Bài giảng mạng LAN Bài giảng Thiết kế, cài đặt điều hành mạng Mục lục Chơng Tổng quan mạng máy tính .2 Bài Khái niệm mạng máy tính .4 I Mở đầu .4 II C¸c khái niệm III Phân loại mạng máy tính Bµi KiÕn trúc phân tầng mô hình OSI 12 I Kiến trúc phân tầng 12 II Mét sè kh¸i niệm 13 III Mô hình OSI 14 Chơng Mạng cục – m¹ng lan .21 Bµi Giíi thiƯu chung 21 I Mở đầu .21 II HÖ điều hành mạng 21 Bài Kỹ thuật mạng cục 23 I Topology 23 II §êng trun vËt lý 25 Bài Các phơng pháp truy nhËp ®êng trun vËt lý 27 I Giíi thiÖu 27 II Phơng pháp CSMA/CD 27 III Phơng pháp Token BUS (phơng pháp bus với thẻ bài) 28 IV Phơng pháp Token Ring 30 V So s¸nh .31 Bài Các thành phần mạng côc bé 31 I PhÇn cøng 31 II PhÇn mỊm .34 Bài Các chuẩn LAN .34 I Ethernet 34 II Token Ring 41 Bài giảng m¹ng LAN III FDDI (Fiber Distrubuted Data Interface) 41 IV Bµi tËp .42 Bµi Quy tr×nh thiÕt kÕ 43 I Ph©n tÝch 44 II Đánh giá lu lợng truyÒn .44 III Tính toán số trạm làm việc .45 IV Ước lợng băng thông cần thiết 45 V Dù th¶o mô hình mạng 45 VI Đánh giá khả đáp ứng nhu cầu .45 VII TÝnh to¸n gi¸ 46 VIII Xây dựng bảng địa IP 46 IX Vẽ sơ đồ cáp 46 Bµi tËp thùc hµnh .47 Bài giảng mạng LAN Chơng Tổng quan mạng máy tính Bài Khái niệm mạng máy tính I Mở đầu - mức độ nhất, mạng bao gồm hai máy tÝnh nèi víi b»ng c¸p, cho chóng cã thể dùng chung liệu Mọi mạng máy tính, cho dù có tinh vi phức tạp đến đâu bắt nguồn từ hệ thống đơn giản - Lý hình thành mạng máy tính: mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu muốn chia sẻ, dùng chung tài nguyên cho phép giao tiếp trực tuyến (online) Tài nguyên gồm có tài nguyên phần mềm (dữ liệu, chơg trình ứng dụng, ) tài nguyên phần cøng (m¸y in, m¸y quÐt, CD ROOM,.) Giao tiÕp trùc tuyến bao gồm gửi nhận thông điệp, th điện tử + Trớc mạng máy tính đợc sử dụng, ngời ta thờng phải tự trang bị máy in, máy vẽ thiết bị ngoại vi khác cho riêng Để dùng chung máy tin ngời phải thay phiên ngồi trớc máy tính đợc nối với máy in Khi mà nối mạng cho phép tất ngời có quyền sử dụng máy in + Nếu mạng máy tính, nhu cầu trao đổi thông tin bị giới hạn ở: Truyền đạt thông tin trực tiếp (miệng) Gởi th thông báo Copy liệu sang đĩa mềm, đem đĩa copy sang máy khác Mạng làm giảm bớt nhu cầu truyền thông giấy, tiết kiệm thời gian công sức Do kết hợp máy tính với hệ thống truyền thông đặc biệt viễn thông tạo cách mạng vấn đề tổ chức khai thác sử dụng hệ thống máy tính Mô hình tập trung dựa máy tính lớn đợc thay mô hình máy tính đơn lẻ đợc kết nối lại để thực công việc hình thành môi trờng làm việc nhiều ngời sử dụng phân tán - Mạng máy tính ngày trở thành lĩnh vực nghiên cứu phát triển ứng dụng cốt lõi CNTT Các lĩnh vực nghiên cứu phát triển ứng dụng mạng: kiến trúc mạng, nguyên lý thiết kế, cài đặt mô hình ứng dụng Bài giảng mạng LAN II Các khái niệm Lịch sử phát triển - Cuối năm 60 hệ thống máy tính đợc tập trung hoá cao độ nh mainfram, minicomputer, đợc gọi máy tính trung tâm nhiều trạm cuối nối với Máy tính trung tâm hầu nh ®¶m nhiƯm tÊt c¶ mäi viƯc : + Xư lý thông tin + Quản lý thủ tục truyền liệu + Quản lý đồng trạm cuối + Quản lý hàng đợi + Sử lý ngắt từ trạm cuối, Nhợc điểm: + Tốn nhiều vật liệu để nối trạm với trung tâm (tốn đờng truyền) + Máy tính trung tâm tải (phải làm việc nhiều) - Để giảm nhiệm vụ máy tính trung tâm ngời ta gom trạm cuối vào gọi tập trung (hoặc dồn kênh) trớc chuyển trung tâm Các có chức tập trung tín hiệu trạm cuối gửi đến vào đờng truyền + Bộ dồn