đề tài thiết kế mạng máy tính - mạng cục bộ lan

Lời nói đầu Bước vào thế kỷ 21 thời đại lấy công nghệ thông tin làm nòng cốt phát triển các ngành kinh tế khác. Sự bùng nổ thông tin toàn cầu và kỹ thuật mạng INTERNET phát triễn như vũ bão đã làm thay đổi suy nghĩ của nhiều nhà làm tin học ở nước ta nói riêng và toàn cầu nói chung. Từ thuở sơ khai con người thấy việc kết hợp một nhóm người lại thì làm việc có hiệu quả hơn rất nhiêù so với việc phân tán và lẻ tẻ trong công việc , chính vì lẻ thiết thực đó mà mạng máy tính ra đời. Sù ra đời của mạng máy tính đã mang lại giá trị thực tiễn vô cùng to lớn cho nhân loại thông qua việc giúp cho con người như được xích lại gần nhau hơn, các thông tin quan trọng chuyển tải khai thác, xử lý kịp thời, trung thực và chính xác. Với sự xuất hiện của mạng máy tính khoảng cách về địa lý, không gian và thời gian  được thu hẹp lại. Việt Nam chính thức tham gia vào mạng máy tính INTERNET từ tháng 12 năm 1997 với tổng số 4 triệu máy điện thoại và 30 nghìn thuê bao INTERNET, đã tạo điều kiện cho mạng máy tính phát triển mạnh mẻ hơn bao giờ hết. Nhận thấy nhu cầu làm việc nhóm chia sẻ thông tin trong các cơ quan, nên em tập chung nghiên cứu về đề tài này. Do thời gian có hạn nên em không thể tránh khỏi thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô. Em xin cảm ơn khoa Điện tử_ viễn thông, đặc biệt là thầy giáo: Thái vinh Hiển , người đã giúp em hoàn thành cuấn đồ án tốt nghiệp này. Hà nội, tháng 05 năm 2003. Sinh viên Trần văn Dũng  Phần I TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH CHƯƠNG 1 MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Mạng máy tính là gì. Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được kết nối với nhau bằng đường truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó, nhằm mục đích trao đổi thông tin giữa các máy tính. Mạng máy tính sử dụng một số nguyên tắc căn bản để truyền. - Đảm bảo không bị mất mát khi truyền. - Thông tin phải được truyền nhanh chóng, kịp thời, chính xác. - Các máy tính trong một mạng phải nhận biết được nhau. - Cách đặt tên trong mạng, cũng  cách thức xác định đường truyền trên mạng phải tuân theo một chuẩn nhất định. 1.2 Phân loại mạng máy tính. Người ta phân loại mạng khác nhau dựa trên các yếu tố sau. Nguyên tắc phân chia tài nguyên trên mạng, khoảng cách về địa lý, kỹ thuật chuyển mạch. Nhìn chung tất cả các mạng máy tính đều có thành phần chức năng và đặc tính nhất định đó là. - Máy phục vụ (Server) cung cấp tài nguyên cho người sử dụng mạng. - Máy khách (Client) truy cập tài nguyên dùng chung do máy phục vụ cung cấp. - Phương tiện truyền dẫn. - Dữ liệu dùng chung.  - Máy in và các thiết bị dùng chung khác. Bất chấp những điểm tương đồng trên căn cứ vào nguyên tắc phân chia tài nguyên mạng máy tính được chia thành hai mạng rõ rệt- mạng ngang hàng (pear – to - pear) và mạng dựa trên máy phục vụ. 1.2.1.1 Mạng ngang hàng. Ở mạng này mỗi máy tính có thể kiêm các vai trò máy phục vụ và máy khách. Mạng ngang hàng cho phép các nhóm nhỏ người dùng dễ ràng dùng chung dữ liệu, thiết bị ngoại vi và dễ cài đặt thiết bị rẻ tiền. 1.2.1.2 Mạng dựa trên máy phục vụ. Mạng này lý tưởng nhất đối với các mạng dùng chung nhiều tài nguyên và dữ liệu. Người quản trị mạng có nhiệm vụ giám sát hoạt động trên mạng và đảm bảo sự duy trì an toàn trên mạng. Loại mạng này có thể có từ một máy phục vụ trở lên, tuỳ thuộc vào lưu lượng và số lượng thiết bị ngoại vi. Ngoài ra còn có loại mạng kết hợp các đặc tính ưu việt của cả hai loại mạng trên. Loại mạng này thông dụng nhất nhưng đòi hỏi nhiều thời gian và công sức hoạch định. 1.2.2 Phân loại theo khoảng cách địa lý. Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố chính thì ta có mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, mạng toàn cầu. - Mạng cục bộ gọi tắt là LAN (Local Area Network)- mạng này được cài đặt trong phạm vi nhỏ với khoảng cách lớn nhất giữa các nút mạng là vài chục km. - Mạng đô thị gọi tắt là MAN (Metropolitan Area Network)- mạng này được cài đặt trong phạm vi đô thị hoặc một trung tâm kinh tế xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại. - Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) – mạng này có phạm vi có thể vượt qua biên giới, quốc gia và thậm chí cả lục địa.  - Mạng toàn cầu GAN. 1.2.3 Phân loại theo kỷ thuật chuyển mạch. Nếu lấy kỷ thuật chuyển mạch làm yếu tố chính thì ta sẽ có mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch gói, mạng chuyển mạch thông báo. 1.2.3.1. Mạng chuyển mạch kênh. Đây là mạng mà giữa hai thực thễ muốn liên lạc với nhau, thì giữa chúng sẽ gây ra một kênh cố định và dữ liệu được truyền đi qua kênh đó, kênh đó được duy trì đến khi mét trong hai thực thể không liên lạc tiếp quá trình truyền dữ liệu của chuyển mạch kênh gồm ba giai đoạn : * Thiết lập đường truyền. * Truyền dữ liệu. * Huỷ bỏ kênh. Hình 1.1 Mạng chuyển mạch kênh Phương pháp này có nhược 2 điểm sau : - Tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh cố định giửa hai thực thễ. - Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao.Vì có lúc kênh bị huỷ bỏ không do cả hai bên đều hết thông tin cần truyền này.Mạng điện thoại là một ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh.            1.2.3.2 Mạng chuyển mạch thông báo. Thông báo (Message)- là một đơn vị thông tin của người sử dụng, có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông tin điều khiển trong đó chỉ định rõ đích của thông báo. Căn cứ vào thông tin mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp theo đường dẩn tới đích của nó. Mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo để rồi sau đó chuyển tiếp thông báo đi. Tuỳ thuộc vào điều kiện của mạng, các thông báo khác nhau có thể gửi đi bằng các con đường khác nhau. Hình 1.2 Mạng chuyển mạch thông báo Mạng chuyển mạch thông báo thích hợp với dịch vụ thư điện tử (Electronic Mail) hơn là áp dụng có tính thời gian thực, vì tồn tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi nút. Phương pháp chuyển mạch thông báo có những ưu điểm sau: _ Hiệu xuất sử dụng đường truyền cao vì không chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể.          _ Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông báo cho tới khi kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi. Do đó giảm được tình trạng tắc nghẽn của mạng. _ Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo. _ Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá (Broad Cast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều mục đích. Bên cạnh những ưu điểm còn sự hạn chế về kích thước của thông báo, có thể dẫn đến phí tổn lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian đáp và chất lượng truyền đi 1.3.3.3 Mạng chuyển mạch gói . Về cơ bản mạng chuyễn mạch gói và mạng chuyển mạch thông báo là gần giống nhau. Điểm khác biệt là các gói được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không cần lưu trữ tạm thời trên đĩa (hình 1.3). Do đó mạng chuyển mạch gói chuyển các gói tin đi rất nhanh, bằng nhiều con đường khác nhau và hiệu quả cao hơn mạng chuyển mạch thông báo. Hình 1.3 Mạng chuyển mạch gói Vấn đề khó khăn nhất của mạng loại này là việc tập hợp các gói tin để tạo lại thông báo ban đầu của người sử dụng, đặc biệt biệt trong trường hợp các gói tin truyền theo nhiều đường khác nhau.  s1 s2 s4 s5 s3 s6 b a 1 2 3 4 4 1 4 2 1 1 2 2 4 3 3 4 2 3 1 2 3 4  CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC MẠNG 2.1 Điểm - Điểm. Kiểu cấu trúc điểm - điểm trong đó có các đường truyền nối từng cặp nút với nhau. Khi mét tin báo được truyền từ một nút nguồn nào đấy tới sẽ được tiếp nhận và lưu trữ đầy đủ ở các nút mạng trung gian cho đến khi đường truyền rỗi thì nó được gửi tiếp đi. Cứ  thế cho đến tận nút đích của tin báo đó. Do cách thức làm việc này người ta gọi mạng này là mạng lưu–gửi tiếp ở (hình 2.1 ) dưới đây cho ta thấy một số ví dụ về kiểu mạng điểm - điểm. Hình 2.1 Một số kiểu dạng mạng điểm-điểm (A) Hình sao (B) Chu trình (C) Hình cây (D) Đầy đủ  2.2 Kiểu Khuếch tán. Đối với kiểu này tất cả các nút phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được gửi đi từ một nút nào đó sẻ có thể được tiếp nhận bởi các nút còn lại, bởi vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu đến mỗi nút căn cứ vào đó để kiểm tra thêm dử liệu có phải dành cho mình không. Hình 2.2 Một số dạng mạng kiểu quảng bá Trong cấu trúc mạng BUS và vòng, cần một cơ chế trọng tài để giãi quyết các đụng độ khi có nhiều nút muốn truyền thông tin đồng thời Các mạng khuyếch tán có thể được chia ra làm hai loại (Tỉnh và động) tuỳ thuộc vào việc cấp phát đường truyền Một kiểu cấp phát tỉnh điển hình là chia thời gian thành các khoảng rời rạc, mà dùng cơ chế tỉnh điển hình là chia thời gian thành các khoảng rời rạc, và dùng cơ chế quay vòng để cấp phát đường truyền. Mỗi nút chỉ được phát tin đi tới cửa của thời gian của nó. Tuy nhiên nếu nút được cấp phát đường truyền mà không có gì để  (a) (b)    !"#$ %&'() truyền thì sẽ gây ra lãng phí vô Ých. Vì thế trong một số hệ thống người ta cố gắng cung cấp phát động (cấp đường truyền theo yêu cầu) của kênh truyền cho các nút, các phương pháp cấp phát động có thể tập trung hay phân tán. Theo kiểu tập trung thì chỉ có một bộ phận duy nhất ( trọng tài BUS chẳng hạn) có quyền xác định ai được cấp phát bằng cách nhận các yêu cầu và quyết định theo một giải pháp nào đấy. Còn kiểu phân tán thì không có bộ phận tập trung. * thế mỗi nút sẽ tự quyết định quyền được truyền hay không và người ta đã thiết kế được giải thuật để khắc phục những tình trạng hổn loạn tiềm năng khi trong một khoảng thời gian một số nút yêu cầu truyền. 2.3 Kiến trúc mạng phân tầng và mô hình OSI. 2.3.1. Kiến trúc mạng phân tầng. Phần lớn các loại máy hiện nay đều được phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng. Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem  là một cấu trúc đa tầng trong đó mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước nó, số lượng các tầng cũng  trên và chức năng của mỗi tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế. Tuy nhiên trong hầu hết các mạng mục đích các tầng là để cung cấp một số dịch vụ nhất định cho tầng cao hơn . + ,* - - - ,. , ,/ - - - ,, ,/ , ,. ,* - - - - - - ,* ,. , ,/ ,, ,/ , ,. ,* - - - - - - - - - - - - 0!123!14!0 H×nh 2.3 Minh ho¹ kiÕn tróc ph©n tÇng 2.3.2 Mô hình OSI. Để xây dựng mô hình OSI, OSI cũng xuất phát từ kiến trúc phân tầng trình bầy ở mục trên dựa trên nguyên tắc sau đây. - Đễ đơn giản cần hạn chế số tầng. - Tạo tương tác giữa các tầng sao cho các tương tác và mô tả các dịch vụ tối thiểu. - Chia các tầng sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt với nhau, và các tầng ứng dụng các loại công nghệ khác nhau cũng được khác biệt. - Chọn danh giới các tầng theo kinh nghiệm đã được chứng tỏ là thành công. - Các chức năng được định vị sao cho có thể thiết kế lại tầng mà ảnh hưởng Ýt nhất tới các tầng kế nó. - Tạo danh giới các tầng sao cho có thể chuẩn hoá giao diện tương ứng. - Tạo một tầng dữ liệu được xử lý một cách khác biệt. - Cho phép thay đổi chức năng hoặc giao thức trong một tầng không làm ảnh hưởng đến tầng khác. - Mỗi tầng chỉ có các danh giới với các tầng kế trên hoặc dưới nó, các nguyên tắc tương tự khi chia các tầng con. - Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết. - Tạo các tầng con để cho phép giao diện với các tầng kế cận. - Cho phép huỷ bỏ các tầng con khi không cần thiết. 5 [...]... ht hn thi gian cho phộp trm phi chuyn th bi ti trm tip theo trong vũng LOGIC Kết cuối(Terminal) Kết cuối(Terminal) Đầu nối chữ T (T-connecter) Máy trạm (Workstation) Hỡnh 2.5 Vũng Logic trong mnh BUS Vic thit lp vũng logic c th l phi thc hin cỏc cụng vic sau : 15 - B sung mt trm vo vũng logic - Loi bmt trm khi vũng logic - Qun lý li 2.4.3 TOKEN RING Phng phỏp ny cng da trờn nguyờn lý cp phỏt th bi,... kớch hot, duy trỡ v ỡnh ch liờn kt vt lý gia cỏc h thng Tng liờn kt d liu Nhim v ca tng ny bao gm - nh a ch cho cỏc thit b trờn mng 11 - iu khin truy nhp ng truyn - Tớnh toỏn giỏ tr kim tra ca tng frame trc khi truyn - Truyn d liu, truyn li cỏc frame b mt v tht lc - Khụi phc quỏ trỡnh x lý khi li c phỏt hin - iu khin lu lng iu chnh khung c truyn Tng mng Tng mng cung cp cỏc phng tin truyn cỏc n v d... =xj (xi-j +1) phỏt hin li kộp ny thỡ ta phi chn G(x) sao cho x j v xi-j khụng chia ht cho G(x) + Nu cú mt s l bit li thỡ ta phi chn G(x) cú tha s (x+1) thỡ cú th phỏt hin mi li + Nu cú li nhúm (mt nhúm bit cú bit u v bit cui b li) thỡ nu chn a thc sinh bc n thỡ mi li nhúm cú di . viên Trần văn Dũng  Phần I TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH CHƯƠNG 1 MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Mạng máy tính là gì. Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được kết nối với nhau bằng đường truyền vật. có mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, mạng toàn cầu. - Mạng cục bộ gọi tắt là LAN (Local Area Network )- mạng này được cài đặt trong phạm vi nhỏ với khoảng cách lớn nhất giữa các nút mạng. mạng rõ rệt- mạng ngang hàng (pear – to - pear) và mạng dựa trên máy phục vụ. 1.2.1.1 Mạng ngang hàng. Ở mạng này mỗi máy tính có thể kiêm các vai trò máy phục vụ và máy khách. Mạng ngang