1. Mạng thụng tin và ứng dụng
7.1. Cỏc thiết bị tương kết mạng
7.2. Cỏc thiết bị tương kết liờn mạng 7.2.1. Lý thuyết về bộ định tuyến
a. Tổng quan về bộ định tuyến
Bộ định tuyến là thiết bị được sử dụng trờn mạng để thực thi cỏc hoạt động xử lý truyền tải thụng tin trờn mạng. Cú thể xem bộ định tuyến là một thiết bị mỏy tớnh được thiết kế đặc biệt để đảm đương được vai trũ xử lý truyền tải thụng tin trờn mạng của nú và do đú nú cũng bao gồm cỏc CPU, trỏi tim của mọi hoạt động, bộ nhớ ROM, RAM, cỏc giao tiếp, cỏc bus dữ liệu, hệ điều hành v.v...
Chức năng của bộ định tuyến là định hướng cho cỏc gúi tin được truyền tải qua bộ định tuyến. Trờn cơ sở cỏc thuật toỏn định tuyến, thụng tin cấu hỡnh và chuyển giao, cỏc bộ định tuyến sẽ quyết định hướng đi tốt nhất cho cỏc gúi tin được truyền tải qua nú. Bộ định tuyến cũn cú vai trũ để xử lý cỏc nhu cầu truyền tải và chuyển đổi giao thức khỏc.
Vai trũ của bộ định tuyến trờn mạng là đảm bảo cỏc kết nối liờn thụng giữa cỏc mạng với nhau, tớnh toỏn và trao đổi cỏc thụng tin liờn mạng làm căn cứ cho cỏc bộ định tuyến ra cỏc quyết định truyền tải thụng tin phự hợp với cấu hỡnh thực tế của mạng. Bộ định tuyến làm việc với nhiều cụng nghệ đấu nối mạng diện rộng khỏc nhau như FRAME RELAY, X.25, ATM, SONET, ISDN, xDSL... đảm bảo cỏc nhu cầu kết nối mạng theo nhiều cỏc cụng nghệ và độ chuẩn mực khỏc nhau mà nếu thiếu vai trũ của bộ định tuyến thỡ khụng thể thực hiện được.
b. Cỏc chức năng chớnh của bộ định tuyến, tham chiếu mụ hỡnh OSI
Mụ hỡnh OSI đó được học ở chương 1 gồm 7 lớp trong đú bao gồm: - 3 lớp thuộc về cỏc lớp ứng dụng
Lớp ứng dụng Lớp trỡnh bày Lớp phiờn
Lớp vận chuyển Lớp mạng
Lớp liờn kết dữ liệu Lớp vật lý
Đối với cỏc lớp truyền thụng:
- Lớp vận chuyển: phõn chia / tỏi thiết dữ liệu thành cỏc dũng chảy dữ liệu. Cỏc chức năng chớnh bao gồm điều khiển dũng dữ liệu, đa truy nhập, quản lý cỏc mạch ảo, phỏt hiện và sửa lỗi. TCP, UDP là hai giao thức thuộc họ giao thức Internet (TCP/IP) thuộc về lớp vận chuyển này.
- Lớp mạng: cung cấp hoạt động định tuyến và cỏc chức năng liờn quan khỏc cho phộp kết hợp cỏc mụi trường liờn kết dữ liệu khỏc nhau lại với nhau cựng tạo nờn mạng thống nhất. Cỏc giao thức định tuyến hoạt động trong lớp mạng này.
- Lớp liờn kết dữ liệu: cung cấp khả năng truyền tải dữ liệu từ qua mụi trường truyền dẫn vật lý. Mỗi đặc tả khỏc nhau của lớp liờn kết dữ liệu sẽ cú cỏc định nghĩa khỏc nhau về giao thức và cỏc chuẩn mực kết nối đảm bảo truyền tải dữ liệu.
- Lớp vật lý: định nghĩa cỏc thuộc tớnh điện, cỏc chức năng, thường trỡnh dựng để kết nối cỏc thiết bị mạng ở mức vật lý. Một số cỏc thuộc tớnh được định nghĩa như mức điện ỏp, đồng bộ, tốc độ truyền tải vật lý, khoảng cỏch truyền tải cho phộp...