kênh (multiplexor): có khả truyền song song thông tin trạm cuối gửi trung tâm + Bộ tập trung (concentrator): khả này, phải dùng đệm để lu trữ tạm thời liệu KL: Mọi liên lạc trạm cuối với phải qua máy tính trung tâm, không đợc nối trực tiếp với hệ thống không đợc gọi mạng máy tính mà đợc gọi mạng xử lý - Từ cuối năm 70, máy tính đợc nối trực tiếp với để tạo thành mạng máy tính nhằm phân tán tải hệ thống tăng độ tin cậy Định nghĩa: Mạng máy tính hệ thống máy tính tự trị (autonomous computer) đợc kết nối với đợc truyền vật lý theo kiến trúc - Cũng năm 70 xuất khái niệm mạng truyền thông (communication network), thành phần nút mạng (Node), đợc gọi chuyển mạch (switching unit) dùng để hớng thông tin tới đích Bài giảng mạng LAN - Các nút mạng đợc nối với đờng truyền gọi khung mạng Các máy tÝnh xư lý th«ng tin cđa ngêi sư dơng (host) trạm cuối (terminal) đợc nối trực tiếp vào nút mạng để cần trao đổi thông tin qua mạng Bản thân nút mạng thờng máy tính nên đồng thời đóng vai trò máy ngời sử dụng Vì không phân biệt khái niệm mạng máy tính mạng truyền thông Mục đích kết nối mạng máy tính: - Chia xẻ tài nguyên có giá trị cao (thiết bị, chơng trình, liệu, ) không phụ thuộc vào khoảng cách địa lý tài nguyên ngời sử dụng - Tăng độ tin cậy hệ thống: có khả thay xảy cố máy tính Các yếu tố mạng máy tính a Đờng truyền vật lý - Đờng truyền vật lý dùng để chuyển tín hiệu máy tính Các tín hiệu biểu thị giá trị liệu dới 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 đờng truyền vật lý khác để truyền tín hiệu - Hiện có hai loại đờng truyền: + Đờng truyền hữu tuyến: cáp đồng trục, cáp đôi dây xoắn (có bọc kim, không bọc kim) , cáp sợi quang + Đờng truyền vô tuyến: radio, sóng cực ngắn, tia hồng ngoại Cáp đồng trục dùng để truyền tín hiệu số mạng cục làm mạng điện thoại đờng dài Cấu tạo gồm có sợi kim loại trung tâm đợc bọc lớp cách điện lới kim loại chống nhiễu vỏ bọc cách điện Sợi kim loại trung tâm lới kim loại làm thành hai sợi dẫn điện đồng trục Bài giảng mạng LAN Vỏ bọc kim loại Dâ y dẫn trung tâ m Lớ p cách điện L i kim loại Hì nh Cápđồng trục Có hai loại cáp đồng trục khác với định khác kỹ thuật thiết bị ghép nối kèm: cáp đồng trục mỏng (giá thành rẻ, dùng phổ biến), cáp đồng trục béo (đắt hơn, có khả chống nhiễu tốt hơn, thờng đợc dung liên kết mạng môi trờng công nghiệp) Cáp đôi dây xoắn: đợc sử dụng rộng rãi mạng điện thoại kéo dài hàng số mà không cần khuyếch đại Cấu tạo gồm nhiều sợi kim loại cách điện với Các sợi đôi xoắn lại với nhằm hạn chế nhiễu điện từ Có hai loại cáp xoắn đôi đợc sử dụng nay: cáp có bọc kim loại (STP), cáp không bọc kim loại (UTP) Cáp STP có lớp bảo vệ dới vỏ bọc Có khả chống nhiễu tốt đắt Cáp UTP lớp bảo vệ dới bọc dùng phổ biến giá rẻ Cáp sợi quang: cáp truyền dẫn sóng ánh sáng, có cấu trúc tơng tự nh cáp đồng trục với chất liệu thuỷ tinh Tức gồm dây dẫn trung tâm (một bó sợi thuỷ tinh plastic truyền dẫn tín hiệu quang) đợc bọc lớp áo có tác dụng phản xạ tín hiệu trở lại để giảm mát tín hiệu Có hai loại cáp sợi quang là: single-mode (chỉ có ®êng dÉn quang nhÊt), multi-mode (cã nhiÒu ®êng dÉn quang) cáp sợi quang có độ suy hao tín hiệu thấp, không bị ảnh hởng nhiễu điện từ hiệu ứng điện khác, không bị phát thu trộm, an toàn thông tin mạng đợc bảo đảm Khó lắp đặt, giá thành cao Sóng cực ngắn thờng đợc dùng để truyền trạm mặt đất vệ tinh Chúng để truyền tín hiệu quảng bá từ trạm phát tới nhiều trạm thu Sóng hồng ngoại: Môi