+ Mạng tạo khả năng dùng chung tài nguyên cho các người dùng: Vấn đề là làm cho các tài nguyên trên mạng như chương trình, dữ liệu và thiết bị, đặc biệt là các thiết bị đắt tiền, có thể sẵn dùng cho mọi người trên mạng mà không cần quan tâm đến vị trí thực của tài nguyên và người dùng.
Về mặt thiết bị, các thiết bị chất lượng cao thường đắt tiền, chúng thường được dùng chung cho nhiều người nhằm giảm chi phí vàdễ bảo quản.
Về mặt chương trình và dữ liệu, khi được dùng chung, mỗi thay đổi sẽ sẵn dùng cho mọi thành viên trên mạng ngay lập tức. Điều này thể hiện rất rõ tại các nơi như ngân hàng, các đại lý bán vé máy bay...
+ Mạng cho phép nâng cao độ tin cậy: Khi sử dụng mạng, có thể thực hiện một chương trình tại nhiều máy tính khác nhau, nhiều thiết bị có thể dùng chung. Điều này tăng độ tin cậy trong công việc vì khi có máy tính hoặc thiết bị bị hỏng, công việc vẫn có thể tiếp tục với các máy tính hoặc thiết bị khác trên mạng trong khi chờsửa chữa.
+ Mạng giúp cho công việc đạt hiệu suất cao hơn: Khi chương trình và dữ liệu đã dùng chung trên mạng, có thể bỏ qua một số khâu đối chiếu không cần thiết. Việc điều chỉnh chương trình (nếu có) cũng tiết kiệm thời gian hơn do chỉ cần cài đặt lạitrên một
máy.
Về mặt tổ chức, việc sao chép dữ liệu phòng hờ tiện lợi hơn do có thể giao cho chỉ một người thayvì mọi người phải tự sao chép phần của mình.
+ Tiết kiệm chi phí: Việc dùng chung các hiết bị ngoại vi cho phép giảm chi phí trang bị tính trên số người dùng. Về phần mềm, nhiều nhà sản xuất phần mềm cung cấp cả những ấn bản cho nhiều người dùng, với chi phí thấp hơn tính trên mỗi người dùng.
+ Tăng cường tính bảo mật thông tin: Dữ liệu được lưu trên các máy phục vụ tập tin (file server) sẽ được bảo vệ tốt hơn so với đặt tại các máy cá nhân nhờ cơ chế bảo mật của các hệ điều hành mạng.
+ Việc phát triển mạng máy tính đã tạo ra nhiều ứng dụng mới: Một số ứng dụng có ảnh hưởng quan trọng đến toàn xã hội: khả năng truy xuất các chương trình và dữ liệu từ xa, khả năng thông tin liên lạc dễ dàng và hiệu quả, tạo môi trường giao tiếp thuận lợi giữa những người dùng khác nhau, khả năng tìm kiếm thông tin nhanh chóng trên phạm vi toànthế giới,...
Câu 1: Trình bày ưu, nhược điểm và vẽ các đồhình mạng (topo): Start, Ring, Bus.
Câu 2: Trình bày và phân biệt các loại mạng máy tính: LAN, WAN, MAN, GAN.
Câu 3: Trình bày và so sánh ưu, nhược điểm của mô hình server-client và peer to peer.
Câu 4: Trình bày đặc điểm của các phương pháp truyền thông: unicast, anycast, multicast, broadcast. Nêu ưu nhược điểm của các phương pháp này.
CHƯƠNG 3
CÁC THIẾT BỊ MẠNG 3.1. CÁC LOẠI CÁP
3.1.1. Cápxoắn đôi (Twisted pair cable)
H3.1 Cáp xoắn đôi
Cáp xoắn đôi là cáp gồm hai dây đồng xoắn để tránh gây nhiễu cho các đôi dây khác, có thể kéo dài tới vài km mà không cần khuyếch đại. Cáp xoắn có hai loại:
- Loại có bọc kim loại để tăng cường chống nhiễu gọi là cáp STP (Shield Twisted Pair).
