Mồi tầng trong TCP/IP có thể là một hay nhiều tầng của OSI.
Sự khác nhau giữa TCP/IP và OSI chỉ là:
• Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/ĨP bao gồm luôn cả 3 tầng trên của mô
hình OSI.
• Tầng giao vận trong mô hình TCP/IP không phải luôn đảm bảo độ tin cậy
của việc truyền tin như ở trong tầng giao vận của mô hình OSĨ mà cho phép thêm một lựa chọn khác là UDP.
1.4.Ket luận chương ỉ
Trong chương này giới thiệu các kiến thức và khái niệm cơ bản về hệ thống
mạng máy tính như:
CHƯƠNG 2
TÔNG QUAN VỀ MẠNG LAN
Trên thực tế mạng LAN là một hệ thống truyền dữ liệu giữa các máy tính, các
thiết bị với nhau một khoảng cách tương đối hẹp, điều đó cho phép có những lựa
chọn đa dạng về thiết bị. Tuy nhiên những lựa chọn đa dạng này lại bị hạn chế bởi
các đặc tính kỳ thuật của mạng LAN, đó là tập hợp các quy tăc chuân đã được quy
ước mà tất cả các thực thế tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo đế đảm
bảo cho mạng hoạt động tốt.
Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép người sử dụng dùng chung nhũng tài nguyên quan trọng như máy in màu, ố đĩa CD-ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trước khi phát triến công nghệ
LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội.
Các đặc tính chính của mạng LAN mà em sẽ nói tới sau đây là: • Khái niệm cơ bản về mạng LAN.
• Cấu trúc của mạng (hay topology của mạng mà qua đó thể hiện cách nối các
mạng máy tính với nhau ra sao).
• Các phương thức truyền dữ liệu trên mạng (các thủ tục hướng dẫn trạm
làm việc
làm thế nào và lúc nào có thể thâm nhập vào đường dây cáp để gửi các gói thông tin).
• Mạng LAN thường là sở hữu của một tố chức. Điều này dường như có vẻ ít
quan trọng nhưng trên thực tế đó là điều khá quan trọng để việc quản lý mạng có
hiệu quả. Mạng LAN có tốc độ cao và ít lỗi. Trên mạng rộng tốc độ nói chung chỉ
đạt vài Kbit/s. Còn tốc độ thông thường trên mạng LAN là 10, 100 Mb/s và tới nay
với Gigabit Ethernet, tốc độ trên mạng LAN có thể đạt lGb/s. Xác xuất lồi rất thấp.
2.2.Các dạng Topo trong mạng LAN [1]
Cấu trúc topo của LAN (Network Topology) là kiến trúc hình học thế hiện cách bố trí các đường cáp, sắp xếp các máy tính đế kết nối thành mạng hoàn chỉnh.
Các mạng LAN thường hoạt động dựa trên cấu trúc đã định sau liên kết các máy
tính và các thiết bị có liên quan.
Trước hết chúng ta xem xét hai phương thức nối mạng chủ yếu được sử dụng
trong việc liên kết các máy tính là “một điếm - một điếm” và “một điếm - nhiều điếm”.
Với phương thức “một điếm - một điếm” các đường truyền riêng biệt được thiết lập đe nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền và nhận
trực tiếp dữ liệu hoặc có thể làm trung gian như lưu trữ nhũng dữ liệu mà nó nhận
được rồi sau đó chuyến tiếp dữ liệu đi cho một máy khác đế dữ liệu đó đạt tới đích.
cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không cần thông qua trục bus, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng.
Hình 2.1. Mô hình mạng hình sao [ 1 ]
Mô hình kết nối hình sao ngày nay đã trở lên hết sức phô biến. Với việc sử dụng
các bộ tập trung hoặc chuyên mạch, câu trúc hình sao có thê được mở rộng
băng cách
tổ chức nhiều mức phân cấp, do vậy dễ dàng trong việc quản lý và vận hành. ❖ Ưu điếm của topo mạng hình sao
• Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên có một thiết bị nào đó ở một
nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.
• Cấu trúc mạng đon giản và các thuật toán điều khiển ổn định. • Mạng có thế dễ dàng mở rộng hoặc thu hẹp.