trờng truyền dẫn sóng hồng ngoại môi trờng định hớng, diện hẹp thích hợp cho mạng diện hẹp bán kính từ 0.5m đến 20 m, với thiết bị bị di chuyển Tốc độ truyền liệu xung quanh 10Mbps Bài giảng mạng LAN Sóng radio: môi trờng truyền dẫn sóng radio môi trờng định hớng mạng diện rộng với bán kính 30 km Tốc độ truyền liệu hàng chục Mbps B Kiến trúc mạng máy tính (Network architecture) tham mạng Kiến trúc mạng máy tính thể cách nối máy tính với tập hợp quy tắc, quy ớc mà tất thực thể gia truyền thông mạng phải tuân theo để đảm bảo cho hoạt động tốt - Cách nối máy tính đợc gọi hình trạng (topolopy) mạng hay nói cho gọn topo mạng - Tập hợp quy tắc, quy ớc truyền thông đợc gọi giao thức (protocol) mạng Topo mạng - Có hai kiểu kết nối mạng chủ yếu điểm - điểm (point-topoint) quảng bá (broadcast hay point-to-multipoint) - Kiểu kết nối điểm - điểm, đờng truyền nối cặp nút với nút có trách nhiệm lu trữ tạm thời sau chuyển tiếp liệu tới đích Do cách làm việc nh nên mạng kiểu đợc gọi mạng lu chuyển tiếp (store and forward) Nói chung mạng diện rộng sử dụng nguyên tắc - Kiểu quảng bá: Tất nút mạng dùng chung đờng truyền vật lý Dữ liệu gửi từ nút mạng đợc tất nút mạng lại tiếp nhận cần địa đích liệu để nút kiểm tra xem có phải gửi cho hay không Hì nh (star) chu trì nh (loop) câ y (tree) đầy đ ủ (complet) Hì nh Một số topo mạng kiểu đ iểm- điểm Bài giảng mạng LAN Vòng (ring) tuyến tính (bus) vệtinh hoặ c radio Hì nh Một số topo mạng kiểu quảng bá Trong topo dạng vòng dạng tuyến tính cần có chế trọng tài để giải xung ®ét nhiỊu nót mn trun tin cïng mét lúc Việc cấp phát đờng truyền động tĩnh + Cấp phát tĩnh thờng dung chế quay vòng để phân chia đờng truyền theo khoảng thời gian định trớc + Cấp phát động cấp phát theo yêu cầu để hạn chế thời gian chết vô ích đờng truyền Giao thức mạng Việc trao đổi thông tin cho dù đơn giản nhất, phải tuân theo quy tắc định Hai ngêi nãi chun víi mn cho cc nãi chuyện có kết hai phải ngầm định tuân theo quy tắc: ngời nói ngời phải nghe ngợc lại Việc truyền tín hiệu mạng vậy, cần phải có quy tắc, quy ớc nhiều mặt - + Khuôn dạng liệu: cú pháp ngữ nghĩa + Thủ tục gửi nhận liệu + Kiểm soát chất lợng truyền + Xử lý lỗi, cố - Tập hợp tất quy tắc, quy ớc gọi giao thức mạng Yêu cầu xử lý trao đổi thông tin ngời sử dụng ngày cao giao thức mạng phức tạp Các mạng có giao thức khác t thc vµo sù lùa chän cđa nhµ thiÕt kÕ III Phân loại mạng máy tính Có nhiều cách để phân loại mạng máy tính tuỳ thuộc vào yếu tố đợc chọn làm tiêu để phân loại: khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyển mạch, kiến trúc mạng Bài giảng mạng LAN Theo khoảng cách địa lý Phân làm loại: mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, mạng toàn cầu - Mạng cục (Local Area Networks - LAN): cài đặt phạm vi tơng đối hẹp, khoảng cách lớn máy tính nối mạng vài chục km - Mạng đô thị (Metropolitan Area Networks - MAN): cài đặt phạm vi đô thị, trung tâm kinh tế xã hội, có bán kính nhỏ 100 km - M¹ng diƯn réng (Wide Area Networks - WAN): ph¹m vi mạng vợt qua biên giới quốc gia chí lục địa - Mạng toàn cầu (Global Area Networks - GAN): phạm vi rộng khắp lục địa Kỹ thuật chuyển mạch Phân làm loại: mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo, mạng chuyển mạch gói a Mạng chuyển mạch kênh Khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin với chúng thiết lập kênh cố định đợc trì hai bên ngắt liên lạc Các liệu đợc truyền theo đờng cố định Data