Cỏc cấu hỡnh của mạng là cấu trỳc hỡnh học khụng gian của mạng mà thực chất là cỏch bố trớ cỏc phần tử của mạng cũng như cỏch nối giữa chỳng với nhau. Thụng thường cú cỏc loại cấu hỡnh mạng như sau:
• Bus (trục cỏp thẳng)
• Star (hỡnh sao)
• Ring (vũng trũn)
• Mesh (lưới)
Ngoài 3 dạng cấu hỡnh kể trờn cũn cú một số dạng khỏc biến tướng từ 3 dạng này như mạng dạng cõy, mạng dạng hỡnh sao - vũng, mạng hỗn hợp,v.v….
3.2.1. Cấu hỡnh mạng Bus
Cấu hỡnh mạng Bus là phương phỏp nối mạng vi tớnh đơn giản và phổ biến nhất. Cấu hỡnh mạng bus bao gồm một dõy cỏp đơn lẻ nối tất cả mỏy tớnh trong mạng theo một hàng.
Hỡnh 3-3 Cấu hỡnh mạng Bus
• Theo cỏch bố trớ hành lang cỏc đường như hỡnh vẽ thỡ mỏy chủ (host) cũng như tất cả cỏc mỏy tớnh khỏc (workstation) hoặc cỏc nỳt (node) đều được nối về với nhau trờn một trục đường dõy cỏp chớnh để truyền tải dữ liệu.
•Tất cả cỏc nỳt đều được sử dụng chung đường dõy cỏp chớnh này. Phớa hai đầu dõy cỏp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Cỏc tớn hiệu và gúi dữ liệu (packet) khi di chuyển hoặc lờn xuống trong dõy cỏp đều mang theo địa chỉ của nơi đến.
•Loại hỡnh mạng này dựng dõy cỏo ớt nhất, dễ lắp đặt. Tuy vậy cũng cú những bất lợi đú là sự ựn tắc giao thụng khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn và khi cú sự hỏng húc ở đoạn nào đú thỡ rất khú phỏt hiện, bắt buộc phải ngừng hoạt động trờn đường dõy để sửa chữa dẫn đến ngừng toàn bộ hệ thống. Mỏy tớnh trờn mạng bus giao tiếp bằng cỏch gửi dữ liệu đến một mỏy tớnh xỏc định và đưa dữ liệu đú lờn cỏp dưới dạng tớn hiệu điện tử. Muốn biết mỏy tớnh giao tiếp ra sao trờn mạng bus, ta cần nắm vững ba khỏi niệm sau.
3.2.1.1. Gửi tớn hiệu
Dữ liệu mạng ở hỡnh thỏi tớn hiệu điện tử được gửi tới mọi mỏy tớnh trờn mạng, tuy nhiờn thụng tin chỉ được mỏy tớnh cú địa chỉ so khớp với địa chỉ mó hoỏ trong tớn hiệu gốc chấp nhận. Mỗi lần chỉ cú một mỏy cú thể gửi thụng điệp.
3.2.1.2. Dội tớn hiệu
Do tớn hiệu, tức tớn hiệu điện tử, được gửi lờn toàn mạng nờn dữ liệu sẽ đi từ đầu cỏp này tới đầu cỏp kia. Nếu tớn hiệu được phộp tiếp tục khụng ngừng, nú sẽ dội quay trở lại trong dõy cỏp và ngăn khụng cho mỏy tớnh khỏc được gửi tớn hiệu. Do đú tớn hiệu phải bị chặn lại sau khi đến được đỳng địa chỉ đớch.
3.2.1.3. Terminator
Nhằm ngăn khụng cho tớn hiệu dội lại, một thiết bị cú tờn gọi là terminator (điện trở cuối) được đặt ở mỗi đầu cỏp để hấp thụ cỏc tớn hiệu tự do. Việc hấp thụ tớn hiệu sẽ làm thụng cỏp và cho phộp mỏy tớnh khỏc cú thể gửi tớn hiệu. Mỗi đầu cỏp trờn mạng phải được cắm cỏi gỡ đú. Vớ dụ cú thể cắm đầu cỏp vào một mỏy tớnh hay một đầu dõy nối để mở rộng chiều dài cỏp. Mọi đầu cỏp hở, tức đầu khụng cắm vào gỡ cả phải được chặn lại (bằng Terminator) nhằm trỏnh tớn hiệu dội lại.
3.2.2. Cấu hỡnh mạng Star
Mạng dạng hỡnh sao bao gồm một trung tõm HUB và cỏc nỳt thụng tin. Cỏc nỳt thụng tin là cỏc trạm đầu cuối, cỏc mỏy tớnh và cỏc thiết bị khỏc của mạng. Trung tõm của mạng (HUB) điều phối mọi hoạt động trong mạng với cỏc chức nǎng
• Xỏc định cặp địa chỉ gửi và nhận được phộp chiếm tuyến thụng tin và liờn lạc với nhau.
• Cho phộp theo dừi và xử lý sai trong quỏ trỡnh trao đổi thụng tin. • Thụng bỏo cỏc trạng thỏi của mạng…
Hỡnh 3-4 Cấu hỡnh mạng Star
ắ Ưu điểm của mạng hỡnh sao:
• Hoạt động theo nguyờn lý nối song song nờn nếu cú một thiết bị nào đú ở một nỳt thụng tin bị hỏng thỡ mạng vẫn hoạt động bỡnh thường.
• Cấu trỳc mạng đơn giản và cỏc thuật toỏn điều khiển ổn định.
• Mạng cú thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yờu cầu của người sử dụng. ắ Nhược điểm của mạng hỡnh sao:
• Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả nǎng của trung tõm. Khi trung tõm cú sự cố thỡ toàn mạng ngừng hoạt động.
• Mạng yờu cầu nối độc lập riờng rẽ từng thiết bị ở cỏc nỳt thụng tin đến trung tõm. Khoảng cỏch từ mỏy đến trung tõm rất hạn chế (100 m).
Nhỡn chung, mạng dạng hỡnh sao cho phộp nối cỏc mỏy tớnh vào một bộ tập trung (HUB) bằng cỏp xoắn, giải phỏp này cho phộp nối trực tiếp mỏy tớnh với HUB khụng cần thụng qua trục BUS, trỏnh được cỏc yếu tố gõy ngưng trệ mạng. Gần đõy, cựng với sự phỏt triển switching hub, mụ hỡnh này ngày càng trở nờn phổ biến và chiếm đa số cỏc mạng mới lắp.
Mạng Star cung cấp tài nguyờn và chế độ quản lý tập trung. Tuy nhiờn, do mỗi mỏy tớnh nối vào một trung tõm điểm, nờn cấu hỡnh này cần rất nhiều cỏp nếu cài đặt mạng ở quy mụ lớn.
3.2.3. Cấu hỡnh mạng Ring
Cấu hỡnh mạng Ring (vũng khộp kớn) nối cỏc mỏy tớnh trờn một vũng cỏp khộp kớn, tớn hiệu truyền đi theo một chiều và đi qua từng mỏy tớnh. Khỏc với cấu hỡnh bus thụ động, mỗi mỏy tớnh đúng vai trũ như một bộ chuyển tiếp khuếch đại tớn hiệu và gửi nú tới mỏy tớnh tiếp theo (dữ liệu truyền đi phải cú kốm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận). Do tớn hiệu đi qua từng mỏy nờn sự hỏng húc của một mỏy cú thể ảnh hưởng đến toàn mạng.
Hỡnh 3-5 Cấu hỡnh mạng Ring
Mạng dạng vũng thuận lợi là cú thể nới rộng ra xa, tổng đường dõy cần thiết ớt hơn so với hai kiểu trờn. Nhưng nhược điểm là đường dõy phải khộp kớn, nếu bị ngắt ở một nơi nào đú thỡ toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.
3.2.4. Cấu hỡnh dạng lưới (Mesh)
Là cấu hỡnh mà một thiết bị được nối tới tất cả cỏc thiết bị khỏc trong mạng. Thường dựng trong cỏc kết nối mạng lừi, tạo cỏc kết nối dự phũng khi một kết nối bị đứt.
Hỡnh 3-6 Cấu hỡnh dạng lưới
3.2.5. Cỏc cấu hỡnh mạng kết hợp
Cấu hỡnh mạng dạng này cú bộ phận tỏch tớn hiệu (spitter) giữ vai trũ thiết bị trung tõm, hệ thống dõy cỏp mạng cú thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology.
Lợi thế của cấu hỡnh này là mạng cú thể gồm nhiều nhúm làm việc ở cỏch xa nhau, đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trớ đường dõy tương thớch dễ dàng đối với bất cứ tũa nhà nào.
