a. Khỏi niệm:
Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) là hệ thống truyền thụng tốc độ cao đƣợc thiết kế để kết nối cỏc mỏy tớnh và cỏc thiết bị xử lý dữ liệu khỏc cựng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ nhƣ ở một tầng của tũa nhà, hoặc một tũa nhà…
Tờn gọi “mạng cục bộ” đƣợc xem xột từ quy mụ của mạng. Tuy nhiờn, đú khụng phải là đặc tớnh duy nhất của mạng cục bộ nhƣng trờn thực tế, quy mụ của mạng quyết định nhiều đặc tớnh và cụng nghệ của mạng. Sau đõy là một số đặc điểm của mạng cục bộ:
- Đặc điểm của mạng cục bộ:
+ Mạng cục bộ cú quy mụ nhỏ, thƣờng là bỏn kớnh dƣới vài km. Đặc điểm này cho phộp khụng cần dựng cỏc thiết bị dẫn đƣờng với cỏc mối liờn hệ phức tạp.
+ Mạng cục bộ thƣờng là sở hữu của một tổ chức. Điều này dƣờng nhƣ cú vẻ ớt quan trọng nhƣng trờn thực tế đú là điều khỏ quan trọng để việc quản lý mạng cú hiệu quả.
Mạng cục bộ cú tốc độ cao và ớt lỗi. Trờn mạng rộng tốc độ núi chung chỉ đạt vài Kbit/s. Cũn tốc độ thụng thƣờng trờn mạng cục bộ là 10, 100 Mb/s và tới nay với Gigabit Ethernet, tốc độ trờn mạng cục bộ cú thể đạt 1Gb/s. Xỏc xuất lỗi rất thấp.
Hỡnh 1.11. Cấu hỡnh mạng LAN
Cỏc mạng LAN trở nờn thụng dụng và nú cho phộp cỏc ngƣời dựng (users) dựng chung cỏc tài nguyờn quan trọng nhƣ mỏy in, ổ đĩa CD-ROM, cỏc phần mềm ứng dụng và những thụng tin cần thiết khỏc. Trƣớc khi phỏt triển cụng nghệ LAN cỏc mỏy tớnh là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lƣợng cỏc chƣơng trỡnh tiện ớch. Sau khi kết nối mạng rễ ràng hiệu quả của chỳng tăng lờn gấp bội.
Cỏc thành phần thụng thƣờng trờn một mạng cục bộ gồm cú: - Cỏc mỏy chủ cung cấp dịch vụ (server)
- Cỏc mỏy trạm cho ngƣời làm việc (workstation) - Đƣờng truyền (cỏp nối)
- Card giao tiếp giữa mỏy tớnh và đƣờng truyền (network interface card) - Cỏc thiết bị nối (connection device)
Nhƣ vậy việc thiết kế một mạng mỏy tớnh cục bộ chớnh là việc lựa chọn và lắp đặt cỏc cấu hỡnh thớch hợp cho mỗi thành phần của mạng. Tuỳ thuộc vào mục đớch, tớnh chất và phạm vi sử dụng mà ngƣời thiết kế xõy dựng lờn cấu hỡnh mạng LAN thớch hợp.
Nhỡn chung, yếu tố quyết định sử dụng loại cỏp nào là phụ thuộc vào yờu cầu tốc độ truyền tin, khoảng cỏch đặt cỏc thiết bị, yờu cầu an toàn thụng tin và cấu hỡnh của mạng,....Vớ dụ mạng Ethernet 10 Base-T là mạng dựng kờnh truyền băng tần cơ bản với thụng lƣợng 10 Mbit/s theo tiờu chuẩn quốc tế
ISO/IEC 8802.3 nối bằng đụi dõy cỏp xoắn khụng bọc kim (UTP) trong Topo hỡnh sao.
Việc kết nối cỏc mỏy tớnh với một dõy cỏp đƣợc dựng nhƣ một phƣơng tiện truyền tin chung cho tất cả cỏc mỏy tớnh. Cụng việc kết nối vật lý vào mạng đƣợc thực hiện bằng cỏch cắm một card giao tiếp mạng NIC (Network Interface Card) vào trong mỏy tớnh và nối nú với cỏp mạng. Sau khi kết nối vật lý để hoàn tất, quản lý việc truyền tin giữa cỏc trạm trờn mạng tuỳ thuộc vào phần mềm mạng.
Đầu nối của NIC với dõy cỏp cú nhiều loại (phụ thuộc vào cỏp mạng), hiện nay cú một số NIC cú hai hoặc ba loại đầu nối.
Chuẩn dựng cho NIC là NE2000 do hóng Novell và Eagle dựng để chế tạo cỏc loại NIC của mỡnh. Nếu một NIC tƣơng thớch với chuẩn NE2000 thỡ ta cú thể dựng nú cho nhiều loại mạng. NIC cũng cú cỏc loại khỏc nhau để đảm bảo sự tƣơng thớch với mỏy tớnh 8-bit và 16-bit.
