thiết kế mạng lan cho trường cđ cn thực phẩm - việt trì

Tóm lại, tất cả các mạng đều phải có các yếu tố sau:  Một nội dung nào đó để chia sẻ  Một đường truyền vật lý  Các quy tắc truyền thông Mạng máy tính có thể định nghĩa như sau: Mạng m

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin trong những năm gần đây đã tạo nên những thay đổi lớn trong cuộc sống của con người Nó ngày càng khẳng định được vị thế của mình trong sự phát triển chung của toàn xã hội

CNTT không những chỉ phát triển về phần mềm hoặc những công nghệ mới,

mà song song đó thì công nghệ mạng máy tính đóng một vai trò quan trọng khôngkém Nhờ công nghệ mạng máy tính mà mọi người trên thế giới có thể trao đổi dữliệu, tin tức cho nhau khi họ tham gia vào hệ thống mạng Cũng nhờ đó mà mỗingười chúng ta tiết kiệm được sức lực, thời gian và tiền của

Hiện nay mạng máy tính đã được ứng dụng phổ biến trong các cơ quan, trườnghọc, xí nghiệp (công nghệ LAN) Đặc biệt đối với những cơ quan có nhu cầu chia

sẻ tài nguyên dùng chung Bên cạnh đó việc thiết kế và lắp đặt một hệ thống mạngLAN cho một đơn vị là không phức tạp, không đòi hỏi chi phí nhiều

Qua quá trình học tập tại Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Thái Nguyên,

em đã được các thầy cô giáo truyền đạt tất cả kiến thức chuyên ngành, rèn luyện tinhthần học tập và làm việc độc lập, sáng tạo và đó là những yếu tố cần thiết để em bắtđầu sự nghiệp trong tương lai

Với sự chỉ bảo hướng dẫn của Thầy giáo Lê Khánh Dương, đồng thời xuất

phát từ nhu cầu thực tế tại đơn vị em đã chọn đề tài: “Thiết kế mạng LAN cho

trường CĐ CN Thực Phẩm - Việt Trì ”.

Sau thời gian đi khảo sát, phân tích tình hình thực địa tại đơn vị, cùng với sựgiúp đỡ tận tình của Ban lãnh đạo và các thầy cô tại trường và đặc biệt là sự hướng

dẫn tận tình của Thấy giáo Lê Khánh Dương em đã hoàn thành đề tài thực tập

Chuyên Nghành của mình Tuy nhiên do thời gian có hạn, vốn kiến thức còn hạnchế nên đề tài thực tập Chuyên Nghành còn nhiều thiếu sót Kính mong nhận được

sự chỉ bảo và đóng góp tận tình của các thầy cô giáo cùng toàn thể các bạn để đề tàicủa em hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cám ơn Thầy giáo Lê Khánh Dương giáo viên

trực tiếp hướng dẫn cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn KHMT khoaCNTT trường Đại học Thái Nguyên

Sinh viên thực hiện

Đặng Quang Tường

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH

I 1 Định Nghĩa mạng máy tinh Mạng Tính

Định nghĩa mạng máy tính

Mạng máy tính (computer network) là một nhóm các máy tính tương kết

(interconnected) để chia sẻ các dịch vụ thông qua một tuyến nối kết dùng chung.Yêu cầu của một mạng máy tính là hai hoặc nhiều cá nhân có một nội dung nào

đó muốn cùng nhau chia sẻ Một cá nhân phải có khả năng cung cấp một nộidung nào đó Các hệ thống riêng lẻ phải được kết nối với nhau thông qua mộtphương tiện vật lý Mọi hệ thống nối với phương tiện vật lý này phải tuân thủmột loạt các quy tắc truyền thông chung thì dữ liệu mới đến được đích đã định,

và do đó các hệ thống gửi và nhận mới hiểu được nhau Các quy tắc điều hành

tiến trình truyền thông máy tính gọi là giao thức (protocol).

Tóm lại, tất cả các mạng đều phải có các yếu tố sau:

 Một nội dung nào đó để chia sẻ

 Một đường truyền vật lý

 Các quy tắc truyền thông

Mạng máy tính có thể định nghĩa như sau:

Mạng máy tính là tập hợp các máy tính đơn lẻ được kết nối với nhau bằng các phương tiện truyền dẫn vật lý (transmission medium) và theo một kiến trúc mạng xác định (network architecture).

(Hình 1.1 – Sơ đồ biểu diễn định nghĩa mạng máy tính)

“Máy tính” trong định nghĩa được hiểu là các node của mạng Một số nodedùng để lưu trữ các cơ sở dữ liệu, các tài nguyên thông tin chung của mạng, cóchức năng cung cấp dịch vụ cho các thành phần khác trong mạng, được gọi là các

Hệ phục vụ của mạng(Servers) Số còn lại chỉ nhận các dịch vụ do Hệ phục vụcung cấp, được gọi là các Hệ khách hoặc các máy trạm làm việc (Clients,Workstations)

Dữ liệu được chuyển mạch tại các node mạng Các node này có độ tiếpthông dữ liệu và có khả năng đấu nối linh hoạt, nó cho phép có độ tiếp thông rấtcao và có các cửa thuê bao lớn để đáp ứng mọi nhu cầu truyền số liệu của xã hội.Các node được liên kết với nhau bằng các phương tiện truyền vật lý, gọi làcác phương tiện truyền thông hay là các đường truyền (Transmission medium).Các thiết bị liên kết vào các node dùng cho người sử dụng khai thác đượcgọi là các thiết bị đầu cuối (Terminals) Người làm việc tại các thiết bị đầu cuốiđược gọi là người sử dụng (Users)

I.2 Phân biệt mạngLAN( Local Area Network) v m à m ạng WAN (Wide Area Network)

 2.1 Mạng cục bộ ( LAN- Local Area NetWork)

-Là mạng máy tính mà khoảng cách tối đa của 2 node bất kỳ trong mạngkhông vượt quá vài Km

-Thông thường mạng cục bộ được xây dựng và cài đặt trong cơ quan, xínghiệp, trong một toà nhà trên phạm vi tương đối hẹp

Đặc trưng cơ bản của một mạng cục bộ:

 Khoảng cách lớn nhất giữa các node không vượt quá vài km

 Các node nối với nhau trực tiếp Trong quá trình truyền thông không có sựtham gia của mạng viễn thông công cộng

 Tốc độ truyền cao (có thể đạt 100 Mbps hoặc 1Gbps) Sử dụng phương thứctruyền gói không liên kết

 Lỗi truyền thấp: 10-8 đến 10-11

 Cấu hình mạng đa dạng

 Hiệu suất sử dụng đường truyền thấp

Mô hình

- Mạng LAN sử dụng phương thức truyền broadcasting Đa số các mạng Lan

sử dụng một dây cáp kết nối các máy tính để truyền tín hiệu, cho nên tại một thờiđiểm chỉ có 1 máy tính được gửi tín hiệu các máy khác sẽ nhận, nếu 2 máy cùnggửi tín hiệu sẽ gây xung đột mạng

- Để tránh xung đột các máy tính trong mạng lan sử dụng 1 số kỹ thuật sau:

 (CSMA/CD-Carrier Sense Multiple Access Collision Detection):

Không gửi dữ liệu khi các máy tính khác đang gửi (carrier Sense), và kiểm tranhững gì gửi đi có sung đột với máy tính khác(Collision Detection)

 Token Bus: Dùng gói tin đặc biệt (gọi là thẻ bài-token) Gói tin này lưu

chuyển trong vòng logic để cấp phát quyền sử dụng đường truyền cho các node

có yêu cầu truyền thông

 Token Ring: Thẻ bài được lưu chuyển trong vòng đường truyền vật lý.

