giáo trình Mạng máy tính

giáo trình Mạng máy tính

Mạng máy tính và internetPhần A: Mạng máy tínhChơng I: Nhập môn mạng máy tính

I.1/ Các khái niệm cơ bản:

I.1.1/ Lịch sử phát triển:

Từ những năm của thập kỷ 60 đã xuất hiện các mạng xữ lý trong đó các trạm cuối (Gọi là terminal) thụ động đợc nối vào một máy xữ lý trung tâm Máy xữ lý trung tâm làm mọi việc Từ quản lý việc truyền dữ liệu, quản lý sự đồng bộ của các trạm cuối, quản lý các hàng đợi v.v cho đến việc xữ lý các ngắt từ các trạm cuối Để giảm nhẹ nhiệm vụ của máy xữ lý trung tâm, ngời ta thêm vào các bộ tiền xữ lý (Gọi là Processor) để nối thành một mạng truyền tin, trong đó các thiết bị tập trung (Concentrator) và dồn kênh (multiplexor) dùng để tập trung trên cùng một đờng truyền các tín hiệu gửi tới từ trạm cuối

` Sự khác nhau giữa hai thiết bị này là: Bộ dồn kênh có khả năng chuyển song song các thông tin do các trạm cuối gửi tới, còn bộ tập trung không có khả năng đó nên phải dùng bộ nhớ đệm để lu trử tạm thời các thông tin

Hình 2: Một mạng máy tính-nối trực tiếp các bộ tiền xữ lý

Đồng thời trong những năm này, bắt đầu xuất hiện khái niệm mạng truyền thông (communication network) trong đó các thành phần chính của nó là các nút mạng, đợc gọi là các bộ chuyển mạch (switching unit) dùng để hớng thông tin tới đích của nó (Hình 3)

Hình 3: Một mạng truyền thông

Nút mạng

(Swtching Unit)

Các nút mạng đợc nối với nhau bằng các đờng truyền (Transmission line) còn các máy tính xữ lý thông tin của ngời sử dụng (host) hoặc các trạm cuối (Terminal) đ-

ợc nối trực tiếp vào các nút mạng để khi cần thì trao đổi thông tin qua mạng Bản thân các nút mạng thờng cũng là máy tính nên có thể đồng thời đóng vai trò máy của ngời sử dụng

Vì vậy, ta không phân biệt khái niệm mạng máy tính và mạng truyền thôngCác máy tính đợc kết nối với mạng máy tính nhằm vào mục đích sau:

-Làm cho các tài nguyên có giá trị cao (thiết bị, chơng trình, dữ liệu) trở nên khả dụng đối với bất kỳ ngời sử dụng nào trên mạng (Không cần quan tâm đến vị trí địa lý của ngời sử dụng)

-Tăng độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối với một máy tính nào đó

Mặc dù những mục tiêu đó rất hấp dẫn nhng cũng từ thập kỷ 80 trở đi thì việc kết nối mạng mới đọc thực hiện rộng rãi nhờ tỷ lệ giữa giá thành máy tính và chi phí truyền tin đã giảm đi rõ rệt do sự bùng nổ các thế hệ máy tính cá nhân

I.1.2/ Các yếu tố của mạng máy tính

-Khái niệm về mạng máy tính: là một tập hợp các máy tính đợc nối với nhau bởi các

đờng truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó Có hai khái niệm cần làm rõ: Đờng truyền vật lý và kiến trúc của mạng máy tính

I.1.2.1/ Đ ờng truyền vật lý

Đờng truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu điện tử giữa các máy tính Các tín hiệu điện tử đó biểu thị giá trị dữ liệu dới dạng các xung nhị phân (on-off) Tất cả các tín hiệu đợc truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ (EM) nào

đó, trải từ các tần số radio tới các sóng cực ngắn (viba) và tia hồng ngoại Tuỳ theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đờng truyền vật lý khác nhau để truyền tín hiệu

Các tần số radio có thể truyền bằng cáp điện (dây xoắn đôi hoặc cáp đồng trục hoặc bằng phơng tiện quảng bá ( radio broadcasting)

Sóng cực ngắn (viba) thờng đợc dùng để truyền giữa các trạm mặt đất và các vệ tinh Chúng cũng đợc dùng để truyền các tín hiệu quảng bá từ môt trạm phát đến nhiều trạm thu Mạng điện thoại là một ví dụ cho cách dùng này

Tia hồng ngoại là lý tởng đối với nhiều loại truyền thông mạng Nó có thể đợc truyền giữa hai điểm hoặc quảng bá từ một điểm đến nhiều máy thu Tia hồng ngoại

và các tần số cao hơn của ánh sáng có thể đợc truyền qua các loại cáp sợi quang

Khi xem xét la chọn các đờng truyền vật lý ta cần chú ý các đặc trng cơ bản của chúng là giải thông, độ suy hao và độ nhiễu điện từ

-Giải thông của một đờng truyền là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng

đợc Ví dụ: giải thông của đờng điện thoại là 400-4000 Hz, có nghĩa nó có thể truyền các tín hiệu với các tần số nằm trong phạm vi từ 400-4000 chu kỳ/giây

-Tốc độ truyền dữ liệu trên đờng truyền gọi là thông lợng của đờng truyền Thông lợng đợc đo bằng số lợng bít đợc truyền đi trong một giây (bps)

-Độ suy hao là độ đo sự yếu đi của tín hiệu trên đờng truyền Nó cũng phụ thuộc vào độ dài cáp

-Độ nhiễu điện từ gây ra bởi tiếng ồn điện từ bên ngoài làm ảnh hởng đến tín hiệu trên đờng truyền

Hiện nay, cả hai loại đờng truyền hữu tuyến (cable) và vô tuyến (wireless) đều

đợc sử dụng trong việc nối kết mang máy tính

-Đờng truyền hữu tuyến gồm có:

-Cách nối các máy tính với nhau gọi là hình trạng của mạng (topology) Còn tập hợp các quy tắc quy ớc truyền thông gọi là giao thức (protocol) của mạng

a/ Topology: Có hai kiểu nối mạng chủ yếu là điểm-điểm (point-to-point) và

quảng bá

-Theo kiểu điểm-điểm: các đờng truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút

đều có trách nhiệm lu trử tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích Do cách thức làm việc nh thế nên mạng kiểu này còn đợc gọi là mạng lu và chuyển tiếp

Hình 5: Một số dạng topo của mạng điểm-điểm

-Theo kiểu quảng bá: Tất cả các nút phân chia chung một đờng truyền vật lý Dữ liệu đợc gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể đợc tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại Bởi vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình hay không?

Hình 6: Một số ví dụ về mạng kiểu quảng bá

Trong các topo dạng BUS và dạng vòng cần có một cơ chế trong tài để giải quyết xung đột khi nhiều nút muốn truyền tin cùng một lúc Việc cấp phát đờng truyền

có thể là tỉnh hoặc động Cấp phát tỉnh thờng dùng cơ chế quay vòng để phân chia ờng truyền theo các khoảng thời gian định trớc Cấp phát động là cấp phát theo yêu cầu để hạn chế thời gian chết vô ích của đờng truyền

đ-Trong topo dạng vệ tinh (hoặc radio) mỗi nút cần có một anten để thu và phát sóng

b/ Giao th c mạng

Việc trao đổi thông tin phải tuân theo những quy tắc nhất định

Ví dụ: Khi hai ngời nói chuyện với nhau, muốn có kết quả thì hai ngời phải tuân theo một quy tắc: Ngời này nói thì ngời kia nghe và ngợc lại, sử dụng chung mọt ngôn ngữ

Việc truyền tìn hiệu trên mạng cũng vậy, cần phải có những quy tắc về nhiều mặt: khuôn dạng của dữ liệu, thủ tục gửi nhận dữ liệu, kiểm soát hiệu quả và chất lợng truyền tin và xữ lý các lỗi sự cố Yêu cầu về xữ lý và trao đổi thông tin của ngời sử dụng càng cao thì các quy tắc càng nhiều và phức tạp hơn Tập hợp các quy tắc, quy -

ớc đó gọi là giao thức của mạng

Nh vậy các mạng khác nhau có thể sử dụng các giao thức khác nhau tuỳ sự lựa chọn của ngời thiết kế

I.1.3/ Phân loại mạng máy tính

Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tuỳ thuộc vào yếu tố chính đợc chọn