Data A S2 S4 S1 Data S6 S3 B S5 Hì nh Mạng chuyển mạch kênh Nhợc điểm: + tốn thời gian để thiết lập kênh cố định hai thực thể + Hiệu suất sử dụng đờng truyền thấp có lúc kênh bị bỏ không hai bên hết thông tin cần truyền thực thể khác không đợc phép sử dụng kênh truyền Bài giảng mạng LAN b Mạng chuyển mạch thông báo - Thông báo (message) đơn vị thông tin ngời sử dụng có khuôn dạng đợc qui định trớc Mỗi thông báo có chứa vùng thông tin điều khiển định rõ đích thông báo Căn vào thông tin mà nút trung gian chuyển thông báo tới nút theo đờng dẫn tới đích - Mỗi nút cần phải lu trữ tạm thời để đọc để đọc thông tin điều khiển thông báo để sau chuyển tiếp thông báo Tuỳ thuộc vào điều kiện mạng, thông báo khác truyền theo đờng trun kh¸c Message S2 A S4 S1 S6 S3 B S5 Message Hì nh Mạng chuyển mạch thông báo Ưu điểm so với mạng chuyển mạch kênh: - Hiệu suất sử dụng đờng truyền cao không bị chiếm dụng độc quyền mà đợc phân chia nhiều thực thể - Mỗi nút mạng lu trữ thông báo kênh truyền rỗi gửi thông báo giảm đợc tình trạng tắc nghẽn mạch - Có thể điều khiển việc truyền tin cách xếp độ u tiên cho thông báo - Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông cách gán địa quảng bá để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích Nhợc điểm: - Không hạn chế kích thớc thông báo, dẫn đến phí tổn lu tr tạm thời cao ảnh hởng tới thời gian đáp chất lợng truyền - Thích hợp cho dịch vụ th tín điện tử áp dụng có tính thời gian thực tồn độ trễ lu trữ xử lý thông tin điều khiển nút 10 Bài giảng mạng LAN e Cổng giao tiếp (Gateway) - thiết bị mạng hoạt động tầng mô hình OSI - Dùng để liên kết mạng có kiến trúc hoàn toàn khác - Có thể hiểu chuyển đổi giao thức tầng mô hình OSI II Phần mềm - Mỗi máy tính mạng LAN hoạt động nhờ HĐH mạng (Windows 9X 2000, Windows NT, Novell, Unix) - Chơng trình truyền thông hệ điều hành mạng card mạng đợc gọi trình điều khiển card mạng ( NIC driver) Các chơng trình điều khiển card mạng cho card mạng khác HĐH mạng (thờng bán kèm với NIC) Bài Các chuẩn LAN Các chuẩn Lan chuẩn công nghệ cho LAN đợc phê chuẩn tổ chức chuẩn hoá quốc tế, nhằm hớng dẫn nhà sản xuất thiết bị mạng đến thống khả sử dụng chung sản phẩm họ lợi ích ngời sử dụng tạo điều kiện cho nghiên cứu phát triển I Ethernet Các chuẩn Ethernet LAN đạng sử dụng phổ biến nhất, đến mức hiểu đồng nghĩa với LAN Sự phát triển trải qua giai đoạn với tên gọi DIX standard Ethernet IEEE802.3 standard - Năm 1972 công ty Xerox triển khai nghiên cứu chuẩn LAN 1980 chuẩn đợc công ty DEC (Digital), Intel, Xerox chấp nhận phát triển gọi chuẩn DIX Ethernet Nó đảm bảo tốc độ truyền thông 10 Mpbs, dùng môi trờng truyền dẫn cáp đồng trucj béo, chế truyền tin CSMA/chiến dịch - IEEE (Institute of Electrical and Electrionics Engineers) - mét tỉ chøc chn ho¸ cđa Mü ®a chn IEEE802.3 vỊ giao thøc LAN dựa DIX Ethernet với môi trờng truyền dẫn khác nhau, gọi IEEE802.3 10BASE-5, IEEE802.3 10BASE-2 IEEE802.3 10BASE-T Đảm bảo tốc độ truyền thông 10Mbps 10BASE-5 Mô hìnhphần cứng mạng 39 Bài giảng mạng LAN - Topo dạng BUS - Dùng cáp đồng trục béo 50 gọi cáp vàng, AUI connector (Attachement Unit Interface) - Hai đầu cáp có hai Terminator 50 , chống phản hồi sóng mang tín hiệu Dữ liệu truyền thông không đợc đảm bảo đắn hai Terminator bị thiếu bị lỗi - Trên đoạn cáp liên kết tối đa 100 AUI Transceiver Connector Khoảng cách tối đa hai AUI 2,5 m, khoảng cách tối đa 500m cáp có đánh dấu hiệu theo đoạn bội