tổng quát về mạng máy tính

LỜI NÓI ĐẦU Trong xã hội hiện đại, thông tin ngày càng trở thành tài nguyên có giá trị. Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu xử lý thông tin càng cao. Đối với lượng thông tin lớn, yêu cầu phải tổ chức lưu trữ và xử lý nhanh chính xác, đã thúc đẩy sự hình thành, phát triển và hoàn thiện của các hệ thống thông tin. Từ các máy tính cá nhân đơn lẻ, những mạng máy tính ra đời và phát triển rất nhanh, đặc biệt là mạng Internet. Cuộc cách mạng về công nghệ thông tin và công nghệ mạng hiện nay đã làm cho lượng thông tin được truyền tải trên mạng máy tính ngày càng nhiều và truyền càng xa. Yêu cầu đặt ra là phải có một mạng máy tính mà đáp ứng được đủ yêu cầu: phải mang tính toàn cầu, bảo đẩm độ tin cậy Mạng đã Internet ra đời bảo đảm được những yêu cầu đó. Hiện nay, Internert đã đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự phát triển kinh tế của thế giới. Nó là nguồn tài nguyên vô giá cho các nhà nghiên cứu, các nhà giáo dục, các quan chức chính phủ, các thủ tục thư, . . .Internet trở thành một công cụ thiết yếu cho mọi cá thể đang sử dụng thư điện tử, đang nghiên cứu và thực tế là mọi hoạt động đến việc thu nhập thông tin. Nhận thấy tầm quan trọng của mạng Internet đối với công cuộc xây dựng đất nước ta hiên nay, do vậy em đã quyết định chọn đề tài nghiên cứu mạng Internet trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Với sự hạn hẹp của thời gian làm báo cáo thực tập và đồ án tập và trình độ có hạn của bản thân nên báo cáo này không thể không có những thiếu xót. Rất mong được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn bè. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Tài Hưng và những ý kiến đúng quớ bỏu của các thầy cô cùng bè bạn đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Sinh viên: Nguyễn Thế Cường. Sinh viên: Nguyễn Thế Cường. PHầN I : TổNG QUáT Về MạNG MáY TíNH. CHƯƠNG I TỔNG QUÁT VỀ MẠNG MÁY TÍNH. I Lịch sử hình thành mạng máy tính . Sù kết hợp giữa các mạng máy tính với các hệ thống truyền thông đặc biệt là viễn thông, đã tạo nên một bước chuyển mới trong vấn đề khai thác và sử dụng các hệ thống máy tính .Các máy tính riêng lẻ được nối với nhau đã tạo nên một môi trường làm việc mới , trong đó có nhiều người sử dụng phân tán trên những vị trí địa lý khác nhau, song có thể cụng nhau khai thác tài nguyên của hệ thống. Các hệ thống như thế gọi là mạng máy tính (Computer Network). Từ năm 1960 đã xuất hiện các mạng xử lý, trong đó cú cỏc trạm cuối (Terminal) thụ động được nối vào một máy xử lý trung tâm. Máy xử lý trung tâm là một máy tính Mini có cấu trúc đơn giản nhưng tốc độ xử lý thông tin cao và có khả năng làm việc phân tán. Nú cú nhiệm vụ quản lý và điều khiển toàn bộ sự hoạt động của hệ thống như : thủ tục truyền dữ liệu, sự đồng bộ giữa các cuối. Ở mét hệ thống khác, để giảm bớt nhiệm vụ của cỏc mỏy xử lý trung tâm, hay giảm bớt số trạm cuối nối trực tiếp vào nó, người ta thêm vào nú cỏc bộ tiền xử lý (Preprocesor Frantal) để tạo thành một mạng truyền tin , hệ thống này có các thiết bị tõp trung (Concentater) và dồn kênh (Multiplexor). Bộ dồn kờnh cú nhiệm vụ cấp song song các thông tin do các trạm cuối gửi đến. Bộ tập trung dùng bộ nhớ đệm để luư giữ tạm các thông tin. Năm 1970 các máy tính đã được nối trực tiếp với nhau để tạo thành mạng máy tính. Trong thời gian này cũng xuất hiện các mạng truyền thông (Communication Network) ,thành phần chính là các node mạng được gọi là bộ chuyển mạch (Switching Unit ), dùng để hướng thông tin tới đớch.Cỏc nút mạng được nối với nhau bằng đường truyền(transmissing line).