Một card giao tiếp mạng được cắm vào một khe mở rộng trờn bo mạch hệ thống và cung cấp một số cổng phớa sau dành để kết nối tới một mạng. Card mạng xử lớ việc trao đổi thụng tin giữa cỏc mỏy tớnh trờn mạng theo chồng cỏc giao thức và qui tắc truy xuất cỏc cỏp định được card đú dựng. Một card được thiết kế phự hợp với tớnh chất cơ bản và hỗ trợ cho cỏc loại mạng khỏc nhau nh- Ethernet, Token Ring, ARCnet hoặc FDDI. Cỏc loại card này khụng đưa ra những tớnh năng đặc biệt để cải thiện hiệu năng làm việc của mỏy trờn mạng. Tuy nhiờn nú cú thể được thiết kế để quản lý nhiều hơn hệ thống dõy cỏp, cú những tớnh năng thực sự độc đỏo nh làm chủ bus, cú vựng đệm lớn, cú cả chớp vi xử lý gắn trờn card. Card mạng và trỡnh điều khiển nú là những thành phần trong mỏy biết rừ về kiểu mạng đang được sử dụng. Núi cỏch khỏc, kiểu mạng đang được sử dụng là vụ hỡnh đối với phần mềm ứng dụng đang sử dụng mạng.
Giai đoạn chuẩn bị cho việc truyền dữ liệu, một quỏ trỡnh bắt tay nhau (handshaking) diễn ra giữa hai trạm làm việc. Quỏ trỡnh này thiết lập những thụng số liờn lạc giữa hai trạm làm việc. Quỏ trỡnh này thiết lập những thụng số liờn lạc chẳng hạn như tốc độ truyền, kớch thước gúi dữ liệu, thụng số hết giờ truyền và kớch thước vựng đệm. Việc bắt tay đặc biệt quan trọng khi hai card cú liờn quan trong phiờn truyền dữ liệu đú cú thiết kế phần cứng hoặc đặc tớnh kỹ thuật hơi khỏc nhau. Khi cỏc thụng số liờn lạc được thiết lập thỡ việc chuyển giao cỏc gúi dữ liệu mới bắt đầu. Một card mạng sẽ gửi và tiếp nhận cỏc dữ liệu tới từ bus hệ thống theo kiểu song song, gởi và tiếp nhận cỏc dữ liệu tới tử mạng theo kiểu tuần tự nghĩa là một sự biến đổi từ song song ra nối tiếp làm biến chất dữ liệu dữ liệu để vận
chuyển đi dưới dạng một dũng bit tớn hiệu điện trờn cỏp. Sau đú dữ liệu thường được mó hoỏ và nộn lại để tăng tốc độ truyền. Ngoài ra card mạng cũn cú nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu và nú đang truyền tải thành một tớn hiệu vốn mang một dạng thức thớch hợp với mạng. Trờn card mạng thành phần cú trỏch nhiệm chuyển đổi tớn hiệu được gọi là bộ phận thu. Cú những loại card cú nhiều hơn một bộ phận thu phỏt, mỗi bộ cung cấp cỏc cổng phớa sau card để thớch nghi với cỏc phương tiện dõy card khỏc nhau. kiểu card này gọi là một card kết hợp.
Sự khỏc biệt trong thiết kờ phần cứng giữa cỏc NIC trờn một mạng cú thể làm hạn chế tốc độ truyền dữ liệu. Để giảm ảnh hưởng này người ta thiết kế một bộ nhớ đệm trờn cỏc card 8 bit để tạm giữ lại những tớn hiệu được mỏy khỏc đưa đến. Điều này cho phộp cỏc card hoàn tất việc truyền dữ liệu của chỳng nhanh hơn nhiều. Tuy nhiờn tỡnh trạng này cũng hay xảy ra khi di chuyển thụng tin từ vựng đệm của card mạng và bộ nhớ. Để khắc phục điều đú cú 4 phương phỏp hữu hiệu sau.
- Truy xuất bộ nhớ trực tiếp (DMA: Direct Memory Access) - một bộ điều khiển trờn mỏy tớnh sẽ nắm quyền điều khiển bus và chuyển dữ liệu từ vựng đệm của card mạng thẳng vào vựng nhớ đó đăng ký trờn mỏy.
Chia sẻ dựng chung bộ nhớ card, cỏc card để bộ xử lý của mỏy truy xuất trực tiếp bộ nhớ riờng của nú.
- Chia sẻ dựng chung bộ nhớ hệ thống. Bộ nhớ hệ thống sẽ chia một khối nhớ cho bộ xử lý đặc biệt trờn card mạng xử lý nó. Card mạng sẽ chuyển dữ liệu từ vựng đệm của nú vào vựng nhớ này nơi bộ xử lý cả mỏy cú thể truy xuất trực tiếp.
- Làm chủ bus- với phương phỏp này, card mạng cú thể chuyển thụng tin trực tiếp vào bộ nhớ hệ thống mà khụng ngắt quỏ trỡnh xử lý của CPU. Nh vậy card mạng cung cấp một kỹ thuật DMA tăng cường bằng cỏch chiếm lấy quyền điều khiển bus hệ thống.
Tất cả card mạng đều được bỏn kốm theo một đĩa mềm drive để cài đặt nú vào mỏy và làm cho hệ điều hành mạng cú thể nhận biết được nú.
Cỏc mạng khỏc nhau sử dụng cỏc cỏch khỏc nhau để nhận diện trờn mỗi nỳt mạng. Việc định địa chỉ trờn toàn cầu này đảm bảo mỗi card mạng đều cú một địa chỉ nỳt duy nhất để nhận diện. Cỏc card Ethernet và Token ring được hóng sản xuất khắc mó cỏc địa chỉ duy nhất ngay trờn card được gọi là cỏc địa chỉ MAC (kiểm soỏt truy xuất đường truyền) hay địa chỉ điều hợp.
Cỏc card mạng đũi hỏi một IRQ, một địa chỉ I/O, đối với DOS và chế độ thực của Windows 9x. Chỳng cũng cú thể đũi hỏi cỏc địa chỉ bộ nhớ trờn. Nếu card mạng nằm trờn bus PCI, bộ kiểm soỏt bus PCI sẽ quản lý cỏc yờu cầu IRQ và địa chỉ I/O. Khi lựa chọn một card mạng bạn phải chỳ ý đến kiểu của mạng mà bạn sẽ nối vào mỏy tớnh của mỡnh, kiểu phương tiện truyền thụng mà mạng đú đang sử dụng, và kiểu của bus I/O mà bạn đang sử dụng cho mạng.
CHƯƠNG II
Cỏc phương phỏp truy cập đường truyền vật lý
Trong mạng cục bộ, tất cả cỏc trạm kết nối trực tiếp vào đường truyền chung. Vỡ vậy tớn hiệu từ một trạm đưa lờn đường truyền sẽ được cỏc trạm khỏc “nghe thấy”. Một vấn đề khỏc là, nếu nhiều trạm cựng gửi tớn hiệu lờn đường truyền đồng thời thỡ tớn hiệu sẽ chồng lờn nhau và bị hỏng. Vỡ vậy cần phải cú một phương phỏp tổ chức chia sẻ đường truyền để việc truyền thụng đựơc đỳng đắn.
Cú hai phương phỏp chia sẻ đường truyền chung thường được dựng trong cỏc mạng cục bộ:
Truy nhập đường truyền một cỏch ngẫu nhiờn, theo yờu cầu. Đương nhiờn phải cú tớnh đến việc sử dụng luõn phiờn và nếu trong trường hợp do cú nhiều trạm cựng truyền tin dẫn đến tớn hiệu bị trựm lờn nhau thỡ phải truyền lại.
Cú cơ chế trọng tài để cấp quyền truy nhập đường truyền sao cho khụng xảy ra xung đột
2.1 Phương phỏp đa truy nhập sử dụng súng mang cú phỏp hiện xung đột CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
Giao thức CSMA (Carrier Sense Multiple Access) - đa truy nhập cú cảm nhận súng mang được sử dụng rất phổ biến trong cỏc mạng cục bộ. Giao thức này sử dụng phương phỏp thời gian chia ngăn theo đú thời gian được chia thành cỏc khoảng thời gian đều đặn và cỏc trạm chỉ phỏt lờn đường truyền tại thời điểm đầu ngăn.
Mỗi trạm cú thiết bị nghe tớn hiệu trờn đường truyền (tức là cảm nhận súng mang). Trước khi truyền cần phải biết đường truyền cú rỗi khụng. Nếu rỗi thi mới được truyền. Phương phỏp này gọi là LBT (Listening before talking). Khi phỏt hiện xung đột, cỏc trạm sẽ phải phỏt lại. Cú một số chiến lược phỏt lại nh sau:
Giao thức CSMA 1-kiờn trỡ. Khi trạm phỏt hiện kờnh rỗi trạm truyền ngay. Nhưng nếu cú xung đột, trạm đợi khoảng thời gian ngẫu nhiờn rồi truyền lại. Do vậy xỏc suất truyền khi kờnh rỗi là 1. Chớnh vỡ thế mà giao thức cú tờn là CSMA 1-kiờn trỡ. (1)
Giao thức CSMA khụng kiờn trỡ khỏc một chỳt.Trạm nghe đường, nếu kờnh rỗi thỡ truyền, nếu khụng thỡ ngừng nghe một khoảng thời gian ngẫu nhiờn rồi mới thực hiện lại thủ tục. Cỏch này cú hiệu suất dựng kờnh cao hơn. (2)
Giao thức CSMA p-kiờn trỡ. Khi đó sẵn sàng truyền, trạm cảm nhận đường, nếu đường rỗi thỡ thực hiện việc truyền với xỏc suất là p < 1 (tức là ngay cả khi đường rỗi cũng khụng hẳn đó truyền mà đợi khoảng thời gian tiếp theo lại tiếp tục thực hiện việc truyền với xỏc suất cũn lại q=1-p. (3)
Ta thấy giải thuật (1) cú hiệu quả trong việc trỏnh xung đột vỡ hai trạm cần truyền thấy đường truyền bận sẽ cựng rỳt lui chở trong những khoảng thời gian ngẫu nhiờn khỏc nhau sẽ quay lại tiếp tục nghe đường truyền. Nhược điểm của nú là cú thể cú thời gian khụng sử dụng đường truyền sau mỗi cuộc gọi.
Giải thuật (2) cố gắng làm giảm thời gian "chết" bằng cỏch cho phộp một trạm cú thể được truyền dữ liệu ngay sau khi một cuộc truyền kết thỳc. Tuy nhiờn nếu lỳc đú lại cú nhiều trạm đang đợi để truyền dữ liệu thỡ khả năng xẩy ra xung đột sẽ rất lớn.
Giải thuật (3) với giỏ trị p được họn hợp lý cú thể tối thiểu hoỏ được cả khả năng xung đột lẫn thời gian "chết" của đường truyền.
Xẩy ra xung đột thường là do độ trễ truyền dẫn, mấu chốt của vấn đề là : cỏc trạm chỉ "nghe" trước khi truyền dữ liệu mà khụng "nghe" trong khi truyền, cho nờn thực tế cú xung đột thế nhưng cỏc trạm khụng biết do đú vẫn truyền dữ liệu.
Để cú thể phỏt hiện xung đột, CSMA/CD đó bổ xung thờm cỏc quy tắc sau đõy :
♦ Khi một trạm truyền dữ liệu, nú vẫn tiếp tục "nghe" đường truyền . Nếu phỏt hiện
xung đột thỡ nú ngừng ngay việc truyền, nhờ đú mà tiết kiệm được thời gian và giải thụng, nhưng nú vẫn tiếp tục gửi tớn hiệu thờm một thời gian nữa để đảm bảo rằng tất cả cỏc trạm trờn mạng đều "nghe" được sự kiện này.(như vậy phải tiếp tục nghe đường truyền trong khi truyền để phỏt hiện đụng độ (Listening While Talking)) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
♦ Sau đú trạm sẽ chờ trong một khoảng thời gian ngẫu nhiờn nào đú rồi thử truyền lại
theo quy tắc CSMA.
Giao thức này gọi là CSMA cú phỏt hiện xung đột (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection viết tắt là CSMA/CD), dựng rộng rói trong LAN và MAN.