số 2,5m để đảm bảo truyền thông ngời ta thờng chọn khoảng cách tối thiệu hai AUI m - Việc liên kết máy tính vào mạng đợc thực đoạn cáp nối từ AUI connector đến NIC máy tính, gọi cáp AUI Hai đầu cáp AUI liên kết với hai AUI connector đực Chiều dài tối đa cáp AUI 50 m - Số tên gọi 10BASE-5 bắt nguồn từ điều kiện khoảng cách tối đa hai AUI cáp 500 m Quy tắc 5- 4-3 - Repeater: Nh trình bày trên, đoạn mạng dùng cáp đồng trục béo không đợc có 100 AUI, khoảng cách tối đa hai AUI không đợc vợt 500m Trong trờng hợp muốn mở rộng mạng với thiết bị chuyển tiếp tÝn hiƯu gäi lµ Repeater Repeater cã hai cỉng, tÝn hiệu đợc nhận vào cổng đợc phát tiếp sau cổng sau đợc khuyếch đại Tuy nhiên có hạn chế bắt buộc số lợng đoạn mạng nút mạng có Ethernet LAN - Quy tắc 5-4-3 quy tắc tiêu chuẩn Ethernet đợc áp dụng trờng hợp muốn mở rộng mạng, nghĩa muốn xây dựng LAN có bán kính hoạt động rộng có nhiều trạm làm việc vợt hạn chế đoạn cáp mạng (segment) - Quy tắc 5-4-3 đợc áp dụng cho chuẩn 10BASE-5 dùng repeater nh sau: + Không đợc có đoạn mạng + Không đợc có repeater hai trạm làm việc + Không đợc có đoạn mạng có trạm làm việc Các đoạn mạng trạm làm việc gọi đoạn liên kết 40 Bài giảng mạng LAN H ì n h1 M ôh ì n hp h ầ nc ứ n g1 B A S E-5 S e g m e n t,m a x1 0n o d e M in2 ,5m ;M a x5 0 m Te rm in a to r c¸pb Ð o Tra n sce iv e r Te rm in a to r Tra n sce iv e rca b le N IC H × n h M ë r é n g m ¹n g B A S E b » n g R e p e a t e r R e p e a t e r S e g m e n t M a x 0 m ;1 0 n o d e S e g m e n t1 S e g m e n t2 R e p e a te r1 S e g m e n t M a x 0 m ;1 0 n o d e H × n h1 Q u yt ¾ c5 -4 -3 S e g m e n t3 R e p e a te r2 S e g m e n t4 R e p e a te r3 S e g m e n t5 R e p e a te r4 Tr¹m liênk ế t Trạm m v iệ c 41 Bài giảng mạng LAN 10BASE-2 Mô hình phần cứng - Topo dạng BUS - Dùng cáp đồng trục máng 50 , ®êng kÝnh xÊp xØ 5mm, Tconnector, BNC connector - Hai đầu cáp có hai Terminator 50 , chống phản hồi sóng mang liệu Dữ liệu truyền thông không đợc đảm bảo đắn hai Terminator bị thiếu bị lỗi - Trên đoạn cáp liên kết tối đa 30 trạm làm việc Khoảng cách tối thiểu hai trạm 0.5 m Khoảng cách tối đa hai trạm 185m Để bảo đảm chất lợng truyền thông ngời ta thờng chọn khoảng cách tối thiểu hai trạm m - Việc liên kết máy tính vào mạng đợc thực T connector BNC connector - Số tên gọi 10BASE-2 bắt nguồn từ điều kiện khoảng cách tối đa hai trạm đoạn cáp 185m 200m Quy t¾c - -3 - Quy t¾c 5-4-3 đợc áp dụng cho chuẩn 10BASE-2 dùng repeater tơng tự nh trờng hợp cho chuẩn 10BASE-5 + Không đợc có đoạn mạng + Không đợc có repeater hai trạm làm việc + Không đợc có đoạn mạng có trạm làm việc Các đoạn mạng trạm làm việc gọi đoạn liên kết H ì n h M ôh ì n h p h Ç n c ø n g B A S E -2 S e g m e n t,m a x3 0n o d e M in0 ,5m ;M a x1 m T e rm in a to r c ¸ p m n g Tc o n n e c to r T e rm in a to r N IC 42 Bài giảng mạng LAN H ì n h1 M ởrộ n gm ¹n g1 B A S E-2b » n gR e p e a t e r S e g m e n t,m a x1 5m ;3 0n o d e Re p e a te r S e g m e n t,m a x1 5m ;3 0n o d e H × n h1 Q u yt ¾ c5 -4 -3 S e g m e n t1 S e g m e n t2 R e p e a te r1 S e g m e n t3 R e p e a te r2 S e g m e n t4 R e p e a te r3 S e g m e n t5 R e p e a te r4 Trạm liênk ế t Trạm m v iệ c 10BASE-T Mô hình phẫn cứng mạng - Dùng cáp đôi xoắn UTP, RJ 45 connector, thiết bị ghép nối trung tâm gọi HUB - Mỗi HUB nối từ tới 24 cổng RJ45, trạm làm việc đợc kết nối từ NIC tới cổng HUB cáp UTP với hai đầu RJ45 Khoảng cách tối đa từ HUB