Về cơ bản thì 2 cái này có vai trò, chức năng giống nhau trên mạng. Tuy nhiên Switch ra đời sau nên có cấu tạo bên trong khác khá nhiềuso với Hub => nên cách thức hoạt động có khác nhau nhiều và ra đời sau nênSwitch có nhiều ưu điểm hơn Hub và Switch đang dần thay thế
Hub.
Giống nhau: Chức năng giống nhau
Khác nhau: Khác nhau cơ bản nhất là về cách thức hoạt độngđó là cách phân phối, chuyển tiếp các khung dữ liệu tới các cổng ra.
- Hub thì nó chuyển khung dữ liệu tới tất cả cổng và dữ liệu củacổng nào (bằng cách so sánh MAC) thì cổng đó nhận không phải thì lờ đi =>Đây là hạn chế của Hub dẫn đến đối với cổng luôn chỉ được làm việc với băngthông tối thiểu.
- Switch thì ngược lại nó lưu tất cả địa chỉ MAC của các cổng(MAC của các card mạng) nó so sánh địa chỉ MAC trong khung dữ liệu nếu dữ liệucủa cổng nào thì nó gửi đến cổng đó => Đối với mỗi cổng luôn được làm việc vớibăng thông cực đại. Đây là ưu điểm của Switch.
4.Cấu tạo
Hub: ở đây là một thiết bị mạng bao gồm các cổng RJ45 để nối đến các máy tính thông qua các đoạn cáp UTP. Hub thường có các loại 4 cổng, 6 cổng, 8 cổng, 12 cổng, 16 cổng, 24 cổng …Các cổng này thường hoạt động ở cả hai tốc độ truyền dẫn tín hiệu là 10 Mb/s và 100 Mb/s.
Switch :cũng có chức năng cung cấp các cổng nối mạng cho các máy tính và về cấu tạo bên ngoài nó cũng tương tự như Hub. Tuy nhiên về nguyên lý hoạt động hai thiết bị này có những điểm khác nhau cơ bản.
5.Sự khác nhau cơ bản giữa Hub và Switch về nguyên lí hoạt động:
Hub cung cấp cho mỗi PC một đường kết nối riêng thông qua các cổng của mình và làm chúng ta lầm tưởng đây là một mô hình mạng hình sao thực thụ. Tuy nhiên cái hình sao này chỉ mang tính chất vật lý, tức là cái vẻ bề ngoài. Thực chất bên trong Hub, các cổng của nó đều được nối vào một đường truyền tín hiệu chung còn gọi là đường trục (Bus).
Do vậy, khi máy tính 1 gởi dữ liệu đến máy in thì dữ liệu này cũng được gởi đến tất cả các máy tính khác. Tuy nhiên chỉ có máy in tiêp nhận và xử lý dữ liệu này, vì địa chỉ của nó trùng với địa chỉ mà máy tính 1 muốn gởi đến.
Tại một thời điểm, chỉ có một máy tính được trưyền tín hiệu trên bus chung. Các máy tính khác đợi và “lắng nghe” - chỉ khi nào bus hết bận thì chúng mới được truyền. Khi đó, nếu đồng thời có hai máy tính cùng truyền dữ liệu thì sẽ xảy ra tình trạng xung đột (collision) trên đường truyền.
Hạn chế của Hub là dễ xảy ra xung đột làm giảm hiệu suất hoạt động của mạng.
Để khắc phục các hạn chế của Hub thì Switch được thiết kế để tín hiệu được gởi đến một cổng xác định dựa vào bảng địa chỉ đã được thiết lập trước bên trong Switch, thay vì phải gởi tín hiệu đến tất cả các cổng như Hub đã làm. Do vậy cùng một thời điểm, khi máy tính 1 gởi dữ liệu in đến máy in thì máy tính 4 và máy tính 5 vẫn có thể truyền thông với nhau.
Cơ chế chuyển mạch này hạn chế tối đa tình trạng đụng độ và làm tăng hiệu suất của mạng.
Hub Switch
Giống nhau +Là thiết bị có nhiệm vụ nối các máy tính trong mạng nội bộ với nhau
+Đều có khả năng khuếch đại tín hiệu ngõ vào.
