Để hệ thống mạng làm việc trơn tru

Để hệ thống mạng làm việc trơn tru

Để hệ thống mạng làm việc trơn tru, hiệu quả và khả năng kết nối tới những hệ thống mạng khác đòi hỏi phải sử dụng những thiết bị mạng chuyên dụng. Những thiết bị mạng này rất đa dạng và phong phú về chủng loại nhưng đều dựa trên những thiết bị cơ bản là Repeater, Hub, Switch, Router và Gateway. Bài viết này sẽ giúp bạn đọc có được một những hiểu biết cơ bản về các thiết bị mạng kể trên: Repeater Trong một mạng LAN, giới hạn của cáp mạng là 100m (cho loại cáp mạng CAT 5 UTP – là cáp được dùng phổ biến nhất), bởi tín hiệu bị suy hao trên đường truyền nên không thể đi xa hơn. Vì vậy, để có thể kết nối các thiết bị ở xa hơn, mạng cần các thiết bị để khuếch đại và định thời lại tín hiệu, giúp tín hiệu có thể truyền dẫn đi xa hơn giới hạn này. Repeater là một thiết bị ở lớp 1 (Physical Layer) trong mô hình OSI. Repeater có vai trò khuếch đại tín hiệu vật lý ở đầu vào và cung cấp năng lượng cho tín hiệu ở đầu ra để có thể đến được những chặng đường tiếp theo trong mạng. Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua sợi quang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater. Hub Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng. Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn nhiều hơn. Trong phần lớn các trường hợp, Hub được sử dụng trong các mạng 10BASE-T hay 100BASE-T. Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hub đóng vai trò là trung tâm của mạng. Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổng và sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác. Hub có 2 loại là Active Hub và Smart Hub. Active Hub là loại Hub được dùng phổ biến, cần được cấp nguồn khi hoạt động, được sử dụng để khuếch đại tín hiệu đến và cho tín hiệu ra những cổng còn lại, đảm bảo mức tín hiệu cần thiết. Smart Hub (Intelligent Hub) có chức năng tương tự như Active Hub, nhưng có tích hợp thêm chip có khả năng tự động dò lỗi – rất hữu ích trong trường hợp dò tìm và phát hiện lỗi trong mạng. Bridge Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer). Bridge được sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn duy nhất. Bridge được sử dụng phổ biến để làm cầu nối giữa hai mạng Ethernet. Bridge quan sát các gói tin (packet) trên mọi mạng. Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới một máy tính trên mạng khác, Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích. Ưu điểm của Bridge là hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có thể gửi các thông tin với nhau đơn giản mà không cần biết có sự “can thiệp” của Bridge. Một Bridge có thể xử lý được nhiều lưu thông trên mạng như Novell, Banyan… cũng như là địa chỉ IP cùng một lúc. Nhược điểm của Bridge là chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng Bridge cho những mạng hoạt động nhanh sẽ khó khăn nếu chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý. Switch Switch đôi khi được mô tả như là một Bridge có nhiều cổng. Trong khi một Bridge chỉ có 2 cổng để liên kết được 2 segment mạng với nhau, thì Switch lại có khả năng kết nối được nhiều segment lại với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) trên Switch. Cũng giống như Bridge, Switch cũng “học” thông tin của mạng thông qua các gói tin (packet) mà nó nhận được từ các máy trong mạng. Switch sử dụng các thông tin này để xây dựng lên bảng Switch, bảng này cung cấp thông tin giúp các gói thông tin đến đúng địa chỉ. Ngày nay, trong các giao tiếp dữ liệu, Switch thường có 2 chức