mạng lan và một số phương thức truy cập mạng

Khoa Điện tử –Viễn thông học Bộ môn: Điện tử – Tin Lời nói đầu Mạng máy tính Võng, nú khơng cịn thuật ngữ t khoa học mà trở thành đối tượng nghiên cứu ứng dụng nhiều người nhiều phạm vi hoạt động khác Thật vậy, mạng máy tính khơng thể thiếu doanh nghiệp công ty, đô thị, quốc gia hay toàn giới… Mạng dành cho tất người Từ người lớn đến trẻ nhỏ, có nhu cầu truyền hay nhận thơng tin, liệu nhiều dịch vụ phong phú khác - điều mà trước nói coi điều khơng tưởng Như mạng máy tính phát triển mạnh mẽ không ngừng thay đổi Trong năm gần nhiều dự án phát triển Công nghệ Thông tin nước ta thực để không ngừng đại hoá mặt Nhận thức tầm quan trọng mạng nên em hướng dẫn thầy Nguyễn Thanh Bình nghiên cứu đề tài “Mạng LAN số phương thức truy cập mạng” với mục đích đánh giá phương thức truy cập mạng Trên sở ta lùa chọn phương thức truy cập mạng phù hợp Đồ án em gồm chương sau: CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH Chương II : Mạng LAN số phương thức truy cập mạng Mặc dù giúp đỡ nhiều từ thầy Nguyễn Thanh Bình thân hạn chế nhiều mặt kiến thức, tài liệu tham khảo thời gian, đồ án không tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý bảo tận tình thầy giáo Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông môn Điện tử - Tin học Đặc biệt tới thầy giáo hướng dẫn em là: Nguyễn Thanh Bình, người hết lịng hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Khoa Điện tử –Viễn thông học Bộ môn: Điện tử – Tin Chương I Tổng quan mạng máy tính Mạng hai hay nhiều máy tính nối với đường truyền vật lý theo kiến trúc “Đường truyền vật lý”: Dùng để chuyển tín hiệu điện tử máy tính “Kiến trúc mạng”: Thể cách nối máy tính sao(gọi topo mạng) tập hợp quy tắc, quy ước mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt (gọi giao thức mạng) PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Phân loại theo phạm vi Có loại mạng sau: 1.1.1 Mạng cục (Local Area Networks - viết tắt LAN) LAN nhóm máy tính thiết bị truyền thông mạng liên kết mét khu vực địa lý hạn chế (bán kính nhỏ Km) nhà cao ốc, khu trường học…LAN có khuynh hướng sử dụng kiểu truyền tải hệ đấu cỏp Cỏc LAN cú cỏc đặc tính sau: - Chuyển giao liệu với tốc độ nhanh - Tồn mét khu vực địa lý giới hạn - Công nghệ tương đối rẻ tiền 1.1.2 Mạng đô thị (Metropolitan Area Networks _ viết tắt MAN) Giới hạn MAN khu vực cấp thành phố, thị xã trung tâm kinh tế – xã hội (có bán kính nhỏ 50 Km) MAN cú cỏc đặc tính sau: - Chuyển giao liệu với tốc độ nhanh - Tồn mét khu vực địa lý giới hạn - Có thể kết hợp với nhiều LAN - Công nghệ tương đối đắt tiền Khoa Điện tử –Viễn thông học Bộ môn: Điện tử – Tin 1.1.3 Mạng diện rộng (Wide Area Networks - viết tắt WAN) Phạm vi mạng trải rộng toàn quốc hay vượt qua biên giới quốc gia chí lục địa WAN cú cỏc đặc tính sau: - Chuyển giao liệu với tốc độ nhanh - Tồn mét khu vực không hạn chế - Dễ bị trục trặc quãng cách truyền liệu xa - Có thể kết hợp nhiều MAN LAN - Công nghệ đắt tiền 1.1.4 Mạng toàn cầu (Global Area Networks - Viết tắt GAN) Phạm vi mạng trải rộng khắp lục địa trái đất 1.2 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch Có loại mạng sau: 1.2.1 Mạng chuyển mạch kênh (Circuit – Switched Networks) Khi có hai thực thể cần trao đổi thơng tin với chóng thiết lập kênh cố định để truyền liệu trì mét hai bên liên lạc Ưu điểm: - Thông tin truyền trực đường dây cố định nên lỗi bít truyền Ýt - Thời gian truyền tải ngắn khơng có trễ cỏc nút Cũn trễ đường dây nhỏ bỏ qua Nhược điểm: - Phải tốn thời gian thiết lập kênh thu hồi giải phóng kênh - Hiệu suất thấp kênh bị bỏ không hai bên hết thông tin cần truyền hai bên chưa