Báo cáo môn học thiết bị mạng Đề tài tổng quan về mạng máy tính

Khái niệm về mạng máy tính » Một tập hợp của các máy tính độc lập được kết nối bằng một cấu trúc nào đó.. LANs Local Area Networks * Co gidi han vé dia ly « Tốc độ truyền đữ liệu cao « T

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỤC KHOA CONG NGHE THONG TIN

ĐúI HỌC ĐIỆn LỰC

BAO CAO MON HOC

THIET BI MANG

DE TAI: TONG QUAN VE MANG MAY TINH

Giáo viên hướng dan: Tran Trung

Nhóm sinh viên: Nguyễn Tùng Lâm - 22810310371

Nguyễn Gia Quang - 22810310438 Nguyễn Trung Hữu - 228103010367

Mục lục

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 5 1 t1 11191111121111111210311611111127818171 5e sex” 4

1 Khái niệm về mạng máy tínhh + 5° ©5%©©+£+%++k£+3+Ek+ESEXE+ESE341311132111371.1171.11 111 4

2 Ứng dụng của mạng máy tính ¿5+ + 2+ 59238 +E9EE92132717112131213171.111111131717111371 1 4

3 Phân loại mạng máy tính - có 22 <2 9161513 4184 41311 1 HT TH TH Hà HH HH v4 4 3.1 LANs (Local Area Networks) .4 3.2 MANs (Metropolitan Area NetwOTk$) .- ác HH H9 TH Tu HT Tà 94 5 3.3 WANs (Wide Area NetWOFS) co HH HH HH HH TH TT 09 008 5

4 Mạng không dây (WIreless NetworkIIng) sa h1 H1 901 HT ke 5

2 Câu trúc vật by cla mang LAN scessssesssssesssesesssesessssssssssssesssesusssssesssssesssssessssssesssesecsssssessesessesscees 7

3 Giao thức truy cAp duong truyén trén mang LAN sesssssesssssesssesessssssessacsesssssesssssssesssssssssesssassssess 8

CHUNG 3: PHU'ONG TIEN TRUYEN DAN VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN KẾT MẠNG s: 55652 2x2 52 9

1 MGi trong truyén dan eeseeseessessessecsessscsesssesesssessesssssssssssesssssesssssessssssesssssesssssesssssessssssesssesssessessees 9

2 Các đặc tinh cia phurong tién truyén dan esecsesssssessesssseessssssssesssesesssessssssscsssssssssesesssesssssssssessass 9

3 Phuong tién truyén dan escssscsssssesssesssssessesssssesssssesssssessssssesssesesssesusssssesssssessssesesssesssssesesssseseesess 10

4, Cac thiét bi Li@n ket mang scsscescsssessssssssesssssesssesssssusssssussesssssesssssesssssssssussssssssesssssessssessesesssscsesess 12

Chirong 0900 1 ốố ố 14

1.1 Phương pháp dừng và chỜ - -.s- ác 1111“ 9T TH HH HT Tà 0916 14 15 1.2 Phương pháp cửa sỐ trưỢi -s- + 2s x22 39212233111211111211111131111111111111.11 11.11 15

1 Khái niệm về TCP và ÏP 22+ ©22222+<22222111.1.2T1.1 1.1 1.11 peg 21

2 Mô hình tham chiếu TCP/IP -:-: 522+°*222112112221114 1.11 HH 22

2.1 Lớp ứng dụng cà HH HH HH TH Hà HT TH TH TH TH TH HH TH Hi Tư 22

So sánh mé hinh OSI va TCP/IP

Các giao thức trong mô hình TCP/IP

Chuyến đôi giữa các hệ thống số

CHU'ONG 1: TONG QUAN VE MANG MAY TINH

1 Khái niệm về mạng máy tính

» Một tập hợp của các máy tính độc lập được kết nối bằng một cấu trúc nào đó

+ Hai máy tính được gọi là kết nối nếu chúng có thê trao đôi thông tin

- Kết nối có thê là dây đồng, cáp quang, sóng ngắn, sóng hồng ngoại, truyền vệ tinh

2 Ứng dụng của mạng máy tính

* Chia sé thong tin

« Chia sẻ phần cứng và phần mềm

» Quản lí tập trung

3 Phân loại mạng máy tính

« Cách phân loại mạng máy tính được sử dụng phô biến nhất là đựa theo khoảng cách địa lý của mạng: Lan, Man, Wan

« Theo kỹ thuật chuyên mạch mà mang 4p dung: mang chuyén mach kénh, mang chuyên mạch thông báo, mạng chuyên mạch gói

