Mạng máy tính

Mạng máy tính( Computer networks )

MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 1 MC LC Phân loi mng máy tính theo phm vi đa lý 3 H điu hành mng – NOS (Network Operating System) 16 MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 2 MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) V c bn, mt mng máy tính là mt s các máy tính đc ni kt vi nhau theo mt cách nào đó. Khác vi các trm truyn hình ch gi thông tin đi, các mng máy tính luôn hai chiu, sao cho khi máy tính A gi thông tin ti máy tính B thì B có th tr li li cho A. Nói mt cách khác, mt s máy tính đc kt ni vi nhau và có th trao đi thông tin cho nhau gi là mng máy tính. T nhiu máy tính riêng r, đc lp vi nhau, nu ta kt ni chúng li thành mng máy tính thì chúng có thêm nhng u đim sau: • Nhiu ngi có th dùng chung mt phn mm tin ích. • Mt nhóm ngi cùng thc hin mt đ án nu ni mng h s dùng chung d liu ca đ án, dùng chung tp tin chính (master file) ca đ án, h trao đi thông tin vi nhau d dàng. • D liu đc qun lý tp trung nên an toàn hn, trao đi gia nhng ngi s dng thun li hn, nhanh chóng hn. • Có th dùng chung thit b ngoi vi him, đt tin (máy in, máy v, .). • Ngi s dng trao đi vi nhau th tín d dàng (E-Mail) và có th s dng h mng nh là mt công c đ ph bin tin tc, thông báo v mt chính sách mi, v ni dung bui hp, v các thông tin kinh t khác nh giá c th trng, tin rao vt (mun bán hoc mun mua mt cái gì đó), hoc sp xp thi khoá biu ca mình chen ln vi thi khoá biu ca nhng ngi khác, . • Mt s ngi s dng không cn phi trang b máy tính đt tin (chi phí thp mà chc nng li mnh). • Mng máy tính cho phép ngi lp trình  mt trung tâm máy tính này có th s dng các chng trình tin ích ca mt trung tâm máy tính khác đang ri, s làm tng hiu qu kinh t ca h thng. • Rt an toàn cho d liu và phn mm vì phn mm mng s khoá các tp tin (files) khi có nhng ngi không đ quyn hn truy xut các tp tin và th mc đó. MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 3 PHÂN LOI MNG MÁY TÍNH THEO PHM VI A LÝ Mng máy tính có th phân b trên mt vùng lãnh th nht đnh và có th phân b trong phm vi mt quc gia hay quc t. Da vào phm vi phân b ca mng ngi ta có th phân ra các loi mng nh sau: • GAN (Global Area Network) kt ni máy tính t các châu lc khác nhau. Thông thng kt ni này đc thc hin thông qua mng vin thông và v tinh. • WAN (Wide Area Network) - Mng din rng, kt ni máy tính trong ni b các quc gia hay gia các quc gia trong cùng mt châu lc. Thông thng kt ni này đc thc hin thông qua mng vin thông. Các WAN có th đc kt ni vi nhau thành GAN hay t nó đã là GAN. • MAN (Metropolitan Area Network) kt ni các máy tính trong phm vi mt thành ph. Kt ni này đc thc hin thông qua các môi trng truyn thông tc đ cao (50-100 Mbit/s). • LAN (Local Area Network) - Mng cc b, kt ni các máy tính trong mt khu vc bán kính hp thông thng khong vài trm mét. Kt ni đc thc hin thông qua các môi trng truyn thông tc đ cao ví d cáp đng trc thay cáp quang. LAN thng đc s dng trong ni b mt c quan/t chc .Các LAN có th đc kt ni vi nhau thành WAN. Trong các khái nim nói trên, WAN và LAN là hai khái nim hay đc s dng nht. Mng cc b - LAN Mng cc b (LAN) là h truyn thông tc đ cao đc thit k đ kt ni các máy tính và các thit b x lý d liu khác cùng hot đng vi nhau trong mt khu vc đa lý nh nh  mt tng ca toà nhà, hoc trong mt toà nhà Mt s mng LAN có th