ngắt Trong thực thể khác không sử dụng kênh truyền 1.2.2 Mạng thơng báo (message) Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học Với kích thước khơng hạn chế, thông báo chứa vùng thông tin điều khiển rõ đích thơng báo Căn vào thơng tin mà nót trung gian chuyển thơng báo tới nót theo đường dẫn tới đích Nh nót cần lưu trữ tạm thời để “đọc” thông tin điều khiển thông báo để sau chuyển tiếp thơng báo Ưu điểm: - Hiệu suất sử dụng đường truyền cao - Giảm tình trạng tắc nghẽn mạng - Có thể điều khiển truyền tin cách xếp độ ưu tiên cho thơng báo - Vì gửi tất gúi nờn không công xếp lại liệu Nhược điểm: - Do kích thước thơng báo khơng hạn chế nên phí tổn lưu trữ tạm thời ảnh hưởng đến thời gian đáp chất lượng truyền - Có trễ lưu trữ xử lý thơng tin điều khiển nút nờn thích hợp với dịch vụ thông tin kiểu thư điện tử (E-Mail) 1.2.3 Mạng chuyển mạch gói (Packet – Switched networks) Mỗi thông báo chia làm nhiều phần nhỏ gọi gói (packet) có khn dạng quy định trước Mỗi gói tin có thơng tin điều khiển đớch Ưu điểm: Do giới hạn kích thước tối đa nờn cỏc nút mạng (nót chuyển mạch) xử lý tồn gói tin nhớ mà không cần lưu trữ lên đĩa Do tốc độ truyền nhanh chuyển mạch thông báo Nhược điểm: Mỗi gói tin thơng báo gửi qua mạng tới đích nhiều đường khác nờn cỏc gúi tin không Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học thể tới đớch đỳng thứ tự Vì cần phải cài đặt chế “đỏnh dấu” gói tin phục hồi cỏc gúi tin thất lạc truyền bị lỗi trờn cỏc nút mạng Nhận xét: Do có ưu điểm mềm dẻo hiệu suất cao nên mạng chuyển mạch gói dùng phổ biến Việc tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch kênh chuyển mạch gói mạng thống gọi mạng dịch vụ tích hợp số ISDN (Intergrated Services Digital Networks) 1.3 Phân loại theo phương thức xử lý thông tin bên mạng Có hai loại phương thức xử lý thông tin bên mạng: 1.3.1 Phương thức xử lý tập trung Tất thơng tin liệu tồn mạng tập trung vào vài máy chủ Các máy chủ thường cỏc mỏy lớn chạy hệ điều hành đa nhiệm cho phép nhiều người sử dụng lúc Các trạm làm việc có chức nhập xuất liệu Máy chủ thực tất công tác xử lý lưu trữ quản lý thơng tin cịng nh người sử dụng 1.3.2 Phương thức xử lý phân tán Các thông tin liêu phân tán xử lý lưu trữ trạm làm việc độc lập trao đổi thông tin cho thông qua mạng quản lý máy chủ người điều hành mạng MƠ HÌNH OSI 2.1 Sù đời mơ hình OSI Để giảm phức tạp thiết kế cài đặt mạng hầu hết mạng máy tính có phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng Tuy nhiên đa dạng giới mặt người, khu vực phát triển, tính cạnh tranh tư tưởng thiết kế phong phú lại có xu hướng tồn cầu hố hồ trộn hợp hệ thống thông tin nên việc thiết kế xây dựng hệ thống tùy tiện mà cần phải có yêu cầu quy tắc Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học định Vì tổ chức tiêu chuẩn hoá Quốc tế (International Organization for Standardization – viết tắt ISO) đưa mơ hình phõn lớp mạng chuẩn cho tất hệ thống thơng tin nói chung gọi mơ hình liên kết hệ thống mở (Open System Interconection – viết tắt OSI) Mơ hình liên kết mạng thiết kế theo ngun tắc sau: * Mơ hình có n líp chức líp phải rừ ràng-khụng chồng chéo, không lặp lại tuân theo chuẩn Quốc tế * Tối thiểu hố lượng thơng tin qua hai líp để làm tăng tính độc lập việc thiết kế hệ thống không giảm hiệu sử dụng mạng * Số lượng cỏc lớp không nhiều để hệ thống không trở nên phức tạp chức cỏc lớp trở thành vụn vặt không gộp lại Ýt để chức líp trở nên cồng kềnh 2.2 Mơ hình OSI nguyên tắc trao đổi thông tin Sau thảo luận đến thống Tổ chức ISO đưa mơ hình phõn lớp mạng gồm có líp hình vẽ sau: User Người sử dụng Appliation Presentation Session Transport Network Data Link