Các node truy nhập đường truyền theo kiểu nối tiếp nhau

 2.2 Mạng diện rộng (WAN-Wide Area Network)

Phạm vi hoạt động của mạng trên diện tương đối rộng, như trên phạm vi mộtquốc gia hoặc liên quốc gia Có thể phân chia các WAN thành 2 phạm trù:

 WAN xí nghiệp (Enterprise WAN): Là WAN liên kết trong phạm vi

một tổ chức các tài nguyên của mạng có thể cách xa nhau WAN xí nghiệp có thểdùng phối hợp các dịch vụ mạng tư lẫn thương mại song chỉ chuyên trách cácnhu cầu của một tổ chức cụ thể

 WAN toàn cầu (Global WAN): Là WAN tương kết các mạng của một

số các công ty hay tổ chức (Internet là một ví dụ điển hình về WAN toàn cầu)

Đặc trưng cơ bản của một WAN:

 Các node của mạng có trên phạm vi một quốc gia hoặc trên toàn cầu

 Trong quá trình truyền thông của các thực thể, có sự hỗ trợ của mạng viễnthông công cộng

 Tốc độ truyền dữ liệu thấp so với mạng cục bộ

 Có thể tương kết nhiều LAN cho nên phức tạp và phức hợp hơn các LAN.

 Lỗi truyền cao

 Công nghệ đắt tiền

Mô hình:

Mạng Wan dùng các kết nối vật lý điểm-điểm Để các kết nối vật lý mangđược các dòng dữ liệu phân biệt dùng bộ ghép kênh(multiplexer): Với chức năngkết hợp các lưu thông độc lập từ tất cả người sử dụng dùng chung một cáp quangthành một tín hiệu ghép mà có thể tách ra thành nhiều phần ở đầu kia

Liên kết vệ tinh lên tới 10Mbps và cao hơn

I.3 Phân loại theo hình trạng mạng LAN

Các kiểu (Topology) của mạng LAN

Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí

Mạng hình sao bao gồm một bộ điều khiển trung tâm, mỗi trạm cuối đượckết nối vào bộ điều khiển trung tâm này bằng các đường truyền theo dang hìnhsao.

Bé ®iÒu khiÓn

Tr¹m cuèi

(H×nh 1.3 - C©u tróc liªn kÕt h×nh sao)

Trong hình 1.3, mỗi trạm cuối trong mạng hình sao được kết nối tới bộ điềukhiển trung tâm bằng một đường truyền riêng biệt, do đó nó tạo ra dạng hình sao

Bộ điều khiển trung tâm này điều khiển việc truyền thông cho mỗi trạm cuối.Việc truyền thông ở đây bao gồm truyền thông giữa trạm cuối với bộ điều khiểntrung tâm hoặc giữa trạm cuối này với trạm cuối khác thông qua bộ điều khiểntrung tâm

I.3.2 Cấu trúc liên kết dạng đường thẳng (BUS)

Mạng dạng BUS bao gồm một đường truyền dữ liệu tốc độ cao duy nhất.Đường truyền này gọi là bus và được chia sẻ bởi nhiều nút Bất cứ khi nào muốntruyền dữ liệu, trạm truyền ấn định địa chỉ trạm đích và truyền dữ liệu lên bus.Thông tin được truyền từ bất kỳ trạm cuối nào đều được gửi tới tất cả cácnút Một nút chỉ nhận dữ liệu khi dữ liệu đó đúng là gửi cho nó Mỗi đầu của busđược gắn một bộ kết cuối (Terminator) Bộ kết cuối có tác dụng chặn tín hiệu đểtránh tình trạng phản hồi tín hiệu Vì trong trường hợp có tín hiệu phản hồi,đường truyền sẽ bị nhiễu và sẽ xuất hiện lỗi trong quá trình truyền

Tr¹m nhËn Tr¹m göi

Bus (® êng truyÒn chia sÎ)

(H×nh 1.4 - C©u tróc liªn kÕt d¹ng BUS)

Chú ý: Đối với bus một chiều (có nghĩa là tín hiều chỉ được truyền theo một

hướng) thì việc phản hồi tín hiệu là cần thiết

I.3.3 Cấu trúc liên kết dạng vòng (Ring)

(H×nh 1.5 - C©u tróc liªn kÕt d¹ng vßng)

Mạng có cấu trúc liên kết dạng vòng có hình dạng một vòng tròn khép kín ,các nút được nối với vòng tại các điểm cách nhau một khoảng nào đó Thông tinđược truyền trên vòng theo một hướng nhằm tránh xung đột Do mỗi nút có thểtái tạo và lặp lại tín hiệu nên cấu trúc liên kết kiểu này phù hợp với các mạng cóphạm vi rộng hơn so với kiến trúc kiểu BUS

I.3.4 Mạng dạng kết hợp

Kết hợp hình sao và tuyến (

 Kết hợp hình sao và tuyến (  star/Bus Topology)

Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu

(spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp

mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus

Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều

nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng

kết hợp Star/Bus Topology Cấu hình dạng này đưa lại

sự uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tương

thích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào

Kết hợp hình sao và vòng

 Kết hợp hình sao và tuyến (  (Star/Ring Topology)

Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có một "thẻ

bài" liên lạc (Token) được chuyển vòng quanh một cái

HUB trung tâm Mỗi trạm làm việc (workstation) được

nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết

I.4 Các môi trường dẫn Tryền dẫn

I.4.1 Khái niệm

Trên một mạng máy tính, các dữ liệu được truyền trên một môi trường

truyền dẫn (transmission

media), nó là phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị Có

hai loại phương tiện

truyền dẫn chủ yếu:

- Hữu tuyến (bounded media)

- Vô tuyến (boundless media)

