Bài giảng lý thuyết mạng internet trường TH BCVT CNTT III

Bài giảng lý thuyết Mạng Internet CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ MẠNG I CÁC KIẾN THỨC CƠ SỞ Mạng máy tính ? Mạng máy tính nhóm máy tính, thiết bị ngoại vi nối kết với thông qua phương tiện truyền dẫn cáp, sóng điện từ, tia hồng ngoại giúp cho thiết bị trao đổi liệu với cách dễ dàng Các thành phần cấu thành nên mạng máy tính  Các loại máy tính: Palm, Laptop, PC, MainFrame  Các thiết bị giao tiếp: Card mạng (NIC hay Adapter), Hub, Switch, Router  Môi trường truyền dẫn: cáp, sóng điện từ, sóng vi ba, tia hồng ngoại  Các protocol: TCP/IP, NetBeui, Apple Talk, IPX/SPX  Các hệ điều hành mạng: WinNT, Win2000, Win2003, Novell Netware, Unix  Các tài nguyên: file, thư mục  Các thiết bị ngoại vi: máy in, máy fax, Modem, Scanner  Các ứng dụng mạng: phần mềm quản lý kho bãi, phần mềm quản lý đào tạo, phần mềm ứng dụng ngành ngân hàng,phần mềm bán vé tàu Một số khái niệm ❖ Server (máy phục vụ): máy tính cài đặt phần mềm chuyên dụng làm chức cung cấp dịch vụ cho máy tính khác Tùy theo dịch vụ mà máy cung cấp, người ta chia thành loại server sau: File server (cung cấp dịch vụ file thư mục), Print server (cung cấp dịch vụ in ấn) Do làm chức phục vụ cho máy tính khác nên cấu hình máy server phải mạnh, thông thường máy chuyên dụng hãng như: Compaq, Intel, IBM ❖ Client (máy trạm): máy tính sử dụng dịch vụ mà máy server cung cấp Do xử lý số công việc không lớn nên thông thường máy khơng u cầu có cấu hình mạnh ❖ Peer: máy tính vừa đóng vai trị máy sử dụng vừa máy cung cấp dịch vụ Máy peer thường sử dụng hệ điều hành như: DOS, WinNT Workstation, Win9X, Win Me, Win2K Professional, WinXP ❖ Media (phương tiện truyền dẫn): cách thức vật liệu nối kết máy lại với ❖ Shared data (dữ liệu dùng chung): tập hợp tập tin, thư mục mà máy tính chia sẻ để máy tính khác truy cập sử dụng chúng thơng qua mạng ❖ Resource (tài nguyên): tập tin, thư mục, máy in, máy Fax, Modem, ổ CDROM thành phần khác mà người dùng mạng sử dụng ❖ User (người dùng): người sử dụng máy trạm (client) để truy xuất tài nguyên mạng Thông thường user có username (account) password Hệ thống mạng dựa vào username password để biết bạn ai, có quyền vào mạng hay khơng có quyền sử dụng tài nguyên mạng Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet ❖ Administrator: nhà quản trị hệ thống mạng II CÁC LOẠI MẠNG MÁY TÍNH Mạng cục LAN (Local Area Network) Mạng LAN nhóm máy tính thiết bị truyền thơng mạng nối kết với khu vực nhỏ tồ nhà cao ốc, khn viên trường đại học, khu giải trí Các mạng LAN thường có đặc điểm sau:  Băng thơng lớn, có khả chạy ứng dụng trực tuyến xem phim, hội thảo qua mạng  Kích thước mạng bị giới hạn thiết bị  Chi phí thiết bị mạng LAN tương đối rẻ  Quản trị đơn giản Hình 1.1 – Mơ hình mạng cục (LAN) Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) Mạng MAN gần giống mạng LAN giới hạn thành phố hay quốc gia Mạng MAN nối kết mạng LAN lại với thông qua phương tiện truyền dẫn khác (cáp quang, cáp đồng, sóng ) phương thức truyền thơng khác Đặc điểm mạng MAN:  Băng thông mức trung bình, đủ để phục vụ ứng dụng cấp thành phố hay quốc gia  phủ điện tử, thương mại điện tử, ứng dụng ngân hàng  Do MAN nối kết nhiều LAN với nên độ phức tạp tăng đồng thời cơng tác quản trị khó  khăn  Chi phí thiết