Physical Đường truyền vật lý Hình 1.1: Ứng dơng Trình bày Phiên Truyền tải Mạng Liên kết liệu Vật lý Mụ hỡnh OSI Nguyên tắc trao đổi thông tin là: Đối với bờn phỏt thông tin chuyển từ lớp trờn xuống líp bên thu diễn theo chiều ngược lại Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học Mụ hỡnh OSI tập trung vào khái niệm: Giao thức, giao diện dịch vụ * Giao thức Như nói phần định nghĩa giao thức tập hợp quy tắc, quy ước mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo, để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt * Giao diện Giữa cặp líp liền kề có giao diện Giao diện xác định thao tác dịch vụ mà líp cung cấp cho lớp trờn Mục đích giao diện giảm tới mức nhỏ lượng thông tin phải truyền cỏc lớp làm cho việc thay cài đặt líp cài đặt hồn tồn khác trở nên đơn giản cài đặt cần cung cấp xác tập dịch vụ cho lớp trờn giống cài đặt cũ * Dịch vụ Mét dịch vụ phương tiện (facility) mà líp cung cấp cho lớp trờn nú để thực khía cạnh việc truyền thơng liệu Các định hướng kết nối không kết nối Khi sử dụng dịch vụ định hướng kết nối, người sử dụng dịch vụ thiết lập kết nối, sử dụng kết nối giải phóng kết nối Trong dịch vụ không kết nối, thông báo mạng địa nơi nhận đầy đủ quyền qua hệ thống độc lập với cỏc thụng bỏo khác Một dịch vụ định rõ tập hàm để người sử dụng truy nhập dịch vụ Có loại hàm mà ta nói phần sau là: Request (yêu cầu), Indication (chỉ báo), Response (trả lời), Confirm (xác nhận) 2.3 Chức cỏc lớp mơ hình OSI 2.3.1 Physical: Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học Cung cấp phương tiện điện, cơ, chức năng, thủ tục để kích hoạt, trì đình liên kết vật lý hệ thống + Thuộc tính “điện” liên quan đến biểu diễn cỏc bớt (cỏc mức điện thế) tốc độ truyền cỏc bớt + Thuộc tính “cơ” liên quan đến tính chất vật lý giao diện với đường truyền (kích thước, cấu hình) + Thuộc tính “chức năng” chức thực phần tử giao diện vật lý, hệ thống đường truyền + Thuộc tính “thủ tục” liên quan đến giao thức điều khiển việc truyền cỏc xõu bớt qua đường truyền vật lý 2.3.2 Data Link: Cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy gửi khối liệu (frame) với chế đồng hoá, kiểm soát lỗi kiểm soát luồng liệu cần thiết 2.3.3 Network (Mạng): Thực chức liên quan tới mạng nh lập địa thông điệp, diễn dịch địa tên logic thành địa vật lý Thực công tác chọn đường (hướng từ máy tính nguồn tới máy tính đớch) Nú định liệu truyền đường dùa vào tình hình mạng, ưu tiên dịch vụ yếu tố khỏc Nú quản lý lưu lượng mạng, chuyển đổi gói, định tuyến kiểm sốt tắc nghẽn liệu 2.3.4 Transport (Truyền tải): Thiết lập kênh thông tin tạo cỏc lớp ứng dụng, tạo kết nối đầu cuối tới đầu cuối phục vụ cho việc truyền tải liệu 2.3.5 Session (Phiên): Thực thiết lập hay kết thúc kết nối chương trình ứng dụng 2.3.6 Presentation (Trình bày) Thể khn dạng liệu, mó hoỏ, giải mã thông tin Khoa Điện tử –Viễn thông học 2.3.7 Application (ứng dụng): Bộ mơn: Điện tử – Tin Có chức giao tiếp với người dùng - cung cấp đến người dùng dịch vụ mà mạng thông tin làm 2.4 Mơ hình trao đổi thơng tin 2.4.1 Nguyên lý hoạt động hàm nguyên thuỷ System A (N + 1)layer System B (N + 1)layer Request confirm response Indication -SAP SAP (N)layer - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (N)layer - - - - - - Hình 1.2: Sơ đồ hoạt động hàm nguyên thuỷ Trong đó: Request (yêu cầu): Là hàm mà người sử dụng dịch vụ dùng chức Indication (chỉ thị): Là hàm mà người cung cấp dịch vụ dùng để gọi chức hay bảo chức gọi điểm truy nhập dịch vụ (service Access Point – viết tắt la SAP) Response (trả lời): Là hàm mà người sử dụng dich vụ dùng để hoàn tất chức gọi từ trước hàm Indication SAP Khoa Điện tử –Viễn