Giới thiệu mạng
Mạng cục bộ LAN ( Local Area Network)
Mạng LAN, hay Mạng cục bộ, là tập hợp các máy tính và thiết bị truyền thông được kết nối trong một khu vực nhỏ như tòa nhà, khuôn viên trường đại học hoặc khu giải trí.
Các mạng LAN thường có đặc điểm sau:
- Băng thông lớn, có khả năng chạy các ứng dụng trực tuyến như xem phim, hội thảo qua mạng
- Kích thước mạng bị giới hạn bởi các thiết bị
- Chi phí các thiết bị mạng LAN tương đối rẻ
Mạng đô thị MAN ( Metropolitan Area Network)
Mạng MAN, tương tự như mạng LAN, nhưng phạm vi hoạt động của nó rộng hơn, bao trùm một thành phố hoặc quốc gia Mạng MAN kết nối các mạng LAN thông qua nhiều phương tiện truyền dẫn như cáp quang, cáp đồng và sóng, cùng với các phương thức truyền thông đa dạng Những đặc điểm nổi bật của mạng MAN bao gồm khả năng mở rộng và tính linh hoạt trong việc kết nối các mạng khác nhau.
Băng thông mức trung bình là yếu tố quan trọng, đáp ứng nhu cầu cho các ứng dụng quy mô lớn như chính phủ điện tử, thương mại điện tử và các dịch vụ ngân hàng, phục vụ hiệu quả cho các hoạt động cấp thành phố và quốc gia.
- Do MAN nối kết nhiều LAN với nhau nên độ phức tạp cũng tăng đồng thời công tác quản trị sẽ khó khăn hơn
- Chi phí các thiết bị mạng MAN tương đối đắt tiền.
Mạng diện rộng WAN( Wide Area Network)
Mạng WAN (Wide Area Network) có khả năng bao phủ các khu vực địa lý rộng lớn, từ một quốc gia đến toàn cầu, thường được sử dụng bởi các công ty đa quốc gia Mạng Internet là một ví dụ điển hình của mạng WAN Để kết nối các mạng LAN và MAN, mạng WAN sử dụng nhiều phương tiện truyền thông như vệ tinh, sóng viba, cáp quang và cáp điện thoại Những đặc điểm nổi bật của mạng WAN bao gồm khả năng kết nối xa và tính linh hoạt trong việc mở rộng phạm vi.
- Băng thông thấp, dễ mất kết nối, thường chỉ phù hợp với các ứng dụng offline như e-mail, web, ftp
- Phạm vi hoạt động rộng lớn không giới hạn
Mạng toàn cầu rất phức tạp do kết nối nhiều mạng LAN và MAN, thường được quản lý bởi các tổ chức quốc tế.
- Chi phí cho các thiết bị và các công nghệ mạng WAN rất đắt tiền
Mạng Internet
Mạng Internet, một dạng mạng WAN đặc biệt, cung cấp dịch vụ toàn cầu như email, web, chat và FTP, đồng thời phục vụ miễn phí cho người dùng.
3.Mô hình xử lý mạng.
Mô hình xử lý mạng tập trung
Tất cả các tiến trình xử lý diễn ra tại máy tính trung tâm, trong khi các máy trạm cuối chỉ hoạt động như thiết bị nhập xuất dữ liệu, cho phép người dùng xem và nhập liệu Các máy trạm này không lưu trữ hay xử lý dữ liệu Mô hình xử lý mạng có thể được triển khai trên phần cứng hoặc phần mềm cài đặt trên server, mang lại ưu điểm như bảo mật dữ liệu an toàn, dễ dàng sao lưu và diệt virus, cùng với chi phí thiết bị thấp.
Khuyết điểm: khó đáp ứng được các yêu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau, tốc độ truy xuất chậm.
Mô hình xử lý mạng phân phối
Các máy tính hoạt động độc lập, cho phép phân chia công việc và giao cho nhiều máy khác nhau, thay vì chỉ xử lý trên một máy trung tâm Mặc dù dữ liệu được xử lý và lưu trữ tại các máy cục bộ, nhưng nhờ vào việc kết nối mạng, các máy tính này có khả năng trao đổi dữ liệu và dịch vụ với nhau.
14 Ưu điểm: truy xuất nhanh, phần lớn không giới hạn các ứng dụng
Khuyết điểm: dữ liệu lưu trữ rời rạc khó đồng bộ, backup và rất dễ nhiễm virus.
Mô hình xử lý mạng cộng tác
Mô hình xử lý cộng tác cho phép nhiều máy tính kết hợp sức mạnh để thực hiện công việc hiệu quả Một máy tính có thể tận dụng khả năng xử lý của các máy khác trong mạng bằng cách chạy chương trình Ưu điểm của mô hình này là tốc độ nhanh và khả năng xử lý mạnh mẽ, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu tính toán phức tạp.
Khuyết điểm: các dữ liệu được lưu trữ trên các vị trí khác nhau nên rất khó đồng bộ và backup, khả năng nhiễm virus rất cao
4.Mô hình quản lý mạng.
Workgroup
Trong mô hình này, tất cả các máy tính đều có quyền hạn ngang nhau mà không cần đến máy tính chuyên dụng để cung cấp dịch vụ hay quản lý Mỗi máy tính tự bảo mật và quản lý tài nguyên của chính mình, đồng thời cũng thực hiện việc chứng thực cho người dùng tại địa phương.
Domain
Trong mô hình Domain, việc quản lý và xác thực người dùng được tập trung tại máy tính Primary Domain Controller, trái ngược với mô hình Workgroup Tài nguyên mạng cũng được quản lý một cách tập trung, cho phép cấp quyền hạn riêng cho từng người dùng Hệ thống bao gồm các máy tính chuyên dụng chịu trách nhiệm cung cấp dịch vụ và quản lý các máy trạm.
5.Mô hình ứng dụng mạng.
Mạng ngang hàng( Peer to peer)
Mạng ngang hàng (P2P) cho phép kết nối giữa các máy tính mà không cần máy chủ trung gian Trong mô hình này, mỗi máy tính có thể hoạt động như cả client và server, nơi người dùng quản lý và chia sẻ tài nguyên của thiết bị của mình.
Mô hình này chỉ phù hợp với các tổ chức nhỏ, số người giới hạn (thông thuờng
Mạng ngang hàng, thường được sử dụng trong các nhóm nhỏ dưới 15 người và không chú trọng đến bảo mật, hỗ trợ các hệ điều hành như Win95, Windows for Workgroup, WinNT Workstation, Win2000 Professional và OS/2 Ưu điểm của mô hình này là tính đơn giản trong việc cài đặt, tổ chức và quản trị, cùng với chi phí thiết bị thấp.
Khuyết điểm của hệ thống là việc không cho phép quản lý tập trung, dẫn đến dữ liệu bị phân tán và khả năng bảo mật thấp, dễ bị xâm nhập Hơn nữa, các tài nguyên không được sắp xếp hợp lý, gây khó khăn trong việc định vị và tìm kiếm thông tin.
Mạng khách chủ ( Client- server)
Trong mô hình mạng khách-chủ, các máy chủ (server) cung cấp tài nguyên và dịch vụ cho toàn bộ hệ thống mạng, trong khi các máy khách (client) sử dụng những tài nguyên này Các máy chủ thường có cấu hình mạnh mẽ với tốc độ xử lý nhanh và dung lượng lưu trữ lớn, hoặc có thể là các máy chuyên dụng Dựa vào chức năng, máy chủ có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau.
- File Server: phục vụ các yêu cầu hệ thống tập tin trong mạng
- Print Server: phục vụ các yêu cầu in ấn trong mạng
- Application Server: cho phép các ứng dụng chạy trên các server và trả về kết quả cho client
- Mail Server: cung cấp các dịch vụ về gởi nhận e-mail
- Web Server: cung cấp các dịch vụ về web
- Database Server: cung cấp các dịch vụ về lưu trữ, tìm kiếm thông tin
- Communication Server: quản lý các kết nối từ xa
Hệ điều hành mạng dùng trong mô hình client - server là WinNT, Novell
NetWare, Unix, và Win2K đều có ưu điểm nổi bật nhờ vào việc lưu trữ dữ liệu tập trung, giúp tăng cường bảo mật, dễ dàng sao lưu và đồng bộ hóa Việc tập trung tài nguyên và dịch vụ không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho việc chia sẻ và quản lý mà còn phục vụ hiệu quả cho nhiều người dùng cùng lúc.
Khuyết điểm: các server chuyên dụng rất đắt tiền, phải có nhà quản trị cho hệ thống
Các dịch vụ mạng phổ biến nhất là:
- Dịch vụ cơ sở dữ liệu
Dịch vụ tập tin (Files Services)
Dịch vụ tập tin cho phép chia sẻ và quản lý các tập tin giữa các máy tính, bao gồm các thao tác như lưu trữ, tìm kiếm và di chuyển tập tin một cách dễ dàng.
Khi không có mạng, khả năng truyền tải tập tin giữa các máy tính bị hạn chế Ví dụ, để sao chép một tập tin từ máy tính cục bộ ở Việt Nam sang một máy chủ tại Pháp, chúng ta có thể sử dụng dịch vụ FTP, một phương pháp phổ biến và đơn giản cho việc truyền tải dữ liệu.
Lưu trữ tập tin: phần lớn các dữ liệu quan trọng trên mạng đều được lưu trữ tập trung theo nhiều cách khác nhau:
Lưu trữ trực tuyến cho phép truy xuất dữ liệu nhanh chóng và dễ dàng từ đĩa cứng bất kể thời gian Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là không thể tháo rời để trao đổi hoặc lưu trữ tách biệt, đồng thời chi phí lưu trữ mỗi MB dữ liệu cũng tương đối cao.
Lưu trữ ngoại tuyến là phương pháp thích hợp cho dữ liệu ít khi cần truy xuất, thường được sử dụng để lưu trữ và sao lưu thông tin Các thiết bị phổ biến cho lưu trữ ngoại tuyến bao gồm băng từ và đĩa quang.
