Mạng truyền thông Ethernet

Bài thuyết trình về mạng Ethernet bao gồm tổng quan,chuẩn IEEE 802,cấu trúc mạng,Ethernet công nghiệp,ứng dụng của mạng.Bài thuyết trình về mạng Ethernet bao gồm tổng quan,chuẩn IEEE 802,cấu trúc mạng,Ethernet công nghiệp,ứng dụng của mạng.Bài thuyết trình về mạng Ethernet bao gồm tổng quan,chuẩn IEEE 802,cấu trúc mạng,Ethernet công nghiệp,ứng dụng của mạng.

Ethernet Members: • Nguyễn Hồng Qn • Đào Bình Minh Nội Dung I Tổng quan Ethernet II Chuẩn IEEE 802 III Cách hoạt động IV Các mơ hình mạng Ethernet V Ethernet công nghiệp I.Tổng quan     Ethernet sản phẩm công ty Xerox, sử dụng lần đầu năm 1975 Ethernet mạng cục (LAN),được xây dựng theo chuẩn lớp cấu trúc mạng OSI Áp dụng phương pháp truy nhập bus CSMA/CD Ethernet dùng để kết nối thiết bị khoảng cách gần, thường tòa nhà Các thành phần mạng Data terminal Equipment (DTE): Các thiết bị truyền nhận liệu DTEs (ví dụ: PC, File Server, Print Server, ) Data Communication Equipment (DCE): Các thiết bị kết nối mạng cho phép nhận chuyển khung liệu mạng (ví dụ: Repeater, Switch, Router, ) Các đường cáp kết nối,dài 500m ngắn 2.5m Có thể sử dụng cáp xoắn đôi, cáp đồng trục mỏng, cáp đồng trục dày, cáp sợi quang MAC (Media Access Control): • Cung cấp chế đánh địa đk truy nhập kênh • Địa MAC dãy số 48bit Chỉ bao gồm lớp vật lý lớp MAC, hoạt động mức liên kết liệu.được cấp riêng cho card mạng,cho phép chuyển liệu tới Theo nguyên tắc CSMA/CD cảm biến sóng mang có phát đụng độ đích mạng II.Chuẩn IEEE 802.3    Thành phần chính: • Phần cứng mạng : Các thiết bị nối mạng • Giao thức điều khiển truy xuất đường truyền • Khung Ethernet Các thành phần khung Ethernet 1.Phần đầu khung Preamble: • bytes với mẫu bit 10101010 nối tiếp byte với mẫu bit 10101011 • Được sử dụng để đồng nhịp đồng hồ bên gởi bên nhận Addresses (đ ịa chỉ): bytes • Nếu thích ứng mạng nhận frame có địa đích trùng với địa v ật lý nó, địa đích địa quảng bá, đ ưa li ệu lên cho giao th ức (được chỉ) tầng mạng Nếu không loại bỏ khung Start Frame Delimiter (SFD) • D chuỗi bit (1 byte) 10101011 Nó theo sau Preamble ch ỉ s ự b đ ầu chuỗi thông tin với hai bit cuối 11 Sau byte đ ịa ch ỉ Các thành phần khung Ethernet 3.Destination Address (DA) – Địa đích • Địa đích bao gồm bytes để xác nhận trạm nhận khung Nó chứa đ ịa ch ỉ v ật lý (physical address) đích đến gói Địa vật lý h ệ th ống m ột mẫu bit mã hóa NIC (Network Interface Card) Nếu gói ph ải qua m ạng LAN đến mạng LAN khác để đến đích nó, trường DA chứa địa vật lý router nối mạng LAN hành mạng LAN kế Khi gói đ ạt đ ến m ạng đích, trường DA chứa đại vật lý thiết bị đích • Trong chuỗi bits này, bit phía bên trái trường DA đ ịa ch ỉ đ ơn (individual address) bit địa nhóm (group address) n ếu bit Bit th ứ hai bên trái DA quản lý cục hay quản lý tồn cục Những bit lại đ ược gán để xác nhận trạm đơn, nhóm trạm tất trạm mạng (network) Các thành phần khung Ethernet 4.Source Address (SA) – Địa nguồn • Địa nguồn bao gồm bytes chứa địa vật lý thiết bị cu ối chuy ển tiếp gói Thiết bị trạm gởi router xảy nh ất đ ể nh ận chuyển tiếp gói Địa nguồn ln ln địa ch ỉ đ ơn bit phía trái ln bit 5.Length/type of PDU field • Lengh/type field gồm bytes Chỉ số byte PDU (Protocol Data Unit) đến Nếu chiều dài PDU cố định, trường