Trong mụi trường truyền thụng, cỏc thiết bị truyền thụng giao tiếp với nhau thụng qua cỏc họ giao thức truyền thụng khỏc nhau được xõy dựng dựa trờn cỏc mụ hỡnh chuẩn OSI nhằm đảm bảo tớnh tương thớch và mở rộng. Cỏc giao thức truyền thụng thường được chia vào một trong bốn nhúm: cỏc giao thức mạng cục bộ, cỏc giao thức mạng diện rộng, giao thức mạng và cỏc giao thức định tuyến. Giao thức mạng cục bộ hoạt động trờn lớp vật lý và lớp liờn kết dữ liệu. Giao thức mạng diện rộng hoạt động trờn 3 lớp dưới cựng trong mụ hỡnh OSI. Giao thức định tuyến là giao thức lớp mạng và động định tuyến và truyền tải dữ liệu. Giao thức mạng làcho phộp giao tiếp với lớp ứng dụng.
Vai trũ của bộ định tuyến trong mụi trường truyền cỏc kết nối giữa cỏc mạng khỏc nhau với nhiều giao thứcụng nghệ truyền dẫn khỏc nhau.
Chức năng chớnh của bộ định tuyến là: - Định tuyến (routing)
- Chuyển mạch cỏc gúi tin (packet switching)
Định tuyến là chức năng đảm bảo gúi tin được chuyển chớnh xỏc tới địa chỉ cần đến. Chuyển mạch cỏc gúi tin là chức năng chuyển mạch số liệu, truyền tải cỏc gúi tin theo hướng đó định trờn cơ sở cỏc định tuyến được đặt ra. Như vậy, trờn mỗi bộ định tuyến, ta phải xõy dựng một bảng định tuyến, trờn đú chỉ rừ địa chỉ cần đến và đường đi cho nú. Bộ định tuyến dựa vào địa chỉ của gúi tin
kết hợp với bảng định tuyến để chuyển gúi tin đi đỳng đến đớch. Cỏc gúi tin khụng cú đỳng địa chỉ đớch trờn bảng định tuyến sẽ bị huỷ.
Chức năng đầu tiờn của bộ định tuyến là chức năng định tuyến như tờn gọi của nú cũng là chức năng chớnh của bộ định tuyến làm việc với cỏc giao thức định tuyến. Bộ định tuyến được xếp vào cỏc thiết bị mạng làm việc ở lớp 3, lớp mạng.
Tương đương chức năng thiết bị trong mụ hỡnh OSI
Chức năng khỏc của bộ định tuyến là cho phộp sử dụng cỏc phương thức truyền thụng khỏc nhau để đấu nối diện rộng. Chức năng kết nối diện rộng WAN của bộ định tuyến là khụng thể thiếu để đảm bảo vai trũ kết nối truyền thụng giữa cỏc mạng với nhau. Chức năng kết nối mạng cục bộ, bất kỳ bộ định tuyến nào cũng cần cú chức năng này để đảm bảo kết nối đến vựng dịch vụ của mạng. Bộ định tuyến cũn cú cỏc chức năng đảm bảo hoạt động cho cỏc giao thức mạng mà nú quản lý.