thơng Bộ môn: Điện tử – Tin học Confirm (xác nhận): Là hàm mà người cung cấp dịch vụ dùng để hoàn tất chức gọi từ trước hàm Request SAP Trong sơ đồ trên, quy trình thực sau: - Tầng (N+1) A gửi xuống tầng (N) kề hàm Request - Tầng (N) A cấu tạo đơn vị liệu để gửi yêu cầu sang tầng (N) B theo giao thức tầng (N) định - Nhận yêu cầu, tầng (N) B bỏo lờn tầng (N+1) hàm Indication - Tầng (N+1) B trả lời hàm Response gửi xuống tầng (N) - Tầng (N) B cấu tạo một đơn vị liệu để gửi trả lời trở tầng (N) A theo giao thức tầng (N) định - Nhận trả lời, tầng (N) A xác nhận với tầng (N+1) kề trờn nú hàm Confirm 2.4.2 Nguyên tắc trao đổi thông tin cỏc lớp PDUn ICIn+1 Líp n+1 IDUn+1 PCIn + SDUn Líp n PDUn Líp n-1 ICIn IDUn SDUn-1 Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học Theo phương pháp thỡ lớp điều khiển truy cập mạng MAC có nhiệm vụ điều khiển truy cập mạng theo nguyên tắc chia toạ độ tín hiệu thăm dò thẻ gửi đến trạm mạng Mức MAC xác định trạm có quyền truy cập mạng trạm cần truyền thẻ cho trạm Chức líp MAC nh sau: • Phát việc thẻ mạng • Khởi động đường truyền • Làm đồng hồ xác định khoảng thời gian lưu giữ thẻ • Chứa bé nhớ đệm hạn chế • Nhận biết địa trạm • Tạo khung • Tạo kiểm tra phần mã phát lỗi khung • Nhận dạng thẻ hợp lệ • Phát ghi nhận trạm bổ sung vào mạng • Phát xử lý lỗi trạm • Phục vụ từ líp điều khiển truy cập mạng MAC tới líp điều khiển nối logic Phục vụ cho phép líp LLC tương đương trạm khác • Phục vụ từ líp vật lý tới líp MAC Phục vụ cho phép MAC trạm trao đổi liệu với líp MAC tương đương trạm khác • Phục vụ từ líp MAC tới phần quản lý mạng: Phục vụ cho phép phần quản lý mạng giám sát điều khiển hoạt động MAC • Phục vụ từ líp vật lý đến líp quản lý mạng: Phục vụ cho phép líp quản lý mạng điều khiển líp vật lý 2.5.4 Líp vật lý đặc tính đường truyền theo chuẩn IEEE 802.5 Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học Phương pháp truy cập mạng theo chuẩn IEEE 802.5 sử dụng kỹ thuật băng sở Cỏp chớnh cỏp nhỏnh mạng thường cỏc cỏp đồng trục Đường nối từ trạm vào hệ thống cáp vòng tròn thường cáp dây dẫn Tại vị trí nối cỏc nhỏnh cỏp chớnh nh trạm phối ghép Khi cần tăng khoảng cách vòng tròn mạng người ta dựng cỏc lặp lại để khuếch đại chống suy hao đường truyền gây để sửa dạng tín hiệu chống sai số Thực chất hoạt động lặp lại coi nh hoạt động trạm chế độ thụ động Mỗi trạm nối vào cỏp chớnh hai cặp dây dẫn Một cặp dùng để nhận tín hiệu từ mạng cịn cặp dùng để phát tín hiệu dùng để phát tín hiệu lên mạn Bộ phối ghép từ trạm vào mạng có nhiệm vụ điều khiển việc nối liền tách rời trạm khỏi mạng Khi trạm tự tách thơng tin truyền mạng vịng qua trạm Trạm tách đặt chế độ tự kiểm tra Tốc độ truyền liệu trạm là: 1Mb/s hay 4Mb/s 2.5.5 Nhận xét Phương pháp Token Ring có ưu điểm sau đây: • Độ tin cậy tương đối cao • Khoảng cách trạm độ dài mạng lớn nguyên tắc tổ chức tất trạm tham gia vào vòng truyền mạng Tuy mạng có nhược điểm việc bố trí mạng khơng thuận tiện mạng phải tổ chức theo vịng trịn Ngồi nú cũn cú tất nhược điểm phương pháp truy cập mạng dùng tín hiệu thăm dị thẻ 2.6 Chuẩn 802.4 Đây chuẩn truy cập tuyến tính với thẻ Khi trạm nhận thẻ thỡ nú có quyền sử dụng đường truyền thời đoạn xác định trước Trong thời đoạn đú nú truyền hay nhiều đơn vị liệu Khi hết liệu hết thời đoạn cho phép, trạm phải truyền thẻ tới trạm vòng logic Như công việc phải làm thiết lập vịng Khoa Điện tử –Viễn thơng Bộ mơn: Điện tử – Tin học logic bao gồm trạm có nhu cầu truyền liệu xác định vị trí theo chuỗi thứ tự mà trạm cuối chuỗi tiếp liền sau trạm Mỗi trạm biết địa trạm kế trước sau Thứ tự trạm trờn vũng logic độc lập với thứ tự vật lý Các trạm khơng