để làm chỉ tiêu phân loại, chẳng hạn: khoảng cách địa lý, kỷ thuật chuyển mạch hay kiến trúc mạng

a/ Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố chính để phân loại thì ta có mạng cục

bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng và mạng toàn cầu

-Mạng cục bộ: (Local Area Network-LAN) là mạng đợc đặt trong một phạm vi tơng

đối nhỏ (Trong một toà nhà, trờng học ) với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài chục KM trở xuống

-Mạng đô thị (Metropolitan Area Network-MAN) là mạng đợc cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế-xã hội có bán kính 100KM trở lại

-Mạng diện rộng (Wide Area Network-WAN) là mạng có phạm vi có thể vợt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa

-Mạng toàn cầu (Global Area Network-GAN): Phạm vi của mạng trải rộng khắp trái

đất

Chú ý: Việc phân loại các mạng trên có tính chất tơng đối Nhờ sự phát triển của công nghệ truyền dẫn và quả trị mạng nên ranh giới giữa các loại ngày càng mờ nhạt

b/ Nếu lấy kỷ thuật chuyển mạch (switching) làm yếu tố chính để phân loại thì

ta có mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo và mạng chuyển mạch gói

-Mạng chuyển mạch kênh (Circuit-Switched Network): Khi hai máy trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì cho đến khi một bên ngắt liên lạc Các dữ liệu đợc truyền ccố định theo con đờng đó

Nhợc điểm:

+Tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh cố định giữa hai máy

+Hiệu suất sử dụng đờng truyền không cao vì có lúc kênh bị bỏ do cả hai bên

đều hết thông tin cần truyền trong khi các máy khác không đợc phép sử dụng kênh này

đờng dẫn tới đích của nó Nh vậy mỗi nút cần phải lu trữ tạm thời để đọc thông tin

điều khiển trên thông báo rồi sau đó chuyển tiếp thông báo đi Tuỳ thuộc vào điều kiện của mạng, các thông báo khác nhau có thể đợc gửi đi trên con đờng khác nhau

A S1 S6 B

Hình 8: Mạng chuyển mạch theo thông báo

Phơng pháp này có nhiều u điểm so với chuyển mạch kênh, cụ thể là:

+Hiệu suất sử dụng đờng truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà đợc phân chia cho nhiều máy

+Mỗi nút mạng có thể lu trử thông báo cho tới khi kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi do đó giảm đợc tình trạng tắc nghẽn mạng

+Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ u tiên cho các thông báo

+Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá để gửi thông báo đồng thời đến nhiều đích

Nhợc điểm:

Không hạn chế kích thớc của các thông báo, có thể dẫn đến phí tổn lu trử tạm thời cao và ảnh hởng đến thời gian đáp và chất lợng truyền đi

-Mạng chuyển mạch gói: (Packet-Switched Network)

Mỗi thông báo đợc chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin có khuôn dạng quy định trớc Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ ngời gửi và ngời nhận của gói tin Các gói tin thuộc về một thông báo nào đó có thể đ-

ợc gửi đi qua mạng để tới đích bằng nhiều con đờng khác nhau

Hình 9: Mạng chuyển mạch theo gói

Chuyển mạch thông báo và chuyển mạch gói gần gióng nhau Điểm khác biệt là gói tin đợc giới hạn kích thớc tối đa sao cho các nút mạng có thể xữ lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không cần phải lu trử tạm thời trên đĩa Vì vậy mạng chuyển mạch gói qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn so với chuyển mạch thông báo

Nhợc điểm: Khó khăn trong việc tập hợp các gói tin để tạo lại thông báo ban đầu của ngời sử dụng, đặc biệt khi gói tin truyền theo nhiều đờng khác nhau Cần phải cài

đặt cơ chế đánh dấu gói tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc truyền bị lôĩ cho các nút mạng.

Do u điểm về hiệu suất nên mạng chuyển mạch gói đợc sử dụng rộng rãi hơn mạng chuyển mạch thông báo

c/ Ngời ta còn có thể phân loại mạng theo cấu trúc mạng Có các loại sau: SNA của IBM, mạng ISO, mạng TCP/IP

I.2/ Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI

I.2.1/ Kiến trúc phân tầng

Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết các mạng máy tính hiện có đều đợc phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng Mỗi hệ thống thành phần của mạng đợc xem nh là một cấu trúc đa tầng, trong đo mỗi tầng đợc xây trên tầng trớc nó Số lợng các tầng cũng nh tên và chức năng của mỗi tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế Tuy nhiên hầu hết các mạng có mục đích của mỗi tầng là để cung cấp một số dịch vụ nhất định cho tầng cao hơn

Nguyên tắc của kiến trúc mạng phân tầng là: mỗi hệ thống trong một mạng đều

có cấu trúc tầng (số lợng tầng, chức năng) là nh nhau Trong thực tế dữ liệu không đợc truyền trực tiếp từ tầng i của hệ thống này sang tầng i của hệ thống khác (trừ đối với tầng thấp nhất trực tiếp sử dụng đờng truyền vật lý) ở đây quy ớc dl ở bên hệ thống gửi

đợc truyền sang hệ thống nhận bằng đờng truyền vật lý và cứ thế đi ngợc lên tầng trên

Nh vậy giữa hai hệ thống kết nối với nhau chỉ có tầng thấp nhất mới có liên kết vật lý, còn ở các tầng cao hơn là liên kết logic đợc đa vào để hình thức hoá các hoạt động của mạng thuận tiện cho việc thiết kế và cài đặt các phần mềm truyền thông

I.2.2/ Mô hình OSI

Khi thiết kế, các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng riêng của mình Từ

đó dẫn đến tình trạng không tơng thích giữa các mạng dẫn đến trở ngại cho sự tơng tác

của ngời sử dụng Vì vậy các nhà sản xuất tìm kiếm một chuẩn chung làm căn cứ cho thiết kế.

Vì lý do đó, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Organization For Standardization-ISO) đã lập ra một tiểu ban nhằm phát triển khung chuẩn nh thế Năm

1984, ISO đã xây dựng xong mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconection hay gọn hơn: OSI Reference Model) Mô hình này làm cơ sở đê nối kết các hệ thống mở phục vụ các ứng dụng phân tán Từ mở nói lên khả năng hai hệ thống có thể nối kết để trao đổi thông tin với nhau nếu chúng tuân thủ mô hình tham chiếu và các chuẩn liên quan

Để xây dựng mô hình OSI, ISO cũng xuất phát từ kiến trúc phân tầng và dựa trên các nguyên tắc chủ yếu sau đây:

+Để đơn giản cần hạn chế số lợng tầng

+Tạo ranh giới các tầng sao cho các tơng tác và mô tả các dịch vụ là tối thiểu

+Chia các tầng sao cho các chức năng khác nhau đợc tách biệt với nhau và các tầng sử dụng các loại công nghệ khác nhau cũng đợc tách biệt

+Các chức năng khác nhau đợc đặt vào cùng một tầng

+Chọn ranh giới các tầng theo kinh nghiệm đã đợc chứng tỏ là thành công

+Các chức năng đợc định vị sao cho có thể thiết kế lại tầng mà ảnh hởng ít nhất đến các tầng kề nó

+Tạo ranh giới các tầng sao cho có thể chuẩn hoá giao diện tơng ứng

+Tạo một tầng khi dữ liệu đợc xữ lý một cách khác biệt

+Cho phép các thay đổi chức năng hoặc giao thức trong một tầng không làm ảnh ởng đến các tầng khác

h-+Mối tầng chỉ có giao diện với tầng kế trên và dới nó

Khi chia các tầng con các nguyên tắc cũng đợc áp dụng tơng tự

+Có thể chia một tầng thành các tầng con

+Tạo các tầng con để cho phép giao tiếp với các tầng kế cận

+Cho phép huỷ bỏ các tầng con nếu thấy không cần thiết

Mô hình OSI gồm có 7 tầng với tên gọi và chức năng nh sau:

Presentation Giao thức tầng 6 Trình diễn

Network Giao thức tầng 3 Mạng

Đờng truyền vật lýHình 11: Mô hình OSI 7 tầng Bảng chức năng các tầng trong mô hình OSI

1/PHYSICAL

Tầng Vật lý Liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bít không có cấu trúc qua đờng truyền vật lý, truy nhập đờng truyền vật lý

nhờ các phơng tiện cơ

2/DATA LINK Cung cấp phơng tiện truyền thông tin qua liên kết vật lý

đảm bảo tin cậy: Gửi các khối dữ liệu với các cơ chế

đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết

3/NETWORK Thực hiện việc chọn đờng và chuyển tiếp thông tin với

công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu và cắt ghép dữ liệu nếu cần

