báo cáo thực hành truyền số liệu ethernet network

Truyền số liệu – Ethernet Network BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM THỰC HÀNH TRUYỀN SỐ LIỆU ĐỀ TÀI: Ethernet Network Giảng viên hướng dẫn : Thái Thanh Tuấn Nhóm sinh viên thực : Lê Hữu Hoàng Khương MSSV 1191021066 Nguyễn Thanh Nhàn MSSV 119102110 Nguyễn Đức Thịnh MSSV 1191021165 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2013 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network ETHERNET 1.Giới thiệu 1.1 Lịch sử Nguồn gốc Ethernet phát triển từ thí nghiệm cáp đồng trục thực tốc độ Mbps sử dụng nghi thức CSMA/CD (carrier sense multiple access collision detect) cho mạng LAN vào năm 1970 tập đoàn Xerox Sự thành công đề án sớm gây ý dẫn đến phát triển Ethernet 10 Mps ba tập đoàn: Digital Equipment, Intel, Xerox Khởi nguồn từ 25 năm qua, Ethernet đáp ứng nhu cầu ngày tăng cho mạng chuyển mạch gói Do chi phí thấp, độ tin cậy thử thách nhiều năm, việc cài đặt bảo trì tương đối đơn giản, nên Ethernet ngày sử dụng nhiều hệ thống mạng Để đáp ứng yêu cầu tốc độ, Ethernet thích ứng để xử lý nhiều tốc độ nhanh yêu cầu dung lượng kèm theo chúng Thành ngữ Ethernet có nguồn gốc với mạng LAN ( Local-Area Network) việc sử dụng chuẩn IEEE 802.3 Chuẩn biết với nghi thức CSMA/CD Có ba tốc độ được dùng cho mạng Ethernet với đường truyền cáp đồng trục, cáp đôi hay sợi quang  10Mbps—10 base-T Ethernet  100Mbps— Ethernet tốc độ cao (Fast Ethernet)  1000Mbps—Gigabit Ethernet Ethernet 10-Gigabit phát triển đưa chuẩn IEEE 802.3ae cuối 2001 đầu 2002 Nó tương thích với chuẩn IEEE 802.3 Ethernet tạo phần lớn từ kỹ thuật mạng LAN (hiện sử dụng cho gần 85% cho mạng LAN để nối PC máy trạm-workstations) Bởi ghi thức có số đặc điểm sau:  Dễ dàng sử dụng, thực hiện, quản lý bảo trì  Cho phép thực mạng tốc độ thấp  Cung cấp đa dạng mô hình mạng (topology)  Bảo mật thành công việc kết nối chung 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network 1.2 Ethernet Phần cung cấp hiểu biết sơ lược hệ thống Ethernet Chúng ta tìm hiểu nguồn gốc chuẩn Ethernet yếu tố đặc trưng cho hệ thống Ethernet Ethernet công nghệ mạng cục (LAN) nhằm chuyển thông tin máy tính với tốc độ từ 10 đến 100 triệu bít giây (Mbps) Hiện thời công nghệ Ethernet thường sử dụng công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10-Mbps Công nghệ truyền thông 10-Mbps sử dụng hệ thống cáp đồng trục cỡ lớn , cáp đôi , cáp sợi quang Tốc độ chuẩn cho hệ thống Ethernet 100-Mbps 1.3 Ethernet công nghệ mạng thiết bị thông dụng Mặc dù ngày có nhiều công nghệ LAN Ethernet công nghệ sử dụng nhiều Năm 1994 ước tính có khoảng 40 triệu nút Ethernet sử dụng toàn cầu Từ chuẩn Ethernet đời , đặc tính kĩ thuật trình tự để xây dựng nên mạng Ethernet trở nên dễ dàng người Những đặc tính với tính dễ sử dụng tạo nên thị trường Ethernet rộng lớn nguyên nhân cho ứng dụng rộng rãi Ethernet công nghiệp máy tính Phần lớn hãng sản xuất máy tính ngày trang bị cho sản phẩm họ thiết bị 10-Mbps Ethernet khiến cho thiết bị họ sẵn sàng kết nối vào mạng Ethernet cục Khi chuẩn Ethernet 100-Mbps trởnên phổ biến máy tính trang bị thiết bị Ethernet hoạt động hai tốc độ 10-Mbps 100-Mbps Những quản lí viên mạng Ethernet ngày cần thiết phải biết liên kết số lượng lớn máy tính lại với công nghệ mạng