❖ Nhuực điểm của topo mạng hình sao
• Khả năng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của thiết bị. • Trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngưng hoạt động.
• Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung
quảng bá trên cả hai chiều của Bus, tức là mọi trạm còn lại đều có thế thu được tín
hiệu đó trục tiếp. Đối với các Bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó
các terminator phải được thiết kế sao cho các tín hiệu đó phải được dội lại trên bus
Đường BƯS
Hình 2.2. Mô hình mạng dạng đường thẳng [1]
♦> Ưu điểm của topo mạng dạng đuờng thẳng
• Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt, giá thành rẻ.
♦> Nhuực điểm của topo mạng dạng đuờng thẳng
• Xảy ra sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với dung lượng lớn. • Khi có sự hỏng hóc ở một bộ phận nào đó thì rất khó phát hiện.
• Ngừng trên đường dây đế sửa chữa thì phải ngưng toàn bộ hệ thống nên cấu
trúc này ngày nay ít được sử dụng.
• Tính ôn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động.
2.2.3. Mạng dạng vòng
Đường thăng Vòng Tròn Hình sao ứn g dụ ng Tốt cho trường hợp mạng nhò và mạng có giao thông thấp và lưu lượng dữ liệu thấp. Tốt cho trường họp mạng có số trạm ít hoạt động với tốc độ cao, không cách nhau xa lắm hoặc mạng có lưu
Hiện nay mạng sao là
cách tốt nhất cho trường
họp phải tích họp dữ liệu và tín hiệu tiếng. Các mạng đện thoại
Độ ph ức tạp
Tương đối không phức
tạp.
Đòi hỏi thiết bị tương
đối phức tạp. Mặt khác
việc đưa thông điệp đi
trên tuyến là đơn giản,
vì chỉ có 1 con đường,
Mạng sao được xem là
khá phức tạp. Các trạm
được nối với thiết bị trung tâm và lần lượt hoạt động như thiết bị
trung tâm hoặc nối được tới các dây dẫn
Hi Rất tốt dưới tải thấp Có hiệu quả trong Tốt cho trường họp
su
ất thể giảm hiệu suất
rất
nhanh khi tải tăng.
trường họp lượng lưu thông cao và khá ổn định nhờ sự tăng chậm thời gian trễ và sự
vừa tuy nhiên kích thước và khả năng, suy
ra hiệu suất của mạng phụ thuộc trực tiếp Tổ ng phỉ Tuơng đối thấp đặc biệt do nhiều thiết bị đã phát triên hòa chỉnh và bán sảm phâm ở thị trường. Phải dự trù gấp đôi nguồn lực hoặc phải có
1 phương thức thay thế
khi 1 nứt không hoạt động nếu vẫn muốn mạng hoạt động
Tổng phí rất cao khi làm nhiêm vụ của thiết
bị trung tâm, thiết bị trung tâm 1 không được
dùng vào việc khác, số
thêm các vòng dự phòng, nêu vòng chính có sự cô thì vòng phụ sẽ được sử dụng.
Hình 2.3. Mô hình mạng dạng vòng [1] ❖ Ưu điểm của topo mạng dạng vòng
• Mạng dạng vòng có thuận lợi là nó có thế mở rộng mạng ra xa hơn, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên.
• Mỗi trạm có thế đạt được tốc độ tối đa khi truy nhập. ❖ Nhuực điểm của topo mạng dạng vòng
• Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một thời điểm nào dó thì toàn hệ
thống cũng bị ngưng.
