3.3.1 Card giao tiếp mạng (Network Interface Card)
Để nối mỏy tớnh vào mạng, mỏy tớnh phải cú một thiết bị giao tiếp với mạng thường được gọi ngắn là card mạng. Một số mỏy tớnh ngày nay tớch hợp sẵn thiết bị giao tiếp mạng trờn bản mạch chủ (mainboard). Một số mỏy khỏc thỡ khụng cú sẵn, người dựng phải mua thờm để cắm vào mỏy tớnh.
Đú là một card được cắm trực tiếp vào mỏy tớnh trờn khe cắm mở rộng ISA hoặc PCI hoặc tớch hợp vào bo mạch chủ PC. Trờn đú cú cỏc mạch điện giỳp cho việc tiếp nhận (receiver) hoặc/và phỏt (transmitter) tớn hiệu lờn mạng. Người ta thường dựng từ tranceiver để chỉ thiết bị (mạch) cú cả hai chức năng thu và phỏt.
3.3.2 Bộ chuyển tiếp Repeater
Làm việc với tầng thứ nhất của mụ hỡnh OSI - tầng vật lý
Repeater cú hai cổng. Nú thực hiện việc chuyển tiếp tất cả cỏc tớn hiệu vật lý đến từ cổng này ra cổng khỏc sau khi đó khuyếch đại tất cả cỏc Lan liờn kết với nhau qua repeater trở thành một LAN.
3.3.3 Bộ tập trung Hub (Concentrator hay HUB)
HUB là một loại thiết bị cú nhiều đầu cắm cỏc đầu cỏp mạng. Người ta sử dụng HUB để nối mạng theo kiểu hỡnh sao. Ưu điểm của kiểu nối này là tăng độ độc lập của cỏc mỏy khi một mỏy bị sự cố dõy dẫn.
Cú loại HUB thụ động (passive HUB) là HUB chỉ đảm bảo chức năng kết nối hoàn toàn khụng xử lý lại tớn hiệu. HUB chủ động (active HUB) là HUB cú chức năng khuyếch đại tớn hiệu để chống suy hao.
HUB thụng minh (intelligent HUB) là HUB chủ động nhưng cú khả năng tạo ra cỏc gúi tin mang tin tức về hoạt động của mỡnh và gửi lờn mạng để người quản trị mạng cú thể thực hiện quản trị tự động Hub là bộ chia hay cũn gọi là bộ tập trung thường được dựng để nối mạng, thụng qua những đầu cắm của nú người ta liờn kết với cỏc mỏy tớnh dưới dạng hỡnh sao. Người ta chia ra làm 3 loại Hub:
+ Hub bị động: Hub khụng chứa cỏc linh kiện điện tử và cũng khụng xử lý cỏc tớn hiệu dữ liệu, nú cú chức năng duy nhất là tổ hợp cỏc tớn hiệu từ một số đoạn cỏp mạng. Khoảng cỏch từ một mỏy tớnh đến một Hub phải nhỏ hơn nửa khoảng cỏch tối đa cho phộp giữa hai mỏy tớnh trờn mạng.
VD: Khoảng cỏch tối đa cho phộp giữa 2 mỏy tớnh của mạng là 200m thỡ khoảng cỏch tối đa giữa một mỏy tớnh và Hub là 100m.
+ Hub chủ động: Hub chủ động cú cỏc linh kiện điện tử cú thể khuyếch đại và xử lý cỏc tớn hiệu điện tử truyền giữa cỏc thiết bị của mạng. Trong quỏ trỡnh truyền cỏc tớn hiệu cú thể bị suy giảm, Hub cú tỏc dụng tỏi sinh lại cỏc tớn hiệu làm cho nú khoẻ hơn ớt lỗi và cú thể truyền đi xa hơn.
+ Hub thụng minh: Chớnh là Hub chủ động nhưng cú thểm cỏc chức năng mới như cho phộp Hub gửi cỏc gúi tin về trạm điều khiển mạng trung tõm và nú cũng cho phộp trạm trung tõm quản lý Hub (Quản trị Hub).