bị mạng MAN tương đối đắt tiền Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) Mạng WAN bao phủ vùng địa lý rộng lớn quốc gia, lục địa hay toàn cầu Mạng WAN thường mạng cơng ty đa quốc gia hay tồn cầu, điển hình mạng Internet Do phạm vi rộng lớn mạng WAN nên thông thường mạng WAN tập hợp mạng LAN, MAN nối lại với phương tiện như: vệ tinh (satellites), sóng viba (microwave), cáp quang, cáp điện thoại Đặc điểm mạng WAN:  Băng thông thấp, dễ kết nối, thường phù hợp với ứng dụng offline e-mail, web, ftp  Phạm vi hoạt động rộng lớn không giới hạn  Do kết nối nhiều LAN, MAN lại với nên mạng phức tạp có tính tồn cầu nên thường có tổ chức quốc tế đứng quản trị  Chi phí cho thiết bị công nghệ mạng WAN đắt tiền Hình 1.2 – Mơ hình mạng diện rộng (WAN) Mạng Internet Mạng Internet trường hợp đặc biệt mạng WAN, cung cấp dịch vụ tồn cầu mail, web, chat, ftp phục vụ miễn phí cho người III CÁC MƠ HÌNH ỨNG DỤNG MẠNG Mạng ngang hàng (peer to peer) Mạng ngang hàng cung cấp việc kết nối máy tính khơng có máy tính đóng vai trị phục vụ Một máy tính mạng vừa client, vừa server Trong mơi trường này, người dùng máy tính chịu trách nhiệm điều hành chia sẻ tài nguyên máy tính Mơ hình phù hợp với tổ chức nhỏ, số người giới hạn (thông thuờng nhỏ 10 người), không quan tâm đến vấn đề bảo mật Mạng ngang hàng thường dùng hệ điều hành sau: Win95, Windows for workgroup, WinNT Workstation, Win2000 Proffessional, OS/2 Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Ưu điểm: mơ hình mạng ngang hàng đơn giản nên dễ cài đặt, tổ chức quản trị, chi phí thiết bị cho mơ hình thấp Khuyết điểm: khơng cho phép quản lý tập trung nên liệu phân tán, khả bảo mật thấp, dễ bị xâm nhập Các tài ngun khơng xếp nên khó định vị tìm kiếm Hình 1.3 – Mơ hình ứng dụng mạng ngang hàng (Peer-to-Peer) Mạng khách chủ (client- server) Trong mơ hình mạng khách chủ có hệ thống máy tính cung cấp tài nguyên dịch vụ cho hệ thống mạng sử dụng gọi máy chủ (server) Một hệ thống máy tính sử dụng tài nguyên dịch vụ gọi máy khách (client) Các server thường có cấu hình mạnh (tốc độ xử lý nhanh, kích thước lưu trữ lớn) máy chuyên dụng Dựa vào chức chia thành loại server sau:  File Server: phục vụ yêu cầu hệ thống tập tin mạng  Print Server: phục vụ yêu cầu in ấn mạng  Application Server: cho phép ứng dụng chạy server trả kết cho client  Mail Server: cung cấp dịch vụ gởi nhận e-mail  Web Server: cung cấp dịch vụ web  Database Server: cung cấp dịch vụ lưu trữ, tìm kiếm thông tin  Communication Server: quản lý kết nối từ xa Hệ điều hành mạng dùng mô hình client - server WinNT, Novell NetWare, Unix, Win2K Ưu điểm: liệu lưu trữ tập trung nên dễ bảo mật, backup đồng với Tài nguyên dịch vụ tập trung nên dễ chia sẻ quản lý phục vụ cho nhiều người dùng Khuyết điểm: server chuyên dụng đắt tiền, phải có nhà quản trị cho hệ thống Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Hình 1.4 – Mơ hình ứng dụng mạng khách chủ (Client-Server) IV CÁC LỢI ÍCH THỰC TẾ CỦA MẠNG Tiết kiệm tài nguyên phần cứng Khi máy tính phịng ban nối mạng với chia sẻ thiết bị ngoại vi máy in, máy FAX, ổ đĩa CDROM Thay trang bị cho máy PC thơng qua mạng dùng chung thiết bị Ví dụ 1: phịng máy thực hành có khoảng 30 máy, trang bị cho tất máy trạm có đĩa cứng phí mà lại không tận dụng hết suất đĩa cứng Giải pháp tập trung tất