Bài giảng Lý thuyết mạng máy tính - Chương 5: Thiết bị mạng máy tính

Bài giảng Lý thuyết mạng máy tính - Chương 5: Thiết bị mạng máy tính trình bày các thiết bị kết nối mạng LAN, WAN; mối trường truyền tin; các phương thức hoạt động của Router; một số giao thức hoạt động chính của Router. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng để có thêm kiến thức hỗ trợ học tập và nghiên cứu.

CHƢƠNG 5: THIẾT BỊ MẠNG MÁY TÍNH Thời lƣợng: GV giảng: tiết; Thảo luận: tiết; Thực hành: tiết; Bài tập: tiết; Tự học: tiết Mục đích, yêu cầu:  Mục đích: Giúp sinh viên nhận biết nắm chức thiết bị mạng Biết lắp đặt cấu hình cho thiết bị Trên sở thiết kế cài đặt đƣợc mạng LAN, WAN học  Yêu cầu: • Học viên tham gia học tập đầy đủ • Nghiên cứu trƣớc nội dung có liên quan đến giảng (đã có http://http:/fit.mta.edu.vn/~thiennd/) • Làm thực hành lớp nhà Các thiết bị kết nối mạng LAN, WAN 1 Mối trường truyền tin A - Cáp dây xoắn (Twisted Pair) - Truyền liệu cự li ngắn khoảng 100m - Gồm sợi chia làm cặp, lý thuyết 500Mb/s, thực tế 100Mb/s b- Cáp đồng trục Tốc độ cáp đồng trục lên tới 35 Mbit/s băng thông cáp đạt gần đạt đến GHz, dùng mạng LAN với khoảng cách 200m, thường dùng mạng hình Bus c- Cáp quang(Fiber Optics) Cáp sợi quang bao gồm sợi thuỷ tinh cực mảnh(core), bên lớp thuỷ tinh đồng tâm hay gọi lớp phủ (cladding) có số khúc xạ thấp Tiếp đến lớp nhựa mỏng bảo vệ bên Có hai chế độ hoạt động: – Single-mode: Chỉ có đƣờng dẫn quang – Multi-mode: Có nhiều đƣờng dẫn quang Tốc độ đạt đến hàng Gb/s, khoảng cách hàng km truyền đồng thời nhiều tín hiệu với bƣớc sóng ánh sáng khác d - Sóng Radio Radio chiếm giải tần từ 10KHz đến GHz, băng tần quen thuộc : – Sóng ngắn – VHF(Very High Frequency) : truyền hình FM – UHF(Ultra High Frequency) : truyền hình  Có phương thức truyền theo tần số Radio: - Công suất thấp, tần số đơn : từ - 10 Mb/s Độ suy hao có đỡ nhƣng khả chống nhiễu - Trải phố : từ – Mb/s tần số 900MHz Công suất thấp nên độ suy hao lớn E - Sóng Viba – Có dạng: mặt đất vệ tinh – Các hệ thống viba mặt đất thƣờng hoạt động băng tần 4-6 GHz 21-23 GHz, tốc độ từ – 10 Mb/s F - Các Hệ Thống Hồng ngoại Điểm - điểm quảng bá – Các mạng điểm - điểm: giải tần từ 100 GHz - 1000 THz, tốc độ 100 Kb/s đến 16 Mb/s – Các mạng quảng bá: giải tần từ 100 GHz - 1000 THz, nhƣng tốc độ dƣới Mb/s Repeater (Bộ tiếp sức)  Là thiết bị đơn giản thiết bị liên kết mạng, hoạt động tầng vật lý mơ hình OSI  Repeater dùng để nối mạng giống nhau, đoạn mạng  Repeater nhận đƣợc tín hiệu từ phía mạng phát tiếp vào phía mạng  Repeater loại bỏ tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu bị suy hao Việc sử dụng Repeater làm tăng thêm chiều dài mạng 10  Repeater điện: hai phía tín hiệu điện Repeater điện làm tăng khoảng cách mạng, nhƣng bị hạn chế độ trễ tín hiệu Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 khoảng cách tối đa 2.8 km, cho dù sử dụng thêm Repeater  Repeater điện quang: liên kết với đầu cáp quang đầu cáp điện Việc sử dụng Repeater khơng thay đổi nội dung tín qua nên đƣợc dùng để nối hai mạng có giao thức truyền thông 11 Hub (Bộ tập trung)  Thƣờng đƣợc dùng để nối mạng hình Hub đƣợc chia thành loại nhƣ sau :  Hub bị động (Passive Hub) : Không chứa linh kiện điện tử không xử lý tín hiệu liệu, chức tổ hợp tín hiệu từ số đoạn cáp mạng 12  Hub chủ động (Active Hub) : có linh kiện điện tử khuyếch đại xử lý tín hiệu Làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, nhạy cảm với lỗi khoảng cách mạng tăng lên Giá thành cao nhiều Hub bị động Các mạng Token ring có xu hƣớng dùng Hub chủ động  Hub thông minh (Intelligent Hub) – Là Hub chủ động, nhƣng có vi xử lý nhớ hoạt động nhƣ tìm đƣờng hay cầu nối – Nó cho phép gói tin tìm đƣờng nhanh cổng nó, gói tin đƣợc định tuyến 13 Bridge (Cầu nối)  Bridge thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống khác nhau, đƣợc dùng với mạng có giao thức khác  Nó hoạt động tầng liên kết liệu, đọc xử lý gói tin tầng liên kết liệu trƣớc định có chuyển hay khơng 14 15  Để thực điều Bridge cung cấp chế: Mỗi phía có bảng địa