Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng cung cấp cho sinh viên ngành Hệ thống thông tin quản lý những kiến thức căn bản về mạng máy tính, cách thức hoạt động và tổ chức của một hệ thống mạng. Nội dung bài giảng gồm có 4 chương và được chia thành 2 phần, sau đây mời các bạn cùng tham khảo phần 1 với chương 1 và chương 2 của bài giảng.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN KINH TẾ NGUYỄN VĂN HUÂN VŨ XUÂN NAM LÊ ANH TÚ ĐỖ VĂN ĐẠI BÀI GIẢNG MẠNG THƠNG TIN MÁY TÍNH VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN KINH TẾ THÁI NGUYÊN, NĂM 2012 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Các khái niệm hệ điều hành 1.2 Các khái niệm mạng máy tính 1.2.1 Giới thiệu mạng máy tính 1.2.2 Đặc trưng kỹ thuật mạng máy tính 1.2.3 Phân loại mạng máy tính 10 1.2.4 Các mạng máy tính thơng dụng 12 1.2.5 Mạng cục bộ, kiến trúc mạng cục 12 1.3 Mục tiêu mạng máy tính 14 1.3.1 Mục tiêu kết nối mạng máy tính 14 1.3.2 Lợi ích kết nối mạng 14 1.4 Mơ hình Workgroup Domain 15 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DẪN VÀ CÁC THIẾT BỊ MẠNG 17 2.1 Giới thiệu môi trường truyền dẫn 17 2.1.1 Khái niệm 17 2.1.2 Tần số truyền thông 17 2.1.3 Các đặc tính phương tiện truyền dẫn 17 2.1.4 Các kiểu truyền dẫn 18 2.2 Các loại cáp 19 2.2.1 Cáp đồng trục (coaxial) 19 2.2.2 Cáp xoắn đôi 20 2.2.3 Cáp quang (Fiber-optic cable) 24 2.3 Đường truyền vô tuyến 29 2.3.1 Sóng vơ tuyến (radio) 30 2.3.2 Sóng viba 30 2.3.3 Hồng ngoại 30 2.4 Các thiết bị mạng 30 2.4.1 Card mạng (NIC hay Adapter) 30 2.4.2 Card mạng dùng cáp điện thoại 32 2.4.3 Modem 33 2.4.4 Repeater 34 2.4.5 Hub 34 2.4.6 Bridge (cầu nối) 35 2.4.7 Switch 35 2.4.8 Wireless Access Point 38 2.4.9 Router 39 2.4.10 Thiết bị mở rộng - Gateway – Proxy: 40 CHƯƠNG 3: KIẾN TRÚC MẠNG VÀ MƠ HÌNH 41 KẾT NỐI CÁC HỆ THỐNG MỞ OSI 41 3.1 Các tổ chức tiêu chuẩn hóa mạng máy tính 41 3.1.1 Cơ sở xuất kiến trúc đa tầng 41 3.1.2 Các tổ chức tiêu chuẩn 41 3.2 Mơ hình kiến trúc đa tầng 42 3.2.1 Các quy tắc phân tầng 42 3.2.2 Lưu chuyển thông tin kiến trúc đa tầng 43 3.2.3 Nguyên tắc truyền thông đồng tầng 44 3.2.4 Giao diện tầng, quan hệ tầng kề dịch vụ 45 3.2.5 Dịch vụ chất lượng dịch vụ 46 3.2.6 Các hàm dịch vụ nguyên thuỷ (Primitive) 47 3.2.7 Quan hệ dịch vụ giao thức 49 3.3 Mơ hình kết nối hệ thống mở OSI (Open System Interconnection) 50 3.3.1 Nguyên tắc định nghĩa tầng hệ thống mở 50 3.3.2 Các giao thức mơ hình OSI 51 3.3.3 Truyền liệu mô hình OSI 52 3.3.4 Vai trò chức chủ yếu tầng 52 3.4 Một số kiến trúc khác 55 3.4.1 Systems Nework Architecture (SNA) 55 3.4.2 Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange 55 3.4.3 AppleTalk 56 3.4.4 Digital Network Architectur (DNA) 56 3.4.5 Họ IEEE 802 56 3.4.6 TCP/IP 56 3.5 Mơ hình TCP/IP 57 3.5.1 Mơ hình kiến trúc TCP/IP 57 3.5.2 Vai trị chức tầng mơ hình TCP/IP 58 3.5.3 Q trình đóng gói liệu Encapsulation 59 3.5.4 Quá trình phân mảnh liệu Fragment 60 3.6 Một số giao thức giao thức TCP/IP 61 3.6.1 Giao thức gói tin người sử dụng UDP 61 3.6.2 Giao thức điều khiển truyền TCP 61 3.6.3 Giao thức mạng IP 66 3.6.4 Giao thức thông báo điều khiển mạng ICMP 69 3.6.5 Giao thức phân giải địa ARP 70 3.6.6 Giao thức phân giải địa ngược RARP 71 3.7 Giao thức IPv6 72 3.7.1 Nguyên nhân đời IPv6 73 3.7.2 Các đặc trưng IPv6 73 3.7.3 So sánh IPv4 IPv6 75 3.8 Các lớp địa IPv6 76 3.8.1 Phương pháp biểu diễn địa IPv6 76 3.8.2 Phân loại địa IPv6 76 3.8.3 So sánh địa IPv4 địa IPv6 77 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MẠNG MÁY TÍNH TRONG CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN KINH TẾ 78 4.1 