bao cao thuc tap tot nghiep mang cuc bo lan

Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan mục lục Lời nói đầu Chương i: khái quát chung mạng máy tính 1.1 Các yếu tố mạng máy tính 1.1.1 Mạng máy tính ? 1.1.2 Kiến trúc mạng máy tính 1.1.3 Phân loại máy tính 1.1.4 Kiến trúc phân tầng mô hình OSI 1.1.4.1 Cấu trúc phân tầng 1.1.4.2 Mô hình OSI 1.1.4.3 Chức tầng mô hình líp 1.2 Hä giao thøc TCP/IP 1.2.1 Giao thøc IP 1.2.2 Giao thøc kiĨu trun IP 1.2.3 Giao thøc UDP Trang 4 5 8 10 12 15 18 19 Chương ii: mạng cục LAN 20 2.1 Định nghĩa 2.2 Kỹ thuật mạng cục 20 20 2.21 Mạng hình (Star) 2.2.2 Mạng vòng (Ring) 2.2.3 Mạng Bus tuyến tính 2.3 Chọn môi trường truyền dẫn 2.3.1 Cáp đôi dây xoắn 2.3.1.1 Cáp xoắn đôi trần 2.3.1.2 Cáp xoắn đối có bọc 2.3.2 Cáp đồng trục 2.3.2.1 Cáp mảnh 2.3.2.2 Cáp dày 2.3.3 Cáp sợi quang 2.3.3.1 Cáp sợi quang đơn Mode 2.3.3.2 Cáp sợi quang đa Mode 2.3.4 Vô tuyến 2.4 Các phương pháp truy cập mạng 2.4.1 Phương pháp truy cập sử dụng sóng mang có phát xung đột CSMA/CD 2.4.2 Token Bus 2.4.3 Token Ring 2.4.4 So sánh phương ph¸p CSMA/CD víi Token Bus, 20 21 22 22 23 23 23 23 24 24 24 24 24 25 26 26 27 27 B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiƯp Mạng cục Lan Token Ring 2.5 Các LAN chuẩn quy tắc nối mạng 2.5.1.Mạng Ethernet 2.5.1.1.Cơ chế hoạt đọng CSMA/CD 2.5.1.2.Các đặc tính Ethernet 2.5.1.3.Nối cáp m¹ng Ethernet 2.5.1.4.D¹ng thøc khung Ethernet 2.5.2 M¹ng Roken Ring 2.5.2.1 Các đặc tính mạng Token Ring 2.5.2.2.Cơ chế hoạt động mạng Token Ring 2.5.2.3 Dạng thức khung liệu Token Ring 2.5.2.4 Các quy tắc thành phần nối mạng Tocken Ring 2.5.3 Mạng ARCnet 2.5.3.1 Phương thức hoạt động ARCnet 2.5.3.2 Kết nối mạng ARCnet 2.6 Các thiết bị ghép nối 2.6.1.Bộ chuyển tiêp 2.6.2.Cầu nối 2.6.3.Bộ định tuyến 2.6.4.Brouter 2.6.5.Gateway Kết luận 28 28 28 29 29 30 30 31 31 31 33 33 34 35 37 39 39 40 41 42 42 43 Lời nói đầu Chiếc máy vi tính đa năng, tiện lợi hiệu mà dùng trở nên chật hẹp, nghèo nàn việc khai thác sử dụng rộng so với máy vi tính nối mạng Chính điều thúc đẩy nhà nghiên cứu xây dựng nên công cụ nhằm trợ giúp người thu nhập khai thác thông tin cách dể dàng triệt để Mạng máy tính đời mang lại giá trị thực tiễn vô to lớn cho nhân loại qua việc giúp người xích lại gần hơn, thông tin quan trọng cần thiết chuyển tải, khai thác xử lý kịp thời, trung thực xác Mạng công nghệ mạng, đời cách không lâu triển khai ứng dụng hầu hết nơi giới nước ta việc lắp Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan đặt khai thác mạng ứng dụng vòng mười năm trở lại Đến số quan đơn vị, trường học có nhu cầu lắp đặt khai thác mạng ngày tăng lên Ngày công nghệ mạng liên tục thay đổi với tốc độ nhanh chóng, khái niệm bản, chủ chốt lại không thay đổi Dựa thực tế đó, báo cáo thực tập em tìm hiểu đưa khái niệm chủ yếu mạng máy tính mạng cục LAN Do thời gian tìm hiểu kiến thức có hạn nên báo cáo không tránh khỏi thiếu xót, em mong thầy cô đóng góp bổ xung ý kiến để em hoàn thành tốt thực tập Em xin chân thành cảm ơn cô giao PGS.TS Nguyễn Việt Hương bảo gúp em giúp em hoµn thµnh bµi thùc tËp nµy Hµ Néi, ngµy tháng năm 2005 Sinh viên thực Chương I : khái quát chung mạng máy tính 1.1.Các yếu tố mạng máy tính 1.1.1Mạng máy tính gì? Mạng máy tính tập hợp máy tính kết nối với đường truyền vật lý theo kiểu kiến trúc nhằm mục đích trao đổi thông tin máy tính Đường truyền vật lý dùng để truyền tín hiệu điện tử máy tính Tất tín hiệu truyền máy tính dạng sóng điện từ trải từ tần số radio tới sóng viba tia hồng ngoại Các tần số radio truyền cáp điện( dây đôi xoắn đồng trục) phương tiện quảng bá( Radio broadcasting) Sóng viba thường sử dụng trạm mặt đất vệ tinh Dùng để truyền tín hiệu quảng bá từ trạm mặt đất tới nhiều trạm thu Tia hồng ngoại lý tưởng nhiều loại truyền thông mạng Nó truyền hai điểm đến nhiều máy thu Tia hồng ngoại tần số cao ánh sáng truyền qua cáp sợi quang Khi lưa chọn đường truyền vật lý, cần ý tới đặc trưng chúng giải thông( Bandwith), độ suy hao độ nhiễu điện từ Giải thông đường truyền độ đo phạm vi tần số mà đáp ứng Tốc Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan độ truyền liệu đường truyền gọi thông lượng( thobhtput) đường truyền (bps) Giải thông cáp truyền phụ thuộc vào độ dài cáp Đường truyền vật lý chia làm hai loại: Hữu tuyến vô tuyến -Hữu tuyến: + Cáp đồng trục (Coaxial cable) +Cáp xoắn đôi (twisted pair cable) +Cáp sợi quang (Fiber optic cable) -Vô tuyến + Radio + Sóng