TRANSPORT Thực hiện việc truyền dl giữa hai đầu mút: thực hiện cả

việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dl giữa hai đầu mút Cũng có thể thực hiện việc ghép kênh hoặc cắt ghép dữ liệu nếu cần

SESSION Cung cấp phơng tiện quản lý truyền thông giữa các ứng

dụng: Thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng

PRESENTATION Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng nhu cầu truyền

dữ liệu của các ứng dụng qua môi trờng OSIAPPLICATION Cung cấp các phơng tiện để ngời sử dụng có thể truyy

nhập đợc vào môi trờng OSI, đồng thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán

Hai hệ thống dù khác nhau nhng đều có thể truyền thông với nhau một cách hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều kiện sau đây

+Cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông

+Các chức năng đó đợc tổ chức thành cùng một tập các tầng Các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng nh nhau

+Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung

Để đảm bảo các điều trên cần phải có các chuẩn Các chuẩn cũng phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức Mô hình OSI 7 tầng là cơ sở để xây dựng các chuẩn

Các nguyên tắc và các thuật ngữ của mô hình OSI

-Trong mỗi tầng của hệ thống có một hoặc nhiều thực thể (entity) hoạt động Một thực thể tầng N (N-entity) đợc cài đặt các chức năng tầng N và giao thức truyền thông với thực thể tầng N trong hệ thống khác

-Mỗi thực thể truyền thông với các thực thể tầng trên và dới nó qua một giao diện gồm một hoặc nhiều điểm truy nhập dịch vụ (Server Acess Point-SAP)

-Thực thể tầng N-1 cung cấp dịch vụ cho thực thể tầng N thông qua việc gọi hàm nguyên thuỷ

-Hàm nguyên thuỷ chỉ rõ chức năng cần thực hiện và đợc dùng để chuyển dữ liệu và thông tin điều khiển

-Có bốn kiểu hàm nguyên thuỷ:

+Request (Yêu cầu): là hàm nguyên thuỷ mà ngời sử dụng dịch vụ dùng để gọi một chức năng

+Indication (Chỉ báo): là hàm nguyên thuỷ mà ngời cung cấp dịch vụ dùng để: gọi một chức năng hoặc chỉ báo chức năng đã đợc gọi ở một điểm truy nhập dịch vụ (SAP)

+Response (Trả lời): là hàm nguyên thuỷ mà ngời sử dụng dùng để hoàn tất một chức năng đã đợc gọi từ trớc bởi một hàm nguyênt thuỷ Indication ở SAP đó

+Confirm (Xác nhận): là hàm nguyên thuỷ mà ngời cung cấp dịch vụ dùng để hoàn tất một chức năng dã đợc gọi từ trớc bởi một hàm nguyên thuỷ Request tại SAP

Thuyết minh:

-Tầng N+1 của hệ thống A gửi xuống tầng N kề dới mọt hàm request

-Tầng N của A tạo một đơn vịi dữ liệu để gửi sang tầng N của B theo giao thức tầng N

đã xác định

-Tầng N của B chỉ bảo lên tầng N+1 kề trên nó bằng hàm Indication

-Tầng N+1 của B trả lời bằng hàm Response xuồng tầng N

-Tầng N của B tạo một đơn vị dữ liệu gửi sang tầng N của A theo giao thức tầng N đã xác định

-Tầng N của A xác nhận với tầng N+1 trên nó bằng hàm Confirm

Kết thúc một giao tác giữa hai hệ thống Đơn vị dữ liệu trong giao thức tầng N ký hiệu

Bên hệ thống nhận, trình tự sẽ diễn ra ngợc lại Qua mỗi tầng PCI tơng ứng sẽ

đợc phân tích và cắt bỏ khói các PDU trớc khi gửi lên tầng trên

1.2.3/Phơng thức hoạt động: Có liên kết và không liên kết

Ơ mỗi tầng trong mô hình OSI: Có hai phơng thức hoạt động: Có liên kết (Connection oriented) và không liên kết (connectionless)

a/Phơng thức có liên kết: Trớc khi truyền dữ liệu cần thiết lập một liên kết logic giữa các thực thể đồng mức Do đó quá trình truyền thông phải qua ba giai đoạn:

-Thiết lập liên kết logic: Hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thơng lợng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn truyền dữ liệu

-Truyền dữ liệu: Dữ liệu đợc truyền đi với các cơ chế kiểm soát và quản lý kèm theo

Không nhất thiết hai tầng kề nhau phải dùng chung một phơng thức hoạt động Ví dụ tầng N dùng có liên kết, tầng N-1 dùng phơng thức không liên kết

I.2.3/ Các tổ chức thực hiện chuẩn hoá mạng máy tính

-ISO (International Organization For Standardization) là tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế hoạt động dới sự bảo trợ của liên hợp quốc ISO đợc tổ chức thành các ban kỷ thuật (Technical Commitee-TC) Trong đó TC97 đảm nhiệm lĩnh vực xữ lý thông tin Mỗi

TC chia thành nhiều tiểu ban (Subcommitee-SC) Mỗi tiểu ban chia thành nhiều nhóm công tác (Working Group) đảm nhiệm các vấn đề chuyên sâu

Các công trình chuẩn hoá: đầu tiên đợc đề nghị bởi các thành viên của ISO lên SC liên quan SC sẽ bỏ phiếu kín để quyết định chuyển thành quốc tế dự thảo và chuyển lên

TC TC sẽ bỏ phiếu kín nếu nhất trí thì chuyển lên Hội đồng ISO để ban hành chính thức

-CCITT (Commit Consultatif International Pour Telegraphe et Telephone) là tổ chức t

của các quốc gia Phơng thức làm việc cũng tơng tự ISO CCITT đầu t chuẩn hoá mạng sớm hơn ISO Nhiều sản phẩm của CCITT đã đợc ISO thừa nhận và ban hành nh chuẩn quốc tế Ngợc lại mô hình OSI 7 tầng của ISO cũng đã đợc CCITT công nhận

-ECMA ( European Computer Manufactures Association)

-ANSI (American National Standards Institute)

-IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) là những tổ chức chuẩn hoá mạng

Đặc biệt IEEE là tổ chức đi đầu trong việc chuẩn hoá mạng cục bộ

I.3/ Kiến trúc mạng riêng của các công ty

Các công ty máy tính lớn đã tự xây dựng kiến trúc mạng cho mình Đây không phải là chuẩn quốc tế chính thức nhng do các công ty có vai trò lớn đối với thị trờng nên nó tồn tại một các thực tế

I.3.1/Kiến trúc mạng NSA của IBM

09/1973, IBM giới thiệu SNA (Systems Network Architecture) Đến nay có hơn 20.000 tram SNA hoạt động

SNA là một đặc tả gồm rất nhiều tài liệu mô tả kiến trúc của mạng xữ lý dữ liệu phân tán Nó định nghĩa các giao thức cho sự tơng tác giữa các máy tính, trạm cuối, phần mềm trong mạng

SNA cũng sử dụng khái niệm phân tầng với 6 tầng sau:

-SNA Function Management (quản trị chức năng SNA): Cung cấp nhiều loại dịch vụ

t-ơng ứng với các dịch vụ của tầng 6 và tầng 7 trong mô hình OSI

-Data Flow Control (Kiểm soát luồng dữ liệu): Gần giống tầng 5 của mô hinhg OSI Yểm trợ phơng thức khai thác hai chiều đồng thời

-Transmission Control (Kiểm soát truyền): Tơng tự tầng 4 của mô hình OSI

-Path Control (Kiểm soát đờng dẫn): Có hai nhiệm vụ chính: chọn đờng và kiểm soát luồng dữ liệu Tơng tự tầng 3 của mô hình OSI

-Data Link Control (Kiểm soát liên kết dữ liệu): Tơng tự tầng 2 của mô hình OSI

-Physical Control (Kiểm soát vật lý) Tơng tự tầng 1 của mô hình OSI

I.3.2/ Kiến trúc mạng DNA của DEC

DNA (Digital Network Architecture) hay DECnet là kiến trúc mạng của công ty Digital Equipment Digital đã thiết DEC nhằm đạt đợc các mục tiêu sau đây:

-Tạo một giao diện ngời dùng chung qua các ứng dụng và các cài đặt khác nhau

-Cung cấp các khả năng phân chia tài nguyên dùng chung

-Yúm trợ các tính toán phân tán, cho phép hợp tác các chơng trình để thực hiện trong các máy tính khác nhau trên một mạng