Thiết lập định cấu hình cho mạng Lan 78 4.1.1 Thiết lập mạng: 78 4.1.2 Định cấu hình mạng 82 4.2 Mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Networks) 83 4.2.1 Khái niệm mạng riêng ảo 83 4.2.2 Kiến trúc mạng riêng ảo 84 4.2.3 Những ưu điểm mạng VPN 86 4.2.4 Giao thức PPTP (Point to Point Tunnelling Protocol) 86 4.2.5 Giao thức L2F (Layer Two Forwarding Protocol) 86 4.2.6 Giao thức L2TP (Layer Two Tunnelling Protocol) 87 4.2.7 Giao thức IPSEC 89 4.2.8 Ứng dụng ESP AH cấu hình mạng 90 4.2.9 So sánh giao thức VPN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin ngày này, mạng máy tính đóng vai trị quan trọng, cung cấp dịch vụ tiện ích cho nhiều lĩnh vực đời sống xã hội khác Bài giảng nhằm cung cấp cho sinh viên ngành Hệ thống thông tin quản lý kiến thức mạng máy tính, cách thức hoạt động tổ chức hệ thống mạng Các khái niệm kiến trúc phân tầng, giao thức mạng tầng khác Bài giảng trình bày số ứng dụng mạng máy tính hệ thống thơng tin kinh tế Thiết lập mạng Lan, mạng riêng ảo, mail server… Tuy có nhiều cố gắng q trình biên soạn cịn nhiều thiếu sót, chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy cơ, đồng nghiệp bạn sinh viên để chúng tơi hồn thiện giảng CHƯƠNG TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Các khái niệm hệ điều hành Hệ điều hành tập hợp chương trình tổ chức thành hệ thống với nhiệm vụ đảm bảo tương tác người dùng với máy tính, cung cấp phương tiện dịch vụ để điều phối việc thực chương trình, quản lí chặt chẽ tài nguyên máy, tổ chức khai thác chúng cách thuận tiện tối ưu Hệ điều hành có liên quan tới nhiều lĩnh vực, đối tượng nên với đối tượng khác có cách tiếp cận khác Với người dùng : hệ điều hành hệ thống chương trình tạo điều kiện khai thác tài nguyên hệ thống cách thuận tiện hiệu Với người quản lý : Hệ điều hành tập chương trình phục vị quản lý chặt chẽ sử dụng tối ưu tài nguyên hệ thống Với cán kỹ thuật: hệ điều hành chương trình trang bị cho máy tính cụ thể mức vật lý để tạo máy tính lozic với tài nguyên khả Với cán lập trình hệ thống :hệ điều hành hệ thống mơ hình hóa mơ hoạt động máy, người dùng thao tác viên hoạt động chế độ đối thoại nhằm taoh môi trường khai thác thuận tiện quản lý tối ưu tài ngun hệ thống tính tốn Hệ điều hành mạng hệ thống phần mềm quản lý người dùng, tài ngun, tính tốn, xử lý thống mạng đồng thời theo dõi đồng mạng Có hướng phát triển hệ điều hành mạng : Tơn trọng tính độc lập hệ điều hành cục hệ điều hành mạng cài đặt tiện ích máy mạng Cách có ưu điểm dễ cài đặt chi phí thấp, nhược điểm tính đồng khơng cao, ko có tính thống viêc quản lý tai nguyên mạng nên dẽ xảy hỏng hóc Bỏ qua hệ điều hành cục gài đạt hệ điều hành mạng Ưu điểm tính đồng cao, độ tin cậy cao Nhược điểm chi phí xây dựng gài đặt cao Một hệ điều hành mạng cần phải đảm bảo chức sau: Quản lý tài nguyên hệ thống, tài nguyên gồm: Tài nguyên thông tin (về phương diện lưu trữ) hay nói cách đơn giản quản lý tệp Các công việc lưu trữ tệp, tìm kiếm, xố, copy, nhóm, đặt thuộc tính thuộc nhóm cơng việc Tài nguyên thiết bị Điều phối việc sử dụng CPU, ngoại vi để tối ưu hoá việc sử dụng Quản lý người dùng công việc hệ thống Hệ điều hành đảm bảo giao tiếp người sử dụng, chương trình ứng dụng với thiết bị hệ thống Cung cấp tiện ích cho việc khai thác hệ thống thuận lợi (ví dụ FORMAT đĩa, chép tệp thư mục, in ấn chung ) Các hệ điều hành mạng thông dụng là:Windows server 200x, Unix, Novell… 1.2 Các khái niệm mạng máy tính 1.2.1 Giới thiệu mạng máy tính 1.2.1.1 Nhu cầu việc kết nối mạng máy tính Việc nối máy tính thành mạng từ lâu trở thành nhu cầu khách quan vì: Có nhiều công