Bài giảng Truyền số liệu: Chương 2 - Nguyễn Việt Hùng

Nội dung chính của chương 2 giúp các bạn nắm rõ hơn những kiến thức cơ bản về: Cấu hình đường dây; tôpô mạng; chế độ truyền; các loại mạng và các kết nối liên mạng. Mời các bạn tham khảo!

Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm CHƯƠNG 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Trước khảo sát cách truyền liệu từ thiết bị đến thiết bị khác, vấn đề quan trọng ta phải hiểu mối quan hệ thiết bị truyền liệu Có năm khái niệm chung để cung cấp mối quan hệ thiết bị thơng tin Đó là: • Cấu hình đường dây • Tôpô mạng • Chế độ truyền • Các loại mạng • Các kết nối liên mạng 2.1CẤU HÌNH ĐƯỜNG DÂY + Khái niệm: Cấu hình đường dây phương thức để hai hay nhiều thiết bị mắc vào kết nối Kết nối (link) đường truyền thông tin vật lý để truyền liệu từ thiết bị sang thiết bị khác, đường thẳng kết nối hai điểm + Phân loại: Có hai loại cấu hình đường dây: • Cấu hình điểm - điểm • Cấu hình đa điểm Cấu hình đường dây nhằm định nghĩa phương thức kết nối thơng tin với 2.1.1Cấu hình điểm - điểm (point to point): + Đặc điểm: • Cấu hình điểm - điểm cung cấp kết nối dành riêng cho hai thiết bị • Tồn dung lượng kênh dùng cho truyền dẫn hai thiết bị • Hầu hết cấu hình điểm -điểm dùng dây hay cáp để nối hai điểm (hoặc vô tuyến: vi ba, vệ tinh, hồng ngoại) + Ví dụ: Dùng remote để điều khiển TV, kết nối điểm điểm hai thiết bị dùng đường hồng ngoại Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm +Ưu điểm: • • • Khơng cần giải tốn lưu thơng Phát tách lỗi dễ dàng Đảm tính riêng tư (Bảo mật) +Khuyết điểm: Hiệu qủa sử dụng không cao( Khi tần suất sử dụng thấp) 2.1.2 Cấu hình đa điểm (multipoint): + Đặc điểm: • Cấu hình đa điểm: kết nối có nhiều hai thiết bị đường truyền • Dung lượng kênh chia sẻ theo thời gian +Ưu điểm: Hiệu qủa sử dụng cao +Khuyết điểm: • Cần giải tốn lưu thơng • Khó phát tách lỗi • Khơng đảm tính riêng tư (Khơng bảo mật) Câu hỏi: • Cấu hình đường dây gì? Phân loại, nêu đặc điểm ưu khuyết điểm loại • Cấu hình đường dây gì? Phân loại, nêu ví dụ 2.2.TƠPƠ MẠNG (Topology: hình học) + Khái niệm: biểu diễn hình học mối quan hệ tất tuyến (link) thiết bị kết nối (thường gọi nút) tới thiết bị khác Thuật ngữ tơpơ mạng nói đến phương thức mạng bố trí mặt luận lý vật lý + Phân loại: Có dạng tơpơ là: lưới, sao, cây, bus vịng Và dạng Tôpô hỗn hợp Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm Hình 2.1 Tơpơ định nghĩa cách xếp vật lý luận lý kết nối mạng - Tôpô dạng sao, nghĩa thiết bị phải xếp vật lý xung quanh hub theo hình - Khi xem xét lựa chọn dạng tơpơ phải xem xét thêm cấp bậc liên quan thiết bị kết nối Có hai quan hệ là: • Đồng cấp (peer to peer): thiết bị chia sẻ kết nối ngang hàng với • Sơ cấp-thứ cấp (primary-secondary): thiết bị điều khiển lưu thông thiết bị cịn lại phải truyền qua - Tơpơ vịng lưới thường thích hợp với truyền dẫn đồng cấp - Tơpơ thường thích hợp cho truyền dẫn sơ cấp- thứ cấp - Tơpơ bus thích hợp cho hai dạng: đồng cấp sơ cấp- thứ cấp - Câu hỏi: Tơpơ mạng gì? Phân loại nêu phạm vi sử dụng loại 2.2.1.LƯỚI (Mesh): + Đặc điểm: - Mỗi thiết bị có kết nối điểm-điểm chuyên dụng (dedicated) tới thiết bị cịn lại / - Một mạng lưới có n thiết bị có n(n-1) số kết nối - Mỗi thiết bị cần có (n-1) cổng vào/ra (I/O: input/output) + Ví dụ: Có thiết bị kết nối theo tô-pô lưới Số kết nối: 5(5-1)/2= 10 Mỗi thiết bị cần có cổng vào/ra Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm +Ưu điểm so với dạng mạng khác: - Kết nối điểm-điểm chuyên dụng đảm bảo kết nối truyền dẫn liệu riêng, nên khơng xuất tốn lưu thơng - Tôpô lưới bền vững (Khi kết nối bị hỏng khơng ảnh hưởng lên tồn mạng) - Tính riêng tư vấn đề an ninh (Khi dùng đường truyền riêng biệt có hai thiết bị kết nối dùng thông tin này, thiết bị khác truy cập vào kết nối được) - Kết nối điểm-điểm cho phép phát tách lỗi nhanh (Có thể điều khiển lưu thơng để tránh đường truyền nghi ngờ bị hỏng Nhà quản lý dễ dàng phát xác nơi bị hỏng để nhanh chóng tìm ngun nhân có biện pháp khắc phục) + Khuyết điểm: - Số kết nối số cổng I/O nhiều, phí lắp đặt tăng - Mở rộng khó khăn Cấu hình lưới dùng giới hạn, đường trục (backbone) kết nối máy tính lớn (mainframe) mạng hỗn hợp với nhiều cấu hình khác 2.2.2 SAO (Star): + Đặc điểm: • Mỗi thiết bị có kết nối điểm - điểm với thiết bị điều khiển trung tâm(Hub) • Chức Hub: Tạo kết nối thiết bị có u cầu, thu tín hiệu phát (Repeater: thiết bị lặp, mang tính tích cực) • Nếu Tơpơ có n thiết bị có n kết nối • Mỗi thiết bị có ngõ I/O Hình 2.2 +Ưu điểm: • Ít tốn so với tơpơ lưới (số kết nối, số ngõ I/O) • Mỗi thiết bị cần kết nối cần cổng I/O để kết nối với thiết bị khác Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm • Tính bền vững cao • Phát lỗi dễ dàng +Khuyết điểm: • Chi phí Hub • Tính bảo mật khơng cao • Mở rộng thiết bị có giới hạn • Khoảng cách Hub thiết bị có giới hạn 2.2.3 CÂY (Tree): + Đặc điểm: • Đây biến thể dạng • Các nút kết nối với hub trung tâm để điều khiển lưu thơng đến mạng • Các thiết bị khơng hồn tồn kết nối trực tiếp vào hub trung tâm • Phần lớn thiết bị kết nối với hub phụ (nối với hub trung tâm) • Số kết nối =số thiết bị (n)+ số hub phụ(m) = n+m + Hub trung tâm mang tính tích cực: lặp (repeater), tạo khả mở rộng cự ly mạng + Hub phụ tích cực thụ động, nhằm cung cấp kết nối vật lý đơn giản thiết bị + Ưu điểm khuyết điểm: tương tự dạng Khi thêm vào hub phụ, làm cho mạng có hai ưu điểm • Cho phép thêm nhiều thiết bị kết nối với hub trung tâm tăng cự ly tín hiệu di chuyển mạng • Cho phép phân cấp mạng tạo mức ưu tiên thiết bị khác Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm 2.2.4.BUS: + Đặc điểm: • Tơpơ bus dạng cấu hình đa điểm • Một đường cáp dài gọi trục (backbone) nhằm kết nối thiết bị mạng Hình 2.3 • Các nút nối với cáp bus thông qua nhánh rẽ(drop line) điểm nối(tap) • Điểm nối thường bị tổn hao nhiệt, yếu tố