trạm kết nối Quyết định gửi gói tin sang mạng khác hay không Bổ sung địa máy trạm cho bảng địa 16  Để đánh giá Bridge ngƣời ta đƣa hai khái niệm : Lọc chuyển vận  Q trình xử lý gói tin đƣợc gọi q trình lọc tốc độ lọc thể trực tiếp khả hoạt động Bridge  Tốc độ chuyển vận đƣợc thể số gói tin/giây thể khả Bridge chuyển gói tin từ mạng sang mạng khác 17  Hiện có hai loại Bridge đƣợc sử dụng Bridge vận chuyển Bridge biên dịch Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng LAN có giao thức tầng LKDL giống nhau, nhƣng có loại dây nối khác Nó khơng có khả thay đổi cấu trúc gói tin mà quan tâm việc định tuyến Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng LAN có giao thức khác có khả chuyển gói tin thuộc mạng sang gói tin thuộc mạng kia, kích thƣớc 18  Ví dụ : Bridge biên dịch nối mạng Ethernet mạng Token ring, kích thức gói tin phù hợp mạng 19  Sử dụng Bridge trƣờng hợp sau : – Mở rộng mạng đạt tới khoảng cách tối đa – Giảm bớt tắc nghẽn mạng – Để nối mạng có giao thức khác 20 10 Switch (Bộ chuyển mạch)  Switch tƣơng tự nhƣ Bridge có nhiều cổng  Switch có khả "học" thơng tin mạng thơng qua gói tin sử dụng thông tin để xây dựng lên bảng Switch 21  Switch thường có chức là: Chuyển khung liệu từ nguồn đến đích, xây dựng bảng Switch Switch hoạt động tốc độ cao nhiều so với Repeater cung cấp nhiều chức nhƣ khả tạo mạng LAN ảo (VLAN) 22 11 Router (Bộ tìm đường)  Hoạt động tầng mạng, tìm đƣợc đƣờng tốt cho gói tin qua nhiều mạng 23  Router có địa nên nhận xử lý gói tin gửi đến mà thơi  Khi trạm muốn gửi gói tin qua Router phải gửi gói tin với địa trực tiếp Router gói tin đến Router Router xử lý gửi tiếp  Để chọn đƣờng tối ƣu cho gói tin Router có bảng định tuyến Cập nhật bảng dựa Router gần mạng liên mạng nhờ thuật toán xác định trƣớc 24 12  Router chia thành hai loại Router phụ thuộc giao thức: Chỉ thực việc tìm đƣờng truyền gói tin từ mạng sang mạng khác, có chung giao thức truyền thông Router không phụ thuộc vào giao thức: dùng liên kết mạng có giao thức khác kích thức gói tin khác (chia nhỏ gói tin) 25  Các lý sử dụng Router: Router thƣờng đƣợc sử dụng nối mạng thông qua đƣờng dây th bao đắt tiền khơng truyền dƣ lên đƣờng truyền Router dùng liên mạng có nhiều vùng, vùng có giao thức riêng biệt 26 13 Các phương thức hoạt động Router  Phương thức véc tơ khoảng cách: Router luôn truyền thông tin bảng định tuyến mạng, thơng qua Router khác cập nhật bảng định tuyến  Phương thức trạng thái tĩnh: Router truyền thơng báo có phát có thay đổi mạng, thơng tin truyền thƣờng thơng tin đƣờng truyền 27 Một số giao thức hoạt động Router • RIP(Routing Information Protocol): sử dụng SPX/IPX TCP/IP, RIP hoạt động theo phƣơng thức véc tơ khoảng cách • NLSP (Netware Link Service Protocol): đƣợc phát triển Novell dùng để thay RIP hoạt động theo phƣơng thức véctơ khoảng cách, mổi Router đƣợc biết cấu trúc mạng việc truyền bảng định tuyến giảm • OSPF (Open Shortest Path First): phần TCP/IP với phƣơng thức trạng thái tĩnh, có xét tới ƣu tiên, giá đƣờng truyền, mật độ truyền thơng • OSPF-IS (Open System Interconnection Intermediate System to Intermediate System): giống nhƣ OSPF 28 14 Gateway (cổng nối)  Gateway dùng để kết nối mạng không chẳng hạn nhƣ mạng LAN mạng máy tính lớn (Mainframe), việc chuyển đổi thực tầng  Ví dụ: mạng bạn sử dụng giao thức IP mạng sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA Gateway chuyển đổi từ loại giao thức sang loại khác 29 15 ... GHz - 1000 THz, nhƣng tốc độ dƣới Mb/s Repeater (Bộ tiếp sức)  Là thiết bị đơn giản thiết bị liên kết mạng, hoạt động tầng vật lý mơ hình OSI  Repeater dùng để nối mạng giống nhau, đoạn mạng. .. băng tần 4-6 GHz 2 1-2 3 GHz, tốc độ từ – 10 Mb/s F - Các Hệ Thống Hồng ngoại Điểm - điểm quảng bá – Các mạng điểm - điểm: giải tần từ 100 GHz - 1000 THz, tốc độ 100 Kb/s đến 16 Mb/s – Các mạng quảng... nối)  Gateway dùng để kết nối mạng không chẳng hạn nhƣ mạng LAN mạng máy tính lớn (Mainframe), việc chuyển đổi thực tầng  Ví dụ: mạng bạn sử dụng giao thức IP mạng sử dụng giao thức IPX, Novell,