ứng dụng vào server dùng công nghệ mạng bootrom để chạy máy trạm làm giảm chi phí phần cứng đồng thời tiện dụng cho cơng tác quản trị phịng máy hạn chế tình trạng học viên vơ tình làm hỏng máy trạm Ví dụ 2: Một công ty muốn tất phịng ban sử dụng Internet thơng qua modem đường điện thoại Nếu trang bị cho phòng ban modem đường điện thoại khơng khả thi phải tận dụng sở hạ tầng mạng để chia sẻ modem đường điện thoại cho công ty truy cập Internet Trao đổi liệu trở nên dễ dàng Theo phương pháp truyền thống muốn chép liệu hai máy tính dùng đĩa mềm dùng cáp link để nối hai máy lại với sau chép liệu Chúng ta thấy hai giải pháp không thực tế máy đặt tầng máy đặt tầng tòa nhà Việc trao đổi liệu máy tính ngày nhiều hơn, đa dạng hơn, khoảng cách phòng ban công ty ngày xa nên việc trao đổi liệu theo phương thức truyền thống không cịn áp dụng nữa, thay vào máy tính nối với qua cơng nghệ mạng Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Chia sẻ ứng dụng Các ứng dụng thay máy trạm cài máy server máy trạm dùng chung ứng dụng server Lúc ta tiết kiệm chi phí quyền chi phí cài đặt, quản trị Tập trung liệu, bảo mật backup tốt Đối với công ty lớn liệu lưu trữ máy trạm rời rạc dễ dẫn đến tình trạng hư hỏng thơng tin không bảo mật Nếu liệu tập trung server để tiện việc bảo mật, backup quét virus Sử dụng phần mềm ứng dụng mạng Nhờ công nghệ mạng mà phần mềm ứng dụng phát triển mạnh áp dụng vào nhiều lĩnh vực hàng không (phần mềm bán vé máy bay chi nhánh), đường sắt (phần mềm theo dõi đăng ký vé bán vé tàu), cấp nước (phần mềm quản lý cơng ty cấp thoát nước thành phố) Sử dụng dịch vụ Internet Ngày Internet phát triển, tất người giới trao đổi E-mail với cách dễ dàng trị chuyện với mà chi phí thấp so với phí viễn thơng Đồng thời cơng ty dùng công nghệ Web để quảng cáo sản phẩm, mua bán hàng hóa qua mạng (thương mại điện tử) Dựa sở hạ tầng mạng xây dựng hệ thống ứng dụng lớn phủ điện tử, thương mại điện tử, điện thoại Internet nhằm giảm chi phí tăng khả phục vụ ngày tốt cho người Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet CHƯƠNG CÁC KIẾN TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ MẠNG LAN I CÁC KIẾN TRÚC MẠNG (TOPOLOGY) Khái niệm Network topology sơ đồ dùng biểu diễn kiểu xếp, bố trí vật lý máy tính, dây cáp thành phần khác mạng theo phương diện vật lý Có hai kiểu kiến trúc mạng là: kiến trúc vật lý (mơ tả cách bố trí đường truyền thực mạng), kiến trúc logic (mô tả đường mà liệu thật di chuyển qua node mạng) Các kiểu kiến trúc mạng a Mạng Bus (tuyến) - Kiến trúc Bus kiến trúc cho phép nối mạng máy tính đơn giản phổ biến Nó dùng đoạn cáp nối tất máy tính thiết bị mạng thành hàng Khi máy tính mạng gởi liệu dạng tín hiệu điện tín hiệu lan truyền đoạn cáp đến máy tính cịn lại, nhiên liệu máy tính có địa so khớp với địa mã hóa liệu chấp nhận Mỗi lần có máy gởi liệu lên mạng số lượng máy tính bus tăng hiệu suất thi hành mạng chậm - Hiện tượng dội tín hiệu: tượng liệu gởi lên mạng, liệu từ đầu cáp đến đầu cáp Nếu tín hiệu tiếp tục khơng ngừng dội tới lui dây cáp ngăn không cho máy tính khác gởi liệu Để giải tình trạng người ta dùng thiết bị terminator (điện trở cuối) đặt đầu cáp để hấp thu tín hiệu điện tự - Ưu điểm: kiến trúc dùng cáp, dễ lắp đặt, giá thành rẻ Khi mở rộng mạng tương đối đơn giản, khoảng cách xa dùng repeater