Truyền dẫn thông tin - Chương 3 pps

Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 1 CHƯƠNG III MẠNG SỐ LIỆU 1. Mô hình OSI 1.1. Nguyên nhân sự ra đời mô hình OSI - Để giảm được độ phức tạp của thiết kế và cài đạt mạng máy tính, hầu hết các mạng máy tính đều được phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng - Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem như một cấu trúc đa tầng . Trong đó mỗi tầng được xây dự ng trên tầng trước đó (Số lượng các tầng cũng như tên và chức năng của mỗi tầng phụ thuộc vào nhà thiết kế ) 1.2. Nguyên tắc xây dựng Nguyên tắc kiến trúc mạng phân tầng: - Mỗi hhệ thống trong một mạng đều có số lượng và chức năng của mỗi tầng là như nhau. - Phải có định nghĩa mối quan hệ giữa hai tầng đồng mức ở hai hệ thống kết nối với nhau. - Trong thực tế, thì dữ liệu không thể gửi từ tầng i của hệ thống này sang tầng i của hệ thống khác mà dữ liệu ở bên hệ thống gửi được truyền sang thống nhận bằng đường truyền vật lý và cứ thế đi ngược lên các tầng trên. Để xây dụng mô hình OSI, ISO ngoài việc xuất phát từ hệ thố ng phân tầng còn căn cứ vào hệ thống chủ yếu sau: - Để đơn giản cần hạn chế số lượng các tầng. - Tạo ranh giới các tầng sao cho tương tác và mô tả các dịch vụ là tối thiểu. - Tạo ranh giới các tầng sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt nhau, công nghệ khác nhau được tách biệt nhau. - Các chức năng giống nhau được cài đặt vào một tầng. - Các chức n ăng được định vị sao cho có thể thiết kế lại một tâng mà ảnh hưởng ít nhất đến các tầng kề nó. - Tạo ranh giới các tầng sao cho có thể chuẩn hoá giao diện tương ứng. - Cho phép thay đổi các chức năng hoặc giao thức trong một tầng không làm ảnh hưởng đến các tầng khác. - Mỗi tầng chỉ có các ranh giới (giao diện) với các tầng kề trên và dưới nó. - Có thể chia mộ t tầng thành các tầng con khi cần thiết . - Tao các tầng con để cho phép giao diện với các tầng kề cận - Cho phép huỷ bỏ các tầng con nếu thấy không cần thiết. 1.3. Chức năng của các lớp trong mô hình OSI ¾ PHYSICAL: Liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bit không có các cấu trúc qua đường truyền vạt lý, truy cập đường truyền vạt lý nhờ vào các phương tiện cơ, điện, hàm, thủ tục. ¾ DATA LINK: Cung cấp phương tiện để truyền tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy; gửi các khối dữ liệu (frame) với các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết. ¾ NETWORK: Thực hiện việc chọn đường và chuyển tiếp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện kiểm sáot luồng dữ liệu và cắt/hợp dữ liệu nếu cần. ¾ TRANSPORT: Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu mút (end_to_end) thực hiện cả việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đầu mút.Cũng có thể thực hiện ghép kênh cắt/hợp dữ liệu nếu cần. ¾ SESION: Cung cấp phương tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dụng : thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng. ¾ PRESENTATION: Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trường OSI. ¾ APPLICATION: Cung câps các phương tiện để người sử dụng có thể truy cập được vào môi trường OSI, đồng thời cung cấp các dich vụ thông tin phân tán. 1.4. Mối quan hệ dữ liệu giữa hai tầng kề nhau Hình 3.1: Quá trình Encapsulation - Một thực thể tầng N không thể truyền dữ liệu trực tiếp tới thực thể tầng N của hệ thống khác mà phải chuyển xuống dưới và qua đường truyền vật lý. - Khi xuống đến tầng N -1 , dữ liệu chuyển từ tầng N được xem như một đơn vị dữ liệu cho dịch vụ SDU (Service data Unit) của tầng N - 1. Phần thông tin điề u khiển của tầng N -1 gọi là N -1 PCI (Protocol control Information) được thêm vào đầu của N -1 SDU tạo thành N -1 PDU (Protocol Data Link). - Trường hợp SDU quá dài thì có thể chia nhỏ thành nhiều đoạn, mỗi đoạn được bổ xung phần PCI để tạo thành nhiều PDU. Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 2 2. Mô hình TCP/IP 2.1. Sự khác nhau giữa mô hình OSI và TCP/IP Hình 3.2: Sự khác nhau giữa 2 mô hình 2.2. Giao thức IP 2.2.1. Chức năng của giao thức IP Mục đích của IP là cung cấp các khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu. Vai trò của IP tương tự như vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI. IP là giao thức kiểu không liên kết, có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truy ền dữ liệu. Đơn vị dữ liệu dùng trong IP được gọi là Datagram 2.2.2. Khuôn dạng của giao tức IP Trong đó: • Version (4 bit): IPv4 hoặc IPv6 • IHL (IP packet Header Length) (4 bit): đơn vị word 32 bit. – Min = 5 (không có thêm trường tuỳ chọn) – Max = 15 (trường tuỳ chọn là 40 byte) – Đối với một số tuỳ chọn, thí dụ để ghi con đường mà packet đã đi qua, 40 byte là quá nhỏ, không thể dùng được. • Type of service (8 bits): Dị ch vụ và mức ưu tiên. – Ý nghĩa của nó được người ta thay đổi chút ít trong các năm qua. – Có thể có nhiều cách kết hợp khác nhau giữa độ tin cậy và tốc độ. Đối với tiếng nói được số hoá, việc phân phát nhanh quan trọng hơn phân phát chính xác. Đối với FTP, việc truyền không có lỗi quan trọng hơn việc truyền nhanh. – Bản thân chính trường này lại bao gồm một số trường, tính từ trái qua phải như sau:  Precedence (3 bit đầu tiên): quyền ưu tiên; 0 = normal, , 7 = network control packet.  Cờ D, T và R (3 bit tiếp theo): cho phép host chỉ ra là nó quan tâm (cần) đến gì nhất trong tập hợp {Delay, Throughput và Reliability}. Trong thực tế, các router hiện nay lờ toàn bộ trường Type of service.  2 bit còn lại hiện nay chưa dùng đến. • Total Length (16 bits): Tổng chiều dài packet, kể cả header lẫn data, đơn vị = byte. – Max = 65535 byte – Hiện nay giới hạn trên là có thể chấp nhận được – Với các mạng Gigabit trong tương lai s ẽ cần đến các datagram lớn hơn. • Trường Identification (16 bit): từ định danh của datagram (IP packet) – Dùng cho host đích xác định được mảnh (fragment) thuộc về datagram nào. – Tất cả các mảnh của một datagram có cùng một giá trị của trường Identification. • Trường Flags (2 bits): dùng cho quá trình Fragmentation/ Reassembly Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 3 – Sau trường Identification là một bit không dùng đến. Flags gồm 2 trường 1 bit là DF và MF. – DF (Don't Fragment): lệnh cho các router đừng có phân mảnh datagram. • ◊ Datagram phải tránh mạng có kích thước packet nhỏ. • Tất cả các máy được yêu cầu chấp nhận việc phân mảnh đến 576 byte hoặc nhỏ hơn. – MF (More Fragments): Tất cả các mảnh của datagram, trừ mảnh cuối cùng phải có bit MF=1 ◊ để biết được khi nào tất cả các mảnh của m ột datagram đã đến đích. • Fragment offset (13 bits): cho biết khoảng cách tương đối của gói tin IP trong gói tin bị phân mảnh. – Tất cả các mảnh của một datagram, trừ mảnh cuối cùng phải có chiều dài là bội số của 8 bytes - đơn vị cơ sở của mảnh. – 13 bit ◊ nên số mảnh lớn nhất của một datagram là 8192 • Time to live – TTL (8 bits): Bộ đếm thời gian sống của một packet – Khi = 0, packet bị loại bỏ và một packet cảnh báo được gửi cho bên nguồn – ◊ Ngăn chặn các datagram đi lang thang mãi (nếu bảng chọn đường có lúc bị hỏng) – Giả thiết đơn vị là giây ◊ max = 255s; thường được đặt = 30s – Phải được giảm đi một tại mỗi chặng (hop) và được giảm nhiều lần khi đứng xếp hàng một thời gian dài trong mỗi router. – Thực t ế, nó chỉ đếm các chặng. • Trường Protocol (8 bits): Chỉ loại số liệu giao thức mức trên nằm trong trường Data. – Cho biết cần trao datagram cho quá trình nào của tầng transport. • Một khả năng là TCP • Nhưng cũng có thể là UDP và các quá trình khác. – Việc đánh số các giao thức là trên phạm vi toàn cầu, trên toàn bộ Internet, được định nghĩa trong chuẩn RFC 1700. • Trường Header checksum (16 bits): – Tính riêng cho header, giúp phát hiện các lỗi phát sinh trong bộ nhớ củ a router. – Được tính lại tại mỗi chặng (hop), bởi vì sau mỗi chặng có ít nhất là một trường bị thay đổi (trường TTL). – Cách tính: cộng tất cả các 16-bit halfwords sử dụng số dạng bù 1; sau đó lấy bù 1 của kết quả (phép toán XOR ◊ tốc độ cao). • Trường Source address, Destination address (32 bit): – Địa chỉ IP của bên gửi và nhận – Mỗi địa chỉ bao gồm: địa chỉ mạng và địa ch ỉ host trong mạng • Trường Options: Tạo ra lối thoát cho các version sau: – Bổ sung thêm các thông tin không có trong version đầu tiên – Thí nghiệm thử các ý tưởng mới và để tránh việc phải dành (allocate) các bit của header cho các thông tin hiếm khi cần đến. – Chiều dài có thể thay đổi: 0 (15 – 5) x 32 bits – Mỗi Option bắt đầu bằng một mã 1 byte chỉ ra tuỳ chọn • Trường Options: – Hiện thời có 5 tuỳ chọn (option) đã được định nghĩa • Security (an ning) Chỉ ra mức độ bí mật của datagram • Strict source routing Chỉ ra con đường đầy đủ để đi theo • Loose source routing Chỉ ra danh sách các router không được bỏ qua • Record route Buộc mỗi router gắn địa chỉ IP của nó vào • Timestamp Buộc mỗi router gắn địa chỉ IP và timestamp của nó vào – Tuy nhiên không phải mọi router đều hỗ trợ tất cả các tuỳ chọn này. – Padding: Được chèn thêm sao cho chiều dài Header = bội của 32 bits • Tr ường Data (32 bits): Số liệu của giao thức tầng trên. • 32 bit, gồm Class + Netid + Hostid, duy nhất trên Internet 2.2.3. Địa chỉ IP • Cấu trúc địa chỉ IP Mỗi địa chỉ IP có độ dài 32 bít được tách thành 4 vùng (mỗi vùng một byte), có thể được biểu diễn dưới dạng thập phân (hoặc nhị phân, thập lục phân) có dấu chấm để tách vùng. Mục đích của IP là để định đanhuy nhất một host bất kỳ trên liên mạng. Đị a chỉ IP được chia thành 5 lớp: A, B, C, D và E (dự trữ) Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 4 Trong đó, các bít đầu tiên của byte đầu tiên được dung để định danh lớp địa chỉ - Lớp A: 0 - Lớp B: 10 - Lớp C: 110 - Lớp D: 1110 - Lớp E: 11110 Lớp A: Cho phép định danh tới 126 mạng, với tối đa 16 triệu host trên mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có số trạm lớn Lớp B: Cho phép định danh tới 16384 mạng, tối đa là 65534 host trên mỗi mạng. Lớp C: Cho phép đị nh danh tới 12 triệu mạng, tối đa 254 host trên mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có ít trạm. Lớp D: Dùng để gửi các Datagram tới một nhóm các host trên một mạng Lớp E: Dự phòng để dùng trong tương lai • Địa chỉ mạng con 2.2.4. Hoạt động của IP Khi giao thức IP được khởi động nó trở thành một thực thể tồn tại trong máy tính và bắt đầu thực hiện những chức năng của mình, lúc đó thực thể IP là cấu thành của tầng mạng, nhận yêu cầu từ các tầng trên nó và gửi yêu cầu xuống các tầng dưới