cực ngắn(Viba) + tia hồng ngoại( Infrared) Tuỳ theo tần số mà người ta sử dụng đường truyền vật lý khác 1.1.2 Kiến trúc mạng máy tính Về phương diện mạng máy tính ( Network architecture) thĨ hiƯn c¸ch kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh víi tập hợp quy tắc, quy ước mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt Cách nối máy tính gọi hình trạng mạng(Topology) Còn tập quy tắc, quy ước truyền thông gọi giao thức ( Protocol) cđa m¹ng * Topology m¹ng Cã hai kiĨu nối chủ yếu điểm-điểm (point to point) quảng bá ( Broadcast) -Theo kiểu điểm-điển, đường truyền nối cặp nút với nút đến có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau chuyển tiếp liệu tới đích -Theo kiểu quảng bá(Protocol): Tất nút phân chia chung theo đường truyền vật lý Dữ liệu từ nút tiếp nhận tất nút lại, cần địa đích liệu để nút vào kiểm tra xem liệu có phải dành cho hay không * Giao thức mạng Việc trao đổi thông tin, cho dù đơn giản phải tuân theo quy tắc định Việc truyền tin mạng cần phải có quy tắc, quy ước nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp chữ nghĩa) liệu thủ tục gửi nhận liệu, kiểm soát hiệu quả, chất lượng chuyền tin, sử lý lỗi cố Tập hợp tất quy ước, quy tắc gọi giao thức( Protocol) mạng 1.1.3 Phân loại mạng máy tính Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan Có nhiều phương pháp phân loại mạng máy tính khác tuỳ thuộc vào yếu tố chọn làm tiêu phân loại mà người ta phân phân loại mạng theo khoảng cách địa lý, kỹ thuật chuyển mạnh hay kiến chúc mạng * Nếu lấy khhoảng cách địa lý làm yếu tố để phân loại m¹ng ta cã: - M¹ng cơc bé LAN ( Local Area Network) Được cài đặt phạm vi tương đối nhỏ, với khoảng cách máy tính nút mạng vòng vài chục Km trở lại - Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network ) Là mạng cài đặt phạm vi đô thị trung tâm kinh tế-xã hội có bán kính khoảng 100Km trë l¹i - M¹ng diƯn réng WAN (Wide Area Network ) Là mạng có phạm vi vượt qua biên giới quốc gia vượt qua lục địa - Mạng toàn cầu GAN (Global area Network ) Là mạng có phạm vi trải khắp tất lục địa trái đất * Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố để phân loại ta có: - Mạng chuyến mạch kênh( Circuit Switched Network) Trong chuyển mạnh kênh có hai đầu nút mạng cần trao đổi với chúng thiết lập kênh cố định trì hai bên ngắt liên lạc Các liệu truyền theu đường cố định Phương pháp chuyển mạch kênh có hai nhược điểm chính: + Phải thời gian để thiết lập kênh cố định hai đầu nút mạng + Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao có lúc kênh bị bỏ rỗi hai bên hết thông tin cần truyền đầu nút khác không phép sử dụng đường truyền - Mạng chuyển mạch thông báo( Message switched Network) Mạng chuyển mạch thông báo đơn vị thông tin người sử dụng có khuôn dạng quy định trước Mỗi thông báo có chứa vùng thông tin điều khiển định rõ đích thông báo Căn vào thông tin mà nút chung gian chuyển thông tin tới nót kÕ tiÕp theo ®­êng dÉn tíi ®Ých cđa nã Như nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển thông báo để sau gửi tiếp thông báo Tuỳ thuộc vào điều kiện mạng, thông báo khác truyền đường khác Phương pháp chuyển mạch thông báo có nhiều ưu điểm phương pháp chuyển mạch kênh: Báo cáo thùc tËp tèt nghiƯp M¹ng cơc bé Lan + HiƯu suất sử dụng đường truyền cao không bị chiếm dụng độc quyền mà phân chia nhiều đầu nút mạng Mỗi nút mạng( hay nút chuyển mạch thông báo ) lưu trữ thông báo kênh truyền rỗi gửi thông báo đi, giảm tình trạng tắc nghẽn (congestion) mạng + Có thể điều khiển tin cách xếp độ ưu tiên cho thông báo + Có thể tăng hiệu suất sử dụng dải thông mạng cách gán địa quảng bá (Broacadcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích Nhược điểm chủ yếu phương pháp chuyển mạch thông báo không hạn chế kích thước thông báo, dẫn đến phí tổn lưu trữ tạm thời cao, ảnh hưởng đến thời gian đáp (respone time) chất lượng chuyền ®i - M¹ng chun m¹ch gãi (Packet Switched Network) Trong mạng chuyển mạch gói thông báo chia thành nhiều phần nhỏ gọi gói tin (packet) có khuôn dạng quy định trước Mỗi gói tin chứa thông tin điều khiển, có địa nguồn (người gửi) đích (người nhận) gói tin Các gói tin thuộc thông báo gửi qua mạng để tới ®Ých b»ng nhiỊu ®­êng kh¸c Ta thÊy chun mạch gói chuyển mạch thông báo gần giống Điểm khác biệt gói tin giới hạn kích thước tối đa cho nút mạng (nút chuyển mạch )có thể xử lý toàn gói tin nhớ mà không cần phải lưu trữ tạm thời đĩa Vì mạng chuyển mạch gói truyền gói tin mạng nhanh hiệu so với mạng chuyển mạch thông báo Do ưu điểm mềm dẻo hiệu suất cao nên mạng chuyển mạch gói dùng phổ biến mạng chuyển mạch thông báo Việc tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch (kênh gói) mạng thống (được gọi mạng tích hợp số ISDN) xu hướng phát triển mạng ngày Nhược điểm lớn mạng chuyển mạch gói việc tập hợp lại gói tin để tạo lại thông báo ban đầu người sử dụng, đăc biệt trọn trường hợp gói tin truyền theo nhiều đường khác Cần phải cài đặt chế đánh dấu gói tin phục hồi gói tin bị thất lạc truyền bị lỗi cho nút mạng * Nếu phân loại dựa vào kiến trúc mạng (Topo giao thức sử dụng) ta có: - Kiểu điểm- điểm Các đường truyền nối cặp nút với nút có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau chuyển tiếp liệu đích Do cách thức làm viêc nên mạng kiểu gọi mạng lưu chuyển tiếp - Theo kiểu quảng bá Trong trường hợp tất nút phân chia chung đường truyền vật lý Dữ liệu gửi từ nút đó, tiếp nhận tất Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan nút lại Bởi cần địa đích liệu để nút vào kiểm tra xem liệu có phải dành cho không 1.1.4 Kiến trúc phân tầng mô hình OSI 1.1.4.1 Kiến trúc phân tầng Để giảm độ phức tạp việc thiết kế cài đặt, hầu hết mạng máy tính có phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng (layering) Mỗi hệ thống thành phần mạng xem cấu trúc đa tầng, tầng xây tầng trước Số lượng tầng tên chức tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế Tuy nhiên hầu hết mạng, mục đích tầng để cung cấp số dịch vụ (Services) định cho tầng cao Hình dây mô tả kiến trúc phân tầng tổng quát Giao thức tầng N TÇng N TÇng N Giao thøc tÇng i TÇng i TÇng i TÇng i Giao thøc tÇng TÇng Tầng Đường truyền vật lý Hình 1.1: Minh hoạ kiến trúc phân tầng tổng quát Nguyên tắc kiến trúc mạng phân tầng là: hệ thống mạng có cấu trúc tầng (Số lượng tầng,chức tầng nhau) Trong thực tế, liệu không truyền trực tiếp từ tầng thứ i hệ thống sang tầng thứ i hệ thống khác (trừ tầng thấp trực tiếp sử dụng đường truyền vật lý để truyền sâu bit 0,1 từ hệ thống sang hệ thống khác) 1.1.4.2.Mô hình OSI (Open systems Interconnection) Khi thiết kế nhà thiết kế tự chọn kiểu kiến trúc riêng cho Từ dẫn đến tình trạng không tương thích mạng từ làm cản trở cho người sử dụng mạng khác Nhu cầu trao đổi thông tin lớn trở ngại chấp nhận người sử dụng Sự thúc bách khách hàng khiến cho nhà sản xuất nhà nghiên cứu, thông qua quan chuẩn hoá quốc gia quỗc tế tiếp tục tìm kiếm hội tụ cho sản phẩm mạng thị trường Để có điều đó, trước hết phải có khung chuẩn kiến mạng làm thiết kế chế tạo sản phẩm mạng Vì tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ( Internationnal Organization For Sandardization ISO) thành lập vào năm 1977 tiĨu ban nh»m ph¸t triĨn B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiƯp M¹ng cơc bé Lan mét khung chn nh­ Kết vào năm 1984, ISO xây dựng xong mô hình tham chiếu cho việc nối kết c¸c hƯ thèng më phuc vơ cho c¸c øng dơng phân tán Kết mô hình OSI gồm tầng với tên gọi chức Hệ thống A HÖ thèng B Application Presentation Session Application Presentation Transport Transport Network Network Datalink Datalink Physical Physical Session §­êng trun vật lý Hình 1.2: Mô hình OSI tầng Mô hình phân lớp theo chức Nó không quy định cụ thể giao thức hay tình trạng mạng (Topo) mạng OSI có khuyến cáo số tiêu chuẩn cho tầng khuyến cáo không đưa thành chuẩn phận mô hình tham chiếu 1.1.4.3 Chức tầng mô hình lớp OSI * Tầng vật lý Đảm bảo truyền đòng bít cấu trúc qua đường truyền vật lý cho nơi nhận, nhận xác bit nơi gửi đến Truy nhập đường truyền vật lý nhờ phương tiện có giao diện điện, cơ, chức năng, thủ tục để kích hoạt, trì huỷ bỏ liên kết vật lý hệ thống * Tầng liên kết kiệu Liên kết liệu cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy thông qua chế đồng hoá, kiểm soát lỗi kiểm soát luồng liệu Các giao thức ứng dụng tầng liên kết liệu: - DLP di bé ( Data Link Protocol) sư dơng ph­¬ng thøc trun dị bộ, bit đặc biệt Start, Stop dùng để tách xâu bít biểu diễn ký tự dòng liệu cần truyền Phương thức gọi dị không cần có đồng liên tục người gửi ng­êi nhËn Nã cho phÐp mét ký tù d÷ liƯu truyền lúc mà không cần quan tâm đến tín hiệu đồng trước - DLP đồng bộ: Không dùng bit đặc biệt Start, Stop để đóng khung ký tự mà chèn ký tự đặc biệt SYN, EOT hay đơn giản cờ flag Báo cáo thực tËp tèt nghiƯp M¹ng cơc bé Lan Network Access Protocol NAP LAN/WAN Data Communication Network Application PDU TCP/UDP IP datagram LAN/WAN Header PDU header PDU header User Data LAN/WAN Information Trauler Hình 1.3: Quan hệ tầng giao thức đơn vị liệu tương ứng liên mạng Mỗi lớp có cấu trúc liệu độc lập lớp không cần biết đến cấu trúc liệu dùng hay Trong thực tế cấu trúc liệu lớp cấu tạo tương thích với cấu trúc liệu lớp bên cạnh việc truyền liệu hiệu Tuy nhiên lớp có cấu trúc liệu riêng thuật toán để mô tả cấu trúc Để tìm hiểu rõ cÊu tróc ph©n líp cđa TCP/IP chóng ta h·y so sánh vói mô hình OIS: OSI Model Application TCP/IP architectural Model Telnet FTP SMTP DNS SNMP Presentation Session Transsmission Control RIP User Datagram ICMP Transport Network Data Link Physical ARP Ethernet Internet Potoco(IP) Tokenbus Token Ring IEEE802.3 IEEE802.4 FTP - File Transfer Protocol SMTP Simple Mail IEEE802.5 Transfer FDDI ANSI Protocol 13 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cơc bé Lan TCP lµ mét giao thøc kiĨu cã liên kết (Connetion-oriented) nghĩa cần phải thiết lập liên kết (logic) cặp thực thể TCP trước chúng trao đổi liệu với Đơn vị liệu TCP gọi Segment có khuôn dạng nh­ sau: 15 16 31 Source Port Dertination Port Sequence Number Acknowledgment Data Resrved offset U AP R S F R C S S Y I G KH T N N Checksum Window Urgent Point Option Padding TCP data Trong ®ã: - Source Port (16bits): Sè hiƯu cỉng cđa tr¹m ngn - Destination Pát (16bits): Sè hiƯu cỉng tr¹m ®Ých - Sequence Number (32bits) :Sè hiƯu cđa byte ®Çu tiªn cđa segment - Acknowlegdmet Number (32bits): Sè hiƯu cđa segment mà trạm nguồn chờ để nhần - Data offset (4bits): Sè l­ỵng tõ 32bits ICP header ( tham số vị trí bắt đầu vùng liêu) - Reserved (6bits): Dành để dùng tương lai - Control: Các bit điều khiển + URG: Vïng trá khÈm (Urgent point) cã hiÖu lùc + ACK: Vïng b¸o nhËn (ACK number) cã hiĐu lùc + PSH: Chức PUSH + RST: Khởi động lại liên kết + SYN: Đồng hoá số liệu + FIN: Không liệu từ trạm nguồn - Window (16bits): Cấp phát credit để kiểm soát luồng liệu (cơ chế cửa sổ) Đây số lượng byte liệu, byte vùng ACK number, mà trạm nguồn sẵn sàng để nhận - Checksum(6bits): Mã kiểm soát lỗi (theo phương pháp CRC) cho toàn segment (header + data) - Urgent pointer (16bits): Con trỏ trỏ tới số hiệu byte theo sau liệu khẩn, cho phép nhận biết độ dài liệu khẩn Vùng có hiệu lực bit URG thiết lập 15 Báo cáo thùc tËp tèt nghiƯp M¹ng cơc bé Lan - Trong mạng LAN tốc độ truyền mạng thường cao so với WAN GAN Với công nghệ mạng nay, tốc độ truyền LAN đạt tới 100 Mbps - LAN thường sở hữu riêng tổ chức Do việc quản lý khai thác mạng thực hiên cách tập trung thống 2.2 Kỹ thuật mạng cục Cách bố trí đường dây cáp mạng nối thành phần mạng, server workstation thường gọi Topology Do đặc thù mạng cục LAN nên có Topology thường sử dụng là: - Star (hình sao) - Bus (đường trục) - Ring ( vòng) 2.2.1 Mạng hình (Star) Trong mạng hình tất trạm nối vào thiết bị thung tâm Thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ trạm chuyển đến trạm đích tín hiệu Tuỳ theo yêu cầu truyền thông mạng trung tâm chuyển mạch, chọn đường (router) đơn giản phân kênh Hub A B Hub D C Hình 2.1: Topology Star Hub trung tâm Vai trò thực chất thiết bị chung tâm thực việc kết nối cặp trạm cần trao đổi thông tin với nhau, thiết lạp liên kết điểmđiểm chung Xác nhận địa gửi nhận, phép chiếm tuyến lưu thông liên lạc với Cho phép xử lý lỗi trình xử lý thông tin Thông báo trạng thái mạng 2.2.2 Mạng vòng (Ring) Tín hiệu truyền vòng tròn theo chiều Mỗi trạm mạng nối với vòng qua chuyển tiếp (Repeater), có nhiệm vụ nhận tín hiệu chuyển tiếp đến trạm vòng A C 17 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan cáp đồng trục cho khoảng cách xa cho liệu có thiết bị tinh vi Có hai loại cáp đồng trục: Cáp mảnh (Thin), cáp dày (Thick) 2.3.2.1 Cáp mảnh Loại cáp có đường kính khoảng 0,25inch Do loại cáp đồng trục mềm dễ kéo dây nªn ng­êi ta cã thĨ dïng cho bÊt kú kiĨu lắp đặt mạng Mạng dùng loại cáp mảnh có cáp nối trực tiếp vào card mạng máy tính Cáp đồng trục mảnh mang tín hiệu xa tới 185m trước tín hiệu bắt đầu suy yếu 2.3.2.2 Cáp dày Cáp đồng trục dày có đường kính 0,5inch tương đối cứng Đôi người ta xem Ethernet Lõi đồng loại cáp dày lõi cáp mảnh Lõi đồng dày cáp mang tín hiệu xa Điều có nghĩa cáp dày mang tín hiệu xa cáp mảnh Cáp dày mang tín hiệu khoảng 500m Do cáp dày có khả mang tín hiệu xa nên dùng làm cáp trục (Backbone) nối liền nhiều mạng có quy mô nhỏ truyền cáp mảnh 2.3.3 Cáp sợi quang 