nhánh rẽ Từ có giới hạn số điểm nối mà cáp hỗ trợ khoảng cách điểm nối + Ưu điểm: • Hiệu qủa sử dụng kết nối cao • Dễ lắp đặt, thay đổi vị trí lắp đặt thiết bị + Khuyết điểm : • Khó phát phân cách hỏng hóc • Khó gắn thêm thiết bị vào • Các điểm nối tạo tín hiệu phản xạ làm giảm chất lượng truyền tín hiệu bus Yếu tố khống chế cách giới hạn số lượng cự ly thích hợp điểm nối hay phải thay thể đường trục • Tính bền vững (Khi có lỗi đứt cáp tồn mạng bị ngừng truyền dẫn tín hiệu vịng bị hỏng tạo sóng phản xạ lên đường trục, tạo nhiễu loạn tồn mạng.) 2.2.5.VỊNG (Ring): + Đặc điểm: • Mỗi thiết bị có kết nối điểm - điểm với thiết bị bên phải thiết bị bên trái • Tín hiệu di chuyển vịng theo chiều, từ thiết bị sang thiết bị khác, đến đích • Mỗi thiết bị mạng lặp • Nếu có n thiết bị cần n kết nối Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 10 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm • Mỗi thiết bị có ngõ phát ngõ thu + Ưu điểm • Tương đối dễ thiết lập tái cấu trúc • Phát lỗi tương đối đơn giản Thơng thường mạng, tín hiệu di chuyển, thiết bị bị hỏng xuất tín hiệu báo động, thông báo cho người quản lý mạng hỏng hóc vị trí hỏng hóc + Khuyết điểm: • Việc di chuyển tín hiệu mạng theo chiều (thời gian truyền chậm) • Tính bền vững thấp (Khi có thiết bị hỏng tồn mạng dừng hoạt động Ví dụ: Giả sử có thiết bị, cho biết số kết nối để kết nối thiết bị theo dạng tơpơ: Lưới, sao, cây, bus, vịng • Lưới: 8(8-1)/2 = 28 kết nối • Sao: kết nối + Hub • Cây: nhiều kết nối + Hub trung tâm + hub phụ • Bus: kết nối + nhánh rẽ + điểm nối + kết cuối Bus • Vịng: kết nối Câu hỏi: Nêu đặc điểm loại tơpơ Trình bày ưu, khuyết điểm Tính số kết nối tơpơ 2.2.6.TƠPƠ HỖN HỢP (Hybrid Topologies): + Đặc điểm: • Tồn dạng dạng tơpơ sau: lưới, sao, bus vịng • Kết hợp cấu hình nhiều mạng để thành mạng lớn +Ví dụ: Cho tơpơ hỗn hợp có mạng trục dạng có kết nối, kết nối nối đến tới tơpơ sau: bus(4 thiết bị), vịng (4 thiết bị) (3 thiết bị) Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 11 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm 2.3.CHẾ ĐỘ TRUYỀN DẪN + Khái niệm: Là chế độ nhằm định nghĩa chiều lưu thơng tín hiệu hai thiết bị kết nối với + Phân loại: Có dạng: • Đơn cơng (simplex) • Bán song cơng (half-duplex) • Song cơng (full-duplex = duplex) 2.3.1 Đơn cơng (simplex): +Đặc điểm: • Chiều lưu thơng tín hiệu hai thiết bị theo chiều • Một thiết bị phát thiết bị thu Hình 2.4 2.3.2 Bán song công (half-duplex): + Đặc điểm: Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 12 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm • Chiều lưu thơng tín hiệu hai thiết bị theo hai chiều thời điểm khác • Một thiết bị phát thiết bị thu ngược lại 2.3.3 Song cơng (full-duplex): + Đặc điểm: • Chiều lưu thơng tín hiệu hai thiết bị theo hai chiều thời điểm • Một thiết bị phát - thu thiết bị lại thu - phát Câu hỏi: Nêu khái niệm chế độ truyền dẫn Phân loại chế độ cho ví dụ 2.4 CÁC