nó. Đối với thực thể IP ở máy nguồn, khi nhận được một yêu cầu gửi từ tầng trên, nó thực hiện các bước sau đây: Tạo một IP datagram dựa trên tham số nhận được. Tính checksum và ghép vào header của gói tin. Ra quyết định chọn đường: hoặc là trạm đích nằm trên cùng mạng hoặc một gateway sẽ được chọn cho chặng tiếp theo. Chuyển gói tin xuống tầng dưới để truyền qua mạng. Đối với router, khi nhận được một gói tin đi qua, nó thực hiện các động tác sau: 1. Tính chesksum, nếu sai thì loại bỏ gói tin. 2. Giảm giá trị tham số Time - to Live. nếu thời gian đã hết thì loại bỏ gói tin. 3. Ra quyết định chọn đường. 4. Phân đoạn gói tin, nếu cần. 5. Kiến tạo lại IP header, bao gồm giá trị mới của các vùng Time - to -Live, Fragmentation và Checksum. 6. Chuyển datagram xuống tầng dưới để chuyển qua mạng. Cuối cùng khi một datagram nhận bởi một thực thể IP ở trạm đích, nó sẽ thực hiện bởi các công việc sau: 1. Tính checksum. Nếu sai thì loại bỏ gói tin. 2. Tập hợp các đoạn của gói tin (nếu có phân đoạn) 3. Chuyển dữ liệu và các tham số điều khiển lên tầng trên. 2.3. Giao thức TCP 2.3.1. Chức năng của giao thức TCP TCP là một giao thức kiểu có liên k ết nghĩa là cần phải thiết lập liên kết logic giữa các cặp thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau. Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 5 Đơn vị dữ liệu sử dụng trong TCP được gọi segment. 2.3.2. Khuôn dạng của giao thức TCP Gồm 2 phần: • Tiêu đề giả (Pseudo Header TCP), cần thiết để xây dựng IP packet. Bao gồm: – IP Source (32 bit) – IP Destination (32 bit) – Protocol = 0x06 = thuộc giao thức TCP – Length: độ dài của TCP segment. • Gói số liệu TCP thực (TCP Segment) • Source/Destination port number: 2 điểm cuối của kết nối TCP. Port number + IP add ◊ socket (48 bit) • Seq. # = stt byte đầu tiên c ủa data so với byte đầu của dòng dữ liệu của thực thể gửi. Giá trị ban đầu = ISN+1 (Initial Sequence Number) • ACK: Byte tiếp theo có thể nhận (stt byte cuối cùng đã nhận đúng + 1) • TCP header length: đơn vị 32 bit; đó cũng chính là data offset. • Resered = 0 : để dùng trong tương lai. • Flags (6): – URG =1: có sử dụng trường Urgent pointer. – ACK =1: trường Ack đúng. – PSH =1: thực thể nhận được y/c chuyển ngay segment này – RST =1: Reset kết nố i; từ chối kết nối v.v. – SYN =1: đồng bộ trường Seq. , dùng để thiết lập kết nối TCP – FIN =1: thông báo thực thể gửi đã kết thúc việc gửi số liệu. • Window size: Độ lớn cửa sổ nhận, cho bên sender biết có thể gửi tiếp bao nhiêu byte, tính từ byte được biên nhận (ack). • Checksum: checksum của cả TCP segment + Pseudo header. Trước khi tính, trường này = 0. (Tổng các word 16 bit kiểu bù 1, kết quả thu được lạ i tính bù 1 - XOR). • Urgent pointer: byte trong trường data của TCP segment cần được xử lý đầu tiên. • Options: Các tuỳ chọn. Hiện nay tuỳ chọn duy nhất được dùng là MSS (Maximum Segment Size). Giá trị default = 536 byte payload + 20 byte header = 556 byte. • Pad (ở hình trên slide trước không vẽ): chèn thêm để chiều dài trường Options là bội của 32 bit. • Data: số liệu của ứng dụng TCP 2.3.3. Đặc điểm của giao thức TCP • ACK message • Điều khiển luồng trong TCP Trong việc đ iều khiển luồng, phương pháp hay sử dụng là phương pháp cửa sổ trượt. TCP cung cấp dịch vụ chuyển luồng đáng tin cậy. TCP xem luồng dữ liệu như một thứ tự của các byte dữ liệu được tách thành các Segment. Thường mỗi segment truyền trong liên mạng sẽ được lồng vào một Datagram - Kỹ thuật của sổ trượt của TCP được tiến hành ở mức byte. Các byte của luồ ng dữ liệu được đánh số một cách tuần tự và có một cửa sổ được định nghĩa bởi 3 con trỏ. Tại mỗi thời điểm, con trỏ đầu tiên trỏ vào mép trái cửa sổ, con trỏ thứ 2 trỏ vào mép phải cửa sổ, con trỏ thứ 3 xác định vị trí byte cần truyền. Con trỏ bên trái và bên phải cửa sổ xác định kích thước của cửa sổ. Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 6 - Cửa sổ trượt TCP có thể thay đổi kích thước theo thời gian. Trong đó, mỗi báo nhận đều có thông tin về trạng thái bộ đệm tại bên nhận và cho biết bên nhận có thể nhận thêm bao nhiêu byte nữa. Nếu bên nhận thông báo kích thước của bộ nhận còn ít thì bên gửi sẽ giảm kích cỡ của cửa sổ và nó không gửi số byte dữ liệu quá khích thước của bộ đệm. Còn nếu thông báo kích thước của bộ đệm còn nhi ều thì bên gửi sẽ tăng kích thước của cửa sổ . 3. Công nghệ Ethernet 3.1. Sự ra đời của Ethernet Ngày nay, Ethernet đã trở thành công nghệ mạng cục bộ được sử dụng rộng rãi. Ngày 22-5-1973, Robert Metcalfe thuộc trung tâm nghiên cứu Palto Alto của hãng Xerox – PARC, bang California, đã đư ra ý tưởng hệ thống kết nối mạng máy tínhcho phép các máy tính có thể truyền dữ liệu với nhau và với máy in lazer. Lúc này, các hệ thống tính toán lớn đều được thiết k ế dựa trên các máy tính trung tâm đắt tiền. Điểm khác biệt lớn mà Ethernet mang lại là các máy tính có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau mà không cần qua máy tính trung tâm. Chuẩn Ethernet 10Mbps đầu tiên được xuất bản 1980 bởi sự phối hợp phát triển của 3 hãng : DEC, Intel và Xerox. Chuẩn này có tên là DIX Ethernet Uỷ ban 802.3 của IEEE đã lấy DIX Ethernet làm nền tảng sự phát triển. Năm 1985, chuẩn 802.3 đầu tiên ra đời với tên IEEE 802.3 CSMA/CD. Mặc dù 3.2. Cấu trúc địa chỉ Ethernet Mỗi giao tiếp mạ ng Ethernet được định danh duy nhất bởi 48 bít địa chỉ (6 octet). Đây là địa chỉ được ấn định khi sản xuất thiết bị, gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control) Địa chỉ MAC được biểu diễn bởi các chữ số hexa (hệ cơ số 16). Ví dụ: 00: 60:97:8F:4F:86 hoặc 00-60-97-8F-4F-86 Khuôn dạng địa chỉ MAC được chia làm 2 phần: - 3 octet đầu xác định nhà sản xuất, chịu sự quản lý của IEEE. - 3 octet sau do nhà sả n xuất ấn định. Kết hợp sẽ cho ta một địa chỉ MAC duy nhất cho giao tiếp mạng Ethernet. Địa chỉ MAC được sử dụng làm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích trong khung Ethernet. 3.3. Các khung Ethernet Khung Unicast: Giả sử trạm 1 cần truyền khung đến trạm 2. Khung này được truyền tới một trạm xác định: - Tất cả các trạm trong phân đoạn mạng trên đều nhận được khung này , nh ưng - Chỉ có trạm 2 thấy địa chỉ MAC đích của khung trùng với địa chỉ MAC của giao tiếp mạng của mình nên tiếp tục xử lý các thông tin khác trong khung. - Các trạm khác sau khi so sánh địa chỉ sẽ bỏ qua không tiếp tục xử lý khung nữa. Khung Broadcast: - Khi nhận được khung này, mặc dù không trùng với địa chỉ MAC của giao tiếp mạng của mình nhưng các trạm đều phải nhận khung này và tiếp tục xử lý Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 7 Khung Multicast: - Trạm nguồn gửi khung tới một số trạm nhất định chứ không phải là tất cả. Địa chỉ MAC đích của khung là địa chỉ đặc biệt mà chỉ có các trạm trong cùng nhóm mới chấp nhận các khung gửi tới địa chỉ này 3.4. Hoạt động của Ethernet - Phương thức điều khiển truy nhập CSMA/CD qui định hoạt động của hệ thống Ethernet 4. Một số thiết bị nối mạng 4.1. Repeater Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI. Repeater dùng để nối 2 mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một nghi thức và một cấu hình. Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng. Hình 3.4: Mô hình liên kết mạng của Repeater. Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng. Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 8 Hình 3.5: Hoạt động của bộ tiếp sức trong mô hình OSI Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang. Repeater điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia. Khi một mạng sử dụng Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ củ a tín hiệu. Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2.8 km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater. Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại. Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng. Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiện đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông (như hai mạng Ethernet hay hai m ạng Token ring) nhưng không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau (như một mạng Ethernet và một mạng Token ring). Thêm nữa Repeater không làm thay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng. Khi lưa chọn sử dụng Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc độ của mạng. 4.2. Hub Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao. Người ta phân biệt các Hub thành 3 loại như sau sau : Hub bị động (Passive Hub) : Hub bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. Khoảng cách giữa một máy tính và Hub không thể lớn hơn một nửa khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính trên mạng (ví dụ khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính của mạng là 200m thì khoảng cách tối đ a giữa một máy tính và hub là 100m). Các mạng ARCnet thường dùng Hub bị động. Hub chủ động (Active Hub) : Hub chủ động có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng. Qúa trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành c ủa Hub chủ động cao hơn nhiều so với Hub bị động. Các mạng Token ring có xu hướng dùng Hub chủ động. Hub thông minh (Intelligent Hub): cũng là Hub chủ động nhưng có thêm các chức năng mới so với loại trước, nó có thể có bộ vi xử lý của mình và bộ nhớ mà qua đó nó không chỉ cho phép điều khiển hoạt động thông qua các chương trình quản trị mạng mà nó có thể hoạt động như bộ tìm đường hay một cầu nối. Nó có thể cho phép tìm đường cho gói tin rất nhanh trên các cổng của nó, thay vì phát lại gói tin trên mọi cổng thì nó có thể chuyển mạch để phát trên một cổng có thể nối tới trạm đích. Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 9 4.3. Bridge Bridge 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 không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì 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 đ i hay không. Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo. Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận đượ c bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi và nhận và dựa trên bảng địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ xung bảng địa chỉ. Hình 3.6:: Hoạt động của Bridge Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu không có thì Bridge tự động bổ xung bảng địa chỉ (cơ chế đó được gọi là tự học của cầu nối). Khi đọc địa chỉ nơi nhận Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần m ạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không chuyển gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới chuyển sang phía bên kia. Ở đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi. Hình 3.7:: Hoạt động của Bridge trong mô hình OSI Bμi so¹n TruyÒn dÉn II Bé m«n HTTT & M¹ng 10 Để đánh giá một Bridge người ta đưa ra hai khái niệm : Lọc và chuyển vận. Quá trình xử lý mỗi gói tin được gọi là quá trình lọc trong đó tốc độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge. Tốc độ chuyển vận được thể hiện số gói tin/giây trong đó thể hiện khả năng của Bridge chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác. Hiện nay có hai loại Bridge đang được s ử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi. Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng c ục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua Ví dụ : Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet và một mạng Token ring. Khi đó Cầu nối thực hiện như một nút token ring trên mạng Token ring và một nút Enthernet trên mạng Ethernet. Cầu nối có thể chuyền một gói tin theo chuẩn đang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuẩn đang sử dụng trên mạng Token ring. Tuy nhiên chú ý ở đây cầ u nối không thể chia một gói tin ra làm nhiều gói tin cho nên phải hạn chế kích thước tối đa các gói tin phù hợp với cả hai mạng. Ví dụ như kích thước tối đa của gói tin trên mạng Ethernet là 1500 bytes và trên mạng Token ring là 6000 bytes do vậy nếu một trạm trên mạng token ring gửi một gói tin cho trạm trên mạng Ethernet với kích thước lớn hơn 1500 bytes thì khi qua cầu nối số lượng byte dư sẽ bị chặt bỏ. Hình 3.8: Ví dụ về Bridge biên dịch Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau : Mở rộng mạng hiện tại khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridge sau khi sử lý gói tin đã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức. Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge, khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ tùng phần mạng sẽ không được phép qua phần mạng khác. Để nối các mạng có giao thức khác nhau. Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển. Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của nhửng địa chỉ xác định. Ví dụ : cho phép gói tin của máy A, B qua Bridge 1, gói tin của máy C, D qua Bridge 2. [...]... phộp cỏc gúi tin cú th i theo nhiu ng khỏc nhau ti ớch Bộ môn HTTT & Mạng 11 Bi soạn Truyền dẫn II Hỡnh 3. 10: Hot ng ca Router Khỏc vi Bridge hot ng trờn tng liờn kt d liu nờn Bridge phi x lý mi gúi tin trờn ng truyn thỡ Router cú a ch riờng bit v nú ch tip nhn v x lý cỏc gúi tin gi n nú m thụi Khi mt trm mun gi gúi tin qua Router thỡ nú phi gi gúi tin vi a ch trc tip ca Router (Trong gúi tin ú phi cha... trao i thụng tin cho n khi mt trong hai bờn ngt liờn lc - D liu ch c truyn theo con ng c nh ú Nhc im: - Tiờu tn thi gian thit lp kờnh c nh - Hiu sut ng truyn khụng cao vỡ cú lỳc kờnh b trng do c hai bờn u ht thụng tin trong khi cỏc thc th khỏc khụng c phộp s dng kờnh ny Mng chuyn mch thụng bỏo - Thụng bỏo l mt n v thụng tin cú khuụn dng nh trc, cú cha vựng iu khin thụng tin Cn c vo thụng tin ny m mi... thụng bỏo vỡ cỏc gúi tin c hn ch kớch thc ti a sao cho cỏc nỳt mng cú th x lý ton b gúi tin trong b nh m khụng cn phi lu tr trờn a Nhc im: - Tp hp li cỏc gúi tin ban u cn phi cú c ch ỏnh du gúi tin Bộ môn HTTT & Mạng 14 Bi soạn Truyền dẫn II 5.2.2 a Mng qung bỏ Mng truyn gúi vụ tuyn v mng v tinh Mng gúi vụ tuyn v mng v tinh cú nhng nột tng t ging nhau Cỏc trm