chưa có nhu cầu truyền liệu khơng đưa vào vịng logic chúng tiếp nhận liệu Việc thiết lập vịng logic chương trình khụng khú, việc trì theo trạng thái thực tế mạng khó Cụ thể phải thực chức sau: • Bổ sung trạm vào vịng logic: Các trạm nằm ngồi vịng logic cần xem xét định kỹ để có nhu cầu truyền liệu bổ sung vào vịng logic Để thực bổ sung trạm vào vịng logic chuyển thẻ đi, trạm gửi theo thông bỏo “tỡm trạm đứng sau” để mời trạm gửi yêu cầu nhập vòng sau thời gian xác định trước mà khơng có u cầu trạm chuyển thẻ tới trạm kế sau thường lệ Nếu có u cầu trạm gửi thẻ ghi nhận trạm yêu cầu trở thành trạm đứng kề sau chuyển thẻ tới trạm Nếu có vịng u cầu nhập vũng thỡ trạm giữ thẻ phải lùa chọn theo giải thuật • Loại bá trạm khỏi vịng logic: Khi trạm khơng cịn nhu cầu truyền liệu cần loại bỏ khỏi vịng logic để tối ưu hoá việc điều khiển truy cập thẻ Một trạm muốn khỏi vòng đợi đến nhận thẻ gửi thông báo “ nối trạm đứng sau” tới trạm kề trước yêu cầu trạm nối trực tiếp với trạm kề sau nã • Quản lý lỗi: Một số lỗi xảy nh trùng địa (hai trạm nghĩ đến lượt mình) đứt vũng (khụng trạm nghĩ đến lượt mình) Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học Việc quản lý lỗi trạm gửi thẻ phải giải nhiều tình bất ngờ Chẳng hạn trạm nhận tín hiệu cho thấy cú trạm khỏc cú thẻ Lập tức phải chuyển sang trạng thái “nghe” (bị động, chờ liệu thẻ bài) Hoặc sau kết thúc truyền liệu, trạm phải chuyển thẻ tới trạm kế sau tiếp tục nghe xem trạm kề sau nú cú hoạt động hay bị hư háng Trường hợp trạm kề sau nú bị hư háng phải tìm cách để “với” qua nút hỏng đú, cố gắng tìm trạm hoạt động để gửi thẻ tới • Khởi tạo vịng logic: Khi cài đặt mạng sau đứt vũng, cõn phải khởi tạo lại vòng Việc thực khởi tạo vòng logic thực nhiều trạm phát bus không hoạt động khoảng thời gian vượt qỳa giá trị ngưỡng cho trước-thẻ bị Có nhiều nguyên nhân chẳng hạn thông báo theo yêu cầu thẻ tới trạm định trước có trách nhiệm sinh thẻ chuyển theo vòng logic 2.6.1 Cấu trúc khung theo chuẩn 802.4 Octets: >=1 Phần mào đầu 1 2/6 2/6 >=0 SD FC DA SA Đơn vị liệu FCS ED Hình 2.8: Khn dạng khung theo chuẩn 802.4 Trong đó: • Phần mào đầu (Một nhiều octets): Dùng cho người nhận để thiết lập đồng bit Khoa Điện tử –Viễn thơng Bộ mơn: Điện tử – Tin học • SD (Start Delimiter – octets): Bắt đầu khung, có dạng: NN0NN000 N ký hiệu phi liệu chọn tuỳ theo chế độ mó hoỏ tín hiệu đường truyền • FC (Frame Control – octets): Điều khiển khung Chỉ khung có liệu LLC hay khơng? khung điều khiển • DA (Destination Address – 2/6 octets): Địa đích, trạm đích khung, địa vật lý trạm địa tồn cục Có thể cài đặt địa 16bit 48bit thống cho tất trạm mạng • SA (Source Address – 2/6 octets): Địa nguồn, địa trạm nguồn gửi khung Độ dài SA phải độ dài chọn DA • Đơn vị liệu: Chứa liệu LLC thông tin điều khiển • FCS (Frame Check Sequence): Chuỗi kiểm tra khung Nó mã kiểm sốt lỗi CRC 32bit cho tất cỏc vựng, trừ phần mào đÇu, SD, ED thân FCS • ED (End Delimiter): Dấu phân cách kết thúc Chỉ kết thúc khung, có dạng: NNINNHE- I bit thị, I = khung cuối truyền trạm E bit lỗi (Errỏ bit), lặp cho E = phát có lỗi FCS 2.6.2 Hoạt động mạng theo phương thức chuẩn IEEE 802.4 - Trạng thái nghỉ (hay trạng thái dõng): Là trạng thái trạm làm việc không hoạt động (ngắt nguồn điện) Muốn trạm làm việc phải cấp điện, cấp điện trạm phải tự động kiểm tra trạng thái sẵn sàng làm việc mình, kể kiểm tra phối ghép vào mạng - Trạng thái chờ (trạng thái trạm quan sát): Kiểm tra kênh truyền- nhận dạng tín hiệu thẻ mà chưa phỏt thụng tin lờn kờnh Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học - Trạng thái nhập mạng: Trạng thái xảy trạm trạng thái chờ nhận tín hiệu mời