việc chất phân tán thông tin, xử lý hai địi hỏi có kết hợp truyền thơng với xử lý sử dụng phương tiện từ xa Chia sẻ tài nguyên mạng cho nhiều người sử dụng thời điểm (ổ cứng, máy in, ổ CD ROM ) Nhu cầu liên lạc, trao đổi thơng tin nhờ phương tiện máy tính Các ứng dụng phần mềm địi hịi thời điểm cần có nhiều người sử dụng, truy cập vào sở liệu 1.2.1.2 Định nghĩa mạng máy tính Nói cách ngắn gọn mạng máy tính tập hợp máy tính độc lập kết nối với thông qua đường truyền vật lý tn theo quy ước truyền thơng Khái niệm máy tính độc lập hiểu máy tính khơng có máy có khả khởi động đình máy khác Các đường truyền vật lý hiểu mơi trường truyền tín hiệu vật lý (có thể hữu tuyến vơ tuyến) Các quy ước truyền thơng sở để máy tính "nói chuyện" với yếu tố quan trọng hàng đầu nói cơng nghệ mạng máy tính 1.2.2 Đặc trưng kỹ thuật mạng máy tính Một mạng máy tính có đặc trưng kỹ thuật sau: 1.2.2.1 Đường truyền Là phương tiện dùng để truyền tín hiệu điện tử máy tính Các tín hiệu điệu tử thơng tin, liệu biểu thị dạng xung nhị phân (ON_OFF), tín hiệu truyền máy tính với thuộc sóng điện từ, tuỳ theo tần số mà ta dùng đường truyền vật lý khác Đặc trưng đường truyền giải thơng biểu thị khả truyền tải tín hiệu đường truyền Thông thuờng người ta hay phân loại đường truyền theo hai loại: Đường truyền hữu tuyến (các máy tính nối với dây dẫn tín hiệu) Đường truyền vơ tuyến: máy tính truyền tín hiệu với thơng qua sóng vơ tuyền với thiết bị điều chế/giải điều chế đầu mút Kỹ thuật chuyển mạch Là đặc trưng kỹ thuật chuyển tín hiệu nút mạng, nút mạng có chức hướng thơng tin tới đích mạng, có kỹ thuật chuyển mạch sau: Kỹ thuật chuyển mạch kênh: Khi có hai thực thể cần truyền thơng với chúng thiết lập kênh cố định trì kết nối hai bên ngắt liên lạc Các liệu truyền theo đường cố định Kỹ thuật chuyển mạch thông báo: thông báo đơn vị liệu người sử dụng có khn dạng quy định trước Mỗi thơng báo có chứa thơng tin điều khiển rõ đích cần truyền tới thơng báo Căn vào thông tin điều khiển mà nút trung gian chuyển thơng báo tới nút đường dẫn tới đích thơng báo Kỹ thuật chuyển mạch gói: thơng báo chia thành nhiều gói nhỏ gọi gói tin (packet) có khn dạng qui định trước Mỗi gói tin chứa thơng tin điều khiển, có địa nguồn (người gửi) địa đích (người nhận) gói tin Các gói tin thơng báo gửi qua mạng tới đích theo nhiều đường khác 1.2.2.3 Kiến trúc mạng Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể cách nối máy tính với 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 Khi nói đến kiến trúc mạng người ta muốn nói tới hai vấn đề hình trạng mạng (Network topology) giao thức mạng (Network protocol) Network Topology: Cách kết nối máy tính với mặt hình học mà ta gọi tơ pơ mạng Các hình trạng mạng là: hình sao, hình bus, hình vịng Network Protocol: Tập hợp quy ước truyền thông thực thể truyền thông mà ta gọi giao thức (hay nghi thức) mạng Các giao thức thường gặp : TCP/IP, NETBIOS, IPX/SPX, 1.2.3 Phân loại mạng máy tính Có nhiều cách phân loại mạng khác tuỳ thuộc vào yếu tố chọn dùng để làm tiêu phân loại, thông thường người ta phân loại mạng theo tiêu chí sau: Khoảng cách địa lý mạng Kỹ thuật chuyển mạch mà mạng áp dụng Kiến trúc mạng Hệ điều hành mạng sử dụng Tuy nhiên thực tế nguời ta thường phân loại theo hai tiêu chí 1.2.3.1 Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý 10 tránh bị nghe trộm khó bị rị rỉ Khoảng cách cần lặp tín hiệu lớn hơn: Số lặp cần sử dụng làm giảm giá thành nguồn gây lỗi Hiệu suất hệ thống cáp quang theo quan điểm có phát triển vững Khoảng cách thông thường lặp vào khoảng 10 km có ghi nhận khoảng cách lên tới hàng trăm