đến NIC 100m - Về mặt vật lý (hình thức) topo mạng có dạng hình - Tuy nhiên chất HUB loại Repeater nhiều cổng mặt logic, mạng theo chuẩn 10BASE-T mạng dạng BUS 43 Bài giảng mạng LAN - Chữ T tên gọi 10BASE-T bắt nguồn từ chữ Twisted pair cable (cáp đôi dây xoắn) Quy tắc mở rộng mạng - Vì HUB loại Repeater nhiều cổng nên để mở rộng mạng liên kết nối tiếp HUB với không đợc có HUB hai trạm làm việc mạng - HUB có khả xếp chồng: loại HUB có cổng riêng để liên kết chúng lại với cáp riêng thành nh HUB Nh dùng loại HUB ngời dùng dễ dàng mở rộng số cổng HUB tơng lai cần thiết Tuy nhiên số lợng HUB xếp chồng có giới hạn phụ thuộv vào nhà sản xuất, thông thờng không vợt HUB - 10BASE-5 víi HUB: Dï HUB cã kh¶ xếp chồng, ngời sử dụng tăng số lợng máy kết nối mạng nhng bán kính hoạt động mạng không thay đổi khoảng cách từ cổng HUB đến NIC vợt 100m Một giải pháp để mở rộng đợc bán kính hoạt động mạng dùng HUB có hỗ trợ cổng AUI để liên kết HUB cáp đồng trục béo theo chuẩn 10BASE-5 Một cáp đồng trục béo theo chuẩn 10BASE-5 có chiều dài tối đa 500m H ì n h1 C ấ uh × n hp h Ç nc ø n g B A S E -T C ¸pU T P M a x1 0 m 44 Bài giảng mạng LAN Hì nh19 Mởrộngmạng10BASE-T Hì nh 20 HUB xếp chồng Cáp liên kết chuyên dụng 45 Bài giảng mạng LAN H × n h2 M ër é n g L A N v íi1 B A S E -Tv µ B A S E -5 C ¸pU T P II Token Ring ChuÈn Token Ring hay đợc gọi rõ IBM Token Ring đợc phát triển IBM, đảm bảo tốc độ truyền thông qua Mbps 16 Mbps Chuẩn đợc IEEE chuẩn hoá với mã IEEE802,5 đợc ISO công nhận với mã ISO 8802,5 Mô hình phần cứng - Topo hình vòng tròn - Dùng MAU (multistation Access Unit) nhiều cổng MAU cáp STP để liên kết MAU thành vòng tròn khép kín - Các trạm làm việc đợc liên kết vào mạng đoạn cáp STP nối từ cổng MAU tới cổng NIC Chiều dài đoạn cáp đợc quy định dới 100m Số lợng tối đa trạm làm việc Ring 72(4Mbps)và 260(16Mbps)khoảng cách tối đa hai trạm 770m(4Mbps)và 346(16Mbps) - Hiện chuẩn mạng hỗ trợ sử dụng cáp UTP với connector RJ45 cáp sợi quang với connector SC Cơ chế thâm nhập: Thâm nhập theo chế phân phố lần lợt theo thẻ (Token) III FDDI (Fiber Distrubuted Data Interface) Đợc chuẩn hoá ANSI, đảm bảo tốc độ đờng truyền 100Mbps Mô hình phần cứng - Topo dạng vòng kép 46 Bài giảng mạng LAN - Dùng đôi cáp sợi quang multimode để liên kết cáp nối DAS, SAS, DAC SAC thành vòng kép khép kín Chiều dài tối đa vòng 100 km (200km vòng kép chuyển thành vòng đơn) - DAS (Dual Attachment Station)-Bé kÕt nèi kÐp; SAS (Single Attachment Station)-Bộ kết nối đơn; DAC (Dual Attachment Concentrator )-Bộ tËp trung kÕt nèi; SAC (Single Attachment Concentrator)-Bé tËp trung kết nối đơn - Mỗi trạm làm việc kết nối víi c¸c bé kÕt nèi qua FDDI NIC b»ng mét hai đôi cáp sợi quang với đầu nối SC Số trạm làm việc tối đa nối vào vòng 500 Khoảng cách tối đa hai trạm km - Nhờ sử dụng vòng kép nên chuẩn FDDI xây dựng đợc chế quản lý tự khác phục cố đờng truyền cách hoàn hảo Bình thờng, trạm làm việc trao đổi thông tin với mạng chế ®é dual víi mét ®êng gưi vµ mét ®êng nhËn thông tin đồng thời Nếu hai vòng bị cố, thông tin đợc gửi nhận trạm đờng truyền cách phiên Nếu hai vòng bị cố điểm vòng kép đợc khôi phục tự động thành vòng đơn tín hiệu đợc phản xạ hai bọ kêt nối hai vị trí gần hai bên điểm xảy cố Cơ chế thâm nhập: dùng chế thẻ IV Bài tập Thiết kế sơ đồ logic mạng Bài 40 m T1 10 PC 45PC 45 PC 10 PC 15m 15 m 30 m T2 7m 20 PC 20 PC 10 serve r 30 m 15m T3 30 PC 30 PC 30 PC 47 Bài giảng mạng LAN 15m