Tốc độ lý thuyết 500Mbps, thực tế khoảng 155Mbps, với đường chạy 100m; tốc độ phổ biến 16Mbps (Token Ring)
H3.2 Cáp STP H3.3 Cáp UTP
- Loại không bọc kim gọi là UTP (UnShield Twisted Pair), chất lượng kém hơn STP nhưng rất rẻ. Cáp UTP được chia làm 5 hạng tuỳ theo tốc độ truyền. Cáp loại 5 có thể truyền với tốc độ 100Mb/s rất hay dùng trong các mạng cục bộ vì vừa rẻ vừa tiện sử dụng. Cáp loại 5E và loại 6 có tốc độ đạt đến 1000Mbps.Cáp này có 4 đôi dây xoắn nằm
trong cùng một vỏ bọc.
3.1.2. Cápđồng trục (Coaxial cable)
Là cáp mà hai dây của nó có lõi lồng nhau, lõi ngoài là lưới kim loại. , Khả năng chống nhiễu rất tốt, giá thành thấp. Có cáp đồng trục gầy (thin coaxial cable) và cáp đồng trục béo (thick coaxial cable).
H3.4 Cáp đồng trục
+ Cáp đồng trục gầy, ký hiệu RG-58AU, được dùng trong chuẩn mạng Ethernet 10Base2. Sử dụng đầu nối chữ T và đầu BNC để kết nối các đoạn cáp.
H3.5 Đầu nối BNC và đầu nối chữ T
+ Cáp đồng trục béo, ký hiệu RG-11,được dùng trong chuẩn mạng 10Base5. Để đấu nối các đoạn cáp phải dùng một đầu chuyển dổi Transceivẻ và kết nối với máy tính thông qua cổng AUI.
H3.6 Kết nối cáp Thicknet vào máy tính
3.1.3. Cáp quang
Dùng để truyền các xung ánh sáng trong lòng một sợi thuỷ tinh phản xạ toàn
phần. Môi trường cáp quang rất lý tưởng vì:
- Xung ánh sáng có thể đi hàng trăm km mà không giảm cuờng độ sáng.
- Băng thông cho phép đến 2Gbps.
- An toàn và bí mật - Không bị nhiễu điện từ
Chỉ có hai nhược điểm là khó nối dây và giá thành cao.
Để phát xung ánh sáng người ta dùng các đèn LED hoặc các diod laser.Để nhận người ta dùng các photo diode , chúng sẽ tạo ra xung điện khi bắt được xung ánh sáng.
H3.7 Cấu trúc cáp quang Cáp quang cũng có hai loại:
- Loại đa mode (multi mode fiber): khi góc tới thành dây dẫn lớn đến một mức nào đó thì có hiện tượng phản xạ toàn phần. Nhiều tia sáng có thể cùng truyền miễn là góc tới
của chúng đủ lớn. Các cáp đa mode có đường kínhkhoảng 50 µ.
- Loại đơn mode (single mode fiber): khi đường kính dây dẫn bằng bước sóng thì
cáp quang giống như một ống dẫn sóng, không có hiện tượng phản xạ nhưng chỉ cho một tia đi. Loại này có đường kính khoản 8 µ và phải dùng diode laser. Cáp quang đơn mode có thể cho phép truyền xa tới hàng trăm km mà không cần phải khuyếch đại. muc
3.2. CÁC THIẾT BỊ GHÉP NỐI
3.2.1.Card mạng (Network Interface Card viết tắt là NIC)
Đó là một card được cắm trực tiếp vào máy tính. Trên đó có các mạch điện giúp cho việc tiếp nhận (receiver) hoặc/và phát (transmitter) tín hiệu lên mạng. Người ta thường dùng từ tranceiver để chỉ thiết bị (mạch) có cả hai chức năng thu và phát. Transceiver có nhiều loại vì phải thích hợp đối với cả môi trường truyền và do đó cả đầu nối. Ví dụ với cáp gầy card mạng cần có đường giao tiếp theo kiểu BNC, với cáp UTP cần có đầu nối theo kiểu giắc điện thoại RJ45, cáp béo dùng đường nối kiểu AUI , với cáp quang phải có những transceiver cho phép chuyển tín hiệu điện thành các xung ánh sáng và ngược lại. Để dễ ghép nối, nhiều card có thể có nhiều đầu nối ví dụ BNC cho cáp gầy, RJ45 cho UTP hay AUI cho cáp béo. Trong máy tính thường để sẵn các khe cắm để bổ sung các thiết bị ngoại vi hay cắm các thiết bị ghép nối.
