Chương 3 mạng LAN

12/10/2008 Chương 3: Mạng LAN Hanoi University of Industry Faculty of Electronics Engineering Nội dung • Các đặc điểm Ethernet • Mô tả tầng vật lý tầng liên kết liệu Ethernet • Cách thức điều khiển truy cập môi trường • Giải thích tầm quan trọng địa lớp • So sánh mạng LAN dùng Switch Hub Hanoi University of Industry Faculty of Electronics Engineering Giới thiệu  Mạng cục (LAN) hệ thống truyền thông tốc độ cao  Hoạt động khu vực địa lý nhỏ tầng nhà, nhà Một số mạng LAN kết nối lại với khu làm việc  Các mạng LAN cho phép người sử dụng (users) dùng chung tài nguyên quan trọng máy in, ổ đĩa, phần mềm ứng dụng thông tin cần thiết khác …  Cung cấp số dịch vụ nội bộ: mail, web, FTP, instant Message… Hanoi University of Industry Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Các công nghệ mạng LAN  Ethernet  Token Ring  FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Trong chương nghiên cứu công nghệ Ethernet Ethernet Xerox, Intel Digital equipment xây dựng phát triển Hanoi University of Industry Faculty of Electronics Engineering Giới thiệu Ethernet • Phiên đầu LAN phiên đầu Ethernet Robert Metcalfe Xerox nghiên cứu phát triển năm 1970 • Năm 1980 chuẩn Ethernet Digital Equipment Corporation, Intel, and Xerox (DIX) công bố • Năm 1985 IEEE (Electrical and Electronics Engineers Standards) công bố chuẩn cho LAN chuẩn đánh số bắt đầu số 802 chuẩn cho Ethernet 803 tương thích với OSI • Ethernet hoạt động lớp lớp lớp mô hình OSI Hanoi University of Industry Faculty of Electronics Engineering Giới thiệu Ethernet Bức phác họa Ethernet Bob Metcalfe, người sáng lập Ethernet Hanoi University of Industry Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Chuẩn Ethernet Hanoi University of Industry Faculty of Electronics Engineering Faculty of Electronics Engineering Cấu trúc Frame Hanoi University of Industry Cấu trúc Frame • Preamble đựơc sử dụng để 10101011 đồng thời gian truyền không đồng 10Mbps trở xuống •Destination Address chứa địa MAC đích Nó địa Unicast , multicast (group), broadcast •Source address thông thường địa unicast bên truyền (Nó thực thể ảo broadcast) Hanoi University of Industry Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Cấu trúc Frame •Giá trị trường Type xác định giao thức lớp sau frame xử lý xong 0800: IP 0806: ARP 8137: Netware IPX 8160: NetBIOS • Độ dài lớn đơn vị truyền (MTU- maximum transmission unit )là 1500 octets, Ethernet yêu cầu frame không nhỏ 46 octets ) Hanoi University of Industry 10 Faculty of Electronics Engineering Tầng MAC (MAC sublayer)  Media Access Control (MAC) thực phần cứng, máy tính thực card mạng (NIC Network Interface Card)  Ethernet MAC có hai chức năng:  Đóng gói liệu (Data Encapsulation)  Phân biệt trạm địa MAC  Điều khiển truy nhập đường truyền (Media Access Control) Hanoi University of Industry 11 Faculty of Electronics Engineering Địa MAC  MAC địa Ethernet  Tất nút Ethernet chia sẻ đường truyền để truyền nhận liệu nút cần địa Hanoi University of Industry 12 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Địa MAC Hanoi University of Industry 13 Faculty of Electronics Engineering Địa MAC CISCO: 00-60-2F 3COM: 02-60-8C NVIDIA:00-1B-24 • Địa MAC số nhị phân 48 bits tương đương với 12 số hecxa • Địa MAC ghi ROM nạp vào RAM NIC chạy Hanoi University of Industry 14 Faculty of Electronics Engineering Địa MAC sử dụng ? Hanoi University of Industry 15 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Truyền Unicast Hanoi University of Industry 16 Faculty of Electronics Engineering 17 Faculty of Electronics Engineering 18 Faculty of Electronics Engineering Truyền Broadcast Hanoi University of Industry Truyền Multicast Hanoi University of Industry 12/10/2008 Ethernet Unicast Hanoi University of Industry 19 Faculty of Electronics Engineering Điều khiển