« Theo cấu trúc mạng: hình sao, hình tròn, tuyến tính

« Theo hệ điều hành ma mang su dung: Windows, Unrx, Novell

3.1 LANs (Local Area Networks)

* Co gidi han vé dia ly

« Tốc độ truyền đữ liệu cao

« Tý lệ lỗi khi truyền thấp

«Do một tô chức quản lý

* Sử dụng kỹ thuật Ethernet hoặc Token Rins

* Cac thiết bị thường dùng trong mạng là Repeater, Bripde, Hub, Switch, Router

3.2 MANs (Metropolitan Area Networks)

» Có kích thước vùng dia ly lon hon LAN

«Do một tô chức quản lý

» Thường dùng cáp đồng trục hoặc cáp quang

3.3 WANs (Wide Area Networks)

« Là sự kết nối nhiều LAN

» Không có giới hạn về địa lý

« Tốc độ truyền dữ liệu thấp

« Do nhiễu tô chức quản lý

* Sử dụng các kỹ thuật Modem, ISDN, DSL, Frame Relay, ATM

4, Mang khéng day (Wireless Networking)

* Do tổ chức IEEE xây dựng và được tô chức Wi-f Alliance đưa vào sử dụng trên toàn thế giới

« Có các tiêu chuẩn: chuân 802 I 1a, chuẩn 802.1 1b, chuân 802.1 1g (sử dụng phổ biến

ở thị trường Việt Nam), chuẩn 802.1 1n (mới có)

« Thiết bị cho mạng không dây gồm 2 loại: card mạng không dây và bộ tiếp

sóng/điểm truy cập (Access Point - AP)

— Chuẩn hóa các giao tiếp

— Đảm bảo liên kết hoạt động

— Don giản việc dạy và học

7 Physical

Truyền dẫn nhị phân

« Dây, đầu nối, điện áp

« Tốc độ truyền dữ liệu

* Phương tiện truyền dẫn

« Chế độ truyền dẫn (simplex, half-duplex, full-duplex)

8 Data Link

Điều khiên liên kết, truy xuất đường truyền

« Dong Frame

» Ghi địa chỉ vật lý

« Điều khiến luồng

« Kiểm soát lỗi, thông báo lỗi

9 Network

Dia chi mạng và xác định đường đi tốt nhất

* Tin cay

* Dia chi luan ly, topo mang

* Định tuyến (tìm đường đi) cho gói tin

10 Transport

Kết nối end-to-end

+ Thiết lập, duy trì, kết nối các mạch ảo

« Phát hiện lỗi, phục hồi thông tin và điều khiển luỗng, vận chuyến tin cậy

11 Session

Truyền thông liên host

« Thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên giữa các ứng dụng

Các quá trình mang cua ứng dụng

» Xác định piao diện giữa người sử dụng và môi truong OSI

« Cung cấp các dịch vụ mạng cho các ứng dụng như email, truyền file Transport,

Session, Presentation, Application

Những lớp này chỉ tổn tại trong máy tính nguồn va may tinh dich Physical, Data Link, Network

Những lớp này quản lý thông tin di chuyên trong mạng LAN hoặc WAN giữa máy

Broadcast (một điểm - nhiều điểm): tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền vật ly

2 Cấu trúc vật lý của mạng LAN

Dạng đường thắng (Bus Topolopy)

Ưu điểm

@ Dé dang cai dat va mo rong

@ Chi phi thap

Vột máy hỏng không ảnh hưởng đến các máy khác

Hạn chế

@ Kho quan tri và tìm nguyên nhân lỗi

@ Gidi han chiều dài cáp và số lượng máy tính

@ Hiéu nang gidm khi có máy tính được thêm vào

@ Vột đoạn cáp backbone bị đứt sẽ ảnh hướng đến toàn mạng

Dang vong tron (Ring Topology)

Uu diém

- Sự phát triển của hệ thống không tác động đáng kê đến hiệu năng

— Tat cả các máy tính có quyền truy cập như nhau

+ Hạn chế

— Chi phí thực hiện cao

— Phức tạp

— Khi một máy có sự cô thi có thề ảnh hưởng đên các máy tính khác

Dạng hình sao (Star Topology)

Ưu điểm

— Dễ dàng bổ sung hay loại bỏ bớt máy tính

— Dễ dàng theo dõi và giải quyết sự cố

— Có thể phủ hợp với nhiều loại cáp khác nhau

Hạn chê

— Khi hub không làm việc, toàn mạng cùng sẽ không làm việc

— Sử dụng nhiễu cáp

3 Giao thức truy cập đường truyền trên mạng LAN

Hai loại siao thức: ngẫu nhiên và có điều khiên

~ Ngẫu nhiên

« Giao thức chuyên mạch

* Giao thức đường dây đa truy cập với cảm nhận va chạm

~ Có điều khiến

* Giao thire dung thé bai vong (Token Ring)

« Giao thức dùng thẻ bài cho dạng đường thắng (Token Bus)

