MẠNG CỤC BỘ, MẠNG LAN

Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN BÀI 4: MẠNG CỤC BỘ, MẠNG LAN Nội dung     Hướng dẫn học    Nghe giảng đọc tài liệu để nắm bắt nội dung Làm tập luyện thi trắc nghiệm theo yêu cầu Liên hệ lấy ví dụ thực tế để minh họa cho nội dung học Thời lượng học  Giới thiệu chung mạng cục Kỹ thuật mạng cục bộ: o Hình trạng mạng o Đường truyền vật lý o Các thiết bị mạng Các phương pháp truy cập đường truyền vật lý o Phương pháp truy cập ngẫu nhiên o Phương pháp truy cập có điều khiển Các yêu cầu thiết kế o Quy trình thiết kế o Thiết kế mạng cục Mục tiêu Sau học này, bạn có thể:  Trình bày khái niệm mạng cục  Biết kiến thức môi truyền dẫn, chức mô hình thiết bị mạng cục  Biết yêu cầu thiết kế mạng cục bước thiết kế mạng 12 tiết IT102_Bai 4_v1.0013103214 87 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN TÌNH HUỐNG KHỞI ĐỘNG BÀI Tình dẫn nhập Trong khu vực địa lý nhỏ như:  Một văn phòng  Một tầng tòa nhà, tòa nhà  Khuôn viên nhỏ trường đại học, khu vui chơi giải trí,…(không bán kính 10 Km) Chúng ta cần thiết lập mạng nội để đảm bảo chia tài nguyên máy tính cho cách nhanh chóng Đồng thời phải quan tâm tới tính bảo mật thông tin truyền Đặc biệt, trường hợp liệu truyền gặp phải sai sót, làm cách xác định liệu bị sai Câu hỏi Làm để kết nối thiết bị máy tính, máy in,…với khu vực địa lý trên? Phải dùng phương pháp kết nối để băng thông lớn nhất, quản trị đơn giản chi phí rẻ nhất? 88 IT102_Bai 4_v1.0013103214 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN 4.1 Giới thiệu chung mạng cục Trong năm 80 vừa qua, mạng cục Lan phát triển cách nhanh chóng Trong tổ chức (cơ quan, nhà máy, trường đại học…) có nhiều hệ thống nhỏ sử dụng nảy sinh nhu cầu kết nối chúng lại với Tên gọi “Mạng cục bộ” xem xét từ quy mô mạng hay khoảng cách địa lý Tuy nhiên, đặc tính mạng cục bộ, thực tế quy mô mạng định nhiều đặc tính công nghệ mạng Vậy mạng cục (Local Area Networks - LAN) mạng thiết lập để liên kết máy tính phạm vi tương đối nhỏ (như nhà, khu nhà, trường học ) với khoảng cách lớn máy tính vòng vài chục km trở lại Để phân biệt mạng LAN với loại mạng khác ta dựa số đặc trưng sau:  Đặc trưng địa lý: mạng cục thường cài đặt phạm vi nhỏ (toà nhà, quân ) có đường kính từ vài chục mét đến vài chục km  Đặc trưng tốc độ truyền: mạng cục có tốc độ truyền cao so với mạng diện rộng, khoảng 100 Mb/s tới tốc độ đạt tới 1Gb/s  Đặc trưng độ tin cậy: tỷ suất lỗi thấp so với mạng diện rộng (như mạng điện thoại chẳng hạn), đạt từ 10-8 đến 10-11  Đặc trưng quản lý: mạng cục thường sở hữu riêng tổ chức (như trường học, doanh nghiệp ) việc quản lý khai thác mạng hoàn toàn tập trung thống Tuy nhiên, với phát triển nhanh chóng công nghệ mạng đặc trưng nói mang tính tương đối Sự phân biệt mạng cục mạng diện rộng ngày “mờ” 4.2 Kỹ thuật mạng cục 4.2.1 Hình trạng mạng (Topology) Hình trạng mạng cục thể qua cấu trúc hay hình dáng hình học đường dây cáp mạng dùng để liên kết máy tính thuộc mạng với Các mạng cục thường hoạt động dựa cấu trúc định sẵn liên kết máy tính thiết bị có liên quan Về nguyên tắc hình trạng mạng máy tính nói chung dùng cho mạng