III. Các phơng pháp truy cập đờng truyền vật lý
2. Dùng thẻ bài với Token-bus
Nguyên lý của phơng pháp này là một thẻ bài đợc thiết lập và lu chuyển trên vòng logic để cấp phát quyền truy nhập dữ liệu cho các trạm trên vòng logic đó. Khi một trạm nhận đợc thẻ bài thì nó có quyền sử dụng đờng truyền trong một khoảng thời gian cho trớc. Khi đã truyền hết dữ liệu hoặc hết thời gian đợc phép sử dụng thì nó phải chuyển thẻ bài đến các trạm tiếp theo. Khi thiết lập một vòng logic thì mỗi trạm biết địa chỉ của các trạm đứng liền trớc hoặc liền sau nó. Các trạm không hoặc không có nhu cầu truyền dữ liệu thì sẽ không đợc đa vào vòng logic và chúng chỉ có khả năng nhận dữ liệu.
Ngoài việc khởi tạo vòng logic thì còn phải duy trì nó và thực hiện các công việc liên quan đến nó.
+ Bổ sung một trạm vào vòng logic: mỗi trạm nằm ngoài vòng logic đợc xem xét định kỳ nếu có nhu cầu truyền dữ liệu thì bổ sung vào vòng logic.
+ Loại bỏ một trạm ra khỏi vòng logic: Loại bỏ những trạm không có nhu cầu truyền dữ liệu.
+ Quản lý lỗi: quản lý các lỗi nh trùng địa chỉ hoặc đứt vòng. + Khởi tạo vòng logic: Khi cài đặt mạng hoặc sau khi đứt vòng.
3. Dùng thẻ bài với Token ring
Cũng dựa trên nguyên lý dùng thẻ bài để cấp phát quyền truy nhập nhng thẻ bài lu chuyển theo vòng vật lý.thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bit biểu diễn trạng thái bận hoặc rỗi. Một trạm muốn truyền dữ liệu thì nó phải nhận đợc thẻ bài rỗi và khi nhận đợc thẻ bài rỗi, nó đổi bit trạng thái của thẻ bài rỗi thành bận rồi truyền dữ liệu cùng với thẻ bài. Dữ liệu tới trạm đích sẽ đợc sao lại và thẻ bài quay lại nguồn, nguồn đổi bít dữ liệu thành rỗi và cho tiếp tục lu chuyển trên vòng vật lý.
Trạm đích có thể gửi các thông tin về trạm nguồn. + Trạm đích không tồn tại.
+ Trạm đích tồn tại nhng dữ liệu không đợc sao chép. + Dữ liệu đã đợc tiếp nhận.
+ Có lỗi.
Ngoài ra còn phải quy định một trạm điều khiển chủ động để xử lý các vấn đề mất thẻ bài hoặc một thẻ bài “bận” lu chuyển không ngừng trên vòng. Nếu sau một khoảng thời gian định trớc mà trạm này không thấy thẻ bài lu chuyển qua thì nó sẽ phát đi một thẻ bài “rỗi”. Còn đối với vần đề thẻ bài “bận” lu chuyển không ngừng, trạm chủ động sử dụng một bít trên thẻ bài để đánh dấu một thẻ bài bận đi qua nó. Nếu nó lặp lại một thẻ bài bận với bít đã đánh dấu thì trạm chủ động sẽ đánh dấu rỗi vào thẻ bài và chuyển tiếp lên vòng.
* So sánh CSMA/CD với các phơng pháp dùng thẻ bài.
Phơng pháp dùng thẻ bài phức tạp hơn nhiều so với phơng pháp CSMA/CD. Trong điều kiện tải nhẹ thì hiệu quả của phơng pháp dùng thẻ bài không cao. Tuy nhiên trong điệu kiện tải nặng thì dùng phơng pháp thẻ bài lại hiệu quả hơn, mặt khác có thể áp dụng chế độ u tiên cho trạm nào đó nếu cần.