» Giao thức chuyên mạch (yêu cau va chap nhan)

Khi mây tính yêu câu, nó sẽ được thâm nhập vào đường cáp nều mạng không bận, ngược lại sẽ bị từ chôi

» Giao thức đường dây ổa truy cập với cảm nhận va chạm (Carrier Sense Multiple Access/with Collision Detection)

Gói dữ liệu chỉ được gởi nếu đường truyền rảnh, ngược lại mỗi trạm phải đợi theo một trong 3 phương thức:

— Chờ đợi một thời gian ngẫu nhiên rồi lại bắt đầu kiểm tra đường truyền

— Kiểm tra đường truyền liên tục cho đến khi đường truyền rảnh

— Kiểm tra đường truyền với xác suất p (0<p<1)

» Giao thức dùng thẻ bài vòng (Token Ring)

— Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt có một bit biểu diễn trạng thái bận hoặc rảnh

— The bai chạy vòng quanh trong mạng

— Trạm nào nhận được thẻ bài rảnh thì có thê truyền đữ liệu

« Giao thức dùng thẻ bài cho đạng đường thắng (Token bus)

Tạo ra một vòng logic (vòng ảo) và thực hiện giống Token Ring

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DẪN VÀ CÁC THIẾT

BỊ LIÊN KẾT MẠNG

1 Môi trường truyền dẫn

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

* Hai loại phương tiện truyền dẫn chính:

« Yêu cầu cai dat

» Băng thông (bandwidth)

* Bang tan (baseband, broadband)

* D6 suy dan (attenuation)

¢ Nhiéu dién tir (Electronmagnetic Interference - EMI)

¢ Nhiéu xuyén kénh (crosstalk)

3 Phương tiện truyền dẫn

« Thông số kỹ thuật— Chiều dải cáp

Cap quang (Fiber optic)

Thanh phan & cau tao

— Day dan

— Nguồn sáng (LED, Laser)

— Đầu phát hiện (Photodiode, photo transistor)

Phân loại

— Multimode stepped index— Multimode graded index

— Single mode (mono mode)

Théng số kỹ thuật — Chiều đài cáp

Card mạng

+ Kếtnối gitra may tinh va cáp mạng dé phát hoặc nhận đữ liệu với các máy tính khác thông qua mạng

- Kiểm soát luồng đữ liệu giữa máy tính và hệ thống cáp

« Mỗi NIC (Network Interface Adapter Card) có một mã duy nhất gọi là dia chi MAC (Media Access Control) MAC address có 6 byte, 3 byte đâu là mã so nhà sản xuất, 3 byte sau là số serial của card

Modem

+ Là tên viết tắt của hai từ điều chế (MOdulation) và giải điều chế (DEModulation)

« Điều chế tín hiệu số (Digital) sang tín hiệu tương tự (Analog) dé gởi theo đường điện thoại và ngược lại

s Có 2 loại là Internal va External

Repeater (bộ chuyền tiếp)

* Khuéch đại, phục hồi các tín hiệu đã bị suy thoái do ton that năng lượng trong khi

truyền

» Cho phép mở rộng mạng vượt xa chiều dài gidi han cua một môi trường, truyền

* Chỉ được dùng nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông

» Hoạt động ở lớp Physical

Hub (bộ tập trung)

« Chức năng như Repeater nhưng mở rộng hơn với nhiều đầu cắm các đầu cáp mạng

- Tạo ra điểm kết nối tập trung để nối mạng theo kiểu hình sao

« Tín hiệu được phân phối đến tất cả các kết nỗi

* Co 3 loại Hub: thụ động, chủ động, thông minh

— Hub thu déng (Passive Hub): chỉ đảm bảo chức năng kết nỗi, không xử lý lại tín hiệu

— Hub chu déng (Active Hub): cé kha nang khuéch dai tín hiệu để chống suy hao

— Hub thông minh (Intellieent Hub): là Hub chủ động nhưng có thêm khả năng tạo ra các gói tin thông báo hoạt động của mình giúp cho việc quản tri mang dé dang hon

Bridge (cầu nối)

- Dùng để nỗi 2 mạng có giao thức giống hoặc khác nhau

« Chia mạng thành nhiều phân đoạn nhằm giảm lưu lượng trên mạng

«Hoạt động ở lớp Data Link với 2 chức năng chính là lọc và chuyến vận

-_ Dựa trên bảng địa chỉ MAC lưu trữ, Brigde kiểm tra các gói tin và xử lý chúng trước khi có quyết định chuyển đi hay không

Switch (bộ chuyển mạch)

+ Là thiết bị giống Bridge và Hub cộng lại nhưng thông minh hơn

* Co kha năng chỉ chuyén dữ liệu đến đúng kết nối thực sự cần đữ liệu này làm giam đụng độ trên mạng