tham gia đường truyền theo địa trạm, đồng thời trạm có yêu cầu nhập mạng Để khẳng định trạng thái sẵn sàng nhập mạng để trả lời tín hiệu mời trạm phát tín hiệu khởi động nguồn phát tin - Trạng thái yêu cầu thẻ bài: Khi trạm trạng thái chờ có nhu cầu truyền thơng tin trạm khởi động đường truyền logic cách phát tín hiệu yêu cầu thẻ - Trạng thái nhận thẻ bài: Trạng thái xảy nhận tín hiệu thăm dị thẻ tín hiệu yêu cầu thẻ - Trạng thái truyền thông tin (hay gọi trạng thái gửi tín hiệu thẻ bài): Trạm quyền phát thông tin lờn kờnh, đồng thời trạm tự động tính thời gian giữ thẻ để qua thời hạn cho phép phải truyền thẻ cho trạm - Trạng thái kiểm tra: Sau kết thúc truyền tin hay kết thúc thời hạn lưu trữ thẻ trạm tiến hành kiểm tra liệu lại gán cho chúng líp ưu tiên truy cập mạng khác Thường có líp ưu tiên tất nhiên truyền theo thứ tự từ xuống Nếu kiểm tra khơng có u cầu ưu tin đặc biệt tất liệu gán lớp ưu tiên cao - Trạng thái truyền thẻ bài: Trước muốn gửi tín hiệu thăm dị thẻ trạm thơng báo cho tất trạm khác biết Trạm có nhu cầu nhận thẻ phát yêu cầu tín hiệu trở lại (tức tín hiệu khởi động nguồn phát thẻ bài) với địa Căn vào nhu cầu thứ tự logic thiết kế quy định mà trạm truyền tín hiệu thẻ cho trạm - Ngồi cũn cú số trạng thái khác nh: Trạng thái kiểm tra việc truyền tín hiệu thẻ bài, trạng thái tìm địa phát thẻ 2.6.4 Các chức líp điều khiển truy cập mạng Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học • Xác định xử lý tình tín hiệu thăm dị thẻ • Khởi động đường truyền • Chứa bé nhớ liệu hạn chế • Nhận biết địa trạm • Đóng gói liệu • Tạo kiểm tra phần mã phát lỗi • Nhận dạng thẻ • Ghi nhớ trạm bổ xung vào mạng • Kiểm tra phát lỗi trạm Để thực chức trờn thỡ lớp MAC sử dụng phận chủ yếu sau đây: • Bộ phận phối ghép thực hienẹ chức phối ghép đồng thời nhớ đệm líp điều khiển nối logic LLC líp điều khiển truy cập mạng MAC • Bộ phối hợp điều khiển truy cập mạng có chức quản lý hoạt động tín hiệu thẻ bài, quản lý sử dụng vòng logic truyền thẻ bài, ghi nhận trạm vào mạng, phát xử lý lỗi mạng • Bé thu nhận có nhiệm vụ tiếp nhận thơng tin từ líp vật lý, xếp lại thành khung Sau chuyển lên cho phận MAC, phận phối ghộp…Bộ thu nhận phải có nhiệm vụ xác định giới hạn đầu cuối khung, nhận dạng cấu trúc khung cú đỳng quy định hay không đồng thời phân tích trường kiểm tra khung • Bộ truyền: Có nhiệm vụ tiếp nhận phối hợp điều khiển truyền đến, bổ sung thờm cỏc giới hạn đầu cuối khung trường kiểm tra chuyển khung hồn chỉnh xuống líp vật lý • Bộ phận lặp: Có chức khuếch đại, sửa dạng tín hiệu để chống suy hao đường truyền mạng có phạm vi rộng để sửa sai Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ môn: Điện tử – Tin học 2.6.5.Líp vật lý đặc trưng đường truyền theo chuẩn IEEE 802.4 Theo chuẩn IEEE 802.4, đặc tính đường truyền có băng dải rộng đặc trưng cho phương thức là: • Đường truyền tuyến rớnh có pha thay đổi liên tục Thực chất mạng tuyến tính vơ hướng dựng cỏp đồng trục có trở kháng 75Ω Cỏp nhỏnh cú độ dài 14inch với trở kháng từ 35Ω – 50Ω Bé nối ghép vào cỏp chớnh cú trở kháng 75Ω để tránh suy hao Tốc độ truyền liệu mạng 1Mb/s • Đường truyền tuyến tính vơ hướng, sử dụng hai tần số khác Các mạng tuyến tính sử dụng cáp đồng trục với trở kháng 75Ω Tốc độ truyền 5Mb/s 10Mb/s • Đường truyền tuyến tính có hướng với lặp đầu cuối Đặc điểm loại đường truyền có hướng sử dụng nhiều mức biên độ tín hiệu điều biờn Cỏp đồng trục ghép nối với đề trở kháng 75Ω Vì mạng tuyến tính có hướng nờn cỏc phối ghép phải có hướng Tốc độ truyền 1Mb/s với tần số 1.5MHz 5Mb/s ứng với tần số 6MHz 10Mb/s ứng với tần sè 12 MHz IEEE 802.4 thiết kế để ứng dụng không văn phịng mà cịn cỏc