Lưu trữ cận tuyến (near- line storage): phương pháp này giúp ta khắc phục được tình trạng truy xuất chậm của phương pháp lưu trữ ngoại tuyến nhưng chi
17 phí lại không cao đó là chúng ta dùng thiết bị Jukebox để tự động quản lý các băng từ và đĩa quang
Di trú dữ liệu là công nghệ tự động chuyển các dữ liệu ít sử dụng từ kho lưu trữ trực tuyến sang kho lưu trữ cận tuyến hoặc ngoại tuyến Quá trình này giúp chuyển đổi các tập tin giữa các dạng lưu trữ khác nhau Bên cạnh đó, dịch vụ đồng bộ hóa cập nhật tập tin theo dõi các thay đổi để đảm bảo mọi người dùng đều có bản sao mới nhất và tránh tình trạng tập tin bị hỏng.
Sao lưu dự phòng là quá trình sao chép và lưu trữ bản sao dữ liệu từ thiết bị lưu trữ chính Khi thiết bị chính gặp sự cố, bản sao này sẽ được sử dụng để phục hồi dữ liệu.
Dịch vụ in ấn (Print Services)
Dịch vụ in ấn là một ứng dụng mạng điều khiển và quản lý việc truy cập các máy in, máy fax mạng
Các lợi ích của dịch vụ in ấn:
Giảm chi phí cho nhiều người có thể chia nhau dùng chung các thiết bị đắt tiền như máy in màu, máy vẽ, máy in khổ giấy lớn
Tăng độ linh hoạt vì các máy tính có thể đặt bất kỳ nơi nào, chứ không chỉ đặt cạnh PC của người dùng
Dùng cơ chế hàng đợi in để ấn định mức độ ưu tiên nội dung nào được in trước, nội dung nào được in sau.
Dịch vụ thông điệp (Message Services)
Dịch vụ thư điện tử cho phép người dùng gửi và nhận e-mail một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí Công nghệ này hỗ trợ đính kèm nhiều loại tệp khác nhau như hình ảnh và âm thanh Ngoài ra, dịch vụ còn cung cấp các ứng dụng bổ sung như thư thoại và ứng dụng nhóm làm việc, nâng cao hiệu quả giao tiếp và hợp tác.
Dịch vụ thư mục (Directory Services)
Dịch vụ này tích hợp thông tin về các đối tượng trên mạng thành một thư mục chung, giúp quản lý và chia sẻ tài nguyên hiệu quả hơn.
Dịch vụ ứng dụng (Application Services)
Dịch vụ này cung cấp kết quả cho các chương trình trên client thông qua việc thực hiện chúng trên server, cho phép các ứng dụng tận dụng sức mạnh của các máy tính chuyên dụng khác trong mạng.
Dịch vụ cơ sở dữ liệu (Database Services)
Dịch vụ cơ sở dữ liệu thực hiện các chức năng sau:
- Bảo mật cơ sở dữ liệu
- Tối ưu hóa tiến trình thực hiện các tác vụ cơ sở dữ liệu
- Phục vụ số lượng người dùng lớn, truy cập nhanh vào các cơ sở dữ liệu
- Phân phối dữ liệu qua nhiều hệ phục vụ CSDL.
Dịch vụ Web
Dịch vụ này cho phép người dùng trên mạng trao đổi siêu văn bản, bao gồm hình ảnh và âm thanh, giúp việc truyền tải thông tin trở nên nhanh chóng và sinh động hơn.
7.Lợi ích thực tiễn của mạng.
Tiết kiệm được tài nguyên phần cứng
Khi các máy tính trong một phòng ban được kết nối mạng, việc chia sẻ thiết bị ngoại vi như máy in, máy fax và ổ đĩa CD-ROM trở nên dễ dàng hơn Thay vì phải trang bị riêng cho từng máy tính, việc sử dụng chung các thiết bị này thông qua mạng giúp tiết kiệm chi phí và tăng hiệu quả làm việc.
Trong một phòng máy với khoảng 30 máy, việc trang bị đĩa cứng cho tất cả các máy trạm có thể gây lãng phí và không tận dụng hết năng suất Giải pháp hiệu quả là tập trung tất cả ứng dụng trên server và sử dụng công nghệ mạng bootrom để vận hành các máy trạm Cách này không chỉ giảm chi phí phần cứng mà còn thuận tiện cho quản lý phòng máy, đồng thời hạn chế rủi ro hư hỏng do học viên gây ra.
Một công ty muốn đảm bảo rằng tất cả các phòng ban đều có thể truy cập Internet thông qua modem và đường điện thoại Để thực hiện điều này, cần trang bị thiết bị cho từng phòng ban nhằm tối ưu hóa việc sử dụng Internet.
Để đảm bảo tất cả nhân viên trong công ty đều có thể truy cập Internet, việc sử dụng một modem và một đường điện thoại là không khả thi Thay vào đó, chúng ta cần tận dụng cơ sở hạ tầng mạng hiện có để chia sẻ modem và đường điện thoại, từ đó tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng.
Trao đổi dữ liệu trở nên dễ dàng hơn
Trong phương pháp truyền thống, việc sao chép dữ liệu giữa hai máy tính thường được thực hiện bằng đĩa mềm hoặc cáp link, nhưng điều này trở nên không thực tế khi một máy ở tầng trệt và một máy ở tầng 5 của tòa nhà Khi nhu cầu trao đổi dữ liệu giữa các máy tính ngày càng tăng và khoảng cách giữa các phòng ban trong công ty ngày càng xa, phương thức truyền thống không còn phù hợp Thay vào đó, các máy tính hiện nay được kết nối với nhau qua công nghệ mạng, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong việc chia sẻ dữ liệu.
Chia sẻ ứng dụng
Thay vì cài đặt ứng dụng trên từng máy trạm, chúng ta sẽ cài đặt chúng trên một máy chủ và cho phép các máy trạm truy cập chung ứng dụng đó Phương pháp này giúp tiết kiệm chi phí bản quyền cũng như chi phí cài đặt và quản trị.
Tập trung dữ liệu, bảo mật và backup tốt
Đối với các công ty lớn, việc lưu trữ dữ liệu trên các máy trạm rời rạc có thể dẫn đến hư hỏng thông tin và thiếu bảo mật Tập trung dữ liệu về server không chỉ giúp nâng cao tính bảo mật mà còn thuận tiện cho việc sao lưu và quét virus.
Sử dụng các phần mềm ứng dụng trên mạng
Các công nghệ mạng đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của phần mềm ứng dụng, được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không với phần mềm bán vé máy bay, đường sắt thông qua hệ thống theo dõi và bán vé tàu, và quản lý cấp thoát nước tại các công ty cấp nước thành phố.
Sử dụng các dịch vụ Internet
Ngày nay, Internet đã phát triển mạnh mẽ, cho phép mọi người trên toàn thế giới dễ dàng trao đổi email và trò chuyện với nhau với chi phí thấp hơn nhiều so với viễn thông truyền thống Ngoài ra, các công ty cũng tận dụng công nghệ Web để quảng cáo sản phẩm và thực hiện giao dịch thương mại điện tử hiệu quả.
Dựa vào hạ tầng mạng, chúng ta có thể phát triển các hệ thống ứng dụng quy mô lớn như chính phủ điện tử, thương mại điện tử và điện thoại Internet Những ứng dụng này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao khả năng phục vụ cho người dân một cách hiệu quả hơn.
Chương 2: Mô hình tham chiếu OSI
Mã chương: MH08-2 Giới thiệu: Chương 2 giới thiệu mô hình OSI
- Trình bày được các khái niệm của mô hình OSI và phương thức giao tiếp TCP/IP;
- Trình bày được quá trình xử lý và vận chuyển một gói tin trong hệ thống mạng máy tính;
- Trình bày phương thức hoạt động của TCP/IP;
- Phân biệt được chức năng nhiệm vụ của từng lớp trong mô hình tham chiếu OSI;
- Phân biệt được các bước đóng gói, vận chuyển dữ liệu trong TCP/IP;
- Có thái độ nghiêm túc, chịu khó tìm tòi học hỏi
Mô hình tham chiếu OSI
Khái niệm giao thức( Protocol)
Là quy tắc giao tiếp (tiêu chuẩn giao tiếp) giữa hai hệ thống giúp chúng hiểu và trao đổi dữ liệu được với nhau
Ví dụ: Internetwork Packet Exchange (IPX), Transmission control protocol/
Protocol (TCP/IP), NetBIOS Extended User Interface (NetBEUI)…
Các tổ chức định chuẩn
ITU (International Telecommunication Union): Hiệp hội Viễn thông quốc tế
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers): Viện các kĩ sư điện và điện tử
ISO (Tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế) có trụ sở tại Geneve, Thụy Sĩ, được thành lập vào năm 1977 với nhiệm vụ thiết kế một chuẩn truyền thông dựa trên lý thuyết kiến trúc các hệ thống mở Chuẩn này đã trở thành cơ sở để phát triển mạng máy tính và được biết đến với tên gọi OSI (Mô hình Hệ thống Mở).
Interconnection - tương kết các hệ thống mở)
Mô hình OSI
Mô hình OSI (Open System Interconnection) là một khuôn mẫu được tổ chức ISO đề xuất từ năm 1977 và công bố lần đầu vào năm 1984 Mô hình này thiết lập các quy tắc giao tiếp cần thiết để các máy tính và thiết bị mạng có thể tương tác với nhau Nó giúp chúng ta hiểu cách dữ liệu di chuyển qua mạng và các chức năng mạng diễn ra tại từng lớp.
Mô hình OSI bao gồm bảy lớp, mỗi lớp thể hiện một chức năng độc lập, mang lại nhiều lợi ích Sự phân chia này giúp tối ưu hóa quá trình truyền tải dữ liệu, cải thiện khả năng tương tác giữa các hệ thống và tăng cường tính bảo mật Bằng cách tách biệt các chức năng, mô hình OSI cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển và triển khai các công nghệ mạng mới.
- Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn
- Chuẩn hóa các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm
Ngăn chặn sự thay đổi của một lớp ảnh hưởng đến các lớp khác giúp mỗi lớp phát triển độc lập và nhanh chóng hơn.
Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các qui tắc cho các nội dung sau:
- Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thông được với nhau
- Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì được truyền dữ liệu, khi nào thì không được
- Các phương pháp để đảm bảo truyền đúng dữ liệu và đúng bên nhận
- Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau
- Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp
- Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn
Mô hình tham chiếu OSI được chia thành bảy lớp với các chức năng sau:
- Application Layer (lớp ứng dụng): giao diện giữa ứng dụng và mạng
- Presentation Layer (lớp trình bày): thoả thuận khuôn dạng trao đổi dữ liệu
- Session Layer (lớp phiên): cho phép người dùng thiết lập các kết nối
- Transport Layer (lớp vận chuyển): đảm bảo truyền thông giữa hai hệ thống
- Network Layer (lớp mạng): định hướng dữ liệu truyền trong môi trường liên mạng
Lớp liên kết dữ liệu (Data Link Layer) xác định cách truy xuất đến các thiết bị, trong khi lớp vật lý (Physical Layer) chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu thành các bit và thực hiện việc truyền tải chúng.
Chức năng của các lớp trong mô hình tham chiếu OSI
Lớp ứng dụng (Application Layer) là giao diện kết nối giữa các chương trình ứng dụng của người dùng và mạng, chịu trách nhiệm xử lý truy cập mạng, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi Lớp này không cung cấp dịch vụ cho các lớp khác mà chủ yếu phục vụ cho các ứng dụng như truyền file và gửi nhận dữ liệu.
E-mail, Telnet, HTTP, FTP, SMTP…
Lớp trình bày (Presentation Layer) có vai trò quan trọng trong việc thương lượng và xác lập định dạng dữ liệu được trao đổi giữa các hệ thống Nó đảm bảo rằng thông tin từ lớp ứng dụng của một hệ thống đầu cuối có thể được đọc bởi lớp ứng dụng của hệ thống khác Lớp này thực hiện việc thông dịch giữa các dạng dữ liệu khác nhau thông qua một định dạng chung, đồng thời thực hiện nén và giải nén dữ liệu Thứ tự byte và bit giữa bên gửi và bên nhận được quy ước rõ ràng, nếu không thống nhất sẽ dẫn đến việc chuyển đổi thứ tự byte và bit trước hoặc sau khi truyền Bên cạnh đó, lớp trình bày cũng quản lý các cấp độ nén dữ liệu để giảm thiểu số bit cần truyền, với các ví dụ như JPEG, ASCII, và EBCDIC.
Lớp phiên (Session Layer) có nhiệm vụ thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên thông tin giữa hai thiết bị truyền nhận Nó cung cấp các dịch vụ cần thiết cho lớp trình bày, đồng thời đảm bảo sự đồng bộ hóa giữa các tác vụ của người dùng.
Lớp giao thức này sử dụng các điểm kiểm tra trong luồng dữ liệu, giúp giảm thiểu việc truyền lại chỉ những dữ liệu sau điểm kiểm tra cuối cùng khi mạng gặp sự cố Nó cũng thực hiện kiểm soát hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, xác định bên nào sẽ truyền, thời điểm và thời gian truyền Các giao thức như RPC và NFS là ví dụ tiêu biểu Lớp này hỗ trợ ba phương thức kết nối: half-duplex, simplex và full-duplex.
Lớp vận chuyển (Transport Layer) chịu trách nhiệm phân đoạn dữ liệu từ hệ thống máy truyền và tái thiết lập chúng thành một luồng dữ liệu tại hệ thống máy nhận, đảm bảo việc bàn giao thông điệp giữa các thiết bị được thực hiện một cách đáng tin cậy Dữ liệu trong lớp này được gọi là segment Lớp vận chuyển cũng thiết lập, duy trì và kết thúc các mạch ảo, cung cấp các dịch vụ cần thiết cho quá trình truyền tải dữ liệu.
Khi một thông điệp lớn được chia thành nhiều phân đoạn nhỏ, lớp vận chuyển sẽ đảm nhiệm việc sắp xếp thứ tự các phân đoạn đó trước khi kết hợp chúng lại thành thông điệp ban đầu.
- Kiểm soát lỗi: khi có phân đoạn bị thất bại, sai hoặc trùng lắp, lớp vận chuyển sẽ yêu cầu truyền lại
Kiểm soát luồng là một lớp vận chuyển sử dụng tín hiệu xác nhận để đảm bảo dữ liệu được truyền tải chính xác Bên gửi sẽ ngừng việc truyền phân đoạn dữ liệu tiếp theo cho đến khi bên nhận gửi tín hiệu xác nhận việc nhận đầy đủ phân đoạn dữ liệu trước đó.
Lớp mạng (Network Layer) có vai trò quan trọng trong việc lập địa chỉ và chuyển đổi địa chỉ logic thành địa chỉ vật lý, đồng thời gửi packet từ mạng nguồn đến mạng đích Lớp này xác định đường đi của dữ liệu dựa trên tình trạng mạng, ưu tiên dịch vụ và các yếu tố khác, đồng thời quản lý lưu lượng qua các hoạt động như chuyển đổi gói, định tuyến và kiểm soát tắc nghẽn Nếu router không thể truyền đủ dữ liệu, lớp Network sẽ chia nhỏ gói tin để phù hợp với kích thước cho phép, ví dụ như chia gói tin 20Kb thành hai gói 10Kb Cuối cùng, ở đầu nhận, lớp Network sẽ ráp nối lại dữ liệu Một số giao thức phổ biến trong lớp này bao gồm IP và IPX.
Dữ liệu ở lớp này gọi packet hoặc datagram
Lớp liên kết dữ liệu (Data link Layer): cung cấp khả năng chuyển dữ liệu tin cậy xuyên qua một liên kết vật lý Lớp này liên quan đến:
- Cơ chế truy cập đường truyền
- Thứ tự phân phối frame
Tại lớp liên kết dữ liệu, các bit từ lớp vật lý được chuyển đổi thành các khung dữ liệu thông qua một số giao thức Lớp liên kết dữ liệu được chia thành hai lớp con.
- Lớp con LLC (logical link control)
- Lớp con MAC (media access control)
Lớp con LLC nằm trên các giao thức truy cập đường truyền khác, mang lại sự linh hoạt trong giao tiếp Nó hoạt động độc lập với các giao thức truy cập đường truyền, cho phép các giao thức lớp trên, như IP ở lớp mạng, hoạt động mà không phụ thuộc vào loại phương tiện LAN Tuy nhiên, lớp con LLC có thể dựa vào các lớp thấp hơn để cung cấp truy cập đường truyền.
Lớp con MAC đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý thứ tự truy cập vào môi trường LAN Khi nhiều trạm cùng chia sẻ môi trường truyền, lớp MAC sử dụng địa chỉ MAC address để định danh từng trạm Địa chỉ MAC là một số duy nhất cho mỗi giao tiếp LAN, đảm bảo tính chính xác trong việc nhận diện thiết bị mạng.
Lớp vật lý định nghĩa các quy cách về điện, cơ, thủ tục và các đặc tả chức năng cần thiết để kích hoạt, duy trì và ngắt kết nối vật lý giữa các hệ thống đầu cuối Một số đặc điểm quan trọng trong lớp vật lý bao gồm các tiêu chuẩn liên quan đến tín hiệu, giao tiếp và các yếu tố kỹ thuật khác.
- Khoảng thời gian thay đổi điện thế
- Tốc độ dữ liệu vật lý
- Khoảng đường truyền tối đa
- Các đầu nối vật lý
2.Quá trình xử lý và vận chuyển gói dữ liệu.
Mô hình xử lý
Quy trình đóng gói dữ liệu
Đóng gói dữ liệu là quá trình đưa dữ liệu vào sau header và trước trailer ở mỗi lớp, ngoại trừ lớp Physical, vì lớp này không sử dụng header và trailer Việc đóng gói dữ liệu không nhất thiết phải diễn ra trong mỗi lần truyền dữ liệu của ứng dụng Các lớp 5, 6, 7 thường sử dụng header trong quá trình khởi động, nhưng trong hầu hết các lần truyền, không có header của lớp 5, 6.
7 lý do là không có thông tin mới để trao đổi
Các dữ liệu tại máy gửi được xử lý theo trình tự như sau:
Người dùng sử dụng lớp ứng dụng để nhập thông tin vào máy tính, bao gồm nhiều định dạng khác nhau như hình ảnh, âm thanh và văn bản.
- Tiếp theo các thông tin đó được chuyển xuống lớp Presentation để chuyển thành dạng chung, rồi mã hoá và nén dữ liệu
- Tiếp đó dữ liệu được chuyển xuống lớp Session để bổ sung các thông tin về phiên giao dịch này
Dữ liệu được chuyển xuống lớp Transport, nơi nó được chia thành nhiều Segment và bổ sung thông tin về phương thức vận chuyển để đảm bảo độ tin cậy trong quá trình truyền tải.
- Dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp Network, tại lớp này mỗi Segment được cắt ra thành nhiều Packet và bổ sung thêm các thông tin định tuyến
Dữ liệu được chuyển xuống lớp Data Link, nơi mỗi gói Packet được chia thành nhiều Frame và được bổ sung thông tin kiểm tra để đảm bảo tính toàn vẹn khi đến nơi nhận.
Cuối cùng, mỗi Frame sẽ được tầng Vật Lý chuyển đổi thành chuỗi bit và được truyền qua các phương tiện truyền dẫn đến các thiết bị khác.
