Bài giảng học phần mạng máy tính phần 2 các thành phần cơ bản của mạng

5/5/2013 Các thành phần tạo nên mạng HARDWARE (Phần cứng) NETWORK (Mạng) SOFWARE (Phần mềm) Hệ thống mạng bao gồm  Phần cứng      (Hardware)  Một thiết bị giao tiếp mạng trạm Các mơi trường truyền thơng Các thiết bị mạng Card mạng (NIC : Network Interface Card) Hub, Switch, Router…  Phần mềm  Một mạng máy tính đơn giản gồm  Ít trạm làm việc (máy tính )  Một mơi trường trường truyền : Cáp nối, sóng vơ tuyến (khơng dây)  Hệ điều hành mạng (Software)  Hệ điều hành mạng (NOS) Các chương trình ứng dụng mạng   (NOS) Hệ Windows 95, 98, NT, 2000, XP/2003 Hệ Unix : Linux Hệ Novell Netware  Thơng thường dùng Hub, Switch làm thiết bị trung tâm để kết nối trạm làm việc (NIC) 5/5/2013 Mơi trường truyền thơng  Băng thơng: (Bandwith) là tốc độ truyền Hữu tuyến liệu. Đơn vị đo băng thơng Hz  (chu kỳ dao động 1 giây) Vô tuyến  Thơng Lượng (throughput): Lượng thơng tin di chuyển từ nơi sang nơi khác khoảng thời gian  Ví dụ:  Một cáp truyền thơng có băng thơng từ 500 đến 5000Hz nghĩa truyền tín hiệu với tần số từ 500 đến 5000 chu kỳ dao động/ giây  Một mạng Lan có băng thơng 100Mbps nghĩa có tốc độ truyền tin tối đa 100 Megabit giây 5/5/2013  Thơng lượng băng thơng thực tế đo vào thời điểm cụ thể  Các yếu tố ảnh hưởng đến thơng lượng:  Thiết bị mạng  Kiểu liệu truyền  Số lượng người dùng  Máy tính người dùng  Hữu hạn  Tiết kiệm tiền bạc  Tiêu chuẩn để tính chất lượng mạng  Tăng liên tục  Các điều kiện khác lượng…  Thơng lượng (Throughput) : Chỉ tốc độ truyền đường truyền Đơn vị đo  Nhiễu điện từ (electromagnetic interference-EMI): tượng sóng thơng lượng bps (bit per second- điện từ mơi trường bên ngồi làm bit/giây) biến dạng tín hiệu truyền cáp  Sự suy giảm tín hiệu (attenuation): tượng tín hiệu bị yếu truyền đường truyền  Nhiễu xun âm: dạng đặc biệt nhiễu điện từ 5/5/2013 CHẾ ĐỘ TRUYỀN BĂNG TẦN CƠ SỞ  Dành tồn dải thơng cho kênh truyền thơng, tín hiệu truyền tín hiệu số Chế độ truyền băng tần sở Chế độ truyền băng tần rộng (digital) hay tín hiệu mơ (analog) Đây chế độ truyền đa số mạng Lan Trong chế độ kỹ thuật dồn kênh phân theo thời gian (TDM-Time Division Multiplexing) sử dụng để phục vụ lúc nhiều truyền Chế độ truyền băng tần rộng (cont)  Cho phép nhiều kênh truyền thơng dùng chung dải thơng đường truyền cách chia nhỏ dải thơng thành nhiều khoảng tần số  Kĩ thuật thường dùng kênh broad band để truyền tín hiệu tương tự dồn kênh phân theo tần số (FDM‐ Frequency division multiplexing)  Ở đầu phát thiết bị thực việc dồn kênh (multiplexing) tức tổ hợp nhiều kênh liệu lại để truyền đường truyền  Ở trạm thu thiết bị làm cơng việc ngược lại, phân kênh (demultiplexing), tức tách tín hiệu nhận thành kênh riêng biệt ban đầu 5/5/2013 Phương tiện truyền dẫn 5/5/2013 Coaxial Cable Categories of coaxial cables Category Impedance Use RG-59 75  Cable TV RG-58 50  Thin Ethernet RG-11 50  Thick Ethernet  Cáp đồng trục mảnh (thinnet) Còn gọi cáp