kt ni li vi nhau trong mt khu làm vic. Các mng LAN tr nên thông dng vì nó cho phép nhng ngi s dng (users) dùng chung nhng tài nguyên quan trng nh máy in mu,  đa CD- ROM, các phn mm ng dng và nhng thông tin cn thit khác. Trc khi phát trin công ngh LAN các máy tính là đc lp vi nhau, b hn ch bi MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 4 s lng các chng trình tin ích, sau khi kt ni mng rõ ràng hiu qu ca chúng tng lên gp bi.  tn dng ht nhng u đim ca mng LAN ngi ta đã kt ni các LAN riêng bit vào mng chính yu din rng (WAN). Các thit b gn vi mng LAN đu dùng chung mt phng tin truyn tin đó là dây cáp, cáp thng dùng hin nay là: Cáp đng trc (Coaxial cable), Cáp dây xon (shielded twisted pair), cáp quang (Fiber optic), Mi loi dây cáp đu có tính nng khác nhau. Dây cáp đng trc đc ch to gm mt dây đng  gia cht cách đin, chung quanh cht cách đin đc quán bng dây bn kim loi dùng làm dây đt. Gia dây đng dn đin và dây đt có mt lp cách ly, ngoài cùng là mt v bc bo v. Dây đng trc có hai loi, loi nh (Thin) và loi to (Thick). Dây cáp đng trc đc thit k đ truyn tin cho bng tn c bn (Base Band) hoc bng tn rng (broadband). Dây cáp loi to dùng cho đng xa, dây cáp nh dùng cho đng gn, tc đ truyn tin qua cáp đng trc có th đt ti 35 Mbit/s. Dây cáp xon đc ch to bng hai si dây đng (có v bc) xon vào nhau, ngoài cùng có hoc không có lp v bc bo v chng nhiu. Dây cáp quang làm bng các si quang hc, truyn d liu xa, an toàn và không b nhiu và chng đc han r. Tc đ truyn tin qua cáp quang có th đt 100 Mbit/s. Nhìn chung, yu t quyt đnh s dng loi cáp nào là ph thuc vào yêu cu tc đ truyn tin, khong cách đt các thit b, yêu cu an toàn thông tin và cu hình ca mng, Ví d mng Ethernet 10 Base-T là mng dùng kênh truyn gii tn c bn vi thông lng 10 Mbit/s theo tiêu chun quc t ISO/IEC 8802.3 ni bng đôi dây cáp xon không bc kim (UTP) trong Topology hình sao. Vic kt ni các máy tính vi mt dây cáp đc dùng nh mt phng tin truyn tin chung cho tt c các máy tính. Công vic kt ni vt lý vào mng đc thc hin bng cách cm mt card giao tip mng NIC (Network Interface Card) vào trong máy tính và ni nó vi cáp mng. Sau khi kt ni vt lý đã hoàn tt, qun lý vic truyn tin gia các trm trên mng tu thuc vào phn mm mng. u ni ca NIC vi dây cáp có nhiu loi (ph thuc vào cáp mng), hin nay có mt s NIC có hai hoc ba loi đu ni. Chun dùng cho NIC là MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 5 NE2000 do hãng Novell và Eagle dùng đ ch to các loi NIC ca mình. Nu mt NIC tng thích vi chun NE2000 thì ta có th dùng nó cho nhiu loi mng. NIC cng có các loi khác nhau đ đm bo s tng thích vi máy tính 8-bit và 16-bit. Mng LAN thng bao gm mt hoc mt s máy ch (file server, host), còn gi là máy phc v) và mt s máy tính khác gi là trm làm vic (Workstations) hoc còn gi là nút mng (Network node) - mt hoc mt s máy tính cùng ni vào mt thit b nút. Máy ch thng là máy có b x lý (CPU) tc đ cao, b nh (RAM) và đa cng (HD) ln. Trong mt trm mà các phng tin đã đc dùng chung, thì khi mt trm mun gi thông đip cho trm khác, nó dùng mt phn mm trong trm làm vic đt thông đip vào "phong bì", phong bì này gi là gói (packet), bao gm d liu thông đip đc bao bc gia tín hiu đu và tín hiu cui (đó là nhng thông tin đc bit) và s dng phn mm mng đ chuyn gói đn trm đích. NIC s chuyn gói tín hiu vào mng LAN, gói tín hiu đc truyn đi nh mt