3.3.4 Bộ tập trung Switch (hay cũn gọi tắt là switch)
Là cỏc bộ chuyển mạch thực sự. Khỏc với HUB thụng thường, thay vỡ chuyển một tớn hiệu đến từ một cổng cho tất cả cỏc cổng, nú chỉ chuyển tớn hiệu đến cổng cú trạm đớch. Do vậy Switch là một thiết bị quan trọng trong cỏc mạng cục bộ lớn dựng để phõn đoạn mạng. Nhờ cú switch mà đụng độ trờn mạng giảm hẳn. Ngày nay switch là cỏc thiết bị mạng quan trọng cho phộp tuỳ biến trờn mạng chẳng hạn lập mạng ảo VLAN Dải thụng của cỏp này cũn phụ thuộc vào chiều dài của cỏp. Với khoảng cỏch1 km cú thể đạt tốc độ truyền từ 1– 2 Gbps. Cỏp đồng trục băng tần cơ sở thường dựng cho cỏc mạng cục bộ. Cú thể nối cỏp bằng cỏc đầu nối theo chuẩn BNC cú hỡnh chữ T. ở VN người ta hay gọi cỏp này là cỏp gầy do dịch từ tờn trong tiếng Anh là „Thin Ethernet”.
Một loại cỏp khỏc cú tờn là “Thick Ethernet” mà ta gọi là cỏp bộo. Loại này thường cú màu vàng. Người ta khụng nối cỏp bằng cỏc đầu nối chữ T như cỏp gầy mà nối qua cỏc kẹp bấm vào dõy. Cứ 2m5 lại cú đỏnh dấu để nối dõy (nếu cần). Từ kẹp đú người ta gắn cỏc tranceiver rồi nối vào mỏy tớnh.
-Làm việc như một bridge nhiều cổng. Khỏc với HUB nhận tớn hiệu từ một cổng rồi chuyển tiếp tới tất cả cỏc cổng cũn lại, switch nhận tớn hiệu vật lý, chuyển đổi thành dữ liệu, từ một cổng, kiểm tra địa chỉ đớch rồi gửi tới một cổng tương ứng.
-Nhiều node mạng cú thể gửi thụng tin đến cựng một node khỏc tại cựng một thời điểm mở rộng dải thụng của LAN. Switch được thiết kế để liờn kết cỏc cổng của nú với dải thụng rất lớn (vài trăm Mbps đến hàng Gbps)
-Dựng để vượt qua hạn chế về bỏn kớnh hoạt động của mạng gõy ra bởi số lượng repeater được phộp sử dụng giữa hai node bất kỳ của một LAN
-Là thiết bị lý tưởng dựng để chia LAN thành nhiều Lan “con” làm giảm dung lượng thụng tin truyền trờn toàn LAN
-Hỗ trợ cụng nghệ Full Duplex dựng để mở rộng băng thụng của đường truyền mà khụng cú repeater hoăcj Hub nào dựng được
-Hỗ trợ mạng đa dịch vụ (õm thanh, video, dữ liệu)
3.3.5 Modem
Là tờn viết tắt từ hai từ điều chế (MOdulation) và giải điều chế (DEModulation) là thiết bị cho phộp điều chế để biến đổi tớn hiệu số sang tớn hiệu tương tự để cú thể gửi theo đường thoại và khi nhận tớn hiệu từ đường thoại cú thể biến đổi ngược lại thành tớn hiệu số.
Là thiết bị được mỏy tớnh sử dụng để truyền thụng qua đường dõy điện thoại. Nú được sử dụng để biến đổi tớn hiệu số của mỏy tớnh thành tớn hiệu tương tự thớch hợp cho đường dõy điện thoại và biến đổi tớn hiệu tương tự từ đường truyền thành tớn hiệu số cho mỏy tớnh. Modem cú thể thực hiện việc nộn dữ liệu để tăng tốc độ truyền tải và thực hiện việc hiệu chỉnh lỗi để bảo đảm tớnh toàn vẹn của dữ liệu.
Tốc độ di chuyển của dữ liệu trờn cỏc đường dõy điện thoại gọi là tốc độ modem hay tốc độ đường dõy và được đo lường bằng tốc Baud hay là bit/s (bps).
Giới hạn tốc độ của Modem phần lớn được xỏc định bởi chất lượng tương tự của đường dõy điện thoại và phương thức chuyển đổi cỏc dữ liệu thành tớn hiệu số trong suốt phiờn truyền tải qua đường dõy điện thoại. Tốc độ truyền tải tổng thể được xỏc định bởi tốc độ cổng và tốc độ đường dõy.