năng chính là chuyển các khung dữ liệu từ nguồn đến đích, và xây dựng các bảng Switch. Switch hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với Repeater và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn như khả năng tạo mạng LAN ảo (VLAN). Router Router là thiết bị mạng lớp 3 của mô hình OSI (Network Layer). Router kết nối hai hay nhiều mạng IP với nhau. Các máy tính trên mạng phải “nhận thức” được sự tham gia của một router, nhưng đối với các mạng IP thì một trong những quy tắc của IP là mọi máy tính kết nối mạng đều có thể giao tiếp được với router. Ưu điểm của Router: Về mặt vật lý, Router có thể kết nối với các loại mạng khác lại với nhau, từ những Ethernet cục bộ tốc độ cao cho đến đường dây điện thoại đường dài có tốc độ chậm. Nhược điểm của Router: Router chậm hơn Bridge vì chúng đòi hỏi nhiều tính toán hơn để tìm ra cách dẫn đường cho các gói tin, đặc biệt khi các mạng kết nối với nhau không cùng tốc độ. Một mạng hoạt động nhanh có thể phát các gói tin nhanh hơn nhiều so với một mạng chậm và có thể gây ra sự nghẽn mạng. Do đó, Router có thể yêu cầu máy tính gửi các gói tin đến chậm hơn. Một vấn đề khác là các Router có đặc điểm chuyên biệt theo giao thức – tức là, cách một máy tính kết nối mạng giao tiếp với một router IP thì sẽ khác biệt với cách nó giao tiếp với một router Novell hay DECnet. Hiện nay vấn đề này được giải quyết bởi một mạng biết đường dẫn của mọi loại mạng được biết đến. Tất cả các router thương mại đều có thể xử lý nhiều loại giao thức, thường với chi phí phụ thêm cho mỗi giao thức. Gateway Gateway cho phép nối ghép hai loại giao thức với nhau. Ví dụ: mạng của bạn sử dụng giao thức IP và mạng của ai đó sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA… hoặc một giao thức nào đó thì Gateway sẽ chuyển đổi từ loại giao thức này sang loại khác. Qua Gateway, các máy tính trong các mạng sử dụng các giao thức khác nhau có thể dễ dàng “nói chuyện” được với nhau. Gateway không chỉ phân biệt các giao thức mà còn còn có thể phân biệt ứng dụng như cách bạn chuyển thư điện tử từ mạng này sang mạng khác, chuyển đổi một phiên làm việc từ xa… Cac truc trac ve ram Định nghĩa: Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM – Random Access Memory) là những con chip được dùng trong máy tính để lưu lệnh và dữ liệu của những quá trình xử lý đang được thực thi. Thông thường những chip này được bố trí gần CPU và một số thậm chí được thiết kế ngay trên CPU. Khác với dữ liệu được lưu trên đĩa cứng (cũng là một dạng bộ nhớ), hầu hết RAM là dạng không lưu lại dữ liệu khi không còn nguồn điện (tắt máy) Bộ nhớ rất giống với sức khoẻ của bạn: bạn thường không nghĩ đến nó cho đến khi gặp trục trặc. Đối với bộ nhớ của máy tính, trục trặc thường là tốc độ của hệ thống trở nên ì ạch hay các ứng dụng không còn chạy bình thường. Dù ở trong máy tính để bàn, máy tính xách tay hay máy chủ cao cấp trên mạng, RAM giữ vai trò tối quan trọng cho việc bảo đảm tính hiệu quả của CPU trong chức năng lấy dữ liệu hay lệnh của các chương trình trên đĩa cứng. Trục trặc của RDRAM Vai trò tối quan trọng của bộ nhớ đối với hiệu năng chung của hệ thống đã thể hiện rõ vào đầu năm nay khi công ty Intel phải thu hồi hàng triệu bo mạch chính của máy tính có trang bị loại chip set 820 mới. Vốn được thiết kế để hỗ trợ loại bộ nhớ mới Rambus dynamic RAM (RDRAM), loại chip 820 có một bộ chuyển đổi đặc biệt, cho phép bộ xử lý chạy được với loại bộ nhớ động đồng bộ (SDRAM) rẻ hơn, phổ biến trên thị trường nhưng công nghệ bộ nhớ chậm