km Các hệ thống cáp đồng trục cáp xoắn đôi thường phải dùng lặp sau khoảng vài km Có năm loại ứng dụng cáp quang trở nên quan trọng: Các cáp trục đường dài Các cáp trục thành phố Các cáp trục vùng Đường nối khách hàng tổng đài Các mạng nội Việc sử dụng cáp quang truyền tín hiệu đường dài ngày trở nên thông dụng mạng điện thoại Các quãng đường lên đến 1500 km dung lượng cao (thơng thường khoảng 20000 đến 60000 kênh tiếng nói) Các hệ thống cạnh tranh mặt kinh tế với sóng viba có giá thấp nhiều so với cáp đồng trục Các đường cáp quang chạy biển sử dụng nhiều Các đường trục thành phố có độ dài trung bình khoảng 12 km có khoảng 100000 kênh tiếng nói nhóm trục Các đường trục lắp đặt đường ống chôn đất khơng có lặp tín hiệu, nối với tổng đài điện thoại Các đường trục vùng có độ dài khoảng 40 đến 160 km kết nối thành phố vùng quê tổng đài điện thoại công ty khác Hầu hết hệ thống có 5000 kênh tiếng nói Các kỹ thuật sử dụng ứng dụng cạnh tranh với kỹ thuật sử dụng sóng vi ba Các đường nối khách hàng tổng đài đường cáp chạy trực tiếp từ tổng đài trung tâm tới khách hàng Các đường cáp dần thay cáp xoắn đôi cáp đồng trục để trở thành mạng có đầy đủ dịch vụ khơng xử lý tiếng nói liệu mà cịn hình ảnh video Ban đầu ứng dụng cáp quang cho khách hàng thương mại, việc truyền dẫn đến gia đình 26 sớm xuất Ứng dụng quan trọng cuối cáp quang cho mạng nội Các chuẩn phát triển sản phẩm cho mạng cáp quang dã có dung lượng từ 100 Mbps đến Gbps hỗ trợ hàng trăm, chí hàng nghìn trạm tồ nhà lớn khu nhiều tịa cao ốc Các đặc tính truyền dẫn : Cáp quang truyền tín hiệu mã hóa thành chùm tia sáng phản xạ toàn phần bên Điều xay mơi trường truyền dẫn có số khúc xạ cao mơi trường bên ngồi Trong thực tế, cáp quang hoạt động sóng truyền có hướng với tần số khoảng từ 1014 đến 1015 hertz, bao gồm ánh sáng hồng ngoại ánh sáng nhìn thấy Hình mơ tả ngun lý truyền dẫn cáp quang Tia sáng từ nguồn sáng vào lõi hình trụ thủy tinh chất dẻo Các tia có góc rộng bị phản xạ truyền dọc theo sợi cáp, tia khác bị hấp thu chất bao bọc Hình thức truyền gọi truyền đa cách, nhảy bậc, theo nghĩa có nhiều góc khác phản xạ Khi truyền dẫn đa cách, tồn nhiều đường truyền khác nhau, đường truyền có độ dài khác dẫn tới thời gian truyền đường khác Điều khiến thành phần tín hiệu (xung ánh sáng) trải theo thời gian giới hạn tốc độ truyền mà liệu nhận cách xác Hay nói cách khác yêu cầu khoảng cách xung giới hạn tốc độ liệu 27 Loại cáp phù hợp cho việc truyền khoảng cách ngắn Khi bán kính lõi cáp giảm đi, số góc phản xạ Bằng cách giảm bán kính lõi theo u cầu bước sóng.Việc truyền theo kiểu đơn cách (single-mode) cung cấp hiệu suất cao lý sau Vì có đường truyền nên sai lệch truyền theo kiểu đa phương thức diễn Kiểu đơn cách thường sử dụng cho ứng dụng đường dài bao gồm điện thoại truyền hình cáp Cuối cùng, số khúc xạ lõi khác nên ta có kiểu truyền thứ ba đa cách biến đối dần Đây kiểu trung gian hai kiểu mặt đặc tính Chỉ số khúc xạ cao trung tâm khiến tia sáng gần trục chậm tia gần lớp vỏ Tia sáng lõi theo đường cong xoắn ốc số khúc xạ phân loại giảm khoảng cách phải truyền Khoảng cách thu ngắn tốc độ cao cho phép tia sáng phía ngồi biên tới thiết bị nhận gần thời điểm với tia truyền thẳng lõi Các cáp có kiểu đa cách biến đổi dần thường sử dụng mạng nội Có hai loại nguồn sáng khác sử dụng hệ thống cáp quang: dioed phát quang (LED) diode xạ laser (ILD) Cả hai thiết bị bán dẫn phát chùm sáng hiệu điện Đèn LED rẻ hoạt động miền nhiệt độ rộng có thời gian sử dụng lâu Trong ILD hoạt động theo nguyên lý laser hiệu có tốc độ truyền liệu lớn Có mối liên hệ bước sóng sử dụng, kiểu