- Dùng để phân đoạn mạng trone các mạng cục bộ lớn (VLAN)

» Hoạt động ở lớp Data Link

Router (Bộ định tuyến)

+ Dung dé ghép nỗi các mạng cục bộ lại với nhau thành mạng rộng

- Lựa chọn đường đi tốt nhất cho các gói tin hướng ra mạng bên ngoài

« Hoạt động chủ yếu ở lớp Network

« Có 2 phương thức định tuyến chính:

— Dinh tuyến tĩnh: cầu hình các đường cổ định và cài đặt các đường đi này vào bảng

định tuyên

— Dinh tuyén dong:

* Vecto khoang cach: RIP, IGRP, EIGRP, BGP

« Trạng thái đường liên két: OSPF

Gateway (Proxy - céng nối)

- Thường dùng để kết nối các mạng không thuần nhất, chủ yêu là mạng LAN với

mạng lớn bên ngoài chứ không dùng kết nỗi LAN - LAN

- Kiểm soát luồng dữ liệu ra vào mạng

» Hoạt động phức tạp và cham hon Router

« Hoạt động từ tầng thứ 4 đến 7

Chương 4: Data link

1 Điều khiển luỗng (dòng)

- Là kỹ thuật nhằm đảm bảo rằng bên phát không làm tràn dữ liệu bên nhận

- Hai phương pháp được sử dụng:

+ Phương pháp dừng và chờ (Stop and Wait)

« Đơn giản nhất,

» Kém hiệu quả, chỉ có một khung tin được truyền tại một thời điểm

+ Phương pháp cửa số trượt -(Sliding Window Flow Control)

» Hiệu quả

« Cho phép truyền nhiều khung tin cùng một lúc trên kênh truyền

1.1 Phương pháp dừng và chờ

Truyền một gói tin và chờ báo nhận

— Bên phát truyền một khung tin

— Sau khi nhận được khung tin, bên nhận pửi lại xác nhận

— Bên phát phải đợi đến khi nhận được xác nhận thì mới truyền khung tin tiếp theo Không hiệu quả

~ Bên nhận có thể dừng quá trình truyền bằng cách không gửi khung tin xác nhận

— Tại một thời điểm chỉ có một khung tin trên đường truyền ->chậm

—~ Trường hợp độ rộng của kênh truyền lớn hơn độ rộng của khung tin thì nó tỏ ra cực

kz kém hiệu quả

1.2 Phương pháp cửa sô trượt

- Cho phép nhiều khung tin được truyền tại một thời điểm ->Truyền thông hiệu quả hơn

- A và B được kết nối trực tiếp song công (full-đuplex)

- B có bộ đệm cho n khung tin -> B có thể chấp nhận n khung tin, A có thê truyền n khung tin mà không cần đợi xác nhận từ bên B

- Mỗi khung tin được gán nhãn bởi một số thứ tự

- B xác nhận khung tin đã được nhận bằng cach gui xác nhận cùng với số thứ tự của khung tin tiếp theo mà nó mong muôn nhận

- A duy tri danh sách các số thứ tự được phép gửi

- B duy trì danh sách số thứ tự chuẩn bị nhận

+ Gọi là cửa sô của các khung tin

+ Điêu khiên dòng cửa sô trượt

Đối với đường truyền 2 chiều thì mỗi bên phải sử dụng hai cửa số:

— Một cho phát và một cho nhận

— Mỗi bên đều phải gửi dữ liệu và gửi xác nhận tới bên kia

Số thứ tự được lưu trữ trong khung tin

~ BỊ giới hạn, trường k bít thì số thứ tự được đánh số

theo Module của 2k

— Kích thước của cửa sô không nhất thiết phải lấy là maximum ( ví dụ trường 3 bít, có

thể lây độ dài cửa số là 4)

Loi do mot hay nhieu bit thay đôi trong khung tin được truyền:

— Tín hiệu trên đường truyền bị suy yếu

— Tôc độ truyền

— Mất đồng bộ

Việc phát hiện ra lỗi để khắc phục, yêu cầu phát lại là cần thiết và vô cùng quan trọng trong truyền dữ liệu

2.1 Phát hiện lỗi: Parity Check

- Là kỹ thuật đơn giản nhất

- Đưa một bít kiểm tra tính chẵn lẻ vào sau khối

tin

- Giá trị của bit này được xác định dựa trên số các số | 1a chan (even parity), hoặc số các số 1 là lẻ (odd parity)

- Léi sé không bị phát hiện nếu trong khung tin có 2 hoặc một s6 chan cac bit bị đảo

- Không hiệu quả khi xung nhiễu đủ mạnh

2.2 Phát hiện lỗi: Cyclic redundancy Check (CRC)

- Khối dữ liệu k bít