IV. Cài đặt hệ điều hành mạng
Khi chúng ta đã có các thiết bị để tạo nên cấu hình mạng (máy tính, cáp, thiết bị ngoại vi ) thì chúng ta cần một hệ điều hành để kết nối các thành… phần mạng với nhau, đồng thời chúng còn trợ giúp và quản trị hoạt động mạng.
Mỗi máy tính cá nhân khi đợc nối mạng chúng có thể chạy trên hệ điều hành độc lập lẫn hệ điều hành mạng. Tuy nhiên ngày nay trong trong những hệ điều hành mạng bậc cao nh Windows NT Server, Windows NT Workstation, Windows 95, Windows 98 đã tích hợp hệ điều hành mạng và hệ điều hành độc lập vào làm một.
1.Các yêu cầu của một hệ điều hành:
Trớc đây, các hệ điều hành mạng chỉ cung cấp các dịch vụ quản lý tập tin đơn giản và có đôi chút tính bảo mật. Ngày nay, các hệ điều hành mạng phải cung cấp rất nhiều dịch vụ.
+ Hỗ trợ các loại card giao tiếp mạng và các loại cáp khác nhau.
Các hệ điều hành mạng phải chứa rất nhiều trình điều khiển thiết bị (driver) để hỗ trợ cho các loại card mạng thông dụng nhất và có cơ chế để sử dụng các trình điều khiển thiết bị khác khi cần thiết.
+ Hệ thống định danh có tính toàn cục.
Hệ thống định danh có tính toàn cục cung cấp phơng tiện để mọi ngời dùng có thể xem xét và truy xuất đến các tài nguyên mạng mà không cần biết chính xác tài nguyên đó nằm ở đâu. Ngời dùng chỉ việc lựu chọn danh sách các tài nguyên hoặc danh sách ngời dùng do hệ điều hành mạng cung cấp.
+ Dịch vụ tập tin và th mục.
Trên một máy tính, mọi ngời dùng mạng đều có quyền truy xuất đến các chơng trình và tập tin trên một trạm phục vụ trung ơng. Nhng vì mọi ngời dùng đều đặt các tập tin riêng của mình trên trạm phục vụ dùng chung đó nên vấn đề bảo mật và toàn vẹn dữ liệu cho mỗi ngời dùng là rất quan trọng. Các tác vụ truy xuất th mục trên mạng phải đợc kiểm soát để ngăn ngừa những ng- ời dùng không đợc phép tìm hiểu hoặc thay đổi nội dung file hay th mục của ngời khác.
+ Khả năng chịu đựng lỗi của hệ thống mạng STF (System Fault Tolerance).
Một hệ thống chịu đợc lỗi của hệ thống mạng giúp mạng có thể hoạt động bình thờng khi một số thành phần nào đó của mạng bị trục trặc. Một đĩa cứng thứ 2 có thể đợc sao lu từ ổ cứng của server. ổ cứng đó có thể đợc gắn vào cùng một card điều khiển hoặc vào card điều khiển thứ 2 nhằm đảm bảo an toàn hơn cho việc toàn vẹn về phần cứng.
+ Sử dụng bộ nhớ đệm đĩa.
Tạo bộ nhớ đệm đĩa sẽ cải thiện hiệu năng sử dụng của đĩa cứng bằng cách dùng một phần bộ nhớ của máy nh một khu vực chứa tạm thời các khối l- ợng dữ liệu đọc đợc từ đĩa mà có thể chơng trình truy xuất đến một lần nữa. Tốc độ truy xuất từ bộ nhớ đệm nhanh hơn nhiều so với đĩa cứng. Ngoài ra, việc sử dụng bộ nhớ đệm còn giúp kéo dài tuổi thọ của đĩa cứng.
+ Hệ thống theo dõi giao dịch.
Một giao dịch có thể đợc xem nh là một sự thay đổi trong các tập tin trong một tập tin cơ sở dữ liệu. Hệ thống này dùng để bảo vệ các tập tin cơ sở Nguyễn văn Lãng Trang 35
dữ liệu khỏi bị h hại nếu một trạm làm việc hoặc một trạm phục vụ đang làm việc với tập tin đó. Khi giao dịch cha hoàn thành mà xảy ra sự cố thì cơ sở dữ liệu đợc phục hồi lại nguyên trạng nh trớc khi giao dịch.