Thông thường hệ thống mạng sử dụng hai loại tín hiệu là: digital và analog

I.4.2 Tần số truyền thông

Phương tiện truyền dẫn giúp truyền các tín hiệu điện tử 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) Các tín hiệu truyền

thông giữa các máy tính và các thiết bị là các dạng sóng điện từ trải dài từ tần số radio đến tần số hồng

ngoại

Các sóng tần số radio thường được dùng để phát tín hiệu LAN Các tần số này cóthể được dùng với

cáp xoắn đôi, cáp đồng trục hoặc thông qua việc truyền phủ sóng radio

Sóng viba (microware) thường dùng truyền thông tập trung giữa hai điểm hoặc

giữa các trạm mặt đất

và các vệ tinh, ví dụ như mạng điện thoại cellular

Tia hồng ngoại thường dùng cho các kiểu truyền thông qua mạng trên các

khoảng cách tương đối

ngắn và có thể phát được sóng giữa hai điểm hoặc từ một điểm phủ sóng cho nhiều trạm thu Chúng

ta có thể truyền tia hồng ngoại và các tần số ánh sáng cao hơn thông qua cáp quang

I.4.3 Các đặc tính của phương tiện truyền dẫn

Mỗi phương tiện truyền dẫn đều có những tính năng đặc biệt thích hợp vớimỗi kiểu dịch vụ cụ thể,

nhưng thông thường chúng ta quan tâm đến những yếu tố sau:

- Chi phí

- Yêu cầu cài đặt

- Độ bảo mật

- Băng thông (bandwidth): được xác định bằng tổng lượng thông tin có thể

truyền dẫn trên đường

truyền tại một thời điểm Băng thông là một số xác định, bị giới hạn bởi phương tiện truyền dẫn, kỹ

thuật truyền dẫn và thiết bị mạng được sử dụng Băng thông là một trong những thông số dùng để

phân tích độ hiệu quả của đường mạng

+ Bps (Bits per second-số bit trong một giây): đây là đơn vị cơ bản của băng

thông

+ KBps (Kilobits per second): 1 KBps=103 bps=1000 Bps

+ MBps (Megabits per second): 1 MBps = 103 KBps

+ GBps (Gigabits per second): 1 GBps = 103 MBps

+ TBps (Terabits per second): 1 TBps = 103 GBPS.

- Thông lượng (Throughput): lượng thông tin thực sự được truyền dẫn trên thiết

dẫn đến tình trạng tín hiệu yếu đi mà không thể phục hồi được

- Nhiễu điện từ (Electromagnetic interference - EMI): bao gồm các nhiễu điện

từ bên ngoài làm

biến dạng tín hiệu trong một phương tiện truyền dẫn

- Nhiễu xuyên kênh (crosstalk): hai dây dẫn đặt kề nhau làm nhiễu lẫn nhau I.4.4 Các kiểu truyền dẫn

Có các kiểu truyền dẫn như sau:

+ Đơn công (Simplex): trong kiểu truyền dẫn này, thiết bị phát tín hiệu và thiết

là thiết bị thu Nhưng tại một thời điểm thì chỉ có thể ở một trạng thái (phát hoặc

thu) Bộ

đàm là thiết bị hoạt động ở kiểu truyền dẫn này

+ Song công (Full-Duplex): trong kiểu truyền dẫn này, tại một thời điểm, thiết bị

có thể vừa

phát vừa thu Điện thoại là một minh họa cho kiểu truyền dẫn này

I.5 MÔ HÌNH THIẾT KẾ MẠNG LAN

I.5.1 MÔ HÌNH PHÂN CẤP (Hierarchical models)

Hình 14: Mô hình mạng phân cấp

* Cấu trúc :

- Lớp lõi (Core Layer) đây là trục xương sống của mạng (Backbone), thườngđược dùng các bộ chuyển mạch có tốc độ cáo (high – speed switching), thường

có các đặc tính như độ tín cậy cao, có công suất dư thừa, có khả năng tự khắc

phục lỗi, có khả năng lọc gói, hay lọc các tiến trình đang chuyển trong mạng

- Lớp phân tán (Distribution Layer) Lớp phân tán là ranh giới giữa lớp truynhập và lớp lõi của mạn Lớp phân tán thực hiện các chức năng như đảm bảo

gửỉ dữ liệu đến từng phân đoạn mạng, đảm bảo an ninh – an toàn phân đoạn

mạng theo nhóm công tác Chia miền Broadcast/ Multicast, định tuyến giữa các

LAN ảo (VLAN), chuyển môi trường truyền dẫn, định tuyến giữa các miền, tạo

biên giới giữa các miền trong tuyến định tuyến tĩnh và động, thực hiện các bộlọc gói (theo địa chỉ, theo số hiệu cổng…… )

Thực hiện các cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ QOS

- Lớp truy nhập (Access Layer) lớp truy nhập cung cấp các khả năng truy nhậpcho người dùng cục bộ hay từ xa truy nhập vào mạng Thường được thực hiệnbằng các bộ tuyển mạch (Switch) Trong môi trường campus, hay các công nghệWAN

I.5.2 MÔ HÌNH AN NINH

Hệ thống tường lửa 3 phần (Three- part Firewall System ) đặc biệt quan trọngtrong thiết kế WAN, chúng tôi sẽ trình bày trong chương 3 Ở đây chỉ nêu mộtkhía cạnh chung nhất cấu trúc của mô hình sử dụng trong thiết kế mạng LAN

Hình 15: Mô hình tường lửa 3 phần

- LAN cụ lập làm vựngđệm giữa mạng cụng tỏc với bờn ngoài (LAN cụlập được gọi là khu phi quõn sự hay vựng DMZ)

- Thiết bị định tuyến trong cú cài đặt bộ lọc gúi được đặt giữa DMZ vàmạng cụng tỏc

- Thiết bị định tuyến ngoài cú cài đặt bộ lọc gúi được đặt giữa DMZ vàmạng ngoài

I.6 CÁC CễNG NGHỆ MẠNG CỤC BỘ

I.6.1 Ethernet

Ethernet là cụng nghệ mạng LAN bằng cơ sở được phỏt minh bởi trung tõmnghiờn cứu Palo Alto của hóng Xerox Ethernet hoạt đọng ở tốc độ 10Mb/s,phương tiện truyền dẫn là cỏp đồng trục và phương thức truy nhập đường truyền

là CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acecess/Collision Detection- Đa truy nhập

cảm nhận súng mang cú phỏt hiện xung đột) Xerox đưa ra sản phẩm Ethernetđầu tiờn vào năm 1975 Phiờn bản đầu tiờn của Ethernet thiết kế như một hệthống 2.94Mb/s để nối hơn 100 mỏy tớnh vào một sợi dõy cỏp dài hơn 1km Ngàynay, thuật ngữ Ethernet thường được dựng để chỉ tất cả cỏc cụng nghệ LAN sửdụng cỏc phương thức truy nhập đường truyền CSMA/CD Ethernet được thiết

kế để phục vụ cỏc mạng cú yờu cầu lưu lượng cao nhưng khụng thường xuyờn.Xerox Ethernet thành cụng đến mức hóng Xerox, tập đoàn Intel và tập đoànDEC đó thảo luận và đưa ra tiờu chuẩn dành cho Ethernet 10Mb/s (DIXEthernet) Ngày nay nú là quy cỏch kỹ thuật mụ tả phương phỏp nối và dựngchung cỏp cho mỏy tớnh và hệ thống dữ liệu Đến năm 1980 thỡ chuẩn IEEE802.3được phỏt triển dựa trờn cụng nghệ Ethernet