-Yúm trợ nhiều chuẩn truyền thông nh Ethernet và X.25

-Duy trì độ sẵn sàng cao, ngay cả khi nút hoặc đờng truyền có sự cố

DEC net đợc thiết kế theo kiểu phân tầng gồm 8 tầng:

+USER (Ngời sử dụng): Chứa các chơng trình cung cấp cho ngời sử dụng và một số hệ thống DECnet nh là chơng trình kiểm soát mạng

+Network Management (Quản trị mạng): Có nhiệm vụ kiểm soát và điều kiển các hoạt động mạng

+Network Application (ứng dụng mạng): Cung cấp các chức năng bậc cao nh: Truy nhập tệp từ xa, truyền dữ liệu, sử dụng trạm cuối tơng tác Tơng tự chức năng tầng 7 và 6 của mô hình OSI

+Session Control (Kiểm soát phiên): Đảm nhận viêc truyền thông logic giữa những ngời sử dụng Nh ánh xạ tên nút với địa chỉ nút, định danh các ngời sử dụng cuối, mở và đóng các phiên liên lạc

+End Communication (Truyền thông đầu cuối) đảm nhiệm kiểm soát truyền thông từ mút tới mút Tơng tự tầng 4 của OSI

+Routing (Chọn đờng) cung cấp chức năng chọn đờng giữa các nút, đồng thời kiểm soát luồng dữ liệu và tắc nghẽn mạng

+Data Link (liên kết dữ liệu) Hoàn toàn tơng tự tầng 2

+Physical Link (Liên kết vật lý)

Function Management Application Network Management

Presentation Network Application

Transmission Control Transport End Communication

Bàng 15: Tơng ứng giữa các tầng của kiến trúc mạng SNA, OSI và DECnet

Còn phần hệ điều hành mạng và nối kết các mạng máy tính

4/Có những cách tiếp cận nào để thiết kế các hệ điều hành mạng

5/Các quan điểm xuất phát để thực hiện việc nối kết các mạng máy tính là gì?

Chơng II: Kiến trúc phân tầng của OSI

2.1/ Tầng vật lý.

2.1.1/ Vai trò và chức năng

Tầng Vật lý cung cấp các phơng tiện điện cơ, chức năng, thủ tục để kích hoạt, duy trì và đình chỉ liên kết vật lý giữa các hệ thống.

Thuộc tính điện liên quan đến sự biểu diễn các bít và tốc độ truyền các bít

Thuộc tính cơ liên quan đến tính chất vật lý của giao diện với một đờng truyền

Thuộc tính chức năng: Chỉ ra chức năng đợc thực hiện bởi các phần tử thuộc giao diện vật lý giữa một hệ thống và đờng truyền

Thuộc tính thủ tục liên quan đến giao thức điều khiển việc truyền các xâu bít qua đờng truyền vật lý

Tầng vật lý là tầng thấp nhất giao diện với đờng truyền Không có PDU, không

có phần header chứa thôg tin điều khiển, dữ liệu đợc truyền đi theo dòng bít Bởi vậy giao thức cho tầng vật lý không xuất hiện với ý nghĩa giống nh với tầng khác

Hình 2-1: Min hoạ môi trờng thực và môi trờng Logic của tầng Vật Lý

D Modem E F Transduce G

A/Môi trờng thựcTrong môi trờng thực, A và B đợc nối với nhau bằng một đoạn cáp đồng trục Modem

D để chuyển đổi từ tín hiệu số qua tín hiệu tơng tự để truyền trên cáp đồng trục Modem D chuyển đổi tín hiệu tơng tự thành tín hiệu số để truyền vào máy B

Máy B đợc nối với máy C nhờ một đoạn cáp quang Transduce E chuyển đổi xung điện thành xung ánh sáng để truyền qua cáp quang, Transduce F chuyển đổi xung ánh sáng thành xung điện và đi vào B

Liên kết đờng truyền Vật Lý

B/Môi trờng LogicMột thực thể tầng vật lý là cấu trúc Logic giao diện với một đờng truyền Vật Lý Các thực thể đó có mặt trong các hệ thống A và B và C

Một giao thức tầng Vật Lý tồn tại giữa các thực thể đó để quy định về phơng thức và tốc độ truyền

2.1.2/ Các chuẩn cho giao diện vật lý

-Khái niệm thiết bị đầu cuối dữ liệu: (Data Terminal Equipment-DTE): Dùng để chỉ các máy của ngời sử dụng cuối Tất cả các ứng dụng của ngời sử dụng đều nằm ở DTE

-Khái niệm thiết bị cuối kênh dữ liệu (Data Circuit terminating Equipment-DCE) dùng

để chỉ các thiết bị làm nhiệm vụ nối các DTE với các đờng truyền thông Nó có thể là một nhóm Modem, Transduce, Multiplexer hoặc một thiết bị số nào đó DCE có thể đ-

ợc cào đặt ngay trong DTE hoặc đứng riêng nh một thiết bị độc lập Nó có chức năng chung là biến đổi dữ liệu của ngời sử dụng thành tín hiệu đờng truyền

Đa số khi kết nối mạng máy tính và trạm cuối sử dụng cùng một kiểu giao diệm vật lý để thuận tiện cho việc truyền thông, không cần phải chuyển đổi Đặc tả DTE và DCE đợc đa ra bởi nhiểu tổ chức chuẩn hoá

-Một số chuẩn thông dụng

a/ V24 và RS-232-C:

Là hai chuẩn của CCITT và EIA nhằm định nghĩa giao diện vật lý giữa DTE và DCE

Về phơng diện cơ: sử dụng đầu nối 25 chân, dùng cáp 25 sợi để nối DTE với DCE

Về phơng diện điện: Tín hiệu số nhị phân 0, 1 tơng ứng với HĐT nhỏ hơn -3v và lớn hơn 3v Tốc độ tín hiệu qua giao diện không vợt quá 20Kb/s và khoảng cách dới 15m Khi khoảng cách giữa các thiết bị quá gần hai DTE có thể truyền tín hiệu trực tiếp cho nhau Khi đó mạch Rs-232-c vẫn có thể đợc dùng nhng không cần DTE

B/ RS-449 và RS-422-A và RS-423-A

Là ba chuẩn có u điểm hơn 2 chuẩn trên về tốc độ

Về phơng diện chức năng: RS-449 giữ nguyên toàn bộ các mạch trao đổi của

RS-232-C và thêm vào 10 mạch mới

Về phơng diện thủ tục: Tơng tự RS-232-C Mỗi mạch có một chức năng riêng

Về phơng diện cơ: RS-449 dùng đầu nối 37 chân

Về phơng diện điện: sử dụng công nghể tổ hợp nên tích hợp đợc nhiều mạch

Câu hỏi:

1/Vai trò, chức năng của tầng Vât lý là gì?

2/Phân biệt DTE và CDE

3/Các chuẩn quan trọng của tầng vật lý

Thực hành: truyền file giữa 2 máy tính nối với nhau qua cổng COM, trực tiếp hoặc qua modem

2.2/ Tầng liên kết dữ liệu

2.2.1/ Vai trò và chứ năng

Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phơng tiện để truyền thong tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy thông qua các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu

2.2.2/ Các giao thức liên kết

Có rất nhiều giao thức xây dựng cho tầng liên kết dữ liệu gọi là Data Link Protocol-DLP Các DLP đợc chia làm 2 loại: Đồng bộ (asynchronous DLP) và Dị bộ (Synchronous DLP)

Loại đồng bộ đợc chia làm 2 nhóm: Hớng ký tự (Charater oriented) và hớng bit (Bit oriented)

Data Link Protocol (DLPs)

Asynchronous Synchronous

Character-oriented Bit oriented

Hình 2: phân loại các giao thức liên kết

-DLP dị bộ sử dụng phơng thức truyền dị bộ, trong đó có các bít start, stop dùng để tách các bít biểu diễn các ký tự trong dòng dữ liệu cần truyền đi Sở dĩ gọi là dị bộ là vì không cần có sự đồng bộ liên tục giữa ngời gửi và ngời nhận tin Nó cho phép một ký

tự dữ liệu đợc truyền đi bất kỳ lúc nào mà không cần quan tâm đến các tín hiệu đồng

-các DLP hớng ký tự đợc xây dựng dựa trên các ký tự đặc biêt của bộ mã chuẩn nào đó

nh ASCII Có các loại giao thức sau:

+Giao thức truyền tệp KERMIT do Đại học Colombia chế tác, cho phép truyền tệp giữa 2 máy PC hoặc giữa một PC và 1 máy chủ

+Giao thức BISYNC do IBM chế tác, hiện nay đợc ISO xây dựng chuẩn quốc tế.+Giao thức BSC/Basic mode Họ giao thức này áp dụng cho trờng hợp điểm-

điểm

-Các DLP hớng bít lại dùng cấu trúc nhị phân để xây dựng các phần tử của giao thức

và khi nhận dữ liệu theo từng bít một Có các loại giao thức sau:

+Giao thức HDLC (High level Data Link Control: HDLC đợc phát triển bởi ISO,

nó áp dụng cho trờng hợp điểm-điểm và nhiều điểm

Hai chức năng chủ yếu của tầng mạng là chọn đờng (Routing) và chuển tiếp (relaying) Ví dụ: xét một mạng chuyển mạch gói Các gói dữ liệu truyền từ một hệ thống mở này đến một hệ thống mở khác trên mạng phải đợc chonj đờng qua một chuổi các nút Mỗi nút nhận gói dữ liệu từ một đờng vào rồi chuyển tiế qua một đờng

ra hớng đến đích dữ liệu Nh vậy ở mỗi nút trung gian phải thực hiện chức năng chọn

đờng và chuyển tiếp Các chức năng này phải thuộc tầng 3 vì chúng phải ở trên tầng liên kết dữ liệu, nhng lại cung cấp dịch vụ cho tầng giao vận nên phải ở dới tầng giao vận.

Ngoài chức năng trên nó còn thực hiện một số chức năng khác nh: thiết lập, duy trì, giải phóng các liên kết logic, kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, dồn kênh, phân kênh, cắt hợp dữ liệu

2.3.2/ Các kỷ thuật chọn đ ờng trong mạng máy tính

Chọn đờng là sự lựa chọn một con đờng truyền để truyền một đơen vị dữ liệu từ trạm nguồn đến trạm đích của nó Do vậy phải thực hiện đợc hai chức năng sau đây:

+Quyết định chọn đờng theo những tiêu chuẩn nào đó

+Cập nhật thông tin chọ đờng

Các yếu tố liên quan đến kỷ thuật chọn đờng

+Sự phân tán của các chức năng chọn đờng trên các nút của mạng: để chọn đờng tập trung hoặc phân tán

+Sự thích ngi với trạng thái hiện hành của mạng: để chọn đờng tỉnh hoặc thích nghi

+Các tiêu chuẩn tối u để chọn đờng: Độ trễ trung bình của việc truyền gói tin,

Số lợng nút trung gian giữa nguồn và đích của gói tin, độ an toàn của việc truyền tin, cớc phí truyền tin

A/Kỷ thuật chọn đờng tập trung và kỷ thuật chọn đờng phân tán

-Kỷ thuật chọn đờng tập trung đợc đặc trng bởi sự tồn tại một vài trung tâm điều khiển mạng thực hiện việc chọn đờng Sau đó gửi bảng chọn đờng đến tất cả các nút dọc theo con đờng đã chọn Thông tin tổng thể của mạng cần dùng đợc lu trử tại trung tâm điều khiển mạng Các nút mạng có thể không gửi bất kỳ một thông tin nào về trạng thái của chúng tới trung tâm hoặc chỉ gửi khi có một sự kiện nào đó Trung tâm sẽ cập nhật các bảng chọn đờng dựa trên các thông tin nhận đợc

-Kỷ tghuật chọn đờng phân tán, không tồn tại trung tâm điều khiển Quyết định chọn

đờng đợc thực hiện tại mỗi nút mạng Điều này đòi hỏi trao đổi thông tin giữa các nút tuỳ theo mức độ thích nghi của giải thuật đợc sử dụng

B/Kỷ thuật chọn đờng thích nghi và kỷ thuật chọn đờng tỉnh

-Kỷ thuật chọn đờng tỉnh có thể là phân tán hoặc tập trung nhng nó không đáp ứng với mọi sự thay đổi trên mạng Việc chọn đờng thực hiện mà không có sự trao đổi thông tin Tiêu chuẩn chọn đờng và đờng đợc chọn một lần cho toàn cuộc

-Kỷ thuật chọn đờng không thích nghi: Mỗi nút hoạt động một cách độc lập với thông tin riêng của mình để thích nghi với sự thay đổi của mạng theo một phơng pháp nào

đó Thông tin sử dụng cho việc chọn đờng bao gồm:

+Các trạng thái của đờng truyền

+Các độ trễ truyền dẫn

+Mức độ lu thông

+các tài nguyên khả dụng

Khi có sự thay đỏi trên mạng các thông tin trên đợc cập nhật

C/Các kỷ thuật tìm đ ờng tối u

-Thuật giải chọn đờng tập trung: Thuật giải DISTRA tìm kiếm đờng đi ngắn nhất trên

X25PLP định nghĩa 02 loại liên kết logic

VC (Vertual Circuit): Là liên kết ảo có tính tạm thời đợc thiết lập và xoá bỏ bởi các thủ tục của X25PLP

PVC (Permanent Vertual Circuit): là liên kết ảo đợc thiết lập vĩnh viễn trên mạng

-các thủ tục chính của X25 PLP

Call setup: Thiết lập liên kết

Clearing: Xoá bỏ liên kết

Data: Truyền dữ liệu thờng

Interrupt: Truyền dữ liệu khẩn

Reset: Khởi động lại một liên kết

Restart Khởi động lại giao diện

2.3.4/ Dịch vụ OSI cho tầng mạng

Ngoài các giao thức ISO còn định nghĩa các dịch vụ mà tầng mạng cung cấp cho tầng trên dới dạng tập các hàm nguyên thuỷ

Trong trờng hợp mạng có liên kết Việc truyền thông đợc thực hiện qua ba giai

đoạn: Thiết lập liên kết, truyền dữ liệu và xoá bỏ liên kết

-Hàm CONNECT request, CONNECT indication, CONNECT respose, CONNECT confirm dành cho việc thiết lập liên kết

N Hàm N-DIS CONNECT request, N-DIS CONNECT indication phục vụ cho việc huỷ

bỏ liên kết

-Hàm N-DATA và N-EXPEDITED-DATA dùng cho việc truyền dữ liệu

-Hàm N-DATA-ACKOWNLEDGE phục vụ báo nhận tốt dữ liệu

-Hàm N-RESET phục vụ khởi động lại liên kết

Trờng hợp không liên kết Chỉ có 02 dịch vụ

-N-UNITDATA request

-N-UNITDATA indication

2.3.5/ Công nghệ chuyển mạch nhanh ATM

Nhu cầu truyền thông đa phơng tiện ngày càng đỏi hỏi tốc độ truyền dữ liệu cao Trong khi chờ việc cải thiện hiệu năng của công nghệ X25, ngời ta tập trung tìm công nghệ mới làm tăng tốc độ chuyển mạch tại các nút mạng gọi là công nghệ FPS-Fast Packet Switching) và đợc xây dựng trên 2 kỷ thuật cơ bản: Frame Relay và Cell Relay

A/Frame Relay: Dùng đơn vị dữ liệu có kích thớc thay đổi Thông lợng vợt ngỡng 64Kb/s nhng tối đa 2Mb/s

Đạt đợc thông số đó là nhờ chức năng dồn kênh và chọn đờng đợc thực hiện ở tầng 2, hơn nữa việc chọn đờng lại rất đơn giản

B/Cell Relay: Dùng đơn vị dữ liệu có kích thớc cố định Tông lợng hàng trăm Mb/s

Câu hỏi:

-Vai trò chức năng của tầng mạng

-Có những kỷ tuật chọn đờng nào? đặc trng để phân biệt

-X225 PLP là giao thức hớng ký tự hay hớng bit

-Nêu chức năng các thủ tục chính của X25 PLP

-Các hàm nguyên thuỷ cho tầng mạng và chức năng của nó

-Vì sao phải cần đến công nghệ chuển mạch nhanh

2.4/ Tầng giao vận

2.4.1/ Vai trò và chức năng

Mô hình 7 tầng OSI đợc chia làm hai nhóm tầng: các tầng thấp quan tâm đến việc truyền dữ liệu, các tầng cao đáp ứng yêu cầu của ngời sử dụng

Tầng giao vận là tầng cao nhất của nhóm tầng thấp Mục đích của nó là cung cấp dịch

vụ truyền dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể của phơng tiện truyền thông đợc sử dụng

ở bên dới trở nên “trong suốt” đối với các tầng cao Có thể hình dung Tầng giao vận là bức màn che phủ toàn bộ các hoạt động ở các tầng thấp bên dới nó