truyền tốc độ liệu nhận Cả hai kiểu truyền đơn cách đa cách hỗ trợ vài bước sóng ánh sáng sử dụng nguồn ánh sáng laser hay đèn LED Trong cáp quang, ánh sáng truyền tốt ba “cửa sổ” bước sóng khác nhau, 850, 1300 1550 nanometer (nm) Tất bước sóng nằm vùng hồng ngoại phổ tần số, nằm phía vùng ánh sáng nhìn thấy (từ 400 đến 700 nm) Sự mát giảm bước sóng tăng lên cho phép tốc độ liệu cao khoảng cách dài Hầu hết ứng dụng cục sử dụng nguồn sáng đèn LED Mặc dù việc sử dụng đèn LED khơng đắt giới hạn tốc độ liệu 100 Mbps khoảng cách vài km Để có tốc độ liệu cao khoảng cách xa phải sử dụng đèn LED phát ánh sáng có bước sóng 100 nm nguồn sáng laser Để có tốc độ liệu cao khoảng cách truyền xa ta phải dùng nguồn sáng laser có bước sóng 1500 nm Dồn thành phần bước sóng (Wavelength-Division Multiplexing): 28 Tiềm cáp quang sử dụng toàn nhiều chùm sáng với tần số khác truyền sợi cáp Đây cách truyền dồn thành phần tần số (FDM) thường gọi dồn thành phần bước sóng (WDM) Ánh sáng truyền sợi cáp bao gồm nhiều màu hay nhiều bước sóng, bước sóng mang kênh liệu khác nhay Năm 1997 phịng thí nghiệm Bell chứng minh hệ thống WDM với 100 chùm sáng hoạt động 10 Gbps với tốc độ liệu khoảng tỷ tỷ bit giây Hiện hệ thống thương mại với 80 kênh tốc độ 10 Gbps vào hoạt động 2.3 Đường truyền vô tuyến Khi dùng loại cáp ta gặp số khó khăn sở cài đặt cố định, khoảng cách không xa, để khắc phục khuyết điểm người ta dùng đường truyền vô tuyến Đường truyền vô tuyến mang lại lợi ích sau: - Cung cấp nối kết tạm thời với mạng cáp có sẵn - Những người liên tục di chuyển nối kết vào mạng dùng cáp - Lắp đặt đường truyền vô tuyến nơi địa hình phức tạp khơng thể dây - Phù hợp cho nơi phục vụ nhiều kết nối lúc cho nhiều khách hàng Ví dụ như: dùng đường vơ tuyến cho phép khách hàng sân bay kết vào mạng để duyệt Internet - Dùng cho mạng có giới hạn rộng lớn vượt khả cho phép cáp đồng cáp quang - Dùng làm kết nối dự phòng cho kết nối hệ thống cáp Tuy nhiên, đường truyền vơ tuyến có số hạn chế: - Tín hiệu khơng an tồn - Dễ bị nghe - Khi có vật cản tín hiệu suy yếu nhanh - Băng thơng khơng cao 29 2.3.1 Sóng vơ tuyến (radio) Sóng radio nằm phạm vi từ 10 KHz đến GHz, miền ta có nhiều dải tần ví dụ như: sóng ngắn, VHF (dùng cho tivi radio FM), UHF (dùng cho tivi) Tại quốc gia, nhà nước quản lý cấp phép sử dụng băng tần để tránh tình trạng sóng bị nhiễu Nhưng có số băng tần định vùng tự có nghĩa dùng không cần đăng ký (vùng thường có dải tần 2,4 Ghz) Tận dụng lợi điểm thiết bị Wireless hãng Cisco, Compex dùng dải tần Tuy nhiên, sử dụng tần số khơng cấp phép có nguy nhiễu nhiều 2.3.2 Sóng viba Truyền thơng viba thường có hai dạng: truyền thơng mặt đất nối kết với vệ tinh Miền tần số viba mặt đất khoảng 21-23 GHz, kết nối vệ tinh khoảng 11-14 Mhz Băng thông từ 1-10 MBps Sự suy yếu tín hiệu tùy thuộc vào điều kiện thời tiết, công suất tần số phát Chúng dễ bị nghe trộm nên thường mã hóa 2.3.3 Hồng ngoại Tất mạng vô tuyến hồng ngoại hoạt động cách dùng tia hồng ngoại để truyền tải liệu thiết bị Phương pháp truyền tín hiệu tốc độ cao dải thơng cao tia hồng ngoại Thông thường mạng hồng ngoại truyền với tốc độ từ 1-10 Mbps Miền tần số từ 100 Ghz đến 1000 GHz Có bốn loại mạng hồng ngoại: - Mạng đường ngắm: mạng truyền máy phát máy thu có đường ngắm rõ rệt chúng - Mạng hồng ngoại tán xạ: kỹ thuật phát tia truyền dội tường sàn nhà đến máy thu Diện tích hiệu dụng bị giới hạn khoảng 100 feet (35m) có tín hiệu chậm tượng dội tín hiệu - Mạng phản xạ: loại mạng hồng ngoại này, máy thu-phát quang đặt gần máy tính truyền tới vị trí chung, tia truyền đổi hướng đến máy tính thích