Khác nhau - Hub chuyển frame theo dạng
broadcast.
-Hub làm việc ở layer 1(trừ 1 số hub thông minh làm việc ở layer 2),switch sẽ tìm xem cổng đích là cổng nào để gửi(bằng cách sử dụng bảng CAM).Nếu không tìm được
-Switch làm việc ở layer 2 OSI(có loại witch layer 3 thì làm việc ở layer 3 OSI)
mới truyền broadcast.
Câu 3.38 Vùng xung đột là gì? Trình bày các giải pháp khắc phục xung đột .
-vùng xung đột (collision domain):là vùng mà các frame có khả năng đụng độ nhau trên
media. Repaeter và hub ko ngăn được collision. Brigde,switch và router thì mỗi subnet của port|interface là một collision domain riêng biệt.
-các giải pháp khắc phục xung đột: +giải thuật CSMA/CD:
1.Máy cần truyền gói tin
2.Kiểm tra xem đường truyền có bị chiếm hay ko(bằng cách 3.Tập hợp frame
4.bắt đầu truyền gói tin
5.kiểm tra xem có xung đột trên đường truyền ko 6.tiếp tục truyền gói tin
7.kiểm tra xem đã truyền hết gói tin chưa. 8. hoàn thành việc chuyển gói tin.
9.phát sinh tín hiệu xung đột.
10.attempt=attempt+1(tăng số lần thử)
11.kiểm tra xem có phải đã thử quá nhiều lần chưa. 12.quá nhiều lần thử. Bỏ qua việc truyền gói tin 13. thuật toán backoff.
14. chờ một khoảng thời gian(cỡ micro giây)
Câu 3.39 Trình bày giao thức PPP.
Trong mạng máy tính, Point-to-Point Protocol (hoặc PPP) là một giao thức liên kết dữ liệu, thường được dùng để thiết lập một kết nối trực tiếp giữa 2 nút mạng. Nó có thể cung cấp kết nối xác thực, mã hóa việc truyền dữ liệu...
PPP được sử dụng bằng nhiều kiểu mạng vật lý khác nhau, bao gồm cáp tuần tự (serial cable), dây điện thoại, mạng điện thoại, radio và cáp quang giống như SONET. Đa phần các nhà cung cấp dịch vụ Internet đều sử dụng PPP cho khách hàng để truy cập Internet. Hai kiểu đóng gói dữ liệu củaPPP là PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet)
và PPPoA (Point-to-Point Protocol over ATM), chúng được sử dụng bởi các nhà cung cấp dịch vụ Internet để kết nối tới dịch vụ Internet.
Đặc điểm của ppp:
-Đóng gói gói tin(framing):phía gửi trong giao thức ppp phải có khả năng lấy gói tin ở tầng mạng, đặt nó trong frame tầng liên kết dữ liệu.Phía nhận xác định được vị trí bắt đầu và kết thúc của frame cũng như vị trí gói tin tầng mạng trong frame.
-Tính trong suốt:giao thức ppp ko được đặt ra bất kì hạn chế nào trên gói dữ liệu tầng mạng. Tức là nó có khả năng chuyển đi bất kì gói dữ liệu tầng mạng nào.
-Hỗ trợ nhiều giao thức tầng mạng:giao thức ppp phải có khả năng hỗ trợ nhiều giao thức tầng mạng(ví dụ,IP và DECnet) trên cùng đường truyền vật lý tại cùng một thời
điểm.Điều này cũng giống như giao thức IP có khả năng phân kênh cho nhiều giao thức giao vận khác nhau(ví dụ,TCP và UDP).Như vậy ppp cũng cần có một cơ chế để khi nhận được một frame, thực thể ppp phía nhận xác định được cần chuyển gói dữ liệu cho thực thể tầng mạng nào
-Hỗ trợ nhiều kiểu đường truyền:ngoài khả năng hỗ trợ nhiều giao thức ở tầng cao hơn, ppp phải có khả năng vận hành trên nhiều kiểu đường truyền khác nhau bao gồm đường truyền tuần tự(truyền lần lượt từng bit một) hoặc song song(truyền nhiều bit cùng một lần), đồng bộ(truyền tín hiệu đồng hồ cùng với bit dữ liệu) hoặc dị bộ, truyền với tốc độ chậm hoặc cao, tín hiệu điện tử hoặc quang học.