Cú hai loại Modem là Modem lắp ngoài và Modem lắp trong
3.3.6 Router
-Làm việc trờn tầng network của mụ hỡnh OSI.
-Thường cú nhiều hơn 2 cổng. Nú tiếp nhận tớn hiệu vật lý từ một cổng, chuyển đổi về dạng dữ liệu, kiểm tra địa chỉ mạng rồi chuyển dữ liệu đến cổng tương ứng.
-Dựng để liờn kết cỏc LAN cú thể khỏc nhau về chuẩn Lan nhưng cựng giao thức mạng ở tầng network.
-Cú thể liờn kết hai mạng ở rất xa nhau
3.3.7 Kỹ thuật mạng Ethernet
Ethernet là một loạt cỏc cụng nghệ mạng và hệ thống được sử dụng trong cỏc mạng cục bộ (LAN), nơi cỏc mỏy tớnh được kết nối trong một khụng gian vật lý chớnh.
Cỏc hệ thống sử dụng giao tiếp Ethernet chia luồng dữ liệu thành cỏc gúi, được gọi là cỏc khung. Khung bao gồm thụng tin địa chỉ nguồn và đớch cũng như cỏc cơ chế được sử dụng để phỏt hiện lỗi trong dữ liệu được truyền và yờu cầu truyền lại.
a. Kiểu 10BASE 2
Mụ hỡnh phần cứng -Topo dạng BUS
-Dựng cỏp đồng trục mỏng 50 , đường kớnh xấp xỉ 5mm, T- connector, BNC connector
-Hai đầu cỏp cú hai Terminator 50 , chống phản hồi súng mang dữ liệu. Dữ liệu truyền thụng sẽ khụng được đảm bảo đỳng đắn nếu một trong hai Terminator này bị thiếu hoặc bị lỗi.
-Trờn mỗi đoạn cỏp cú thể liờn kết tối đa 30 trạm làm việc. Khoảng cỏch tối thiểu giữa hai trạm là 0.5 m. Khoảng cỏch tối đa giữa hai trạm là 185m. Để bảo đảm chất lượng truyền thụng người ta thường chọn khoảng cỏch tối thiểu giữa hai trạm là 5m.
-Việc liờn kết cỏc mỏy tớnh vào mạng được thực hiện bởi cỏc T - connector và BNC connector.
-Số 2 trong tờn gọi 10BASE- 2 là bắt nguồn từ điều kiện khoảng cỏch tối đa giữa hai trạm trờn đoạn cỏp là 185m 200m
Quy tắc 5 - 4 - 3
- Quy tắc 5- 4- 3 được ỏp dụng cho chuẩn 10BASE- 2 dựng repeater cũng tương tự như đối với trường hợp cho chuẩn 10BASE- 5
+ Khụng được cú quỏ 5 đoạn mạng
+ Khụng được cú quỏ 4 repeater giữa hai trạm làm việc bất kỳ
+ Khụng được cú quỏ 3 đoạn mạng cú trạm làm việc. Cỏc đoạn mạng khụng cú trạm làm việc gọi là cỏc đoạn liờn kết. Hình 4-4. Mô hình phần cứng 10BASE-2
Segment, max 30 node
Min 0,5 m; Max 185m cáp mỏng T connector
Terminator Terminator
NIC
Hình 4-5. Mở rộng mạng 10BASE-2 bằng Repeater
Segment, max 185 m; 30 node
Segment, max 185 m; 30 node
Repeater
Hỡnh 3.9: Mở rộng mạng 10BASE- 2 bằng Repeater Hình 4-6 . Quy tắc 5-4-3
Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 4 Segment 5 Repeater 1 Repeater 2 Repeater 3 Repeater 4
Trạm liên kết Trạm làm việc Hỡnh 3.10: Quy tắc 5- 4- 3 b. Kiểu 10BASE 5 Mụ hỡnh phần cứng của mạng Topo dạng BUS
Dựng cỏp đồng trục bộo 50 cũn gọi là cỏp vàng, AUI connector (Attachement Unit Interface)
Hai đầu cỏp cú hai Terminator 50 , chống phản hồi súng mang tớn hiệu. Dữ liệu truyền thụng sẽ khụng được đảm bảo đỳng đắn nếu một trong hai Terminator này bị thiếu hoặc bị lỗi.