hợp - Broadband optical telepoint: loại mạng cục vô tuyến hồng ngoại cung cấp dịch vụ dải rộng Mạng vô tuyến có khả xử lý yêu cầu đa phương tiện chất lượng cao, vốn trùng khớp với yêu cầu đa phương tiện mạng cáp 2.4 Các thiết bị mạng 2.4.1 Card mạng (NIC hay Adapter) Card mạng thiết bị nối kết máy tính cáp mạng Chúng thường giao 30 tiếp với máy tính qua khe cắm như: ISA, PCI hay USP… Phần giao tiếp với cáp mạng thông thường theo chuẩn như: AUI, BNC, UTP… Các chức card mạng: Chuẩn bị liệu đưa lên mạng: trước đưa lên mạng, liệu phải chuyển từ dạng byte, bit sang tín hiệu điện để truyền cáp Gởi liệu đến máy tính khác Kiểm sốt luồng liệu máy tính hệ thống cáp Địa MAC (Media Access Control): card mạng có địa riêng dùng để phân biệt card mạng với card mạng khác mạng Địa IEEE cấp cho nhà sản xuất card mạng Từ nhà sản xuất gán cố định địa vào chip card mạng Địa gồm byte (48 bit), có dạng XXXXXX.XXXXXX, byte đầu mã số nhà sản xuất, byte sau số serial card mạng hãng sản xuất Địa ghi cố định vào ROM nên gọi địa vật lý Ví dụ địa vật lý card Intel có dạng sau: 00A0C90C4B3F Hình card mạng RE100TX theo chuẩn Ethernet IEEE 802.3 IEEE 802.3u Nó hỗ trợ hai băng thông 10Mbps 100Mbps theo chuẩn 10Base-T 100Base-TX Ngồi card cịn cung cấp tính Wake On LAN, Port Trunking, hỗ trợ chế truyền full duplex Card hỗ trợ hai chế boot ROM 16 bit (RPL) 32 bit (PXE) Hình card FL1000T 10/100/1000Mbps Gigabit Adapter, card mạng theo chuẩn Gigabit dùng đầu nối RJ45 truyền môi trường cáp UTP cat Card cung cấp đường truyền với băng thơng lớn tương thích với card PCI 64 32 bit đồng thời hỗ trợ hai chế truyền full/half duplex ba loại băng thơng 10/100/1000 Mbps 31 Hình card mạng không dây WL11A 11Mbps Wireless PCMCIA LAN Card, card giao tiếp với máy theo chuẩn PCMCIA nên sử dụng cho PC phải dùng thêm card chuyển đổi từ PCI sang PCMCIA Card thiết kế theo chuẩn IEEE802.11b dải tần 2.4GHz ISM, dùng chế CSMA/CA để xử lý đụng độ, băng thơng card 11Mbps, mã hóa 64 128 bit Đặc biệt card hỗ trợ hai kiến trúc kết nối mạng Infrastructure AdHoc 2.4.2 Card mạng dùng cáp điện thoại Card HP10 10Mbps Phoneline Network Adapter card mạng đặc biệt khơng dùng cáp đồng trục khơng dùng cáp UTP mà dùng cáp điện thoại Một đặc tính quan trọng card truyền số liệu song song với truyền âm dây điện thoại Card dùng đầu kết nối RJ11 băng thông 10Mbps, chiều dài cáp dài đến gần 300m 32 2.4.3 Modem Là thiết bị dùng để nối hai máy tính hay hai thiết bị xa thơng qua mạng điện thoại Modem thường có hai loại: internal (là loại gắn bên máy tính giao tiếp qua khe cắm ISA PCI), external (là loại thiết bị đặt bên ngồi CPU giao tiếp với CPU thơng qua cổng COM theo chuẩn RS-232) Cả hai loại có cổng giao tiếp RJ11 để nối với dây điện thoại Chức Modem chuyển đổi tín hiệu số (digital) thành tín hiệu tương tự (analog) để truyền liệu dây điện thoại Tại đầu nhận, Modem chuyển liệu ngược lại từ dạng tín hiệu tương tự sang tín hiệu số để truyền vào máy tính Thiết bị giá tương đối thấp mang lại hiệu lớn Nó giúp nối mạng LAN xa với thành mạng WAN, giúp người dùng hịa vào mạng nội cơng ty cách dễ dàng dù người nơi Remote Access Services (RAS): dịch vụ mềm máy tính dịch vụ thiết bị phần cứng Nó cho phép dùng Modem để nối kết hai mạng LAN với máy tính vào mạng nội 33 2.4.4 Repeater Là thiết bị dùng để khuếch đại tín hiệu đoạn cáp dài Khi truyền liệu đoạn cáp dài tín hiệu điện yếu đi, muốn mở rộng kích thước mạng dùng thiết bị để khuếch đại tín hiệu truyền tiếp Nhưng ý thiết bị hoạt động lớp vật lý mơ hình OSI, hiểu tín hiệu điện nên khơng lọc liệu dạng nào, lần khuếch đại tín hiệu điện yếu bị