2.2.4. Mạng kết nối hỗn họp
Ket họp hình sao và tuyến (Star/ Bus topology). cấu hình mạng dạng
này có
bộ phận tách tín hiệu (Spiter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng
có thế chọn là Ring topology hoặc Linear Bus topology. Lợi điếm của cấu hình này
là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, cấu hình dạng này đưa
26 Hình 2.4: Mạng kết hợp giữa mạng sao và mạng bus
Ng uy cơ Một trạm bị hỏng không ảnh hưởng đến cả mạng. Tuy nhiên mạng sẽ có nguy cơ bị tổn hại khi sự cố trên đường dây dẫn chính Một trạm bị hỏng có thê ảnh hưởng đến cả hệ thống vì các trạm phục
thuộc vào nhau. Tìm 1
repeater hỏng rất khó,
vả lại việc sửa chữa
Độ tin cậy của hệ thống
phụ thuộc vào thiết bị
trung tâm, nếu bị hỏng thì mạng ngưng hoạt động Sự ngưng hoạt động tại thiết bị trung Kh ả nă ng m ở rộ Việc thêm và định hình lại mạng này rất dễ. Tuy nhiên việc kết nối
giữa các máy tính và thiết bị của các hãng khác nhau khó có
thê vì
Tương đối dễ thêm và
bót các trạm làm việc
mà không phải nối kết
nhiều cho mỗi thay đối
Giá thành cho việc
Khả năng mở rộng hạn
chế, đa số các thiết bị
trung tâm chỉ chịu đựng
nối 1 số nhất định liên
2.3. Các công nghệ LAN [8]
2.3.1. Ethernet
Ethernet là công nghệ LAN thông dụng nhất được sử dụng hiện nay. Ethernet đã trở nên phô biết vì giá cả phải chăng của nó, cáp Ethernet không
đắt và
dễ lắp đặt. Các bộ tương thích mạng Ethernet và các thành phần phần cứng Ethernet cũng tương đối rẻ.
Trên các mạng Ethernet, tất cả các máy tính chia sẻ một đường truyền thông
chung, Ethernet sử dụng một phương thức truy cập được gọi là Đa truy cập cảm nhận sóng mang (Carrier Sense Multiple Access) với Dò tìm đụng độ (Collision detect) - CSMA/CD đế quyết định khi nào một máy tính có thế truyền dữ liệu trên
môi trường truy cập. Sử dụng CSMA/CD, tất cả các máy tính quan sát môi trường
truyền thông và chờ đến khi môi trường truyền thông sẵn sàng mới truyền. Neu hai
máy tính cố truyền cùng một lúc thì sẽ xảy ra đụng độ. Các máy tính sẽ dừng lại,
chờ một khoảng thời gian ngẫu nhiên, và thử truyền lại.
Hình 2.5. Mạng Ethernet [8]
Kiến trúc Ethernet linh hoạt thậm chí thích hợp với hoạt động mạng không dây. Ethernet không dây đang trở nên phố biến, và sẽ trở nên phố biến hơn nữa trong những năm sắp tới khi phần cứng mạng phát trien hồ trợ cho cuộc cách mạng
không dây. Bạn có thế tự hỏi làm thế nào một kiến trúc quá tập trung trong việc đặc
tả các loại, chiều dài, và cấu hình cáp của Ethernet lại có thể hoạt động trong môi
trường không dây. Khi nghĩ về Ethernet thì ta thấy tính chất thông tin quảng bá khá
tương thích với hệ thống không dây có đặc tính là truyền dẫn tự do và lưu động.
2.3.2. Tơken Ring
Kỹ thuật Token Ring sử dụng một khái niệm hoàn toàn khác hẳn với Ethernet trong quy trình truy cập môi trường. Phương thức truy cập này gọi là chuyển token.
Hình 2.6. Mạng Token Ring [8] Token Ring về kỹ thuật thì phức tạp hơn Ethernet, và nó bao gồm một số chuẩn
đoán và sửa lỗi được thiết lập sẵn sàng bên trong và có thế hồ trợ cho việc khắc phục
hoạt động ở tốc độ 1 OOMbps.
Token ring đã không còn phổ biến trong những năm gần đây, mặc dù vậy cấu
trúc liên kết mạng vùng trong token ring vẫn được sử dụng trong các kỹ thuật đỉnh
cao như FDDI.
2.3.3. FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
Hình 2.7. Mạng FDDĨ [8]
FDDI sử dụng một phương thức truy cập chuyên token tương tự như Token
ring. Giống như Token Ring, FDDI cũng có khả năng dò tìm và sửa lỗi. Trong một
vòng FDDI hoạt động thông thường, token luôn truyền bởi mồi máy. Neu không
thấy token trong thời gian tối đa luân chuyển quanh một vòng, thì có nghĩa là đã
xảy ra một vấn đề gì đó, chang hạn như đứt cáp.