thiết bị trung gian Rất nhiều mạng LAN ngày hỗ trợ máy tính sản xuất nhiều hãng khác , nhiên cần phải đảm bảo tương thích dòng máy tính 1.4 Sự phát triển chuẩn Ethernet Ethernet phát minh trung tâm nghiên cứu Xerox Palo Alto vào năm 1970 tiến sĩ Robert M Metcalfe Nó thiết kế với mục đích phục vụ nghiên cứu “ hệ thống công sở tương lai” , bao gồm trạm cá nhân giới , trạm Xerox Alto Trạm Ethernet chạy với tốc độ xấp xỉ 3Mbps biết đến với tên gọi : “ tiền Ethernet” Ethernet thức công bố vào năm 1980 liên minh DEC-Intel-Xerox(DIX) Nỗ lực chuyển “tiền Ethernet” trở thành hệ thống Ethernet mở có chất lượng với tốc độ 10-Mbps Công nghệ Ethernet công nhận tiêu chuẩn uỷ ban tiêu chuẩn LAN nằm viện kỹ thuật điện điện tử giới(IEEE 802) Chuẩn IEEE công bố lần vào năm 1985 , với tiêu đề “ IEEE 802.3 khuyến nghị lớp vật lý phương thức truy nhập đa truy nhập sóng mang phát va chạm “ Chuẩn IEEE thừa nhận tổ chức chuẩn hoá giới (ISO ) 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network Chuẩn IEEE cung cấp hệ thống kiểu Ethernet dựa công nghệ DIX Ethernet Mọi hệ thống Ethernet từ năm 1985 xây dựng dựa chuẩn IEEE 802.3 Nói xác , dựa công nghệ “IEEE 802.3 CSMA/CD” Tuy nhiên hầu hết mạng Ethernet từ mạng Ethernet nguyên thuỷ mà Chuẩn 802.3 nâng lên bước bao gồm chuẩn công nghệ Từ nằm 1985 chẩn tăng cường công nghệ 10-Mbps ( ví dụ cáp xoắn ) khuyến nghị mạng Ethernet nhanh 100 Mbps 1.5.Các thành phần Ethernet Hệ thống Ethernet bao gồm thành phần : 1.Hệ thống trung gian truyền tín hiệu Ethernet máy tính 2.Các nhóm thiết bị trung gian đóng vai trò giao diện Ethernet làm cho nhiều máy tính kết nối tới kênh Ethernet 3.Các khung Ethernet đóng vai trò làm bit chuẩn để luân chuyển liệu Ethernet 1.6 Sự khác Internet, Intranet Ethernet INTERNET: Internet quen thuộc Nó mạng thông tin liên lạc toàn cầu Xuất xứ Internet mạng ARPAnet, hệ thống máy tính Bộ Quốc phòng Mỹ đưa thí nghiệm vào năm 1969 Mục đích ban đầu để tạo thuận lợi việc kết nối thông tin, hợp tác khoa học thành viên công trình nghiên cứu quốc phòng Mạng đặt tảng truyền thông bình đẳng (peer-to-peer) cho mạng Internet sau Nghĩa là, máy tính hội đủ điều kiện để hòa mạng giao tiếp với máy tính thành viên khác Và nhờ phát triển với mục đích gốc phục vụ việc liên lạc, chia sẻ, hợp tác khoa học, công nghệ Internet cho phép hệ thống kết nối với Internet qua cổng điện tử Hiện có 100 nước với hàng chục triệu máy tính kết nối vào mạng Internet Mạng máy tính toàn cầu World Wide Web không phục vụ nhu cầu thông tin, liên lạc, chuyển tải liệu, mà cung cấp dịch vụ cho phép người tiêu dùng mua vô số hàng hóa theo phương thức trực tuyến (online), nghĩa chọn hàng, đặt hàng toán qua mạng INTRANET: 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network Intranet mạng thông tin, liên lạc cục dùng giao thức TCP/IP Internet, tổ chức (thường công ty) cho phép thành viên công ty hay người cấp quyền truy cập Người dùng máy tính Việt Nam trước ngao du mạng Internet nay, hồi nẳm làm quen với mạng Intranet, Cinet, Phương Nam, Do mạng cục bộ, bạn dùng giao thức quay số kết nối Dial-up modem tới số điện thoại máy chủ duyệt thông tin, tải file, gửi nhận e-mail giống hệt với Internet; khác loanh quanh phạm vi mạng làm thành viên, liên thông với mạng khác đừng nói chi héo lánh