+ Bảo mật khi đăng nhập vào mạng,
Hệ điều hành mạng có thể khoá hoặc giới hạn quyền truy xuất của ngời dùng vào server hay thậm chí cả th mục tập tin của họ trên server. Hệ điều hành mạng cũng có thể thời gian đăng nhập vào mạng của ngời dùng.
+ Hỗ trợ hoạt động của bridge, router, gateway.
Với bridge, router cho phép kết nối liên mạng nhờ cài đặt một NIC cho mỗi mạng bên trong 1 server. Còn gateway cho phép các mạng dị biệt giao tiếp với nhau.
+ Cung cấp các phần mềm công cụ quản lý.
Để quản lý các mạng MAN,WAM. Các nhà quản lý mạng con trong MAN, WAN đợc tập trung lại một nơi và đợc giao cho các công cụ quản lý server và các trạm làm việc từ xa.
Hệ điều hành kiểm soát, điều khiển sự phân phối và sử dụng các tài nguyên:
+ Bộ nhớ. + CPU.
+ Thiết bị ngoại vi.
Hệ điều hành phối hợp sự tơng tác giữa máy tính với những chơng trình ứng dụng mà máy đang chạy.
Một phần mềm mạng có hai thành phần chính:
+ Phần mềm mạng đợc cài trên các máy khách (client). + Phần mềm mạng đợc cài trên các máy phục vụ (server).
1. Phần mềm khách
* Bộ đổi hớng
Khi ngời dùng đa ra yêu cầu sử dụng một tài nguyên đang tồn tại trên một máy phục vụ bất kỳ, yêu cầu này đợc chuyển tiếp từ bus cục bộ lên mạng, đến máy phục vụ có chứa tài nguyên. Tiến trình chuyển tiếp do một bộ đổi h- ớng (redirectior) thực hiện.
Chức năng của nó là:
+ Chặn các yêu cầu trong máy tính.
+ Quyết định để chúng tiếp tục truyền đến bus cục bộ hay đổi hớng truyền lên mạng và truyền đến máy phục vụ.
Bộ đổi hớng cho phép ngời dùng không cần lo lắng về vị trí thật của dữ liệu, thiết bị ngoại vi. Chỉ cần ngời dùng gõ địa chỉ, bộ đổi hớng sẽ hoàn thành việc còn lại.
2. Phần mềm phục vụ
Cho phép ngời dùng ở các máy tính khác nhau có thể chia sẻ dữ liệu và thiết bị ngoại vi cũng nh mức độ dùng chung.
Quản lý ngời dùng: ban phát hoặc tớc bỏ đặc quyền của ngời dùng mạng. Quản lý mạng: Hỗ trợ nhà quản trị mạng trong việc điều hành quản lý,
kiểm soát ngời dùng và các tình huống xảy ra trên mạng.
Chơng IV: Các kiến trúc mạng tiêu biểu
I. Ethernet
Mạng Ethernet dùng cấu hình bus là truyền thống, ngoài ra còn có cấu hình star bus, kiểu kiến trúc này truyền dữ liệu ở băng tần gốc. Dùng phơng pháp CSMA/CD để đa dữ liệu từ card lên cáp, tốc độ truyền dữ liệu 10Mbps. Mạng Ethernet mạng tính thụ động lấy năng lợng từ máy tính và máy tính không chịu trách nhiệm chuyển dữ liệu giữa các máy tính.
Dạng khung trong Ethernet:
Ethernet chia dữ liệu thành nhiều khung và khung cũng là đơn vị thông tin duy nhất.
Chiều dài khung từ 64 đến 1518 byte nhng do bản thân khung đã sử dụng ít nhất 18 byte nên chiều dài dữ liệu trong khung Ethernet từ 46 đến 1500 byte.