truy nhập đường truyền  Tất nút Ethernet chia sẻ đường truyền => để tránh xung đột phải điều khiển truy nhập đường truyền  Ethernet dùng phương pháp CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection) để điều khiển truy nhập đường truyền Hanoi University of Industry 20 Faculty of Electronics Engineering Thuật toán CSMA/CD Nếu đường truyền trạng thái rỗi, bắt đầu truyền tin, Nếu không, sang bước 2 Nếu đường truyền bận, tiếp tục nghe trạng thái rỗi bắt đầu truyền tin Nếu phát xung đột truyền tin, dừng trình truyền tin truyền tính hiệu jamming Sau truyền jamming, đợi khoảng thời gian ngẫu nhiên (tbackoff), tiếp tục thử truyền tin Hanoi University of Industry 21 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Lưu đồ thuật toán CSMA/CD Hanoi University of Industry 22 Faculty of Electronics Engineering 23 Faculty of Electronics Engineering 24 Faculty of Electronics Engineering CSMA/CD Hanoi University of Industry CSMA/CD Hanoi University of Industry 12/10/2008 CSMA/CD Hanoi University of Industry 25 Faculty of Electronics Engineering 26 Faculty of Electronics Engineering CSMA/CD Hanoi University of Industry Các công nghệ Ethernet Tất công nghệ Ethernet có cùng: - Đánh địa MAC - Khuôn dạng frame - Phương pháp truy cập đường truyền CSMA/CD Khác đường truyền vật lý Hanoi University of Industry 27 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Các công nghệ Ethernet 10BASE5 - Là phiên Ethernet (1980) Sử dụng cáp đồng trục Thicknet ( cáp béo) Sử dụng topo vật lý kiểu bus Dùng mã hoá Manchester Truyền bán song công (half duplex), tốc độ tối đa 10Mb/s, đoạn mạng (segment) tối đa 500m Hanoi University of Industry 28 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet 10BASE2 - Là phiên thứ hai Ethernet (1985) Sử dụng cáp đồng trục Thinnet ( cáp gầy) không rẽ nhánh Sử dụng topo vật lý kiểu bus Dùng mã hoá Manchester Truyền bán song công (half duplex), tốc độ tối đa 10Mb/s, đoạn mạng (segment) tối đa 185m Hanoi University of Industry 29 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet 10BASE-T - Được giới thiệu vào năm 1990 - Sử dụng cáp UTP Cat Cat5, độ dài tối đa 100m với đầu nối RJ45 - Sử dụng topo vật lý kiểu star dùng HUB - Dùng mã hoá Manchester - Truyền bán song công (half duplex) tốc độ 10Mb/s Hanoi University of Industry 30 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Các công nghệ Ethernet 100BASE-TX – Fast Ethernet - Được giới thiệu vào năm 1995 - Sử dụng cáp UTP Cat5, độ dài tối đa 100m với đầu nối RJ45 - Sử dụng topo vật lý kiểu star dùng Switch - Dùng mã hoá 4B/5B - Truyền bán song công (half duplex) tốc độ 100Mb/s, truyền song công (full duplex) tốc độ 200Mb/s Hanoi University of Industry 31 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet 100BASE-FX - Sử dụng cáp quang Dùng mã hoá 4B/5B Truyền song công (full duplex) tốc độ 200Mb/s Độ dài lên tới 2km Công nghệ dùng Hanoi University of Industry 32 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet 1000BASE-T (Gigabit ethernet) - Sử dụng cáp UTP 5e tốt - Dùng mã hoá 4D-PAM - Truyền song công đôi dây Hanoi University of Industry 33 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Các công nghệ Ethernet 1000BASE-SX LX (Gigabit Ethernet) - Sử dụng cáp quang đơn mode đa mode - Dùng mã hoá 8B/10B Hanoi University of Industry 34 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet Hanoi University of Industry 35 Faculty of Electronics Engineering Thiết bị mạng LAN Hanoi University of Industry 36 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Repeater • Khuếch đại tín hiệu • Thiết bị lớp Hanoi University of Industry 37 Faculty of Electronics Engineering 38 Faculty of Electronics Engineering HUB • Bộ lặp đa cổng • Thiết bị lớp Hanoi University of Industry NIC – Network Interface Card • Giao diện mạng máy tính • Có