cục Song đặc thù mạng cục nên có hình trạng thường sử dụng: hình (Star), hình vòng (Ring), tuyến tính (Bus) Mạng hình (Star) Ở dạng hình sao, tất trạm nối vào thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ trạm chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối phương thức điểm-điểm (Point - to - Point) Thiết bị trung tâm hoạt động giống tổng đài cho phép thực việc nhận truyền liệu từ trạm tới trạm khác Tùy theo yêu cầu truyền thông mạng, thiết bị trung tâm thiết bị chuyển mạch (Switch), chọn đường (Router) đơn giản tập trung (Hub) Có nhiều cổng cổng nối với máy Theo chuẩn IEEE 802.3 mô hình dạng hình thường là: IT102_Bai 4_v1.0013103214 89 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN  10BASE-T: dùng cáp UTP (Unshield Twisted Pair - cáp không bọc kim), tốc độ 10 Mb/s, khoảng cách từ thiết bị trung tâm tới trạm tối đa 100m  100BASE-T tương tự 10BASE-T tốc độ cao 100 Mb/s Ưu nhược điểm Ưu điểm: Với dạng kết nối có ưu điểm không đụng độ hay ách tắc đường truyền, tận dụng tốc độ tối đa đường truyền vật lý, lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm, bớt trạm) Nếu có trục trặc trạm không gây ảnh hưởng đến toàn mạng qua dễ dàng kiểm soát khắc phục cố Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100 m với công nghệ nay) tốn nhiều dây cáp Hình 4.1: Sơ đồ kiểu kết nối hình với HUB trung tâm Mạng hình vòng (Ring) Tín hiệu lưu chuyển theo chiều Các máy tính liên kết với thành vòng tròn theo phương thức điểm-điểm (Point - to - Point), qua trạm nhận truyền liệu theo vòng chiều liệu truyền theo gói Mỗi trạm mạng nối với vòng qua chuyển tiếp (Repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu chuyển tiếp đến trạm vòng Như tín hiệu lưu chuyển vòng theo chuỗi liên kết điểm - điểm Repeater cần có giao thức điều khiển việc cấp phát quyền truyền liệu vòng cho trạm có nhu cầu Mỗi gói liệu mang địa trạm đích, trạm nhận gói liệu kiểm tra với địa nhận lấy phát lại cho trạm kế tiếp, gói liệu đến đích Để tăng độ tin cậy mạng, ta phải lắp vòng dự phòng (vòng phụ), đường truyền vòng bị cố vòng phụ sử dụng với chiều tín hiệu ngược với chiều vòng Ưu nhược điểm Ưu điểm: Với dạng kết nối có ưu điểm không tốn nhiều dây cáp, tốc độ truyền liệu cao, không gây ách tắc Nhược điểm: Các giao thức để truyền liệu phức tạp có trục trặc trạm ảnh hưởng đến toàn mạng 90 IT102_Bai 4_v1.0013103214 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN Hình 4.2: Sơ đồ kiểu kết nối dạng vòng c Mạng tuyến tính (Bus) Có dạng đường thẳng máy tính nối vào đường dây truyền (Bus) Đường truyền giới hạn hai đầu loại đầu nối đặc biệt gọi terminator (dùng để nhận biết đầu cuối để kết thúc đường truyền đây) Mỗi trạm nối vào đường dây truyền qua đầu nối chữ T (T_Connector) thu phát (Transceiver) Khi trạm truyền liệu tín hiệu quảng bá hai chiều Bus (tức trạm lại thu tín hiệu trực tiếp) theo gói một, gói phải mang địa trạm đích Các trạm thấy liệu qua nhận lấy, kiểm tra, với địa nhận lấy bỏ qua Đối với Bus chiều tín hiệu phía, lúc terminator phải thiết kế cho tín hiệu phải dội lại Bus trạm mạng thu nhận tín hiệu Như với hình trạng mạng dạng tuyến