dành cho nó Ethernet là một công nghệ mạng kết nối các thiết bị trên mạng cục bộ có thể xuất hiện ở nhiều nơi, từ gia đình đến văn phòng công ty đến bệnh viện

Mã hóa tín hiệu đường truyền Để chuyển đổi dữ liệu bit sang tín hiệu truyền trên đường truyền, Ethernet dùng kiểu mã hóa Manchester Trong sơ đồ mã hóa Manchester, một bit sẽ được mã hóa bằng một sự thay đổi điện thế Với bit “1”, điện thế đổi từ 1 xuống 0 Còn với bit “0”, điện thế đổi từ

0 lên 1 Sử dụng mã hóa đường truyền sẽ đảm bảo tính ổn định ít bị sai sót Mã hóa Manchester là dạng mã đường truyền trong đó mỗi bit dữ liệu được mã hóa hoặc thấp rồi cao, hoặc cao sau đó thấp, trong một khoảng thời gian như nhau

Hình 4 10: Ví dụ mã hóa Machester

Nó đang được sử dụng tương đối rộng rãi, ví dụ ở trong công nghệ mạng Ethernet 10Mbps Biểu diễn của một bit được mã hóa Manchester thể hiện có sự chuyển đổi điện áp tại điểm giữa của bit Đối với bit 1, nửa đầu cao và nửa sau thấp Đối với bit 0, nửa đầu thấp và nửa sau cao Địa chỉ Ethernet

Mỗi máy tính trong một mạng Ethernet có một địa chỉ Ethernet duy nhất dài 48-bit Mô tả một cách kỹ thuật, địa chỉ được gắn vào card mạng chứ không phải máy tính; nó được ghi vào ROM trên card mạng Các địa chỉ Ethernet thường được in theo thể thức mà con người có thể đọc được: một dãy gồm 6 byte được viết dưới dạng thập lục phân, cách nhau bởi dấu hai chấm Ví dụ 8a:0c:2b:e4:b1:2 là cách biểu diễn dễ đọc của địa chỉ

10001010 00001100 00101011 11100100 10110001 00000010 Để đảm bảo rằng mọi card mạng được gán một địa chỉ duy nhất, mỗi nhà sản xuất thiết bị Ethernet được cấp cho một phần đầu địa chỉ (prefix) khác nhau Ví dụ hãng Advanced Micro Devices đã được cấp phần đầu dài 24 bit x8a0c02 (hay 8a:0c:2b) Nhà sản xuất này sau đó phải đảm bảo phần đuôi (suffix) của các địa chỉ mà họ sản xuất ra là duy nhất.

Mỗi khung được phát ra Ethernet sẽ được nhận bởi tất cả các card mạng có nối với đường truyền Mỗi card mạng sẽ so sánh địa chỉ đích trong khung với địa chỉ của nó, và chỉ cho vào máy tính những khung nào trùng địa chỉ Địa chỉ duy nhất như vậy gọi là địa chỉ unicast Ngoài ra còn có loại địa chỉ broadcast là loại địa chỉ quảng bá, có tất cả các bit đều mang giá trị 1 Mọi card mạng đều cho phép các khung thông tin có địa chỉ đích là broadcast đi đến đúng máy đích của nó Cũng có một loại địa chỉ khác gọi là multicast, trong đó chỉ một vài bit đầu được đặt là 1 Một máy tính có thể lập trình điều khiển card mạng của nó chấp nhận một số lớp địa chỉ multicast Địa chỉ multicast được dùng để gởi thông điệp đến một tập con (subset) các máy tính trong mạng Ethernet.

Giải thuật đa truy cập đường truyền:

Ethernet sử dụng giải thuật CSMA/CS kết hợp Exponential backoff, được trình bày như sau:

 Nếu kênh truyền rảnh thì truyền Nếu không tiếp tục lắng nghe kênh truyền cho đến rảnh thì truyền

 Lắng nghe kênh truyền trong khi truyền dữ liệu (frame)

 Nếu phát hiện có đụng độ trong khi đang truyền thì phát tín hiệu “jam” và dừng lại

 Quay lại bước 1 và cố gắng gởi trong một số lần tối đa ( maxtry counter )

Giải thuật Binary Exponential Backoff :

 Chia thời gian thành nhiều slot, trong đó 1 slot có thời gian đủ để gởi 512 bit

 Khi đụng độ lần thứ nhất, ngẫu nhiên chọn {0,1} slot để đợi

 Khi đụng độ lần hai, ngẫu nhiên chọn{0,1,2,3} slot để đợi

 Cố gắng đến lần thứ 16, ngẫu nhiên chọn {0,…,1024} slot để đợi

0

Tiêu đề	Mạng Truyền Thông
Tác giả	Nguyễn Phương Nam, Đặng Hoàng Huy
Trường học	Trường Đại học Ngân hàng TP.HCM
Chuyên ngành	Mạng truyền thông
Thể loại	Tài liệu tham khảo
Thành phố	TP.HCM

Định dạng
Số trang	256
Dung lượng	7,39 MB