Địa chỉ MAC (Media Acces Control) : mỗi card mạng có một địa chỉ riêng dùng để phân biệt card mạng này với card mạng khác trên mạng.Địa chỉ này gồm 6 byte (48 bit), 3 byte đầu là mã số của nhà sản xuất, 3 byte sau là số serial của các card mạng do hãng đó sản xuất. Địa chỉ này được ghi cố định vào ROM nên còn gọi là địa chỉ vật lý.
H3.8 Một số loại card mạng
3.2.2. Bộ chuyển tiếp (REPEATER )
Tín hiệu truyền trên các khoảng cách lớn có thể bị suy giảm. Nhiệm vụ của các repeater là hồi phục tín hiệu để có thể truyền tiếp cho các trạm khác. Một số repeater
đơn giản chỉ là khuyếch đại tín hiệu. Trong trường hợp đó cả tín hiệu bị méo cũng sẽ bị khuyếch đại.
3.2.3. Hub
Hub là một loại thiết bị có nhiều đầu để cắm các đầu cáp mạng. Hub có thể có nhiều loại ổ cắm (port) khác nhau phù hợp với kiểu giắc mạng RJ45, AUI hay BCN.
Các chức năng giống như Repeater dùng để khuếch đại tín hiệu điện và truyền đến tất cả ổ cắm, đồng thời không lọc được dữ liệu.
Hub gồm có 3 loại:
+ Hub thụ động (passive Hub) là Hub chỉ đảm bảo chức năng kết nối, không có linh kiện điện tử và nguồn riêng nên không xử lý lại tín hiệu. Khi đó không thể dùng Hub để tăng khoảng cách giữa hai máy trên mạng.
+ Hub chủ động (active Hub) là Hub có chức năng khuyếch đại tín hiệu để chống suy hao. Với Hub này có thể tăng khoảng cách truyền giữa các máy.
+ Hub thông minh (intelligent Hub) là Hub chủ động nhưng có thêm các chắc năng như
cho phép quản lý từ các máy tính, Switching cho phép tín hiệu chuyền đến đúng port cần nhận không chuyển đến các port không liên quan.
3.2.4. Bridge (cầu nối)
Là thiết bị cho phép nối kết hai nhánh mạng, có chức năng chuyển có chọn lọc các gói tin đến nhánh mạng chứa máy nhận gói tin. Trong Bridge có bảng địa chỉ MAC, bảng địa chỉ này sẽ được dùng để quyết định đường đi của gói tin (cách thức truyền đi của một gói tin sẽ được nói rõ hơn ở trong phần trình bày về thiết bị Switch). Bảng địa chỉ này có thể được khởi tạo tự động hoặc phải cấu hình bằng tay. Bridge hoạt động ở lớp hai (lớp Data link) trong mô hình OSI.
Ưu điểm của Bridge là: cho phép mở rộng cùng một mạng logic với nhiều kiểu cáp khác nhau. Chia mạng thành nhiều phân đoạn khác nhau nhằm giảm lưu lượng trên mạng.
Khuyết điểm: chậm hơn Repeater vì phải xử lý các gói tin, chưa tìm được đường đi tối ưu trong trường hợp có nhiều đường đi. Việc xử lý gói tin dựa trên phần mềm.