để khuếch đại tín hiệu - Khuyết điểm: đoạn cáp đứt đơi đầu nối bị hở có hai đầu cáp khơng nối với terminator nên tín hiệu dội ngược làm cho tồn hệ thống mạng ngưng hoạt động Những lỗi khó phát hỏng chỗ nên cơng tác quản trị khó mạng lớn (nhiều máy kích thước lớn) Hình 2.1 – Kiến trúc mạng Bus Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet b Mạng star (sao) - Trong kiến trúc này, máy tính nối vào thiết bị đấu nối trung tâm (Hub Switch) Tín hiệu truyền từ máy tính gởi liệu qua hub tín hiệu khuếch đại truyền đến tất máy tính khác mạng - Ưu điểm: kiến trúc star cung cấp tài nguyên chế độ quản lý tập trung Khi đoạn cáp bị hỏng ảnh hưởng đến máy dùng đoạn cáp đó, mạng hoạt động bình thường Kiến trúc cho phép mở rộng thu hẹp mạng cách dễ dàng - Khuyết điểm: máy tính phải nối vào trung tâm điểm nên kiến trúc đòi hỏi nhiều cáp phải tính tốn vị trí đặt thiết bị trung tâm Khi thiết bị trung tâm điểm bị hỏng tồn hệ thống mạng ngừng hoạt động Hình 2.2 – Kiến trúc mạng Star c Mạng Ring (vịng) - Trong mạng ring máy tính thiết bị nối với thành vịng khép kín, khơng có đầu bị hở Tín hiệu truyền theo chiều qua nhiều máy tính Kiến trúc dùng phương pháp chuyển thẻ (token passing) để truyền liệu quanh mạng - Phương pháp chuyển thẻ phương pháp dùng thẻ chuyển từ máy tính sang máy tính khác tới máy tính muốn gởi liệu Máy giữ thẻ bắt đầu gởi liệu quanh mạng Dữ liệu chuyển qua máy tính tìm máy tính có địa khớp với địa liệu Máy tính đầu nhận gởi thơng điệp cho máy tính đầu gởi cho biết liệu nhận Sau xác nhận máy tính đầu gởi tạo thẻ thả lên mạng Vận tốc thẻ xấp xỉ với vận tốc ánh sáng Hình 2.3 – Kiến trúc mạng Ring Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet d Mạng Mesh (lưới) Từng cặp máy tính thiết lập tuyến kết nối liên điểm số lượng tuyến kết nối nhanh chóng gia tăng số lượng máy tính mạng tăng lên nên người ta dùng cho mạng lưới lớn Hình 2.4 – Kiến trúc mạng Mesh e Mạng Cellular (tế bào) Các mạng tế bào chia vùng địa lý phục vụ thành tế bào, tế bào trạm trung tâm phục vụ Các thiết bị sử dụng tín hiệu radio để truyền thông với trạm trung tâm, trạm trung tâm định tuyến thông điệp đến thiết bị Ví dụ điển hình mạng tế bào mạng điện thoại di động II CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG LAN Khái niệm - Collision Domain: vùng có khả bị đụng độ hai hay nhiều máy tính gởi tín hiệu lên mơi trường truyền thông - Broadcast Domain: vùng mà gói tin phát tán (gói tin broadcast) qua Trong vùng Broadcast Domain vùng bao gồm nhiều Collision Domain Ethernet Đầu tiên, Ethernet phát triển hãng Xerox, Digital, Intel vào đầu năm 1970 Phiên Ethernet thiết kế hệ thống 2,94 Mbps để nối 100 máy tính vào sợi cáp dài Km Sau hãng lớn thảo luận đưa chuẩn dành cho Ethernet 10 Mbps Ethernet chuẩn thường có cấu hình bus, truyền với tốc độ 10Mbps dựa vào CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) để điều chỉnh lưu thông đường cáp Tóm lại đặc điểm Ethernet sau: - Cấu hình: bus star - Phương pháp chia sẻ môi trường truyền: CSMA/CD - Quy cách kỹ thuật IEEE 802.3 - Vận tốc truyền: 10 – 100 Mbps - Cáp: cáp đồng trục mảnh, cáp đồng trục lớn, cáp UTP - Tên chuẩn Ethernet thể đặc điểm sau: Trường trung học BCVT & CNTT III Bài giảng lý thuyết Mạng Internet - Con số thể tốc độ truyền tối đa - Từ thể tín hiệu dải tần sở sử dụng (Base