tới mạng Internet Có thể nói cho dễ hiểu, Intranet mạng Internet cục ETHERNET: Ethernet kiến trúc mạng cục LAN (local area network, LAN) hãng Xerox phát triển Mạng Ethernet nhà nghiên cứu Bob Metcalfe thiết kế chạy thử Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto hãng Xerox vào năm 1973 Trong mạng này, máy tính trang bị card mạng kết nối với thông qua máy chủ sợi cáp Tới năm 1976, nhóm Digital Equipment, Intel Xerox hợp tác phát triển thành tiêu chuẩn chung (còn gọi DIX Ethernet) Nhưng thật phổ biến rộng hồi đầu thập niên 1980, Viện Kỹ sư Điện Điện tử (IEEE) thức chuẩn hóa mạng CSMA/CD có chức tương tự gọi chuẩn IEEE 802.3, hợp chuẩn quốc tế ISO Xin lưu ý, Ethernet IEEE 802.3 khác mặt thuật ngữ định dạng liệu cho frame Còn lại chúng anh em sinh đôi Vì thế, ngày nay, 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network người ta dùng thuật ngữ Ethernet để gộp chung hai chuẩn DIX Ethernet IEEE 802.3 Ban đầu, thiết bị mạng Ethernet cách tối đa vài trăm mét Các ứng dụng công nghệ giúp kéo dài khoảng cách tới hàng chục km Ứng dụng phổ biến mạng Ethernet quen gọi mạng LAN (local area network, mạng cục bộ), nối kết máy tính đơn vị (thường chung tòa nhà) lại với thông qua máy chủ Còn phải kết nối xa hơn, có cách nhiều số, người ta dùng công nghệ mạng diện rộng WAN (wide area network) Mô hình kết hợp Ethernet với chuẩn kết nối không dây qua hệ điều hành Windows XP Tốc độ truyền tải liệu ban đầu Ethernet LAN 10Mbps (10Base) Sau phát triển lên 100Mbps (100Base), gọi Fast Ethernet Chuẩn cao cấp Gigabit Ethernet LAN (1000Base), đạt tốc độ tới Gbps Nhưng tốc độ nhóm gọi Liên minh 10 Gigabit Ethernet (10 Gigabit Ethernet Alliance, 10GEA) thành lập năm 2002 cố gắng đẩy lên tới 10 Gbps (sử dụng cáp sợi quang), gọi chuẩn 10GbE Hiện nay, mainboard hệ hỗ trợ chuẩn GigaLAN Trên thị trường Việt Nam bắt đầu xuất số LAN switch Gbps 1.7 Hoạt động Ethernet CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) - Tạm dịch: Cơ chế Đa Truy cập Dò sóng Mang để phát Va chạm: Là nguyên lý hoạt động mạng Ethernet: tất trạm mạng LAN có quyền truy cập mạng (gửi, nhận, thăm dò thông tin) Tuy nhiên, phát "va chạm" nhiều gói thông tin khác mạng toàn gói thông tin bị "loại bỏ" (drop) để truyền lại Điều ngược lại với nguyên lý truy cập Dựa vào thẻ mạng Token Ring LAN: trạm nắm giữ "thẻ ưu tiên" (Token) trạm có quyền truyền, sau truyền xong lại thả "thẻ bài" lưu hành mạng để "trao lượt" truyền cho người sở hữu thẻ 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network Mỗi máy Ethernet, hay gọi máy trạm , hoạt động độc lập với tất trạm khác mạng , trạm điều khiển trung tâm.Mọi trạm kết nối với Ethernet thông qua đường truyền tín hiệu chung gọi đuờng trung gian Tín hiệu Ethernet gửi theo chuỗi , bit , qua đường trung gian tới tất trạm thành viên Để gửi liệu trước tiên trạm cần lắng nghe xem kênh có rỗi không , rỗi gửi gói ( liệu) Cơ hội để tham gia vào truyền trạm Tức ưu tiên Sự thâm nhập vào kênh chung dịnh nhóm điều khiển truy nhập trung gian ( Medium Access Control-MAC) đặt trạm MAC thực thi dựa sở phát va chạm sóng mang ( CSMA/CD) -Giao thức CSMA/CD - Xung đột -Truyền liệu Tình Xây dựng mô hình mạng máy tính Công Ty bắt đầu gồm 15 máy tính chia làm phòng ban gồm, kế toán, kỹ thuật, bán hàng phòng ban