sai tiếp tục dùng nhiềuRepeater để khuếch đại mở rộng kích thước mạng liệu ngày sai lệch 2.4.5 Hub Là thiết bị giống Repeater nhiều port cho phép nhiều máy tính nối tập trung thiết bị Các chức giống Repeater dùng để khuếch đại tín hiệu điện truyền đến tất port cịn lại đồng thời khơng lọc liệu Thơng thường Hub hoạt động lớp (lớp vật lý) Toàn Hub (hoặc Repeater) xem Collision Domain Hub gồm có ba loại: Passive Hub: thiết bị đấu nối cáp dùng để chuyển tiếp tín hiệu từ đoạn cáp đến đoạn cáp khác, khơng có linh kiện điện tử nguồn riêng nên khơng khơng khuếch đại xử lý tín hiệu; Active Hub: thiết bị đấu nối cáp dùng để chuyển tiếp tín hiệu từ đoạn cáp đến đoạn cáp khác với chất lượng cao Thiết bị có linh kiện điện tử nguồn điện riêng nên hoạt động repeater có nhiều cổng (port); Intelligent Hub: active hub có thêm chức vượt trội cho phép quản lý từ máy tính, chuyển mạch (switching), cho phép tín hiệu điện chuyển đến port cần nhận không chuyển đến port không liên quan 34 2.4.6 Bridge (cầu nối) Là thiết bị cho phép nối kết hai nhánh mạng, có chức chuyển có chọn lọc gói tin đến nhánh mạng chứa máy nhận gói tin Trong Bridge có bảng địa MAC, bảng địa dùng để định đường gói tin (cách thức truyền gói tin nói rõ phần trình bày thiết bị Switch) Bảng địa khởi tạo tự động phải cấu hình tay Bridge hoạt động lớp hai (lớp Data link) mô hình OSI Ưu điểm Bridge là: cho phép mở rộng mạng logic với nhiều kiểu cáp khác Chia mạng thành nhiều phân đoạn khác nhằm giảm lưu lượng mạng Khuyết điểm: chậm Repeater phải xử lý gói tin, chưa tìm đường tối ưu trường hợp có nhiều đường Việc xử lý gói tin dựa phần mềm 2.4.7 Switch Là thiết bị giống bridge nhiều port cho phép ghép nối nhiều đoạn mạng với Switch dựa vào bảng địa MAC để định 35 gói tin port nhằm tránh tình trạng giảm băng thơng số máy trạm mạng tăng lên Switch hoạt động lớp hai mơ hình OSI Việc xử lý gói tin dựa phần cứng (chip) Khi gói tin đến Switch (hoặc Bridge), Switch (hoặc Bridge) thực sau: Kiểm tra địa nguồn gói tin có bảng MAC chưa, chưa có thêm địa MAC port nguồn (nơi gói tin vào Switch (hoặc Bridge)) vào bảng MAC Kiểm tra địa đích gói tin có bảng MAC chưa: Nếu chưa có gởi gói tin tất port (ngoại trừ port gói tin vào) Nếu địa đích có bảng MAC: o Nếu port đích trùng với port nguồn Switch (hoặc Bridge) loại bỏ gói tin o Nếu port đích khác với port nguồn gói tin gởi port đích tương ứng Chú ý: Địa nguồn địa đích nói địa MAC Port nguồn Port mà gói tin vào Port đích Port mà gói tin Do cách hoạt động Switch (hoặc Bridge) vậy, nên Port Switch Collision Domain, toàn Switch xem Broadcast Domain (khái niệm Collision Domain Broadcast Domain giới thiệu chương 5, phần “các công nghệ mạng LAN”) Ngồi tính sở, Switch cịn tính mở rộng sau: Phương pháp chuyển gói tin (Switching mode): thiết bị Cisco sử 36 dụng ba loại sau: Store and Forward: tính lưu liệu đệm trước truyền sang port khác để tránh đụng độ (collision), thông thường tốc độ truyền khoảng 148.800 pps Với kỹthuật tồn gói tin phải nhận đủ trước Switch truyền frame độ trễ (latency) lệ thuộc vào chiều dài frame Cut Through: Switch truyền gói tin biết địa đích gói tin Kỹ thuật có độ trễ thấp so với kỹ thuật Store and Forward độ trễ số xác định, bất chấp chiều dài gói tin Fragment Free: Switch đọc 64 byte sau bắt đầu truyền liệu Trunking (MAC Base): số thiết bị Switch, tính Trunking hiểu tính giúp tăng tốc độ truyền hai Switch, ý hai Switch phải loại Riêng thiết bị Switch Cisco, Trunking hiểu đường truyền dùng để mang thông tin cho VLAN VLAN: tạo mạng ảo, nhằm đảm bảo tính bảo mật mở rộng mạng cách nối Switch với Mỗi VLAN xem