tìm hiểu các giao thức truyền số liệu

MỤC LỤC. CHƯƠNG I : Mạng LAN. 1.1.Giới thiệu chung về mạng LAN 1.2 Các thành phần cấu trúc nên mạng 1.3. Các kiểu bố trí (Topology) của mạng LAN 1.4. Công nghệ truyền dẫn Chương II. Mạng WAN. 2.1. Giới thiệu chung về mạng WAN 2.2. Các giao thức giao diện CHƯƠNG III.Mạng Internet. 3.1.Giới thiệu chung về Internet. 3.2. Hoạt động của mạng Internet. 3.3.Họ giao thức TCP/IP CHƯƠNG IV. Mạng ETHERNET. 4.1.Giới thiệu chung về Ethernet. 4.2.Các đặc tính chung của Ethernet 4.3. Các loại mạng Ethernet CHƯƠNGV. Mạng ADSL . 5.1.Giới thiệu chung. 5.2. ADSL hoạt động như thế nào? 5.3.Những ưu nhược điểm của ADSL. 1 Một số tài liệu tham khảo: Mạng máy tính – NGUYỄN GIA HIỂU Mạng căn bản – NHÀ XUẤT BẢN THỐNG KÊ Truyền dữ liệu – VŨ THANH HẢI Giáo trình truyền số liệu- VÕ THANH SƠN http://Quantrimang.com Tài liệu lưu hành nội bộ. và một số tài liệu trên mạng 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại hiện nay với trình độ phát triển khoa học như vũ bão thì việc vận chuyển, bảo lưu thông tin và tín hiệu truyền được coi là một trong những công việc rất quan trọng bởi vì nó có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của một khu vực hay rộng hơn là cả quốc gia nào đó, KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU ra đời là bước ngoặt quan trọng trong việc giải quyết những vấn đề đặt ra trong thời đại mới. Vì vậy để có thể sử dụng kỹ thuật này một cách có hiệu quả thì chúng ta cần phải nghiên cứu sâu để có thể làm chủ được công nghệ, việc đi sâu tìm hiểu các giao thức TRUYỀN SỐ LIỆU là một trong những công việc đó. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy NGUYỄN VĂN VINH cùng với sự cố gắng tìm hiểu qua các tài liệu sẵn có và nguồn tài nguyên trên mạng chúng em đã hoàn thành bài tiểu luận này. Tuy nhiên trong quá trình làm do còn thiếu kinh nghiệm nên chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót vì vậy chúng em rất mong thầy bỏ qua cho chúng em để bài tiểu luận được hoàn thiện hơn. Chúng em chân trọng cảm ơn thầy! 3 Trước hết ta cần phải hiểu thế nào là Giao thức truyền? Giao thức truyền là tập hợp các quy định liên quan đến các yếu tố kỹ thuật truyền số liệu, cụ thể hoá các công tác cần thiết và quy trình thực hiện việc truyền nhận số liệu từ đầu đến cuối. CHƯƠNG I : Mạng LAN. 1.1.Giới thiệu chung về mạng LAN Khi các máy tính được nối với nhau trong một mạng và chúng ở khá gần nhau, ví dụ như trong cùng một tòa nhà hay trường học thì mạng máy tính đó được gọi là mạng cục bộ hay mạng LAN ( Local Area Network). Mô hình mạng LAN Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội. Khi mạng máy tính sử dụng kết nối viễn thông ở phạm vi lớn hơn, nó cho phép các máy tính có thể đặt ở những vị trí rất xa nhau, ví dụ ở những quốc gia khác nhau, thì khi đó ta có mạng diện rộng WAN ( Wide Area Network). 4 1.2 Các thành phần cấu trúc nên mạng Để có một cái nhìn cụ thể và toàn diện hơn về mạng máy tính ta nghiên cứu hình vẽ sau: Một mạng máy tính bao gồm các thành phần cơ bản sau: • Network Adapter: Card mạng là một thiết bị phối ghép giữa máy tính và cáp mạng. Để giao tiếp thông tin được trong mạng thì mỗi máy tính cần phải có một Card mạng. • Workstation: Một mạng máy tính nhất thiết phải có một máy tính cá nhân hay còn gọi là máy trạm (Workstation) có thể sử dụng các tài nguyên chung trên mạng. • Network Adapter Cable: Thông thường các Network Adapter được nối với nhau bởi Network Adapter Cable. Tuy nhiên vẫn có khả năng các máy tính được nối với nhau bằng vô tuyến. • Server: Máy chủ, một mạng máy tính cần có một máy chủ để có thể chia sẻ các tài nguyên của nó cho các máy khác trong mạng. • Diskfiles: một mạng máy tính có thể có một ổ đĩa lớn để cung cấp tài nguyên cho mạng. Tuy nhiên Diskfile không phải là thành phần bắt buộc để xây dựng mạng. • Workstation và Server: Một máy tính có thể được dùng vừa làm máy chủ vừa làm máy trạm. Tức là vừa chia sẻ tài nguyên vừa sử dụng tài nguyên. 