gồm máy tính, phòng ban bán hàng kế toán tất máy tính kết nối thong qua Switch máy tính phòng kĩ thuật kết nối với Switch,2 Switch kết nối với kết nối với server.Tất phòng ban sử dụng thư điện tử, sở liệu ứng dụng web vào máy trạm họ Thanh toán phận bán hàng tầng hai -Hoạt cảnh: + Hoạt cảnh 1:Mô hình gồm 15 máy tính kết nối với đường truyền 10Mbps + Hoạt cảnh 2: Mô hình thứ với mô hoặt cảnh tăng gấp đôi số lượng máy tính lên với đường truyền 10Mbps + Hoạt cảnh 3: Mô hình thứ mô hình hoặt cảnh với đường truyền 100Mbps 3.Mục đích Xác định lưu lượng, tốc độ mạng Ethernet chia sẻ điều kiện khác tải liệu 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network 4.Quá trình thực Bước 1: Xây dựng mô hình mô phỏng: Khởi động OPNET IT Guru Academic Edition Chọn tab File => New… Trên cửa sổ mở chọn Project nhấp chuột OK Thay đổi Project Name thành Ethernet_Network Đổi tên Scenario Name thành 10Mpbs nhấp OK Trên cửa sổ Initial Topology, chọn Create Empty Scenario nhấp Next 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network Trên cửa sổ Choose Network Scale, chọn Office nhấp Next Trên cửa sổ Specify Size, giữ nguyên tham số, nhấp Next 11HTHM1 Page Truyền số liệu – Ethernet Network Trên cửa sổ Select Technologies, cuộn xuống, chọn họ mô hình Ethernet nhấp Next Trên cửa sổ Review, nhấp OK Review để xem lại nhấn Ok hình 11HTHM1 Page 10 Truyền số liệu – Ethernet Network Sau đổi tên hình: Cấu hình cho Application_Configuration Chuột phải lên biểu tượng Application_Configuration chọn Edit Attributes, chọn dấu + mục Application Definitions để xem dịch vụ dùng Profile definitions ->OK 11HTHM1 Page 20 Truyền số liệu – Ethernet Network Cấu hình cho Profile_Configuration: Chuột phải lên biểu tượng Profile_Configuration chọn Edit Attributes, chọn Profile Configuration->Edit lên bảng Table chọn Rows cấu hình 11HTHM1 Page 21 Truyền số liệu – Ethernet Network Ở mục Application dòng chọn Edit lên bảng table chọn Rows cấu hình->Click OK: Tương tự dòng 2,3 mục Application cấu hình : Dòng ->Click Ok: Dòng ->Click OK : 11HTHM1 Page 22 Truyền số liệu – Ethernet Network Quay bảng Profile Configuration cột Operation Mode Chọn Simultaneous cột Repeatabilty chọn Unlimited hình: Sau Click Ok->Ok Cấu hình cho Server : Nhấp chuột phải lên Server chọn Edit Attributes : Ở mục Application : Supported Services chọn Edit lên bảng Table chọn Rows cấu hình : Sau Click OK->OK Cấu hình cho máy phòng ban : 11HTHM1 Page 23 Truyền số liệu – Ethernet Network Cấu hình cho máy Billing(Kế Toán) Chọn máy phòng Billing sau chon Edit Attributes, mục Application: Support Profile-> chọn Edit->Hiện lên bảng Table chọn Rows 1->Chọn thuộc tính Billing Profile hình: Sau Click OK->Check Apply Changes to Selected Pbjects->Click Ok 11HTHM1 Page 24 Truyền số liệu – Ethernet Network Phòng ban Sales Tech làm tương tự trên: Phòng Sales:Chọn máy phòng Sales sau chon Edit Attributes, mục Application: Support Profile-> chọn Edit->Hiện lên bảng Table chọn Rows 1>Chọn thuộc tính Sales Profile hình: Sau Click OK->Check Apply Changes to Selected Pbjects->Click Ok 11HTHM1 Page 25 Truyền số liệu – Ethernet Network Phòng Tech:Chọn máy phòng Sales sau chon Edit Attributes, mục Application: Support Profile-> chọn Edit->Hiện lên bảng Table chọn Rows 1>Chọn