Hình 1.17 Dạng khung trong Ethernet
+ Preamable: Đánh dấu điểm bắt đầu khung. + Destination: Địa chỉ đích.
+ Source: Địa chỉ nguồn.
+ Type: Dùng nhận diện giao thức tầng mạng (IP hay IPX) + CRC: Trờng kiểm soát lỗi.
Các tiêu chuẩn Ethernet:
1.10BaseT
* Các thông số trong 10BaseT:
+ 10: Tốc độ truyền dữ liệu 10Mbps. + Base: tín hiệu đợc truyền trên dải gốc. + T: loại cáp xoắn đôi.
Nguyễn văn Lãng Trang 38 Data Preamble Destination Source Type CRC
HUB
Hình vẽ 1.18 Mạng 10Base-T nối
thành topo dạng sao
Đa số loại mạng này đợc lập theo cấu hình star nhng bên trong dùng hệ thống truyền tín hiệu bus. Mỗi máy tính sử dụng một đoạn dây cáp nối với HUB. Mỗi máy tính có hai cặp dây dẫn, một cặp dùng để truyền dữ liệu và một cặp dùng để nhận
dữ liệu.
Chiều dài tối đa của một phân đoạn 10BaseT là 100m, chiều dài cáp tối thiểu giữa các máy tính 2,5m.
Khoảng cách tối thiểu giữa máy tính - HUB , HUB - HUB là 0,5m.
10BaseT hoạt động logic nh là một bus tuyến tính. HUB lặp lại các tín hiệu đến tất cả các nút, các nút tranh giành quyền truy nhập nh thể chúng đợc nối dọc theo một bus tuyến tính.
Các đoạn mạng 10BaseT có thể nối cáp đồng trục hay cáp quang. Bằng cách gắn các máy thu phát 10BaseT với cổng AUI của card mạng chúng ta có thể dùng cấu hình trong máy tính cho cáp Thicknet trên mạng 10BaseT.
Kiểu nối sao của 10BaseT có một số ích lợi, đặc biệt là ở các mạng có quy mô lớn. Do việc sử dụng các HUB có khả năng dò tìm các đoạn cáp có khuyết điểm và dẫn đờng lu thông trên mạng qua các đoạn cáp đó, mạng dễ quản lý và đáng tin cậy hơn. Ngoài ra khả năng phát hiện các loại cáp h hỏng thuận lợi cho việc định vị và sửa chữa. Cấu hình máy hình sao còn tạo ra sự linh hoạt trong quá trình mở rộng mạng.
Giá cả mạng 10BaseT là hợp lý hơn so với những mạng khác. Loại cáp đ- ợc dùng là UTP loại 3,4,5.
2. 10Base2.
Chữ số 2 trong 10Base2 là dây dẫn có thể mang tín hiệu đi xa 200m trớc khi nó suy yếu (chính xác là 185m). Sử dụng cáp Thinnet. Các thành phần cáp mảnh gồm:
+ Bộ nối NBC trục tròn: Dùng để nối 2 đoạn cáp. + Bộ nối NBC chữ T: Dùng để nối cáp với card mạng. + Bộ nối cuối NBC.
Topo có dạng hình bus. Mỗi đầu cáp phải có một Terminal và phải nối Terminal với đất. Ưu điểm chính của 10Base2 là đơn giản trong lắp đặt và rẻ tiền.
Các quy tắc cơ bản trong 10Base2:
+ Chiều dài tối thiểu giữa các máy khách là 0,5m.
+ Bộ đấu nối chữ T phải đợc nối trực tiếp với card mạng. + Chiều dài phân đoạn mạng tối đa là 185m.
+ Tổng chiều dài cáp nhỏ hơn 925m.
+ Số nút tối đa trong mỗi phân đoạn mạng là30 (máy tính và bộ lặp). + Tuân thủ theo nguyên tắc 5-4-3 tức là có thể kết hợp 5 phân đoạn mạng đợc nối bởi 4 bộ chuyển tiếp nhng chỉ có 3 phân đoạn mạng đợc nối với máy tính.