gầy, đường kính 0.5cm tên gọi cáp IEEE đặt 10 Base với ý nghĩa là: thơng lượng 10 Mbps, chế độ truyền Based band khoảng cách truyền 200 m  Cáp đồng trục dày (thicknet): Còn gọi cáp béo, đường kính 1.3 cm, loại cáp có lớp chống nhiễu tốt nên thường dùng làm cáp xương sống(backbone) cho mạng lớn  Tên cáp IEEE đặt 10 Base  Sử dụng thiết bị Tranceiver để nối vào cổng AUI (Attachment Unit Interface) NIC máy tính 5/5/2013 Cáp đồng trục  Cáp đồng trục dày (thicknet): Còn gọi cáp béo, đường kính 1.3 cm, loại cáp có lớp chống  10Base2 nhiễu tốt nên thường dùng làm cáp xương  10Base5 sống(backbone) cho mạng lớn  Tên cáp IEEE đặt 10 Base  Sử dụng thiết bị Tranceiver để nối vào cổng AUI (Attachment Unit Interface) NIC máy tính Cáp xoắn (Twisted pair cable)  Cáp xoắn gồm đơi dây bện vào cách đặn, bên ngồi có lớp kim loại để chống nhiễu Ngồi lớp vỏ bảo vệ làm nhựa Dây cáp xoắn cặp (twisted pair cable) 5/5/2013 Twisted Pair Cáp xoắn UTP & STP  10BaseT  100BaseTX Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngồi có tác dụng chống nhiễu điện từ, có loại có đơi giây xoắn vào có loại có nhiều đơi giây xoắn với Cáp khơng bọc kim loại (UTP): Tính tương tự STP khả chống nhiễu suy hao khơng có vỏ bọc Categories of unshielded twisted-pair cables UTP connector Category Bandwidth Data Rate Digital/Analog Use very low < 100 kbps Analog Telephone < MHz Mbps Analog/digital T-1 lines 16 MHz 10 Mbps Digital LANs 20 MHz 20 Mbps Digital LANs 100 MHz 100 Mbps Digital LANs 300 MHz 300 Mbps Digital LANs (draft) 600 MHz 600 Mbps Digital LANs 5/5/2013 Cáp quang (Fiber Optic Cable)  Cáp quang khắc phục được hầu hết những nhược  điểm của các loại cáp khác. Trong cáp quang tín hiệu  được truyền đi dưới dạng ánh sáng  Lõi sợi quang truyền tín hiệu được làm bằng thuỷ tinh  Cáp quang học (Fiber Optic) : Cáp quang thường dùng cho đường dây mạng trục (Backbone) mạng lớn Tốc độ truyền thơng cao lên đến Gbps Có lớp :  Lớp ngòai : vỏ bọc nhựa Lớp bảo vệ (Coating)  Lớp : Lớp thuỷ tinh phản xạ ánh sáng (Cladding)  Lớp : lõi thuỷ tinh truyền ánh sáng (Core) hữu cơ hay nhựa tổng hợp có độ trong suốt rất cao 34 THIẾT BỊ MẠNG (tt) Cáp quang  100BaseFX  1000BaseLX Backbone 35 Fiber Optic Ring 5/5/2013  Tín hiệu truyền cáp quang tạo nguồn sáng laser ILD (Ịnjection Lasser Diodes) cho tia sáng đơn sắc, song song thường dùng mạng Lan với độ dài cáp tới hàng trăm km hay LED (Light Emitting Diodes-diot phát quang) chất lượng ánh sáng khơng cao, tia sáng tạp độ dài cáp khơng thể vượt q vài km Optical Fiber Các  đặc tính của cáp quang  Thơng lượng: phòng thí nghiệm cáp quang truyền tin với tốc độ cao đến 200.000 Mbps  Chống chịu nhiễu suy yếu: loại nhiễu điện từ khơng ảnh hưởng đến tín hiệu  Khơng bị thu trộm thiết bị phát xạ điện từ  Khó lắp đặt so với loại cáp khác Fiber-optic cable connectors 5/5/2013 Thơng số cơ bản của các loại cáp Wireless  Wireless?  