2.3.3.1 Cáp sợi quang đơn Mode Loại thường nối mạng diện rộng tạo đường trục truyền thông tốc độ cao đạt tới vài trăm Mbps vài Gbps Bước sóng lan truyền khoảng 800nm-1700nm( thường 850-1300nm) Cáp quang không bị ảnh hưởng nhiều môi trường xung quanh nhiễu, có hệ số tin cậy cao Tuy nhiên giá thành cáp đắt chi phí xây lắp tốn 2.3.3.2 Cáp sợi quang đa Mode Loại dùng để kết nối mạng LAN kết nối liên mạng khoảng cách ngắn Với loại cáp đường kính 8,3/125me, 100/140me độ dài cáp tối đa 2Km, bước sóng 850nm cho tốc ®é 4Mbps-16Mbps LAN Token Ring NhiÒu kÕt nèi LAN FDI với sợi cáp quang 62,5/125me bước sóng 850-1300 đoạn cáp dài 2-5Km đạt cới tốc độ 100Mbps-155Mbps 2.3.4 Vô tuyến Sóng vô tuyến dùng nhiều dải tần khác Theo ITU năm 1979 dải tần số vô tuyến mở rộng tới 3Khz-400Ghz Sóng vô tuyến dùng để kết nối mạng LAN với anten nhỏ nhìn thẳng vào phủ sóng tốt khoảng 80-100m Hệ thống truyền thông sóng Viba với hệ thống ghép kênh đạt tới hành trăm Mbps với khoảng cách trạm thu 20 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan phát (trạm lặp) tới 50Km Sóng vô tuyến dễ bị nhiễu dòng đối lưu, tầng điện ly, sóng điện từ không gian Trạng thái tầng ®iƯn ly 100Km-400Km thay ®ỉi theo thê gian, theo ngµy, theo mùa năm theo điều kiện thời tiết Để giảm bớt độ nhiễu thông tin vô tuyến, nhiều giải pháp ứng dụng như: dùng khe cắm thích hợp lựa chọn chạm thu phát, cải thiện hướng chỉnh anten, tăng cường độ ghép kênh, số biện pháp điều chế chống nhiễu Trong thực tế việc chọn môi trường truyền dẫn để liên kết nối mạng máy tính tuỳ thuộc vào yêu cầu cấu hình mạng Môi trường truyền dẫn cấu hình mạng có quan hệ chặt chẽ với Để nâng cao độ tin cậy mạng cần phải chọn môi tr­êng trun dÉn cã ®é tin cËy cao ®Ĩ dïng cho loại mạng có cấu hình mà độ tin cậy phụ thuộc nhiều vào đường truyền Ví dụ mạng vòng Ring nên dùng sợi cáp quang, mạng bus, tree nên dùng cáp đồng trục Các mạng diện rộng WAN/MAN có kết nối đường kênh riêng cần dùng cáp sợi quang.Các mạng LAN có số trạm làm việc nhiều khoảng cách vài khu nhà lớn lên dùng loại cáp sợi quang đa chế độ để làm đường trục (trong mạng bus,tree) tốc độ cao vừa nâng cao độ tin cậy vừa nâng cao hiệu suất thực hiên mạng Tuy nhiên chi phí cho sợi quang lớn Bảng 2.1: Phân phối môi trường truyền dẫn Môi trường Truyền dẫn Độ tin cậy Tốc độ liệu Chi phí xây lắp Dây xoắn đôi Thấp 1-2Mbps Cáp đồng chục 50W Cáp đồng chục 75W Cáp sợi quang đa Mode Tương đối cao 10Mbps Tương đối cao Tương đối cao 20-50Mbps Tương đối cao Cao >=100-155Mbps Cao Cáp sợi quang đơn Mode Vô tuyến Cao 2.4 Các Tương đối thấp phương Thấp Gbps Cao Vài Mbps vài trăm Mbps pháp truy Cao cập mạng 21 B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiƯp LLC VËt Lý M¹ng cơc bé Lan IEEE 802.2 CSMA Token Bus Token Ring Băng tần Băng 1.5.10Mbps Đôi dây xoắn 1.4.16Mbps Băng rông Cáp quang đồng trục 5.10.20Mbps 10Mbps Hình 2.4: Các chuẩn IEEEveef LAN 2.5.1.Mạng Ethernet 2.5.1.1.Cơ chế hoạt động CSMA/CD Các máy tính mạng cïng chia sỴ mét bus chung Tr­íc mét nót truyền khung liệu, nghe bus xem có hoạt động trao đổi thông tin diễn hay không Sự diện truyền bus gọi Carrier (sóng mang) NIC kiểu Ethernet có khả cảm nhận sóng mang Nếu nghe thấy bus rỗi, nút truyền khung liệu Nếu bus bị chiếm phải đợi Ýt nhÊt 9,6ms sau bit ci cïng cđa khung trªn bus để tạo khoảng trống tách rời khung Thời gian đợi kết thúc mà thấy kênh rỗi, truyền khung đợi vào bus Thông tin truyền mạng Ethernet theo kiểu khuyếch tán tới nơi dọc theo bus Nếu hai nút phát thấy kênh rỗi thời điểm phát liệu vào bus xung đột xảy Xung đột bus tượng mang tính cố hữu mạng Ethernet thời gian chết tín hiệu điện bus tức thời nhận bắt đầu truyền từ nút mạng.Cơ chế CSMA/CD yêu cầu bus phải nghe phát để nhận xung đột Nếu phát có xung đột xảy ra, nút liên quan phải bãi bỏ truyền bước vào giai đoạn đợi 2.5.1.2.Các đặc tính Ethernet Hiện Ethernet kiến trúc mạng phổ biến nhất: Kiến trúc giải gốc (Baseband architecture) dựa cấu hình bus, thường truyền tốc độ 10Mbps dựa vào CSMA/CD để điều chỉnh lưu thông đường cáp Môi tr­êng Ethernet mang tÝnh thơ ®éng, cã nghÜa nã lÊy lượng từ máy tính không ngưng hoạt động trừ phương tiện nối bị cắt đứt bị kết thúc không cách 2.5.1.3.Nối cáp mạng Ethernet 25 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan Mạng Ethernet cho phép cáp đồng trục (loại dày loại mỏng) cáp xoắn đôi UTP dùng làm dây dẫn mạng 2.5.1.4.Dạng thức khung Ethernet Ethernet chia đôi dư