dòng các bit d liu th hin bng các bin thiên tín hiu đin. Khi nó chy trong cáp dùng chung, mi trm gn vi cáp đu nhn đc tín hiu này, NIC  mi trm s kim tra đa ch đích trong tín hiu đu ca gói đ xác đnh đúng đa ch đn, khi gói tín hiu đi ti trm có đa ch cn đn, đích  trm đó s sao gói tín hiu ri ly d liu ra khi phong bì và đa vào máy tính. Các kiu (Topology) ca mng LAN Topology ca mng là cu trúc hình hc không gian mà thc cht là cách b trí phn t ca mng cng nh cách ni gia chúng vi nhau. Thông thng mng có 3 dng cu trúc là: Mng dng hình sao (Star Topology), mng MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 6 dng vòng (Ring Topology) và mng dng tuyn (Linear Bus Topology). Ngoài 3 dng cu hình k trên còn có mt s dng khác bin tng t 3 dng này nh mng dng cây, mng dng hình sao - vòng, mng hn hp,v.v Mng dng hình sao (Star topology) Mng dng hình sao bao gm mt trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các trm đu cui, các máy tính và các thit b khác ca mng. Trung tâm ca mng điu phi mi hot đng trong mng vi các chc nng c bn là: • Xác đnh cp đa ch gi và nhn đc phép chim tuyn thông tin và liên lc vi nhau. • Cho phép theo dõi và s lý sai trong quá trình trao đi thông tin. • Thông báo các trng thái ca mng . Các u đim ca mng hình sao: • Hot đng theo nguyên lý ni song song nên nu có mt thit b nào đó  mt nút thông tin b hng thì mng vn hot đng bình thng. • Cu trúc mng đn gin và các thut toán điu khin n đnh. • Mng có th m rng hoc thu hp tu theo yêu cu ca ngi s dng. Nhc đim ca mng hình sao: • Kh nng m rng mng hoàn toàn ph thuc vào kh nng ca trung tâm . Khi trung tâm có s c thì toàn mng ngng hot đng. • Mng yêu cu ni đc lp riêng r tng thit b  các nút thông tin đn trung tâm. Khong cách t máy đn trung tâm rt hn ch (100 m). Nhìn chung, mng dng hình sao cho phép ni các máy tính vào mt b tp trung (HUB) bng cáp xon, gii pháp này cho phép ni trc tip máy tính vi HUB không cn thông qua trc BUS, tránh đc các yu t gây ngng tr mng. Gn đây, cùng vi s phát trin switching hub, mô hình này ngày càng tr nên ph bin và chim đa s các mng mi lp. MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 7 Mng hình tuyn (Bus Topology) Theo cách b trí hành lang các đng nh hình v thì máy ch (host) cng nh tt c các máy tính khác (workstation) hoc các nút (node) đu đc ni v vi nhau trên mt trc đng dây cáp chính đ chuyn ti tín hiu. Tt c các nút đu s dng chung đng dây cáp chính này. Phía hai đu dây cáp đc bt bi mt thit b gi là terminator. Các tín hiu và gói d liu (packet) khi di chuyn lên hoc xung trong dây cáp đu mang theo đi ch ca ni đn. Loi hình mng này dùng dây cáp ít nht, d lp đt. Tuy vy cng có nhng bt li đó là s có s ùn tc giao thông khi di chuyn d liu vi lu lng ln và khi có s hng hóc  đon nào đó thì rt khó phát hin, mt s ngng trên đng dây đ sa cha s ngng toàn b h thng. Mng dng vòng (Ring Topology) Mng dng này, b trí theo dng xoay vòng, đng dây cáp đc thit k làm thành mt vòng khép kín, tín hiu chy quanh theo mt chiu nào đó. Các nút truyn tín hiu cho nhau mi thi đim ch đc mt nút mà thôi. D liu truyn đi phi có kèm theo đa ch c th ca mi trm tip nhn. Mng dng vòng có thun li là có th ni rng ra xa, tng đng dây cn thit ít hn so vi hai kiu trên. Nhc đim là đng dây phi khép kín, nu b ngt  mt ni nào đó thì toàn b h thng cng b ngng. Mng dng kt hp • Kt hp hình sao và