- Các khung Multicast
Các hệ thống Giga Ethernet
- 1000 BaseX: Chữ X nói lên đặc tính mã hoá đờng truyền (chuẩn này dựa trên kiểu mã hoá 8B/10B dùng trong hệ thống kết nối tốc độ cao Fibre Channel đợc phát triển bởi ANSI). Chuẩn 1000 BaseX gồm 3 loại:
- 1000 Base - SX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng ngắn. - 1000 Base - LX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng dài. - 1000 Base - CX: tốc độ 1000 Mb/s, sử dụng cáp đồng.
- 1000 BaseT: Hoạt động ở tốc độ Gigabit, băng tần cơ sở trên cáp xoắn cặp Cat 5 trở lên. Sử dụng kiểu mã hoá đờng truyền riêng để đạt đợc tốc độ cao trên loại cáp này.
3.2.4. Thiết kế mạng Ethernet
Kiến trúc mạng LAN phổ biến nhất hiện nay là Ethernet. Chi phí triển khai rẻ, dễ dàng cài đặt là những yếu tố làm cho Ethernet trở thành một lựa chọn hoàn hảo cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Chuẩn Ethernet đã liên tục đợc phát triển trong những năm qua,
với nhiều thay đổi mới về phơng tiện truyền dẫn và thiết bị kết nối. Có nhiều loại mạng Ethernet khác nhau, phân biệt bởi đờng truyền dữ liệu, loại cáp nối, chiều dài tối đa cáp nối. Tuy nhiên, tất cả các mạng Ethernet đều có một điểm chung, chúng đều sử dụng ph - ơng pháp truy nhập đờng truyền gọi là CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acess / Collision Detection) tức Đa truy nhập nhận biết sóng mang có phát hiện xung đột.
Thiết kế cụ thể một mạng Ethernet phụ thuộc vào loại cáp nối đợc sử dụng. Chuẩn Ethernet thông dụng nhất là 10BaseT. Mạng 10BaseT hoạt động ở tốc độ 10 Mbit/giây, sử dụng tín hiệu dải tần cơ sở truyền qua đôi xoắn.
Hình dới là hình ví dụ của một mạng Ethernet theo chuẩn 10BaseT. Mỗi máy tính đợc nối với một bộ chuyển tiếp hay Hub. Mỗi cáp nối có chiều dài tối đa là 100 mét.
- Máy tính (Node).
Đây là những máy tính đợc nối mạng, có thể là máy chủ hay máy trạm. Mỗi náy tính yêu cầu phải có một bộ tiếp hợp mạng (Card mạng) hỗ trợ chuẩn 10BaseT cho phép 1 Hub có thể kết nối với tối đa 512 máy tính (tuy nhiên phần lớn Hub không có nhiều cổng RJ-45 đến thế). Tổng số các node trên một mạng 10BaseT không đợc vợt quá 1024.
- Cáp nối (máy tính với Hub).
Cáp nối trong chuẩn 10BaseT là cáp đôi xoắn, không bọc kim loại (loại Cat3, Cat4 hay Cat5). Mỗi đầu của cáp có một đầu nối RJ – 45. Điện trở của cáp nối nằm trong khoảng 85 – 100 ôm. Chiều dài của cáp từ 0,6 mét đến 100 mét.
10BaseT sử dụng 2 cặp cáp đôi xoắn (có tất cả 8 dây nhng chỉ sử dụng 4 dây). Mỗi cặp dùng để truyền dữ liệu và cặp kia để nhận dữ liệu. Các dây cáp trên thực tế th ờng có nhiều hơn 2 cặp cáp đôi xoắn nhng cũng sử dụng hai cặp. Khi đầu nối, cần kiểm tra các đầu dây đợc đa đúng vị trí chân cắm trong đầu nối RJ-45.
- Hub nối máy (Populated Hub).
Với Ethernet 10BaseT, các kết nối mạng đợc tập hợp vào một đơn vị trung tâm gọi là Hub. Bởi vì Hub có nhiệm vụ tái tạo các tín hiệu điện tử, ta có thể xem nó nh một bộ chuyển tiếp (Repeater). Với 10BaseT, tín hiệu phải đợc tái tạo với khoảng cách xa nhất là100 mét.
Hơn nữa, mỗi mạng 10BaseT phải có ít nhất một Hub. Số lợng Hub và các bộ nhắc tín hiệu ở giữa các máy tính là một yếu tố rất quan trọng trong mạng Erthernet 10BaseT. Hub có máy tính kết nối tới gọi là Hub nối máy (Populated Hub). Hub bên trái hình là một Hub nối máy bởi vì có máy tính kết nối tới Hub này.