Trờn mỗi đoạn cỏp cú thể liờn kết tối đa 100 AUI Transceiver Connector “cỏi”. Khoảng cỏch tối đa giữa hai AUI là 2,5 m, khoảng cỏch tối đa là 500m trờn cỏp cú đỏnh cỏc dấu hiệu theo từng đoạn bội số của 2,5m và để đảm bảo truyền thụng người ta thường chọn khoảng cỏch tối thiệu giữa hai AUI là 5 m.
Việc liờn kết cỏc mỏy tớnh vào mạng được thực hiện bởi cỏc đoạn cỏp nối từ cỏc AUI connector đến NIC trong mỏy tớnh, gọi là cỏp AUI. Hai đầu cỏp AUI liờn kết với hai AUI connector “đực”. Chiều dài tối đa của một cỏp AUI là 50 m. Số 5 trong tờn gọi 10BASE- 5 là bắt nguồn từ điều kiện khoảng cỏch tối đa giữa hai AUI trờn cỏp là 500 m.
Quy tắc 5- 4- 3
Repeater: Như đó trỡnh bày ở trờn, trong mỗi đoạn mạng dựng cỏp đồng trục bộo khụng được cú quỏ 100 AUI, khoảng cỏch tối đa giữa hai AUI khụng được vượt quỏ 500m. Trong trường hợp muốn mở rộng mạng với nhau bằng một thiết bị chuyển tiếp tớn hiệu gọi là Repeater. Repeater cú hai cổng, tớn hiệu được nhận vào ở cổng này thỡ sẽ được phỏt tiếp ở ra sau cổng kia sau khi đó được khuyếch đại. Tuy nhiờn cú những hạn chế bắt buộc về số lượng cỏc đoạn mạng và nỳt mạng cú thể cú trờn một Ethernet LAN
Quy tắc 5- 4- 3 là quy tắc tiờu chuẩn của Ethernet được ỏp dụng trong trường hợp muốn mở rộng mạng, nghĩa là muốn xõy dựng một LAN cú bỏn kớnh hoạt động rộng hoặc cú nhiều trạm làm việc vượt quỏ những hạn chế trờn một đoạn cỏp mạng (segment).
Quy tắc 5- 4- 3 được ỏp dụng cho chuẩn 10BASE- 5 dựng repeater như sau:
+ Khụng được cú quỏ 5 đoạn mạng
+ Khụng được cú quỏ 4 repeater giữa hai trạm làm việc bất kỳ
+ Khụng được cú quỏ 3 đoạn mạng cú trạm làm việc. Cỏc đoạn mạng khụng cú trạm làm việc gọi là cỏc đoạn liờn kết. Hình 4-7. Mô hình phần cứng 10BASE-5
Segment, max 100 node
Min 2,5 m; Max 500m cáp béo Transceiver
Terminator Terminator
Transceiver cable
Hỡnh 3.11: Mụ hỡnh phần cứng 10BASE- 5
Hình 4-8. Mở rộng mạng 10BASE-5 bằng Repeater
Segment Segment Max 500m; 100 node Max 500m; 100 node
Repeater
Hỡnh 3.12: Mở rộng mạng 10BASE- 2 bằng Repeater
Hình 4-9. Quy tắc 5-4-3
Segment 1 Segment 2 Segment 3 Segment 4 Segment 5 Repeater 1 Repeater 2 Repeater 3 Repeater 4
Trạm liên kết
Trạm làm việc
Hỡnh 3.13: Qui tắc 5- 4- 3
c. Kiểu 10BASE T100/1000
Mụ hỡnh phẫn cứng của mạng
Dựng cỏp đụi xoắn UTP, RJ 45 connector, và một thiết bị ghộp nối trung tõm gọi là HUB
Mỗi HUB cú thể nối từ 4 tới 24 cổng RJ45, cỏc trạm làm việc được kết nối từ NIC tới cổng HUB bằng cỏp UTP với hai đầu RJ45. Khoảng cỏch tối đa từ HUB đến NIC là 100m
Về mặt vật lý (hỡnh thức) topo của mạng cú dạng hỡnh sao
Tuy nhiờn về bản chất HUB là một loại Repeater nhiều cổng vỡ vậy về mặt logic, mạng theo chuẩn 10BASE- T vẫn là mạng dạng BUS
Chữ T trong tờn gọi 10BASE- T bắt nguồn từ chữ Twisted pair cable (cỏp đụi dõy xoắn)
Quy tắc mở rộng mạng
Vỡ HUB là một loại Repeater nhiều cổng nờn để mở rộng mạng cú thể liờn kết nối tiếp cỏc HUB với nhau và cũng khụng được cú quỏ 4 HUB giữa hai trạm làm việc bất kỳ của mạng
HUB cú khả năng xếp chồng: là loại HUB cú cổng riờng để liờn kết cỏc chỳng lại với nhau bằng cỏp riờng thành như một HUB. Như vậy dựng loại HUB này người dựng cú thể dễ dàng mở rộng số cổng của HUB trong tương lai khi cần thiết. Tuy nhiờn số lượng HUB cú thể xếp chồng cũng cú giới hạn và phụ thuộv vào từng nhà sản xuất, thụng thường khụng vượt quỏ 5 HUB.