Hỡnh 3-7 Cấu hỡnh mạng Star Bus
ắ Kết hợp hỡnh sao và vũng (Star/Ring Topology)
Cấu hỡnh dạng kết hợp Star/Ring Topology, cú một “thẻ bài” liờn lạc (Token) được chuyển vũng quanh một cỏi HUB trung tõm. Mỗi trạm làm việc (workstation) được nối với HUB - là cầu nối giữa cỏc trạm làm việc và để tǎng khoảng cỏch cần thiết.
3.3. Cỏc chuẩn IEEE cho mạng truyền thụng
ắ IEEE 802.1 Bridging (networking) and network management bao gồm: Kiến trỳc mang LAN/MAN 802.
Kết nối cỏc mạng LAN, MAN 802 với cỏc mạng khu vực rộng khỏc. Độ bảo mật liờn kết.
Quản lý toàn bộ mạng.
Cỏc lớp giao thức trờn cỏc lớp MAC và LLC.
ắ IEEE 802.2 Logical Link Control (điều khiển liờn kết vật lý- khụng hoạt động).
Được định nghĩa là điều khiển liờn kết vật lý, là phần trờn của tầng liờn kết dữ liệu của mụ hỡnh OSI. Lớp con LLC là một giao diện khụng thay đổi đến
dịch vụ liờn kết dữ liệu của người sử dụng, thường là lớp mạng. Phớa dưới cỏc lớp con LLC là lớp con MAC (Media Access Control) phụ thuộc vào cỏc chuẩn trung gian thụng thường như Ethernet, Token Ring, FDDI, hay 802.11…
ắ IEEE 802.3 Ethernet:
Xỏc định lớp vật lý và địa chỉ MAC của tầng liờn kết dữ liệu trong mạng Ethernet cú dõy.
Thường là cụng nghệ mạng cục bộ với một số ứng dụng mạng khu vực rộng. Cỏc kết nối vật lý được tạo thành giữa cỏc nỳt và/ hoặc cỏc thiết bị cơ sở như hub, switch hoặc router bằng cỏc loại cỏp đồng hoặc cỏp quang khỏc nhau.
802.3 là cụng nghệ hỗ trợ kiến trỳc mạng theo chuẩn IEEE 802.1. ắ IEEE 802.4 Token bus
Là chuẩn Token Bus được chuẩn húa bởi IEEE, hỗ trợ kiểu mạng bus vật lý để dựng cỏc thụng điệp thẻ bài đến lớp truy nhập vật lý.
ắ IEEE 802.5 Defines the MAC layer for a Token Ring (xỏc định lớp địa chỉ MAC cho Token Ring - khụng xỏc định):
Là chuẩn IEEE cho phương phỏp truy nhập mạng cục bộ Token Ring, được thực hiện rộng rói trong Token Ring.
Cỏc đặc điểm liờn quan đến IEEE 802.5 hầu như giống và hoàn toàn phự hợp với mạng Token Ring của IBM, mặc dự vẫn cú một số điểm phụ khỏc. Mạng Token Ring của IBM kết nối hỡnh sao, với cỏc điểm cuối được kết nối đến một thiết bị gọi là đơn vị truy nhập đa điểm (MSAU - Multistation Access Unit). Ngược lại, IEEE 802.5 khụng kết nối thành cấu hỡnh mạng, dự thực tế tất cả chuẩn IEEE 802.5 thực hiện cơ bản như mạng hỡnh sao. Điểm khỏc nữa là IEEE 802.5 khụng sử dụng phương tiện nào trong khi mạng Token Ring sử dụng cỏp xoắn đụi và trường thụng tin định tuyến.
ắ IEEE 802.6 MANs (cỏc mạng MAN)
IEEE 802.6 là chuẩn được quản lý bởi ANSI (American National Standards Institute) cho mạng đụ thị MAN (Metropolitan Area Networks). Nú được cải thiện bởi chuẩn cũ sử dụng cấu trỳc mạng giao diện dữ liệu được phõn bố bằng cỏp FDDI (Fiber distributed data interface).
IEEE 802.6 sử dụng chuẩn mạng Distributed Queue Dual Bus (DQDB). Chuẩn này hỗ trợ 150 Mbps/ tốc độ truyền. Nú bao gồm hai tuyến đơn hướng khụng kết nối, DQDB sử dụng cho tuyến tối đa 160 km trước khi sự suy giảm tớn hiệu đỏng kể qua cỏp quang với bước súng 1310 nm.
Chuẩn này cũng bị lỗi khi chuẩn FDDI bị lỗi. Hầu hết cỏc mạng MAN ngày nay sử dụng Synchronous Optical Network (SONET) hoặc Asynchronous Transfer Mode (ATM), với cỏc thiết kế gần đõy sử dụng Ethernet và MPLS.
ắ IEEE 802.7 Broadband LAN using Coaxial Cable (Mạng LAN băng rộng sử
dụng cỏp đồng trục)
Là chuẩn con của IEEE 802 bao phủ cỏc mạng cục bộ băng rộng ra đời năm 1989, nhưng hiện tại khụng hoạt động nữa hoặc tạm thời đúng băng.
ắ IEEE 802.8 Fiber Optic TAG (Technical Advisory Group)
Nhúm tư vấn kỹ thuật sợi quang tạo ra chuẩn mạng LAN cho sợi quang sử dụng trong mạng mỏy tớnh Token Passing như FDDI. Đõy là một phần của cỏc chuẩn trong nhúm IEEE 802.
ắ IEEE 802.9 Integrated Services LAN (cỏc dịch vụ mạng LAN tớch hợp)
Dựng để tớch hợp truy nhập thoại và dữ liệu qua cỏc trạm cỏp xoắn đụi loại 3 sẵn cú, cũn được biết đến với tờn IsoEthernet. IsoEthernet kết hợp 10 Mbps Ethernet và 96 kờnh B-ISDN 64 Kbps. Ban đầu nú được triển khai để cung cấp dữ liệu và thoại/video qua cựng một dõy mà khụng cú suy hao bằng cỏch ghộp một số lượng độ rộng băng tần ấn định vào Ethernet và kờnh B.
Cú một vài nhà cung cấp hỗ trợ cho IsoEthernet nhưng đó biến mất trờn thị trường và nhúm này đó ngừng hoạt động.
ắ IEEE 802.10 Interoperable LAN Security (bảo mật mạng LAN tương thớch)
Là chuẩn truyền thống cho cỏc chức năng bảo mật cú thể được sử dụng ở cả LAN và MAN dựa trờn cỏc giao thức của IEEE 802.
802.10 dựng để quản lý sự kết hợp bảo mật và quản lý khúa cũng như điều khiển truy nhập, sự bảo mật và toàn vẹn dữ liệu.
Chuẩn IEEE 802.10 ra đời vào thỏng 1 năm 2004 và nhúm này hiện tại khụng cũn hoạt động nữa. Giao thức ISL (Inter - Switch Link) của Cisco hỗ trợ cho
VLANs trờn Ethernet và cỏc cụng nghệ mạng LAN tương tự đều dựa trờn chuẩn 802.10
ắ IEEE 802.11 a/b/g/n Wireless LAN (WLAN) & Mesh (Wi-Fi certification) (Mạng LAN/WAN khụng dõy và lưới - chuẩn Wifi ):
Là chuẩn mạng cục bộ khụng dõy WLAN (Wireless LAN) được phỏt triển bởi IEEE 802 cho phổ cụng cộng 2.4, 3.6 và 5 GHz.
ắ IEEE 802.12 100BaseVG
Là mạng tốc độ cao với tốc độ dữ liệu 100 Mbps cú thể truyền qua nhiều loại cỏp xoắn đụi bao gồm cả cỏp quang đơn mode và đa mode.
Cỏc gúi dữ liệu cú thể được đúng gúi bởi IEEE 802.5 Token Ring hoặc cỏc khung Ethernet IEEE 802.3. Cỏc gúi cũng cú thể được định tuyến thụng qua FDDI, ATM và cỏc mạng khu vực rộng.
ắ IEEE 802.13
Là chuẩn sử dụng cho 100BASE-X Ethernet (Fast Ethernet). Thực chất giống 10BaseT của chuẩn IEEE 802.3 cho phộp tốc độ dữ liệu là 100 Mbps sử dụng chuẩn mạng bus, cỏc gúi liờn kết dữ liệu và cỏc giao thức truy nhập CSMA/CD. ắ IEEE 802.14 Cable modems
Chuẩn IEEE 802.14 hiện tại đang chuẩn húa giao thức MAC cho cỏp tivi dựa trờn cỏc mạng dữ liệu. Giao thức này sẽ hỗ trợ cỏc yờu cầu QoS (Quality of Service) của cỏc loại đa lưu lượng bao gồm CBR, VBR và ABR.
