Báo cáo Tổng hợp về mạng máy tính trong các trường trung học

(Presensation). * Tầng ứng dụng (Application). III/ Hệ điều hành IV/ Kỹ thuật mạng cục bộ 1) Đặc trưng 2)Topology a.STAR b.RING c. BUS 3) Đường truyền 4) Các phương thức truy nhập đường truyền vật lý a. Phương pháp CSDA/CD(phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột). b. Phương pháp TOKEN BUS (BUS với thẻ bài) c. Phương pháp TOKEN RING (Ring với thẻ bài) V/ Các vấn đề cơ bản với mạng máy tính 1. Kiểm soát lỗi 2. Kiểm soát luồng dữ liệu 3. Địa chỉ hóa 4. Đánh giá độ tin cậy của mạng 5. An toàn thông tin trên mạng 6. Quản trị mạng CHƯƠNG 2 : KHảO SáT MạNG MáY TíNH CHO TRường ptth đống đa I. Giới thiệu về trường Đống Đa: 1. Chức năng tổ chức bộ máy của trường a. Chức năng b. Tổ chức bộ máy 2. Điều kiện địa lý II/ Xây dựng sơ đồ mạng: 1. Xây dựng sơ đồ mạng 2. Lựa chọn hệ điều hành cho mạng 3. Lựa chọn phần mềm truyền dữ liệu 4. Lựa chọn cấu hình mạng Lời nói đầu Trên bước đường tiến tới thời đại công nghệ thông tin như ngày nay. Sự phát triển của xã hội đã trở thành tiền đề cho sự bùng nổ về những nhu cầu trao đổi và xử lý thông tin đa dạng trong cuộc sống cả về chiều rộng lẫn chiều sâu . Chính những nhu cầu này đã thúc đẩy con người nghiên cứu xây dựng lên công cụ nhằm trợ giúp thu thập và sử dụng một cách dễ dàng và triệt để hơn các thông tin khoa học, kinh tế, chính trị và xã hội, đó là mạng máy tính . Máy tính ra đời ngay lập tức đã mang lại giá trị thực tiễn vô cùng to lớn cho con người thông qua việc giúp cho con người xích lại gần nhau hơn. Các thông tin quan trọng, cần thiết được truyên tải khai thác và xử lý kịp thời, trung thực và chính xác. Khoảng cách về không gian và thời gian như được thu gọn lại, và trong một chừng mực nào đó, có thể nói là đã chế ngụ được bởi trí tuệ con người . Một trong những nền tảng cơ bản để xây dựng lên mạng máy tính nói chung như hiện nay là công nghệ mạng cục bộ LAN, mạng cơ sở cho sự hình thành phát triển các mạng lớn hơn. Được xuất phát từ sự ghép nối đơn giản giữa hai máy tính lại để trao đổi thông tin cho nhau, mà dần qua thời gian với sự phát triển về công nghệ vô cùng nhanh chóng lên nó cho phép mở rộng số lượng máy ra đời nhiều hơn cả về chất và số lượng . Ngày nay công nghệ mạng LAN là một phần không thể thiếu trong hạ tầng cơ sở thông tin chung của mỗi tổ chức, cơ quan, xí nghiệp. Nó đã đem lại rất nhiều lợi ích to lớn và góp phần vào sự phát triển hạ tầng công nghệ thông tin chung. Trong thời gian viết báo cáo thực tập, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của nhà trường, với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Hồ Quang Huy. Tuy nhiên, do hạn chế về mặt thời gian và kinh nghiệm, bản báo cáo của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự đánh giá của các thầy, cô và ý kiến của các bạn học sinh, sinh viên cùng quan tâm đến vấn đề này. Hà Nội tháng 2 năm 2003 Sinh viên Đỗ Ngọc Lan Chương I : Lý thuyết cơ bản về mạng máy tính I/ MạNG MáY TíNH - PHÂN LOạI MạNG. 1/ Mạng máy tính là gì: Mạng máy tính là tập hợp nhiều các máy tính cá nhân được kết nối với nhau bởi các đường truyền vật lý, theo một kiểu kiến trúc nào đó, dùng để trao đổi thông tin, dữ liệu giữa các máy tính khác nhau và thực hiện các dịch vụ truyền thông trên mạng máy tính . Ưu điểm: - Mạng máy tính ra đời khắc phục được sự hạn chế về không gian và thời gian của người sử dụng . - Giảm tối thiểu các nhân lực trung gian không cần thiết trong công tác quản lý hành chính, hạn chế tối đa việc trao đổi