7.2.2. Giới thiệu bộ định tuyến Cisco
a. Giới thiệu bộ định tuyến Cisco
Sơ lược về bộ định tuyến
Bộ định tuyến Cisco bao gồm nhiều nền tảng phần cứng khỏc nhau được thiết kế xõy dựng cho phự hợp với nhu cầu và mục đớch sử dụng của cỏc giải phỏp khỏc nhau. Cỏc chức năng xử lý hoạt động của bộ định tuyến Cisco dựa trờn nền tảng cốt lừi là hệ điều hành IOS. Tuỳ theo cỏc nhu cầu cụ thể mà một bộ định tuyến Cisco sẽ cần một IOS cú cỏc tớnh năng phự hợp. IOS cú nhiều phiờn bản khỏc nhau, một số loại phần cứng mới được phỏt triển chỉ cú thể được hỗ trợ bởi cỏc IOS phiờn bản mới nhất. Cỏc thành phần cấu thành bộ định tuyến
Hỡnh 7-1: Cỏc thành phần của bộ định tuyển Cisco
- RAM: Giữ bảng định tuyến, ARP Cache, fast-switching cache, packet buffer, và là nơi chạy cỏc file cấu hỡnh cho bộ định tuyến. Đõy chớnh là nơi lưu giữ file Running-Config, chứa cấu hỡnh đang hoạt động của Router. Khi ngừng cấp nguồn cho bộ định tuyến, bộ nhớ này sẽ tự động giải phúng. Tất cả cỏc thụng tin trong file Running-Config sẽ bị mất hoàn toàn. - NVRAM: non- volatile RAM, là nơi giữ startup/backup configure, khụng bị mất thụng tin khi
mất nguồn vào. File Startup-Config được lưu trong này để đảm bảo khi khởi động lại, cấu hỡnh của bộ định tuyến sẽ được tự động đưa về trạng thỏi đó lưu giữ trong file. Vỡ vậy, phải thường xuyờn lưu file Running-Config thành file Startup-Config.
- Flash: Là ROM cú khả năng xoỏ, và ghi đợc. Là nơi chứa hệ điều hành IOS của bộ định tuyến. Khi khởi động, bộ định tuyến sẽ tự đọc ROM để nạp IOS trước khi nạp file Startup-Config trong NVRAM.
- ROM: Chứa cỏc chương trỡnh tự động kiểm tra.
- Cổng Console: Được sử dụng để cấu hỡnh trực tiếp bộ định tuyến. Tốc độ dữ liệu dựng cho cấu hỡnh bằng mỏy tớnh qua cổng COM là 9600b/s. Giao diện ra của cổng này là RJ45 female.
- Cổng AUX: Được sử dụng để quản lý và cấu hỡnh cho bộ định tuyến thụng qua modem dự phũng cho cổng Console. Giao diện ra của cổng này cũng là RJ45 female.
- Cỏc giao diện:
Cổng Ethernet / Fast Ethernet
Cổng Serial
Cổng ASYNC ...
b. Một số tớnh năng ưu việt của bộ định tuyến Cisco
- Cú khả năng tớch hợp nhiều chức năng xử lý trờn cựng một sản phẩm với việc sử dụng cỏc module chức năng thớch hợp và IOS thớch hợp.
- Dễ dàng trong việc nõng cấp bộ định tuyến Cisco cả về phần mềm lẫn phần cứng do đú dễ dàng đỏp ứng cỏc nhu cầu thay đổi, mở rộng mạng, đỏp ứng cỏc nhu cầu phỏt triển và ứng dụng cụng nghệ mới.
- Tương thớch và dễ dàng mở rộng cho cỏc nhu cầu về đa dịch vụ ngày càng gia tăng trờn. - Tớnh bền vững, an toàn và bảo mật. c. Một số bộ định tuyến Cisco thụng dụng - Bộ định tuyến Cisco 2500 - Bộ định tuyến Cisco 2509 - 01 cổng console, 01 AUX
- 02 cổng serial tốc độ tới 2Mbps: kết nối leased-line, X.25, Frame Relay... - 01 Ethernet tốc độ 10Mbps giao diện AUI: cần thiết cú đầu chuyển RJ45/AUI khi kết nối vào cỏc mạng switch/hub thụng thường.
Hỡnh 7-2 : Bộ định tuyến Cisco 2501
- 01 cổng Async cho phộp kết nối đến 08 modem V34/V90. Sử dụng mụt cỏp kết nối Octal để kết nối cỏc modem đến bộ định tuyến.
- Bộ định tuyến Cisco 2501 - 01 cổng console, 01 AUX
- 02 cổng serial tốc độ tới 2Mbps: kết nối leased-line, X.25, Frame Relay...
- 01 Ethernet tốc độ 10Mbps giao diện AUI: cần thiết cú đầu chuyển RJ45/AUI khi kết nối vào cỏc mạng switch/hub thụng thường
Cisco đó ngừng sản xuất cỏc bộ định tuyến Cisco dũng 2500. Bộ định tuyến Cisco 1600
Hỡnh 7-3: Bộ định tuyến Cisco 1601
- Bộ định tuyến Cisco 1601 - 01 cổng console
- 01 cổng serial tốc độ tới 2Mbps: kết nối leased-line, X.25, Frame Relay...