Nó có nhiệm vụ rất phức tạp, phải tính đến khả năng thích ứng với các đặc trng của mạng: Liên kết hoặc không liên kết, tin cậy hoặc cha tin cậy

2.4.2/ Giao thức chuẩn tầng giao vận

Có 5 lớp giao thức đợc định nghĩa cho tầng giao vận

Lớp 0: Lớp đơn giản Cung cấp các khả năng thiết lập liên kết, truyền dữ liệu và huỷ bỏ liên kết Phát hiện và báo lỗi nhng không thể phục hồi Nếu tầng mạng báo hiệu một lỗi cho tầng giao vậ thì tầng này sẽ hủ bỏ các liên kết liên quan và ngời sử dụng cuối

sẽ đợc thông báo là cắt liên kết

Lớp 1: Lớp phục hồi lỗi cơ bản Các đơn vị dữ liệu đợc đánh số Có khả năng báo, nhận

và truyền dữ liệu khẩn và có khả năng phục hồi lỗi cơ bản

Lớp 2: Lớp dồn kênh Là một cải tiến của lớp 0 Cho phép dồn một số liên kết giao vận vào một liên kết mạng duy nhất Đồng thời có thể kiểm soát luồng dữ liệu để tránh tắc nghẽn

Lớp 3: Lớp phục hồi lỗi và dồn kênh Là sự mở rộng giao thức lớp 2 với khả năng phát hiện và phục hồi lỗi Ngoài ra còn có khả năng truyền lại dữ liệu

Lớp 4: Lớp phát hiện và phục hồi lỗi: Là lớp có hầu hết các chức năng của các lớp trớc

và bổ sung thêm một số khả năng khác để kiểm soát việc truyền dữ liệu

2.4.3/ Dịch vụ OSI cho tầng giao vận

Ngoài các giao thức ISO còn định nghĩa các dịch vụ mà tầng giao vận cung cấp cho tầng trên dới dạng tập các hàm nguyên thuỷ

Trong trờng hợp mạng có liên kết

-Hàm CONNECT request, CONNECT indication, CONNECT respose, CONNECT confirm dành cho việc thiết lập liên kết

T Hàm T-DIS CONNECT request, T-DIS CONNECT indication phục vụ cho việc huỷ

bỏ liên kết

-Hàm N-DATA và N-EXPEDITED-DATA dùng cho việc truyền dữ liệu

-N-UNITDATA request

-N-UNITDATA indication

Câu hỏi:

-Vai trò chức năng của tầng giao vận là gì?

-Điểm khác biệt quan trọng giữa tầng mạng và tầng giao vận

-Vì sao phải chia thành nhiều lớp trong tầng giao vận í nghĩa của mỗi lớp

-Cung cấp các điểm đồng bộ hoá để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu

-áp đặt các quy tắc cho các tơng tác giữa các ứng dụng của ngời sử dụng

-Cung cấp cơ chế nắm quền trong quá trình trao đổi dữ liệu

Việc trao đổi dữ liệu có thể thực hiện một trong 3 cách:

+Hai chiều đồng thời: Cả hai bên có thể đồng thời gửi dữ liệu đi Khi phơng thức này đã thoả thuận thì không đòi hỏi nhiệm vụ quản trị tơng tác đặc biệt

+Hai chiều luân phiên: Hai ngời sử dụng phiên phải nắm quyền đê truyền dữ liệu Tầng phiên duy trì tơng tác luân phiên bằng cách báo cho mỗi ngời sử dụng khi

2.5.2/ Dịch vụ OSI cho tầng phiên

Mục tiêu của các dịch vụ:

-Thiết lập một liên kết với một user khác, trao đổi dữ liệu với ngời sử dụng đó một các

đồng bộ và huỷ bỏ một cachs có trật tựkhi không dungf đến

-Thơng lợng về việc dùng các thẻ bài để trao đổi dữ liệu, đồng bộ hoá và huỷ bỏ liên kết, sắp xếp phơng thức trao đổi dữ liệu

-Thiết lập các điểm đồng bộ hoá trong các hội thoại và khi xảy ra sự cố có thê khôi phục lại

-Ngắt một hội thoại và khôi phục lại hội thoại đó từ một điểm xác định trớc

Giai đoạn thiết lập liên kết

Session Connection Dùng để thiết lập mối liên kết giữa hai ngời sử dụng Cho phép ngời sử dụng thơng lợng về các

thẻ bài và tham số dùng cho liên kết Giai đoạn truyền dữ liệu

Normal Data Transfer Cho phép truyền Session Service Data Unit qua một liên kết phiên

Expedited Data Transfer Cho phép truyền Session Service Data Unit khẩn

qua một liên kết phiên mà không chịu ràng buộc bởi thẻ bài và kiểm soát luồng dữ liệu của dịch

vụ truyền dữ liệu khác Type Data Transfer Cho phép truyền Session Service Data Unit qua

một liên kết phiên độc lập với việc gán thẻ bài cho dữ liệu Vì vậy dữ liệu có thể gửi ngợc với luồng dữ liệu bình thờng

Capability Data Exchange Dùng khi các Activity Service là sẳn sàng

Give Token Dùng để trao lại một hoặc nhiều thẻ bài cho ngời

sử dụng khác Please Token Cho phép ngời sử dụng yêu cầu 1 thẻ bài đang đ-

ợc gán cho một ngời sử dụng khác

Give Control Cho phép ngời sử dụng trao lại tất cả các token

cho 1 ngời sử dụng khácGiai đoạn huỷ bỏ liên kết

Orderly Release

Huỷ bỏ liên kết phiên sau khi toàn bộ các dữ

liệu trên đó đã đợc tiếp nhậ bởi những ngời sử dụng

User initiated Arbort Huỷ bỏ một phiên, kết thúc luôn các yêu cầu

dịch vụ cha đợc giải quyết

2.5.3/ Giao thức chuẩn tầng phiên:

Câu hỏi:

-Vai trò chức năng ầng phiên trong mô hình OSI

-Tại sao tầng phiên phải thực hiện việc đặt tơng ứng giữa các liên kết phiên và liên kết giao vạan

-Nêu mục tiêu của các dịch vụ tầng phiên

2.6/ Tầng trình diễn

2.6.1/ Vai trò và chức năng

-Mục đích của tằng trình diễn (Presentation layer) là đảm bảo cho các hệ thống cuối có thể truyền thông có kết quả, ngay cả khi chúng sử dụng các biểu diến khác nhau Để làm đợc điều đó nó cung cấp một biểu diễn chung để dùng trong truyền thông và cho phép chuyển đổi từ biểu diễn cục bộ sang biểu diễn chung đó

Tồn tại 3 cú pháp thông tin đợc trao đổi giữa các thực thể ứng dụng đó là: Cú pháp dùng bởi ứng dụng nguồn, cú pháp dùng bởi ứng dụng đích và cú pháp đợc dùng giữa các thực thể tầng trình diễn (cú pháp truyền) Tầng trình diễn đảm nhiệm việc chuyển đổi biểu diễn của thông tin giữa cú pháp truyền và mỗi một cú pháp kia khi

có yêu cầu

2.6.2/ Dịch vụ OSI cho tầng trình diễn

Có hai loại dịch vụ OSI cho tầng trình diễn:

-Loại liên quan đến biểu diễn của dữ liệu ngời sử dụng để đảm bảo cho hai thực thể ứng dụng có thể trao đổi dữ liệu thành công Để cung cấp dịch vụ này tầng trình diễn phải thực hiện hai nhiệm vụ

+Thơng lợng về cú pháp truyền: Với mỗi kiểu dữ liệu ngời sử dụng cho trớc, một cú pháp truyền đợc thơng lợng.