3.2.5. Switch
Là các bộ chuyển mạch thực sự. Khác với Hub thông thường, thay vì chuyển một tín hiệu đến từ một cổng cho tất cả các cổng, nó chỉ chuyển tín hiệu đến cổng có trạm đích. Do vậy Switch là một thiết bị quan trọng trong các mạng cục bộ lớn dùng để phân đoạn mạng. Nhờ có switch mà đụng độ trên mạng giảm hẳn. Ngày nay switch là các thiết bị mạng quan trọng cho phép tuỳ biến trên mạng chẳng hạn lập mạng ảo.
Switch thực chất là một loại bridge, về tính năng kỹ thuật, nó là loại bridge có độ trễ nhỏ nhất. Switch cũng dựa vào bảng địa chỉ MAC để quyết định gói tin nào đi ra port nào nhằm tránh tình trạng giảm băng thông khi số máy trạm trong mạng tăng lên. Switch cũng hoạt động tại lớp hai trong mô hình OSI. Việc xử lý gói tin dựa trên phần cứng (chip).
Khi một gói tin đi đến Switch (hoặc Bridge), Switch (hoặc Bridge) sẽ thực hiện như sau:
+ Kiểm tra địa chỉ nguồn của gói tin đã có trong bảng MAC chưa, nếu chưa có thì nó sẽ thêm địa chỉ MAC này và port nguồn (nơi gói tin đi vào Switch (hoặc Bridge)) vào trong bảng MAC.
+ Kiểm tra địa chỉ đích của gói tin đã có trong bảng MAC chưa:
vào).
- Nếu địa chỉ đích đã có trong bảng MAC:
Nếu port đích trùng với port nguồn thì Switch (hoặc Bridge) sẽ loại bỏ gói tin.
Nếu port đích khác với port nguồn thì gói tin sẽ được gởi ra port đích tương ứng.
Chú ý:
+ Địa chỉ nguồn và địa chỉ đích được nói ở trên đều là địa chỉ MAC. + Port nguồn là Port mà gói tin đi vào.
+ Port đích là Port mà gói tinđi ra.
3.2.6. Modem
Là tên viết tắt từ hai từ điều chế (MOdulation) và giải điều chế (DEModulation) là thiết bị cho phép điều chế để biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để có thể gửi theo đường thoại và khi nhận tín hiệu từ đường thoại có thể biến đổi ngược lại thành tín hiệu số. Tuy nhiên có thể sử dụng nó theo kiểu kết nối từ xa theo đường điện thoại.
H3.9 Mô hình truyền dữ liệu thông qua Modem
3.2.7. Router
Là thiết bị dùng nối kết các mạng logic với nhau, kiểm soát và lọc các gói tin
nên hạn chế được lưu lượng trên các mạng logic (thông qua cơ chế Access-list). Các
Router dùng bảng định tuyến (Routing table) để lưu trữ thông tin về mạng dùng trong trường hợp tìm đường đi tối ưu cho các gói tin. Bảng định tuyến chứa các thông tin về đường đi, thông tin về ước lượng thời gian, khoảng cách…Bảng này có thể cấu hình tĩnh hay tự động. Router hiểu được địa chỉ logic IP nên thông thường Router hoạt động ở lớp mạng (network) hoặc cao hơn.
Người ta cũng có thể thực hiện firewall ở mức độ đơn giản trên Router thông qua tính năng Access-list (tạo một danh sách truy cập hợp lệ), thực hiện việc ánh xạ địa chỉ thông qua tính năng NAT (chuyển đổi địa chỉ).
Khi một gói tin đến Router, Router sẽ thực hiện các việc kiểm tra địa chỉ IP đích của gói tin:
sẽ gởi ra porttương ứng.