địa vật lý • Thiết bị lớp Hanoi University of Industry 39 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 NIC • • Cung cấp cổng kết nối mạng Chọn lựa card mạng – Kiểu mạng • Ethernet • Token Ring • FDDI – Kiểu phương tiện truyền dẫn • Cáp xoắn • Cáp đồng trục • Cáp quang – Kiểu bus hệ thống máy tính • PCI • ISA Hanoi University of Industry 40 Faculty of Electronics Engineering BRIDGE • Chuyển gói tin có đích phần mạng bên dựa vào địa vật lý • Thiết bị lớp Hanoi University of Industry 41 Faculty of Electronics Engineering BRIDGE • Kết nối đoạn mạng • Thông minh việc định có chuyển tín hiệu qua đoạn mạng hay không • Tăng hiệu suất mạng loại trừ lưu lượng mạng không cần thiết giảm đụng độ • Chia mạng thành đoạn mạng lọc lưu lượng dựa địa MAC • Chuyển frame đoạn mạng có giao thức lớp khác Hanoi University of Industry 42 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 SWITCH • Cầu nối đa cổng • Thiết bị lớp Hanoi University of Industry 43 Faculty of Electronics Engineering SWITCH • Switch kết nối đoạn mạng LAN • Switch xem bridge đa cổng • Sử dụng bảng địa MAC để xác định đoạn mạng frame cần truyền • Switch thay hub với hệ thống dây giữ nguyên • Tốc độ cao bridge • Hỗ trợ tính VLAN (LAN ảo) Hanoi University of Industry 44 Faculty of Electronics Engineering Hoạt động switch Hanoi University of Industry 45 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Hoạt động switch Learning: Bảng MAC xây dựng tương ứng với port Aging: Hủy bỏ MAC cũ Flooding: Gửi Frame nhận tới tất port trừ port nhận vào Selective Forwarding: Gửi Frame tới port tương ứng (dựa vào bảng MAC) Filtering: Không chuyển Frame SW phát host truyền nhận miền xung đột Hanoi University of Industry 46 Faculty of Electronics Engineering Hoạt động switch Hanoi University of Industry 47 Faculty of Electronics Engineering Hoạt động switch Hanoi University of Industry 48 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Hoạt động switch Hanoi University of Industry 49 Faculty of Electronics Engineering Hoạt động switch Hanoi University of Industry 50 Faculty of Electronics Engineering Hoạt động switch Hanoi University of Industry 51 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Hoạt động switch Hanoi University of Industry 52 Faculty of Electronics Engineering 53 Faculty of Electronics Engineering Bài tập ví dụ: Hanoi University of Industry ROUTER • Hoạt động dựa địa lớp (địa logic) • Thiết bị lớp Hanoi University of Industry 54 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Một số phương tiện truyền dẫn • Cáp xoắn đôi STP - Shield Twisted Pair) UTP -Unshield Twisted Pair) Loại cáp CAT5, tốc độ 100Mb/s khoảng cách cho phép100m Hanoi University of Industry 55 Faculty of Electronics Engineering Một số phương tiện truyền dẫn • Cách bấm cáp Hanoi University of Industry 56 Faculty of Electronics Engineering Một số phương tiện truyền dẫn Cáp thẳng cáp chéo Cáp thẳng Hai đầu chuẩn dùng để nối thiết bị khác loại Cáp chéo: Hai đầu khác chuẩn, dùng để nối thiết bị loại Hanoi University of Industry 57 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Một số phương tiện truyền dẫn Hanoi University of Industry 58 Faculty of Electronics Engineering Một số phương tiện truyền dẫn Cáp đồng trục Hanoi University of Industry 59 Faculty of Electronics Engineering Một số phương tiện truyền dẫn Cáp quang Hanoi University of Industry 60 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Một số phương tiện truyền dẫn Lõi nhỏ Lõi lớn Khoảng cách xa (100km) Dùng ứng dụng với khoảng cách xa (2km) Sử dụng ánh sáng laser Hanoi University of Industry Sử dụng ánh sáng LED 61 Faculty of Electronics Engineering Một số phương tiện truyền dẫn Các loại đầu nối Hanoi University of Industry 62 Faculty of Electronics Engineering Một số phương tiện truyền dẫn Hanoi University of Industry 63 Faculty of Electronics Engineering [...]