+ Số máy tính tối đa trên mỗi mạng theo quy cách kỹ thuật là1024.
3. 10Base5
Đây là kiến trúc Ethernet tiêu chuẩn, sử dụng cáp đồng trục dày. Chiều dài phân đoạn cáp tối đa là 500m. 10Base5 sử dụng cấu hình bus, dùng một
Hình 1.19 Một mạng Ethernet dày tiêu biểu.
bộ phát ngoài gắn với card mạng, một dây AUI (Attachment Universal Interface) nối từ bộ phát đến một đầu DIX ở mặt sau card mạng. Mỗi phân đoạn mạng đều có 2 đầu nối với Terminal và đợc nối với đất.
Nguyễn văn Lãng Trang 40 Cáp thu phát Terminal nối đất Bộ lặp Bộ thu phát
Lợi ích chính của 10Base5 là kéo dài khoảng cách giữa các máy tính trong một mạng. Các quy tắc cơ bản trong 10Base5:
+ Tuân thủ theo nguyên tắc 5-4-3.
+ Khoảng cách tối thiểu của cáp giữa các bộ phát là 2,5m. + Tổng chiều dài mạng nhỏ hơn 2500m.
+ Khoảng cách tối đa từ máy thu phát đến máy tính là 50m. + Mỗi đầu kết thúc phân đoạn mạng phải đợc nối đất.
+ Số nút tối đa trong mỗi phân đoạn mạng là 100 (máy tính và bộ lặp). Chú ý: Chiều dài từ máy thu phát đến máy tính không đợc tính vào chiều dài phân đoạn mạng cũng nh chiều dài toàn bộ mạng.
4. 100VG-AnyLAN.
Là chuẩn cho việc truyền các gói tin của mạng Token-Ring và Ethernet ở tốc độ 100Mbps. 100VG-AnyLAN đôi khi còn đợc gọi là 100Base-VG (Voice Grade). Mạng 100VG-AnyLAN dùng 4 cặp cáp xoắn sử dụng phơng pháp truy nhập theo yêu cầu cho phép 2 mức u tiên cao và thấp.
100VG-AnyLAN sử dụng cấu trúc hình sao phân tầng. Các máy tính đợc nối vào HUB con, các HUB con lại đợc nối vào các HUB ở cấp độ cao hơn gọi là HUB mẹ.
Hai đoạn cáp dài nhất từ HUB đến máy tính không vợt quá 250m. Loại cáp đợc chỉ định dùng là cáp xoắn đôi loại 3,4,5 hay cáp quang.
Hình 1.20 Một HUB mẹ với 3 HUB con. 5. 100BaseX (Fast Ethernet).
Nguyễn văn Lãng Trang 41 HUB HUB HUB HUB HUB con HUB mẹ HUB con HUB con
Cả Fast Ethernet và 100VG-AnyLAN đều tơng thích với hệ thống cáp 10BaseT. Tiêu chuẩn này dùng cáp UTP hạng 5 và phơng pháp truy nhập đờng truyền CSMA/CD. Cấu hình này cũng là hình sao nhiều tầng.
Tiêu chuẩn 100BaseX bao gồm 3 đặc điểm kỹ thuật về phơng diện kết nối:
+ 100Base-TX: Dùng 2 cặp cáp xoắn UTP hoặc STP hạng 5. + 100Base-FX: Dùng dây cáp quang 2 sợi.
+ 100Base-T4: Dùng 4 cặp cáp UTP loại 3,4,5.
Vài hệ điều hành mạng Ethernet: Microsoft Windows 95, Microsoft Windows NT Workstation, Microsoft Windows NT Server, Novell NetWare..
II. Token-Ring
Sử dụng kiến trúc Token passing. Topo có dạng hình sao nhng mạng Token-Ring dùng một mạng vòng logic để chuyển thẻ bài từ trạm này sang trạm khác. Mỗi nút phải đợc gắn vào một bộ tập trung gọi là MSAU hay MSA