liệu thành nhiều gói có dạng thức khác với gói dùng mạng khác Ethernet chia liệu thành nhiều khung ( Frame) Khung gói thông tin truyền đơn vị Khung Ethernet dài từ 64 đến 1518 bytes, thân khung Ethernet sử dụng 18 bytes , nên liệu khung Ethernet dài từ 46 đến 1500 bytes Khung Ethernet II (dùng cho TCP/IP) truyền qua mạng với thành phần sau : + Đầu khung (Preamable): Đánh dấu điểm bắt đầu khung + Địa đích (Destination address): Địa đích đến + Địa nguồn (Source address): Địa nguồn + Kiểu khung (Type) : Được dùng để nhận diện giao thức tầng network (IP hay IPX) + KiĨm d­ vßng CRC: Tr­êng kiểm lỗi nhằm xác minh liệu có phải khung đến mà không bị hư hỏng hay không Đầu khung Địa đích Địa nguồn Kiểu khung Dữ liệu CRC H×nh 2.5: MÉu khung Ethernet II Khung IEEE 802.3: Đầu khung Địa đích Địa nguồn Độ dài liệu LLC FCS Hình 2.6: Khung IEEE 802.3 Trong khung Ethernet II : - octer mở đầu khung có giá trị 1010101010101011 dùng để đồng cho phía thu sẵn sàng đợi khung - Địa đích, nguồn dài octer Địa NIC sản xuất ghi cứng vào ROM cđa NIC - Tr­êng kiĨu khung: + Gi¸ trị 0800h thủ tục IP + Giá trị 0137h thủ tục IPX - Trường liệu có độ dài thay đổi từ 46 đến 1500 bytes 2.5.2.Mạng Token Ring Mạng Token Ring thường tham khảo mạng IEEE 802.5 Đây mạng vòng đệ trình IEEE hãng IBM thiết kế 25 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan - Chuỗi kiểm khung FCS: Thông tin kiểm lỗi CRC - Giới hạn cuối ED: Cho biết vị trí kết thúc khung -Trạng thái khung FS: Cho biết khung có nhận, chép hay không cho biêt địa đích hay không 2.5.2.4.Các quy tắc thành phần nối mạng Token Ring Các NIC dùng mạng Token Ring IBM cung cấp phân loại theo cấu trúc bus máy tính tốc độ truyền mạng -Đối với trạm làm việc có bus ISA, có c¸c NIC sau: + IBM Token Ring PC Adapter dïng ë tèc ®é Mbps + IBM Token Ring 16/4 Adapter dïng ë tèc ®é 4-16 Mbps + IBM Token Ring PC Adapter II -Đối với trạm bus Micro channel, cã c¸c NIC sau: +IBM Token Ring PC Adapter/A + IBM Token Ring 16/4 Adapter/A +IBM Token Ring 16/4 Bus Master slave Adapter/A Các NIC mạng Token Ring có khe chân dùng để nối cáp mạng mạng Token Ring đôi dây xoắn Dây xoắn có vỏ bảo vệ (STP) cho tốc độ tối đa 16 Mbps, mạng Token Ring có thiết bị mang tên IBM 8228 MAU Trên MAU có cổng để nối trạm làm việc nối hai cổng vào/ra cho phép nối MAU với để khép kín vòng: B MAU A C Hình 2.9: Nối mạng Token Ring MAU D Bang 2.2 Các tham số mạng Token Ring: Thông số Dây xoắn loại Dây xoắn loại Tốc độ 16Mbps 4Mbps Khoảng cách trạm MAU Ê 100m Ê 100m Số MAU tối đa Khoảng cách MAU 12 Ê 200m Ê 120m 2.5.3.Mạng ARCnet 28 Báo cáo thực tập tèt nghiƯp M¹ng cơc bé Lan M¹ng ARCnet (Attached Resouree Computer Network) thiết kế tập đoàn Data Point năm 1977 Đây la kiến trúc mạng đơn giản, rẻ tiền linh - Dây dẫn ARCnet loại cáp RG-62/93W Hai đầu đoạn xoắn để đấu với cá thiết bị khác mạng - Hai thiết bị quan trọng mạng ARCnet Hub tích cực Hub thơ ®éng + Hub tÝch cùc: cã cỉng dùng để nối với NIC trạm làm việc, tới Hub tích cực khác tới Hub thụ động, có khả khôi phục khuyếch đại tín hiệu qua Các cổng không dùng Hub tích cực phải bịt Termenator không cần đến Hub tích cực có mạch bên thực hiên chức Termenator + Hub thụ ®éng: ChØ cã cỉng cho phÐp nèi víi tr¹m làm việc với Hub tích cực Các cổng không dùng Hub thụ động phải bịt Termenator * Quy tắc nối dây mạng ARCnet A Hub tích cực B Hub tích cực C Hup thụ động Hình 2.16: Dây nối mạng ARCnet Bảng 2.3 Tóm tắt quy cách kỹ thuật dành cho mạng ARCnet Quy cách kỹ thuật IEEE ARCnet Cấu hình Một chuỗi cấu hình Star Loại cáp RG-62 hay RG-59(đồng trục) Điện trở nối cuối Không áp dụng Trở kháng RG-62/93; RG-59/75 Chiều dài tối đa cáp đồnh trục cấu 610m hình Star Chiều dài tối đa cáp đồng trục cấu 305m hình Bus Chiều dài tối đa cáp xoắn đôi 244m Khoảng cách tối thiểu máy tính Tuỳ theo cáp Số phân đoạn cáp nối tối đa Không chấp nhận đoạn cáp nối Số máy tính tối đa đoạn cáp Tuỳ theo cáp sử dụng - Mạng ARCnet chế tự động ngăn chặn trùng lặp địa nút vòng Người dùng phải quản lý hệ thống địa tất trạm tham gia vào vòng 29 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan Mạng ARCnet dùng cáp đồng trục Các trạm mạng đấu vào bus đồng trục RG-62/U thông qua nối Conector Một bus đơn phải chặn hai đầu Termenator (điện trở 93W) Mạng ARCnet cho phép nhiều bus đơn nối vào Hub tích cực Hơn vài Hub tích cực lại nối với cần tăng số trạm làm việc A B Terminato C Hub tÝch cùc Terminato D E F Hình 2.17 Dùng