5 • Printer: Trong một mạng ta có thể dùng chung tài nguyên máy in cho tất cả các máy trong mạng. Tuy nhiên máy in không phải là thành phần bắt buộc của mạng. • Modem: Modem cũng là một tài nguyên có thể dùng chung trong mạng. 1.3. Các kiểu bố trí (Topology) của mạng LAN Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí các phần của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thông thường mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star Lopology); mạng dạng vòng (Ring Lopogoly) và mạng dạng tuyến (Linear Bus Lopogoly). Ngoài 3 dạng cấu hình trên còn có một số dạng khác biến tướng từ 3 dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng sao- vòng, mạng hỗn hợp… 1.3.1 .Mạng dạng hình sao (Star Lopogoly): Với cấu hình này mỗi một máy trạm được kết nối đến một cái HUB, HUB cung cấp một dạng kết nối chung cho phép tất cả các máy tính trong mạng có thể giao tiếp được với nhau. Do vậy với cấu hình này ta có thể tập trung được việc quản lý mạng, tuy nhiên nếu HUB bị hỏng thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động. Mạng Star sử dụng phân chia tín hiệu trong HUB để đưa ra các đường cáp khác nhau. Có hai loại HUB có thể sử dụng trong mạng là HUB chủ động (active HUB) và HUB bị động (passive HUB). HUB chủ động đưa ra các tín hiệu mạnh hơn do đó cho phép đoạn cáp dài hơn. Mô hình dạng sao - Các ưu điểm của mạng hình sao: • Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường. 6 • Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định. • Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tùy theo yêu cầu của người sử dụng. - Nhược điểm của mạng hình sao: • Khả năng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của trung tâm. Khi trung tâm có sự cố thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động. • Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100m). • Cần một lượng cáp rất nhiều để nối đến từng trạm làm việc. • Các HUB khá đắt tiền. Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung HUB bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với HUB không cần thông qua trục Bus, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng. Gần đây, cùng với sự phát triển của Switching Hub, mô hình này ngày càng trở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng mới lắp. 1.3.2. Mạng dạng tuyến(Linear Bus Lopogoly): Ở dạng này mỗi máy tính được nối vào một đoạn cáp gọi là segment, tại mỗi đầu cáp có một terminator. Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo địa chỉ của nơi đến. Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất , dễ lắp đặt. Tuy vậy cũng có những bất lợi là sẽ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn và khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trệ trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hoạt động của hệ thống. - Mạng BUS nhỏ (LOCAL BUS): Một trong những loại kiến trúc dạng BUS là dạng LOCAL BUS, ở đây mỗi máy trạm được kết nối với cáp bởi một đầu nối chữ T và tại hai đầu cuối của cáp thì có hai tẻminator gắn vào hai đầu nối chữ T. 7 - Mạng BUS thông thường (Regular BUS): Mỗi máy tính trong mạng này được nối với trục cáp chính bởi một đoạn cáp nhỏ và một bộ phát đáp ngoài (extermal transceiver). 1.3.3. Mạng dạng vòng (Ring Lopogoly): Với kiến trúc này các máy trạm đặt trong một vòng mạng kín. Để cho các trạm có thể gửi dữ liệu thì một thẻ bài được luân chuyển trong vòng, mỗi trạm phải đến khi thẻ bài rỗi để truyền dữ liệu. Đặc điểm của mạng này là khi cáp bị hỏng thì chỉ có một số lượng nhỏ máy tính không được kết nối vào mạng. Ngoài rat a có thể thêm một trạm mới vào một cách dễ dàng mà không bị ảnh hưởng nhiều đến mạng. Mạng dạng vòng (Ring Topology): 1.4. Công nghệ truyền dẫn 8 Có hai phương thức để truyền dẫn tín hiệu đã mã hóa trên cáp đó là truyền dẫn băng cơ sở và băng thông rộng.1.4.1. Truyền dẫn băng cơ sở(baseband): Ở hệ thống băng cơ sở sử dụng tín hiệu số trên một đơn tần số. Các tín hiệu được truyền đi dưới dạng các xung điện hay ánh sáng rời rạc. Khi tín hiệu truyền đi trên cáp mạng nó dần bị suy yếu và dần bị méo dạng. - Tái tạo lại tín hiệu: Trong hệ thống băng cơ sở thì để có thể tăng độ dài thực tế của cáp người ta sử dụng các bộ lặp (repeater). Bộ phận này nhận tín hiệu và phát lại tín hiệu đó với mức độ và hình dạng như cũ. Ta có thể thấy vị trí của Repeater trong mạng như hình sau: 1.4.2. Truyền dẫn băng rộng (broadband): Truyền dẫn băng rộng sử dụng các tín hiệu tương tự và một dảI tần số do đó tín hiệu được truyền dẫn trong các phương tiện vật lý dưới dạng sang điện từ và sang ánh sáng là hoàn toàn liên tục. - Tái tạo lại tín hiệu: Khác với truyền dẫn băng cơ sở, truyền dẫn băng rộng sử dụng các bộ khuyếch đại để tái tạo lại tín hiệu tương tự. Do trong truyền dẫn băng rộng thì các luồng tín hiệu là đơn hướng nên cần phải có hai luồng tín hiệu: một cho hướng phát và một cho hướng thu. Để thực hiện điều này ta có hai phương pháp chung: + Chia đôi độ rộng băng tần thành hai kênh, một cho phát và một cho thu. + Sử dụng hai sợi cáp, một cho hướng phát và một cho hướng thu. Các thiết bị khác. 9 HUB BRIDGE SWITCH ROUTER GATEWAY 1.5 KẾT LUẬN Đối với mạng cục bộ Lan được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý khác cùng hoạt động với nhau trong khu vực địa lý nhỏ, tuy nhiên công nghệ truyền dẫn trong Lan có nhược điểm là phải dùng dây cáp để kết nối do đó việc kết nối hết sức phức tạp và cồng kềnh nếu muốn mở rộng mạng Lan. Mạng LAN có tốc độ kết nối và độ tin cậy cao, mạng này sủ dụng các công nghệ như ETHERNET,TOKEN RING, ATM vói các cách bố trí như mạng hình sao, mạng dạng tuyến ,mạng dạng vòng, mạng dạng kết hợp tùy theo yêu cầu công việc của mình mà người sử dụng sẽ dùng mạng tương ứng cho thích hợp * Nó có đặc điểm là: +Băng thông lớn, có khả năng chạy các ứng dụng trực tuyến như xem phim, nghe nhạc hay các cuộc hội thảo qua mạng + Kích thước mạng bị giới hạn bởi các thiết bị. + Chi phí thiết bị LAN tương đối rẻ. + Quản trị đơn giản. Chương II. Mạng WAN 2.1. Giới thiệu chung về mạng WAN. Ngày nay, công nghệ thông tin và viễn thông đang hội tụ sâu sắc và cùng đóng góp rất tích cực trong sự phát triển kinh tế, xã hội toàn cầu. Không một doanh nghiệp, tổ chức thành đạt nào lại phủ nhận sự gắn bó giữa hệ thống thông tin và 10 [...]... switch Access Server Modem 2.2 Các giao thức giao diện Có các loại giao thức giao diện” khác nhau cho kết nối mạng WAN Giao diện”, trong ngữ cảnh này, liên quan tới định dạng của các khung tầng vật lý hoặc các phương pháp xác lập tín hiệu bit (định dạng các xung điện từ) Các giao thức nối tiếp đồng bộ (Synchronous Serial Protocols) Hình 6: Truyền đồng bộ Các giao thức truyền tín hiệu đồng bộ bao gồm:... phải tìm được ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bits) và địa chỉ vật lý của một trạm Giao thức ARP đã được xây dựng để tìm địa chỉ vật lý từ địa chỉ IP khi cần thiết *Giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Là giao thức ngược với giao thức ARP Giao thức RARP được dùng để tìm địa chỉ IP từ địa chỉ vật lý *Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol): Giao thức này thực hiện truyền các