Đoạn mạng Ethernet

(Hình 3.1: Mạng Ethernet chạy CSMA/CD trên cáp đồng trục)

Hiện nay, Ethernet vẫn tiếp tục tồn tại như một cụng nghệ cốt yếu do tớnhlinh hoạt và tớnh dễ sử dụng của nú Mặc dự cụng nghệ khỏc cũng xuất hiệnnhưng cỏc nhà quản lý mạng đều hướng về Ethernet vỡ nhận thấy đõy là giải phỏphiệu quả để triển khai mạng của mỡnh.

Ban đầu chuẩn Ethernet sử dụng cỏp đũng trục làm phương tiện truyền dẫn

và cú cỏc chuẩn 10Base5, 10Base2 Sau đú cú cỏc loại cỏp khỏc được đưa vào sửdụng trong Ethernet nờn cú thờm chuẩn 10BaseT (dựng cỏp xoắn đụi) và chuẩn10BaseFL (ựng cỏp quang) Dần dần cỏp xoắn đụi đó thay thế cỏp đũng trụctrong Ethenet, và hiện nay chuẩn Ethernet thụng dụng nhất vẫn là 10BaseT

Base=Baseband

Tốc độ (tính bằng Mb/s)

Chiều dài tối đa của

đoạn mạng (m)

10 Base 5

(Hình 3.2: Quy ớc về tên của các chuẩn IEEE 802.3)

I.6.1.a Cấu trỳc khung của Ethernet

Cấu trỳc khung của Ethernet được chỉ ra trong hỡnh 3.4

Preamble: Là một dóy luõn phiờn cỏc bit 0 và 1với bit cuối cựng là 0 Cú

tỏc dụng bỏo cho thiết bị nhận biết để thiết lập đồng bộ bit Khung Ethernet gồmmột byte phụ, tương ứng với trường SOF trong khung IEEE 802.3

Preamble Destination

Address

Source Address Type Data FSC

Preamble Destination

Address

Source Address Length Data FSC

O S

1

IEEE 802.3

(Hình 3.4: Cấu trúc khung của Ethernet và IEEE 802.3)

Destination Address và Source Address: Trường địa chỉ đích và địa chỉ

nguồn Trường này chứa địa chỉ MAC của thiết bị (3 byte đầu do IEEE quy địnhcòn 3 byte sau do hãng sản xuất quy định) Địa chỉ nguồn thường là địa chỉUnicast (địa chỉ của một nút) Địa chit đích có thể là địa chỉ Unicast, Multicast(nhóm nút), hoặc Broadcast (tất cả các nút)

Type( Ethernet): Trường này xác định giao thức tầng trên sẽ nhận dữ liệu

sau khi Ethernet đã xử lý xong

Data (Ethernet): Trường này chứa dữ liệu của người dùng Sau khi xử lý ở

tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu kết thúc, dũ liệu chứa trong khung được gửi

tới một giao thức tầng trên (đã được xác định nhờ trường type).

Frame Check Sequence (FCS): Dãy này chứa giá trị kiểm tra độ dư vòng

(CRC), giá trị này được thiết bị gửi tạo ra và được thiết bị nhận tính toán lại đểkiểm tra lỗi của khung

I.6.1.b Các chuẩn của IEEE 802.3

IEEE 802.3 có các chuẩn sau:

a 10Base5

10Base (hay Ethernet) sử dụng cấu trúc liên kết dạng BUS, do vậy nhiềutrạm cuối có thể kết nối tới một đường truyền Đường truyền này được gọi là mộtphân đoạn, tại mỗi đầu đường truyền có gắn một bộ kết cuối Phương tiện truyềndẫn 10Base5 sử dụng là cáp đồng trục dày

Mỗi phân đoạn 10Base5 có chiều dài tối đa 500m, cho phép gắn tối đa 100

bộ thu phát tín hiệu Khoảng cách ngắn nhất cho phép giữa 2 bộ là 2.5m Một vàiloại cáp đồng trục dày có đánh dấu ở mỗi điểm cách nhau 2.5m để chỉ khoảngcách này Nói chung các bộ thu phát tín hiệu nên được gắn sẵn vào các điểm này,như vậy trong tương lai, các trạm có thể được gắn vào dễ dàng, mặc dù điều nàykhông bắt buộc

Để kết nối trạm cuối vào đường truyền, người ta sử dụng một bộ thu pháttín hiệu Cáp thu phát (còn gọi là cáp AUI- Attchment Unit Interface) được dùng

để kết nối bộ thu phát với card mạng Khoảng cách lớn nhất cho phép của đoạncáp này là 50m

số lượng trạm trên một mạng Tuy nhiên việc mở rộng này không phải không cógiới hạn, nó phải tuân theo luật 5-4-3 (hình vẽ).

Ph©n ®o¹n 3 (ph©n ®o¹n cã thÓ kÕt nèi)

Ph©n ®o¹n 4 (ph©n ®o¹n liªn kÕt nèi)

Ph©n ®o¹n 5 (ph©n ®o¹n cã thÓ kÕt nèi)

(H×nh 3.6: luËt

5-4-3)Khi mở rộng mạng, số lượng tối đa phân đoạn mạng có thể được kết hợp là

5, số lượng tối đa bộ lặp có thể sử dụng là 4 và số lượng tối đa các phân đoạn cóthể kết nối trạm cuối là 3 Phân đoạn không thể nối trạm cuối gọi là phân đoạn

liên kết (link segment) Các phân đoạn này chỉ có tác dụng mở rộng khoảng cáchmạng.

b 10Base2

Chuẩn này được gọi là 10Base2 vì nó truyền tín hiệu ở tốc độ 10Mb/s và cóthể truyền xa, một khoảng gấp 2 lần 100m (chính xác là 185m) Chuẩn này cócấu trúc dạng BUS và sử dụng cáp đồng trục mảnh làm phương tiện truyền dẫn.Đầu nối BNC chữ T được sử dụng để kết nối các trạm cuối hoặc các kếtcuối vào BUS Cần chú ý rằng các card mạng 10Base2 có thể được kết nối trựctiếp tới đầu nối chữ T vì bản thân card mạng này đã chứa một bộ thu phát tín hiệutrong nó