- Hub không nối máy (Unpopulated Hub).
Cứ 100 mét, tín hiệu cần phải đợc tái tạo. Hub không có máy tính nào kết nối vào mà chỉ sử dụng để tái tạo tín hiệu, gọi là Hub không nối máy. Hub bên phải hình trên là một Hub không nối máy. Số lợng các Hub hay các bộ chuyển tiếp giữa các máy tính là một yếu tố quan trọng trong mạng Ethernet 10BaseT.
- Cáp đấu chéo
Cáp đấu chéo kết nối Hub với một Hub hay bộ chuyển tiếp khác. Các thông số kỹ thuật của cáp đấu chéo cũng giống nh cáp nối thông thờng. Khi đầu nối 2 đầu cáp với đầu nối RJ-45, chúng ta cần lu ý trật tự các đầu dây đợc nối vào các chân của đầu nối RJ-45 không giống nhau.
Chúng ta có thể sử dụng Hub hoặc bộ chuyển tiếp để tạo thành mạng hình sao xếp chồng. Tuy nhiên, cần phải chú ý giới hạn về số đoạn cáp và số bộ chuyển tiếp trong các kết nối này theo quy tắc 5-4-3.
- Quy tắc 5-4-3.
Mạng Ethernet sử dụng cáp đôi xoắn phải tuân thủ nguyên tắc sau: + Mạng chỉ có thể “dài” tối đa 5 đoạn (cáp nối giữa hai Hub bất kỳ). + Các thiết bị trên mạng không cách nhau quá 4 thiết bị lặp tín hiệu. Chú ý:
Không có yếu tố “3” đợc nêu trong quy tắc 5-4-3 trên. Đầu tiên, quy tắc 5-4-3 đợc áp dụng cho cáp đồng trục và gồm cả yếu tố “3”. Sau đó quy tắc đợc mở rộng phạm vi áp dụng cho mạng sử dụng cáp đôi xoắn. Nó còn đợc gọi là quy tắc 5-4 cho cáp đôi xoắn.
3.3. Các kỹ thuật chuyển mạch trong LAN
3.3.1. Phân đoạn mạng trong LAN
3.3.1.1 Mục đích của phân đoạn mạng
Mục đích là phân chia băng thông hợp lý đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng trong mạng. Đồng thời tận dụng hiệu quả nhất băng thông đang có. Để thực hiện tốt điều này cần hiểu rõ khái niệm: Miền sung đột (Collision Domain) miền quảng bá (Broadcast Domain).
- Miền sung đột (còn đợc gọi là miền băng thông- Bandwidth Domain): Nh đã mô tả trong hoạt động của mô hình Ethernet, hiện tợng sung đột xảy ra khi hai trạm trong cùng một phân đoạn mạng đồng thời truyền khung. Miền xung đột đợc định nghĩa là vùng mạng mà trong đó các khung có thể gây xung đột với nhau. Càng nhiều trạm trong cùng
một miền xung đột thì sẽ làm tăng xung đột và làm giảm tốc độ truyền, vì thế mà miền xung đột còn gọi là miền băng thông (các trạm trong cùng miền này sẽ chia sẻ băng thông của miền).
- Miền quảng bá (Boardcast Domain): Miền quảng bá đợc định nghĩa là tập hợp các thiết bị mà trong đó khi một thiết bị phát đi một khung quảng bá (Boardcast) thì tất cả các thiết bị còn lại đều nhận đợc.
Khi sử dụng các thiết bị kết nối khác nhau, ta sẽ phân chia mạng thành nhiều miền xung đột và miền quảng bá khác nhau.
3.3.1.2. Phân đoạn mạng bằng Repeater
Thực chất Repeater không phân đoạn mạng mà chỉ mở rộng đoạn mạng về mặt vật lý. Nói chính xác Repeater cho phép mở rộng miền xung đột.
Hệ thống 10baset sử dụng Hub nh là một bộ Repeater nhiều cổng. Các máy trạm cùng nối với một Hub sẽ thuộc cùng 1 miền xung đột.
Giả sử 8 trạm nối cùng 1 Hub 10baset tốc độ 10Mb/s, vì tại một thời điểm chỉ có một trạm đợc truyền khung lên băng thông trung bình mỗi trạm có đợc là: 10Mb/s: 8 trạm = 1,25 Mbps/1 trạm.