Bµi 7m 31 PC 10 PC 7m 7m 31 PC 31 PC PC PC PC 1PC PC 10 PC 3.5m PC 3.5m 4m serv er PC m m 1PC 4PC PC PC m Bài Quy trình thiết kế Thiết kế mạng công việc dựa phân tích đánh giá khối lợng thông tin phải lý giao tiếp hệ thống để xác định mô hình mạng, phần mềm tập hợp máy tính, thiết bị, vật liệu xây dựng Các bớc trình tự thực công tác thiết kế mạng đợc minh hoạ sơ đồ sau: 48 Bài giảng mạng LAN Phâ n tích Đ ánh giá l u l ợ ng truyền thông Tính toán số l ợ ng trạm làm việc Ư c l ợ ng băng thông cần thiết Dự thảo mô hì nh mạng Đ ánh giá khả đ áp ứng nhu cầu Tính toán giá Xâ y dựng bảng đ ịa chỉIP Vẽ sơđ rải cáp I Phân tích - Mạng máy tính sở hạ tầng hệ thống thông tin Vì trớc thiết kế mạng phải phân tích hệ thống thông tin - Mục đích phân tích để hiểu đợc nhu cầu mạng cđa hƯ thèng, cđa ngêi dïng - §Ĩ thùc hiƯn đợc mục đích phải phân tích tất chức nghiệp vụ, giao dịch hệ thống - Trong giai đoạn phân tích cần tránh định kiến chủ quan khả năng, cách thức sử dụng mạng nh nghiệp vụ thực máy tính, mạng hay nghiệp vụ thực máy tính, mạng II Đánh giá lu lợng truyền - Việc đánh giá lu lợng truyền thông dựa nguồn thông tin chủ yếu: Lu lợng truyền thông đòi hỏi giao dịch Giờ cao điểm giao dịch Sự gia tăng dung lợng truyền thông tơng lai 49 Bài giảng mạng LAN - Để đơn giản, đa giả thuyết định lợng bớc sở để tiến hành tính toán đợc bớc sau Cũng giải thiết rẵng giao dịch sử dụng khối lợng nh liệu có lu lợng truyền thông giống - Để xác định cao điểm tính toán dung lợng truyền thông cao điểm cần thống kê dung lợng truyền thông làm việc hàng ngày Giờ cao điểm có dung lợng truyền thông cao ngày - Tỷ số dung lợng truyền thông cao điểm dung lợng truyền thông hàng ngày đợc gọi độ tập trung truyền thông cao điểm - Sự gia tăng dung lợng truyền thông tơng lai đến hai lý do: Sù tiƯn lỵi cđa hƯ thèng sau đợc hoàn thành làm ngời sử dụng thờng xuyên Nhu cầu mở rộng hệ thống mở rộng hoạt động quan tơng lai Công thức tính dung lợng truyền thông giê cao ®iĨm: Tn = DT ( TR / 100 ) (1 + a) (1 + b)n Trong đó: n: Số năm kể từ thời điểm tính Tn : Dung lợng truyền thông hàng ngày thời điểm TR: Độ tập trung truyền thông cao điểm a: Tỷ lệ gia tăng truyền thông tiện lợi b: Tỷ lệ gia tăng truyền thông hàng năm III Tính toán số trạm làm việc Có hai phơng pháp tính toán số trạm làm việc cần thiết - Tính số trạm làm việc cho ngời - Tính số trạm làm việc cần thiết để hoàn thành tất giao dịch hoàn cảnh: Số trạm làm việc cần thiết để hoàn thành tất giao dịch cao điểm Số trạm làm việc cần thiết để hoàn thành tất giao dịch hàng ngày Chú ý rằng, điều kiện sau phải thoả mãn: 50 Bài giảng mạng LAN - Số trạm làm việc >= DT TR T / 60 - Số trạm làm viƯc >= DT T / W Trong ®ã T thời gian tính phút để hoàn thành giao dịch W thời gian tính phút ngày làm việc IV Ước lợng băng thông cần thiết Việc ớc lợng băng thông cần thiết cần vào thông tin sau: - Hiệu truyền thồn (H): đợc tính tỷ số kích thớc liệu (byte) tổng số byte khung liệu - Tỷ lệ hữu ích đờng truyền (R): đợc khuyến cáo cho hai chế truy nhập truyền thông là: CSMA/CD: 0.2, Token Ring: 0.4 - Băng thông đòi hỏi phải thoả mãn điều kiện lớn bằng: Dung lợng truyền thông (tính theo byte/giờ) (3600 H R) V Dù th¶o mô hình mạng Bớc bớc thực công việc - Khảo sát vị trí đặt trạm làm việc, vị trí đờng cáp mạng, ớc tính độ dài, vị trí đặt repeater, - Lùa chän kiĨu LAN - Lùa chän thiÕt bÞ mạng, lên danh sách thiết bị VI Đánh giá khả đáp ứng nhu cầu - Mục đích