+ Nếu địa chỉ mạng của IP đích này không có trong bảng định tuyến, Router sẽ kiểm tra xem trong bảng định tuyến của mình có khai báo Default Gateway hay không:
Nếu có khai báo Default Gateway thì gói tin sẽ được Router đưa đến Default Gateway tương ứng.
Nếu không có khai báo Default Gateway thì gói tin sẽ bị loại bỏ. Chú ý: địa chỉ được xét ở đây là địa chỉ IP
3.3. CÁC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG DỤNG 3.3.1 Bộ chuyển mạch Switch Cisco Catalyst 2960:
Switch Cisco 2960là loại thiết bị thông minh hỗ trợ truyền tải dữ hiệu, hình ảnh, hệ thống âm thanh, audio một cách an toàn và bảo mật. Đặc biệt, chúng cho phép quản lý có khả năng mở rộng và phát triển khi mà nhu cầu kinh doanh của người dùng cần thay đổi và đổi mới đáp ứng nhu cầu của thị trường.
Các thiết bị chuyển mạch Switch Ethernet thông minh Cisco Catalyst 2960
Series cho phép các mạng của doanh nghiệp mới được thành lập, doanh nghiệp vừa và văn phòng chi nhánh cung cấp dịch vụ mạng LAN mở rộng. Sản phẩm cấu hình cố định, độc lập này cung cấp kết nối 10/100 Fast Ethernet và 10/100/1000 Gigabit Ethernet cho máy để bàn. Điều đó không chỉ giúp cho đường truyền được nhanh chóng và thông suốt mà còn tận dụng vốn đầu tư vào mạng của bạn. Bởi cácSwitch mạng Ciscochỉ thiết lập một mạch ảo giữa hai cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu thông trên các cổng khác. Do đó, mạng LAN có hiệu suất hoạt động cao thường sử dụng chuyển mạch toàn bộ.
Người dùng cũng yên tâm hơn khi sử dụngthiết bị chuyển mạchbởi chúng cung
cấp một dịch vụ an toàn đến văn phòng chi nhánh. Công nghệ thông tin ngày càng phát triển nhưng không thể nào có thể tránh khỏi những lỗ hổng mạng, dẫn đến sự cố xung đột tên miền diễn ra nhiều như cơm bữa nên Switch chia mạng ra đời với sứ mệnh ngăn chặn sự xung đột riêng biệt trong mỗi segment. Đặc biệt, sự bảo mật về thông tin đối với mỗi đơn vị, doanh nghiệp là vô cùng quan trọng, có tính chất quyết định đến sự thành bại nên các doanh nghiệp rất quan tâm đến nó.
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật Switch Cisco 2960 Số cổng kết nối 24 x RJ45
Tốc độ truyền dữ liệu 10/100 Mbps
Chuẩn giao tiếp IEEE 802.3
MAC Adress Table 8K
Giao thức Routing/Firewall HTTP
Management Telnet SNMP
RMON
H3.10 Switch Cisco 2960
3.3.2. Router Cisco 1921:
Cisco 1921xây dựng trên lớp tốt nhất. Tất cả các bộ định tuyến dịch vụ tích hợp của Cisco 1900 Series cung cấp khả năng tăng tốc mã hóa phần cứng được nhúng và các dịch vụ bảo mật tiên tiến. Ngoài ra, các nền tảng hỗ trợ phạm vi rộng nhất của ngành công nghiệp có dây và không dây các tùy chọn kết nối như Serial, T1 / E1, xDSL, Gigabit Ethernet, và thế hệ thứ ba (3G) không dây. Cisco 1921 được kiến trúc để đáp ứng nhu cầu ứng dụng Của các văn phòng chi nhánh ngày nay với tính linh hoạt trong thiết kế cho các ứng dụng trong tương lai. Cisco 1921 cung cấp các tính năng mô đun tăng cường đáng kể mang lại cho bạn sự bảo vệ đầu tư. Bạn có thể dễ dàng trao đổi các
mô-đun được sử dụng trên Cisco 1921 với các router Cisco khác để cung cấp bảo vệ đầu