tính, liệu truyền theo liên kết điểm - nhiều điểm (point - to - multipoint) hay quảng bá (Broadcast) Sau vài thông số kỹ thuật hình trạng dạng tuyến tính Theo chuẩn IEEE 802.3 (cho mạng cục bộ) với cách đặt tên quy ước theo thông số: tốc độ truyền tính hiệu (1,10 100 Mb/s); BASE (nếu Baseband) BROAD (nếu Broadband)  10BASE5: Dùng cáp đồng trục đường kính lớn (10mm) với điện trở 50 , tốc độ 10 Mb/s, phạm vi tín hiệu 500m/segment, có tối đa 100 trạm, khoảng cách hai máy tối thiểu 2,5m (Phương án gọi Thick Ethernet hay Thicknet)  10BASE2: tương tự Thicknet dùng cáp đồng trục nhỏ (RG 58A), chạy với khoảng cách 185m, số trạm tối đa segment 30, khoảng cách hai máy tối thiểu 0,5m Ưu nhược điểm Ưu điểm: Với dạng kết nối có ưu điểm không tốn nhiều dây cáp, tốc độ truyền liệu cao, dễ thiết kế Nhược điểm: Nếu lưu lượng truyền tăng cao dễ gây ách tắc có trục trặc hành lang khó phát IT102_Bai 4_v1.0013103214 91 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN Hình 4.3: Sơ đồ kiểu kết nối dạng tuyến tính So sánh tính hình trạng mạng Dạng tuyến tính Dạng hình vòng Dạng hình Tốt cho trường hợp mạng nhỏ mạng có giao thông thấp lưu lượng liệu thấp Tốt cho trường hợp mạng có số trạm hoạt động với tốc độ cao, không cách xa mạng có lưu lượng liệu phân bố không Hiện mạng hình cách tốt cho trường hợp phải tích hợp liệu tín hiệu tiếng Các mạng đện thoại công cộng có cấu trúc Không phức tạp Đòi hỏi thiết bị tương đối phức tạp Mặt khác việc đưa thông điệp tuyến đơn giản, có đường, trạm phát cần biết địa trạm nhận, thông tin để dẫn đường khác không cần thiết Mạng hình xem phức tạp Các trạm nối với thiết bị trung tâm hoạt động thiết bị trung tâm nối tới dây dẫn truyền từ xa Rất tốt tải thấp giảm hiệu suất mau tải tăng Có hiệu trường hợp lượng lưu thông cao ổn định nhờ tăng chậm thời gian trễ xuống cấp so với mạng khác Tốt cho trường hợp tải vừa, hiệu suất mạng phụ thuộc trực tiếp vào sức mạnh thiết bị trung tâm Tổng phí Tương đối thấp đặc biệt nhiều thiết bị phát triển hoàn chỉnh bán sản phẩm thị trường Sự dư thừa kênh truyền khuyến để giảm bớt nguy xuất cố mạng Phải dự trù gấp đôi nguồn lực phải có phương thức thay nút không hoạt động muốn mạng hoạt động bình thường Tổng phí cao làm nhiệm vụ thiết bị trung tâm, thiết bị trung tâm không dùng vào việc khác Số lượng dây riêng nhiều Nguy Một trạm bị hỏng không ảnh hưởng đến mạng Tuy nhiên mạng có nguy bị tổn hại cố đường dây dẫn có vấn đề với hành lang Vấn đề khó xác định lại dễ sửa chữa Một trạm bị hỏng ảnh hưởng đến hệ thống trạm phục thuộc vào Tìm Repeater hỏng khó lại việc sửa chữa thẳng hay dùng mưu mẹo xác định điểm hỏng mạng có địa bàn rộng khó Độ tin cậy hệ thống phụ thuộc vào thiết bị trung tâm, bị hỏng mạng ngưng hoạt động, ngưng hoạt động thiết bị trung tâm thường không ảnh hưởng đến toàn hệ thống Ứng dụng Độ phức tạp Hiệu suất 92 IT102_Bai 4_v1.0013103214 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN Khả mở rộng Dạng tuyến tính Dạng hình vòng Dạng hình Việc thêm định hình lại mạng dễ.Tuy nhiên việc kết nối máy tính thiết bị hãng khác khó chúng phải nhận địa liệu Tương đối dễ thêm bớt trạm làm việc