-phát hiện lỗi:ppp phía nhận có khả năng phát hiện dữ liệu có lỗi bit trong frame nhận được hay ko
-thời gian kết nối:ppp phải có khả năng phát hiện đường truyền bị lỗi ở mức link(ví dụ,không có khả năng để truyền dữ liệu từ phía gửi sang phía nhận) và phải thông báo tình trạng lỗi này cho tầng mạng.
-thỏa thuận địa chỉ tầng mạng:ppp phải cung cấp cơ chế cho phép hai thực thể tầng mạng tham gia truyền thông(IP) có thể học hay đặt cấu hình địa chỉ tầng mạng cho nhau.
-đơn giản: nguời ta đòi hỏi ppp đáp ứng nhiều yêu cầu ngòai những yêu cầu nêu trên.Một trong những yêu cầu quan trọng nhất là tính đơn giản. Hiện nay hơn 50RFC định nghĩa những khía cạnh đơn giản của giao thức này.
a, yêu cầu thiết kế.
- Đặt packet vào Frame:
o Gói gói tin của tầng mạng vào Frame của tầng liên kết dữ liệu.
o Gửi đồng thời nhiều gói tin của các giao thức khác nhau ở tầng mạng - Trong suốt : Có thể chuyển bất kì khuân dạng dữ liệu nào
- Phát hiện lỗi (Không phải sửa )
- Kiểm soát loại kênh truyền : phát hiện kênh truyền khi bị báo lỗi, báo lại cho tầng mạng bên trên.
- Thảo luận địa chỉ tầng mạng : có thể xác định/cấu hình địa chỉ IP cho các điểm đầu cuối
b,Không cần :
- Không có cơ chế khắc phục, sửa lỗi. - Không điều khiển lưu lượng
- Không đảm bảo bên nhận gửi theo đúng thứ tự - Không hỗ trợ đa điểm (ví dụ thăm dò)
Luu ý : khắc phục lỗi ,điều khiển lưu lượng, thứ tự gửi & nhận dữ liệu đã được xử lý ở các tầng trên!
c,Data Frame
Flag Address Control 1 or 2 Variable
length 2 or 4 1
011111110 111111111 001111111 Protocol Info Check 011111110 - Đánh dấu (mở đầu khung )
- Chưa sử dụng
- Control: chưa sử dụng, có khả năng sử dụng trong tương lai
- Protocol: Giao thức tầng mạng bên trên lấy dữ liệu (Ví dụ PPP- LCP,IP…) - Info : chứa dữ liệu của tầng trên.
- Check: mã kiểm tra dư thừa vòng để phát hiện lỗi.
d, Chèn byte
Trường Flag trong data frame có giá trị là <01111110> nếu dữ liệu của tầng trên có chứa các mẫu bit trường flag thì PPP sử dụng kĩ thuật chèn byte
- Bên Gửi : chèn thêm Byte dư thừa <01111101> trước mỗi byte <01111110> dữ liệu
- Bên Nhận : Thấy 01111101 sẽ loại bỏ vai trò điều khiển của byte 01111110 theo sau, coi byte 01111110 đó là dữ liệu thực sự chứ không phải là trường flag.
Câu 3.40 Trình bày kỹ thuật phát hiện và sửa lỗi.
1.Phương pháp phát hiện lỗi: a.Phương pháp chẵn lẻ:
Đây là phương pháp đơn giản và thường hay được sử dụng để phát hiện lỗi, bằng cách thêm 1 bít(parity bit) vào chuỗi bit cần truyền đi. Bit này có giá trị là 1, nếu số lượng các bit 1 trong
chuỗi là một số lẻ, ngược lại, bit có giá trị là 0 nếu số lượng các bit 1 trong chuỗi là môt số chẵn.Có 2 cách như sau:
+Kiểm tra ngang: Thêm bit chẵn lẻ vào mootx byte để phát hiện lỗi. Với phương pháp này thường mất đi 12,5% dung lượng bộ nhớ.Bên nhận sẽ căn cứ vào quy định này để phát hiện lỗi.Nhược điểm của phương pháp VRC là số bit lẻ thì không xác định được vị trí các bit lỗi, vì vậy không tự sửa mà chỉ yêu cầu truyền lại. Trong trường hợp số bit lỗi chẵn, không phát hiện được lỗi.