2.2.1 Quá trình truyền dữ liệu từ máy gửi đến máy nhận
Bước đầu tiên trong quá trình truyền dữ liệu là ứng dụng trên máy gửi tạo ra dữ liệu cùng với các chương trình phần cứng và phần mềm Mỗi lớp trong mô hình sẽ thêm thông tin vào header và trailer, thực hiện quá trình đóng gói dữ liệu tại máy gửi.
Bước 2: Lớp Physical (trên máy gửi) phát sinh tín hiệu lên môi trường truyền tải để truyền dữ liệu
Bước 3: Lớp Physical (trên máy nhận) nhận dữ liệu
Bước 4: Tại máy nhận, các chương trình phần cứng và phần mềm thực hiện việc gỡ bỏ header và trailer, sau đó tiến hành xử lý dữ liệu.
Giữa bước 1 và bước 2, quá trình tìm đường đi của gói tin diễn ra Thông thường, máy gửi đã biết địa chỉ IP của máy nhận Sau khi xác định địa chỉ IP của máy nhận, lớp Network của máy gửi sẽ so sánh địa chỉ IP của máy nhận với địa chỉ IP của chính nó.
Khi hai máy tính cùng nằm trên một địa chỉ mạng, máy gửi sẽ tra cứu bảng MAC Table của mình để tìm địa chỉ MAC của máy nhận Nếu không tìm thấy địa chỉ MAC tương ứng, máy gửi sẽ sử dụng giao thức ARP để xác định địa chỉ MAC Sau khi tìm được, địa chỉ MAC sẽ được lưu vào bảng MAC để sử dụng trong các lần gửi tiếp theo.
Bảng địa chỉ MAC được sử dụng bởi lớp Datalink cho các lần gửi tiếp theo Khi có địa chỉ MAC, máy gửi sẽ tiến hành gửi gói tin đi, và giao thức ARP sẽ được trình bày chi tiết trong chương 6.
- Nếu khác địa chỉ mạng thì máy gửi sẽ kiểm tra xem máy có được khai báo
+ Nếu có khai báo Default Gateway thì máy gửi sẽ gởi gói tin thông qua Default Gateway
+ Nếu không có khai báo Default Gateway thì máy gởi sẽ loại bỏ gói tin và thông báo "Destination host Unreachable"
2.2.2 Chi tiết quá trình xử lý tại máy nhận
Lớp Physical thực hiện kiểm tra quá trình đồng bộ bit và lưu trữ chuỗi bit nhận được vào vùng đệm, sau đó thông báo cho lớp Data Link rằng dữ liệu đã được nhận thành công.
Trong bước 2, lớp Data Link thực hiện kiểm tra lỗi frame thông qua việc xác minh FCS trong phần trailer Nếu phát hiện lỗi, frame sẽ bị loại bỏ Tiếp theo, lớp này kiểm tra địa chỉ MAC để xác định xem có khớp với địa chỉ của máy nhận hay không.
Nếu đúng thì phần dữ liệu sau khi loại header và trailer sẽ được chuyển lên cho lớp Network
Bước 3: Địa chỉ lớp Network được kiểm tra xem có phải là địa chỉ máy nhận hay không (địa chỉ IP) ?
Nếu đúng thì dữ liệu được chuyển lên cho lớp Transport xử lý
Bước 4: Nếu giao thức lớp Transport hỗ trợ phục hồi lỗi, số định danh phân đoạn sẽ được xử lý Thông tin ACK và NAK, dùng để phản hồi về việc các gói tin đã được gửi đến máy nhận hay chưa, cũng được xử lý tại lớp này Sau khi hoàn tất quá trình phục hồi lỗi và sắp xếp thứ tự các phân đoạn, dữ liệu sẽ được chuyển lên lớp Session.
Lớp Session đảm bảo rằng chuỗi thông điệp đã được hoàn chỉnh Khi các luồng kết thúc, lớp Session sẽ chuyển dữ liệu sau header của lớp 5 lên lớp tiếp theo.
Bước 6: Dữ liệu sẽ được lớp Presentation xử lý bằng cách chuyển đổi dạng thức dữ liệu Sau đó kết quả chuyển lên cho lớp Application
Bước 7: Lớp Application thực hiện việc xử lý header cuối cùng, trong đó chứa các tham số thỏa thuận giữa hai trình ứng dụng Những tham số này thường chỉ được trao đổi khi khởi động quá trình truyền thông giữa các ứng dụng.
3.Mô hình tham chiếu TCP/IP
Các lớp của mô hình tham chiếu TCP/IP
Mô hình tham chiếu TCP/IP tương tự như kiến trúc OSI và bao gồm các lớp với những tính chất riêng biệt Lớp Application chịu trách nhiệm quản lý các giao thức, bao gồm việc hỗ trợ trình bày, mã hóa và quản lý cuộc gọi.
Application cũng hỗ trợ nhiều ứng dụng, như: FTP (File Transfer Protocol),
HTTP (Hypertext Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer
Protocol), DNS (Domain Name System), TFTP (Trivial File Transfer Protocol)
- Lớp Transport: đảm nhiệm việc vận chuyển từ nguồn đến đích Tầng Transport đảm nhiệm việc truyền dữ liệu thông qua hai nghi thức: TCP
(Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol)
- Lớp Internet: đảm nhiệm việc chọn lựa đường đi tốt nhất cho các gói tin Nghi thức được sử dụng chính ở tầng này là nghi thức IP (Internet Protocol)
- Lớp Network Interface: có tính chất tương tự như hai lớp Data Link và
Physical của kiến trúc OSI
3.2 Các bước đóng gói dữ liệu trong mô hình TCP/IP
Hình: Các bước đóng gói trong mô hình TCP/IP
Mã chương: MH08-3 Giới thiệu: Chương 3 trình bày về địa chỉ IP
Trình bày được cấu trúc địa chỉ IPv4;
Trình bày được các lớp địa chỉ IP;
Đặt được địa chỉ IP cho các máy trạm một cách khoa học, chính xác;
Phân chia được mạng con trong một hệ thống mạng LAN;
Có thái độ tỉ mỉ, chính xác, khoa học
1.Tổng quan về địa chỉ IP
Là địa chỉ có cấu trúc, được chia làm hai hoặc ba phần là: network_id&host_id hoặc network_id&subnet_id&host_id
Số 32 bit được chia thành bốn phần, mỗi phần có kích thước 8 bit, được gọi là octet hoặc byte Có nhiều cách trình bày số 32 bit này.
- Ký pháp thập phân có dấu chấm (dotted-decimal notation) Ví dụ: 172.16.30.56
- Ký pháp nhị phân Ví dụ: 10101100 00010000 00011110 00111000
- Ký pháp thập lục phân Ví dụ: AC 10 1E 38
Không gian địa chỉ IP (gồm 2 32 địa chỉ) được chia thành nhiều lớp (class) để dễ quản lý Đó là các lớp:
A, B, C, D và E; trong đó các lớp A, B và C được triển khai để đặt cho các host trên mạng Internet; lớp D dùng cho các nhóm multicast; còn lớp E phục vụ cho mục đích nghiên cứu Địa chỉ IP còn được gọi là địa chỉ logical, trong khi địa chỉ MAC còn gọi là địa chỉ vật lý (hay địa chỉ physical)
Network_id là giá trị quan trọng để xác định đường mạng trong địa chỉ IP 32 bit Một số bit đầu tiên trong địa chỉ này được sử dụng để xác định network_id, giúp xác định đường mạng một cách chính xác.
Host_id là giá trị xác định host trong mạng, được lấy từ một số bit cuối cùng trong địa chỉ IP 32 bit Địa chỉ host là địa chỉ IP dùng để gán cho các giao diện của các host Hai host trong cùng một mạng sẽ có network_id giống nhau nhưng khác nhau ở host_id.
Mạng (network) là một tập hợp các host được kết nối trực tiếp với nhau, trong đó hai host bất kỳ không bị phân cách bởi thiết bị layer 3 Khi kết nối giữa các mạng khác nhau, cần có thiết bị layer 3 Địa chỉ mạng (network address) là địa chỉ IP được sử dụng để xác định các mạng, không thể gán cho một interface cụ thể, và phần host_id của địa chỉ chỉ chứa các bit 0 Ví dụ, 172.29.0.0 là một địa chỉ mạng điển hình.
Mạng con (subnet network): là mạng có được khi một địa chỉ mạng (thuộc lớp
A, B, C) được phân chia nhỏ hơn (để tận dụng số địa chỉ mạng được cấp phát) Địa chỉ mạng con được xác định dựa vào địa chỉ IP và mặt nạ mạng con (subnet mask) đi kèm (sẽ đề cập rõ hơn ở phần sau) Địa chỉ broadcast: là địa chỉ IP được dùng để đại diện cho tất cả các host trong mạng Phần host_id chỉ chứa các bit 1 Địa chỉ này cũng không thể dùng để đặt cho một host được Ví dụ 172.29.255.255 là một địa chỉ broadcast
Các phép toán làm việc trên bit:
Ví dụ sau minh hoạ phép AND giữa địa chỉ 172.29.14.10 và mask 255.255.0.0
Địa chỉ IP
Lớp A
Địa chỉ IP lớp A được xác định bằng cách dành một byte cho phần network_id và ba byte cho phần host_id Để nhận diện lớp A, bit đầu tiên của byte đầu tiên phải là 0, tức là byte này có dạng nhị phân 0xxxxxxx Do đó, các địa chỉ IP có byte đầu tiên nằm trong khoảng từ 0 (00000000) đến 127 (01111111) sẽ thuộc lớp A Ví dụ, địa chỉ 50.14.32.8 là một địa chỉ lớp A vì 50 nhỏ hơn 127.
Byte đầu tiên trong địa chỉ lớp A chính là network_id, trong đó bit đầu tiên được sử dụng để nhận dạng lớp A, và bảy bit còn lại dùng để phân loại các mạng Điều này cho phép tạo ra 128 mạng lớp A khác nhau (2^7), nhưng khi loại bỏ hai trường hợp đặc biệt là 0 và 127, số mạng lớp A khả dụng chỉ còn lại 126 (2^7 - 2).