Ở hệ thống này cỏc mỏy xử lý trung tâm của người sử dụng (Host) và các trạm cuối được nối trực tiếp vào các node mạng. Đến năm 1980 mạng máy tính mới thực sự phát triển và nó liên tục phát triển cho đến nay, điển hình nhất là sự phát triển không ngừng của mạng ỉnternet. Để thấy rõ hơn vai trò và tầm quan trọng của các hệ thống mạng máy tính, chúng ta hay xem xét chức năng của một số thiết bị trong hệ thống mạng. Chức năng của máy xử lỷ trung tâm: Xử lý các chơng trình ứng dụng Chia sẻ các tài nguyên đặc biệt là số liệu. Quản lý hàng đợi . Quản lý Terminal . Lưu giữ số liệu . Quản lý truyền tin Chức năng của bộ tiền xử lý Điều khiển truyền tin . Điều khiển chuyển ký tự lên đường dây , bổ xung hay bỏ những kí tự đồng bộ. Quản lý trạng thái đường dây (nối -tách) Chức năng của teminal Quản lý thiết bị đường truyền Ghép nối với người sử dụng Dó đú ta có thể định nghĩa Mạng máy tính là một hệ thống kết nối các máy tính đơn lẻ thông qua các đường thuyền vật lý theo một kiến trúc nào đó. Các đường truyền vật lý thường là: đường dây điện thoại thông thường , cáp đồng trục , ,cáp sợi quang , sóng vô tuyến điện từ dùng để chuyển các tín hiệu số hay tương tự giữa các máy tính . Kiến trúc mạng (Network Architecture) thể hiện cách nối giữa cỏc nút trong mạng và tập hợp cỏcqui tắc ,qui ước mà tất cả các thể tham gia truyền thụng trờn mạng phải tuân theo. Cách nối các máy tính được gọi là hình trạng (topology)của mạng . Toplogy của mạng thường được thực hiện theo hai cách nối : -Nối điểm -điểm (point -to- point ) thường sử dụng mạng đường dài . + Nối hình sao (hình 1.1). • • • • +Nối hỡnh vũng. (hỡnh 1.2) +Nối hình cây (hình 1.3) - Nối điểm - nhiều điểm (Point to Multipoint) thường được sử dụng trong mạng cục bé . + Dạng Bus (hình1.4) RING +Dạng vòng (Ring) (hình1.5) . + Dạng vô tuyến (hình 1.6) Tocken Ring II Phân loại máy tính Dùa vào khoảng cách địa lý để phân loại thì ta phân ra thành các loại : - Mạng cục bộ (Local Area Network -LAN) là mang được cài đặt trong một phạm vi tương đối nhỏ với khoảng cách lớn nhất giữa cỏc nút mạng là vài chục kilomet . - Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN ) là mạng được cài đặt trong phạm vi một đồ thị hoặc một trung tâm kinh tế, xã hội có bán kính khoảng 100 km . - Mạng diện rộng (Wide Aera Network -WAN) phạm vi có thể vượt qua biên giới quốc gia thậm chí cả lục địa . - Mạng toàn cầu (GLobal Area Netwok -GAN ) phạm vi trải rộng khắp các lục địa trái đất. Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố chính để phân loại thì ta sẽ có : -Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network ): Trong trường hợp này khi hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh (circuit) cố định và được duy trì cho tới khi mét trong hai bên bị ngắt liên lạc. -Mạng chuyển mạch thông báo ( Massage Swiched Network )thông báo là một đơn vị thông tin của người sử dụng có khuôn dạng đã được qui định trước . Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông tin điều khiển, trong đó chỉ rõ đích của thông báo. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nót trung gian có thể chuyển báo tới nót kế tiếp theo đường dẫn tới đích của nã. Như vậy mỗi nót cần phải lưu dữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo để sau đó chuyển tiếp thông báo đi. Tùy thuộc vào điều kiện của mạng thông báo có thể được gửi đi trờn cỏc đường khác nhau . - Mạng chuyển mạch gói (Packet Swiched Network ): Trong trờng hợp này mỗi thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là cỏc gúi tin (information packet ) có khuôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển trong đó có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của gói tin. Cỏc gúi tin thuộc về một thông báo nào đó có thể gửi đi qua mạng để tới đích bằng nhiều con đường khác nhau . CHƯƠNG II. CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG LAN(LOCAL AREA NETWORK). I.Mạng Ethernet . 1. Giới thiệu về mạng . Mạng Ethernet có cấu trúc vật lý tuyến tính (Bus ), sử dụng phương pháp truy nhập đường truyền dựa trờn cơ chế cảm nhận sóng mạng (CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access / Colli sion Detction ): Mạng được giao thức IEEE 802.3 hỗ trợ tối đa 10Mbps . 