Chuyển đổi: Dữ liệu cung cấp bởi ngời sử dụng đợc chuyển đổi thành biểu diễn theo cú pháp truyền để truyèen đi Dữ liệu nhận đợc sẽ đợc chuyển đổi từ cú pháp truền sang biểu diễn của ngời sử dụng

-Loại thứ hai gồm các dịch vụ cho phép các thực thể ứng dụng có thể sử dụng các dịch

vụ tầng phiên đê quản lý hội thoại

2.6.3/ Giao thức chuẩn tầng trình diễn (ISO 8823/CCITT X.226)

Giao thức chuẩn của ISO/CCITT cho tầng trình diễn đặc tả những nội dung chính sau đây

-Cờu trúc và mã hoá các đơn vị dữ liệu của giao thức trình diễn dùng để truyền dữ liệu

và thông tin điều khiển giữa các thực thể trình diễn của hai hệ thống mở

-Các thủ tục để truyền dữ liệu và thông tin điều khiển giữa các thực thể trình diễn giữa hai hệ thống mở

-Liên kết giữa giao thức trình diễn với dịch vụ trình diễn và với dịch vụ phiên

Câu hỏi

-Vai trò và chức năng củatầng trình diễn

-Đặc điểm của dich vụ tầng trình diễn

Đặc điểm của giao thức chuẩn cho tầng trình diễn

2.7/ Tầng ứng dụng

2.7.1/ vai trò và chức năng

Tầng ứng dụng (Application Layer) là ranh giới giữa môi trờng nối kết các hệ thống mở và các tiến trình ứng dụng (Application Process-AP) Các AP sử dụng môi tr-ờng OSI để trao đổi dữ liệu trong quá trình thựchiện của chúng Là tầng cao nhất trong mô hình OSI 7 tầng

Tầng ứng dụng có một số đặc điểm khác với tầng dới nó

-Không cung cấp dịch vụ cho tầng trên

-Một tiến trình ứng dụng (AP) là một phần tử trong một hệ thống mở thực hiện việc xữ

lý thông tin cho một ứng dụng cụ thể Các Ap thuộc các hệ thống mở khác nhau phải trao đổi thông tin qua tầng ứng dụng Tầng ứng dụng bao gồm các thch thể ứng dụng (Application Entity-AE) Các thực thể này dùng giao thức ứng dụng và dịch vụ trình diễn để trao đổi thông tin Nh vậy các AE cung cấp cho các AP các phơng tiện cần thiết để truy nhập môi trờng OSI Tuy nhiên tầng ứng dụng chỉ giải quyết vấn đề ngữ nghĩa chứ không giải quyết vấn đề cú pháp

2.7.2/ Chuẩn hoá tầng ứng dụng

Môt liên kết ứng dụng gọi là: Application association Hai AE muốn trao đổi thông tin với nhau (trong trờng hợp có liên kết) thì phải lập một Application association Application association này sẽ đặt tơng ứng 1-1 với 1 Pressentation conection

Đã có nhiêu công trình chuẩn hoá tầng ứng dụng Ngời ta đã chia nó thành các tầng con và việc truyền thông phải đi qua các tầng con đó Cụ thể là các phần tử dịch

vụ ứng dụng chung (Common Application Service Elements-CASE) chứa dịch vụ truyền thông cần thiết khác nhau cho ứng dụng phổ biến nhất Nhng thực tế có những

ứng dụng không cần đến tất cả các chức năng của CASE Mặt khác, các ứng dụng đợc chuẩn hoá đồng thời và thờng thờng các kết quả đợc phát triển đó là kém tơng thích với nhau

Năm 1997 chuẩn ISO 9545 và tơng ứng X.207 đợc công bố Cờu trúc chuẩn này xác định các ứng dụng có thể cùng tồn tại và sử dụng các dịch vụ chung nh thể nào Câu hỏi:

-Trình bày vai trò chức năng của tầng ứng dụng Giữa 3 tầng coa có mối quan hệ gì

Giữa hai dây dẫn trên có một lớp cách ly, và bên ngoài cùng là lớp vỏ nhựa cứng để bảo vệ

Hiện nay thờng có các loại cáp đồng trục cho mạng cục bộ:

1.1.2/Cáp xoắn đôi (Twisted-Pair Cable)

Là cáp gồm hai đờng dây dẫn đồng đợc xoắn vào nhau nhằm giảm nhiễu điện từ gây ra bởi môi trờng xung quanh và gây ra bởi bản thân chúng với nhau

Có hai loại cáp xoắn đôi: Cáp có bọc kim STP(Shield Twisted-Pair) và cáp không bọc kim UTP(Unshield Twisted-Pair)

STP(Shield Twisted-Pair): Lớp bọc kim bên ngoài cáp xoắn đôi có tác dụng chống nhiễu điện từ Có nhiều loại cáp STP: Loại gồm một đôi dây xoắn ở trong vỏ bọc kim và loại gồm nhiều dôi dây xoắn

Theo lý thuyết, tốc độ của cáp STP là 500Mb/s Thực tế, với độ dài cáp là 100m tốc độ truyền chỉ đạt 155Mb/s Đối với mạng Token Ring tốc độ chỉ đạt: 16Mb/s Độ dài chạy cáp thờng giới hạn trong vài trăm mét

UTP: có tính năng tơng tự STP chỉ kém về khả năng chống nhiễu và suy hao do không co vỏ bọc kim Có 5 loại cáp UTP thờng đợc dùng

UTP loại 1-2: Sử dụng thích hợp cho truyền thoại và truyền dữ liệu tốc độ thấp (Dới 4Mb/s)

UTP loại 3: Sử dụng thích hợp cho truyền dữ liệu tốc độ lên đến 16Mb/s, la loại cáp chuẩn dùng cho hầu hết các mạng điện thoại

UTP loại 5: Sử dụng thích hợp cho truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 100Mb/s.1.1.3/ cáp sợi quang: bao gồm một dây dẫn trung tâm (là một hoặc một bó sợi thuỷ tinh hoặc Plastic có thể truyền dẫn tín hiệu quang) đợc bọc một lớp áo có tác dụng phản xạ tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu Bên ngoài cùng là lớp vỏ nhựa để bảo vệ cáp Nh vậy cáp sợi quang không dẫn tín hiệu điện mà dẫn tín hiệu quang Do đó phải

có thiết bị để chuyển các tín hiệu điện thành tín hiệu quang để truyền và đầu kia phải

có thiết bị để chuyển từ tín hiệu quang thành tín hiệu điệ để đa vào máy Cáp sợi quang hoạt động một trong hai chế độ: Single Mode (Một đờng duy nhất) hoặc Multi-Mode (nhiều đờng dẫn quang) Căn cứ vào đờng kính lõi quang, đờng kính lớp áo bọc và chế

độ hoạt động, Hiện nay có 4 loại cáp sợi quang hay sử dụng

-Cáp có đờng kính lõi sợi 8.3 Micron/đờng kính lớp áo 125Micron/single mode

-Cáp có đờng kính lõi sợi 62.5 Micron/đờng kính lớp áo 125Micron/single mode

-Cáp có đờng kính lõi sợi 50 Micron/đờng kính lớp áo 125Micron/single mode

-Cáp có đờng kính lõi sợi 100 Micron/đờng kính lớp áo 125Micron/single mode

Đờng kính lõi sợi rất nhỏ nên rất khó khăn khi phải đấu nối cáp sợi quang, cần phải có công nghệ đặc biệt và chi phí cao

Giải thông của cáp sợi quang có thể đạt tới 2Gb/s và cho phép khoảng cách đi cáp khá xa vì độ suy hao trên cáp thấp và không bị ảnh hởng của nhiễu điện từ và các hiệu ứng điện khác Hơn nữa, các tín hiệu truyền trên cáp quang không thể bị phát hiện và thu trộm bởi các thiết bị điện tử của ngời khác, an toàn thông tin trên mạng đợc bảo đảm

1.2/Phơng tiện vô tuyến

1.2.1/Radio: Chiếm giải tần 10KHz đến 1GHz trong đó có các băng tần nh:

-Sóng ngắn

-VHF (Very Hight Frequency): Truyền hình và FM radio

-UHF (Ultra Hight Frequency): Truyền hình

Có 3 phơng thức truyền theo tần số Radio

-Công suất thấp-tần số đơn: (Low Power, Single Frequency): Có tốc độ thực tế

từ 1 đến 10Mb/s Độ suy hao lớn do công cuất thấp, chống nhiễu kém

-Công suất cao-tần số đơn: (Hight Power, Single Frequency): Có tốc độ thực tế

từ 1 đến 10Mb/s Độ suy hao ít hơn, chống nhiễu kém

-Trải phổ: (Spread Spectrum): tất cả các hệ thống 900 MHz đều có phạm vi tốc

độ từ 2-6Mb/s Do hoạt động ở công suất thấp nên độ suy hao cũng lớn

1.2.2/ Viba (MicroWave) Có hai dạng truyền thông bằng viba: Mặt đất và vệ tinh Các

hệ thống viba mặt đất thờng hoạt động ở băng tần 4-6GHz và 21-23GHz, tốc độ truyền dữ liệu từ 1-10Mb/s

1.2.3/các hệ thống hồng ngoại (infrared System)

Có hai phơng pháp kết nối mang bằng hồng ngoại: điểm-điểm và quảng bá.Các mạng điểm-điểm hoạt động bằng cách chuyển tiếp các thiết bị hồng ngoại từ một thiết bị tới một thiết bị kế tiếp Giải tần của phơng pháp này khoảng 100GHz đến 1000THz, tốc độ đạt từ 100Kb/s đến 16Mb/s

Các mạng quảng bá hồng ngoại cũng có giải tần từ 100GHz đến 1000THz nhng tốc độ truyền dữ liệu thực tế chỉ đạt dỡi 1Mb/s

II/Thiết bị mạng.