Phần host_id trong mạng lớp A chiếm 24 bit, cho phép định địa chỉ cho 16.777.216 host khác nhau Tuy nhiên, sau khi loại trừ một địa chỉ mạng và một địa chỉ broadcast, số lượng host khả dụng còn lại là 16.777.214 Chẳng hạn, trong mạng 10.0.0.0, các địa chỉ host hợp lệ nằm trong khoảng từ 10.0.0.1 đến 10.255.255.254.
Lớp B
Dành hai byte cho mỗi phần network_id và host_id netw ork_id hos t_id
Địa chỉ lớp B được nhận dạng bởi byte đầu tiên bắt đầu bằng hai bit 10, với định dạng nhị phân là 10xxxxxx Các địa chỉ trong khoảng từ 128 (10000000) đến 191 (10111111) thuộc về lớp B Chẳng hạn, địa chỉ 172.29.10.1 là một ví dụ điển hình của lớp B, vì 172 nằm trong khoảng này (128 < 172 < 191).
Phần network_id chiếm 16 bit bỏ đi 2 bit làm ID cho lớp, còn lại 14 bit cho phép ta đánh thứ tự 16.384 (2 14 ) mạng khác nhau (128.0.0.0 đến 191.255.0.0)
Phần host_id trong mạng lớp B có độ dài 16 bit, cho phép 65536 giá trị khác nhau, nhưng chỉ có 65534 địa chỉ host hợp lệ do hai trường hợp đặc biệt Ví dụ, trong mạng 172.29.0.0, các địa chỉ host hợp lệ trải dài từ 172.29.0.1 đến 172.29.255.254.
Lớp C
Dành ba byte cho phần network_id và một byte cho phần host_id network_id host_id
Byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng ba bit 110 và dạng nhị phân của octet này là 110xxxxx Như vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ 192 (11000000) đến 223
(11011111) sẽ thuộc về lớp C Ví dụ một địa chỉ lớp C là 203.162.41.235 (192 <
Phần network_id dùng ba byte hay 24 bit, trừ đi 3 bit làm ID của lớp, còn lại 21 bit hay 2.097.152 (2 21 ) địa chỉ mạng (từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0)
Phần host_id trong mạng lớp C dài một byte, cho phép 256 giá trị khác nhau Sau khi loại trừ hai trường hợp đặc biệt, còn lại 254 địa chỉ host hợp lệ Ví dụ, trong mạng 203.162.41.0, các địa chỉ host hợp lệ nằm trong khoảng từ 203.162.41.1 đến 203.162.41.254.
Lớp D và E
Các địa chỉ có byte đầu tiên từ 224 đến 255 thuộc lớp D hoặc E, nhưng các lớp này không được sử dụng để đánh địa chỉ các host, vì vậy sẽ không được trình bày ở đây.
Ví dụ cách triển khai đặt địa chỉ IP cho một hệ thống mạng
Hình: Minh họa một hệ thống mạng
Giả sử ta phải tiến hành đặt địa chỉ IP cho hệ thống có cấu trúc như sau:
Hệ thống mạng yêu cầu sử dụng sáu đường mạng riêng biệt, mặc dù chỉ cần một số địa chỉ trong tổng số 65,534 địa chỉ hợp lệ, dẫn đến sự lãng phí lớn Thay vào đó, bằng cách áp dụng kỹ thuật chia mạng con, chúng ta có thể sử dụng một đường mạng duy nhất là 150.150.0.0 và chia thành sáu mạng con, giúp tối ưu hóa việc sử dụng địa chỉ mạng.
Hình : Hệ thống mạng có 6 đường mạng (sau khi chia Subnet)
Khi cấp phát địa chỉ cho các hệ thống mạng lớn, việc sử dụng kỹ thuật chia mạng con trở nên cần thiết do tình trạng khan hiếm địa chỉ IP.
Ví dụ trong hình trên chưa phản ánh chiến lược chia mạng con tối ưu Thực tế, có thể chia mạng con thành những phần nhỏ hơn nữa để không bỏ phí bất kỳ địa chỉ IP nào.
Chia mạng con về mặt kỹ thuật là quá trình mượn một số bit từ phần host_id ban đầu để tạo ra các mạng con Cấu trúc địa chỉ IP lúc này bao gồm ba phần: network_id, subnet_id và host_id Số bit được sử dụng cho phần này quyết định số lượng mạng con có thể được tạo ra.
Subnet_id phụ thuộc vào chiến lược chia mạng con của quản trị viên, có thể là một số tròn byte (8 bit) hoặc số bit lẻ Tuy nhiên, subnet_id không được chiếm trọn số bit trong host_id ban đầu, cụ thể là (số bit làm subnet_id) phải nhỏ hơn hoặc bằng (số bit làm host_id) - 2.
Hình: Số lượng Subnet tối đa được phép
Số lượng host trong mỗi mạng con được xác định bằng số bit trong phần host_id;
Số địa chỉ hợp lệ cho các host trong mạng con là 2^x - 2 Số bit trong phần subnet_id xác định số lượng mạng con, với công thức 2^y - 2 cho số lượng mạng con có thể tạo ra, trong đó y là số bit Trong trường hợp đặc biệt, có thể sử dụng 2^y mạng con.
Một số khái niệm mới:
Địa chỉ mạng con, hay còn gọi là địa chỉ đường mạng, bao gồm hai phần là network_id và subnet_id, trong khi phần host_id chỉ chứa các bit 0 Ví dụ, các địa chỉ mạng con có thể là 150.150.1.0, 150.150.2.0, và tiếp tục như vậy.
Địa chỉ broadcast trong một mạng con được xác định bằng cách giữ nguyên các bit của địa chỉ mạng con và bật tất cả các bit trong phần host_id lên 1 Chẳng hạn, địa chỉ broadcast của mạng con 150.150.1.0 là 150.150.1.255.
Mặt nạ mạng con (subnet mask) là công cụ giúp máy tính xác định địa chỉ mạng con của một địa chỉ host Để tạo mặt nạ mạng con cho hệ thống địa chỉ, ta bật các bit trong phần network_id và subnet_id lên 1, đồng thời tắt các bit trong phần host_id thành 0 Ví dụ, mặt nạ mạng con cho hệ thống mạng là 255.255.255.0.
Khi xác định một địa chỉ IP như 172.29.8.230, chúng ta không thể biết được host đó thuộc mạng nào, cũng như không rõ mạng này có được chia thành các mạng con hay không và nếu có thì sử dụng bao nhiêu bit cho việc chia Do đó, khi ghi nhận địa chỉ IP của một host, cần phải chỉ rõ subnet mask, có thể là giá trị thập phân hoặc số bit được sử dụng làm subnet mask.
+ Ví dụ địa chỉ IP ghi theo giá trị thập phân của subnet mask là
172.29.8.230/255.255.255.0 + Hoặc địa chỉ IP ghi theo số bit dùng làm subnet mask là 172.29.8.230/24.
Phương tiện truyền dẫn và các thiết bị mạng
Khái niệm
Trên mạng máy tính, dữ liệu được truyền qua môi trường truyền dẫn, là phương tiện vật lý cho phép tín hiệu di chuyển giữa các thiết bị Có hai loại phương tiện truyền dẫn chính.
Thông thường hệ thống mạng sử dụng hai loại tín hiệu là: digital và analog.
Tần số truyền thông
Phương tiện truyền dẫn đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu điện tử giữa các máy tính, cho phép chuyển đổi dữ liệu thành các xung nhị phân (bật/tắt) Các tín hiệu này được truyền thông qua các dạng sóng điện từ, trải dài từ tần số radio đến tần số hồng ngoại, đảm bảo kết nối hiệu quả giữa các máy tính và thiết bị.
Sóng tần số radio thường được sử dụng để phát tín hiệu LAN, có thể kết hợp với cáp xoắn đôi, cáp đồng trục hoặc truyền tải thông qua sóng radio.
Sóng viba (microware) thường dùng truyền thông tập trung giữa hai điểm hoặc giữa các trạm mặt đất và các vệ tinh, ví dụ như mạng điện thoại cellular
Tia hồng ngoại thường được sử dụng cho truyền thông mạng ở khoảng cách ngắn, cho phép phát sóng giữa hai điểm hoặc từ một điểm đến nhiều trạm thu Ngoài ra, tia hồng ngoại và các tần số ánh sáng cao hơn có thể được truyền qua cáp quang.
Các đặc tính của phương tiện truyền dẫn
Mỗi loại phương tiện truyền dẫn đều sở hữu những đặc điểm riêng, phù hợp với từng loại dịch vụ cụ thể Tuy nhiên, chúng ta thường chú ý đến một số yếu tố quan trọng nhất.
Băng thông (bandwidth) là tổng lượng thông tin có thể truyền dẫn trên đường truyền tại một thời điểm, được xác định bởi các yếu tố như phương tiện truyền dẫn, kỹ thuật truyền dẫn và thiết bị mạng sử dụng Đây là một chỉ số quan trọng để phân tích hiệu quả của mạng Đơn vị đo lường băng thông thường được sử dụng để đánh giá khả năng truyền tải dữ liệu.
+ Bps (Bits per second-số bit trong một giây): đây là đơn vị cơ bản của băng thông
+ KBps (Kilobits per second): 1 KBps 3 bps00 Bps
+ MBps (Megabits per second): 1 MBps 10 3 KBps + GBps (Gigabits per second): 1
+ TBps (Terabits per second): 1 TBps = 10 3 GBPS
- Thông lượng (Throughput): lượng thông tin thực sự được truyền dẫn trên thiết bị tại một thời điểm
Băng tầng cơ sở (baseband) sử dụng toàn bộ băng thông cho một kênh truyền duy nhất, trong khi băng tầng mở rộng (broadband) cho phép nhiều kênh truyền chia sẻ cùng một phương tiện truyền dẫn, tối ưu hóa việc sử dụng băng thông.