cáp đồng trục mạng ARCnet Bus mạng dùng cáp đôi dây xoắn Có loại đích riêng cho trường hợp bus dây xoắn NIC có hai Jack khối chân để nối vào dây xo¾n ë hai phÝa NIC ë cuèi Bus cã mét Jack không dùng phải bịt Termenator Bus dây xoắn tương tự Bus cáp đồng trục, nối lại Hub tích cực để tăng kích thước mạng Một số giá trị: - Số trạm tối đa trêm dây xoắn:10 - Độ dài Bus tối đa: 400feet - Khoảng cách tối thiểu hai trạm: feet 2.6 Các thiết bị gép nối 2.6.1 Bộ chun tiÕp (Repeater) Khi thùc hiƯn di chun b»ng ®­êng cáp, chúng trở nên xuống cấp méo mó trình gọi suy thoái (attennuation) Nếu cáp đủ dài, trình suy thoái cuối làm cho tín hiệu không nhận Bộ chuyển tiếp cho phép tín hiệu truyền xa Bộ chuyển tiếp hoạt động tầng Physical (vật lý) mô hình OSI nhằm tái tạo tín hiệu mạng truyền lại tín hiệu đến đoạn khác Bộ chuyển tiếp nhận tín hiệu suy thoái từ đoạn mạng tái tạo truyển đến mạng Muốn truyền liệu qua chuyển tiếp từ đoạn mạng sang đoạn mạng hoạt động, hai mạng nối chuyển tiếp phải có phương pháp truy nhập Hai phương pháp truy nhập phổ biến CSMA/CD chuyển thẻ Bộ chuyển tiếp nối phan đoạn mạng sử dụng CSMA/CD vào phân đoạn mạng sử dụng phương thức chuyển thẻ Nghĩa chúng dịch gói Ethernet thành gãi Token Ring 32 B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiƯp M¹ng cơc bé Lan Bé chun tiÕp cã thĨ di chuyển gói liệu từ phương tiện vật lý sang phương tiện vật lý khác Chúng nhận gói Ethernet từ đoạn cáp đồng trục chuyển gói sang đoạn cáp quang chuyển tiếp có khả chấp nhận khả kết nối vật lý Bộ chuyển tiếp truyền bit liệu từ đoạn mạng đến cáp khác, liệu bao gồm gói hỏng gói không dùng mạng Bộ chuyển tiếp không đóng vai trò lọc nhằm hạn chế luồng lưu thông có vấn đề 2.6.2 Cầu nối (Bridge) Cầu nối kết hợp nhiều đoạn mạng nhóm mạng LAN Cầu nối phân chia nhằm cô lập lượng thông lỗi Nếu lượng lưu thông từ hặc hai máy tính trở nên tải làm giảm hiệu suất toàn mạng Cầu nối cô lập máy tính phận Cầu nối dùng để: - Mở rộng khoảng cách phân đoạn mạng - Nhằm tăng số lượng máy tính mạng - Làm giảm tượng tắc nghẽn số lượng máy tính nối vào mạng lớn Cầu nối tiếp nhận mạng tải chia thành hai mạng riêng biệt, nhằm giảm bớt lưu lượng truyền đoạn mạng mạng hoạt động hiệu Cầu nối hoạt động tầng Data link mô hình OSI Do hoạt động tầng nên thông tin chứa tầng cao mô hình OSI trở nên bất khả dụng với chúng Do chúng không phân biệt giao thức với giao thức khác Cầu nối có nhiệm vụ chuyển tất giao thức dọc theo mạng Vì giao thức di chuyển ngang qua cầu nối, nên tuỳ thuộc vào máy tính định nhận diện giao thức Tầng Data link có hai tầng là: LLC MAC Cầu nối hoạt động tầng MAC xem cầu nối tầng MAC Một cầu nối phân đoạn lưu thông mạng nhờ vào bảng định tuyến Một máy tính đoạn (segment 1, tức Source-nguồn), gửi liệu đến máy tính khác (Destination-đích) đặt segment Nếu địa đích nằm bảng định tuyến, cầu nối xác định máy tính đích nằm segment Bởi máy nguồn, máy đích thuộc segment Sự khác gữa cầu nối chuyển tiếp là: Cầu nối hoạt động tầng cao tầng hoạt động chuyển tiếp mô hình OSI Điều có nghĩa cầu nối thông minh chuyển tiếp cung cấp nhiều chức chuyền liệu 33 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan Cầu nối giống chuyển tiếp chỗ chúng phục hồi lại liệu mức gói liệu Điều có nghĩa cầu nối gửi gói liệu xa qua việc sử dụng phương tiện truyền khoảng cách xa 2.6.3 Bộ định tuyến (Router) Trong môi trường nhiều đoạn mạng với giao thức kiến trúc khác nhau, cầu nối không đảm bảo truyền thông nhanh tất đoạn mạng Mạng có mức độ phức tạp cỡ cần thiết bị biết địa đoạn mạng, mà định tuyến đường tốt để truyền liệu sàng lọc lượng phát rộng đoạn mạng cục Thiết bị gọi định tuyến Bộ định tuyến hoạt động tầng Network mô hình OSI Điều có nghĩa chúng chuyển đổi định tuyến gói liệu qua nhiều mạng Bộ định tuyến đọc thông tin địa mạng phức tạp gói chúng hoạt động tầng cao so với cầu nối mô hình OSI, nên chúng truy cập thêm nhiều thông tin khác Bộ định tuyến cung cấp chức cầu nối: - Lọc gói cô lập lưu thông mạng - Nối kết nhiều đoạn mạng Bộ định tuyến truy cập nhiều thông tin gói liệu cầu nối, dùng thông tin cải thiện việc phát gói liệu Bộ định tuyến sử dụng trường hợp mạng phức tạp chúng cung cấp chức quản lý lưu thông tốt cầu nối không thực phát rộng (Broadcast) Các định tuyến chia sẻ thông tin trạng thái thông tin định tuyến với sử dụng thông tin bỏ qua nối kết hỏng chậm Bởi định tuyến phải thực chức phức tạp gói liệu, nên tốc độ chậm cầu nối Khi gói liệu