+Kiểm tra dọc: Người ta thêm parity bit vào mỗi khối byte(ví dụ cho từng Frame dữ liệu).Kết hợp 2 phương pháp VRC-LRC cho phép kiểm tra lỗi theo 2 chiều.
b. Phương pháp kiểm tra vòng(CRC)
Các bit trong một tin báo được dịch chuyển quay vòng sang trái trong một thanh ghi và chia cho một hàm cho trước (Modul 2), số dư của phép chia chính là CRC được phép vào chuỗi góc truyền đi. Bên nhận đem chia (Modul 2) chuỗi số nhận được cho hàm số cho trước như bên truyền. Nếu kết quả là phép chia không dư nghĩa là truyền không lỗi. Nếu kết hợp CRC với ARQ thì hiệu quả kiểm soát lỗi cao. Nếu sử dụng loại 16 bit sai số chỉ là 1014.
Khi sử dụng phương pháp CRC, bên phát và bên nhận cùng sử dụng một đa thức G(x) gọi là đa thức sinh(Generator Polybmial) được chuẩn quốc tế hóa:
CRC-12:G(X)=X12+X11+X3+X2+X1+1 CRC-16:G(X)=X16+X15+X2+1
CRC-CCITT:G(X)=X16+X12+X5+1 Thuật toán CRC:
Bước 1:
-Xâu bít cần truyền tương ứng với đa thức M(x) có bậc là m/. -giả sử đa thức sinh G(X) cho trước có bậc là r:
Ví dụ:G(X)=X4+X+1 Bước 2:
Thêm r bit 0 vào sau xâu m bit, xâu bit tương ứng đa thức xrM(x).\ Ví dụ:X4M(X)=11010110110000
Bước 3.
Thực hiện phép chia Modul 2:
xr+ M(x)/G(x)=Q(x)+R(x).G(x)
Ví dụ:xr+M(x)/G(x)=xr.(x9+x8+x6+x3+x+1)(x4+x+1) R(x)=x3+x2+x
Bước 4.
Chuỗi bit cần truyền là :T(x)=xr.M(x)+R(x) 2.Phương pháp sửa lỗi-Mã hamming.
Để sửa sai một bit người ta dựa trên các bit chẵn lẻ được rải vào trong chuỗi bit được truyền đi theo nguyên lý cân bằng chẵn lẻ để chỉ ra các bit lỗi.
Câu 3.41: Trình bày nguyên lý hoạt động CSMA/CD
Cảm nhận kênh truyền, if rỗi Then{
Truyền và cảm nhận kênh truyền If (Phát hiện ra một kênh truyền khác) Then{
Hủy bỏ và gửi thông điệp báo tắc nghẽn; Cập nhật # Collisions;
Làm trễ theo thuật toán exponential backoff; Goto A
}
}
Else{đợi cuộc truyền kia truyền xong và goto A}
Tín hiệu báo tắc nghẽn (Jam Signal): Đảm bảo được tất cả các nút đang truyền nhận biết được tắc nghẽn ; 48 bit;
Exponential backoff :
- Mục tiêu : Việc truyền lại thích nghi với tải hệ thống. o Tải nhiều thời gian đợi ngẫu nhiên sẽ dài hơn.
- Lần xung đột thứ nhất : Chọn K trong khoảng {0,1}; độ trễ là K*512 thời gian truyền đi 1 bit - Sau lần xung đột thứ 2 : chọn ngẫu nhiên K trong {0,1,2,3}…
- Sau lần xung đột thứ 10, chọn K trong {0,1,2,3,4…,1023}
Câu 3.42: Trình bày nguyên lý chung của mạng Ethernet.