bớc đánh giá xem dự thảo thực bớc có đáp ứng đợc nhu cầu ngời sử dụng hay không Có thể phải quay trở lại bíc ®Ĩ thùc hiƯn bỉ sung sưa ®ỉi, thËm chí phải xây dựng lại dự thảo Đôi phải đối chiếu, xem xét lại chi tiết bớc - Có nhiều khía cạnh khác cần đánh giá khả thực đáp ứng nhu cầu mạng, nhng điều quan trọng trớc tiên thời gian trễ mạng (delay time) nh thời gian hồi đáp mạng (response time) thời gian trễ dài có nghĩa thời gian hồi đáp lớn - Để tính toán đợc delay time có hai phơng pháp: Thực nghiệm: Xây dựng mạng thí nghiệm có cấu hình tơng tự nh dự thảo Đây việc đòi hỏi có sở vật chất, nhiều công sức tỷ mỉ Mô phỏng: Dùng công cụ mô để tính toán Dùng phơng pháp buộc phải có công cụ mô phỏng, mà công cụ mô đắt tiền 51 Bài giảng mạng LAN VII Tính toán giá Dựa danh sách thiết bị mạng có từ bớc 5, bớc nhóm thiết kế phải thực công việc: - Khảo sát thị trờng, lựa chọn sản phẩm thích hợp Đôi phải quay lại thực bổ sung, sửa đổi bớc hay phải đối chiếu lại yêu cầu phân tÝch ë bíc1 - Bỉ sung danh mơc c¸c phơ kiện cần thiết cho việc thi công - Tính toán nhân công cần thiết để thực thi công bao gồm nhân công quản lý điều hành mục Lên bảng giá tính toán tổng giá thành tất khoản VIII Xây dựng bảng địa IP - Lập bảng địa network cho subnet - Lập bảng địa IP cho trạm làm việc subnet IX Vẽ sơ đồ cáp - Sơ đồ cáp phải đợc thiết kế chi tiết để hớng dẫn thi công tài liệu phải lu trữ sau thi công - Cần phải xây dựng sơ đồ tỷ mỉ để đảm bảo tính thực thi, tránh tối đa sửa đổi trình thi công - Trong trình thi công có lý bắt buộc phải sửa đổi đờng cáp phải cập nhật lại vẽ để sau thi công xong, vẽ thể xác sơ đồ cáp mạng Câu hỏi ôn tập Kiến trúc mạng: topo, giao thức Các nguyên tắc xây dựng kiến trúc phân tầng cho mạng máy tính? Tại phải phân tầng Mô hinhd Osi đợc xây dựng nh nào? Tóm tắt chức tầng Nêu đăng trng phân biệt LAN WAN Mạng cục thờng sử dụng topo nào? Phân tích đặc điểm loại Trình bày tính chất đờng truyền vật lý hay dùng mạng cục 52 Bài giảng mạng LAN Các phơng pháp truy nhập đờng truyền vật lý So sánh u nhợc điểm phơng pháp Các thiết bi ghép nối mạng Các bớc cần thực trình phân tích thiết kế xây dựng mạng 10 Các chuẩn truyền thông mạng Bài tập thực hành I Thiết lập mang máy tính LAN Giới thiệu thiết bị sử dụng phòng thí nghiệm Dây nối mạng: loại dây UTP - dây xoắn đôi trần Đây loại dây phổ biến mạng cục Độ dài tối đa dây xoắn đôi trần 100m HUB: thiết bị trung tâm cấu hình Card mạng: Máy tính: Thiết đặt mạng vật lý Kết nối máy tính vào mạng Hub: nắn điện cắm vào nguồn 220V Máy tính: cắm card mạng vào máy Dây mạng: đầu RJ-45 nối vào card mạng, đầu nối vào HUB II Cài đặt hệ điều hành Window 95 cho máy trạm mạng LAN Thực format ổ C Cài đặt Windows95 Cài đặt card mạng cho Windows95 Cài đặt giao thức TCP/IP Kết nối vào máy chủ III Chia sẻ, sử dụng tài nguyên máy tính đợc kết nối mạng 53 ... chung toàn mạng theo chế độ chia xẻ đợc định ngời quản trị máy - Có møc chia xỴ: + read only + Exec only + read write + right control - QuyÒn truy nhËp: + tên ngời dùng mật + vị trí truy nhập... giảng mạng LAN - Không có máy đợc định chịu trách nhiệm quản trị mạng, có hai mức chia sẻ : read only read write (full computer) - Phần mềm điều hành mạng không thiết phải có khả thi hành tính bảo... CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Phơng pháp ®a truy nhËp sư dơng sãng mang cã ph¸t hiƯn xung đột - Phơng pháp sử dụng cho topo dạng tuyến tính, tất trạm mạng đợc nối