Độ suy giảm (attenuation) là thước đo mức độ yếu đi của tín hiệu khi di chuyển qua một phương tiện truyền dẫn Các nhà thiết kế cáp cần xác định giới hạn chiều dài dây cáp, bởi vì khi cáp quá dài, tín hiệu sẽ bị suy yếu đến mức không thể phục hồi.
- Nhiễu điện từ (Electromagnetic interference - EMI): bao gồm các nhiễu điện từ bên ngoài làm biến dạng tín hiệu trong một phương tiện truyền dẫn
Nhiễu xuyên kênh (crosstalk): hai dây dẫn đặt kề nhau làm nhiễu lẫn nhau
Hình : Mô phỏng trường hợp nhiễu xuyên kênh (crosstalk)
Cáp đồng trục
Là kiểu cáp đầu tiên được dùng trong các LAN, cấu tạo của cáp đồng trục gồm:
- Dây dẫn trung tâm: dây đồng hoặc dây đồng bện
- Một lớp cách điện giữa dây dẫn phía ngoài và dây dẫn phía trong
Dây dẫn ngoài được cấu tạo từ dây đồng bện hoặc lá, bao quanh dây dẫn trung tâm, có chức năng bảo vệ dây dẫn trung tâm khỏi nhiễu điện từ Dây này được nối đất để giúp thoát nhiễu hiệu quả.
- Ngoài cùng là một lớp vỏ plastic bảo vệ cáp
Hình 4.2 – Chi tiết cáp đồng trục Ưu điểm của cáp đồng trục: là rẻ tiền, nhẹ, mềm và dễ kéo dây
Cáp mỏng (thin cable/thinnet): có đường kính khoảng 6mm, thuộc họ RG-58, chiều dài đường chạy tối đa là 185 m
- Cáp RC-58, trở kháng 50 ohm dùng với Ethernet mỏng
- Cáp RC-59, trở kháng 75 ohm dùng cho truyền hình cáp
- Cáp RC-62, trở kháng 93 ohm dùng cho ARCnet
Cáp dày (thick cable/thicknet): có đường kính khoảng 13mm thuộc họ RG-58, chiều dài đường chạy tối đa 500m
Hình 4.3 – So sánh cáp đồng trục: Thicknet và Thinnet
So sánh giữa cáp đồng trục mỏng và đồng trục dày:
- Chi phí: cáp đồng trục thinnet rẻ nhất, cáp đồng trục thicknet đắt hơn
- Tốc độ: mạng Ethernet sử dụng cáp thinnet có tốc độ tối đa 10Mbps và mạng ARCNet có tốc độ tối đa 2.5Mbps
- EMI: có lớp chống nhiễu nên hạn chế được nhiễu
- Có thể bị nghe trộm tín hiệu trên đường truyền
Cách lắp đặt dây: muốn nối các đoạn cáp đồng trục mỏng lại với nhau ta dùng đầu nối chữ T và đầu BNC như hình vẽ
Hình 4.4 – Đầu nối BNC và đầu nối chữ T
Để kết nối cáp đồng trục dày, cần sử dụng một đầu chuyển đổi transceiver và kết nối nó với máy tính thông qua cổng AUI.
Hình – Kết nối cáp Thicknet vào máy tính
Cáp xoắn đôi
Hình – Mô tả cáp xoắn đôi
Cáp xoắn đôi được cấu tạo từ nhiều cặp dây đồng xoắn lại nhằm giảm thiểu phát xạ nhiễu điện từ Với giá thành phải chăng, cáp xoắn đôi được ứng dụng phổ biến trong mạng LAN Hiện nay, có hai loại cáp xoắn đôi chính: loại có vỏ bọc chống nhiễu và loại không có vỏ bọc chống nhiễu.
2.3 Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP
Cáp xoắn đôi được cấu tạo từ nhiều cặp xoắn và được bọc bên ngoài bằng lớp vỏ dây đồng bện, giúp chống nhiễu EMI từ bên ngoài và ngăn chặn phát xạ nhiễu bên trong Lớp vỏ này được nối đất để thoát nhiễu hiệu quả, làm cho cáp xoắn đôi có bọc ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện, đồng thời cho phép truyền tín hiệu xa hơn so với cáp xoắn đôi trần.
- Chi phí: đắt tiền hơn Thinnet và UTP nhưng lại rẻ tiền hơn Thicknet và cáp quang
- Tốc độ: tốc độ lý thuyết 500Mbps, thực tế khoảng 155Mbps, với đường chạy 100m; tốc độ phổ biến 16Mbps (Token Ring)
- Độ suy dần: tín hiệu yếu dần nếu cáp càng dài, thông thường chiều dài cáp nên ngắn hơn 100m
- Đầu nối: STP sử dụng đầu nối DIN (DB –9)
Hìn – Mô tả cáp STP.
Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu UTP
Cáp xoắn đôi trần, mặc dù không có lớp vỏ đồng chống nhiễu, vẫn được sử dụng rộng rãi với chuẩn 10BaseT hoặc 100BaseT Với giá thành rẻ, loại cáp này nhanh chóng trở thành lựa chọn phổ biến cho mạng cục bộ Độ dài tối đa cho một đoạn cáp là 100 mét, tuy nhiên, do thiếu vỏ bọc chống nhiễu, cáp UTP dễ bị ảnh hưởng bởi các tín hiệu nhiễu xung quanh.
39 bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị và cáp khác do đó thông thường dùng để đi dây trong nhà Đầu nối dùng đầu RJ-45
Hình: Mô tả cáp UTP
Cáp UTP có năm loại:
- Loại 1: truyền âm thanh, tốc độ < 4Mbps
- Loại 2: cáp này gồm bốn dây xoắn đôi, tốc độ 4Mbps
Cáp loại 3 có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ tối đa lên đến 10 Mbps Cáp này được cấu tạo từ bốn dây xoắn đôi, với ba mắt xoắn trên mỗi foot (1 foot = 0.3048 mét).
- Loại 4: truyền dữ liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ đạt được 16 Mbps
- Loại 5: truyền dữ liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ 100Mbps.
Cáp quang
Cáp quang được cấu tạo từ sợi thủy tinh hoặc plastic tinh chế, cho phép truyền tín hiệu ánh sáng với băng thông cao lên đến 2Gbps mà không bị nhiễu hay nghe trộm Sợi quang được tráng lớp phản chiếu, sử dụng nguồn sáng từ laser và diode phát xạ ánh sáng Mặc dù cáp quang rất bền và có độ suy giảm tín hiệu thấp, cho phép chiều dài lên đến vài km, nhưng giá thành cao và khó lắp đặt là những nhược điểm của nó.
- Loại lõi 8.3 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đơn
- Loại lõi 62.5 micron, lớp lót 125 micron, đa chế độ
- Loại lõi 50 micron, lớp lót 125 micron, đa chế độ
- Loại lõi 100 micron, lớp lót 140 micron, đa chế độ
Hộp đấu nối cáp quang là thiết bị cần thiết để kết nối cáp quang với các thiết bị khác, vì cáp quang không thể bẻ cong Việc sử dụng hộp đấu nối giúp đảm bảo kết nối an toàn và hiệu quả cho hệ thống mạng.
Hộp đấu nối cáp quang là thiết bị quan trọng trong hệ thống mạng quang học Các đầu nối cáp quang phổ biến trên thị trường bao gồm FT, ST và FC, với nhiều loại và chức năng khác nhau.
Hình– Một số loại đầu nối cáp quang.
Các kỹ thuật bấm cáp mạng
Cáp thẳng (Straight-through cable) là loại cáp được sử dụng để kết nối máy tính với các thiết bị mạng như Hub, Switch, và Router Theo chuẩn 10/100 Base-T, cáp thẳng sử dụng hai cặp dây xoắn, trong đó cặp dây xoắn đầu tiên được kết nối vào chân 1 và 2, còn cặp dây xoắn thứ hai kết nối vào chân 3 và 6 của đầu RJ45 Đầu còn lại của cáp sẽ được nối theo màu sắc tương ứng với chân của đầu RJ45, đảm bảo kết nối chính xác và hiệu quả.
Hình – Cách đấu dây thẳng
Cáp chéo (Crossover cable) là loại cáp dùng để kết nối trực tiếp giữa hai thiết bị giống nhau như PC-PC, Hub-Hub, hoặc Switch-Switch Cấu trúc dây của cáp chéo tương tự như cáp thẳng, nhưng các đầu dây phải được kết nối chéo, với vị trí thứ nhất đổi với vị trí thứ ba và vị trí thứ hai đổi với vị trí thứ sáu.
Hình– Cách đấu dây chéo
Cáp Console là công cụ quan trọng để kết nối PC với các thiết bị mạng, chủ yếu phục vụ cho việc cấu hình Do khoảng cách của dây Console thường ngắn, nên không cần sử dụng cặp dây xoắn; thay vào đó, người dùng có thể chọn dây theo màu từ 1-8 để dễ nhớ, trong khi đầu bên kia sẽ được đấu ngược lại từ 8-1.
ANSI, TIA và EIA đã đề xuất hai phương pháp xếp đặt vị trí dây để đảm bảo hiệu quả trong việc lắp đặt và sử dụng hệ thống điện và viễn thông.
- Chuẩn T568-A (còn gọi là Chuẩn A):
- Chuẩn T568-B (còn gọi là Chuẩn B):
Khi sử dụng cáp, người dùng thường gặp khó khăn như yêu cầu về cài đặt cố định và khoảng cách không xa Để khắc phục những hạn chế này, đường truyền vô tuyến đã được áp dụng, mang lại nhiều lợi ích đáng kể.