Mỗi phân đoạn cho phép tối đa 30 nút Khoảng cách ngắn nhất cho phépgiữa 2 đầu nối chữ T là 0.5m

Chúng ta có thể dùng đầu nối BNC trục tròn để nối các đoạn cáp mảnh vớinhau nhằm tăng chiều dài cáp Ví dụ chúng ta cần một sợi cáp 45m, nhưng chỉ có

2 đoạn 30m và 15m thì có thể dùng bộ nối BNC trục tròn để nối hai đoạn cápnày Tuy nhiên không nên dùng nhiều bộ nối trục tròn vì nhiều mối nối sẽ làmgiảm chất lượng tín hiệu truyền đi

Khi mở rộng mạng 10Base2 cũng cần tuân thủ luật 5-4-3

đụi) là mạng Ethernet điển hỡnh dựng cỏp xoắn đụi trần để nối cỏc mỏy tớnh Mặc

dự thụng thường 10BaseT sử dụng cỏp xoắn đụi trần (UTP), nhưng cỏp xoắn đụibọc (STP) cũng cú thể được dựng mà khụng làm thay đổi bất kỳ thụng số kỹthuật nào của 10BaseT

Cáp xoắn đôi trần 100m (max)

HUB

(Hình 3.8: Cấu hình 10BaseT)

Đa số mạng loại này cú cấu trỳc dạng hỡnh sao (star), nhưng thực chất bờntrong dựng tớn hiệu BUS giống như cỏc cấu hỡnh Ethernet khỏc HUB của mạng10BaseT đúng vai trũ như bộ lặp đa cổng Mỗi mỏy tớnh được đặt ở điểm cuốicủa đoạn cỏp nối với HUB Mỗi mỏy tớnh sử dụng 2 cặp cỏp, một để truyền vàmột để nhận dữ liệu

Chiều dài tối đa của một phõn đoạn 10BaseT là 100m Cú thể tăng thờmkhoảng cỏch này bằng cỏch sử dụng bộ lặp

Với 10BaseT, khoảng cỏch lớn nhất giữa HUB và trạm cuối là 100m Cúthể sử dụng kết nối kiểu xếp tầng để kết nối cỏc HUBvà cỏc trạm cuối ở khoảngcỏch lớn hơn khoảng cỏch bị giới hạn Tuy nhiờn khi mở rộng mạng 10BaseT, sốlượng HUB tối đa nằm giữa hai nỳt bất kỳ là 4, nghĩa là dữ liệu chỉ được truyềntối đa qua 4 HUB

Khi tạo kết nối xếp tầng, những HUB được xếp bờn dưới cỏc HUB khỏcphải cú một cổng được sử dụng riờng biệt cho kết nối xếp tầng Cổng này đượcgọi là cổng kết nối trờn (uplink port) Hầu hết cỏc loại HUB đều cú cổng này.Tuy nhiờn, cỏc HUB khụng cú cổng kết nối trờn cũng cú thể đựoc kết nối bằngcỏch sử dụng cỏp chộo (cross cable) Hỡnh 3.9 minh hoạ việc nối xếp tầng cỏcHUB để mở rộng mạng

(H×nh 3.9: Më réng m¹ng 10BaseT

HUB

Chuẩn 10BaseT trở nên phổ biến vì nó dễ lắp đặt và có giá thành thấp Tuynhiên do mạng kiểu này sử dụng cấu trúc hình sao nên nó không thích hợp chocác LAN có quy mô lớn.Bởi vậy mạng 10BaseT được sử dụng cùng với một loạimạng Ethernet khác, như hình vẽ

I.6.1.c Phương thức truy nhập đường truyền

Đối với các mạng mà chỉ có một đường truyền duy nhất nối tất cả các trạm(tôpô dạng Bus, Ring) cần có quy tắc chung cho tất cả các trạm nối vào mạng đểđảm bảo rằng đường truyền được truy cập và sử dụng một cách tốt đẹp Quy tắc

chung này được gọi là phương thức truy nhập đường truyền.

Phương thức truy nhập đường truyền Ethernet sử dụng là đa truy nhập cảm

nhận sóng mang có phát hiện xung đột (CSMA/CD- Carrier Sense Multiple

Access/ Collision Detection).

Đa truy nhập (MA- Multiple Access)

Trong mạng Ethernet, các nút chia sẻ phương tiện vật lý, chúng tạo nên mộtvùng xung đột (Collision Domain) Các khung gửi trên phương tiện được tất cảcác nút nhận Tuy nhiên phần mào Ethernet chứa địa chỉ đích sẽ đảm bảo chỉ cóđích thực sự mới nhận khung (các máy khác sẽ bỏ đi các khung không phải gửicho chúng)

Đa truy nhập trong CSMA/CD nghĩa là nhiều máy cùng chia sẻ một kênh truyền

Cảm nhận sóng mang (CS- Carrier Sense)

Khi một nút có dữ liệu cần truyền, đầu tiên, nút này phải lắng nghe đườngcáp (sử dụng một bộ thu phát) để phát hiện xem có tín hiệu sóng mang nào đangđược một nút khác truyền không Dữ liệu chỉ được truyền khi không có sóngmang nào được phát hiện (Không có dòng điện), nghĩa là khi phương tiện rỗi Tất

cả các máy tính không cần truyền dữ liệu lắng nghe xem có máy tính nào truyền

dữ liệu cho mình không

Tuy nhiên, nếu chỉ cảm nhận sóng mang thì không tránh khỏi trường hợphai nút cùng truyền dữ liệu một lúc (trường hợp chúng cùng nghe và nhận thấyđường truyền rỗi) Nếu hai nút cùng truyền dữ liệu thì xung đột sẽ xuất hiện.Xung đột sẽ làm hỏng dữ liệu đang truyền

Để tránh được xung đột cần có cơ chế phát hiện xung đột

Phát hiện xung đột (CD- Collision Detection)

Mỗi nút đang truyền dữ liệu để giám sát quá trình truyền của mình, và nếu

nó phát hiện được xung đột (chẳng hặn thấy dòng điện lớn hơn dòng điện nó tạo

ra) thì nút này lập tức ngưng truyền dữ liệu, và thay vào đó nó gửi một dãy tắcnghẽn Mục đích của việc gửi dãy này là để báo cho các nút khác trên mạng biếthiện đang có xung đột.