hơn. Những trục trặc của bộ chuyển đổi này đã buộc người dùng 820 phải chịu nhiều rắc rối và những vấn đề ngoài ý muốn. Những vấn đề này đã làm “phá sản” lịch trình phát hành CPU thế hệ mới của Intel là Timma, vốn cũng được thiết kế để đi cặp với RDRAM. Loại CPU này không thể được đưa ra thị trường trước năm tới. Intel vẫn tiếp tục giữ kế hoạch đã triển khai cho RDRAM vì hai lý do chính. Thứ nhất, họ là người cùng phát triển công nghệ này với công ty Rambus. Thứ hai, ít ra là trên lý thuyết, RDRAM dường như là câu trả lời về công nghệ cho chip bộ nhớ tốc độ cao để có thể tương đồng với bộ xử lý 64 bit như Merced và Willamette của Intel, dự kiến có mặt tại thị trường vào cuối năm nay. Tốc độ RDRAM xuất phát từ bus bộ nhớ 400MHz của nó. Nhờ những tiến bộ trong kiến trúc, dữ liệu có thể truyền hai lần trong một chu kỳ xung, việc kênh truyền dữ liệu đạt 800MHz là hoàn toàn có thể. Ngoài ra nhờ kênh dữ liệu 2 byte trong kiến trúc của RDRAM, công nghệ này có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu 1,6GB/s. RDRAM gặp một loạt vấn đề kỹ thuật và kinh doanh ngay trước khi 820 gặp lỗi. RDRAM đắt tiền – giá của nó gấp ba lần các công nghệ bộ nhớ cạnh tranh. Ngoài ra, RDRAM đòi hỏi nhiều chỗ trên bo mạch chính hơn các loại bộ nhớ khác, gây khó khăn cho việc tích hợp vào thiết kế của hệ thống. Hiện các nhà sản xuất RDRAM đã bắt đầu áp dụng công nghệ 0,18 micron để giảm kích thước. Vì những lý do trên nên các nhà chế tạo bộ nhớ và máy tính không hăng hái chấp nhận RDRAM mà vẫn dựa vào các thiết kế bộ nhớ tốc độ cao khác, ít gây xáo trộn hơn. SDRAM Chuẩn bộ nhớ mạnh hiện nay là SDRAM với thiết kế để đạt tốc độ 150MHz. Từ đồng bộ (S: synchronous) ở đây có nghĩa là chip có thể đáp ứng được tốc độ xung hệ thống của CPU, nghĩa là không có trạng thái chờ và việc lấy dữ liệu trở nên hiệu quả hơn rất nhiều. Tuy nhiên, khác với một vài loại chip mới, SDRAM chỉ có thể gửi dữ liệu đến CPU một lần trong một chu kỳ xung. Phiên bản SDRAM mới, được gọi là gấp đôi tốc độ dữ liệu hay DDR-SDRAM (đôi lúc còn được gọi là SDRAM II), khắc phục được khuyết điểm trên và có thể gửi gấp đôi dữ liệu đến CPU để tăng hiệu năng xử lý. Những mẫu hiện thời của DDR-RAM chạy ở tốc độ 266MHz. Những yếu tố về kinh tế, kỹ thuật, bản quyền đang ngăn RDRAM và DDR-SDRAM trở thành người kế vị chính thức của SDRAM trong môi trường điện toán tốc độ cao. Tuy nhiên, trận chiến công nghệ này cho thấy không ai có thể độc chiếm thị trường. BO NHO RAM Nếu như vài năm trước đây chúng ta không có nhiều điều để nói về RAM bởi đa số các hệ thống đều được trang bị SDRAM với tốc độ từ 66MHz tới 133MHz thì trong khoảng thời gian ngắn trở lại đây, đã xuất hiện khá nhiều chủng loại bộ nhớ mới như DDR SDRAM, Rambus RDRAM, DDR-II SDRAM… khiến người dùng ‘hoa cả mắt’ khi chọn lựa Trong những năm qua, người dùng đã chứng kiến sự thay đổi nhanh chóng của hệ thống máy tính để bàn. Hai dòng CPU chính của Intel và AMD thay đổi liên tục không chỉ về tốc độ (từ vài trăm MHz lên tới hàng GHz) mà còn cả giao tiếp (Intel: Socket 370/ 423/ 478 / 775, AMD: Slot A, Socket 462-A/ 754 /940/ 939…) và dĩ nhiên chúng kéo theo sự thay đổi của bo mạch chủ và nhiều thành phần khác. Một trong những thành phần chịu ảnh hưởng lớn nhất là bộ nhớ hệ thống (RAM). Bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về những khái niệm của bộ nhớ RAM máy tính kèm theo một số thông tin bổ ích khác. Tuy nhiên chúng ta sẽ tập trung vào bộ nhớ DDR và DDR2 vì hiện tại, chúng là loại thống trị trên thị trường. SDRAM đã quá cũ còn RDRAM thì giá quá cao mà chỉ được dùng trong một số máy tính Pentium 4 đời đầu. 1. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ RAM Tên gọi Hiện nay nhiều người thường nhầm lẫn về cách gọi tên của các loại RAM. Nếu như RDRAM không có gì để nói thì với dòng SDRAM, việc nhầm lẫn ngày càng lớn. Khái niệm RAM (Random Access Memory) thì chắc hẳn ai cũng biết. DRAM hay SDRAM là khái niệm mở rộng hơn (Synchronous Dynamic Random Access Memory – RAM đồng bộ). Ban đầu và thậm chí hiện nay khi nói đến SDRAM người ta thường nghĩ ngay đến RAM loại cũ với tốc độ 100MHz hay 133MHz; tuy nhiên từ sau khi DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) ra đời thì quan niệm này hoàn toàn sai. Tham khảo một vài bảng báo giá linh kiện, bạn sẽ thấy các công ty đã góp phần không nhỏ vào việc khiến người dùng hiểu sai vấn đề. SDRAM là tên gọi chung của một dòng bộ nhớ máy tính, nó được phân ra SDR (Single Data Rate) và DDR (Double Data Rate). Do đó nếu gọi một cách chính xác, chúng ta sẽ có hai loại RAM chính là SDR SDRAM và DDR SDRAM. Cấu trúc của hai loại RAM này tương đối giống nhau, nhưng DDR có khả năng truyền dữ liệu ở cả hai điểm lên và xuống của tín hiệu nên tốc độ nhanh gấp đôi. Trong thời gian gần đây xuất hiện chuẩn RAM mới dựa trên nền tảng DDR là DDR-II, DDR-II có tốc độ cao hơn nhờ cải tiến thiết kế. Tốc độ (Speed) Đây có lẽ là khái niệm được người dùng quan tâm nhất, tuy nhiên có người thắc mắc về cách gọi tên, đối với DDR thì có hai cách gọi theo tốc độ MHz hoặc theo băng thông. Ví dụ, khi nói DDR333 tức là thanh RAM đó mặc định hoạt động ở tốc độ 333MHz nhưng cách gọi PC2700 thì lại nói về băng thông RAM, tức là khi chạy ở tốc độ 333MHz thì nó sẽ đạt băng thông là 2700MB/s (trên lý thuyết). Tương ứng như thế chúng ta sẽ có bảng sau: Thường ở Việt Nam thông dụng các loại RAM có bus 333 và 400, những loại có bus cao hơn thường xuất hiện ở những loại cao cấp như Kingston HyperX, Corsair , Mushkin LV nhưng nói chung khá hiếm. Độ trễ (Latency) CAS Latency là khái niệm mà người dùng thắc mắc nhiều nhất. Trước đây, khi đi mua RAM, người mua thường chỉ quan tâm tới tốc độ hoạt động như 100MHz hay 133MHz nhưng gần đây, khái niệm CAS đang dần được người dùng để ý bởi nó đóng vai trò khá quan trọng vào tốc độ xử lý tổng thể của hệ thống; đặc biệt trong ép xung. Vậy CAS là gì? CAS là viết tắt của ‘Column Address Strobe’ (địa chỉ cột). Một thanh DRAM được coi như một ma trận của các ô nhớ (bạn có thể hình dung như một bảng tính excel với nhiều ô trống) và dĩ nhiên mỗi ô nhớ sẽ có toạ độ (ngang, dọc). Như vậy bạn có thể đoán ngay ra khái niệm RAS (Row Adress Strobe)là địa chỉ hàng nhưng do nguyên lý hoạt động của DRAM là truyền dữ liệu xuống chân nên RAS thường không quan trọng bằng CAS. Khái niệm độ trễ biểu thị quãng thời gian bạn phải chờ trước khi nhận được thứ mình cần. Theo từ điển Merriam-Webster thì latency có nghĩa là ‘khoảng thời gian từ khi ra lệnh đến khi nhận được sự phản hồi’. Vậy CAS sẽ làm việc như thế nào? CAS Latency có ý nghĩa gì? Để hiểu khái niệm này, chúng ta sẽ cùng điểm nhanh qua cách thức bộ nhớ làm việc, đầu tiên chipset sẽ truy cập vào hàng ngang (ROW) của ma trận bộ nhớ thông qua việc đưa địa chỉ vào chân nhớ (chân RAM) rồi kích hoạt tín hiệu RAS. Chúng ta sẽ phải chờ khoảng vài xung nhịp hệ thống (RAS to CAS Delay) trước khi địa chỉ cột được đặt vào chân nhớ và tín hiệu CAS phát ra. Sau khi tín hiệu CAS phát đi, chúng ta tiếp tục phải chờ một khoảng thời gian nữa (đây chính là CAS