- Cung cấp nối kết tạm thời với mạng cáp có sẵn
- Những người liên tục di chuyển vẫn nối kết vào mạng dùng cáp
- Lắp đặt đường truyền vô tuyến ở những nơi địa hình phức tạp không thể đi dây được
Được thiết kế cho các địa điểm có nhu cầu phục vụ nhiều kết nối đồng thời cho nhiều khách hàng, ví dụ như việc sử dụng mạng vô tuyến tại sân bay, cho phép du khách kết nối Internet một cách dễ dàng.
- Dùng cho những mạng có giới hạn rộng lớn vượt quá khả năng cho phép của cáp đồng và cáp quang
- Dùng làm kết nối dự phòng cho các kết nối hệ thống cáp
Tuy nhiên, đường truyền vô tuyến cũng có một số hạn chế:
- Tín hiệu không an toàn
- Khi có vật cản thì tín hiệu suy yếu rất nhanh
Sóng vô tuyến
Sóng radio có tần số từ 10 KHz đến 1 GHz, bao gồm nhiều dải tần như sóng ngắn, VHF (dùng cho tivi và radio FM), và UHF (dùng cho tivi) Mỗi quốc gia quản lý và cấp phép sử dụng các băng tần để tránh nhiễu sóng Tuy nhiên, một số băng tần được chỉ định là vùng tự do, cho phép sử dụng mà không cần đăng ký, thường nằm ở dải tần 2,4 GHz Các thiết bị Wireless của nhiều hãng đã tận dụng lợi thế này để phát triển công nghệ.
Cisco, Compex đều dùng ở dải tần này Tuy nhiên, chúng ta sử dụng tần số không cấp phép sẽ có nguy cơ nhiễu nhiều hơn.
Sóng viba
Truyền thông viba bao gồm hai dạng chính: truyền thông mặt đất và kết nối vệ tinh, với miền tần số mặt đất khoảng 21-23 GHz và kết nối vệ tinh khoảng 11-14 MHz Băng thông của hệ thống này dao động từ 1-10 MBps Sự suy yếu tín hiệu phụ thuộc vào các yếu tố như điều kiện thời tiết, công suất và tần số phát Do dễ bị nghe trộm, tín hiệu viba thường được mã hóa để bảo đảm an toàn thông tin.
Hình – Truyền dữ liệu thông qua vệ tinh
Hình – Truyền dữ liệu trực tiếp giữa hai thiết bị.
Hồng ngoại
Mạng vô tuyến hồng ngoại sử dụng tia hồng ngoại để truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị, cho phép truyền tín hiệu với tốc độ cao nhờ dải thông rộng Tốc độ truyền thông thường đạt từ 1-10 Mbps, trong miền tần số từ 100 GHz đến 1000 GHz Có bốn loại mạng hồng ngoại khác nhau.
- Mạng đường ngắm: mạng này chỉ truyền khi máy phát và máy thu có một đường ngắm rõ rệt giữa chúng
Mạng hồng ngoại tán xạ sử dụng kỹ thuật phát tia ánh sáng hồng ngoại, chiếu vào tường và sàn nhà trước khi đến máy thu Tuy nhiên, diện tích hiệu dụng của kỹ thuật này bị giới hạn khoảng 100 feet (35m) và tín hiệu có thể chậm do hiện tượng dội tín hiệu.
Mạng phản xạ là một loại mạng hồng ngoại, trong đó máy thu-phát quang được đặt gần máy tính để truyền tín hiệu đến một vị trí chung Tại vị trí này, tia truyền sẽ được điều chỉnh hướng tới máy tính phù hợp.
Broadband optical telepoint là một loại mạng cục bộ vô tuyến hồng ngoại, cung cấp dịch vụ dải rộng với khả năng xử lý các yêu cầu đa phương tiện chất lượng cao Mạng này có thể đáp ứng các tiêu chuẩn đa phương tiện tương tự như mạng cáp, mang lại hiệu suất và chất lượng dịch vụ cao cho người dùng.
Hình – Truyền dữ liệu giữa 2 máy tính thông qua hồng ngoại
Card mạng( Adapter)
Card mạng là thiết bị kết nối giữa máy tính và cáp mạng, thường giao tiếp qua các khe cắm như ISA, PCI hoặc USB Đối với kết nối với cáp mạng, card mạng thường tuân theo các chuẩn như AUI, BNC và UTP Các chức năng chính của card mạng bao gồm việc truyền tải dữ liệu và đảm bảo kết nối ổn định giữa các thiết bị trong mạng.
Trước khi đưa dữ liệu lên mạng, cần chuyển đổi dữ liệu từ dạng byte và bit sang tín hiệu điện để có thể truyền tải qua cáp.
- Gởi dữ liệu đến máy tính khác
Địa chỉ MAC (Media Access Control) là một yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ thống cáp Mỗi card mạng được cấp một địa chỉ duy nhất bởi IEEE, giúp phân biệt nó với các card mạng khác Địa chỉ này, bao gồm 6 byte (48 bit) và có định dạng XXXXXX.XXXXXX, được gán cố định vào chip của card mạng bởi các nhà sản xuất Ba byte đầu tiên là mã số của nhà sản xuất, trong khi ba byte sau là số serial của card mạng Địa chỉ này, thường được lưu trữ trong ROM, còn được gọi là địa chỉ vật lý Ví dụ, địa chỉ vật lý của một card Intel có dạng 00A0C90C4B3F.
Card mạng RE100TX tuân thủ chuẩn Ethernet IEEE 802.3 và IEEE 802.3u, hỗ trợ băng thông 10Mbps và 100Mbps với các chuẩn 10Base-T và 100Base-TX Nó cung cấp các tính năng như Wake On LAN, Port Trunking và hỗ trợ truyền dữ liệu full duplex Ngoài ra, card còn tích hợp hai cơ chế boot ROM 16 bit (RPL) và 32 bit (PXE).
Hình dưới là card FL1000T 10/100/1000Mbps Gigabit Adapter, nó là card mạng theo chuẩn Gigabit dùng đầu nối RJ45 truyền trên môi trường cáp UTP cat 5
Card này cung cấp đường truyền với băng thông lớn và tương thích với card PCI
64 và 32 bit đồng thời nó cũng hỗ trợ cả hai cơ chế truyền full/half duplex trên cả ba loại băng thông 10/100/1000 Mbps
Hình 4.21 – Card FL1000T 10/100/1000Mbps Gigabit
Card mạng không dây WL11A 11Mbps Wireless PCMCIA LAN giao tiếp qua chuẩn PCMCIA, yêu cầu sử dụng thêm card chuyển đổi từ PCI sang PCMCIA khi kết nối với PC Được thiết kế theo chuẩn IEEE802.11b ở dải tần 2.4GHz ISM, card sử dụng cơ chế CSMA/CA để xử lý xung đột và có băng thông 11Mbps Nó hỗ trợ mã hóa 64 và 128 bit, cùng với hai kiến trúc kết nối mạng là Infrastructure và AdHoc.
Modem
Modem là thiết bị kết nối hai máy tính hoặc thiết bị ở xa qua mạng điện thoại, bao gồm hai loại chính: modem nội bộ (gắn bên trong máy tính qua khe cắm ISA hoặc PCI) và modem ngoại vi (đặt bên ngoài CPU, kết nối qua cổng COM theo chuẩn RS-232) Cả hai loại modem đều có cổng RJ11 để kết nối với dây điện thoại.
Modem có chức năng chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự để truyền dữ liệu qua dây điện thoại, và ngược lại tại đầu nhận Thiết bị này có giá thành thấp nhưng mang lại hiệu quả cao, giúp kết nối các mạng LAN xa thành mạng WAN, cho phép người dùng dễ dàng truy cập vào mạng nội bộ của công ty từ bất kỳ đâu.
Hình– Mô hình truyền dữ liệu thông qua Modem
Dịch vụ Truy cập Từ xa (RAS) là một phần mềm hoặc dịch vụ trên thiết bị phần cứng, cho phép kết nối hai mạng LAN hoặc kết nối một máy tính vào mạng nội bộ thông qua Modem.
Hình– Sử dụng RAS để liên lạc.
Repeater
Thiết bị khuếch đại tín hiệu là giải pháp hiệu quả cho việc cải thiện chất lượng truyền dữ liệu trên các đoạn cáp dài, khi mà tín hiệu điện có xu hướng yếu đi Để mở rộng mạng lưới, thiết bị này giúp khuếch đại tín hiệu và tiếp tục truyền đi Tuy nhiên, cần lưu ý rằng thiết bị chỉ hoạt động ở lớp vật lý trong mô hình OSI, nghĩa là nó chỉ hiểu và khuếch đại tín hiệu điện mà không lọc được dữ liệu Việc khuếch đại nhiều lần có thể dẫn đến sai lệch tín hiệu, do đó cần cân nhắc khi sử dụng.
Repeater để khuếch đại và mở rộng kích thước mạng thì dữ liệu sẽ ngày càng sai lệch
Hub
Hub là thiết bị tương tự như Repeater nhưng có nhiều cổng hơn, cho phép nhiều máy tính kết nối tập trung Nó có chức năng khuếch đại tín hiệu điện và truyền đến tất cả các cổng mà không lọc dữ liệu Hub thường hoạt động ở lớp 1 (lớp vật lý) và toàn bộ Hub hoặc Repeater được xem là một Collision Domain.
Hub gồm có ba loại:
Passive Hub là thiết bị kết nối cáp, có chức năng chuyển tiếp tín hiệu từ đoạn cáp này sang các đoạn cáp khác Thiết bị này không chứa linh kiện điện tử và không có nguồn điện riêng, do đó không thực hiện việc khuếch đại hay xử lý tín hiệu.
Active Hub là thiết bị kết nối cáp, có chức năng chuyển tiếp tín hiệu từ một đoạn cáp đến các đoạn cáp khác với chất lượng cao Thiết bị này được trang bị linh kiện điện tử và nguồn điện riêng, hoạt động như một repeater với nhiều cổng (port).