Khi hai hoặc nhiều hơn hai nút phát hiện có xung đột, chúng cùng truyềnmột dãy tắc nghẽn Các bước sau đây mô tả quá trình xung đột:

Tại thời điểm t=0, máy tính A gửi một khung trên đường trytền đang rỗi

Sau một khoảng thời gian bằng với độ trễ truyền lan của mạng, máy tính Bphát hiện thấy sự truyền của máy tính A, và nhận thấy có xung đột Nhưng tạithời điểm này máy tính A vẫn chưa phát hiện của máy tính B Máy tính B ngừngtruyền và gửi dãy tắc nghẽn Ethernet

Quá trình truyền một khung được minh hoạ ở hình 3.11.

Cảm nhận sóng mang

(Hình 3.11: Quá trình truyền khung trong Ethernet)

Trên một mạng nhiều máy, một sự truyền lại có thể tiếp tục xung đột với sựtruyền lại khác (hoặc dữ liệu được một nút khác gửi đi lần đầu) Do đó giao thứcđếm số lần truyền lại (sử dụng biến N ở hình vẽ trên) và thử truyền lại tối đa 15lần

Đối với mỗi lần truyền lại bộ phát của máy tính xây dựng tập:

Sau ba lần xung đột, N=3, tập bộ phát xây dựng là {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} và

có 8 khả năng xảy ra

Sau lần xung đột thứ 4, N=4, tập bộ phỏt xõy dụng trở thành {0, 1, 2, 3, 4,

5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15} và cú tới 16 khả năng cú thể xảy ra

Sau lần xung đột thứ 10, N=10, tập bộ phỏt xõy dựng là {0, 1, , 1023} và

cú tới 1024 khả năng xảy ra

Giải thuật này cú ngưỡng là 1024 cú nghĩa là khi N>10 thỡ tập bộ phỏt xõydựng cũng khụng thay đổi

Mỗi bộ phỏt cũng giới hạn số tối đa lần truyền lại một khung là 16 lần(N=15) Sau số lần truyền này, bộ phỏt sẽ bỏ khung này và ghi lại lỗi

Truyền lại {0, 1}

Truyền lại {0, 1}

Truyền lại {0, 1, 2, 3}

Truyền lại {0, 1, 2, 3}

(Hình 3.12: Xung đột và giải quyết xung đột)

Trong vớ dụ này, ở giai đoạn đầu tiờn, chỉ mỡnh mỏy A truyền nờn khụng cúxung đột Sau đú cả mỏy A và B cựng truyền nờn xuất hiện xung đột (lần 1) Tập

mà bộ phỏt trờn cả hai mỏy xõy dựng là {0, 1}

Cả mỏy A và mỏy B đều chọn 1 và cựng đợi khoảng thời gian là 51.2strước khi truyền lại Do đú, lại xuất hiện xung đột lần 2 Khi đú tập mà bộ phỏttrờn hai mỏy xõy dựng là {0, 1, 2, 3}

Mỏy A chọn ngẫu nhiờn số 0 và mỏy B chọn ngẫu nhiờn số 1 và khụng xuấthiện xung đột nữa

Hiệu suất của Ethernet

Việc tớnh toỏn hiệu suất của mạng Ethernet, nơi tại một thời điểm chỉ cúmột mỏy truyền, là việc rất đơn giản Trong trường hợp này cỏc nỳt cú thể sửdụng 100% băng thụng của mạng (10Mb/s)

Tuy nhiên khi hai nút hoặc nhiều hơn hai nút cùng truyền tại một thời điểm,hiệu suất của Ethernet sẽ rất khó dự đoán Khi đó băng thông sẽ bị lãng phí doxung đột và do khoảng thời gian đợi khi có xung đột Bằng thực nghiệm người tathấy rằng, trong một mạng Ethernet 10Mb/s bận rộn, mỗi nút trong mạng chỉđược cung cấp thông lượng khoảng 2-4Mb/s.

Khi mức độ sử dụng mạng tăng, đặc biệt khi có nhiều nút cạnh trah đườngtruyền, thì trạng thái quá tải có thể xảy ra Trong trường hợp này thông lượng củamạng Ethernet giảm đi rất đáng kể Băng thông chủ yếu phục vụ giải thuậtCSMA/CD, rất ít băng thông phục vụ dữ liệu người dùng Đây là lý do tại saocác mạng Ethernet không nên kết nối nhiều hơn 1024 nút

I.6.2 CÔNG NGHỆ FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

I.6.2.1 Tổng quan về FDDI

FDDI là kỹ thuật mô tả phương pháp chuyển thẻ bài tốc độ cao (100Mb/s)

sử dụng cáp quang làm phương tiện truyền dẫn Kỹ thuật này do Uỷ ban ANSIX3T9.5 phát triển và ban hành năm 1986 FDDI được thiết kế cho các máy tính

cỡ lớn không thoả mãn với băng thông trong kiến trúc Ethernet 10Mb/s hoặcToken Ring 4Mb/s

FDDI cung cấp kết nối tốc độ cao cho nhiều loại mạng khác nhau FDDI cóthể sử dụng cho mạng đô thị (MAN) để kết nối các mạng trong cùng thành phốbằng cáp quang tốc độ cao Kiến trúc này giới hạn chiều dài vòng cáp tối đa100km, do đó nó không thực sự được thiết kế như công nghệ mạng diện rộng(WAN)

xung quanh hai vòng chuyển động ngược nhau Một là vòng chính và một làvòng phụ (hình 3.21).

Nếu mạng hoạt động bình thường, lưu lượng được truyền trên vòng chính.Nếu vòng chính hỏng, FDDI tự động tái lập cấu hình mạng, sao cho dữ liệuchuyển sang truyền vòng thứ hai theo chiều ngược lại

Một ưu điểm của kiến trúc vòng kép là khả năng dự phòng Một vòng đểtruyền và một vòng để dự phòng

I.6.2.3 Phương thức truy nhập đường truyền

Với Token Ring, khi một nút đang có quyền gửi dữ liệu, nó sẽ không giảiphóng thẻ bài khi chưa có xác nhận dữ liệu đã đến đích an toàn và như vậy cácnút khác không thể gửi dữ liệu vì thẻ đang bận Tuy nhiên, với FDDI một nút sẽgiải phóng thẻ bài ngay sau khi truyền khung dữ liệu cuối cùng Do vậy, các nútkhác trên vòng Ring có thể truyền dữ liệu khi nhận được thẻ bài Điều này cónghĩa tại một thời điểm có thể có nhiều khung được truyền trên vòng Ring Nhưvậy sẽ không xảy ra xung đột vì các nút phải đợi đến khi thẻ đi qua mới bắt đầutruyền dữ liệu Cũng giống như Token Ring nút truyền phải có trách nhiệm gỡ bỏ

dữ liệu của nó ra khỏi mạng khi dữ liệu này hoàn thành một vòng di chuyển trênmạng