10BASE- 5 với HUB: Dự HUB cú khả năng xếp chồng, người sử dụng cú thể tăng số lượng mỏy kết nối trong mạng nhưng bỏn kớnh hoạt động của mạng vẫn khụng thay đổi vỡ khoảng cỏch từ cổng HUB đến NIC khụng thể vượt quỏ 100m. Một giải phỏp để cú thể mở rộng được bỏn kớnh hoạt động của mạng là dựng HUB cú hỗ trợ một cổng AUI để liờn kết cỏc HUB bằng cỏp đồng trục bộo theo chuẩn 10BASE- 5. Một cỏp đồng trục bộo theo chuẩn 10BASE- 5 cú chiều dài tối đa là 500m Hình 4-10. Cấu hình phần cứng 10BASE-T
Cáp UTP Max 100m
Hình4 - 11. Mở rộng mạng 10BASE-T Hỡnh 3.15: Mở rộng mạng 10BASE- T Hình 4-12. HUB xếp chồng Cáp liên kết chuyên dụng Hỡnh 3.16: HUB xếp chồng
Hình 4 - 13. Mở rộng LAN với 10BASE-T và 10BASE-5
Cáp UTP
Chƣơng 4 Tụpụ mạng 4.1 Cỏc kiểu giao kết
4.1.1 Kiểu điểm - điểm (Point to Point)
Đường truyền nối từng cặp node lại với nhau theo một hỡnh học xỏc định. Một kờnh truyền vật lý sẽ được thiết lập giữa 2 node cú nhu cầu trao đổi thụng tin. Chức năng cỏc node trung gian: tiếp nhận, lưu trữ tạm thời và gửi tiếp thụng tin sang node tiếp theo khi đường truyền rỗi. Cấu trỳc điểm- điểm gọi là mạng lưu và gửi tiếp (Store - and - Forward).
Ưu điểm là ớt khả năng đụng độ thụng tin (Collision).
Nhược điểm của nú là hiệu suất sử dụng đường truyền thấp. Chiếm dụng nhiều tài nguyờn, độ trễ lớn, tiờu tốn nhiều thời gian để thiết lập đường truyền và xử lý tại cỏc node. Vỡ vậy tốc độ trao đổi thụng tin thấp.
4.1.2 Kiểu quảng bỏ (Point to Multipoint, Broadcasting)
Tất cả cỏc node cựng truy nhập chung trờn một đường truyền vật lý. Một thụng điệp được truyền đi từ một node nào đú sẽ được tất cả cỏc node cũn lại tiếp nhận và kiểm tra địa chỉ đớch trong thụng điệp cú phải của nú hay khụng. Cần thiết phải cú cơ chế để giải quyết vấn đề đụng độ thụng tin (Collision) hay tắc nghẽn thụng tin trờn đường truyền trong cỏc mạng hỡnh BUS và hỡnh RING. Cỏc mạng cú cấu trỳc quảng bỏ được phõn chia thành hai loại: quảng bỏ tĩnh và quảng bỏ động phụ thuộc vào việc cấp phỏt đường truyền cho cỏc node. Trong