Cỏp đụi dõy xoắn là cỏp gồm hai dõy đồng xoắn để trỏnh gõy nhiễu cho cỏc đụi dõy khỏc, cú thể kộo dài tới vài km mà khụng cần khuyếch đại. Giải tần trờn cỏp dõy xoắn đạt khoảng 300–4000Hz, tốc độ truyền đạt vài kb/s đến vài Mb/s. Cỏp xoắn cú hai loại:
Loại cú bọc kim để tăng cường chống nhiễu gọi là cap STP ( Shield Twisted Pair). Loại này trong vỏ bọc kim cú thể cú nhiều đụi dõy. Về lý thuyết thỡ tốc độ truyền cú thể đạt 500 Mb/s nhưng thực tế thấp hơn rất nhiều (chỉ đạt 155 Mb/s với cỏp dài 100 m)
Loại khụng bọc kim gọi là UTP (UnShield Twisted Pair), chất lượng kộm hơn STP nhưng rất rẻ. Cap UTP được chia làm 5 hạng tuỳ theo tốc độ truyền. Cỏp loại 3 dựng cho điện thoại. Cỏp loại 5 cú thể truyền với tốc độ 100Mb/s rất hay dựng trong cỏc mạng cục bộ vỡ vừa rẻ, vừa tiện sử dụng. Cỏp này cú 4 đụi dõy xoắn nằm trong cựng một vỏ bọc
Hỡnh 1.1 Cỏp UTP Cat.5 1.1.2. Cỏp đồng trục (Coaxial cable) băng tần cơ sở.
Là cỏp mà hai dõy của nú cú lừi lồng nhau, lừi ngoài là lưới kim loại. , Khả năng chống nhiễu rỏt tốt nờn cú thể sử dụng với chiều dài từ vài trăm met đến vài km. Cú hai loại được dựng nhiều là loại cú trở khỏng 50 ohm và loại cú trở khỏng 75 ohm
Hỡnh1.2 Cỏp đồng trục cơ sở
Giải thụng của cỏp này cũn phụ thuộc vào chiều dài của cỏp. Với khoảng cỏch1 km cú thể đạt tốc độ truyền tư 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 nh 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. (Xem hỡnh 1)
Hỡnh 1.3 Kết nối bằng Traceiver.
1.1.3. Cỏp đồng trục băng rộng (Broadband Coaxial Cable)
Đõy là loại cỏp theo tiờu chuẩn truyền hỡnh (thường dựng trong truyền hỡnh cap) cú giải thụng từ 4 – 300 Khz trờn chiều dài 100 km. Thuật ngữ “băng rộng” vốn là thuật ngữ của ngành truyền hỡnh cũn trong ngành truyền số liệu điều này chỉ cú nghĩa là cỏp loại này cho phộp truyền thụng tin
tuơng tự (analog) mà thụi. Cỏc hệ thống dựa trờn cỏp đồng trục băng rộng cú thể truyền song song nhiều kờnh. Việc khuyếch đại tớn hiệu chống suy hao cú thể làm theo kiểu khuyếch đại tớn hiệu tương tự (analog). Để truyền thụng cho mỏy tớnh cần chuyển tớn hiệu số thành tớn hiệu tương tự.
1.1.4. Cỏp quang.
Dựng để truyền cỏc xung ỏnh sỏng trong lũng một sợi thuỷ tinh phản xạ toàn phần. Mụi trường cỏp quang rất lý tưởng vỡ
• Xung ỏnh sỏng cú thể đi hàng trăm km mà khụng giảm cuờng độ sỏng.
• Giải thụng rất cao vỡ tần số ỏnh sỏng dựng đối với cỏp quang cỡ khoảng 1014 – 1016
• An toàn và bớ mật
• Khụng bị nhiễu điện từ
Hỡnh 1.4 Truyền tớn hiệu bằng cỏp
Để phỏt xung ỏnh sỏng người ta dựng cỏc đốn LED hoặc cỏc diod laser. Để nhận người ta dựng cỏc photo diode , chỳng sẽ tạo ra xung điện khi bắt được xung ỏnh sỏng
Cỏp quang cũng cú hai loại
Loại đa mode (multimode fiber): khi gúc tới thành dõy dẫn lớn đến một mức nào đú thỡ cú hiện tượng phản xạ toàn phần. Nhiều tia sỏng cú thể cựng truyền miễn là gúc tới của chỳng đủ lớn. Cỏc cap đa mode cú đường kớnh khoảng 50 à
Loại đơn mode (singlemode fiber): khi đường kớnh dõy dẫn bằng bước súng thỡ cỏp quang giống như một ống dẫn súng, khụng cú hiện tượng phản xạ nhưng chỉ cho một tia đi. Loại nàycú cường kớnh khoản 8 à và phải dựng diode laser. Cỏp quang đa mode cú thể cho phộp truyền xa tới hàng trăm km mà khụng cần phải khuyếch đại.
Cỏc thụng số kỹ thuật mạng rất quan trọng, cỏc giao thức truy xuất cỏp đều đũi hỏi cỏc tớnh chất kĩ thuật cỏp phải tốt và nằm trong giới hạn cho phộp về loại và chiều dài của cỏp thỡ mới cú thể làm việc được. 5 thụng số kĩ thuật của cỏp như sau :
+ Chiều dài cỏp. + Hệ số suy giảm.
+ Nhiễu chen ngang đầu cỏp . + Tạp nhiễu.