truyền từ định tuyến đến định tuyến khác, địa nguồn đích tầng Data link, bị tước bỏ sau tạo lại Điều cho phép định tuyến, định tuyến gói liệu từ mạng TCP/IP Ethenet đến máy phục vụ mạng TCP/IP Token Ring Không giống cầu nối, định tuyến chứa nhiều lộ trình hoạt động đoạn mạng LAN chọn lựa số đường dự phòng Bởi định tuyến nối kết đoạn mạng sử dung chế đóng gói liệu phương pháp truy nhập phương tiện hoàn toàn khác nhau, nên thông thường có nhiều lộ trình có sẵn cho định tuyến sử dụng Điều có nghĩa định tuyến không hoạt động, liệu truyền qua lộ trình khác Có hai loại định tuyến chính: Tĩnh (Static) 34 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan Bộ định tuyến đòi hỏi người quản trị mạng phải cài đặt lập cấu hình bảng định tuyến đồng thời làm rõ lộ trình -Động (Dynamic) Bộ định tuyến động phát lộ trình lập cấu hình Chúng phức tạp chỗ phải kiểm tra thông tin từ định tuyến khác đưa định từ gói đến gói khác cách gửi liệu qua mạng 2.6.4 Brouter Brouter kết hợp đặc tính tối ưu cầu nối lẫn định tuyến Brouter hoạt động định tuyến cho giao thức nối liền với giao tuyến lại Brouter có thể: - Định tuyến giao thức định tuyến chọn - Bắc cầu giao thức định tuyến - Cung cấp khả hoạt động liên mạng để quản lý thuận tiện sử dụng cầu nối định tuyến riêng rẽ 2.6.5 Gateway (cổng giao tiếp) Cổng giao tiếp cho phép truyền thông kiến trúc mạng môi trường khác Chúng đóng gói lại biến đổi liệu truyền từ môi trường đến môi trường khác cho môi trường trao đổi liệu cho Cổng giao tiếp tái đóng gói thông tin nhằm đáp ứng yêu cầu hệ thống Cổng giao tiếp thay đổi dạng thức thông điệp cho phù hợp với chương trình ứng dụng nơi nhận trình truyền Mét sè cỉng giao tiÕp sư dơng toµn bé tầng mô hình OSI, cổng giao tiếp thường thực việc chuyển đổi giao thức tầng Application Tuy nhiên mức độ tính thay đổi đáng kể cổng giao tiếp Một ứng dụng phổ biến cổng giao tiếp biên dịch môi trường máy tính cá nhân, máy tính mini máy tÝnh chÝnh Mét cỉng giao tiÕp chđ nèi kÕt c¸c máy tính mạng LAN với hệ thống máy máy tính mini muốn nhận biết máy tính thông minh nối vào mạng máy tính LAN Trong môi trường mạng LAN, thường có máy tính định làm cổng giao tiếp (Gateway Computer) Các trương trình ứng dụng đặc biệt máy tính để truy nhập máy (Mainframe) cách liên tục với môi trường Mainframe thông qua máy tính cổng giao tiếp Người ta truy cập tài nguyên máy thể tài nguyên tồn máy để bàn 35 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan Kết luận Ngày giới công nghệ thông tin trở nên phổ biến lĩnh vực có góp mặt công nghệ Hiện với phát triển đến chóng mặt công nghệ thông tin ,ngoài tiện ích có trao đổi, tìm kiếm thông tin qua mạng, đào tạo qua mạng, giải trí mạng( nghe nhạc, xem fim, chơi game) tiếp cận đến nhỏ đời sống hàng ngày người Việt Nam công nghệ thông tin phát triển nhanh số đông người dân xa lạ với công nghệ thông tin Với xu hướng tin học hoá toàn cầu, việc phổ cập tin học cho người dân quan trọng Vì việc thiết kế lắp đặt mạng cục cho quan xí nghiệp trường học cần thiết Trong báo cáo đề cập phần tới mạng máy tính Em tin công nghệ mạng ứng dụng thiết thực ngày mang lại lợi ích vô to lớn ban ngành người dân ngày không xa công nghệ viễn thông Việt Nam sánh vai với nươc phát triển giới 36 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan Các từ viết tắt ( kí hiệu) AAL: ATM Adaptation Layer ATM: Asynchronous Balance Mode CRC: Cyclic Redundancy Code CSMA/CA: Carrier Sense Multiple DLP: Data Link Protocol FCS: Frame Check Sequence IP: Internet Protocol IEEE: Institute of Electrical and Electronnic Engineers ISDN: Integrated Services Digital Network ISO: Integrated Standards Organization LAN: Local Area Network MODEM: Modulation _ DEModulation OSI: Open Systems Interconnection SNA: Sytem Network Architecture TCP: Transmissin Control P rotocol WAN: Wide Area Network 38 ... Mode T­¬ng ®èi cao 10Mbps T­¬ng ®èi cao T­¬ng đối cao 20-50Mbps Tương đối cao Cao >=100-155Mbps Cao Cáp sợi quang đơn Mode Vô tuyến Cao 2.4 Các Tương đối thấp phương Thấp Gbps Cao Vài Mbps vài... Lõi đồng dày cáp mang tín hiệu xa Điều có nghĩa cáp dày mang tín hiệu xa cáp mảnh Cáp dày mang tín hiệu khoảng 500m Do cáp dày có khả mang tín hiệu xa nên dùng làm cáp trục (Backbone) nối liền... cáo thực tập tốt nghiệp Mạng cục Lan - Trong mạng LAN tốc độ truyền mạng thường cao so với WAN GAN Với công nghệ mạng nay, tốc độ truyền LAN đạt tới 100 Mbps - LAN thường sở hữu riêng tổ chức