đ ược dung lo ại ho ặc n ền giao thức khác Ví dụ, Novel Internet dùng đ ể làm rõ nghi th ức m ạng dung PDU Các thành phần khung Ethernet 6.Data field – Trường liệu (802.2 frame) • Trường liệu gồm n bytes Chiều dài tối thiểu lớn li ệu từ 46 bytes đến 1500 bytes Dữ liệu gởi qua lớp mạng với vài thông tin điều khiển Nếu liệu có chiều dài 46 byte m ột gói, ch ế đ ặt biệt đệm để đủ tối thiểu 46 bytes PDU tạo lớp phụ (LLC) lien kết đến khung 802.3 7.Frame Check Sequence (CRC) • Frame Check Sequence bao gồm bytes Một vùng ch ứa 32 bits mã ki ểm tra l ổi phát sai theo mã CRC-32 tính tất trường (fields) ngoại tr Preamble, SFD, FCS Đặc điểm chuẩn 802.3 Cấu trúc hình sao, tín hiệu truyền đồng với mã Manchester Vận tốc truyền : 10Mbps,100Mbps,… 10Gbps Loại cáp : Cáp đồng trục mảnh, cáp đồng trục dày, cáp xoắn đôi, cáp sợi quang Chiều dài tối đa đoạn cáp tuyến 500m • Bộ nối đóng vai trò thu phát,thực hi ện ch ức nghe ngóng đường truy ền nh ận bi ết xung đột • Cáp thu phát dài tới 50m ch ứa tới đôi dây xoắn: đôi cho truyền liệu, đơi cho truyền tín hiệu điều khiển, đơi l ại để cấp nguồn cho thu phát 10BASE5 10BASE2 • Card giao diện mạng nối với cáp đồng trục thông qua nối thụ động BNC hình chữ T • Bộ thu phát tích hợp bảng điện tử module giao diện mạng 10BASET • Các trạm nối với thơng qua chia • Thêm hay bớt trạm khỏi mạng đơn giản • Ưu điểm: phát lỗi dễ dàng • Nhược điểm:tốn dây,chi phí chia 10BASEF • Ghép nối điểm điểm • Cấu trúc mạng hình sao,hình daisy-chain • Ưu điểm: tốc độ truyền tốt,chống nhiễu hiệu • Nhược điểm:chi phí lớn V.Ethernet cơng nghiệp Cáp • Cáp: mơi trường nhiều bụi bẩn,nhiễu điện từ,nhiễu xuyên âm Vì v ậy nên s dụng cáp CAT6 Cáp CAT6 cho phép tốc đ ộ truy ền đ ạt đ ến 1GB khoảng cách 100m 10GB khoảng cách 55m. Nếu mơi trường nhiễu cao có th ể s dụng cáp có bọc giáp (Shielded Cable) • Cáp CAT6 hình thành từ cặp dây xoắn tách bi ệt hoàn toàn,bên lõi nhựa chữ thập cho phép truyền liệu ổn định.Bên cạnh phía ngồi đ ược bọc lớp vỏ chống nhiễu giúp giảm nhiễu xạ tín hiệu đường truy ền • Các loại cáp CAT6:  CAT6A: tốc độ truyền với băng thông 500MHz gấp đôi CAT6,hiệu su ất tốt h ơn nhiên chi phí cao  CAT6 UTP: dùng chuẩn 10BASET 100BASET,khơng có bọc chống nhi ễu,tính linh hoạt cao,giá thành rẻ  CAT6 STP: cáp xoắn đơi có bọc chống nhiễu,vỏ ngồi nh ựa dày nên tr ọng lượng nặng loại khác Gồm loại CAT6 FTP CAT6 SFTP Bộ Switch • • Switch thiết bị mạng quan trọng hệ thống mạng Ethernet, dùng để kết nối thiết bị đầu cuối mạng.Ngoài ra,khi số lượng trạm tham gia tăng lên,bộ Switch giúp phân vùng xung đột (phân vùng theo Module theo t ừng cổng),vì băng thơng tổng thể nâng cao,tính thời gian thực cải thi ện  Phân vùng theo Module:không cho phép trạm nối chung module cho phép module hoạt động //,độc lập.Có thể chép ện gửi tới module tương ứng với trạm đích  Phân vùng theo cổng : cho phép module hoạt động //,các cổng m ột module đồng thời tiếp nhận tín hiệu gửi,sao chép vào đệm gửi cổng tương ứng với trạm đích Trong mạng Ethernet cơng nghiệp, có ba phương thức truyền thông:  Unicast: truyền thông điểm – điểm, gói tin gửi thiết bị với  Multicast: phương thức truyền thông thiết bị với nhóm thiết bị mạng  Broadcast: phương thức truyền thông thiết bị mạng với tất thiết bị lại lớp mạng.  =>Trong Multicast Broadcast cần quan tâm nhiều Nếu lượng Broadcast, Multicast khơng kiểm sốt tốt ngun nhân làm ch ậm mạng, tải cho hệ thống mạng Bộ Switch • Switch:được chia làm loại (Managed Switch Unmanaged Switch)  Managed Switch:giúp chuy ển gói tin Multicast đ ến nhóm c tương ứng với nhóm Multicast thay chuy ển thành gói tin Broadcast gửi tất cổng.(thích hợp với mạng sử dụng cơng nghệ Producer/Consumer có phương thức truy ền thơng Multicast)  Unmanaged Switch: gói tin Multicast đ ến Unmanaged Switch, xem gói tin Broadcast gửi tất cổng Switch(thích hợp với mạng nhỏ,độc lập đơn giản) =>Có thể kết hợp loại Switch hệ thống mạng,nhưng với mạng Ethernet công nghiệp, Managed Switch lựa chọn tốt nhiều so với Unmanaged Switch Không tốt cho hiệu suất mạng mà cho việc vận hành, bảo trì khắc phục cố sau Vận hành bảo trì Fast Ethernet • Là phát triển Ethernet,đ ược chuẩn hóa IEEE 802.3u,cho phép truyền với tốc độ 100Mbit/s • Thời gian bit giảm từ 100ns xuống 10ns • PP nối mạng sử dụng đơi dây xoắn chia • Các tiêu chuẩn:100Base-TX : gồm 100Base-T, 100Base-4T,100Base-FX • Ưu điểm:  Dễ tích hợp vào mạng LAN  Có thể truyền liệu âm thanh, hình ảnh, video v ới tốc đ ộ cao gấp 10 l ần Ethernet => đáp ứng nhiều yêu cầu đa dạng LAN  Dễ nâng cấp tích hợp với Ethernet 10Mbps nhờ chuy ển mạch tự đ ộng nhận High Speed Ethernet • Là cơng nghệ bus Fieldbus Foundation phát triển sở Fast Ethernet.Tốc độ truyền 100Mbit/s,phù hợp kết nối mạng cấp điều khiển cấp điều khiển giám sát HSE sử dụng địa 48 bit 64 byte khung MAC • Kiến trúc giao thức: High Speed Ethernet • Cấp phát địa động:  Sử dụng giao thức chuẩn DHCP(Dynamic Host Control Protocol) IP (Internet Protocol) chức quản lý hệ thống để cấp phát đ ộng đ ịa cho trạm  Cách hoạt động: Khi địa mối liên kết thiết lập,phần qu ản lý hệ thống nạp cấu hình xuống thiết bị Nhận yêu cầu cấp địa từ thiết bị DHCP Server tìm địa IP trống cấp phát cho thiết bị yêu cầu Thiết bị thông báo cho phần quản lý hệ thống cấp phát nhãn thiết bị vật lý High Speed Ethernet • Cấu trúc dự phòng mạng dự phòng thiết bị hỗ trợ High Speed Ethernet •  Khối chức (Function Block, FB) khái ni ệm trọng tâm Foundation Fieldbus H1 HSE • Mở rộng mơ hình khối chức cho ứng dụng s ản xu ất gián đo ạn, khối chức linh hoạt (Flexible Function Block, FFB) đ ược coi phần mềm bao bọc, đại diện cho thuật toán ứng dụng đặc bi ệt cổng vào/ra tương tự số • Các ngơn ngữ chuẩn định nghĩa IEC 61131-3 có th ể s d ụng  để tạo khối chức linh hoạt, tương tự với khối ch ức thơng thường • Cũng thơng qua khối chức linh ho ạt này, vi ệc liên k ết v ới H1 với hệ thống sử dụng giao thức khác th ực cách thống nhất.  Thank you  ... Trong mạng Ethernet cơng nghiệp, có ba phương thức truyền thông:  Unicast: truyền thông điểm – điểm, gói tin gửi thiết bị với  Multicast: phương thức truyền thơng thiết bị với nhóm thiết bị mạng. .. quan Ethernet II Chuẩn IEEE 802 III Cách hoạt động IV Các mơ hình mạng Ethernet V Ethernet công nghiệp I.Tổng quan     Ethernet sản phẩm công ty Xerox, sử dụng lần đầu năm 1975 Ethernet mạng. .. phương thức truyền thông thiết bị mạng với tất thiết bị lại lớp mạng.   =>Trong Multicast Broadcast cần quan tâm nhiều Nếu lượng Broadcast, Multicast khơng kiểm sốt tốt nguyên nhân làm ch ậm mạng, tải