Latency) thì dữ liệu sẽ được tìm thấy. Điều đó cũng có nghĩa là với CAS 2, chipset phải chờ 2 xung nhịp trước khi lấy được dữ liệu và với CAS3, thời gian chờ sẽ là 3 xung nhịp hệ thống. Bạn sẽ thắc mắc như vậy phải chăng CAS2 nhanh hơn CAS3 tới 33%, không đến mức như vậy bởi có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng tổng thể của bộ nhớ điển hình như: + Chuỗi xử lý thông tin: kích hoạt RAS, chờ khoảng thời gian trễ RAS-to-CAS Delay và CAS Latency. + Truy cập bộ nhớ theo chuỗi: đôi khi chipset sẽ đọc dữ liệu trong bộ nhớ RAM theo chuỗi (burst) như vậy rất nhiều dữ liệu sẽ được chuyển đi một lần và tín hiệu CAS chỉ được kích hoạt một lần ở đầu chuỗi. + Bộ vi xử lý có bộ đệm khá lớn nên chứa nhiều lệnh truy cập và dữ liệu; do đó thông tin được tìm kiếm trên bộ đệm trước khi truy cập vào RAM và tần số dữ liệu cần được tìm thấy trên bộ đệm (hit-rate) khá cao (vào khoảng 95%). Nói tóm lại việc chuyển từ CAS 3 sang CAS 2 sẽ tăng hiệu năng xử lý cho tất cả các ứng dụng. Những chương trình phụ thuộc vào bộ nhớ như game hay ứng dụng đồ họa sẽ chạy nhanh hơn. Điều này đồng nghĩa với việc những thanh RAM được đóng dấu CAS2 chắc chắn chạy nhanh hơn những thanh RAM CAS3. Nếu bạn dự định mua đồ chơi cho một cuộc đua ép xung hay đơn giản chỉ cần hệ thống đạt tốc độ tối ưu, hãy chọn RAM CAS2 nhưng nếu chỉ là công việc văn phòng, CAS 3 hoàn toàn vẫn đáp ứng yêu cầu. Tần số làm tươi Thường thì khi nhắc tới khái niệm tần số làm tươi (RAM Refresh Rate), người ta thường nghĩ ngay đến màn hình máy tính, tuy nhiên bộ nhớ DRAM (Dynamic Random Access Memory) cũng có khái niệm này. Như bạn đã biết module DRAM được tạo nên bởi nhiều tế bào điện tử, mỗi tế bào này phải được nạp lại điện hàng nghìn lần mỗi giây vì nếu không dữ liệu chứa trong chúng sẽ bị mất. Một số loại DRAM có khả năng tự làm tươi dữ liệu độc lập với bộ xử lý thường được sử dụng trong những thiết bị di động để tiết kiệm điện năng. SDRAM Access Time Việc cho ra đời cách đọc dữ liệu theo từng chuỗi (Burst Mode) đã giúp khắc phục nhiều nhược điểm và tăng hiệu năng cho RAM, chu kì của chuỗi ngắn hơn rất nhiều chu kì trang của RAM loại cũ. Chu kì của chuỗi cũng được coi như là chu kì xung nhịp của SDRAM và chính vì thế nó được coi như thang xác định cho tốc độ của RAM bởi đó là khoảng thời gian cần thiết giữa các lần truy xuất dữ liệu theo chuỗi của RAM. Những con số -12, -10, -8… ghi trên các chip RAM cho biết khoảng thời gian tối thiểu giữa mỗi lần truy xuất dữ liệu: nhãn -12 xác định chu kì truy cập dữ liệu của RAM là 12ns (nano-giây) đồng nghĩa với việc tốc độ hoạt động tối đa của RAM sẽ là 83MHz. Thường RAM có tốc độ cao sẽ sử dụng chip RAM có chu kì truy xuất thấp nhưng với chu kì truy xuất thấp chưa chắc RAM đã có thể hoạt động ở tốc độ cao do còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác. Do đó đôi khi bạn sẽ gặp trường hợp thanh RAM có tốc độ thấp nhưng khi đem vào ‘thử lửa’ ép xung thì lên được tốc độ cao hơn nhiều so với những loại RAM mặc định dán nhãn tốc độ cao. Nếu Gọi tên theo băng thông Gọi tên theo tốc độ MHz PC1600 DDR200 PC2100 DDR266 PC2700 DDR333 PC3000 DDR366 PC3200 DDR400 PC3500 DDR433 PC3700 DDR466 PC4000 DDR500 PC4200 DDR533 PC4400 DDR550 PC4800 DDR600 . Để hệ thống mạng làm việc trơn tru, hiệu quả và khả năng kết nối tới những hệ thống mạng khác đòi hỏi phải sử dụng những thiết bị mạng chuyên. trong mạng. Bridge Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer). Bridge được sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng