III. Cài đặt Win2000Server:
CHƯƠNG VII: MỞ RỘNG MẠNG I Nguyên nhân:
I. Nguyên nhân:
Ban đầu, một cơng ty cĩ mơ hình nhỏ sẽ thiết lập một mơ hình mạng LAN nhỏ. Khi cơng ty phát triển, mạng LAN sẽ cĩ khuynh hướng phát triển lớn hơn khi:
- Lượng thơng tin trên đường cáp trở nên dày đặc - Các tác vụ như in ấn sẽ chờ đợi lâu hơn
- Các ứng dụng phát sinh lưu lượng như cơ sở dữ liệu tăng thời gian trả lời.
Khi đĩ nhà quản trị mạng phải mở rộng qui mơ và cải thiện hiệu suất mạng; bằng cách:
- Phân đoạn mạng hiện cĩ sao cho mỗi đoạn trở thành một mạng LAN riêng
- Nối kết hai mạng LAN riêng
- Kết nối mạng LAN khác vào với mơi trường máy tính nhằm gia nhập vào mạng lớn hơn.
Những thiết bị cho phép nhà quản trị mạng đạt được mục đích này là :
- Bộ chuyển tiếp (Repeater) - Cầu nối (Bridge)
- Bộ định tuyến (Router) - Cổng giao diện (Gateway).
II. Các thiết bị:
1. Bộ chuyển tiếp:
Khi tín hiệu di chuyển trên cáp, chúng sẽ trở nên xuống cấp và méo mĩ trong quá trình truyền gọi là sự suy thối (attenuation). Nếu cáp đủ dài, quá trình suy thối cuối cùng sẽ làm cho tín hiệu khơng nhận diện được. Bộ chuyển tiếp sẽ làm cho tín hiệu truyền đi xa hơn.
Nguyên lý hoạt động:
Bộ chuyển tiếp hoạt động ở tầng Physical trong mơ hình OSI nhằm tái tạo tín hiệu và truyền lại tín hiệu này đến những đoạn khác. Muốn chuyển dữ liệu qua bộ chuyển tiếp từ đoạn mạng này sang đoạn mạng kế tiếp, gĩi dữ liệu và gĩi giao thức LLC phải giống nhau trên mỗi đoạn mạng, cĩ nghĩa là bộ chuyển tiếp khơng thể liên lạc giữa mạng LAN 802.3 (Ethernet) và 802.5 (Token Ring).
Bộ chuyển tiếp khơng lọc hoặc dịch bất cứ tín hiệu nào, để bộ chuyển tiếp hoạt động, cả hai đoạn mạng nối bộ chuyển tiếp phải cĩ cùng phương pháp truy nhập. Hai phương pháp truy nhập phổ biến
nhất là CSMA/CD và chuyển thẻ bài. Bộ chuyển tiếp khơng thể nối một phân đoạn mạng sử dụng CSMA/CD vào phân đoạn mạng sử dụng phương thức chuyển thẻ bài, nghĩa là chúng khơng thể dịch một gĩi Ethernet thành một gĩi Token Ring.
Bộ chuyển tiếp cĩ thể chuyển một gĩi dữ liệu từ phương tiện truyền vật lý này sang phương tiện truyền vật lý khác. Chúng cĩ thể nhận một gĩi Ethernet từ một đoạn cáp đồng trục và chuyển gĩi đĩ sang cáp quang nếu bộ chuyển tiếp cĩ khả năng chấp nhận kết nối vật lý.
Một số bộ kết nối đa cổng đĩng vai trị như một Hub đa cổng và kết nối các loại phương tiện truyền dẫn khác nhau.
Như vậy, một bộ chuyển tiếp:
o Nối 2 đoạn mạng cĩ phương tiện truyền dẫn (thường là cáp) giống hoặc khác nhau
o Phục hồi tín hiệu nhằm tăng khoảng cách truyền o Hoạt động ở mơ hình vật lý trong mơ hình OSI o Chuyển lượng lưu thơng theo cả hai hướng.
Bộ chuyển tiếp cải thiện hiệu suất thi hành bằng cách chia mạng thành 2 đoạn, do đĩ làm giảm số lượng máy tính trên một đoạn.
Ta khơng nên sử dụng bộ chuyển tiếp khi: o Lượng lưu thơng trên mạng quá lớn
o Đoạn mạng sử dụng các phương pháp truy nhập khác nhau o Cần cơ chế lọc dữ liệu thuộc dạng bất kỳ.
2. Cầu nối:
Cầu nối cĩ thể kết hợp nhiều đoạn mạng hoặc các nhĩm mạng khác nhau, cĩ thể phân chia mạng nhằm cơ lập lượng lưu thơng và lỗi.
Cầu nối được sử dụng để:
o Mở rộng khoảng cách của phân đoạn mạng o Tăng số lượng máy tính trên mạng
o Giảm hiện tượng tắc nghẽn do số lượng máy tính nối vào mạng quá lớn. Đồng thời nĩ cũng cĩ thể tiếp nhận một mạng quá tải và chia nĩ thành 2 mạng riêng biệt nhằm giảm bớt lưu lượng truyền trên mạng và làm cho mỗi mạng sẽ hoạt động cĩ hiệu quả hơn o Nối kết những phương tiện vật lý khác nhau như cáp xoắn đơi và
cáp đồng trục
o Nối kết những đoạn mạng khác nhau như Ethernet và Token Ring và truyền dữ liệu giữa chúng.
Cầu nối hoạt động tại tầng Data Link của mơ hình OSI. Do hoạt động tại tầng này nên mọi thơng tin chứa ở các tầng cao hơn của mơ hình OSI trở nên bất khả dụng với chúng. Do vậy, chúng khơng phân biệt giữa giao thức này với giao thức khác. Vì giao thức nào cũng di chuyển ngang qua cầu nối, nên tuỳ thuộc vào từng máy tính quyết định chúng cĩ thể nhận diện được giao thức nào.
Cầu nối hoạt động tại tầng Media Access Control, cĩ nhiệm vụ: o Lắng nghe tất cả lưu thơng trên mạng.
o Kiểm tra địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của mỗi gĩi dữ liệu. o Xây dựng bảng định tuyến (routing table) khi cĩ sẵn thơng tin. o Chuyển gĩi dữ liệu đi theo cách thức sau:
Nếu đích đến khơng được liệt kê trong bảng định tuyến, cầu nối sẽ chuyển gĩi dữ liệu đến mọi đoạn mạng
Nếu đích đến được liệt kê trong bảng định tuyến, cầu nối sẽ chuyển gĩi dữ liệu đến đoạn mạng đĩ.
Cầu nối hoạt động trên nguyên tắc mỗi nút mạng cĩ địa chỉ riêng. Một cầu nối chuyển đi các gĩi dữ liệu dựa trên địa chỉ nút đến. Khi lượng dữ liệu lưu thơng qua cầu nối, thơng tin về địa chỉ máy tính được lưu trữ trong RAM của cầu nối. Cầu nối sử dụng RAM này xây dựng bảng định tuyến dựa trên địa chỉ nguồn.
Ban đầu, bảng định tuyến cầu nối hồn tồn rỗng, khi các nút truyền gĩi dữ liệu, địa chỉ nguồn được sao chép vào bảng định tuyến. Với thơng tin này, cầu nối sẽ biết máy tính nào ở trên đoạn mạng nào.
Tạo bảng định tuyến:
Cầu nối xây dựng bảng định tuyến riêng dựa trên địa chỉ của những máy tính đã truyền dữ liệu trên mạng. Cầu nối sử dụng địa chỉ nguồn – địa chỉ của thiết bị phát động cuộc truyền để tạo bảng định tuyến.
Khi cầu nối nhận được một gĩi dữ liệu, nĩ sẽ so sánh địa chỉ nguồn với bảng định tuyến. Nếu địa chỉ nguồn khơng tồn tại trên bảng định tuyến, địa chỉ nguồn này sẽ được bổ sung vào đĩ. Cầu nối sai đĩ sẽ so sánh địa chỉ đích với CSDL của bảng định tuyến.
o Nếu địa chỉ đích nằm trong bảng định tuyến và ở trên cùng đoạn mạng với địa chỉ nguồn, gĩi dữ liệu bị huỷ bỏ. Cơ chế lọc này nhằm làm giảm lưu thơng trên mạng và cơ lập các đoạn mạng o Nếu địa chỉ đích cĩ sẵn trong bảng định tuyến và khơng ở trên
cùng đoạn mạng với địa chỉ nguồn, cầu nối sẽ chuyển gĩi dữ liệu theo cổng thích hợp đến địa chỉ đích.
o Nếu địa chỉ đích khơng cĩ trong bảng định tuyến, cầu nối sẽ chuyển gĩi dữ liệu đến tất cả các cổng của nĩ, ngoại trừ cổng khởi đầu.
Tĩm lại, nếu cầu nối biết địa chỉ nút đến, nĩ sẽ chuyển tiếp gĩi dữ liệu đến đĩ. Nếu khơng biết địa chỉ đích, nĩ sẽ chuyển gĩi dữ liệu đến tất cả các đoạn mạng.
Phân đoạn lưu thơng mạng:
Một cầu nối cĩ thể phân đoạn lưu thơng mạng nhờ vào bảng định tuyến. Một máy tính trên đoạn 1 gởi dữ liệu đến máy tính khác, cùng đặt trong đoạn 1, nếu địa chỉ đích nằm trong bảng định tuyến, cầu nối cĩ thể xác định được rằng máy tính đích cùng nằm trên đoạn 1. Bởi vì cả máy nguồn, máy đích cùng thuộc phân đoạn 1 nên gĩi dữ liệu sẽ khơng được chuyển tiếp qua cầu nối đến phân đoạn 2.
Do đĩ, cầu nối cĩ thể sử dụng bảng định tuyến nhằm làm giảm lưu thơng trên mạng bằng cách kiểm sốt gĩi dữ liệu nào sẽ được chuyển tiếp đến đoạn khác. Việc kiểm sốt luồng lưu thơng trên mạng này được xem như sự phân đoạn lưu thơng trên mạng.
Một mạng lớn khơng giới hạn ở một cầu nối. Ta cĩ thể sử dụng nhiều cầu nối kết hợp nhiều mạng nhỏ thành một mạng lớn.
Cầu nối ở xa:
Vì cầu nối là cơng cụ mạnh cho phép mở rộng và phân đoạn mạng, nên chúng thường được sử dụng trong các mạng lớn cĩ nhiều phân đoạn phân tán rộng rãi và nối kết với nhau qua đường điện thoại.
Hai đoạn cáp mạng chỉ cần sử dụng một cầu nối. Tuy nhiên, trong trường hợp hai mạng LAN riêng biệt được lắp đặt khá xa nhau, chúng cần được nối kết thành một mạng duy nhất. Điều này cĩ thể thực hiện được bằng cách nối kết hai cầu nối ở xa với modem đồng bộ qua đường điện thoại thuê bao.
Vì các đoạn mạng ở xa cĩ thể kết nối với nhau qua đường điện thoại, nên cĩ khả năng nhiều mạng LAN kết nối với nhau theo nhiều tuyến khác nhau. Trong trường hợp này, cĩ thể dữ liệu truyền sẽ rơi vào một vịng lặp vơ hạn.
Để giải quyết vấn đề này, Ủy ban quản lý mạng IEEE 802.1 đã ban hành thuật tốn STA (Spanning Tree Algorithm): đây là phần mềm cĩ thể cảm nhận sự tồn tại của nhiều tuyến, quyết định tuyến nào hiệu quả nhất và sau đĩ lập cấu hình cầu nối để sử dụng tuyến đĩ. Những tuyến khác ngắt kết nối bằng phần mềm, tuy nhiên tuyến bị ngắt nối kết cĩ thể được kích hoạt lại nếu tuyến chính khơng sử dụng được.
Sự khác nhau giữa cầu nối và bộ chuyển tiếp:
Cầu nối hoạt động ở tầng cao hơn tầng hoạt động của bộ chuyển tiếp trong mơ hình OSI. Điều này cĩ nghĩa là cầu nối thơng minh hơn bộ chuyển tiếp và cung cấp nhiều chức năng truyền dữ liệu hơn.
Cầu nối giống bộ chuyển tiếp ở chổ chúng cĩ thể phục hồi lại dữ liệu nhưng cầu nối phục hồi dữ liệu tại mức gởi dữ liệu. Điều này cĩ nghĩa cầu nối cĩ thể gởi gĩi dữ liệu đi xa hơn qua việc sử dụng các phương tiện truyền khoảng cách xa hơn.
Cầu nối cĩ tất cả các chức năng của bộ chuyển tiếp, nhưng cũng dung nạp nhiều nút hơn. Chúng cung cấp hiệu suất mạng cao hơn bộ chuyển tiếp. Vì mạng đã được chia nhỏ nên sẽ cĩ ít máy tính tranh chấp tài nguyên cĩ sẵn trên mỗi đoạn mạng.
Nếu một mạng Ethernet lớn được chia làm 2 đoạn mạng nối với nhau bằng một cầu nối, mỗi đoạn mới sẽ truyền tải ít gĩi dữ liệu hơn, tình trạng đụng độ ít hơn và do đĩ hoạt động của mạng sẽ hiệu quả hơn. Mặc dù mỗi đoạn mạng nằm tách biệt nhau, cầu nối sẽ tải lưu lượng thích hợp qua lại giữa chúng với nhau.
* Kết luận:
- Cầu nối cĩ tất cả các chức năng của bộ chuyển tiếp
- Chúng nối 2 đoạn mạng và tái tạo tín hiệu tại cấp độ gĩi dữ liệu - Hoạt động tại tầng DataLink trong mơ hình OSI
- Khơng thích hợp cho mạng WAN tốc độ dưới 56K - Chúng khơng thể sử dụng nhiều tuyến cùng một lúc
- Chúng truyền phát mọi thứ, cĩ khả năng gây ra hiện tượng broadcast storm
- Cầu nối đọc địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của mỗi gĩi dữ liệu - Chúng chuyển gĩi dữ liệu với địa chỉ khơng xác định.
3. Bộ định tuyến:
Trong mơi trường nhiều đoạn mạng với giao thức vàkiến trúc mạng khác nhau, cầu nối cĩ thể khơng đảm bảo truyền thơng nhanh trong tất cả các đoạn mạng. Mạng cĩ mức độ phức tạp này cần một thiết bị khơng những biết địa chỉ của mỗi đoạn mạng, mà cịn quyết định tuyến đường tốt nhất để truyền dữ liệu và sàng lọc việc broadcast trên đoạn mạng cục bộ. Thiết bị như thế gọi là bộ định tuyến (Router).
Router hoạt động tại tầng Network của mơ hình OSI. Điều này cĩ nghĩa chúng cĩ thể chuyển đổi và định tuyến gĩi dữ liệu qua nhiều mạng. Router đọc thơng tin địa chỉ mạng phức tạp trong gĩi và vì chúng hoạt động tại tầng cao hơn so với cầu nối trong mơ hình OSI nên chúng truy cập thêm những thơng tin khác.
Router cĩ thể cung cấp các chức năng của cầu nối: o Lọc gĩi và cơ lập lưu thơng mạng
o Nối kết nhiều đoạn mạng.
Router truy cập nhiều thơng tin trong gĩi dữ liệu hơn cầu nối, và dùng thơng tin này cải thiện việc phân phát gĩi dữ liệu. Router được sử dụng trong các trường hợp mạng phức tạp vì chúng cung cấp chức năng quản lý lưu thơng tốt hơn cầu nối và khơng thực hiện broadcast. Các Router cĩ thể chia sẻ thơng tin trạng thái và thơng tin định tuyến với nhau và sử dụng thơng tin này bỏ qua các nối kết hỏng hoặc chậm.
Nguyên lý hoạt động:
Routing table chứa các địa chỉ mạng, tuy nhiên địa chỉ host cĩ thể được lưu trữ tuỳ thuộc vào giao thức mạng đang chạy. Router sử dụng routing table để xác định địa chỉ đích cho dữ liệu đến. Bảng này liệt kê các thơng tin sau:
o Tồn bộ số địa chỉ mạng đã biết o Cách kết nối vào các mạng khác
o Các lộ trình cĩ thể cĩ giữa những bộ định tuyến o Phí tổn truyền dữ liệu qua các lộ trình đĩ.
Router chọn lộ trình tốt nhất cho dữ liệu truyền dựa trên phí tổn và các lộ trình cĩ sẵn.
Router địi hỏi địa chỉ cụ thể. Chúng chỉ hiểu được số liệu mạng nào cho phép chúng nĩi chuyện với các router khác và địa chỉ card mạng cục bộ. Router khơng liên lạc với máy tính ở xa.
Khi router truyền nhận gĩi dữ liệu gởi đến mạng ở xa, chúng sẽ truyền dữ liệu đến các router quản lý mạng đích. Trong một số trường hợp, đây là một lợi điểm vì:
o Phân đoạn mạng lớn thành nhiều mạng nhỏ hơn o Hoạt động như một rào cản an tồn giữa các đoạn
o Ngăn chặn tình trạng broadcast vì các broadcast sẽ khơng được chuyển tiếp.
Vì router phải thực hiện các chức năng phức tạp trên mỗi gĩi dữ liệu, nên tốc độ chậm hơn cầu nối. Khi gĩi dữ liệu được truyền từ router này đến router khác, địa chỉ nguồn và địa chỉ đích ở tầng DataLink bị tước bỏ và sau đĩ tạo lại. Điều này cho phép router định tuyến gĩi dữ liệu từ mạng TCP/IP Ethernet đến máy phục vụ trên mạng TCP/IP Token Ring.
Vì router chỉ đọc các gĩi dữ liệu cĩ địa chỉ mạng, chúng sẽ khơng cho phép dữ liệu hỏng truyền đi trên mạng. Do khơng truyền dữ liệu hỏng hoặc dữ liệu broadcast nên router sẽ đặt áp lực ít hơn lên mạng. Router khơng tìm địa chỉ nút đến, chúng chỉ tìm địa chỉ mạng. Router chỉ chuyển thơng tin khi biết địa chỉ mạng. Khả năng kiểm sốt dữ liệu chuyển qua router gĩp phần giảm bớt lưu lượng truyền giữa các mạng và cho phép bộ định tuyến sử dụng những liên kết này hiệu quả hơn cầu nối.
Sử dụng lược đồ gán địa chỉ của bộ địa chỉ, người quản trị sẽ dễ dàng chia một mạng lớn thành nhiều mạng nhỏ riêng biệt. Vì router khơng truyền, khơng xử lý từng gĩi dữ liệu nên chúng hoạt động như rào cản an tồn giữa các đoạn mạng. Điều này làm giảm đáng kể lưu lượng truyền trên mạng và thời gian người dùng phải chờ đợi.
Các giao thức định tuyến:
Bao gồm các giao thức: DECnet, IP, IPX, OSI, XNS, DDP (AppleTalk).
Chọn lộ trình:
Khơng giống cầu nối, router cĩ thể chứa nhiều lộ trình hoạt động giữa các đoạn mạng LAN và chọn lựa trong số những đường dự phịng. Vì router cĩ thể nối kết các đoạn mạng sử dụng cơ chế đĩng gĩi dữ liệu và phương pháp truy nhập phương tiện hồn tồn khác nhau, nên thơng thường sẽ cĩ nhiều lộ trình cĩ sẵn cho router sử dụng. Điều này cĩ nghĩa là nếu 1 router khơng hoạt động, dữ liệu vẫn cĩ thể truyền đi qua lộ trình khác.
Router cĩ thể lắng nghe mạng và nhận diện thành phần nào bận nhất. Nĩ dùng thơng tin này để quyết định nên chuyển dữ liệu theo tuyến nào. Nếu 1 lộ trình bận, router cĩ thể rà tìm tuyến khác và gửi dữ liệu theo tuyến đĩ.
Router xác định lộ trình gĩi dữ liệu sẽ theo bằng cách quyết định số hop (số lần truyền gĩi dữ liệu qua một router) giữa các đoạn mạng bên trong. Giống cầu nối, router xây dựng bảng định tuyến và dùng trong những thuật tốn định tuyến sau:
- OSPF (Open Shortest Path First – mở lộ trình tuyến ngắn nhất