I.7 Các loại trang thiết bị mạng cơ bản để kết nối mạng LAN

I.7.1 Các loại cáp truyền

I.7.1.1 Cáp đôi dây xoắn (Twisted pair cable)

Cáp đôi dây xoắn là cáp gồm hai dây đồng xoắn để tránh gây nhiễu cho

các đôi dây khác, có thể kéo dài tới vài km mà không cần khuyếch đại Giải tầntrên cáp dây xoắn đạt khoảng 300–4000Hz, tốc độ truyền đạt vài kbps đến vàiMbps Cáp xoắn có hai loại:

- Loại có bọc kim loại để tăng cường chống nhiễu gọi là STP ( Shield

Twisted Pair) Loại này trong vỏ bọc kim có thể có nhiều đôi dây Về lý thuyếtthì tốc độ truyền có thể đạt 500 Mb/s nhưng thực tế thấp hơn rất nhiều (chỉ đạt

155 Mbps với cáp dài 100 m)

- Loại không bọc kim gọi là UTP (UnShield Twisted Pair), chất lượng

kém hơn STP nhưng rất rẻ Cap UTP được chia làm 5 hạng tuỳ theo tốc độtruyền Cáp loại 3 dùng cho điện thoại Cáp loại 5 có thể truyền với tốc độ100Mb/s rất hay dùng trong các mạng cục bộ vì vừa rẻ vừa tiện sử dụng Cápnày có 4 đôi dây xoắn nằm trong cùng một vỏ bọc

Hình 1.6 Cáp UTP Cat 5

I.7.1.2 Cáp đồng trục (Coaxial cable) băng tần cơ sở

Là cáp mà hai dây của nó có lõi lồng nhau, lõi ngoài là lưới kim loại ,

Khả năng chống nhiễu rất tốt nên có thể sử dụng với chiều dài từ vài trăm metđến vài km Có hai loại được dùng nhiều là loại có trở kháng 50 ohm và loại cótrở kháng 75 ohm

Hình 1.7 Cáp đồng trục

Hình 1.6 Cáp UTP Cat 5

Hình 1.7 Cáp đồng trục

Dải thông của cáp này còn phụ thuộc vào chiều dài của cáp Với khoảng cách1

km có thể đạt tốc độ truyền từ 1– 2 Gbps Cáp đồng trục băng tần cơ sở thườngdùng cho các mạng cục bộ Có thể nối cáp bằng các đầu nối theo chuẩn BNC

có hình chữ T ở VN người ta hay gọi cáp này là cáp gầy do dịch từ tên trongtiếng Anh là ‘Thin Ethernet”

Một loại cáp khác có tên là “Thick Ethernet” mà ta gọi là cáp béo Loại

này thường có màu vàng Người ta không nối cáp bằng các đầu nối chữ T nhưcáp gầy mà nối qua các kẹp bấm vào dây Cứ 2m5 lại có đánh dấu để nối dây(nếu cần) Từ kẹp đó người ta gắn các tranceiver rồi nối vào máy tính

I.7.1.3 Cáp đồng trục băng rộng (Broadband Coaxial Cable)

Đây là loại cáp theo tiêu chuẩn truyền hình (thường dùng trong truyền

hình cáp) có dải thông từ 4 – 300 Khz trên chiều dài 100 km Thuật ngữ “băngrộng” vốn là thuật ngữ của ngành truyền hình còn trong ngành truyền số liệuđiều này chỉ có nghĩa là cáp loại này cho phép truyền thông tin tuơng tự

(analog) mà thôi Các hệ thống dựa trên cáp đồng trục băng rộng có thể truyềnsong song nhiều kênh Việc khuyếch đại tín hiệu chống suy hao có thể làm theokiểu khuyếch đại tín hiệu tương tự (analog) Để truyền thông cho máy tính cầnchuyển tín hiệu số thành tín hiệu tương tự

I.7.1.4 Cáp quang

Dùng để truyền các xung ánh sáng trong lòng một sợi thuỷ tinh phản xạ

toàn phần Môi trường cáp quang rất lý tưởng vì

- Xung ánh sáng có thể đi hàng trăm km mà không giảm cuờng độ sáng

- Dải thông rất cao vì tần số ánh sáng dùng đối với cáp quang cỡ khoảng

1014 –1016

- An toàn và bí mật, không bị nhiễu điện từ

Chỉ có hai nhược điểm là khó nối dây và giá thành cao

Hình 1.8 Truyền tín hiệu bằng cáp quang

Cáp quang cũng có hai loại

- Loại đa mode (multimode fiber): khi góc tới thành dây dẫn lớn đến

một mức nào đó thì có hiện tượng phản xạ toàn phần Các cáp đa mode cóđường kính khoảng 50 μ

- Loại đơn mode (singlemode fiber): khi đường kính dây dẫn bằng bước

sóng thì cáp quang giống như một ống dẫn sóng, không có hiện tượng phản xạnhưng chỉ cho một tia đi Loại này có đường kính khoản 8μm và phải dùng

Hình 1.8 Truyền tín hiệu bằng cáp quang

I.7.2 Các thiết bị ghép nối

I.7.2.1 Card giao tiếp mạng (Network Interface Card - NIC)

Đó là một card được cắm trực tiếp vào máy tính trên khe cắm mở rộngISA hoặc PCI hoặc tích hợp vào bo mạch chủ PC Trên đó có các mạch điệngiúp cho việc tiếp nhận (receiver) hoặc/và phát (transmitter) tín hiệu lên mạng.Người ta thường dùng từ tranceiver để chỉ thiết bị (mạch) có cả hai chức năngthu và phát

I.7.2.2 Bộ chuyển tiếp (REPEATER )

Nhiệm vụ của các repeater là hồi phục tín hiệu để có thể truyền tiếp chocác trạm khác bao gồm cả công tác khuyếch đại tín hiệu, điều chỉnh tín hiệu

I.7.2.3 Các bộ tập trung (Concentrator hay HUB)

HUB là một loại thiết bị có nhiều đầu cắm các đầu cáp mạng Người ta

sử dụng HUB để nối mạng theo kiểu hình sao Ưu điểm của kiểu nối này làtăng độ độc lập của các máy khi một máy bị sự cố dây dẫn

Có loại HUB thụ động (passive HUB) là HUB chỉ đảm bảo chức năng

kết nối hoàn toàn không xử lý lại tín hiệu HUB chủ động (active HUB) làHUB có chức năng khuyếch đại tín hiệu để chống suy hao

HUB thông minh (intelligent HUB) là HUB chủ động nhưng có khả

năng tạo ra các gói tin mang tin tức về hoạt động của mình và gửi lên mạng đểngười quản trị mạng có thể thực hiện quản trị tự động