tuyn (star/Bus Topology) MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 8 Cu hình mng dng này có b phn tách tín hiu (spitter) gi vai trò thit b trung tâm, h thng dây cáp mng có th chn hoc Ring Topology hoc Linear Bus Topology. Li đim ca cu hình này là mng có th gm nhiu nhóm làm vic  cách xa nhau, ARCNET là mng dng kt hp Star/Bus Topology. Cu hình dng này đa li s uyn chuyn trong vic b trí đng dây tng thích d dàng đi vi bt c toà nhà nào. • Kt hp hình sao và vòng (Star/Ring Topology) Cu hình dng kt hp Star/Ring Topology, có mt "th bài" liên lc (Token) đc chuyn vòng quanh mt cái HUB trung tâm. Mi trm làm vic (workstation) đc ni vi HUB - là cu ni gia các trm làm vic và đ tng khong cách cn thit. Các giao thc (Protocol) Mt tp các tiêu chun đ trao đi thông tin gia hai h thng máy tính hoc hai thit b máy tính vi nhau đc gi là giao thc (Protocol). Các giao thc (Protocol) còn đc gi là nghi thc hoc đnh c ca mng máy tính.  đánh giá kh nng ca mt mng đc phân chia bi các trm nh th nào. H s này đc quyt đnh ch yu bi hiu qu s dng môi trng MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 9 truy xut (medium access) ca giao thc, môi trng này  dng tuyn tính hoc vòng Mt trong các giao thc đc s dng nhiu trong các LAN là: 1. Giao thc tranh chp (Contention Protocol) CSMA/CD CSMA là vit tt t ting Anh: Carrier Sense Multiple Access, còn CD là vit tt t: Conllision Detect. S dng giao thc này các trm hoàn toàn có quyn truyn d liu trên mng vi s lng nhiu hay ít và mt cách ngu nhiên hoc bt k khi nào có nhu cu truyn d liu  mi trm. Mi trm s kim tra tuyn và ch khi nào tuyn không bn mi bt đu truyn các gói d liu. CSMA/CD có ngun gc t h thng radio đã phát trin  trng đi hc Hawai vào khong nm 1970, gi là ALOHANET. Vi phng pháp CSMA, thnh thong s có hn mt trm đng thi truyn d liu và to ra s xung đt (collision) làm cho d liu thu đc  các trm b sai lch.  tránh s tranh chp này mi trm đu phi phát hin đc s xung đt d liu. Trm phát phi kim tra Bus trong khi gi d liu đ xác nhn rng tín hiu trên Bus tht s đúng, nh vy mi có th phát hin đc bt k xung đt nào có th xy ra. Khi phát hin có mt s xung đt, lp tc trm phát s gi đi mt mu làm nhiu (Jamming) đã đnh trc đ báo cho tt c các trm là có s xung đt xy ra và chúng s b qua gói d liu này. Sau đó trm phát s trì hoãn mt khong thi gian ngu nhiên trc khi phát li d liu. u đim ca CSMA/CD là đn gin, mm do, hiu qu truyn thông tin cao khi lu lng thông tin ca mng thp và có tính đt bin. Vic thêm vào hay dch chuyn các trm trên tuyn không nh hng đn các th tc ca giao thc. im bt li ca CSMA/CD là hiu sut ca tuyn gim xung nhanh chóng khi phi ti quá nhiu thông tin. 2. Giao thc truyn token (Token passing protocol) ây là giao thc thông dng sau CSMA/CD đc dùng trong các LAN có cu trúc vòng (Ring). Trong phng pháp này, khi điu khin mng hoc token đc truyn ln lt t trm này đn trm khác. Token là mt khi d liu đc bit. Khi mt trm đang chim token thì nó có th phát đi mt gói d liu. Khi đã phát ht gói d liu cho phép hoc không còn gì đ phát na thì trm đó li gi token sang trm k tip. . nhanh. • ng v tinh (satellite links). Nu bn mun đc chuyn mt lng ln d liu đc bit là t nhng đa đim t xa thì đng v tinh là câu tr. hiu và gói d liu (packet) khi di chuyn lên hoc xung trong dây cáp đu mang theo đi ch ca ni đn. Loi hình mng này dùng dây cáp ít nht, d lp