2. Hoạt động của Ethernet . Trước khi một trạm Ethernet truyền dữ liệu, nó lắng nghe hoạt động trờn kờnh truyền. Lắng nghe là mô tả quá trình truyền của sóng mang (carrier ) từ node nguồn mà các node này có khả năng cảm nhận được bằng các phần tử điện tử tại các trạm . Nếu trạm phát hiện đường truyền bận, nó cố gắng hạn chế việc truyền dữ liệu bit cuối cùng của khung truyền đi, tầng liên kết dữ liệu Ethernet tiếp tục chờ tối thiểu 9,6 mircro giây để cung cấp khoảng thời gian truyền giữa các khung (Interframe ). Khoảng thời gian này cung cấp cho các node có thời gian hồi phục. Sau thời gian đợi này, nếu đường truyền rỗi, khung tiếp theo đang đợi truyền sẽ được truyền đi. Khi không tham gia truyền node vẫn tiếp tục hoạt động cảm nhận sóng mang . Nếu kênh truyền đang bận, các node vẫn cố gắng truyền thì tạo nên tình trạng va chạm thông tin (Collion )và việc truyền sẽ bị gián đoạn việc va chạm thông tin thường hay xảy ra. Trong các mạng LAN Ethernet. Người ta cố gắng thiết kế sao cho hiện tượng va chạm giảm đến mức tối thiểu bằng cách phát hiện va chạm, lập tức ngay việc truyền. CSDM/CD diễn tả cơ chế truy nhập đường truyền tránh va trạm bằng cách nếu có hiện va chạm, thì dừng ngay việc truyền và dùng sóng mang thông báo cho tất cả các node đang truyền biết và dừng ngay .Quá trình truyền được tiếp tục sau khi node ngưng truyền sau một thời gian ngẫu nhiên định này được. Nếu sự va chạm xảy ra 10 lần liên tiếp, giá trị thời gian chờ đợi ngẫu nhiên được tăng gấp đôi. Nếu vượt quá 10 lần, việc tăng gấp đôi giá trị thời gian ngẫu nhiên không làm thay đổi tinh năng hoạt động của mạng. Cơ chế này gọi là Truncated Binary Exponential back off . Algorithmi Các mạng Ethernt không phù hợp cho những ứng dụng với thời gian thực. 3. Các qui tắc hệ cáp Ethernet . Có thể dùng nhiều loại cáp khác nhau trong mạng Ethernet . • Cáp động trục • Cáp xoăn đôi • Cáp có vỏ bọc Cáp sợi quang  Quy tắc 5-4-3 phát biểu như sau : Sử dụng 5 segment (phân đoạn ) trong một sờri . Sử dụng 4 bé concentrators hoặc bộ repeaters . Sử dụng 3 phân đoạn cáp đồng trục liên kết . 4. Các kiểu khung Ethernet : Có 4 loại khung Ethernet : 4.1 Ethernet 802.3: được phát triển trước khi chuẩn IEEE 802.3 (Institute of ELectrical and Electric Engineers.) ban hành .Ethernet 802.3 được sử dụng trờn cỏc mạng IPX/SPX , Novell . (internetwork Packet exchange /sequenced packet exchange ) .Không có trường để chỉ định các giao thức trờn cỏc gúi tin ,vì vậy Ethernet 802.3 là đặc thù riêng của hệ điều hành Netware 2.2 và Netware 3x của Novell Tính năng chủ yếu của chuẩn Ethernet 8802.3 bao gồm : Truờng Preamble (Header) gồm 7 bytes , bao gồm một mẫu xen kẽ 1010 .Tốc độ 10 Mbps , preamble là khoảng thời gian 5,6 micro giây và đủ thời gian cho trạm đích đồng bộ hóa và sẵn sàng nhận khung này . Start Frame Dilimiter (SFD) được định nghĩa tiếp theo ,có độ dài 1 byter . Định nghĩa bằng mẫu byte10101011. Trường preamble kết hợp với SFD tương đương với preamble Ethernet 8 byte. Trường Distination Address (DA địa chỉ đích ) và trường Source Address (SA địa chỉ nguồn )là các đường tiếp theo sau Preamble mỗi trường có độ dài 6 bytes, 3byte , đầu tượng trưng mã của nhà sản xuất ; 3byte còn lại do các nhà sản xuất Ên định sự Ên thực hiện để bất kỳ 2 card Ethernet và IEEE còng chỉ có một địa chỉ 6 byte duy nhất .Địa chỉ này được đốt vào CHIP ROM trên Card IEEE 802.3. Bit quan trọng nhất của byte đầu tiên gọi là bit LSB(Least Signlicant Bit ). Nếu giá trị bit là 0, nghĩa là địa chỉ của Ethernet . Nếu giá trị là 1 địa chỉ là Broad cast. Cỏc bớt còn lại là trường Universe Local (U/L) đại diện cho địa chỉ cục bộ hay toàn cục Trường Length có độ dài 2 byte ,chỉ kích thước dữ liệu của líp LLC (logical link control ). 46byte có độ dài tối thiểu của LLC cần thiết để tạo thành kích thước 64byte. Giỏtrị tối đa của vùng này là 1.500 byte để làm kích thước tối đa cho Frame là 1518byte Trường Data Unit là trường có độ dài từ 46-1500byte dữ liệu LLC .  Trường Frame Check (fcs) 32 byte ;được phát sinh bởi các trường Address và Data Unit bằng giải thuật CRC (cyclic ređunancy check sum ). Trường này sử dụng khi phát hiện lỗi khi truyền . Các khung có lỗi sẽ được truyền lại . 4.2. Ethernet 802.2: Hoạt động như chuẩn Ethernet 802.3 nhưng kiểu khung ngầm định được sử dụng trong các mạng Network 3.12 và Netware 4.x Các tính năng của chuẩn Ethernet 802.2 . Tất cả các trường như các trường của Ethernet 802.3 .