Broad) + Ethernet dựa vào tín hiệu Baseband sử dụng tồn băng thơng phương tiện truyền dẫn Tín hiệu liệu truyền trực tiếp phương tiện truyền dẫn mà khơng cần thay đổi kiểu tín hiệu + Trong tín hiệu Broadband (ethernet khơng sử dụng), tín hiệu liệu không gởi trực tiếp lên phương tiện truyền dẫn mà phải thực điều chế - Các ký tự lại thể loại cáp sử dụng Ví dụ: chuẩn 10Base2, tốc độ truyền tối đa 10Mbps, sử dụng tín hiệu Baseband, sử dụng cáp Thinnet Card mạng Ethernet: hầu hết NIC cũ cấu hình jump (các chấu cắm chuyển) để ấn định địa ngắt Các NIC hành cấu hình tự động chương trình chạy máy chứa card mạng, cho phép thay đổi ngắt địa nhớ lưu trữ chip nhớ đặc biệt NIC Hình 2.5 – Card mạng Ethernet Dạng thức khung Ethernet: Ethernet chia liệu thành nhiều khung (frame) Khung gói thơng tin truyền đơn vị Khung Ethernet dài từ 64 đến 1518 byte, thân khung Ethernet sử dụng 18 byte, nên liệu khung Ethernet dài từ 46 đến 1500 byte Mỗi khung có chứa thơng tin điều khiển tuân theo cách tổ chức Ví dụ khung Ethernet (dùng cho TCP/IP) truyền qua mạng với thành phần sau: Trường trung học BCVT & CNTT III 10 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet đặt gần thiết bị cáp khác thông thường dùng để dây nhà Đầu nối dùng đầu RJ-45 Hình 5.9 – Mơ tả cáp UTP Cáp UTP có năm loại: - Loại 1: truyền âm thanh, tốc độ < 4Mbps - Loại 2: cáp gồm bốn dây xoắn đôi, tốc độ 4Mbps - Loại 3: truyền liệu với tốc độ lên đến 10 Mbps Cáp gồm bốn dây xoắn đôi với ba mắt xoắn foot ( foot đơn vị đo chiều dài, foot = 0.3048 mét) - Loại 4: truyền liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ đạt 16 Mbps - Loại 5: truyền liệu, bốn cặp xoắn đơi, tốc độ 100Mbps Cáp xoắn có vỏ bọc ScTP-FTP (Screened Twisted-pair) FTP loại cáp lai tạo cáp UTP STP, hỗ trợ chiều dài tối đa 100m Hình 5.10 – Mơ tả cáp FTP Các kỹ thuật bấm cáp mạng - Cáp thẳng (Straight-through cable): cáp dùng để nối PC thiết bị mạng Hub, Switch, Router… Cáp thẳng theo chuẩn 10/100 Base-T dùng hai cặp dây xoắn dùng chân 1, 2, 3, đầu RJ45 Cặp dây xoắn thứ nối vào chân Trường trung học BCVT & CNTT III 48 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet 1, 2, cặp xoắn thứ hai nối vào chân 3, Đầu cáp dựa vào màu nối vào chân đầu RJ45 nối tương tự Hình 5.11 – Đầu RJ45 Hình 5.12 – Cách đấu dây thẳng - Cáp chéo (Crossover cable): cáp dùng nối trực tiếp hai thiết bị giống PC – PC, Hub – Hub, Switch – Switch Cáp chéo trật tự dây giống cáp thẳng đầu dây lại phải chéo cặp dây xoắn sử dụng (vị trí thứ đổi với vị trí thứ 3, vị trí thứ hai đổi với vị trí thứ sáu) Hình 5.13 – Cách đấu dây chéo Trường trung học BCVT & CNTT III 49 Bài giảng lý thuyết Maïng Internet - Cáp Console: dùng để nối PC vào thiết bị mạng chủ yếu dùng để cấu hình thiết bị Thông thường khoảng cách dây Console ngắn nên không cần chọn cặp dây xoắn, mà chọn theo màu từ 1-8 cho dễ nhớ đầu bên ngược lại từ 8-1 ANSI (Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa kỳ), TIA (hiệp hội công nghiệp viễn thông), EIA (hiệp hội công nghiệp điện tử) đưa cách xếp đặt vị trí dây sau: - Chuẩn T568-A (còn gọi Chuẩn A): - Chuẩn T568-B (còn gọi Chuẩn B): Cáp quang (Fiber-optic cable) Hình 5.14 – Mơ tả cáp quang Trường trung học BCVT & CNTT III 50 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm sợi thủy tinh plastic tinh chế nhằm cho