I.7.2.4 Switching Hub (hay còn gọi tắt là switch)

Là các bộ chuyển mạch thực sự Khác với HUB thông thường, thay vìchuyển một tín hiệu đến từ một cổng cho tất cả các cổng, nó chỉ chuyển tínhiệu đến cổng có trạm đích Do vậy Switch là một thiết bị quan trọng trong cácmạng cục bộ lớn dùng để phân đoạn mạng Nhờ có switch mà đụng độ trênmạng giảm hẳn Ngày nay switch là các thiết bị mạng quan trọng cho phép tuỳbiến trên mạng chẳng hạn lập mạng ảo VLAN

Hình 1.9 LAN Switch nối hai Segment mạng

Hình 1.9 LAN Switch nối hai Segment mạng

I.7.2.5 Modem

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

(DEModulation) là thiết bị cho phép điều chế để biến đổi tín hiệu số sang tínhiệu tương tự để có thể gửi theo đường thoại và khi nhận tín hiệu từ đường

thoại có thể biến đổi ngược lại thành tín hiệu số

I.7.2.6 Multiplexor - Demultiplexor

Bộ dồn kênh có chức năng tổ hợp nhiều tín hiệu để cùng gửi trên mộtđường truyền Bộ tách kênh có chức năng ngược lại ở nơi nhận tín hiệu

I.7.2.7 Router

Router là một thiết bị dùng để ghép nối các mạng cục bộ với nhau thànhmạng rộng Router thực sự là một máy tính làm nhiệm vụ chọn đường cho cácgói tin hướng ra ngoài Router độc lập về phần cứng và có thể dùng trên cácmạng chạy giao thức khác nhau

I.8 Cách đánh địa chỉ mạng

I.8.1 Tổng quan về bộ giao thức TCP/IP

TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồngnhất với nhau Ngày nay, TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộcũng như trên mạng Internet toàn cầu

TCP/IP được xem là giản lược của mô hình tham chiếu OSI với bốn tầng nhưsau:

− Tầng liên kết mạng (Network Access Layer)

− Tầng Internet (Internet Layer)

− Tầng giao vận (Host-to-Host Transport Layer)

- Tầng Internet:

Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý qua trình truyền gói tin trênmạng Các giao thức của tầng này bao gồm: IP (Internet Protocol), ICMP(Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Messages Protocol)

- Tầng giao vận:

Tầng giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện các ứngdụng của tầng trên Tầng này có hai giao thức chính: TCP (Transmission ControlProtocol) và UDP (User Datagram Protocol)

TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó sử dụng các cơchế như chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thước thíchhợp cho tầng mạng bên dưới, báo nhận gói tin,đặt hạn chế thời gian time-out đểđảm bảo bên nhận biết được các gói tin đã gửi đi Do tầng này đảm bảo tính tincậy, tầng trên sẽ không cần quan tâm đến nữa

UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng Nó chỉ gửi các gói

dữ liệu từ trạm này tới trạm kia mà không đảm bảo các gói tin đến được tới đích.Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần được thực hiện bởi tầng trên

- Tầng ứng dụng:

Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiếntrình và các ứng dụng cung cấp cho người sử dụng để truy cập mạng Có rấtnhiều ứng dụng được cung cấp trong tầng này, mà phổ biến là: Telnet: sử dụngtrong việc truy cập mạng từ xa, FTP (File Transfer Protocol): dịch vụ truyền tệp,Email: dịch vụ thư tín điện tử, WWW (World Wide Web)

Quá trình đóng mở / gói dữ liệu trong TCP/IP

Cũng tương tự như trong mô hình OSI, khi truyền dữ liệu, quá trình tiếnhành từ tầng trên xuống tầng dưới, qua mỗi tầng dữ liệu được thêm vào mộtthông tin điều khiển được gọi là phần header Khi nhận dữ liệu thì quá trình xảy

ra ngược lại, dữ liệu được truyền từ tầng dưới lên và qua mỗi tầng thì phầnheader tương ứng được lấy đi và khi đến tầng trên cùng thì dữ liệu không cònphần header nữa Hình vẽ cho ta thấy lược đồ dữ liệu qua các tầng Trong hình vẽnày ta thấy tại các tầng khác nhau dữ liệu được mang những thuật ngữ khácnhau:

− Trong tầng ứng dụng dữ liệu là các luồng được gọi là stream

− Trong tầng giao vận, đơn vị dữ liệu mà TCP gửi xuống tầng dưới gọi là TCPsegment.

− Trong tầng mạng, dữ liệu mà IP gửi tới tầng dưới được gọi là IP datagram

− Trong tầng liên kết, dữ liệu được truyền đi gọi là frame

Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IPI.8.2 Một số giao thức cơ bản trong bộ giao thức TCP/IP

I.8.2.1 Giao thức liên mạng IP

- Giới thiệu chung

Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhất của

bộ giao thức TCP/IP Mục đích của giao thức liên mạng IP là cung cấp khả năngkết nối

các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu IP là giao thức cung cấp dịch vụphân phát datagram theo kiểu không liên kết và không tin cậy nghĩa là không cần

có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu, không đảm bảo rằng IPdatagram sẽ tới đích và không duy trì bất kỳ thông tin nào về những datagram đãgửi đi Khuôn dạng đơn vị dữ liệu dùng trong IP được thể hiện trên hình vẽ

Khuôn dạng dữ liệu trong IP

Ý nghĩa các tham số trong IP header:

− Version (4 bit): chỉ phiên bản (version) hiện hành của IP được cài đặt

− IHL (4 bit): chỉ độ dài phần header tính theo đơn vị từ (word - 32 bit)

− Type of Service (8 bit): đặc tả tham số về yêu cầu dịch vụ

− Total length (16 bit): chỉ độ dài toàn bộ IP datagram tính theo byte Dựa vàotrường này và trường header length ta tính được vị trí bắt đầu của dữ liệu trong

IP datagram

− Indentification (16 bit): là trường định danh, cùng các tham số khác như địa chỉnguồn (Source address) và địa chỉ đích (Destination address) để định danh duynhất cho mỗi datagram được gửi đi bởi 1 trạm Thông thường phần định danh(Indentification) được tăng thêm 1 khi 1 datagram được gửi đi

− Flags (3 bit): các cờ, sử dụng trong khi phân đoạn các datagram

0 1 2

bit 0: reseved (chưa sử dụng, có giá trị 0)

bit 1: ( DF ) = 0 (May fragment) = 1 (Don’t fragment)

bit 2 : ( MF) =0 (Last fragment) =1 (More Fragment)

− Fragment Offset (13 bit): chỉ vị trí của đoạn phân mảnh (Fragment) trongdatagram tính theo đơn vị 64 bit