Ethernet là công nghệ LAN thông dụng nhất được sử dụng hiện nay.Ehthernet đã trở nên phổ biến vì giá cả phải chăng của nó, cáp Ethernet không đắt và dễ cài đặt.Các bộ tương thích mạng Ethernet và các thành phần phần cứng Ethernet cũng tương đối rẻ.
Trên các mạng Ethernet, tất cả các máy tính chia sẻ một đường truyền thông chung, Ethernet sử dụng một phương thức truy cập gọi là Đa truy cập cảm nhận sóng mang với Dò tìm đụng độ-CSMA/CD để quyết định khi nào một máy tính có thể truyền dữ liệu trên môi trường truy cập. Sử dụng CSMA/CD, tất cả các máy tính quan sát môi trường truyền thông và chờ đến khi môi trường truyền thông sẵn sàng mới truyền. Nếu hai máy tính cố truyền cùng một lúc thì sẽ xảy ra đụng độ.Các máy tính sẽ dừng lại, chờ một khoảng ngẫu nhiên và thử truyền lại. Ethernet truyền thống làm việc tốt trong trường hợp tải bình thường nhưng tỉ lệ đụng độ sẽ cao khi mức độ sử dụng tăng. Một số biến thể của Ethernet có thể bao gồm các hub thông minh hoặc switch, hỗ trợ cho các mức lưu lượng cao hơn
Ethernet có khả năng hoạt động trong nhiều môi trường khác nhau. Các mạng Ethernet tiêu biểu hoạt động ở các tốc độ băng tần cơ sở 10Mbps hay 100Mbps.
Kiến trúc Ethernet linh hoạt thậm chí thích hợp với hoạt động mạng không dây.
Câu 3.43: Trình bày nguyên lý hoạt động của mạng không dây
Mạng WLAN sử dụng sóng điện từ (vô tuyến và tia hồng ngoại) để truyền thông tin từ điểm này sang điểm khác mà không dựa vào bất kỳ kết nối vật lý nào. Các sóng vô tuyến thường là các sóng mang vô tuyến bởi vì chúng thực hiện chức năng phân phát năng lượng đơn giản tới máy thu ở xa. Dữ liệu truyền được chồng lên trên sóng mang vô tuyến để nó được nhận lại đúng ở máy thu. Đó là sự điều biến sóng mang theo thông tin được truyền. Một khi dữ liệu được chồng (được điều chế) lên trên sóng mang vô tuyến, thì tín hiệu vô tuyến chiếm nhiều hơn một tần số đơn, vì tần số hoặc tốc độ truyền theo bit của thông tin biến điệu được thêm vào sóng mang.
Nhiều sóng mang vô tuyến tồn tại trong cùng không gian tại cùng một thời điểm mà không nhiễu với nhau nếu chúng được truyền trên các tần số vô tuyến khác nhau. Để nhận dữ liệu, máy thu vô tuyến bắt sóng (hoặc chọn) một tần số vô tuyến xác định trong khi loại bỏ tất cả các tín hiệu vô tuyến khác trên các tần số khác.
Trong một cấu hình mạng WLAN tiêu biểu, một thiết bị thu phát, được gọi một điểm truy cập (AP - access point), nối tới mạng nối dây từ một vị trí cố định sử dụng cáp Ethernet chuẩn. Điểm truy cập (access point) nhận, lưu vào bộ nhớ đệm, và truyền dữ liệu giữa mạng WLAN và cơ sở hạ tầng mạng nối dây. Một điểm truy cập đơn hỗ trợ một nhóm nhỏ người sử dụng và vận hành bên trong một phạm vi vài mét tới vài chục mét. Điểm truy cập (hoặc anten được gắn tới nó) thông thường được gắn trên cao nhưng thực tế được gắn bất cứ nơi đâu miễn là khoảng vô tuyến cần thu được.
Các người dùng đầu cuối truy cập mạng WLAN thông qua các card giao tiếp mạng WLAN, mà được thực hiện như các card PC trong các máy tính notebook, hoặc sử dụng card giao tiếp ISA hoặc PCI trong các máy tính để bàn, hoặc các thiết bị tích hợp hoàn toàn bên