Broadcast Domain, nên chia mạng ảo giúp ta phân vùng miền broadcast nhằm cải tiến tốc độ hiệu hệ thống Nói cách khác, VLAN nhóm logic thiết bị người sử dụng Nhóm logic chia dựa vào chức năng, ứng dụng, … mà khơng phụ thuộc vào vị trí địa lý Chỉ có thiết bị VLAN liên lạc với Nếu muốn VLAN liên lạc với phải sử dụng Router để liên kết VLAN lại 37 Spanning Tree: tạo đường dự phịng, bình thường liệu truyền cổng mang số thứ tự thấp Khi liên lạc thiết bị tự chuyển sang cổng khác, nhằm đảm bảo mạng hoạt động liên tục Spanning Tree thực chất hạn chế đường dư thừa mạng Hình Switch Compex SRX2216 thiết kế theo chuẩn IEEE 802.3, IEEE802.3u, Switch thường dùng giải pháp mạng vừa nhỏ Thiết bị hỗ trợ 16 port RJ45 tốc độ 10/100Mbps, 12K MAC Address, 2K đệm (buffer) Ngồi thiết bị cịn có tính như: Store and Forward, Spanning Tree, Port Trunking, Virtual LAN giúp mở rộng mạng mà không sợ xảy đụng độ (collision) 2.4.8 Wireless Access Point Wireless Access Point thiết bị kết nối mạng không dây thiết kế theo chuẩn IEEE802.11b, cho phép nối LAN to LAN, dùng chế CSMA/CA để giải tranh chấp, dùng hai kiến trúc kết nối mạng Infrastructure AdHoc, mã hóa theo 64/128 Bit Nó cịn hỗ trợ tốc độ truyền không dây lên 11Mbps băng tần 2,4GHz ISM dùng công nghệ radio DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) 38 2.4.9 Router Là thiết bị dùng nối kết mạng logic với nhau, kiểm soát lọc gói tin nên hạn chế lưu lượng mạng logic (thông qua chế Accesslist) Các Router dùng bảng định tuyến (Routing table) để lưu trữ thơng tin mạng dùng trường hợp tìm đường tối ưu cho gói tin Bảng định tuyến chứa thông tin đường đi, thông tin ước lượng thời gian, khoảng cách… Bảng cấu hình tĩnh hay tự động Router hiểu địa logic IP nên thông thường Router hoạt động lớp mạng (network) cao Người ta thực firewall mức độ đơn giản Router thơng qua tính Access-list (tạo danh sách truy cập hợp lệ), thực việc ánh xạ địa thơng qua tính NAT (chuyển đổi địa chỉ) Khi gói tin đến Router, Router thực việc kiểm tra địa IP đích gói tin: Nếu địa mạng IP đích có bảng định tuyến Router, Router gởi port tương ứng Nếu địa mạng IP đích khơng có bảng định tuyến, Router kiểm tra xem bảng định tuyến có khai báo Default Gateway hay khơng: Nếu có khai báo Default Gateway gói tin Router đưa đến Default Gateway tương ứng Nếu khơng có khai báo Default Gateway gói tin bị loại bỏ Chú ý: địa xét địa IP Do cách hoạt động Router trình bày, nên port Router Broadcast Domain 39 2.4.10 Thiết bị mở rộng - Gateway – Proxy: Là thiết bị trung gian dùng để nối kết mạng nội bên mạng bên ngồi Nó có chức kiểm soát tất luồng liệu vào mạng nhằm ngăn chặn hacker công Gateway hỗ trợ chuyển đổi giao thức khác nhau, chuẩn liệu khác (ví dụ IP/IPX) Proxy giống firewall (bức tường lửa), nâng cao khả bảo mật mạng nội bên mạng bên Proxy cho phép thiết lập danh sách phép truy cập vào mạng nội bên trong, danh sách ứng dụng mà mạng nội bên truy cập mạng bên ngồi Ngồi Proxy cịn máy đại điện cho máy trạm bên mạng nội truy cập Internet, chức quan trọng Proxy 40 ... 1. 2.3 Phân loại mạng máy tính 10 1. 2.4 Các mạng máy tính thơng dụng 12 1. 2.5 Mạng cục bộ, kiến trúc mạng cục 12 1. 3 Mục tiêu mạng máy tính 14 1. 3 .1 Mục... CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH 1. 1 Các khái niệm hệ điều hành 1. 2 Các khái niệm mạng máy tính 1. 2 .1 Giới thiệu mạng máy tính 1. 2.2 Đặc trưng kỹ thuật mạng máy tính. .. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MẠNG MÁY TÍNH TRONG CÁC HỆ THỐNG THƠNG TIN KINH TẾ 78 4 .1 Thiết lập định cấu hình cho mạng Lan 78 4 .1. 1 Thiết lập mạng: 78 4 .1. 2 Định cấu hình mạng