Các kỹ thuật  Radio  Microwave  Infrared  Lightwave Radio Microwave (sóng cực ngắn)  Đặc điểm  Tần số  Thiết bị: antenna,  transceiver  Phân loại  Single‐Frequency  Low power  High power  Spread‐Spectrum  Direct‐sequence modulation  Frequency‐hopping  Đặc điểm  Phân loại  Terrestrial  Microwave  Satellite  Microwave  Thơng số 5/5/2013 Infrared (Sóng hồng ngoại) Lightwave  Đặc điểm  Phân loại  Point‐to‐point  Infrared  Broadcast Infrared  Thơng số Các thiết bị liên kết mạng  Card mạng (Network Interface Card ‐ NIC)   Modem   Repeater (Bộ khuếch đại/chuyển tiếp)  Hub (Bộ tập trung)  Bridge (Cầu nối)  Switch (Bộ chuyển mạch)  Router (Bộ tiếp vận/định tuyến)  Gateway (Cổng nối) Biểu diễn của các thiết bị mạng  trong sơ đồ mạng 5/5/2013 Card mạng  Kết nối giữa máy tính và cáp mạng để phát hoặc  nhận dữ liệu với các máy tính khác thơng qua  mạng  Kiểm sốt luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ  thống cáp  Mỗi NIC (Network Interface Adapter Card) có  một mã duy nhất gọi là địa chỉ MAC (Media  Access Control). MAC address có 6 byte, 3 byte  đầu là mã số nhà sản xuất, 3 byte sau là số serial  của card Card mạng Card mạng (Network Interface Card-NIC) •Kết nối với PC Khe cắm mở rộng (Slot) : ISA, PCI •Tốc độ truyền liệu : 10/100/1000 Mbps… •Chuẩn Kỹ thuật mạng : Ethernet, Token Ring •Sở hữu mã nhất, gọi địa MAC 49 Modem Modem  Là tên viết tắt của hai từ điều chế (Modulator) và giải  điều chế (DEModulator)  Điều chế tín hiệu số (Digital) sang tín hiệu tương tự  (Analog) để gởi theo đường điện thoại và ngược lại  Có 2 loại là Internal và External 51 52 5/5/2013  Repeater:  Trong mạng LAN, giới hạn cáp mạng 100m (cho loại cáp mạng Thiết bị thuộc phần cứng, sử dụng để phát triển cự ly ghép nối mạng cách khuếch đại truyền thơng tin chạy qua suốt mạng CAT UTP – cáp dùng phổ biến nhất), tín hiệu bị suy hao đường truyền nên khơng thể xa Vì vậy, để kết nối thiết bị xa hơn, mạng cần thiết bị để khuếch đại định thời lại tín hiệu, giúp tín hiệu truyền dẫn xa giới hạn  Repeater thiết bị lớp (Physical Layer) mơ hình OSI Repeater có vai trò khuếch đại tín hiệu vật lý đầu vào cung cấp lượng cho tín hiệu đầu để đến chặng đường mạng Điện tín, điện thoại, truyền thơng tin qua sợi quang… nhu cầu truyền tín hiệu xa cần sử dụng Repeater Repeater THIẾT BỊ MẠNG (tt) HUB Là thiết bị trung tâm nối mạng Dùng nối mạng Star Topology (hình sao) Có loại Hub : * Hub thụ động :Đơn nối dây, phát tán tín hiệu cho thiết bị mạng, khơng cần nguồn điện * Hub chủ động : có tính chất tái tạo truyền lại tín hiệu, kiểm sốt lưu lượng sửa lỗi * Hub lai : Chấp nhận nhiều loại cáp khác gọi Hybrid Hub, mở rộng mạng kêt nối qua Hub cách nối thêm nhiều Hub 5/5/2013 Bridge (cầu nối) Bridge (cầu nối)  Dùng để nối 2 mạng có giao thức giống hoặc  khác nhau  Chia mạng thành nhiều phân đoạn nhằm giảm  lưu lượng trên mạng  Hoạt động ở lớp Data Link với 2 chức năng  chính là lọc và chuyển vận  Dựa trên bảng địa chỉ MAC lưu trữ, Brigde  kiểm tra các gói tin và xử lý chúng trước khi có  quyết định chuyển đi hay khơng Bridge