... University of Industry 33 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Các công nghệ Ethernet 1000BASE-SX và LX (Gigabit Ethernet) - Sử dụng cáp quang đơn mode và đa mode - Dùng mã hoá 8B/10B Hanoi University of Industry 34 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet Hanoi University of Industry 35 Faculty of Electronics Engineering Thiết bị mạng LAN Hanoi University of Industry 36 Faculty of... of Industry 37 Faculty of Electronics Engineering 38 Faculty of Electronics Engineering HUB • Bộ lặp đa cổng • Thiết bị lớp 1 Hanoi University of Industry NIC – Network Interface Card • Giao diện mạng của máy tính • Có địa chỉ vật lý • Thiết bị lớp 2 Hanoi University of Industry 39 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 NIC • • Cung cấp cổng kết nối mạng Chọn lựa card mạng – Kiểu mạng • Ethernet... các gói tin có đích ở phần mạng bên kia dựa vào địa chỉ vật lý • Thiết bị lớp 2 Hanoi University of Industry 41 Faculty of Electronics Engineering BRIDGE • Kết nối các đoạn mạng • Thông minh hơn trong việc quyết định có chuyển tín hiệu qua đoạn mạng kia hay không • Tăng hiệu suất mạng bởi loại trừ lưu lượng mạng không cần thiết và giảm sự đụng độ • Chia mạng thành các đoạn mạng và lọc lưu lượng dựa... Chuyển frame giữa các đoạn mạng có giao thức lớp 2 khác nhau Hanoi University of Industry 42 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 SWITCH • Cầu nối đa cổng • Thiết bị lớp 2 Hanoi University of Industry 43 Faculty of Electronics Engineering SWITCH • Switch kết nối các đoạn mạng LAN • Switch được xem như là bridge đa cổng • Sử dụng bảng địa chỉ MAC để xác định đoạn mạng frame cần truyền • Switch... Electronics Engineering 12/10/2008 Hoạt động của switch Hanoi University of Industry 52 Faculty of Electronics Engineering 53 Faculty of Electronics Engineering Bài tập ví dụ: Hanoi University of Industry ROUTER • Hoạt động dựa trên địa chỉ lớp 3 (địa chỉ logic) • Thiết bị lớp 3 Hanoi University of Industry 54 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Một số phương tiện truyền dẫn • Cáp xoắn đôi... xem như là bridge đa cổng • Sử dụng bảng địa chỉ MAC để xác định đoạn mạng frame cần truyền • Switch thay thế hub với hệ thống dây giữ nguyên • Tốc độ cao hơn bridge • Hỗ trợ các tính năng mới như VLAN (LAN ảo) Hanoi University of Industry 44 Faculty of Electronics Engineering Hoạt động của switch Hanoi University of Industry 45 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 Hoạt động của switch Learning:... độ 100Mb/s, truyền song công (full duplex) tốc độ 200Mb/s Hanoi University of Industry 31 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet 100BASE-FX - Sử dụng cáp quang Dùng mã hoá 4B/5B Truyền song công (full duplex) tốc độ 200Mb/s Độ dài lên tới 2km Công nghệ này ít được dùng Hanoi University of Industry 32 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet 1000BASE-T (Gigabit ethernet)... of Electronics Engineering Một số phương tiện truyền dẫn Các loại đầu nối Hanoi University of Industry 62 Faculty of Electronics Engineering Một số phương tiện truyền dẫn Hanoi University of Industry 63 Faculty of Electronics Engineering ... Industry 34 Faculty of Electronics Engineering Các công nghệ Ethernet Hanoi University of Industry 35 Faculty of Electronics Engineering Thiết bị mạng LAN Hanoi University of Industry 36 Faculty... mạng hay không • Tăng hiệu suất mạng loại trừ lưu lượng mạng không cần thiết giảm đụng độ • Chia mạng thành đoạn mạng lọc lưu lượng dựa địa MAC • Chuyển frame đoạn mạng có giao thức lớp khác Hanoi... Thiết bị lớp Hanoi University of Industry 39 Faculty of Electronics Engineering 12/10/2008 NIC • • Cung cấp cổng kết nối mạng Chọn lựa card mạng – Kiểu mạng • Ethernet • Token Ring • FDDI – Kiểu