mà nối kết nhiều cho thay đổi Giá thành cho việc thay đổi tương đối thấp Khả mở rộng hạn chế, đa số thiết bị trung tâm chịu đựng số định liên kết Sự hạn chế tốc độ truyền liệu băng tần thường đòi hỏi người sử dụng Các hạn chế giúp cho chức xử lý trung tâm không bị tải tốc độ thu nạp cổng truyền giá thành cổng truyền thiết bị trung tâm thấp d Mạng kết hợp Hình 4.4: Mô hình kết hợp cấu trúc Kết hợp hình tuyến tính (Star/Bus Topology) Cấu hình mạng dạng có phận tách tín hiệu (Spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng chọn hình vòng dạng tuyến tính Lợi điểm cấu hình mạng gồm nhiều nhóm làm việc cách xa nhau, ARCNET mạng dạng kết hợp hình dạng tuyến tính Cấu hình dạng đưa lại uyển chuyển việc bố trí đường dây tương thích dễ dàng nhà Kết hợp hình vòng (Star/Ring Topology) Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có "thẻ bài" liên lạc (Token) chuyển vòng quanh HUB trung tâm Mỗi trạm làm việc (Workstation) nối với HUB - cầu nối trạm làm việc để tăng khoảng cách cần thiết IT102_Bai 4_v1.0013103214 93 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN 4.2.2 Đường truyền vật lý Đường truyền vật lý dùng để chuyển tín hiệu máy tính Các tín hiệu biểu thị giá trị liệu dạng xung nhị phân (On - Off) Tất tín hiệu thuộc dạng sóng điện từ (trải từ tần số sóng radio, sóng ngắn, tia hồng ngoại) Ứng với loại tần số sóng điện tử có đường truyền vật lý khác để truyền tín hiệu Hiện có hai loại đường truyền:  Đường truyền hữu tuyến: cáp đồng trục, cáp đôi dây xoắn (bọc kim, không bọc kim), cáp sợi quang  Đường truyền vô tuyến: radio, sóng cực ngắn, tia hồng ngoại  Mạng cục thường sử dụng ba loại đường truyền vật lý cáp xoắn đôi, cáp đồng trục cáp sợi quang Ngoài gần người ta bắt đầu sử dụng nhiều mạng cục không dây nhờ radio viba  Cáp đồng trục đường sử dụng nhiều mạng dạng tuyến tính, hoạt động truyền dẫn theo dải sở (Baseband) dải rộng (Broadband) Với dải sở, toàn khả đường truyền dành cho kênh truyền thông nhất, với dải rộng hai nhiều kênh truyền thông phân chia dải thông kênh truyền  Hầu hết mạng cục sử dụng phương thức dải rộng Với phương thức tín hiệu truyền hai dạng: tương tự (Analog) số (Digital) không cần điều chế  Cáp đồng trục có hai loại cáp gầy (Thin Cable) cáp béo (Thick Cable) Cả hai loại cáp có tốc độ làm việc 10Mb/s cáp gầy có độ suy hao tín hiệu lớn độ dài cáp tối đa cho phép hai repeater nhỏ cáp béo  Cáp gầy thường dùng để nối trạm văn phòng, phòng thí nghiệm, cáp béo dùng để nối dọc theo hành lang, lên tầng lầu,  Phương thức truyền thông theo dải rộng dùng cáp xoắn đôi, cáp xoắn đôi thích hợp với mạng nhỏ hiệu thấp chi phí đầu tư Phương thức truyền theo dải rộng chia dải thông (tần số) đường truyền thành nhiều dải tần (kênh), dải tần cung cấp kênh truyền liệu tách biệt nhờ sử dụng cặp modem đặc biệt Phương thức vốn phương tiện truyền chiều: tín hiệu đưa vào đường truyền truyền theo hướng  không cài đặt khuyếch chuyển tín hiệu tần số theo hai chiều Vì xảy tình trạng có trạm nằm trạm truyền nhận tín hiệu Vậy làm để có hai đường dẫn liệu mạng Điểm gặp hai đường dẫn gọi điểm đầu cuối Ví dụ, hình trạng dạng Bus điểm đầu