Hub Hub 57 Switch (bộ chuyển mạch) 58 Switch (bộ chuyển mạch)  Là thiết bị giống Bridge và Hub cộng lại nhưng  thơng minh hơn  Có khả năng chỉ chuyển dữ liệu đến đúng kết nối  thực sự cần dữ liệu này làm giảm đụng độ trên  mạng  Dùng để phân đoạn mạng trong các mạng cục bộ  lớn (VLAN)  Hoạt động ở lớp Data Link 59 60 5/5/2013 Switch (bộ chuyển mạch) Router (Bộ định tuyến)  Dùng để ghép nối các mạng cục bộ (LAN) lại với  nhau thành mạng diện rộng (WAN)  Lựa chọn đường đi tốt nhất cho các gói tin  hướng ra mạng bên ngồi  Hoạt động chủ yếu ở lớp Network  Có 2 phương thức định tuyến chính:  Định tuyến tĩnh: cấu hình các đường cố định và cài  đặt các đường đi này vào bảng định tuyến  Định tuyến động:  Vectơ khoảng cách: RIP, IGRP, EIGRP, BGP  Trạng thái đường liên kết: OSPF 61 Router (Bộ định tuyến) 62 Gateway (Proxy ‐ cổng nối) • Thường dùng để kết nối các  mạng khơng thuần nhất, chủ  yếu là mạng LAN với mạng lớn  bên ngồi chứ khơng dùng kết  nối LAN – LAN • Kiểm sốt luồng dữ liệu ra vào  mạng • Hoạt động phức tạp và chậm  hơn Router • Hoạt động từ tầng thứ 47 63 64 5/5/2013 Patch Panel KỸ THUẬT BẤM CABLE THIẾT BỊ MẠNG (tt)  Jack cắm RJ-45 (Registered Jack 45)  Có dây dẫn tương ứng với đầu cắm RJ- 45 66  Chuẩn 568-B 67  Chuẩn 568-A 68 5/5/2013 Qui ước mã màu cáp UTP  Cáp UTP gồm 4 cặp sợi xoắn với nhau Qui ước HUB‐port  TIA/EIA 568B Qui ước NIC‐port TIA/EIA 568B Pin Use Transmit Transmit Receive NC NC Receive NC NC Qui ước mã màu cáp TIA/EIA 568B Pin Use Pin Color Receive Receive Transmit NC NC Transmit NC NC White Orange Orange White Green Blue White Blue Green White Brown Brown 5/5/2013 Qui ước đấu cáp MDI Qui ước đấu cáp MDI‐X  Cáp chéo (crossover): nối các thiết bị hub‐  Cáp thẳng (straight): PC‐switch, switch‐router,  switch, hub‐hub, switch‐switch, router‐router,  router‐PC, PC‐PC PC‐hub.  8 1 Các yếu tố ảnh hưởng kết nối và truyền  thơng tin 8 1 QuickGuide 1-3, 2-6 Truyền thơng mạng vơ tuyến  Tốc độ truyền dữ liệu: tần số cao, băng thơng rộng,   Kết nối 2 máy tính ở xa nhiều dữ liệu hơn  Cấu trúc đường truyền:  Kết nối các máy trạm di động để phục vụ cho các   Điểm nối điểm (Point‐to‐point): nối trực tiếp máy gửi  và máy nhận dữ liệu  Kết nối Đa điểm (Multipoint):trên một đường truyền có  nhiều kết nối từ nhiều thiết bị truyền thơng đến một  máy tính nhân viên thường xun đi lại  Cung cấp đường truyền dự phòng cho mạng hữu  tuyến để mạng khơng gián đoạn  Cung cấp những nối kết tạm thời hoặc những khu  vực khó lắp đặt dây cáp 5/5/2013  Mạng cục bộ vơ tuyến (wireless LAN)  Mạng cục bộ vơ tuyến mở rộng (extended  wireless LAN)  Mạng tính tốn di động (mobilecomputing)  Mạng này bao gồm một mạng Lan hữu tuyến  kết nối với các máy trạm hữu tuyến thơng qua  các điểm truy nhập (access point). Đó là các  thiết bị  thu phát tín hiệu vơ tuyến rồi chuyển  tín hiệu điện lên đường cáp mạng Sự phân biệt loại mạng thiết bị truyền tín hiệu Mạng cục vơ tuyến sử dụng cơng nghệ truyền tín hiệu sau:  Tia hồng ngoại (infrared)  Tia Laser  Sóng vơ tuyến dải hẹp, còn gọi là đơn tần (narrow  band)  Sóng vơ tuyến phổ rộng.                          