Intelligent Hub là một loại hub hoạt động thông minh, không chỉ đơn thuần là một thiết bị kết nối mà còn tích hợp các chức năng vượt trội Nó cho phép quản lý từ xa thông qua máy tính, thực hiện chuyển mạch (switching) hiệu quả, và đảm bảo rằng tín hiệu điện được chuyển đến đúng cổng cần nhận, tránh việc truyền tín hiệu đến các cổng không liên quan.
Hình– Mô hình mạng sử dụng Hub.
Bridge
Bridge là thiết bị kết nối hai nhánh mạng, có khả năng chuyển chọn lọc gói tin đến nhánh mạng chứa máy nhận Thiết bị này sử dụng bảng địa chỉ MAC để xác định đường đi của gói tin, giúp tối ưu hóa quá trình truyền tải dữ liệu.
Bridge là thiết bị hoạt động ở lớp hai (lớp Data link) trong mô hình OSI, có thể được khởi tạo tự động hoặc cấu hình bằng tay Ưu điểm của Bridge bao gồm khả năng mở rộng mạng logic với nhiều loại cáp khác nhau và chia mạng thành các phân đoạn khác nhau để giảm lưu lượng trên mạng.
Khuyết điểm của thiết bị này là tốc độ chậm hơn so với Repeater do phải xử lý các gói tin và chưa xác định được lộ trình tối ưu khi có nhiều đường đi Quá trình xử lý gói tin phụ thuộc vào phần mềm.
Hình – Mô hình mạng sử dụng Bridge.
Switch
Switch là thiết bị tương tự như bridge nhưng có nhiều cổng hơn, cho phép kết nối nhiều đoạn mạng cùng lúc Nó sử dụng bảng địa chỉ MAC để xác định gói tin nào sẽ ra cổng nào, giúp giảm thiểu tình trạng giảm băng thông khi số lượng máy trạm trong mạng tăng lên Switch hoạt động tại lớp hai trong mô hình OSI và xử lý gói tin chủ yếu dựa trên phần cứng (chip).
Khi một gói tin đi đến Switch (hoặc Bridge), Switch (hoặc Bridge) sẽ thực hiện như sau:
Kiểm tra xem địa chỉ nguồn của gói tin đã tồn tại trong bảng MAC hay chưa Nếu chưa, hệ thống sẽ thêm địa chỉ MAC cùng với cổng nguồn, tức là nơi gói tin đi vào Switch.
(hoặc Bridge)) vào trong bảng MAC
- Kiểm tra địa chỉ đích của gói tin đã có trong bảng MAC chưa:
+ Nếu chưa có thì nó sẽ gởi gói tin ra tất cả các port (ngoại trừ port gói tin đi vào)
+ Nếu địa chỉ đích đã có trong bảng MAC:
Nếu port đích trùng với port nguồn thì Switch (hoặc Bridge) sẽ loại bỏ gói tin
Nếu port đích khác với port nguồn thì gói tin sẽ được gởi ra port đích tương ứng
- Địa chỉ nguồn và địa chỉ đích được nói ở trên đều là địa chỉ MAC
- Port nguồn là Port mà gói tin đi vào
- Port đích là Port mà gói tin đi ra
Do cách hoạt động của Switch (hoặc Bridge) như vậy, nên mỗi Port của Switch là một Collision Domain, và toàn bộ Switch được xem là một Broadcast
Domain (khái niệm Collision Domain và Broadcast Domain sẽ được giới thiệu trong chương 5, phần “các công nghệ mạng LAN”)
Hình – Mô hình mạng sử dụng Switch
Ngoài các tính năng cơ sở, Switch còn các tính năng mở rộng như sau:
- Phương pháp chuyển gói tin (Switching mode): trong thiết bị của Cisco có thể sử dụng một trong ba loại sau:
Store and Forward là một tính năng lưu trữ dữ liệu trong bộ đệm trước khi truyền đến các cổng khác, giúp tránh va chạm (collision) Tốc độ truyền thường đạt khoảng 148.800 pps Kỹ thuật này yêu cầu toàn bộ gói tin phải được nhận đầy đủ trước khi Switch tiến hành truyền frame, dẫn đến độ trễ trong quá trình truyền tải.
(latency) lệ thuộc vào chiều dài của frame
Kỹ thuật Cut Through trên Switch cho phép truyền gói tin ngay lập tức khi xác định được địa chỉ đích, mang lại độ trễ thấp hơn so với phương pháp Store and Forward Đặc biệt, độ trễ này luôn là một giá trị cố định, không bị ảnh hưởng bởi chiều dài của gói tin.
+ Fragment Free: thì Switch đọc 64 byte đầu tiên và sau đó bắt đầu truyền dữ liệu
- Trunking (MAC Base): ở một số thiết bị Switch, tính năng Trunking được hiểu là tính năng giúp tăng tốc độ truyền giữa hai Switch, nhưng chú ý là hai
Switch phải cùng loại Riêng trong thiết bị Switch của Cisco, Trunking được hiểu là đường truyền dùng để mang thông tin cho các VLAN
Hình– Mô tả cách dùng đường Trunking
VLAN (Virtual Local Area Network) cho phép tạo ra các mạng ảo, giúp nâng cao tính bảo mật khi mở rộng mạng thông qua việc kết nối các Switch Mỗi VLAN hoạt động như một Broadcast Domain riêng biệt, đảm bảo rằng lưu lượng mạng được phân tách hiệu quả và an toàn.
VLAN, hay Mạng LAN Ảo, cho phép phân vùng miền broadcast, từ đó cải thiện tốc độ và hiệu quả hệ thống mạng Nó tạo ra các nhóm logic cho các thiết bị hoặc người sử dụng dựa trên chức năng và ứng dụng, mà không phụ thuộc vào vị trí địa lý của chúng Các thiết bị trong cùng một VLAN có thể giao tiếp với nhau dễ dàng, tối ưu hóa quy trình làm việc và quản lý mạng.
Trong mạng máy tính, các thiết bị trong cùng một VLAN có thể liên lạc với nhau, tuy nhiên, để các VLAN khác nhau có thể giao tiếp, cần sử dụng Router để kết nối chúng.
Hình– Mô tả cách sử dụng VLAN
Spanning Tree là một công nghệ mạng giúp tạo ra các đường dự phòng, cho phép dữ liệu được truyền qua cổng có số thứ tự thấp nhất trong điều kiện bình thường Khi xảy ra mất liên lạc, thiết bị sẽ tự động chuyển sang cổng khác để đảm bảo mạng hoạt động liên tục Công nghệ này thực chất giúp hạn chế các đường dư thừa trên mạng, nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.
Hình dưới là Switch Compex SRX2216 được thiết kế theo chuẩn IEEE 802.3,
IEEE802.3u, Switch này thường dùng trong các giải pháp mạng vừa và nhỏ Thiết bị này hỗ trợ 16 port RJ45 tốc độ 10/100Mbps, 12K MAC Address, 2K bộ đệm
(buffer) Ngoài ra thiết bị này còn có những tính năng như: Store and Forward,
Spanning Tree, Port Trunking, Virtual LAN giúp chúng ta mở rộng mạng mà không sợ xảy ra đụng độ (collision)
Wireless Access Point
Wireless Access Point là thiết bị mạng không dây tuân theo chuẩn IEEE802.11b, cho phép kết nối giữa các mạng LAN Thiết bị này sử dụng cơ chế CSMA/CA để quản lý việc truyền dữ liệu hiệu quả.
52 quyết tranh chấp, dùng cả hai kiến trúc kết nối mạng là Infrastructure và AdHoc, mã hóa theo 64/128 Bit Nó còn hỗ trợ tốc độ truyền không dây lên
11Mbps trên băng tần 2,4GHz ISM dùng công nghệ radio DSSS (Direct Sequence Spread
Hình 4.33 – Mạng sử dụng Wireless.
Router
Router là thiết bị kết nối các mạng logic, giúp kiểm soát và lọc gói tin, từ đó giảm lưu lượng mạng thông qua cơ chế Access-list Nó sử dụng bảng định tuyến để lưu trữ thông tin mạng, hỗ trợ tìm đường đi tối ưu cho gói tin, bao gồm thông tin về đường đi, thời gian ước lượng và khoảng cách Bảng định tuyến có thể được cấu hình tĩnh hoặc tự động Router hoạt động chủ yếu ở lớp mạng hoặc cao hơn nhờ khả năng hiểu địa chỉ logic IP.
Có thể thiết lập firewall đơn giản trên Router bằng cách sử dụng tính năng Accesslist để tạo danh sách truy cập hợp lệ, đồng thời thực hiện ánh xạ địa chỉ thông qua tính năng NAT.
Khi một gói tin đến Router, Router sẽ thực hiện các việc kiểm tra địa chỉ IP đích của gói tin:
- Nếu địa chỉ mạng của IP đích này có trong bảng định tuyến của Router, Router sẽ gởi ra port tương ứng
Nếu địa chỉ IP đích không có trong bảng định tuyến, Router sẽ kiểm tra sự tồn tại của Default Gateway trong bảng định tuyến của nó.
+ Nếu có khai báo Default Gateway thì gói tin sẽ được Router đưa đến Default Gateway tương ứng
+ Nếu không có khai báo Default Gateway thì gói tin sẽ bị loại bỏ
Chú ý: địa chỉ được xét ở đây là địa chỉ IP
Do cách hoạt động của Router như đã trình bày, nên mỗi port của Router là một
Hình – Mô hình mạng sử dụng Router
Chương 5: Kiến trúc và công nghệ mạng LAN
Mã chương: MH08-5 Giới thiệu: Chương 5 trình bày kiến trúc và công nghệ mạng LAN
Trình bày về các kiến trúc mạng;
Trình bày các giao thức truy cập đường truyền mạng;
Trình bày công nghệ Ethernet, FDDI trong mạng LAN;
Triển khai được một số hệ thống mạng đơn giản;
Thái độ tích cực chủ động học hỏi