bằng giấy tờ trong các cơ quan và tổ chức sử dụng máy tính. - Dữ liệu mạng tập trung. Do vậy độ an toàn dữ liệu cao, bảo mật thông tin tốt. - Trên mạng có thể thực hiện nhièu các dịch vụ khác như: e-mail, các dịch vụ thông tin kinh tế. - Người sử dụng có thể dễ dàng truy cập và khai thác mạng theo những nguyên tắc đã được quy định . - Mạng máy tính có thể ghép nối với các mạng viễn thông khác để thực đa dịch vụ, đa chức năng trở thành một mạng tổng thể sử dụng linh hoạt các thiết bị viễn thông. Nhược điểm: - Các thiết bị mạng và các phần mềm giá thành còn cao, chưa thống nhất được với nhau . - Tình hình chung của người sử dụng là trình độ và khả năng xử lý mạng chưa đồng đều, chưa thống nhất. Do vậy, còn xảy ra một số sự cố do người sử dụng. - Chi phí lắp đặt và đào tạo người sử dụng tương đối cao, đặc biệt là vấn đề đào tạo người sử dụng mạng. Khi sử dụng tài nguyên trên mạng phải mất nhiều thời gian chờ nếu tài nguyên đó đang có người trên mạng sử dụng. - Trên mạng chưa khắc phục được triệt để về việc phòng, chống và diệt virus tin học. 2/ Phân loại mạng máy tính : 2.1/Theo khoảng cách địa lý : Mạng cục bộ( Local Area Network – LAN ): Là mạng được cài đặt trong phạm vi tương đối nhỏ với khoảng cách lớn nhất giữa các PC chỉ trong vòng vài chục km trở lại. Mạng đô thị( Metopolitan Area Network – MAN ): Là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế – xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại. Mạng diện rộng( Wide Area Network – WAN ): phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia thậm chí cả lục địa. Mạng toàn cầu(Global area Network_GAN): phạm vi của mạng trải rộng khắp lục địa trái đất. 2.2/Theo kỹ thuật chuyển mạch(switching) + Mạng chuyển mạch kênh( Circuit- switched network): Trong trường hợp này, khi hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng thiết lập một kênh (circuit) cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc, các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định. A B S4 S2 S1 S6 B S3 S5 H1-1 : Mạng chuyển mạch kênh Phương pháp chuyển mạch này có hai nhược điểm chính : - Phải tốn nhiều thời gian để thiết lập kênh liên lạc. - Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao vì sẽ có lúc kênh bị bỏ không do cả hai bên đều hết thông tin cần truyền, trong khi các thực thể khác không được phép sử dụng kênh truyền này. Mạng điện thoại là một ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh. + Mạng chuyển mạch thông báo ( Message Switching Network ): Thông báo( Message): Là một thông tin của người sử dụng được định dạng trước theo một khuôn mẫu nhất định. Trong thông báo có chứa các thông tin điều khiển có chứa địa chỉ đích của thông báo. Khi hai thực thể A và B cần trao đổi với nhau qua các nút mạng thì trước hết ở phía đường truyền sẽ căn cứ vào thông tin điều khiển của thông báo để xác định đuờng đi của thông báo qua các nút mạng. Tại mỗi nút mạng trong đường truyền sẽ thực hiện lưu giữ thông báo tạm thời. Trong thời gian đó, nó sẽ đọc các thông tin điều khiển và gửi tới cấc nút tiếp theo. Tương tự như vậy, qua mỗi nút thì lại phải lưu giữ thông báo và lại đọc thông tin điều khiển song thông báo có thể gửi đi theo nhiều đường khác nhau như hình vẽ. A B S6 S2 S3 S4 S5 S1 H1-1 : Mạng chuyển mạch thông báo Phương pháp chuyển mạch thông báo có những ưu điểm sau: - Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể. - Mỗi nút mạng có thể lưu giữ thông báo cho tới khi kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi. Do đó giảm được tình trạng tắc nghẽn mạng. Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo. Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá gửi thông báo đồng thời tới nhiều mục đích. Bên cạnh những ưu điểm là sự hạn chế kích thước của thông báo, có thể dẫn đến phí tổn lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian đáp và chất lượng truyền đi ( có thể sai sót khi xác định địa chỉ của thông báo ). + Mạng chuyển mạch gói( packet-switched network): Trong trường hợp này, mỗi thông báo chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin sẽ chứa các thông tin điều khiển, trong thông tin điều khiển có chứa địa chỉ đi và địa chỉ đến của gói tin. Các gói tin thuộc về một thông báo nào đó có thể được gửi qua mạng để tới đích bằng nhiều con đường khác nhau. Cũng giống như chuyển mạch thông báo nhưng kích thước gói tin đã được giới hạn tới kích thước tối đa sao cho các nút mạng có thể sử lý toàn bộ gói tin mà không phải lưu giữ tạm thời. Do vậy, tốc độ truyền sẽ nhanh hơn, chất lượng truyền hiệu quả hơn so với chuyển mạch thông báo. S1 S4 B S2 4 3 145 145 245 2145 3 2 3 2 4 3 3 1 2 3 4 4 1 2 4 3 1 Mạng chuyển mạch gói A 45 S6 S3 S5 B Vấn đề khó khăn nhất của mạng loại này là việc tập hợp các gói tin để tạo lại thông báo ban đầu của người sủ dụng, đặc biệt trong trường hợp các gói tin truyền theo mhiều đường khác nhau. Cần phải cài đặt các cơ chế “đánh dấu “ gói tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc truyền bị lỗi cho các nút mạng. Do có ưu điểm là mềm dẻo và hiệu suất cao nên hiện nay mạng chuyển mạch gói được dùng phổ biến hơn các chuyển mạch thông báo trong việc truyền dữ liệu. 3/ Các thành phần mạng máy tính : Máy tính cá nhân. Đường truyền vật lý. Kiến trúc mạng. Thiết bị mạng. Hệ điều hành và các chương trình ứng dụng. Đường truyền vật lý Thiết bị mạng PSTN WS WS WS WS Sơ đồ mạng máy tính đơn giản a. Máy tính cá nhân: Mang tính chất hoạt động độc lập khi không được nối mạng với các máy tính khác nhưng khi được nối vào mạng thì nó hoạt động độc lập là một workstation có chức năng. Truy cập tài nguyên mạng dùng chung do máy phục vụ cung cấp đưa ra các yêu cầu đối với server. Điều khiển chương trình ứng dụng cung cấp giao diện cho người dùng. Trao đổi thông tin trên mạng giữa những người sử dụng với nhau. Sử dụng các dịch vụ mạng. Còn khi phần cứng là một server thì nó chuyên dùng để lưu trữ, quản lý dữ liệu, nó đáp ứng các yêu cầu có cấu trúc từ phía máy trạm, xử lý rồi gửi trả các thông tin được yêu cầu về máy trạm thông qua mạng. Vai trò máy tính cá nhân khi là server và workstation là rất có ích với cơ quan, tổ chức có đông người cần truy nhập. Cung cấp khả năng quản lý và truy cập dữ liệu cho chương trình ứng dụng như: kế toán, giao tiếp truyền thông, quản lý tài liệu. Quản lý mạng. Lưu trữ tập tin tập trung. b. Đường truyền vật lý: * Khái niệm: là một môi trường được dùng để truyền các tín hiệu điện tử giữa các máy tính với nhau . * Đặc trưng: - Giải thông: giải thông của một đường truyền chính là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng được. - Độ suy hao: là độ đo sự yếu đi của tín hiệu điện trên đường truyền tức là đo sự giảm đi về biên độ tín hiệu. - Độ nhiễu điện từ ( Electromagnetic Interference-EMI) gây ra bởi tiếng ồn điện từ bên ngoài làm ảnh đến tín hiệu trên đường truyền. Hiện nay mạng sử dụng hai loại đường truyền sau: + Đường truyền hữu tuyến: Cáp đồng trục(coxial cable): có cáp béo và cáp gầy. Cáp đôi xoắn bọc kim (shielded) và không bọc kim (unshield). Cáp