cuối đơn giản đầu mút Bus (Terminator), với hình trạng dạng (Tree) gốc (Root) Các trạm truyền truyền hướng điểm đầu cuối (gọi đường dẫn về), sau tín hiệu nhận điểm đầu cuối truyền theo đường dẫn thứ hai xuất phát từ điểm đầu cuối (gọi đường dẫn đi) Tất trạm nhận liệu đường dẫn Để cài đặt đường dẫn ta sử dụng cấu hình vật lý sau: 94 IT102_Bai 4_v1.0013103214 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN Hình 4.5: Cấu hình vật lý cho Broadband Trong cấu hình cáp đôi (Dual Cable), đường dẫn chạy cáp riêng biệt điểm đầu cuối đơn giản đầu nối thụ động chúng Trạm gửi nhận có tần số Trong cấu hình tách (Split), hai đường dẫn cáp tần số khác nhau: đường dẫn có tần số thấp đường dẫn có tần số cao Điểm đầu cuối chuyển đổi tần số Chú ý: Việc lựa chọn đường truyền thiết kế sơ đồ cáp (trong trường hợp hữu tuyến) công việc quan trọng thiết kế cài đặt mạng máy tính nói chung mạng cục nói riêng Giải pháp lựa chọn đáp ứng nhu cầu sử dụng mạng thực tế không cho mà cho tương lai Ví dụ: Muốn truyền liệu đa phương tiện chọn loại cáp cho phép thông lượng tối đa vài Mb/s, mà phải nghĩ đến loại cáp cho phép thông lượng 100 Mb/s Việc lắp đặt hệ thống cáp nhiều trường hợp (toà nhà nhiều tầng) tốn nhiều công  phải lựa chọn cẩn thận, để xảy trường hợp chọn cáp bừa bãi sau hai năm lại gỡ bỏ, lắp đặt lại hệ thống hoàn toàn Đường cáp truyền mạng sở hạ tầng hệ thống mạng, nên quan trọng ảnh hưởng nhiều đến khả hoạt động mạng Hiện người ta thường dùng loại dây cáp cáp xoắn đôi, cáp đồng trục cáp quang Cáp xoắn đôi Đây loại cáp gồm hai đường dây dẫn đồng xoắn vào nhằm làm giảm nhiễu điện từ gây môi trường xung quanh chúng với Hiện có hai loại cáp xoắn cáp có bọc kim loại (STP - Shield Twisted Pair) cáp không bọc kim loại (UTP -Unshield Twisted Pair) IT102_Bai 4_v1.0013103214 95 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN  Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên có tác dụng chống nhiễu điện từ, có loại có đôi dây xoắn vào có loại có nhiều đôi dây xoắn với  Cáp không bọc kim loại (UTP): Tính tương tự STP khả chống nhiễu suy hao vỏ bọc  STP UTP có loại (Category - Cat) thường dùng: o o Loại & (Cat & Cat 2): Thường dùng cho truyền thoại đường truyền tốc độ thấp (nhỏ 4Mb/s) Loại (Cat 3): Tốc độ truyền liệu khoảng 16 Mb/s, chuẩn cho hầu hết mạng điện thoại o Loại (Cat 4): Thích hợp cho đường truyền 20Mb/s o Loại (Cat 5): Thích hợp cho đường truyền 100Mb/s o Loại (Cat 6): Thích hợp cho đường truyền 300Mb/s Đây loại cáp rẻ, dễ cài đặt, nhiên dễ bị ảnh hưởng môi trường Chiều dài tối đa quy định Network Architecture cho loại cáp chiều dài không phụ thuộc vào kiểu dây hay cách bấm dây Đối với UTP chiều dài tối đa 100m tối thiểu 0.5m tính từ HUB tới máy tính, từ máy tính tới máy tính khoảng 2.5m Cách bấm dây mạng có nhiều cách tùy vào mục đích sử dụng Chọn cách bấm phụ thuộc loại dây cáp Chẳng hạn loại cáp UTP cat cat 5e cho tốc độ truyền tải khác có cách bấm khác Có cách bấm dây chuẩn cho loại cáp UTP gọi T568A T568B Hình 4.6: Cách bấm dây chuẩn Có hai kiểu: đấu thẳng đấu chéo hay gọi Crossover: Đấu thẳng: dùng để nối từ máy tính đến HUB/SWITCH hay