phỏt v trm thu u qua angten, v mi trm u dựng... ớch ca nú - Mi nỳt cn phi lu tr tm thi c thụng tin iu khin trờn thụng bỏo sau ú chuyn tip thụng tin i u im : Chuyn mch thụng bỏo so vi chuyn mch kờnh: - Hiu sut ng truyn cao vỡ thụng tin khụng b chim dng m chia thỏnh nhiu thc th Gim c tỡnh trng tc nghn vỡ mi nỳt mng cú th lu gi thụng bỏo tm thi ri mi chuyn i khi kờnh ri Cú th iu khin vic truyn tin bng cỏch sp xp u tiờn cho cỏc thụng bỏo - Tng hiu... ỏng tin cy, khụng li, vi giỏ hp lý v khụng cú thờm mt s gi chm khụng cn thit no c Lp mng v cỏc lp di nú khụng quan tõm ti dng, cỳ phỏp, ý ngha hay ni dung ca d liu c chuyn qua Cỏc dch v mng bao gm: Phỳc ỏp d liu - Gii phúng cỏc cuc ni mng Cỏc giao thc ng b Bộ môn HTTT & Mạng 13 Bi soạn Truyền dẫn II 5.2 Phõn loi theo k thut mng 5.2.1 Mng chuyn mch Mng chuyn mch kờnh - Khi hai thc th cn trao i thụng tin. .. c cỏc trm cũn li bờn kia Bộ môn HTTT & Mạng 15 Bi soạn Truyền dẫn II u im: - Cỏc thit b ca nỳt thụng tin cú thao tỏc c lp, sai hng ca mt mỏy khụng nh hng n hot ng ca mng - M rng v thu hp mng n gin Kinh t hn mng hỡnh sao Nhc im: - Nu d liu ng cỏp chớnh tng lờn thỡ kh nng ựn tc s xy ra Cn phi cú giao thc qun lý truy nhp ng truyn trỏnh ng thụng tin do nhiu trm cựng phỏt d liu gõy ra Mng dng vũng (Ring... sau khi ó gi thụng tin bỏo nhn vo Bộ môn HTTT & Mạng n v d liu A Data C 18 Bi soạn Truyền dẫn II D busy Token A Data Ngun C ớch B Hỡnh 3- 1 5 Hot ng ca phng phỏp Token Ring Trm ớch C sao d liu dnh cho nú v chuyn tip d liu cựng th S quay li v trm ngun ca d liu v th bi nhm to mt c ch bỏo nhn t nhiờn, trm ớch cú thờ gi vo n v d liu cỏc thụng tin v bi i v hng trm ngun A sau khi ó gi thụng tin bỏo nhn vo kt... a ch qung bỏ Nhc im: - Chuyn mch thụng bỏo khụng hn ch c kớch thc ca cỏc thụng bỏo dn n phớ tn lu tr tm thi cỏc, nh hng n thi gian tr VD: gi th in t Mng chuyn mch gúi - Mi thụng bỏo c chia thnh nhiu cỏc gúi nh cú khuụn dng nh trc, cha cỏc thụng tin iu khin - Cỏc gúi tin c gi ti ớch bng nhiu con ng khỏc nhau hp thnh thụng bỏo u im: Hiu qu hn so vi chuyn mch thụng bỏo vỡ cỏc gúi tin c hn ch kớch thc... vựng thụng tin iu khin cha a ch ca d liu Bộ môn HTTT & Mạng 16 Bi soạn Truyền dẫn II CSMA/CD l phng phỏp ci tin t phng phỏp CSMA, hay cũn gi l LBT (Listten before Talk- nghe trc khi núi) T tng ca nú l: mt trm truyn d liu trc ht phi nghe xem ng truyn ang ri hay bn Nu ri thỡ truyn d liu i (theo khuụn dng chun) Ngc li, nu ng truyn ang bn (ó cú d liu khỏc) thỡ trm phi thc hin theo mt trong 3 gii thut sau... kớch thc cỏc gúi tin khỏc nhau (Router cú th chia nh mt gúi tin ln thnh nhiu gúi tin nh trc truyn trờn mng) Hỡnh 3. 11: Hot ng ca Router trong mụ hỡnh OSI ngn chn vic mt mỏt s liu Router cũn nhn bit c ng no cú th chuyn vn v ngng chuyn vn khi ng b tc Cỏc lý do s dng Router : Router cú cỏc phn mm lc u vit hn l Bridge do cỏc gúi tin mun i qua Router cn phi gi trc tip n nú nờn gim c s lng gúi tin qua nú Router . dụ: 00: 60:97:8F:4F:86 hoặc 0 0-6 0-9 7-8 F-4F-86 Khuôn dạng địa chỉ MAC được chia làm 2 phần: - 3 octet đầu xác định nhà sản xuất, chịu sự quản lý của IEEE. - 3 octet sau do nhà sả n xuất ấn. khiển thông tin. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp theo đường dẫn tới đích của nó - Mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều. thông tin điều khiển trên thông báo sau đó chuyển tiếp thông tin đi. Ưu đi ểm : Chuyển mạch thông báo so với chuyển mạch kênh: - Hiệu suất đường truyền cao vì thông tin không bị chiếm dụng mà