II.1/Các bộ giao tiếp mạng:

Các bộ giao tiếp mạng có thể đợc thiết kế ngay trên bảng vi mạch chính hoặc ở dạng các tấm giao tiếp mạng (Network Interface Card-NIC) hoặc là các bộ thích nghi

đờng truyền (Transmision Media Adapter)

Một NIC có thể đợc cài đặt vào một khe cắm trên vi mạch chính Đây là loại thiết bị thông dụng nhất để nối máy tính với mạng Trong NIC có một bộ thu phát (Transceiver) với một số kiểu đầu nối (Connector)

Transceiver nh một Transmiter cộng với một Receiver Transmiter chuyển đổi các tín hiệu bên trongmáy tính thành tín hiệu mạng yêu cầu: Nếu dùng cáp UTP thì cung cấp tín hiệu điện Nếu dùng cáp quang thì chuyển tín hiệu của máy tính thành tín hiệu quang

II.2/ HUB (Bộ tập trung)

HUB là bộ chia (hay còn gọi là bộ tập trung-Concentrator) dùng để nối mạng theo hình sau

Có ba loại HUB sau:

-HUB bị động (PASSIVE): Gọi là bị động vì nó không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xữ lý các tín hiệu dữ liệu Nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu

từ một số đoạn cáp mạng Khoảng cách từ một máy tính đến HUB không lơn hơn ẵ khoảng cách tối đa giữa hai máy trên mạng

-HUB chủ động (ACTIVE HUB): Loại này có các linh kiện điện tử có thể khuyệc đại

và xữ lý tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng Quá trình xữ lý tín hiệu đợc gọi là tái sinh tín hiệu Nó làm cho mạng khoẻ hơn ít lỗi và khoảng cách giữa các thiết bị tăng lên

-Intelligent HUB (HUB thông minh): Nó là HUB chủ động nhng có thêm một số chức năng sau:

+Quản trị HUB: Nhiều HUB hiện nay đã yểm trợ giao thức quản trị mạng, cho phép hub gửi các gói tin về trạm điều khiển mạng trung tâm Nó cũng cho phép trạm

trung tâm quản lý HUB, ví dụ ra lênh cho HUB cắt liên kết với một máy đang gây lỗi mạng.

+Switching HUB (HUB chuyển mạch): Đây là loại HUB mới nhất bao gồm các mạch cho phép chọn đờng rất nhanh cho các tín hiệu giữa cacs cổng trên hub Thay vì chuyển tiếp một gói tin tới tất cả các cổng của hub, một swtching hub chỉ chuyển gói tin tới cổng nối với trạm đích của gói tin Nhiều switching hub có khả năng chuyển mạch các gói tin theo con đờng nhanh nhất Swtching hub với nhiêu u việt của nó đang dần thay thế các thiết bị bridge và router

II.3/ Repeater (Bộ chuyển tiếp): Có chức năng tiếp nhạn và chuyển tiếp các tín hiệu dữ liệu, thờng đợc dùng để nối 2 đoạn cáp mạng để mở rộng mạng

Mở rộng Lan bằng Repeater

Một số repeater chỉ có chức năng đơn giản là khuếch đại tín hiệu Tuy nhiên lúc

đó mọi tiếng ồn trên mạng cũng bị khuyếch đại theo Ngoài ra nếu tín hiệu gốc bị méo thì Re cũng không xữ lý đợc

Các loại RE tiên tiến hơn có thể mở rộng phạm vi của đờng truyền mạng bằng hai cách: Khuyếch đại và tái sinh tín hiệu Chúng định danh dữ liệu trong tín hiệu nhận

đợc và dùng dữ liệu đó để tái sinh tín hiệu gốc Điều đó cho phép khuyếch đại tín hiệu mong muốn đồng thời giảm đợc tiếng ồn và hiệu chỉnh đợc các tín hiệu méo nếu có.II.4/ Bridge (Cầu)

Bridge là một thiết bị mềm dẻo hơn nhiều so với repeater Một Repeater chuyển chuyển đi tiếp tất cả các tín hiệu mà nó nhận đợc Còn một Bridge có chọn lọc và chuyển đi các tín hiệu có đích ở phần mạng phía bên kia Bridge có thể làm đợc điều

đó vì mỗi thiết bị trên mạng đều có một địa chỉ duy nhất, và địa chỉ đích đợc đặt trong phần header của mỗi gói tin đợc truyền Giả sử có một Bridge nối hai mang LAN A và LAN B

Nối 2 mạng cục bộ bằng bridge

Bridge làm việc nh sau:

-Nhận mọi gói tin trên LAN A và LAN B

-Kiểm tra các địa chỉ đích ghi trong các gói tin

-Các gói tin trên LAN A mà có đích trên LAN A thì huỷ bỏ Tơng tự trên LAN B (Vì các gói tin đó có thể đến dích mà không cần bridge

-Các gói tin trên LAN A mà đích trên LAN B sẽ đợc gửi đến LAN B tơng tự các gói tin trên LAN B gỉ đến LAN A

Các bridge thế hệ cũ đòi hỏi ngời quản trị mạng phải cấu hình trực tiếp các bảng địa chỉ Còn đối với thế hệ mới (Learning Bridge) có thể cập nhật tự động các bản địa chỉ của nó khi các thiết bị đợc thêm vào hoặc bớt đi trên mạng

II.5/Multiplexor (bộ dồn kênh)

Multiplexor là thiết bị có chức năng tổ hợp một số tín hiệu để chúng có thể đợc truyền với nhau và sau đó khi nhận lại đợc tách ra ở các tín hiệu gốc (Chức năng phục hồi lại tín hiệu gốc gọi là Demultiplexing-phân kênh)

Dồn kênh và phân kênh tín hiệu

II.6/Modem (Bộ điều chế và giải điều chế)

Modem (Modullation/ Demodullation) là thiết bị có chức năng chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tơng tự và ngợc lại (Digital-Analog) để kết nối các máy tính qua đờng day điện thoại

Modem cho phép gửi th điện tử, truyền tệp, truyền fax và trao đổi dữ liệu theo yêu cầu

Modem không thể nối các mạng xa với nhau và trao đổi dữ liệu trực tiếp đợc

Modem có thể dùng với một Router để nối kết các mạng qua mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

Modem có thể lắp ngoài hay lắp trong máy

II.7/ Router (Bộ chọn đờng)

Router là thiết bị thông minh hơn Bridge vì nó có thể thực hiện đợc các giải thuật chọn đờng đi tối u cho cá gói tin

Dùng ROUTER trong liên mạng

Nh vậy Router co chức năng tơng ứng với hai tầng thấp (Phyisscal-Data Link) của mô hình OSI trong khi Router có chức năng tơng ứng với 3 tầng (Phyisscal-Data Link-Network) Router cho phép nối các kiểu mạng khác nhau thành liên mạng Chức năng của Router đòi hỏi phải hiểu một giao thức nào đó trớc khi thực hiện việc chọn đ-ờng theo giao thức đó Các Router do vậy sẽ phụ thuộc vào giao thức của các mạng đợc nối kết

II.8/Brouter (Bộ chọn đờng cầu)

Brouter là thiết bị có thể đóng vai trò của cả Router lẫn cả Bridge Khi nhận đợc các tin, Brouter chọn đờng cho các gói tin mà nó hiểu (giao thức) và bắc cầu cho tất cả các gói tin mà nó không hiểu

II.9/ CSU/DSU (Chanel Service Unit/Digital Service Unit)

Đây là loại thiết bị dùng để nối kết các LAN thành mạng WAN thông qua mạng điện thoại công cộng Nó có nhiệm vụ chuyển đổi các tín hiệu LAN thành tín hiệu đòi hỏi bởi các nhà cung cấp dịch vụ mạng công cộng Nó cũng có vai trò làm cô lập mạng cục bộ đối với mạng công cộng để bảo vệ cho mạng cục bộ tránh đợc nhiễu

âm và sự dao động điện thế của mạng công cộng