thiết bị mạng khác có hổ trợ Đối với kiểu straight đầu dây bạn xếp thứ tự dây đầu dây lại phải y Đấu chéo: dùng để nối trực tiếp từ máy tính đến máy tính, HUB đến HUB hay thiết bị mạng mức với Kiểu phải bấm đảo đầu dây tức cặp TX (cặp truyền) đầu trở thành RX (nhận) đầu cách đổi vị trí cặp xoắn Dễ hiểu trộn T-568A T-568B = CrossOver 96 IT102_Bai 4_v1.0013103214 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN truyền thông tầng liên kết liệu, nhiên mạng sử dụng loại dây nối khác Bridge vận chuyển khả thay đổi cấu trúc gói tin mà nhận mà quan tâm tới việc xem xét vận chuyển gói tin Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục có giao thức khác có khả chuyển gói tin thuộc mạng sang gói tin thuộc mạng trước chuyển qua Ví dụ : Bridge biên dịch nối mạng Ethernet mạng Token Ring Khi cầu nối thực nút token Ring mạng Token Ring nút Enthernet mạng Ethernet Cầu nối truyền gói tin theo chuẩn sử dụng mạng Enthernet sang chuẩn sử dụng mạng Token Ring Tuy nhiên cần ý cầu nối chia gói tin làm nhiều gói tin nên phải hạn chế kích thước tối đa gói tin phù hợp với hai mạng Ví dụ kích thước tối đa gói tin mạng Ethernet 1500 bytes mạng Token Ring 6000 bytes trạm mạng token Ring gửi gói tin cho trạm mạng Ethernet với kích thước lớn 1500 bytes qua cầu nối số lượng byte dư bị chặt bỏ Hình 4.13: Ví dụ Bridge biên dịch Sử dụng Bridge trường hợp sau:  Mở rộng mạng đạt tới khoảng cách tối đa Bridge sau xử lý gói tin phát lại gói tin phần mạng lại nên tín hiệu tốt chuyển tiếp  Giảm bớt tắc nghẽn mạng có nhiều trạm cách sử dụng Bridge, chia mạng thành nhiều phần Bridge, gói tin nội phần mạng không phép qua phần mạng khác  Để nối mạng có giao thức khác  Một vài Bridge có khả lựa chọn đối tượng vận chuyển Nó vận chuyển gói tin địa xác định Ví dụ: cho phép gói tin máy A, B qua Bridge 1, gói tin máy C, D qua Bridge Hình 4.14: Liên kết mạng với Bridge Một số Bridge chế tạo thành riêng biệt, cần nối dây bật Các Bridge khác chế tạo thẻ chuyên dùng cắm vào máy tính, máy tính sử dụng phần mềm Bridge Việc kết hợp phần mềm với phần cứng cho phép uyển chuyển hoạt động Bridge 102 IT102_Bai 4_v1.0013103214 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN c Router (Bộ chọn đường) Router thiết bị hoạt động tầng mạng, tìm đường tốt cho gói tin qua nhiều kết nối để từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối Router sử dụng việc nối nhiều mạng với cho phép gói tin theo nhiều đường khác để tới đích Hình 4.15: Hoạt động Router Khác với Bridge hoạt động tầng liên kết liệu nên Bridge phải xử lý gói tin đường truyền Router có địa riêng biệt, tiếp nhận xử lý gói tin gửi đến Khi trạm muốn gửi gói tin qua Router phải gửi gói tin với địa trực tiếp Router (trong gói tin phải chứa thông tin khác đích đến) gói tin đến Router Router xử lý gửi tiếp Khi xử lý gói tin Router phải tìm đường gói tin qua mạng Để làm điều Router phải tìm đường tốt mạng dựa thông tin có mạng, thông thường Router có bảng đường (Router Table) Thông qua liệu Router gần mạng liên mạng, Router tính bảng đường (Router Table) tối ưu dựa thuật toán xác định trước Người ta phân chia Router thành hai