Bài giảng Mạng máy tính Chương 6 LAN & MAC nhằm giới thiệu những nội dung cơ bản sau các phương chia sẻ đường truyền chung giữa các máy tính trong một mạng cục bộ. Giới thiệu chi tiết về nguyên tắc hoạt động của các chuẩn mạng cục bộ thuộc mạng Ethernet.
LAN & MAC Trình bày: TS Ngơ Bá Hùng Mục đích Chương nhằm giới thiệu nội dung sau: • Các phương chia sẻ đường truyền chung máy tính mạng cục như: • Các phương pháp chia kênh, • Các phương pháp truy cập đường truyền ngẫu nhiên • Các phương pháp phân lượt truy cập đường truyền • Giới thiệu chi tiết nguyên tắc hoạt động chuẩn mạng cục thuộc mạng Ethernet LAN & MAC Ngô Bá Hùng Yêu cầu Sau học xong chương này, người học phải có khả sau: • • • Trình bày khác biệt cách thức chia sẻ đường truyền chung máy tính phương pháp chia kênh, truy cập đường truyền ngẫu nhiên phân lượt truy cập đường truyền Trình bày nguyên tắc chia sẻ đường truyền chung máy tính theo phương pháp FDMA, TDMA, CDMA, ALOHA, CSMA, CSMA/CD, Token Passing, … Trình bày đặc điểm nguyên tắc hoạt động chuẩn thuộc họ mạng Ethernet LAN & MAC Ngô Bá Hùng Giới thiệu mạng cục Phân loại mạng máy tính Theo khoảng cách địa lý Đường kính mạng Vị trí máy tính Loại mạng 1m Trong mét vuông Mạng khu vực cá nhân 10 m Trong phòng 100 m Trong tòa nhà km Trong khu vực 10 km Trong thành phố 100 km Trong quốc gia 1000 km Trong m ột châu lục 10000 km Cả hành tinh Mạng cục bộ, gọi tắt mạng LAN (Local Area Network) LAN & MAC Ngô Bá Hùng Các đặc tính quan trọng mặt kỹ thuật Tất host mạng LAN chia sẻ đường truyền chung Hoạt động dựa kiểu quảng bá (broadcast) Khơng u cầu phải có hệ thống trung chuyển (routing/switching) LAN đơn LAN & MAC Ngô Bá Hùng Các thông số định định nghĩa mạng LAN Hình thái (topology): Chỉ kiểu cách mà host mạng đấu nối với Đường truyền chia sẻ (xoắn đôi, đồng trục, cáp quang): Chỉ kiểu đường truyền mạng (network cables) dùng để đấu nối host LAN lại với Kỹ thuật truy cập đường truyền (Medium Access Control MAC): Chỉ cách thức mà host mạng LAN sử dụng để truy cập chia sẻ đường truyền mạng MAC quản trị việc truy cập đến đường truyền LAN cung cấp sở cho việc định danh tính chất mạng LAN theo chuẩn IEEE LAN & MAC Ngô Bá Hùng LAN Topologies BUS STAR RING LAN & MAC Ngô Bá Hùng MAC Layer Kênh truyền đa truy cập (Multiple Access Links) Có loại đường truyền: • • Point – to – point (single wire, e.g PPP, SLIP) Broadcast (shared wire or medium; e.g, Ethernet, Wavelan, etc) • Switched (switched Ethernet, ATM ) LAN & MAC Ngô Bá Hùng 10 Token Ring Thời gian giữ thẻ (Token Holding Time) Thời gian xoay vòng thẻ bài(Token rotation time) TRT ≤ Số nút hoạt động × THT + Độ trễ vịng • • Độ trễ vịng: tổng thời gian để thẻ hết vòng vịng khơng có trạm cần truyền liệu, Số nút hoạt động: ám số trạm có liệu cần truyền LAN & MAC Ngô Bá Hùng 52 Token Ring Khi trạm nhả thẻ ? a) Nhả thẻ sau trạm vừa truyền khung xong (RAT); b) Nhả thẻ sau trạm nhận lại khung vừa phát (RAR) LAN & MAC Ngô Bá Hùng 53 Token Ring Quản lý hoạt động mạng: • • • • • • Đề cử trạm làm nhiệm vụ quản lý mạng token ring gọi monitor – Monitor đảm bảo sức khỏe cho tồn vịng Bất kỳ trạm trở thành monitor Thủ tục bầu chọn monitor diễn vòng vừa tạo monitor vòng bị cố Một monitor mạnh khỏe định kỳ thông báo diện cho tồn vịng biết thông điệp đặc biệt Nếu trạm không nhận thông báo diện monitor khoảng thời gian đó, coi monitor bị hỏng cố trở thành monitor LAN & MAC Ngô Bá Hùng 54 Token Ring Quản lý hoạt động mạng: • • • Khi trạm định cần phải có monitor mới, gởi thông điệp thỉnh cầu, thông báo ý định trở thành monitor Nếu