thông... nên Internet 3.3.Họ giao thức TCP/IP 17 TCP/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng 3.3.1 Giao thức liên mạng IP Nhiệm vụ chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI Giao thức IP là một giao thức kiểu không liên... cả các host nối vào mạng netid, và nếu vùng netid cũng gồm toàn số 1 thì nó hướng tới tất cả các host trong liên mạng Hình 3.2:Ví dụ cấu trúc các lớp địa chỉ IP Đơn vị dữ liệu dùng trong IP được gọi là gói tin (datagram), có khuôn dạng Hình 3.3: Dạng thức của gói tin IP 19 3.3.1.1 Các giao thức trong mạng IP Để mạng với giao thức IP hoạt động được tốt người ta cần một số giao thức bổ sung, các giao thức. .. tới các mạng ở xa thông qua các phuong tiện của nhà cung cấp dịch vụ Các công ty cung cấp dịch vụ dự trữ sẵn các đuờng kết nối sử dụng cho mục đích riêng của khách hàng Những đuờng kêt nối này phù hợp với hai phuong thức truyền dữ liệu : - Truyền bó dữ liệu - Datagram transmissions :Truyền dữ liệu mà các frame dữ liệu đuợc đánh địa chỉ riêng biệt - Truyền dòng dữ liệu - Data-stream transmissions : Truyền. .. RS-530 Các giao thức nối tiếp đồng bộ sử dụng tín hiệu đồng hồ chính xác giữa DCE và DTE để truyền dữ liệu theo thời gian Trong truyền thông đồng bộ, một số lượng lớn khung dữ liệu được gửi đi khi đồng hồ đồng bộ và tốc độ truyền dữ liệu được xác lập từ trước Đây là phương pháp truyền thông sử dụng băng thông rất hiệu quả Mặc dù mỗi giao thức giao diện” sử dụng một loại bộ kết nối riêng, phần lớn các. .. khi truyền dữ liệu giữa 2 trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết đó sẽ được giải phóng Các thực thể của tầng trên sử dụng giao thức TCP thông qua các hàm gọi (function calls) trong đó có các hàm yêu cầu để yêu cầu, để trả lời Trong mỗi hàm còn có các tham số dành cho việc trao đổi dữ liệu *Các bước thực hiện khi truyền và nhận dữ liệu. .. phương pháp đóng gói dữ liệu trong mạng WAN Các giao thức lớp vật lý của mạng WAN sẽ xác định phần cứng và phương pháp truyền tín hiệu bit Các giao thức thuộc lớp liên kết dữ liệu sẽ kiểm soát những chức năng dưới đây: - Kiểm tra và sửa lỗi - Thiết lập liên kết - Tổ chức các trường (field) của khung dữ liệu - Điều khiển luồng điểm tới điểm (point-to-point flow control) Các giao thức lớp liên kết vật... đóng gói dữ liệu sau đây: - Cisco HDLC cho kết nối đồng bộ, điểm tới điểm với các bộ định tuyến Cisco khác - LAPB cho mạng X.25 - LAPD, sử dụng kết hợp với các giao thức khác cho các kênh B trong mạng ISDN - Cisco/IETF cho các mạng Frame Relay Các phương pháp đóng gói dữ liệu trong mạng WAN Hình bên cho chúng ta thấy những phương pháp đóng gói dữ liệu thông thường nhất và cách thức sử dụng cho các loại... thức lớp liên kết vật lý còn xác định phương pháp đóng gói dữ liệu hoặc định dạng của khung dữ liệu Phương pháp đóng gói dữ liệu trong mạng WAN thường được gọi là HDLC (high-level data link control - điều khiển liên kết dữ liệu mức cao) Thuật ngữ này vừa là tên chung cho các giao thức Liên kết Dữ liệu vừa là tên của một giao thức trong bộ giao thức và dịch vụ mạng WAN Tuỳ thuộc vào dịch vụ mạng WAN và . phải hiểu thế nào là Giao thức truyền? Giao thức truyền là tập hợp các quy định liên quan đến các yếu tố kỹ thuật truyền số liệu, cụ thể hoá các công tác cần thiết và quy trình thực hiện việc truyền. Là giao thức ngược với giao thức ARP. Giao thức RARP được dùng để tìm địa chỉ IP từ địa chỉ vật lý. *Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol): Giao thức này thực hiện truyền các. phuong thức truyền dữ liệu : - Truyền bó dữ liệu - Datagram transmissions :Truyền dữ liệu mà các frame dữ liệu đuợc đánh địa chỉ riêng biệt. - Truyền dòng dữ liệu - Data-stream transmissions : Truyền