DẠNG MẠNG Hiện nay, nói đến mạng người ta nghĩ đến: mạng cục (LAN; local area network), mạng MAN (metropolitain area network) mạng WAN (wide area network) hình 2.15 2.4.1 Mạng LAN: Ban đầu dùng kết nối thiết bị văn phòng nhỏ, tịa nhà, hay khn viên trường đại học (xem hình 2.16) Tuy theo nhu cầu, mạng LAN gồm hai máy tính máy in văn phòng, việc mở rộng với nhiều văn Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 13 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm phịng thiết bị thoại, hình ảnh ngoại vị khác Hiện nay, cự ly mạng LAN thường giới hạn khoảng vài km LAN thiết kế cho phép chia sẻ tài nguyên máy tính máy chủ Tài ngun phần cứng (thí dụ máy in) hay phần mềm (các chương trình ứng dụng) liệu Ngồi kích thước mạng LAN cịn phân biệt với mạng khác từ phương pháp cấu hình mạng mơi trường truyền dẫn.Thông thường, mạng LAN dùng mơi trường truyền dẫn Cấu hình thường dùng bus, vòng Tồc độ truyền dẫn từ đến 16 Mbps mạng LAN truyền thống, tốc độ lên đến 100 Mbps với hệ thống lên đến tốc độ gigabit Hình 2.5 2.4.2 Mạng MAN: Được thiết kế để hoạt động tồn cấp thành phố, mạng mạng truyền hình cáp, mạng kết nối nhiều mạng LAN thành mạng lớn hơn, hình 2.17 Hình 2.6 Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 14 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm 2.4.3 Mạng WAN: Cung cấp truyền dẫn liệu, hình ảnh , thoại, video diện rộng bao gồm quốc gia, lục địa tồn cầu (hình 2.18) Hình 2.7 2.5 LIÊN MẠNG Khi kết nối nhiều mạng, ta có kết nối liên mạng (internetwork hay internet) Chú ý internet Internet dạng mạng toàn cầu đặc biệt, xem hình 2.19 Hình 2.8 Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 15 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm TĨM TẮT ™ Cấu hình đường dây quan hệ thiết bị thông tin với đường truyền thơng tin - Trong cấu hình điểm nối điểm, có hai thiết kết nối với mà thơi - Trong cấu hình nhiều điểm, ba hay nhiều thiết bị kết nối với ™ Tôpô phương thức xếp vật ý hay luận lý mạng Các thiết bị bố trí thành dạng lưới, sao, cây, bus, vịng hổn hợp ™ Có ba phương thức truyền dẫn thường gặp là: đơn công, bán song công song công - Truyền dẫn đơn công theo chiều mà thơi - Truyền dẫn bán song cơng theo hai chiều, lần có việc (phát không thu, ngược lại) - Song công hai chiều thu phát lúc ™ Các mạng chia thành: LAN, MAN WAN ‰ LAN: mạng cục ‰ MAN: mạng thành phố ‰ WAN: mạng toàn cầu Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 16 https://fb.com/tailieudientucntt ... dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm Hình 2. 1 Tơpơ định nghĩa cách xếp vật lý luận lý kết nối mạng - Tơpơ... mức ưu tiên thiết bị khác Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm 2. 2.4.BUS: + Đặc điểm: • Tơpơ bus dạng... bị) (3 thiết bị) Biên dịch: Nguyễn Việt Hùng CuuDuongThanCong.com Trang 11 https://fb.com/tailieudientucntt Bài giảng: Truyền số liệu Chương 2: Ý niệm 2. 3.CHẾ ĐỘ TRUYỀN DẪN + Khái niệm: Là chế