phép truyền tối đa tín hiệu ánh sáng Sợi quang tráng lớp nhằm phản chiếu tín hiệu Cáp quang truyền sóng ánh sáng (khơng truyền tín hiệu điện) với băng thông cao nên không gặp cố nhiễu hay bị nghe trộm Cáp dùng nguồn sáng laser, diode phát xạ ánh sáng Cáp bền độ suy giảm tín hiệu thấp nên đoạn cáp dài đến vài km Băng thơng cho phép đến 2Gbps Nhưng cáp quang có khuyết điểm giá thành cao khó lắp đặt Các loại cáp quang: - Loại lõi 8.3 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đơn - Loại lõi 62.5 micron, lớp lót 125 micron, đa chế độ - Loại lõi 50 micron, lớp lót 125 micron, đa chế độ - Loại lõi 100 micron, lớp lót 140 micron, đa chế độ Hộp đấu nối cáp quang: cáp quang bẻ cong nên nối cáp quang vào thiết bị khác phải thơng qua hộp đấu nối Hình 5.15 – Mô tả hộp đấu nối cáp quang Đầu nối cáp quang: đầu nối cáp quang đa dạng thông thường thị trường có đầu nối sau: FT, ST, FC… Trường trung học BCVT & CNTT III 51 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Hình 5.16 – Một số loại đầu nối cáp quang III ĐƯỜNG TRUYỀN VÔ TUYẾN Giới thiệu Khi dùng loại cáp ta gặp số khó khăn sở cài đặt cố định, khoảng cách khơng 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 vô 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 Sóng vơ tuyến (radio) Hình 5.17 – Truyền liệu qua sóng vơ tuyến Trường trung học BCVT & CNTT III 52 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet 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 khơng 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 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 Hình 5.18 – Truyền liệu thơng qua vệ tinh Hình 5.19 – Truyền liệu trực tiếp hai thiết bị Trường trung học BCVT & CNTT III 53 Bài giảng lý thuyết Maïng Internet IV CÁC THIẾT BỊ MẠNG Card mạng (NIC hay Adapter) Card mạng thiết bị nối kết máy tính cáp mạng Chúng thường giao 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 – Viện Công nghệ Điện Điện tử – 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 cịn 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 5.20 – Card RE100TX 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 Hình 5.21 – Card FL1000T 10/100/1000Mbps Gigabit Trường trung học BCVT & CNTT III 54 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet 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 thông card 11Mbps, mã hóa 64 128 bit Đặc biệt card hỗ trợ hai kiến trúc kết nối mạng Infrastructure AdHoc Hình 5.22 – Card WL11A 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 CPU giao tiếp với CPU thông 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 Hình 5.24 – Mơ hình truyền liệu thơng qua Modem Trường trung học BCVT & CNTT III 55 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet 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 Hình 5.25 – Sử dụng RAS để liên lạc Repeater Là thiết bị dùng để khuếch đại tín hiệu đoạn cáp dài Khi truyền liệu đoạn cáp dàitín hiệu điện yếu đi, muốn mở rộng kích thước mạng dùng thiết bị đểkhuếch đại tín hiệu truyền tiếp Nhưng ý thiết bị hoạt động lớp vật lýtrong mơ hình OSI, hiểu tín hiệu điện nên không lọc liệu dạng nào, lầnkhuếch đại tín hiệu điện yếu bị sai tiếp tục dùng nhiều Repeater để khuếch đại vàmở rộng kích thước mạng liệu ngày sai lệch Hình 5.26 – Thiết bị Repeater Trường trung học BCVT & CNTT III 56 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet 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 Thông 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 khơng liên quan Hình 5.27 – Mơ hình mạng sử dụng Hub 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) mơ 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 Trường trung học BCVT & CNTT III 57 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Hình 5.28 – Mơ hình mạng sử dụng Bridge Switch Là thiết bị giống bridge nhiều port cho phép ghép nối nhiều đoạn mạng với Switch dựa vào bảng địa MAC để định 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: • Nếu port đích trùng với port nguồn Switch (hoặc Bridge) loại bỏ gói tin • 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 Trường trung học BCVT & CNTT III 58 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet (khái niệm Collision Domain Broadcast Domain giới thiệu chương 5, phần “các công nghệ mạng LAN”) Hình 5.29 – Mơ hình mạng sử dụng Switch Ngồi tính sở, Switch cịn tính mở rộng sau: - Phương pháp chuyển gói tin (Switching mode): thiết bị Cisco sử 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 kỹ thuật 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 thơng tin cho VLAN Hình 5.30 – Mơ tả cách dùng đường Trunking Trường trung học BCVT & CNTT III 59 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet - 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 không 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 - Hình 5.31 – Mơ tả cách sử dụng VLAN - 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) Ngoài 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) Hình 5.31 - Switch Compex SRX2216 Trường trung học BCVT & CNTT III 60 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Wireless Access Point Hình 5.32 – Thiết bị Wireless 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 khơng dây lên 11Mbps băng tần 2,4GHz ISM dùng công nghệ radio DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) Hình 5.33 – Mạng sử dụng Wireless 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 Access-list) Các Router dùng bảng định tuyến (Routing table) để lưu trữ thông 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 thông qua tính Accesslist (tạo danh sách truy cập hợp lệ), thực việc ánh xạ địa thông qua tính NAT (chuyển đổi địa chỉ) Khi gói tin đến Router, Router thực việc kiểm tra địa IP đích gói tin: Trường trung học BCVT & CNTT III 61 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet - 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 Hình 5.34 – Mơ hình mạng sử dụng Router Trường trung học BCVT & CNTT III 62 ... lớn Thay vậy, sử dụng kỹ thuật chia mạng con, ta cần sử dụng đường mạng 150.150.0.0 chia đường mạng th? ?nh sáu mạng theo hình bên dưới: Trường trung học BCVT & CNTT III 37 Bài giảng lý thuyết Mạng. .. lượng mạng B 16 C 256 Trường trung học BCVT & CNTT III 39 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Cơ chế NAT NAT sử dụng th? ??c tế th? ??i điểm, tất host mạng LAN th? ?ờng không truy xuất vào Internet đồng th? ??i,... khung Ethernet (dùng cho TCP/IP) truyền qua mạng với th? ?nh phần sau: Trường trung học BCVT & CNTT III 10 Bài giảng lý thuyết Mạng Internet Hình 2.6 – Cấu trúc khung Ethernet Các trường Frame Ethernet: