G II THIệU MạN MáY TíN HÍ
2.2.1 Chuẩn bị dữ liệu cho cáp mạng
Trớc khi tín hiệu đợc truyền đi trên mạng card mạng phải chuyển tín hiệu từ dạng tín hiệu máy tính sang tín hiệu có thể truyền trên mạng. Dữ liệu truyền trong máy tính dọc theo hệ thống gọi là Bus. Các bus có thể là 8-bit,16-bit, 32 bit tuỳ vào máy tính nh vậy dữ liệu có thể truyền 8, 16 hay 32 bit đồng thời. Ta gọi là truyền song song. Mặt khác trên cáp mạng dữ liệu đợc truyền thành
một dòng các bit (Truyền nối tiếp). Card mạng phải chuyển dữ liệu truyền song song trên máy tính thành tín hiệu nối tiếp truyền trên mạng.
Hình 2.14 Card mạng chuyển tín hiệu từ song song sang nối tiếp. 2.2.2 Gửi và điều khiển dữ liệu
- Khi gửi dữ liệu trên mạng thì card mạng phải đảm bảo:
- Cỡ lớn nhất của dữ liệu có thể truyền trên mạng.
- Xác nhận số lợng dữ liệu đợc gửi.
- Khoảng thời gian truyền các gói dữ liệu.
- Tổng thời gian đợi trớc khi xác nhận đợc gửi đi.
- Số lợng dữ liệu mà card mạng có thể lu trữ.
- Tốc độ truyền dữ liệu trên mạng
Khi một loại card mạng mới hơn, nhanh hơn giao tiếp với một card mạng cũ hơn và chậm hơn thì card mạng mới hơn phải có sự điều chỉnh để phù hợp với card mạng cũ.
2.2.3 Cấu hình và các thiết lập các tham số
Các card mạng đều có cấu hình riêng và phải thiết lập thích hợp để card mạng có thể hoạt động một cách thích hợp. Một số card mạng cũ đợc thiết kế đặt trên due inline package (DIP). DIP - Một dụng cụ để đóng gói và lắp gắn dùng cho các mạch tích hợp. Chẳng hạn, DIP là cách đóng góp đợc a thích của loại chip DRAM. Loại vỏ này đợc chế tạo bằng một vật liệu nhựa cứng, bọc kín vi mạch, các đầu ra của mạch đợc nối với những chân nhọn đầu, hớng xuống dới
và xếp thành hai hàng thẳng song song. Các chân này đợc thiết kế để cắm chắc chắn vào đế cắm; bạn cũng có thể hàn chúng trực tiếp xuống board mạch in.
Hình 2.15 Card mạng thiết kế trên DIP
Các tham số:
- Interrupt (IRQ)
- Base input/output (I/O) port address
- Base memory address
- Transceiver
Thiết lập các tham số của card mạng có thể sử dụng phần mềm, thiết lập jumper hoặc cả hai. Đọc kỹ tài liệu tài liệu trớc khi thiết lập các tham số cho card mạng.
Interrupt Request (IRQ) Lines
Là một đờng cho phép các thiết bị nh Keyboard, Disk driver hay NIC có thể gửi lệnh ngắt hoặc các yêu cầu dịch vụ tới bộ vi xử lý.Interrupt request lines đ- ợc xây dựng sẵn trong phần cứng máy tính và đợc ấn định các mức độ khác nhau .Vì thế vi xử lý có thể xác định đợc mức độ u tiên cho các truy vấn. Khi NIC gửi một yêu cầu tới máy tính, nó sử dụng một lệnh ngắt một tín hiệu điện đợc gửi tới CPU của máy tính.Mỗi một thiết bị phần cứng trong máy tính sử dụng một đờng ngắt khác nhau. Đờng ngắt này đợc chỉ định khi thiết lập phần cứng lập. Bảng sau là một số ví dụ.
IRQ Computer with an 80486 processor (or higher)
2(9) EGA/VGA (enhanced graphics adapter/video graphics
adapter)
COM4] hoặc bus mouse)
4 COM1, COM3
5 Có sẵn (nếu không sử dụng cho second parallel port
[LPT2] hoặc sound card)
6 Floppy-disk controller 7 Parallel port (LPT1) 8 Real-time clock 10 Có sẵn 11 Có sẵn 12 Mouse (PS/2) 13 Math coprocessor 14 Hard-disk controller
15 Có sẵn (Nếu không sử dụng cho secondary hard-disk
controller)
Bảng 2.3 Interrupt Request (IRQ) Lines
Trong hầu hết trờng hợp NIC sử dụng IRQ3 hoặc IRQ5. IRQ5 nên đợc sử dụng và là thiết lập mặc định cho hầu hết hệ thống. Nếu cả IQR3 và IRQ5 đều không có sẵn thì có thể chọn một trông các IRQ có sẵn ở bảng trên.
Base I/O Port
Base I/O Port chỉ định một kênh cái mà thông tin trao đổi giữa phần cứng máy tính (VD NIC) và CPU.Port(cổng) đợc xem nh là một địa chỉ. Mỗi một thiết bị phần cứng trong một hệ thống phải có một Base I/O port khác nhau.Số cổng là một số trong hệ 16. Bảng sau minh hoạ một số các cổng sử dụng bởi các thiết bị và một số cổng có sẵn.
Port Device Port Device
200 to 20F Game port 300 to 30F NIC
210 to 21F 310 to 31F NIC
220 to 22F 320 to 32F Hard-disk controller (for PS/2
Model 30) 230 to 23F Bus mouse 330 to 33F 240 to 24F 340 to 34F 250 to 25F 350 to 35F 260 to 26F 360 to 36F 270 to 27F LPT3 370 to 37F LPT2 280 to 28F 380 to 38F 290 to 29F 390 to 39F
2A0 to 2AF 3A0 to 3AF
2B0 to 2BF 3B0 to 3BF LPT1
2C0 to 2CF 3C0 to 3CF EGA/VGA
2D0 to 2DF 3D0 to 3DF CGA/MCGA (also EGA/VGA, in
color video modes
2E0 to 2EF 3E0 to 3EF
2F0 to 2FF COM2 3F0 to 3F Floppy-disk controller; COM1
Bảng 2.4 Base I/O Port
Base Memory Address
Base memory address: xác định một ví trị trong bộ nhớ máy tính(RAM). NIC sử dụng địa chỉ đó nh một bộ đệm để lu trữ các dữ liệu vào và ra.
Chơng 3
Phơng pháp truy cập
3.1 Phơng pháp truy cập
Có các nguyên tắc định nghĩa phơng pháp máy tính gửi tín hiệu vào cáp mạng và nhận tín hiệu từ cáp mạng. Đó gọi là phơng pháp truy cập. Khi dữ liệu đợc truyền trên mạng thì phơng pháp truy cập sẽ giúp điều chỉnh dòng giao thông trên mạng.
Điều khiển giao thông trên cáp
Mạng máy tính một khía cạnh nào đó giống nh một đờng xe lửa. Tuy nhiên trên mạng máy tính tất cả mọi thứ đều chuyển động đồng thời không ngừng. Thực tế không phải nó xuất hiên đồng thời. Rất nhiều máy tính phải chia sẻ truy cập tới cáp cái mà nối kết chúng. Tuy nhiên nếu hai máy tính cùng gửi dữ liệu lên mạng cùng một lúc thì gói dữ liệu trên máy tính này có thể xung đột
với gói dữ liệu trên máy tính khác, và cả hai đều bị phá huỷ. Hình 3.1 minh hoạ khi hai máy tính cùng truy cập mạng cùng một lúc.
Hình 3.1 Xung đột xảy ra nếu hai máy tính gửi dữ liệu cùng một lúc Khi dữ liệu đợc truyền trên mạng từ ngời sử dụng này tới ngời sử dụng khác thì phải có một cách nào đó đảm bảo rằng dữ liệi không bị xung đột với nhau và khi máy tính nhận cũng phải có cách để dữ liệu không bị phá huỷ. Do đó phơng pháp truy cập cần thống nhất trong cách quản lý dữ liệu trên mạng. Nếu các máy tính khác nhau sử dụng phơng pháp truy cập khác nhau thì mạng sẽ lỗi vì một vài phơng pháp sẽ chiếm lĩnh cáp.
Phơng pháp truy cập ngăn cản các máy tính truy cập đồng thời bởi đảm bảo rằng chỉ có một máy tính có thể gửi dữ liệu lên cáp và các máy tính nhận và gửi dữ liệu theo một tiến trình có thứ tự.
Các phơng pháp truy cập chính
Có 4 phơng pháp đợc thiết kế để ngăn cản sử dụng cáp đồng thời là:
- Carrier-sense multiple access methods with collision avoidance
CSMA/CA. (Đa truy cập có kiểm tra kênh trớc khi phát với phơng pháp
tránh xung đột)
- Carrier-sense multiple access methods with collision detection
CSMA/CD. (Đa truy cập có kiểm tra kênh trớc khi phát với phơng pháp
- Token-passing access method
- Demand-priority methods
3.1.1 CSMA/CD
Khi sử dụng phơng pháp này mỗi máy tính trên mạng bao gồm cả server và client kiểm tra cáp để truyền dữ liệu.
Hình 3.2 Máy tính có thể và không thể truyền dữ liệu trên mạng Chỉ khi máy tính nhận thấy rằng cáp là rỗi và không có giao thông trên mạng thì nó truyền dữ liệu. Khi máy tính truyền dữ liệu trên cáp thì không có một máy tính nào khác có thể truyền dữ liệu cho đến khi dữ liệu đợc truyền tới đích và cáp lại rỗii trở lại. Nhớ rằng khi hai máy tính truyền dữ liệu đồng thời thì dữ liệu bị xung đột và cả hai máy tính đều ngừng truyền một khoản thời gian. CSMA/CD còn đợc gọi là phơng pháp tranh chấp bởi vì máy tính trên mạng tranh giành để có cơ hội truyền dữ liệu.Điều đó có vể nh rất khó có thể truyền dữ liệu trên mạng nhng thực tế điều này xảy ra rất nhanh bình thờng chúng ta không thể nhận ra. Càng nhiều máy tính trên mạng càng nhiều giao thông. Càng nhiều giao thông thì việc phải tránh xung đột càng tăng nó sẽ làm giảm tốc độ của mạng. Sau mỗi lần xung đột thì cả hai máy tính phảI thử gửi lại gói dữ liệu. Nếu mạng đang bận thì sự gửi lại này lại làm ảnh hởng tới các gói dữ liệu khác trên mạng và cứ thế sẽ càng làm mạng thêm chậm. Sự xuất hiện các vấn đề trên phụ thuộc vào số ngời sử dụng mạng và các ứng dụng đợc
sử dụng. Các ứng dụng Database sẽ chiếm đờng truyền nhiều hơn các ứng dụng khác.
3.1.2 CSMA/CA
Đây là phơng pháp ít phổ biến nhất. Trong phong pháp này tín hiệu máy tính gửi thử trớc khi nó thực sự gửi đi. Theo cách đó nó có thể biết khi nào sẽ có xung đột và tránh đợc các xung đột. Tuy nhiên việc gửi thử sẽ làm tăng rất nhiều số lợng giao thông trên mạng và làm giảm tốc độ mạng.
3.1.3 Token-Passing
Trong phơng pháp này một gói đặc biệt gọi là thẻ(Token) đợc truyền vòng tròn quanh các máy tính. Khi bất kỳ máy tính nào trong vòng cần gửi tín hiệu thì nó phải đợi thẻ rỗi . Khi một thẻ rỗi đợc phát hiện thì máy tính sẽ chiếm quyền điều khiển và có quyền gửi dữ liệu. Dữ liệu truyền đi thành các khung và các thông tin khác nh địa chỉ. Hình 3.3 minh hoạ một máy tính muốn
truyền dữ liệu nó chiếm quyền điều khiển thẻ và truyền tới địa chỉ cần đến. Hình 3.3 Token pasing
3.1.4 Demand Priority
Đây là phơng pháp truy cập mới đợc thiết kế cho mạng Ethernet 100 Mbps. Phơng pháp này dựa trên hoạt động của một repeater. Hình 3.4 minh hoạ một
mạng demand priority. Giống nh phơng pháp CSMA/CD hai máy tính sử dụng phơng pháp Demand priority có thể tranh chấp truyền dữ liệu tại cùng một thời điểm. Tuy nhiên với phơng pháp này nó có thể phân chia các dữ liệu theo các loại khác nhau cho quyền u tiên khác nhau đối với các loại dữ liệu.Nếu hub hoặc repeater nhận đợc hai tín hiêu cùng một lúc thì tín hiệu có quyền u tiên cao hơn sẽ đợc quyền truyền trớc.
3.2 Mạng máy tính gửi dữ liệu nh thế nào
Thông thờng ta vẫn nghĩ dữ liệu đợc truyền là một dòng nối tiếp các bit 0 và 1 từ một máy tính mày tới máy tính khác. Nhng thực tế dữ liệu đợc chia thành các gói nhỏ ,các gói có thể quản lý và bao gồm các thông tin cần thiết để có
thể gửi từ nguồn tới đích một cách chính xác.
Hình 3.5 Chia dữ liệu thành các gói nhỏ
3.2.1 Chức năng của gói trong giao tiếp mang
Dữ liệu thờng tồn tại dới dạng các file lớn. Tuy nhiên mạng không thể hoạt động nếu máy tính gửi số lợng lớn dữ liệu trên cáp cùng một lúc. Để có thể cho phép nhiều ngời cùng gửi dữ liệu một cách nhanh chóng và dễ dàng trên mạng thì dữ liệu phỉa chia thành các gói nhỏ hơn. Khi hệ điều hành mạng tại
máy tính gửi chia dữ liệu thành các gói nhỏ thì nó thêm một số thông tin đIều khiển để có thể:
- Tập hợp lại dữ liệu từ các gói nhỏ
- Tập hợp lại theo một thứ tự thích hợp
- Kiểm tra lỗi sau khi đã tập hợp
Cấu trúc của một gói
Gói có thể chứa một vài loại dữ liệu bao gồm:
- Thông tin(chính là dữ liệu hay file)
- Loại máy tính đIều khiển dữ liệu
- Mã điều khiển
Thành phần của một gói
Tất cả các máy tính đều chứa các loại thành phần chung đó là:
- Địa chỉ của máy tính gửi
- Dữ liệu gửi
- Địa chỉ của máy nhận
- Lênh chỉ định xem mạng truyền dữ liệu nh thế nào
- Các thông tin cho phép máy tính nhận có thể tập hợp các gói thành dữ liệu
đầy đủ.
- Thông tin kiểm tra lỗi
Hình 3.6 Gói dữ liệu đợc chia thành ba phần
Header bao gồm
- Tín hiêu thông báo rằng gói dữ liệu đang đợc truyền
- Địa chỉ máy gửi
- Địa chỉ máy nhận
- Thông tin đồng hồ để đồng bộ.
Data
Mô tả dữ liệu thực tế. Các phần này có kích cỡ khác nhau tuỳ thuộc vào mạng.
Trailer
Thông tin chính xác của các loại Trailer phụ thuộc vào phơng thức giao tiếp hay giao thức. Tuy nhiên Trailer thờng chứa một thành phần kiểm tra lỗi gọi là
cyclical redundancy check (CRC). CRC là một số thủ tục toán học tính toán trên gói tại nơi gửi đi. Khi gói chuyển tới đích có sự tính toán lại.Nếu kết quả là giống nhau thì gói truyền đi là đúng. Ngợc lại thì gói đã bị thay đổi khi truyền và CRC gửi một tín hiệu yêu cầu gửi lại. Một minh hoạ khi gói đợc truyên trên mạng.
Tín hiệu in gửi tới máy Print server
Máy gửi dữ liệu thành lập một kết nối từ máy tính tới máy print server.
Hình 3.7 Thành lập một kết nối với print server
Tiếp theo máy tính chia dữ liệu thành các gói , mỗi gói chứa địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, dữ liệu và thông tin đIều khiển .
Hình 3.8 Tạo package
Card mạng trên mỗi máy tính kiểm tra địa chỉ nhận trên các gói tại đoạn
mạng của nó.
Hình 3.9 Kiểm tra địa chỉ cảu nơi nhận Dữ liệu từ cáp vào card mạng của máy đích
Hình 3.10 Card mạng truyền gói dữ liệu vào máy in
Phần mền mạng sẽ xử lý các gói trong card mạng. Hệ điều hành mạng tại máy nhận tập hợp các gói nhận đợc thành một file và chuyển vào bộ nhớ của máy tính và file này đợc gửi tới máy in.
Hình 3.11 Chuyển vào bộ nhớ máy tính
3.3 Ethernet
Có rất nhiều các chuẩn mạng khác nhau Ethernet là một trong các chuẩn thông dụng cho các mạng LAN hiện nay.
3.3.1 Nguồn gốc của Ethernet
Năm 1960 trờng đại học Hawaii phát triển một mạng LAN gọi là ALOHA.Tr- ờng đại học đang sử dụng một diện tích rất lớn và đang muốn kết nối máy tính toàn bộ khu trờng.Một trong các tiêu chí là sử dụng phơng pháp truy cập CSMA/CD. Chính từ mạng này phát triển thành chuẩn Ethernet ngày nay.
khung tín hiệu tại Xerox Palo Alto Research Center (PARC) và tới năm 1975 giới thiệu sản phẩm Ethernet đầu tiên.phiên bản đầu tiên của Ethernet đợc thiết kế là một hệ thống 2.94Mbps để nối kết trên 100 máy tính trên 1Km cáp. Cùng với Xerox Intel Coporation và Digital Equipment Coporation đã phát triển Ethernet thành chuẩn 10Mbps . Ngày nay Ethernet 10Mbps là một trong các chuẩn thông dụng cho mạng máy tính và hệ thống dữ liệu đợc sử dụng rộng dãi.
Các đặc điểm của Ethernet
Ethernet là một kiến trúc mạng LAN rất phổ biến dựa trên phơng pháp truy cập CSMA/CD. Mạng ethernet sử dụng bus physical topology. Tuy nhiênmột vài loại nh ( 10BASE-T sử dụng start physical topology và bus logical topology). Mạng Ethernet sử dụng băng thông cơ sở (baseband) và băng thông 10 hoặc 100Mbps. Cáp sử dụng cho mạng Ethernet: Mạng Ethernet truyền thống thờng sử dụng các loại cáp đồng trục và có thể sử dụng cáp quang để mở rộng mạng. Hiên tại loại cáp xoắn đợc sử dụng thờng xuyên hơn đặc biệt là UTP.
Định dạng của một Ethernet Frame
Ethernet chia dữ liệu thành các gói nhỏ với định dạng khác với các mạng khác.Một ethernet frame có đọ dài từ 64 đến 1518 byte. Nhng mỗi frame tự nó cần ít nhất 18 byte vì vậy dữ liệu trong một frame từ 46 đến 1500 byte.Mọi frame đều chứa các