thuộc tính Tech Profile hình: Sau Click OK->Check Apply Changes to Selected Pbjects->Click Ok 11HTHM1 Page 26 Truyền số liệu – Ethernet Network Bước 3: Cấu hình mô - Chọn menu Simulation > Choose Individual Statistics … - Bung Global Statistics > Ethernet, chọn delay (sec) - Bung HTTP , chọn Traffic Received (Packets/sec) Traffic Sent(Packets/sec) click chọn OK 11HTHM1 Page 27 Truyền số liệu – Ethernet Network Chọn File->Save lại Bước 4: Nhân hoạt cảnh (Duplicate The Scenario) - Bây ta nhân hoạt cảnh Đầu tiên nhân hoạt cảnh với số máy tính tăng lên gấp đôi cấu hình đường truyển không thây đổi - Vào menu Scenarios > Chọn Duplicate Scenario, nhận tên 10Mpbs_30 Click OK để tạo -Thây đồi Swicth hoạt cảnh 2: Kích chuột phải vào 1st_fl_switch chọn Edit Attributes mục model chọn ethernet32_switch->Click OK 11HTHM1 Page 28 Truyền số liệu – Ethernet Network Copy thêm máy hình: 11HTHM1 Page 29 Truyền số liệu – Ethernet Network Nhân hoạt cảnh 3(Duplicate The Scenario) - Bây ta nhân hoạt cảnh cấu hoạt cảnh đường truyền tang lên 100Mpbs - Vào menu Scenarios > Chọn Duplicate Scenario, nhận tên 100Mpbs_30 Click OK để tạo -Click vào đường truyền nhấp phải chuột chọn Select Similar Links ->sau nhấp phải chuột lên đường truyền Edit Attributes - Ở mục model chọn đường truyền 100BaseT->Click apply Changes to Selected Objects->OK 11HTHM1 Page 30 Truyền số liệu – Ethernet Network Bước 5: Chạy mô - Vào menu Scenarios-> Manage Scenarios, thay đổi giá trị cột Results thành giá trị cột Sim Duration hình : - Nhấn chọn OK, trình mô phổng thực thi - Sau mô hoàn tất nhấn nút Close để đóng SimulationSequence 11HTHM1 Page 31 Truyền số liệu – Ethernet Network Bước 6: So Sánh kết Vào menu Results > chọn Compare results Độ trể mạng : - Bung Global Statistics- > Ethernet, chọn Delay, nhấn show => so sánh độ trể hoạt cảnh 10Mpbs_15 10Mpbs_30 100Mpbs_30, ta thấy độ trể hoạt cảnh 10Mpbs_15 10Mpbs_30 so với hoạt cảnh 100Mpbs_30 lớn Tốc độ truyền hoạt cảnh 10Mpbs_15 10Mpbs_30 chênh lệch nhiều đường truyền 10Mpbs,còn hoạt cảnh 100Mpbs_30 sử dụng đường truyền 100Mpbs nên độ trễ nhỏ 11HTHM1 Page 32 Truyền số liệu – Ethernet Network Lưu lượng mạng :(traffic received) - BungTraffic Sink > Traffic Received (bits), chọn show => Đồ thị thống kê hiển thị tổng lưu lượng nhận tất máy trạm (station), tỉ lệ tốc độ nhận hoạt cảnh có độ chênh lệch không nhiều Tuy nhiên tốc độ cao hoạt cảnh 10Mpbs_15 10Mpbs_30 100Mpbs_30 Lưu lượng gửi : (traffic sent) 11HTHM1 Page 33 Truyền số liệu – Ethernet Network - Bung Traffic Source- > Traffic sent (byte/sec) hoạt cảnh sai khác nhiều Tuy nhiên tốc độ cao hoạt cảnh 10Mpbs_15 10Mpbs_30 100Mpbs_30 11HTHM1 Page 34 ... Page 17 Truyền số liệu – Ethernet Network Nối đường truyền từ Server đến hệ thống mạng hình hình: 11HTHM1 Page 18 Truyền số liệu – Ethernet Network Bước 2: Cấu hình thiết bị Ta cần cấu hình số loại... Truyền số liệu – Ethernet Network Sửa tên Node cột Name hình: 11HTHM1 Page 16 Truyền số liệu – Ethernet Network Sau nhấn OK kết sau: Kết nối với Server: Từ cửa sổ Object Palettet chọn đường truyền. .. Attributes mục model chọn ethernet3 2_switch->Click OK 11HTHM1 Page 28 Truyền số liệu – Ethernet Network Copy thêm máy hình: 11HTHM1 Page 29 Truyền số liệu – Ethernet Network Nhân hoạt cảnh 3(Duplicate