thơng điệp chạy vòng lại trạm, trạm cho người đồng ý vị trí monitor Nếu đồng thời có nhiều trạm gởi thơng điệp thỉnh cầu, chúng phải áp dụng luật lựa chọn đó, chẳng hạn “ai có địa cao thắng cử” LAN & MAC Ngô Bá Hùng 55 Token Ring Nhiệm vụ monitor: • Phải đảm bảo ln ln có diện • • thẻ vịng, Khi thẻ chạy ngang qua monitor, bật đếm thời gian để tính Bộ đếm có giá trị tối đa là: Số lượng trạm × THT + Độ trễ vịng Monitor phải kiểm tra xem có khung bị hỏng vô thừa nhận hay không LAN & MAC Ngô Bá Hùng 56 Token Ring Sử dùng relay để chóng đứt vịng: LAN & MAC Ngơ Bá Hùng 57 Một số chuẩn mạng cục 58 Chuẩn hóa mạng cục MAC quản lý việc truy cập đường truyền LLC đảm bảo tính độc lập việc quản lý liên kết liệu với – đường truyền vật lý – phương pháp truy cập đường truyền MAC LAN & MAC Ngơ Bá Hùng 59 Chuẩn hóa mạng cục IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) • • Tổ chức tiên phong lĩnh vực chuẩn hóa mạng cục Dự án IEEE 802 định nghĩa hàng loạt chuẩn thuộc họ IEEE 802.x LAN & MAC Ngơ Bá Hùng 60 Chuẩn hóa mạng cục IEEE 802.x IEEE 802.1 : High Level Interface IEEE 802.2 : Logical Link Control (LLC) IEEE 802.3: CSMA/CD IEEE 802.4: Token bus IEEE 802.5: Token ring IEEE 802.6: MAN IEEE 802.7: Broadband Technical Advisory Group IEEE 802.8: Fiber Technical Advisory Group IEEE 802.9: Intergrated Data and Voice Network IEEE 802.10: Standard for Interoperable LAN security IEEE 802.11: Wireless LAN IEEE 802.12: 100VG – AnyLAN LAN & MAC Ngô Bá Hùng 61 Chuẩn mạng Ethernet (802.3) Bức phác họa Ethernet Bob Metcalfe, người sáng lập Ethernet (Xerox PARC - 1972) LAN & MAC Ngô Bá Hùng 62 Chuẩn mạng Ethernet (802.3) Preamble: dài bytes với mẫu 10101010 theo sau byte với mẫu 10101011, sử dụng để đồng hóa tốc độ đồng hồ bên gởi bên nhận Source and dest addresses: Địa nguồn đích, gồm bytes Khung nhận tất trạm LAN Khung bị xóa dest address khơng trùng với địa MAC trạm thuộc dạng multicast 8:0:2b:e4:b1:2 00001000 00000000 00101011 11100100 10110001 00000010 Type: giao thức sử dụng tầng cao hơn, thường IP, giao thức khác hỗ trợ - ví dụ: Novell IPX AppleTalk CRC: Phần kiểm tra lỗi Lỗi kiểm tra trạm đích Nếu khung có lỗi, bị xóa LAN & MAC Ngơ Bá Hùng 63 Chuẩn mạng Ethernet (802.3) Sử dụng phương pháp mã hóa đường truyền Manchester LAN & MAC Ngơ Bá Hùng 64 Chuẩn mạng Ethernet (802.3) MAC Protocol: CSMA/CD+Exponential backoff Nhận gói tin từ tầng cao hơn; • • • • • • • • • • • • • • K := 0; n :=0; // K: thời gian chờ đợi ngẫu nhiên; n: số vụ đụng độ gặp phải repeat: chờ khoảng thời gian K*512 bit-time; while (đường truyền bận) wait; chờ tiếp 96 bit-time sau nhận thấy khơng có tín hiệu đường truyền; truyền khung ý phát đụng độ; if (có đụng độ) { ngừng truyền phát tiếp dãy nhồi 48-bit; n ++; m:= min(n, 10); chọn K ngẫu nhiên từ tập hợp {0, 1, 2, …, m-1} if (n < 16) goto repeat; else bỏ việc truyền; } LAN & MAC Ngô Bá Hùng 65 Chuẩn mạng Ethernet (802.3) 10 Base-2 10 Base-T 100 Base-T LAN & MAC Ngô Bá Hùng 66 ... >D“ngưỡng”, coi 1, ngược lại coi -1 i =Z⋅C i Giải mã: LAN & MAC Ngô Bá Hùng 28 Phân chia mã (CDMA) LAN & MAC Ngô Bá Hùng 29 Phân chia mã (CDMA) LAN & MAC Ngô Bá Hùng 30 Phân chia mã (CDMA) Hệ... đụng độ Tại t+2Tprop-ε, A phát đụng độ LAN & MAC Ngô Bá Hùng 42 Thời gian truyền khung Tw = 2Tprop LAN & MAC Ngô Bá Hùng 43 Thời điểm hủy bỏ khung đụng độ LAN & MAC Ngô Bá Hùng 44 Làm lại sau... truyền LAN cung cấp sở cho việc định danh tính chất mạng LAN theo chuẩn IEEE LAN & MAC Ngô Bá Hùng LAN Topologies BUS STAR RING LAN & MAC Ngô Bá Hùng MAC Layer Kênh truyền đa truy cập (Multiple