Về cơ bản gồm một vài giao thức MAC khỏc nhau. ắ IEEE 802.15 Wireless PAN bao gồm
IEEE 802.15.1 Bluetooth certification (chuẩn bluetooth) IEEE 802.15.2 IEEE 802.15 và IEEE 802.11 kết hợp IEEE 802.15.3 High-Rate wireless PAN
IEEE 802.15.4 Low-Rate wireless PAN (e.g. ZigBee)
IEEE 802.15.5 Mesh networking for WPAN (mạng lưới cho WPAN) IEEE 802.15.6 BAN (Body Area Network)
IEEE 802.15.7 VLC (Visible Light Communication)
ắ IEEE 802.16 Broadband Wireless Access (WiMAX certification) và IEEE 802.16.1 Local Multipoint Distribution Service (dịch vụ phõn phối đa điểm cục bộ)
Được thành lập năm 1999 để phỏt triển cỏc chuẩn cho sự triển khai mạng WMAN băng rộng toàn cầu.
Cũn được gọi là Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ắ IEEE 802.17 Resilient packet ring :
Là chuẩn được thiết kế cho việc tối ưu húa trao đổi lưu lượng dữ liệu qua mạng vũng sợi quang. Nú cung cấp độ bền ở trong mạng SONET/SDH (độ bảo vệ 50 ms) nhưng thay vỡ cài đặt cỏc kết nối mạch điện cú định hướng, nú cung cấp gúi dữ liệu truyền dẫn để tăng hiệu quả dịch vụ Ethernet và IP.
ắ IEEE 802.18 Radio Regulatory TAG:
Là một nhúm của IEEE 802- LAN/MAN Standards Committee (LMCS). Nhúm hiện nay bao gồm sỏu dự ỏn cho cỏc hệ thống vụ tuyến.
IEEE 802.11 (Wireless Local area network- WLAN) IEEE 802.15 (Wireless Personal area network - WPAN) IEEE 802.16 (Wireless Metropolitan area network - WMAN) IEEE 802.20 (Wireless Mobility)
IEEE 802.21 (Hand-off/Interoperability Between Networks) IEEE 802.22 (Wireless Regional area network - WRAN). ắ IEEE 802.19 Coexistence TAG
Là sự kết hợp giữa nhúm tư vấn kỹ thuật khụng dõy (WTAG) trong IEEE 802. TAG giải quyết sự tồn tại đồng thời giữa cỏc mạng khụng dõy khụng cú giấy phộp, chỳng cú thể hoạt động trong cựng một tần số khụng được đăng ký trong cựng một khu vực gõy ra nhiễu giữa hai mạng khụng dõy.
ắ IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access
Cung cấp một hệ thống truy nhập khụng dõy băng rộng di động (MBWA- Mobile Broadband Wireless Access) cho người sử dụng.
Xu hướng IEEE 802.20 cho phộp triển khai mạng khụng dõy băng rộng di động toàn thế giới sử dụng cỏc thiết bị đa nhà cung cấp.
Mobile-Fi (cỏi đớch MBWA hướng tới) cung cấp một giao diện với giỏ rẻ, luụn luụn bật kết nối băng rộng di động sử dụng cụng nghệ khụng dõy.
Là chuẩn IEEE thành lập năm 2008, hỗ trợ cỏc thuật toỏn cho phộp chuyển giao khụng mối nối giữa cỏc mạng của cựng một loại cũng như chuyển giao giữa cỏc mạng khỏc nhau cũn được gọi là Media Independent Handover (MIH) hoặc chuyển giao dọc.
Chuẩn cung cấp thụng tin cho phộp chuyển giao đến và từ cỏc mạng tế bào, 802.11, 802.15, 802.16 và 3G qua cỏc cơ chế chuyển giao khỏc nhau.
IEEE 802.21 đang phỏt triển để cho phộp chuyển giao và tương thớch giữa cỏc loại mạng khụng đồng nhất bao gồm cả cỏc mạng chuẩn 802 và mạng khụng theo chuẩn 802.
ắ IEEE 802.22 Wireless Regional Area Network (mạng toàn khu vực khụng dõy)
Xỏc định một hệ thống cho mạng khụng dõy toàn khu vực - Wireless Region Area Network (WRAN) sử dụng cỏc khoảng trắng hoặc khụng sử dụng trong cỏc dải vụ tuyến từ 54 đến 862 MHz, đặc biệt trong cỏc khu vực nụng thụn nơi nhu cầu sử dụng thấp hơn.
Chuẩn sử dụng cụng nghệ vụ tuyến nhận thức để đảm bảo rằng khụng cú quỏ nhiều nhiễu ảnh hưởng đến cỏc dịch vụ vụ tuyến sử dụng cỏc băng vụ tuyến, do đú 802.22 là chuẩn đầu tiờn kết hợp đầy đủ khỏi niệm vụ tuyến nhận thức.