loại Router có phụ thuộc giao thức (The Protocol Dependent Routers) Router không phụ thuộc vào giao thức (The Protocol Independent Router) dựa vào phương thức xử lý gói tin qua Router  Router có phụ thuộc giao thức: thực việc tìm đường truyền gói tin từ mạng sang mạng khác không chuyển đổi phương cách đóng gói gói tin hai mạng phải dựng chung giao thức truyền thông  Router không phụ thuộc vào giao thức: liên kết mạng dựng giao thức truyền thông khác chuyển đổi gói tin giao thức sang gói tin giao thức kia, Router chấp nhận kích thước gói tin khác (Router chia nhỏ gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước truyền mạng) IT102_Bai 4_v1.0013103214 103 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN Hình 4.16: Hoạt động Router mô hình OSI Để ngăn chặn việc số liệu, Router nhận biết đường vận chuyển ngừng vận chuyển đường bị tắc Các lý sử dụng Router  Router có phần mềm lọc ưu việt Bridge gói tin muốn qua Router cần phải gửi trực tiếp đến nên giảm số lượng gói tin qua Router thường sử dụng nối mạng thông qua đường dây thuê bao đắt tiền không truyền dư lên đường truyền  Router dựng liên mạng có nhiều vùng, vùng có giao thức riêng biệt  Router xác định đường an toàn tốt mạng nên độ an toàn thông tin đảm bảo  Trong mạng phức hợp gói tin luân chuyển đường gây nên tình trạng tắc nghẽn mạng Router cài đặt phương thức nhằm tránh tắc nghẽn Hình 4.17: Ví dụ bảng đường (Routing Table) Router 104 IT102_Bai 4_v1.0013103214 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN Các phương thức hoạt động Router Đó phương thức mà Router nối với Router khác để qua chia sẻ thông tin mạng có Các chương trình chạy Router xây dựng bảng đường qua việc trao đổi thông tin với Router khác  Phương thức véctơ khoảng cách: Router luôn truyền thông tin bảng đường mạng, thông qua Router khác cập nhật lên bảng đường  Phương thức trạng thái tĩnh: Router truyền thông báo phát có thay đổi mạng Router khác cập nhật lại bảng đường, thông tin truyền thường thông tin đường truyền Một số giao thức hoạt động Router  RIP (Routing Information Protocol) phát triển Xerox Network system sử dụng SPX/IPX, TCP/IP RIP hoạt động theo phương thức véctơ khoảng cách  NLSP (Netware Link Service Protocol) phát triển Novell dùng để thay RIP hoạt động theo phương thức véctơ khoảng cách, Router biết cấu trúc mạng việc truyền bảng đường giảm  OSPF (Open Shortest Path First) phần TCP/IP với phương thức trạng thái tĩnh, có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thông  OSPF-IS (Open System Interconnection Intermediate System to Intermediate System) phần TCP/IP với phương thức trạng thái tĩnh, có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thông d Gateway (Cổng nối) Gateway dùng để kết nối mạng không chẳng hạn mạng cục mạng máy tính lớn (Mainframe), mạng hoàn toàn không nên việc chuyển đổi thực tầng hệ thống mở OSI Thường sử dụng nối mạng LAN vào máy tính lớn Gateway có giao thức xác định trước thường nhiều giao thức, Gateway đa giao thức thường chế tạo thẻ có chứa xử lý riêng cài đặt máy tính thiết bị chuyên biệt Hình 4.18: Hoạt động Gateway mô hình OSI Hoạt động