Cáp sợi quang được sử dụng với FDDI có thể cho phép tải một lượng dữ liệu
Hình 2.8. Mạng VLAN theo chức năng các phòng ban
2.4.1. Tạo mạng LAN ảo với một bộ chuyến mạch
Mỗi mạng LAN ảo và các thành viên của nó được xác định bởi một nhóm các
cổng trên bộ chuyển mạch. Mồi cổng của bộ chuyển mạch thuộc về một mạng LAN ảo nào đó, do đó các thiết bị gắn với cổng này sẽ thuộc về mạng LAN ảo này. Các khung tin quảng bá chỉ được phát tới các cổng thuộc cùng một mạng LAN ảo. Một thiết bị có thế chuyến từ LAN ảo này sang LAN ảo khác bằng cách
kết nối tới cống khác của bộ chuyển mạch. Một thiết bị khi thay đổi vị trí địa lý vẫn thuộc về LAN ảo cũ nếu nó vẫn duy trì kết nối tới một trong các cống
thuộc về
LAN ảo này.
2.4.2. Tạo mạng LAN ảo với nhiều bộ chuyến mạch
Trong thực tế, việc sử dụng nhiều bộ chuyến mạch đế xây dựng các mạng LAN ảo được thực hiện nhiều hơn.
Đe thực hiện mạng LAN ảo bằng nhiều bộ chuyển mạch, một số định danh đặc biệt - VLAN ID được gán cho các khung tin, số này xác định mạng
nó tới bộ chuyến mạch kế tiếp.
Miền quảng bá 2
1»---u
Hình 2.9. Cấu hình các bộ chuyển mạch tạo thành các miền quảng bá cho các mạng LAN ảo Mỗi bộ chuyên mạch sẽ sử dụng VLAN ID đế định tuyến khung tin, nó sẽ đọc
VLAN ID và chuyển tiếp khung tin cho bộ chuyển mạch thích hợp. Khi khung tin tới bộ chuyển mạch cuối cùng, bộ chuyển mạch này nhận ra đích tới nối trực tiếp tới một trong các cống của mình. Nó sẽ loại bỏ phần đầu chứa chỉ số VLAN
ID rồi gửi khung tới đúng cổng. Khung tin khi tới trạm đích sẽ đuợc khôi phục nguyên dạng ban đầu.
2.4.3. Các mô hình mạng LAN ảo
Đế tạo ra mạng LAN ảo, cần phải xác định nhóm logic. Nhóm các máy tính
(thiết bị) trong mạng LAN ảo thường được tố chức theo hai mô hình:
a. Mô hình nhóm làm việc
Theo mô hình này, các thành viên trong mạng LAN ảo là các máy tính cùng
thế. Ví dụ, tất cả các máy tính cần truy nhập tới dịch vụ đặc thù nào đó sẽ là thành
viện của cùng một mạng LAN ảo. Các máy tính có thể là thành viên của nhiều mạng
LAN ảo khác nhau tuỳ thuộc vào các dịch vụ mà nó cần truy nhập tới.
2.4.4. ưu điếm và nhược điếm của mạng LAN ảo
• ưu điểm
• Có thế tạo ra mạng LAN ảo, tạo ra các nhóm làm việc không phụ thuộc vào vị trí của thiết bị, chẳng hạn, những người thuộc cùng nhóm nghiên cứu không cần ngồi cùng một phòng hay cùng một tầng trong toà nhà mà vẫn là các thành viên trong một mạng LAN ảo.
• Có thê dễ dàng di chuyến thiết bị từ mạng LAN ảo này sang mạng LAN ảo khác.
• Mạng LAN ảo cho phép kiếm soát kiêm soát các miền quảng bá và kiếm
soát tính bảo mật.
• Ưu điếm khác là bằng việc sử dụng các bộ chuyến mạch thay cho các bộ
định tuyến, hiệu năng làm việc đạt được cao hơn, giá thành rẻ hơn, khả năng quản
trị tốt hơn.
• Nhược điếm
• Hiện nay, chuẩn chính thức cho VLAN ( Uỷ ban IEEE 802. lq đang soạn
thảo) chưa được phê chuẩn mặc dù chuẩn này được hỗ trợ bởi nhiều nhà cung cấp.
vai trò của từng lớp trong việc truyền dữ liệu.