Đây mạng Lan kết nối với đường truyền vơ tuyến  Sử dụng thiết bị gọi Cầu nối vơ tuyến (wireless bridge) để tạo trục sóng vơ tuyến dài đến 5km, để nối liền vị trí mạng Lan thành phần 5/5/2013 Mơi trường truyền vơ tuyến  Mạng tính tốn di động u cầu phải có dịch vụ truyền thơng cơng cộng để truyền nhận liệu theo phương thức sau:  Truyền liệu gói vơ tuyến(packet‐radio communication)  Truyền liệu mạng (cellular network)  Sử dụng trạm viba Giao tiếp khơng dây  Khơng cần dây  Những khó khăn  Khoảng cách  Vật cản  Băng thơng  Bảo mật  Sóng vơ tuyến có nhiều tần số khác nhau ( SGK trang  39)  Sóng Radio dùng để phát tín hiệu trong mạng Lan  Truyền qua đường viba (microwave transmission)  Thơng tin vệ tinh (satellite)  Điện thoại vơ tuyến (cellular phone) 5/5/2013 Analogue & Digital Signals [...]... trong sơ đồ mạng 5/5 /20 13 Card mạng  Kết nối giữa máy tính và cáp mạng để phát hoặc  nhận dữ liệu với các máy tính khác thơng qua  mạng  Kiểm sốt luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ  thống cáp  Mỗi NIC (Network Interface Adapter Card) có  một mã duy nhất gọi là địa chỉ MAC (Media  Access Control). MAC address có 6 byte, 3 byte  đầu là mã số nhà sản xuất, 3 byte sau là số serial  của card Card mạng Card mạng. .. nhiều kết nối từ nhiều thiết bị truyền thơng đến một  máy tính nhân viên thường xun đi lại  Cung cấp đường truyền dự phòng cho mạng hữu  tuyến để mạng khơng gián đoạn  Cung cấp những nối kết tạm thời hoặc những khu  vực khó lắp đặt dây cáp 5/5 /20 13  Mạng cục bộ vơ tuyến (wireless LAN)  Mạng cục bộ vơ tuyến mở rộng (extended  wireless LAN)  Mạng tính tốn di động (mobilecomputing)  Mạng này bao gồm một mạng Lan hữu tuyến  kết nối với các máy trạm hữu tuyến thơng qua ... Các yếu tố ảnh hưởng kết nối và truyền  thơng tin 8 7 6 5 4 3 2 8 7 6 5 4 3 2 1 1 QuickGuide 1-3, 2- 6 Truyền thơng trên mạng vơ tuyến  Tốc độ truyền dữ liệu: tần số cao, băng thơng rộng,   Kết nối 2 máy tính ở xa nhiều dữ liệu hơn  Cấu trúc đường truyền:  Kết nối các máy trạm di động để phục vụ cho các  Điểm nối điểm (Point‐to‐point): nối trực tiếp máy gửi  và máy nhận dữ liệu  Kết nối Đa điểm (Multipoint):trên một đường truyền có ... Hoạt động ở lớp Data Link 59 60 5/5 /20 13 Switch (bộ chuyển mạch) Router (Bộ định tuyến)  Dùng để ghép nối các mạng cục bộ (LAN) lại với  nhau thành mạng diện rộng (WAN)  Lựa chọn đường đi tốt nhất cho các gói tin  hướng ra mạng bên ngồi  Hoạt động chủ yếu ở lớp Network  Có 2 phương thức định tuyến chính:  Định tuyến tĩnh: cấu hình các đường cố định và cài  đặt các đường đi này vào bảng định tuyến  Định tuyến động:... Sóng vơ tuyến phổ rộng.                          Đây chính là các mạng Lan kết nối với nhau bằng đường truyền vơ tuyến  Sử dụng thiết bị gọi là Cầu nối vơ tuyến (wireless bridge) để tạo ra các trục sóng vơ tuyến có thể dài đến 5km, để nối liền các vị trí mạng Lan thành phần 5/5 /20 13 Mơi trường truyền vơ tuyến  Mạng tính tốn di động u cầu phải có những dịch vụ truyền thơng cơng cộng để truyền nhận dữ liệu theo một trong... theo trong mạng Điện tín, điện thoại, truyền thơng tin qua sợi quang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater Repeater THIẾT BỊ MẠNG (tt) HUB Là thiết bị trung tâm nối mạng Dùng nối mạng Star Topology (hình sao) Có 2 loại Hub : * Hub thụ động :Đơn thuần chỉ là bộ nối dây, phát tán tín hiệu cho các thiết bị trong mạng, có thể khơng cần nguồn điện * Hub chủ động : có các tính chất... tín hiệu, kiểm sốt các lưu lượng và sửa lỗi * Hub lai : Chấp nhận nhiều loại cáp khác nhau còn gọi là Hybrid Hub, có thể mở rộng mạng được kêt nối qua Hub bằng cách nối thêm nhiều Hub nữa 5/5 /20 13 Bridge (cầu nối) Bridge (cầu nối)  Dùng để nối 2 mạng có giao thức giống hoặc  khác nhau  Chia mạng thành nhiều phân đoạn nhằm giảm  lưu lượng trên mạng  Hoạt động ở lớp Data Link với 2 chức năng  chính là lọc và chuyển vận... LAN, giới hạn của cáp mạng là 100m (cho loại cáp mạng Thiết bị thuộc phần cứng, được sử dụng để phát triển cự ly ghép nối mạng bằng cách khuếch đại rồi truyền thơng tin chạy qua suốt mạng CAT 5 UTP – là cáp được dùng phổ biến nhất), bởi tín hiệu bị suy hao trên đường truyền nên khơng thể đi xa hơn Vì vậy, để có thể kết nối các thiết bị ở xa hơn, mạng cần các thiết bị để khuếch đại và định thời lại tín... Kỹ thuật mạng : Ethernet, Token Ring •Sở hữu một mã duy nhất, được gọi là địa chỉ MAC 49 Modem Modem  Là tên viết tắt của hai từ điều chế (Modulator) và giải  điều chế (DEModulator)  Điều chế tín hiệu số (Digital) sang tín hiệu tương tự  (Analog) để gởi theo đường điện thoại và ngược lại  Có 2 loại là Internal và External 51 52 5/5 /20 13  Repeater:  Trong một mạng LAN, giới hạn của cáp mạng là 100m... Mạng này bao gồm một mạng Lan hữu tuyến  kết nối với các máy trạm hữu tuyến thơng qua  các điểm truy nhập (access point). Đó là các thiết bị  thu phát tín hiệu vơ tuyến rồi chuyển  tín hiệu điện lên đường cáp mạng Sự phân biệt giữa các loại mạng này chính là thiết bị truyền tín hiệu Mạng cục bộ vơ tuyến sử dụng các cơng nghệ truyền tín hiệu sau:  Tia hồng ngoại (infrared)  Tia Laser  Sóng vơ tuyến dải hẹp, còn gọi là đơn tần (narrow  ... Biểu diễn của các thiết bị mạng trong sơ đồ mạng 5/5 /20 13 Card mạng  Kết nối giữa máy tính và cáp mạng để phát hoặc  nhận dữ liệu với các máy tính khác thơng qua  mạng  Kiểm sốt luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ ... Có 2 loại là Internal và External 51 52 5/5 /20 13  Repeater:  Trong mạng LAN, giới hạn cáp mạng 100m (cho loại cáp mạng Thiết bị thuộc phần cứng, sử dụng để phát triển cự ly ghép nối mạng cách khuếch đại truyền... PC‐hub.  8 1 Các yếu tố ảnh hưởng kết nối và truyền  thơng tin 8 1 QuickGuide 1-3 , 2- 6 Truyền thơng mạng vơ tuyến  Tốc độ truyền dữ liệu: tần số cao, băng thơng rộng,   Kết nối 2 máy tính ở xa