mơi trường cơng nghiệp quân Phương pháp truy cập mạng theo chuẩn IEEE 802.4 có ưu điểm sau: • Mạng không yêu cầu trung tâm điều khiển mà quyền điều khiển phân cho tất trạm thơng qua tín hiệu thăm dị thẻ • Nhờ nguyên tắc phân quyền điều khiển mà giảm nhỏ chồng chéo thơng tin cịng nh thời gian xử lý chồng chéo Về điểm rõ ràng ưu việt phương thức CSMA/CD • Độ tin cậy cao, phân bố tải theo cỏc kờnh truyền chịu tải lớn Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ mơn: Điện tử – Tin học • Đối với số mạng có số trạm Ýt (tải nhỏ) phương pháp truy cập mạng khơng có hiệu thủ tục truy cập lớn so với phương pháp CSMA/CD 2.6.6 Nhận xét IEEE 802.4 thiết kế để ứng dụng khơng văn phịng mà cịn môi trường công nghiệp quân Phương pháp truy cập mạng theo chuẩn IEEE 802.4 sử dụng tương đối phổ biến vỡ cú ưu điểm sau: • Mạng không yêu cầu trung tâm điều khiển mà quyền điều khiển phân cho tất trạm thơng tin thơng qua tín hiệu thăm dị thẻ • Nhờ nguyên tắc phân quyền điều khiển mà giảm nhỏ chồng chéo thơng tin cịng nh thời gian xử lý chồng chéo Về điểm rõ ràng ưu việt phương thức CSMA/CD • Độ tin cậy cao, phân bố tải theo cỏc kờnh truyền chịu tải lớn • Đối với mạng có số lượng Ýt (tải nhỏ) phương pháp khơng có hiệu thủ tục truy cập lớn so với phương pháp CSMA/CD 2.7 Hiệu suất phương pháp truy cập đường truyền 10 CSMA/CD Token Ring CSMA/CD TokenToken BUS Token RingToken Bus Token Bus Khoa Điện tử –Viễn thông học 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Thơng lượng (chuẩn hố) (a) Trục tung: Bộ mơn: Điện tử – Tin 0.2 0.4 0.6 0.8 Thông lượng (chuẩn hố) (b) Trễ chuyển tiếp thực (ms) Hình 2.9: HIệu suất phương pháp truy cập đường truyền a)Tốc độ liệu :10Mb/sb) Tốc độ liệu : 10 Mb/s b) Tốc độ liệu : 10 Mb/s Kích thước khung: 512 bitKớch thước khung: 12.000 bit Kích thước khung: 12.000 bit Độ dài cáp : 2.5 KmĐộ dài cáp : 2.5 Km Độ dài cáp : 2.5 Km Số trạm : 100Sè trạm : 100 Số trạm : 100 Tất đoạn LAN mô với chiều dài giống 2.5 Km hoạt động với tốc độ bít giống 10 Mb/s Như số DTE trạm nối 100 trường hợp: Biểu đồ thời gian mét khung truyền thông qua LAN Biểu đồ phần (a) liên hệ trường hợp tất khung truyền với chiều dài 512 bit phần b) 1200 bit Như trường hợp kích cỡ khung nhỏ nhất, khung đơn truyền nhận thẻ bài, thơng thường cao nhất, vỡ nú chức ưu tiên khung, nã bao gồm: Hướng kết hợp khung ngắn khung dài ý nghĩa thời gian truyền khung biểu đồ Các khung phát trạm ngẫu nhiên thời gian truyền thời gian định nghĩa từ phát khung đến líp MAC vào hàng – thời gian trỡ nú nhận thành cơng đích đến Vì bao gồm thời gian khung chê líp MAC hàng, thời gian trì hỗn liên kết với phương pháp điều khiển truy cập môi trường riêng thời gian truyền khung Khoa Điện tử –Viễn thông Bộ mơn: Điện tử – Tin học Có thể nhìn thấy từ biểu đồ trên, lượng thông tin truyền qua cao với kích cỡ rộng khung với kiểu LAN Tuy nhiên với mạng LAN, Token Ring, thơng tin truyền qua thấp (ít nhạy) kích cỡ khung nhỏ LAN Token Bus Bởi kích cỡ thẻ 24 bit với Token Ring so sánh với 512 bit Token Bus Vì tiến trình kết nối tiêu đề với Token Bus cao Token Ring Với biểu đồ trình bày thơng qua chuẩn hoá, đa số khung phát với kích cỡ khung nhỏ Thêm vào với kích cỡ khung nhỏ liên kết tiêu đề với phương pháp truy cập mơi trường có ý nghĩa quan trọng tăng cao giới hạn chia nhỏ thời gian xung đột tiến trình khơi phục liên kết Kết luận, nói thơng tin truyền qua q trình cho việc đề nghị tải thơng tin q nhiều, nói khả thơng tin truyền qua nửa Nó đề nghị tải Ýt nửa, thời gian truyền qua ba mạng Lan giống Trong thực tế, với tất ứng dụng cao kiểu nhận diện chương sau Trong trường hợp tải thông tin quan trọng, phương pháp