Mạng LAN thƣờng bao gồm một hoặc một số mỏy chủ (file server, host), cũn gọi là mỏy phục vụ và một số mỏy tớnh khỏc gọi là trạm làm việc (Workstations) hoặc cũn gọi là nỳt mạng (Network node) - một hoặc một số mỏy tớnh cựng nối vào một thiết bị nỳt.
Mỏy chủ thƣờng là mỏy cú bộ xử lý (CPU) tốc độ cao, bộ nhớ (RAM) và ổ cứng (HDD) lớn.
Trong một trạm mà cỏc phƣơng tiện để đƣợc dựng chung, thỡ khi một trạm muốn gửi thụng điệp cho trạm khỏc, nú dựng một phần mềm trong trạm làm việc đặt thụng điệp vào “phong bỡ”, phong bỡ này gọi là gúi (packet), bao gồm dữ liệu thụng điệp đƣợc bao bọc giữa tớn hiệu đầu và tớn hiệu cuối (để là những thụng tin đặc biệt) và sử dụng phần mềm mạng để chuyển gúi đến trạm đớch.
NIC sẽ chuyển gúi tớn hiệu vào mạng LAN, gúi tớn hiệu đƣợc truyền đi nhƣ một dũng cỏc bit dữ liệu thể hiện bằng cỏc biến thiờn tớn hiệu điện. Khi nú chạy trong cỏp dựng chung, mọi trạm gắn với cỏp đều nhận đƣợc tớn hiệu này, NIC ở mỗi trạm sẽ kiểm tra địa chỉ đớch trong tớn hiệu đầu của gúi để xỏc định đỳng địa chỉ đến, khi gúi tớn hiệu đi tới trạm cú địa chỉ cần đến, đớch ở trạm đú sẽ sao gúi tớn hiệu rồi lấy dữ liệu ra khỏi phong bỡ và đƣa vào mỏy tớnh.
c. Giao thức TCP/IP và địa chỉ IP:
Ngƣời ta thƣờng dựng từ TCP/IP đú chỉ một số cỏc khỏi niệm và ý tƣởng khỏc nhau. Thụng dụng nhất là nú mụ tả hai giao thức liờn lạc dựng để truyền dữ liệu. TCP tức là Transmission Control Protocol (Giao thức điều khiển truyền dẫn) và IP cú nghĩa là Internet Protocol (Giao thức Intermet). Khỏi niệm
Hỡnh 1.12. Cỏc tầng của TCP/IP so với 7 tầng tương ứng của OSI
TCP/IP khụng chỉ bị giới hạn ở hai giao thức này. Thƣờng thỡ TCP/IP đƣợc dựng để chỉ một nhúm cỏc giao thức cú liờn quan đến TCP và IP nhƣ UDP (User Datagram Protocol – Giao thức gúi dữ liệu ngƣời sử dụng), FTP (File Transfer Protocol – Giao thức truyền tệp), TELNET (Terminal Emulation Protocol – Giao thức mụ phỏng đầu cuối), v.v… Cỏc mạng dựng TCP/IP gọi là cỏc TCP/IP Internet.
Về nguồn gốc, TCP/IP đƣợc thiết kế trong hạt nhõn của hệ điều hành BSD UNIX 4.2. Đõy là một phiờn bản mạnh của UNIX, và cũng là một lý do cho sự phổ biến rộng rói của TCP/IP. Hầu hết cỏc trƣờng đại học và nhiều tổ chức nghiờn cứu dựng BSD UNIX. Ngày nay, đa số cỏc mỏy tớnh trờn Internet chạy cỏc phiờn bản là con chỏu trực tiếp của BSD UNIX. Thờm nữa, nhiều bản thƣơng mại của UNIX nhƣ SunOS của SUN hay Ultrix của Digital đều phỏt sinh từ bản BSD UNIX 4.2. Sự thiết lập TCP/IP trong UNIX System V cũng bị ảnh hƣởng rất lớn của BSD UNIX, cũng nhƣ thế đối với TCP/IP của Novell trờn DOS (cỏc sản phẩm LANWorkplace) và NetWare 3.x/4.x.
c1. Cỏc tầng giao thức TCP/IP:
TCP: Transmission Control Protocol (Giao thức điều khiển truyền dẫn) - Thủ tục liờn lạc ở tầng giao vận của TCP/IP. TCP cú nhiệm vụ đảm bảo liờn lạc thụng suốt và tớnh đỳng đắn của dữ liệu giữa hai đầu của kết nối, dựa trờn cỏc gúi tin IP.
UDP: User Datagram Protocol (Giao thức gúi dữ liệu ngƣời dựng) - Thủ tục liờn kết ở tầng giao vận của TCP/IP. Khỏc với TCP, UDP khụng đảm bảo khả năng thụng suốt của dữ liệu, cũng khụng cú chế độ sửa lỗi. Bự lại, UDP cho tốc độ truyền dữ liệu cao hơn TCP. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
IP: Internet Protocol (Giao thức Internet) - Là giao thức ở tầng thứ 3 của TCP/IP, nú cú trỏch nhiệm vận chuyển cỏc datagram qua mạng Internet.