- 01 Ethernet tốc độ 10Mbps giao diện AUI và RJ48 (Female Socket for RJ45 connector)
- 01 serial slot: cú thể sử dụng cho cổng Serial thứ 2, card ISDN BRI
Hỡnh 7-4 : Bộ định tuyến Cisco 1603
- Bộ định tuyến Cisco 1603 - 01 cổng console
- 01 cổng ISDN BRI giao diện S/T: kết nối ISDN tốc độ 2B+D, khi sử dụng ở Việt nam cần cú thờm một bộ tiếp hợp NT1 để đấu nối vào mạng ISDN.
- 01 Ethernet tốc độ 10Mbps giao diện AUI và RJ48 (Female Socket for RJ45 connector)
- 01 serial slot: cú thể sử dụng cho cổng Serial, card ISDN BRI
Bộ định tuyến Cisco 1700
Hỡnh 7-5: Bộ định tuyến Cisco 1721
- Bộ định tuyến Cisco 1721 - 01 cổng console, 01 AUX
- 01 FastEthernet tốc độ 10/100Mbps giao diện RJ48 (Female Socket for RJ45 connector)
- 02 WAN slot: cú thể sử dụng cho cổng Serial, card ISDN BRI...
Hỡnh 7-6 : Bộ định tuyến Cisco 1751
- Bộ định tuyến Cisco 1751 - 01 cổng console, 01 AUX
- 01 FastEthernet tốc độ 10/100Mbps giao diện RJ48 (Female Socket for RJ45 connector)
- 02 WAN slot: cú thể sử dụng cho cổng Serial, card ISDN BRI... - 01 Voice slot: chỉ cho phộp cắm cỏc card voice
Hỡnh 7-7: Bộ định tuyến Cisco 2610
- Bộ định tuyến Cisco 2610 - 01 cổng console, 01AUX
- 01 Ethernet tốc độ 10Mbps giao diện RJ48 (Female Socket for RJ45 connector)
- 02 serial slot: cú thể sử dụng cho cổng Serial, card ISDN BRI, card voice...
- 01 network module slot: cú thể sử dụng module Async, Sync/Async, Channelized E1, PRI ...
Hỡnh 7-8: Bộ định tuyến Cisco 2621
- Bộ định tuyến Cisco 2621 - 01 cổng console, 01AUX
- 02 FastEthernet tốc độ 10/100Mbps giao diện RJ48 (Female Socket for RJ45 connector)
- 02 serial slot: cú thể sử dụng cho cổng Serial, card ISDN BRI, card voice...
- 01 network module slot: cú thể sử dụng module Async, Sync/Async, Channelized E1, PRI ...
Bộ định tuyến Cisco 3600
Hỡnh7-9: Bộ định tuyến Cisco 3620
- Bộ định tuyến 3620 - 01 cổng console, 01AUX - PCMCIA slot
- 02 network module slot: cú thể sử dụng module Async, Sync/Async, Channelized E1, PRI, Ethernet/FastEthernet, Voice, VPN ...
- Khi kết nối với mạng LAN cần thiết cú một Network module cú cổng Ethernet/FastEthernet. Hỡnh 7-10: Bộ định tuyến Cisco 3661 - Bộ định tuyến 3661 - 01 cổng console, 01AUX - PCMCIA slot - 01 FastEthernet tốc độ 100Mbps
- 06 network module slot: cú thể sử dụng module Async, Sync/Async, Channelized E1, PRI, Ethernet/FastEthernet, Voice, VPN ...
- 02 module nguồn, hỗ trợ và dự phũng lẫn nhau, đảm bảo về mặt cung cấp nguồn điện cho bộ định tuyến. Cú thể thay thế module nguồn mà khụng cần phải tắt điện toàn bộ bộ định tuyến.