truy cập thẻ tốt CSMA/CD khơng xác cho LAN tốc độ cao Khoa Điện tử –Viễn thông học Bộ môn: Điện tử – Tin Kết luận Nh vậy, qua trình tìm hiểu mạng máy tính đặc biệt mạng LAN, em thu lại kết theo hệ thống sau: + Tổng quan mạng: - Phân loại mạng máy tính - Tìm hiểu khái qt mơ hình OSI ngun tắc trao đổi thơng tin mơ hình + Về mạng LAN phương thức truy cập mạng: - Hiểu rõ đặc trưng mạng LAN - Tụpụ mạng đường truyền vật lý - Mét số thiết bị sử mạng máy tính - Một số phương thức truy cập đường truyền vật lý nh CSMA/CD, TOKEN BUS, TOKEN RING Và em vào nghiên cứu chuẩn tương ứng với phương pháp truy cập đường truyền Nh chuẩn IEEE 802.3 tương ứng với phương thức truy cập đường truyền CSMA/CD Chuẩn IEEE 802.4 tương ứng với phương thức truy cập đường truyền TOKEN BUS Chuẩn IEEE 802.5 tương ứng với phương thức truy cập đường truyền TOKEN RING Qua trình nghiên cứu đề tài em phần nắm bắt cách thức vận hành mạng máy tính Nhưng kiến thức thời gian có hạn nên đồ án trình bầy số vấn đề cịn mang tính khái qt Mét lần em xin chân thành cảm ơn thầy, cô khoa Điên tử -Viễn thông môn Điện tử – Tin học Và đặc biệt gửi biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Nguyễn Thanh Bình người tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hồn thành đồ án tốt nghiệp Hà nội, ngày tháng năm 2003 Sinh viên Đỗ Quang Long Khoa Điện tử –Viễn thông học Bộ môn: Điện tử – Tin mục lục lời nói đầu Lời nói đầu .1 Chương I Tổng quan mạng máy tính PH LOẠ MẠ N I NG MÁ TÍNH Y 1.1 Phân loại theo phạm vi 1.2 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch 1.3 Phân loại theo phương thức xử lý thông tin bên mạng MƠ HÌNH OSI .5 2.1 Sù đời mơ hình OSI 2.2 Mơ hình OSI nguyên tắc trao đổi thông tin 2.3 Chức cỏc lớp mơ hình OSI 2.4 Mơ hình trao đổi thông tin Q trình truyền thơng tin từ líp đến líp mô tả sau: 11 2.5 Các chuẩn hệ thống mở .12 MẠNG LAN 13 3.1 Đặc trưng mạng LAN 13 3.2 Topo mạng 13 Đ Ờ TRUYỀ VẬ LÝ 17 Ư NG N T 4.1 Cáp đồng trục loại to (Thick Coaxial Cable) .18 4.2 Cáp đồng trục loại nhỏ 18 4.3 Cáp xoắn đôi 19 4.4 Cáp sợi quang .19 4.5 Phương tiện vô tuyến 20 THIẾ BỊ SỬDỤ TRONG MẠ MÁ TÍNH .22 T NG NG Y 5.1 Card giao tiếp mạng 22 5.2 Thiết bị tập trung dây (Hub) .23 MỘ SỐTHIẾ BỊ CHO CÁ MẠ LỚ 23 T T C NG N 6.1 Bô lặp (Repeater) 23 6.2 Cầu nối (Bridge) 24 6.3 Bộđịnh tuyến (Router) 24 6.4 Cổng nối (Gateway) 25 Chương II 27 Khoa Điện tử –Viễn thông học Bộ môn: Điện tử – Tin số phương thức 27 truy cập mạng chuẩn cho chóng .27 MỘ SỐPHƯ NG THỨ TRUY CẬ MẠ 27 T Ơ C P NG 1.1 CSMA/CD(Carrier–Sense Multiple-Access with Collision Detection)- Phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát xung đột 27 1.2 Đều khiển truy nhập đường truyền thẻ (Token) 28 i 1.3 Nhận xét 29 CÁ CHUẨ HỌIEEE 802 30 C N 2.1 Quan hệ chuẩn IEEE 802 mơ hình OSI .30 2.3 Tương quan chuẩn IEEE 802 mô hình OSI .31 2.4 Chuẩn IEEE 802.3 32 2.5 Chuẩn IEEE 802.5 38 2.6 Chuẩn 802.4 43 2.6.6 Nhận xét 50 2.7 Hiệu suất phương pháp truy cập đường truyền .50 Kết luận 53 Khoa Điện tử –Viễn thông học Bộ môn: Điện tử – Tin ... Chương II số phương thức truy cập mạng chuẩn cho chóng MỘT SỐ PHƯƠNG THỨC TRUY CẬP MẠNG Đối với mạng hình liên kết thiết lập trạm thiết bị trung tâm đảm bảo đường truy? ??n giành riêng suốt truy? ??n... Trong đó: • Líp líp truy cập mạng đại diện cho phận kết nối vật lý, giao thức kết nối, giao thức truy cập mạng • Líp IP cung cấp địa Logic cho giao diện mạng vật lý với giao thức IP • Líp TCP thực... gọi mạng dịch vụ tích hợp số ISDN (Intergrated Services Digital Networks) 1.3 Phân loại theo phương thức xử lý thông tin bên mạng Có hai loại phương thức xử lý thơng tin bên mạng: 1.3.1 Phương thức