Gateway thông thường phức tạp Router nên chuyển tải thường chậm thường không dùng nối mạng LAN - LAN IT102_Bai 4_v1.0013103214 105 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN e Hub (Bộ tập trung) Hub thường dùng để nối mạng, thông qua đầu cắm người ta liên kết với máy tính dạng hình Người ta phân biệt Hub thành loại sau:  Hub bị động (Passive Hub): Hub bị động không chứa linh kiện điện tử không xử lý tín hiệu liệu, có chức tổ hợp tín hiệu từ số đoạn cáp mạng Khoảng cách máy tính Hub lớn nửa khoảng cách tối đa cho phép hai máy tính mạng (ví dụ khoảng cách tối đa cho phép hai máy tính mạng 200m khoảng cách tối đa máy tính hub 100m) Các mạng ARCnet thường dùng Hub bị động  Hub chủ động (Active Hub): Hub chủ động có linh kiện điện tử khuyếch đại xử lý tín hiệu điện tử truyền thiết bị mạng Quá trình xử lý tín hiệu gọi tái sinh tín hiệu, làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, nhạy cảm với lỗi khoảng cách thiết bị tăng lên Tuy nhiên ưu điểm kéo theo giá thành Hub chủ động cao nhiều so với Hub bị động Các mạng Token Ring có xu hướng dựng Hub chủ động  Hub thông minh (Intelligent Hub): Hub chủ động có thêm chức so với loại trước, có vi xử lý nhớ mà qua không cho phép điều khiển hoạt động thông qua chương trình quản trị mạng mà hoạt động tìm đường hay cầu nối Nó tìm đường cho gói tin nhanh cổng nó, thay phát lại gói tin cổng chuyển mạch để phát cổng nối tới trạm đích 4.3 Các phương pháp truy cập đường truyền vật lý Đối với hình trạng dạng hình sao, liên kết thiết lập hai trạm thiết bị trung tâm đảm bảo đường truyền dành riêng suốt truyền Tuy nhiên hình trạng dạng vòng tuyến tính có đường truyền nối tất trạm với cần phải có quy tắc chung cho tất trạm nối vào mạng để bảo đảm đường truyền truy nhập sử dụng tốt Có nhiều phương pháp khác để truy nhập đường truyền vật lý, phân làm hai loại: phương pháp truy nhập ngẫu nhiên (Random Access) phương pháp truy nhập có điều khiển (Contronlled Access) Trong có ba phương pháp hay dùng mạng cục nay: phương pháp CSMA/CD, Token Bus, Token Ring 4.3.1 Phương pháp truy cập ngẫu nhiên CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mạng có phát xung đột Phương pháp sử dụng cho hình trạng dạng Bus, tất trạm mạng nối trực tiếp vào Bus Mọi trạm truy nhập vào Bus chung (đa truy nhập) cách ngẫu nhiên dẫn đến xung đột (hai nhiều trạm đồng thời truyền liệu) Dữ liệu truyền mạng theo khuôn dạng định sẵn có vùng thông tin điều khiển chứa địa trạm đích 106 IT102_Bai 4_v1.0013103214 Bài 4: Mạng cục bộ, mạng LAN Phương pháp CSMA/CD phương pháp cải tiến từ phương pháp CSMA hay gọi LBT (Listen Before Talk - Nghe trước nói) Tư tưởng là: trạm cần truyền liệu trước hết phải “nghe” xem đường truyền rỗi hay bận Nếu rỗi truyền liệu theo khuôn dạng quy định trước Ngược lại, bận (tức có liệu khác) trạm phải thực ba giải thuật sau (gọi giải thuật “kiên nhẫn”)  Tạm “rút lui” chờ đợi thời gian ngẫu nhiên lại bắt đầu “nghe” đường truyền (Non persistent - không kiên trì)  Tiếp tục “nghe” đến đường truyền rỗi truyền liệu với xác suất =  Tiếp tục “nghe” đến đường truyền rỗi truyền với xác suất p xác định trước (0 < p