ICMP: Internet Control Message Protocol (Giao thức bản tin điều khiển
Internet) - Thủ tục truyền cỏc thụng tin điều khiển trờn mạng TCP/IP.
IGMP: Internet Group Management Protocol (Giao thức quản lý nhúm
Internet) - Là một giao thức dựng để điều khiển cỏc thụng tin của nhúm.
ARP: Address Resolution Protocol (Giao thức phõn giải địa chỉ) - Là giao thức ở tầng liờn kết dữ liệu. Chức năng của nú là tỡm địa chỉ vật lý ứng với một địa chỉ IP nào đú. Muốn vậy nú thực hiện broadcasting trờn mạng, và mỏy trạm nào cú địa chỉ IP trựng với địa chỉ IP đang đƣợc hỏi sẽ trả lời thụng tin về địa chỉ vật lý của nú.
RARP: Reverse Address Resolution Protocol (Giao thức phõn giải địa chỉ ngƣợc) - Là một giao thức cho phộp một mỏy tớnh tỡm ra địa chỉ IP của nú bằng cỏch broadcasting lời yờu cầu trờn toàn mạng.
c2. Phương phỏp đỏnh địa chỉ trong TCP/IP:
Địa chỉ IPv4 đƣợc tạo bởi một số 32 bit.
Cỏc địa chỉ IP đƣợc chia ra làm hai phần, một phần để nhận dạng mạn
Để cú thể thực hiện truyền tin giữa cỏc mỏy trờn mạng, mỗi mỏy tớnh trờn mạng TCP/IP cần phải cú một địa chỉ xỏc định gọi là địa chỉ IP. Hiện tại chỳng ta đang sử dụng địa chỉ IPv4 (IP Address Version 4). Địa chỉ thế hệ mới của
Internet - IPv6 (IP Address Version 6) đƣợc Nhúm đặc trỏch Kỹ thuật IETF (Internet Engineering Task Force) của Hiệp hội Internet đề xuất thực hiện kế thừa trờn cấu trỳc và tổ chức của IPv4.
(NET ID) và một phần để xỏc định host (HOST ID). Cỏc lớp mạng (Network class) xỏc định số bit đƣợc dành cho mỗi phần mạng và phần host. Cú năm lớp mạng là A, B, C, D, E, trong để ba lớp đầu là đƣợc dựng cho mục đớch thụng thƣờng, cũn hai lớp D và E đƣợc dành cho những mục đớch đặc biệt và tƣơng lai. Hỡnh vẽ trờn cho thấy cấu trỳc của một địa chỉ IPv4:
Khụng phải tất cả cỏc số hiệu mạng (NETWORK ID) đều cú thể dựng đƣợc. Một số địa chỉ đƣợc để dành cho những mục đớch đặc biệt. Vớ dụ nhƣ mạng 127.0.0.0 để dựng cho địa chỉ loopback (quay vũng).
- Lớp A cú số mạng ớt nhất, nhƣng mỗi mạng lại cú nhiều host thớch hợp với cỏc tổ chức lớn cú nhiều mỏy tớnh.
- Lớp B cú số mạng và số host vừa phải.
- Cũn lớp C cú nhiều mạng nhƣng mỗi mạng chỉ cú thể cú 254 host, thớch hợp với tổ chức cú ớt mỏy tớnh.
Để cho bạn đọc dễ hiểu, ngƣời ta thƣờng biểu diễn địa chỉ IP dƣới dạng số nguyờn chấm thập phõn. Một địa chỉ IP khi đú sẽ đƣợc biểu diễn bởi 4 số thập phõn cú giỏ trị từ 0 đến 255 và đƣợc phõn cỏch nhau bởi dấu chấm (.). Mỗi giỏ trị thập phõn biểu diễn 8 bit trong địa chỉ IP.
Vớ dụ một địa chỉ IP của mỏy chủ Web tại VDC là 203.162.0.11;
Trờn mạng Internet, việc quản lý và phõn phối địa chỉ IP là do Trung tõm Thụng tin mạng (NIC - Network Information Center) đảm nhiệm.
Hỡnh 1.14. Ba mạng kết nối với nhau thụng qua 2 bộ định tuyến Hỡnh 1.13. Hai mạng Net 1 và Net 2 kết nối thụng qua routerR.
Với sự bựng nổ của số mỏy tớnh kết nối vào mạng Internet, địa chỉ IP đó trở thành một tài nguyờn cạn kiệt, ngƣời ta đó phải xõy dựng nhiều cụng nghệ để khắc phục tỡnh hỡnh này. Vớ dụ nhƣ cụng nghệ cấp phỏt địa chỉ IP động nhƣ BOOTP hay DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol – Giao thức cấu hỡnh địa chỉ động). Khi sử dụng cụng nghệ này thỡ khụng nhất thiết mọi mỏy trờn mạng đều phải cú một địa chỉ IP định trƣớc mà nú sẽ đƣợc mỏy chủ cấp cho một địa chỉ IP khi thực hiện kết nối.