7.2.3. Cấu hỡnh bộ định tuyến
Bộ định tuyến là một thiết bị mỏy tớnh được thiết kế đặc biệt để đảm đương được vai trũ xử lý truyền tải thụng tin trờn mạng. Nú được thiết kế bao gồm cỏc phần tử khụng thể thiếu như CPU, bộ nhớ ROM, RAM, cỏc bus dữ
liệu, hệ điều hành. Cỏc phần tử khỏc tựy theo nhu cầu sử dụng cú thể cú hoặc khụng bao gồm cỏc giao tiếp, cỏc module và cỏc tớnh năng đặc biệt của hệ điều hành.
CPU: điều khiển mọi hoạt động của bộ định tuyến trờn cơ sở cỏc hệ thống chương trỡnh thực thi của hệ điều hành.
ROM: chứa cỏc chương trỡnh tự động kiểm tra và cú thể cú thành phần cơ bản nhất sao cho bộ định tuyến cú thể thực thi được một số hoạt động tối thiểu ngay cả khi khụng cú hệ điều hành hay hệ điều hành bị hỏng.
RAM: giữ cỏc bảng định tuyến, cỏc vựng đệm, tập tin cấu hỡnh khi chạy, cỏc thụng số đảm bảo hoạt động của bộ định tuyến khỏc.
Flash: là thiết bị nhớ / lưu trữ cú khả năng xoỏ và ghi được, khụng mất dữ liệu khi cắt nguồn. Hệ điều hành của bộ định tuyến được chứa ở đõy. Tựy thuộc cỏc bộ định tuyến khỏc nhau, hệ điều hành sẽ được chạy trực tiếp từ Flash hay được gión ra RAM trước khi chạy. Tập tin cấu hỡnh cũng cú thể được lưu trữ trong Flash.
Hệ điều hành: đảm đương hoạt động của bộ định tuyến. Hệ điều hành của cỏc bộ định tuyến khỏc nhau cú cỏc chức năng khỏc nhau và thường được thiết kế khỏc nhau. Mỗi bộ định tuyến cú thể chạy rất nhiều hệ điều hành khỏc nhau tựy thuộc vào nhu cầu sử dụng cụ thể, cỏc chức năng cần thiết phải cú của bộ định tuyến và cỏc thành phần phần cứng cú trong bộ định tuyến. Cỏc thành phần phần cứng mới yờu cầu cú sự nõng cấp về hệ điều hành. Cỏc tớnh năng đặc biệt được cung cấp trong cỏc bản nõng cấp riờng của hệ điều hành.
Cỏc giao tiếp: bộ định tuyến cú nhiều cỏc giao tiếp trong đú chủ yếu bao gồm:
- Giao tiếp WAN: đảm bảo cho cỏc kết nối diện rộng thụng qua cỏc phương thức truyền thụng khỏc nhau như leased-line, Frame Relay, X.25, ISDN, ATM, xDSL ... Cỏc giao tiếp WAN cho phộp bộ định tuyến kết nối theo nhiều cỏc giao diện và tốc độ khỏc nhau: V.35, X.21, G.703, E1, E3, cỏp quang v.v...
- Giao tiếp LAN: đảm bảo cho cỏc kết nối mạng cục bộ, kết nối đến cỏc vựng cung cấp dịch vụ trờn mạng. Cỏc giao tiếp LAN thụng dụng: Ethernet, FastEthernet, GigaEthernet, cỏp quang.
7.3. In trờn mạng 7.3.1. Giới thiệu 7.3.1. Giới thiệu
Hiện nay mỏy in trờn mạng cũng là một tài nguyờn việc chia sẻ của mạng cho người sử dụng. Tuy cỏc mỏy in đang ngày càng rẻ đi nhưng với nhu cầu về chất lượng đang ngày một cao thỡ việc chia sẻ cỏc mỏy in đắt tiền trờn mạng vẫn đang cần thiết. Windows NT là một hệ điều hành mạng mà bất kỳ mỏy tớnh Windows NT nào cũng cú thể cung cấp cỏc dịch vụ in ấn cho người sử dụng trong mạng.
Khi chia sẻ một mỏy in trờn mạng (cho nhiều người cú thể cựng sử dụng) chỳng ta cần phải giải quyết những vấn đề sau :
Mỏy in khụng làm được 2 việc một lỳc, nếu phải nhận cựng một lỳc thỡ sẽ cú va chạm, do vậy mạng phải cú cơ chế sắp xếp cụng việc sao cho mỏy in