+ Độ thất thoỏt .
Nếu bạn sử dụng mạng khụng dõy cỏp hay cỏp điện thoại cú sẵn thỡ chỳng ta mặc nhiờn khụng cần quan tõm đến việc lắp đặt. Nếu bạn cần lắp đặt cỏp mới thỡ sẽ cú cỏc yếu tố mà bạn phải quan tõm.
Khi chọn cỏp, bạn cũng nờn chỳ ý đến tầm quan trọng của việc bọc cỏp và tớnh chất bảo mật của nú. Những mạng dựng cỏp đụi xoắn trần phổ biến hơn vỡ chỳng dễ lắp đặt, cung cấp tốc độ truyền cao, giỏ lại rẻ nhưng cho phộp truyền đi ở những
khoảng cỏch rất ngắn, cỏp đồng trục thỡ đỏng tin cậy hơn nhưng giỏ thành đắt hơn cỏp đụi. Cỏp quang thỡ an toàn nhất với lại kẻ lạ khụng thể nào thu lấy tớn hiệu được mà nú cũng khụng cần sự bao bọc .
1.2. TOPOLOGY của mạng cục bộ.
Mọi Topology của mỏy tớnh đều sử dụng được cho mạng cục bộ. Nhưng trong thực tế thỡ chỉ cú cỏc Topology thường sử dụng hỡnh sao (star), vũng (ring), bus.
1.2.1 Topo hỡnh sao (star) .
Dạng hỡnh sao thỡ tất cả cỏc trạm được nối vào một thiết bị trung tõm cú nhiệm vụ nhận tớn hiờụ từ cỏc trạm truyền nguồn và chuyển đến trạm đớch. Phụ thuộc vào yờu cầu truyền thụng mà thiết bị trung tõm cú thể là một bộ chuyển mạch, một bộ phận kờnh, một bộ chọn đường. Chức năng của thiết bị trung tõm chớnh là nối kết cỏc cặp trạm cần trao đổi thụng tin với nhau, thiết lập cỏc liờn kết giữa chỳng.
Hỡnh 1.5 Topology hỡnh sao với Hub là thiết bị trung gian.
Ưu điểm của Topology dạng này là lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hỡnh lại cú thể
bớt trạm, dễ dàng kiểm soỏt và khắc phục sự cố. Tốc độ của đường truyền vật lớ sẽ được tận dụng tối đa do sử dụng liờn kết điểm.
Reoeater
Nhược điểm là hạn chế độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tõm.
1.2.2 Topo dạng vũng ( ring).
Dạng vũng thỡ mỗi trạm của mạng được nối với vũng qua một bộ chuyển tiếp, bộ chuyển tiếp cú nhiệm vụ nhận tớn hiệu rồi chuyển đến trạm kế tiếp trờn vũng. Tớn hiệu được lưu chuyển trờn vũng theo một chiều duy nhất giữa cỏc repeater. Cần phải cú một giao thức điều khiển việc trao quyền được truyền dữ liệu trờn vũng cho cỏc trạm cú nhu cầu.
Hỡnh 1.6 Topology Ring.
Ưu và nhược điểm của Ring tương tự nh hỡnh sao nhưng dạng này cú giao thức truy cập đường truyền khỏ phức tạp.
1.2.3 Topo dạng Bus.
Dạng Bus tất cả cỏc trạm được phõn chia một đường truyền chớnh (Bus). Đường truyền này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu mối đặc biệt gọi là Terminato, cỏc trạm được nối vào Bus thụng qua một đầu nối chữ T hay một thiết bị thu phỏt. Khi một trạm truyền dữ liệu, tớn hiệu được quảng bỏ trờn hai chiều của Bus, mọi trạm cũn lại đều được nhận tớn hiệu trực tiếp. Nếu BUS là một chiều tớn hiệu chỉ đi về một phớa thỡ terminator cú tỏc dụng dội ngược tớn hiệu trở lại để tớn hiệu cú thể
đi đến cỏc trạm cũn lại của mạng. Việc truyền dữ liệu trong Topology dạng này dựa vào liờn kết điểm- nhiều điểm hay quảng bỏ.
Terminator T-connector Terminator
Bus
Hỡnh1.7 Topology Bus.
Trường hợp này cũng phải cú một giao thức để quản lớ việc truy cập đường truyền. Cú thể truy cập đường truyền theo phương phỏp truy cập ngẫu nhiờn hay truy cập cú điều khiển.
Trờn đõy là 3 kiểu Topology cơ bản nhất. Trong thực tế tuỳ thuộc vào địa hỡnh mà ta cú thể phối hợp cỏc kiểu cơ bản trờn thành Topology lai vớ dụ như :
-Topology vũng đấu sao :
Hỡnh 1.8 Topology lai dạng vũng đấu sao.
MAU : hộp xử lớ đa trạm MAU
-Topology bus dạng sao :
Hỡnh 1.9 Topology dạng bus - Sao.
1.2.4 Topo kết nối hỗn hợp.
Là sự phối hợp cỏc kiểu kết nối khỏc nhau vớ du hỡnh cõy là cấu trỳc phõn tầng của kiểu hỡnh sao hay cỏc HUB cú thể được nối với nhau theo kiểu bus cũn từ cỏc HUB nối với cỏc mỏy theo hỡnh sao.
Hub Hub
Hỡnh 1.10 Kết cấu hổn hợp
1.3 Card giao tiếp mạng.
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