sợi quang (Fiber-optic cable). + Đường truyền vô tuyến : Sóng Radio Sóng cực ngắn Tia hồng ngoại c. Kiến trúc mạng: * Khái niệm: kiến trúc mạng máy tính là thể hiện cách nối các máy tính lại với nhau ra sao và tập hợp các quy tắc quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Cách nối các máy tính lại với nhau được gọi là hình trạng (topology) của mạng, gọi tắt là topo của mạng. Tập hợp các quy tắc, quy ước truyền thông gọi là giao thức (protocol) của mạng. * Topo mạng: - Kiểu điểm - điểm( point-to-point) Đường truyền nối các nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm thông tin tạm thời. Sau đó, chuyển tiếp dữ liệu tới các nút tiếp theo rồi tới đích theo địa chỉ của thông tin. Một số topo của mạng điểm - điểm : Dạng hình sao Dạng hình cây Dạng chu trình - Kiểu điểm – nhiều điểm (point-to-multipoint) Tất cả các nút được phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể được tiếp nhận bởi các nút còn lại. Bởi vậy, cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải là dữ liệu của mình hay không. Một số dạng topo của mạng quảng bá: - Dạng đồng trục: Terminal T- connector Hình a: Dạng đồng trục (BUS) Các trạm đều được phân chung một đường truyền, chúng được đấu nối vào đường trục thông qua đầu nối T- connecter. ở 2 đầu đường trục sử dụng thiết bị đấu nối đặc biệt Terminal. + Nêú sử dụng đường trục một chiều. Dữ liệu sẽ gửi đi từ một trạm theo một chiều duy nhất. Khi gặp thiết bị terminal nó sẽ phản xạ tín hiệu theo chiều ngược lại. Các trạm phía bên kia đều có thể nhận được dữ liệu của mình nếu đúng địa chỉ. + Nếu sử dụng đường trục 2 chiều thì dữ liệu sẽ được quảng bá trên 2 chiều của đường trục. Các trạm đều có thể nhận được dữ liệu nếu đúng địa chỉ của mình. - Dạng hình vòng : Repeater Hình b: Dạng hình vòng (Round robin) hoặc Ring Tất cả các trạm được đấu nối trên một vòng thông qua các bộ chuyển tiếp Repeater. Dữ liệu sẽ được luân chuyển từ một trậm trên vòng một chiều duy nhất. Các trạm còn lại đều có thể nhận dữ liệu của mình nếu xác định đúng địa chỉ. Để tránh tắc nghẽn, người ta thường xây dựng các vòng phụ có chiều ngược lại so với vòng chính. Trạm vệ tinh Các trạm mặt đất Hình c: Dạng quảng bá( Broad cast ) hay dạng vệ tinh ( Satellite) - Dạng quảng bá: Topo dạng vệ tinh (hoặc radio) mỗi nút cần có một ăngten để thu và phát. Thực hiện thu phát giữa các trạm mặt đất với trạm vệ tinh. Tóm lại trên thực tế tuỳ thuộc vào quy mô kích cỡ của mạng vào điều kiện địa lý, khả năng phát triển số lưọng các máy tính cá nhân mà có thể sử dụng kết hợp các topo trên. * Giao thức mạng(Protocol): Bất luận thế nào thì việc trao đổi thông tin không thể không tuân theo những quy tắc quy ước nào đó. Vì vậy, việc truyền tín hiệu trên mạng muốn đạt được kết quả tốt cần phải có những: - Quy ước về mặt khuôn dạng dữ liệu (cú pháp ,ngữ nghĩa). - Quy ước về thủ tục truyền dữ liệu. - Quy ước về kiẻm soát luồng dữ liệu. - Thủ tục về đánh giá chất lưọng truyền tin. Như vậy mạng có thể sử dụng các giao thức khác nhau tuỳ chọn của người thiết kế. II/ Mô hình OSI: Hiện nay các hệ thống mạng đều được thiết kế theo cấu trúc đa tầng để tiện lợi cho việc thiết kế và cài đặt mạng sau này, số lượng các tầng, tên mỗi tầng đều phụ thuộc vào nhà thiết kế. Khi thiết kế, các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc của riêng mình. Từ đó dẫn đén tình trạng không tương thích giữa các mạng như: - Phương pháp truy nhập đường truyền khác nhau. - Sử dụng họ giao thức khác nhau. Sự tương thích đó làm trở ngại cho sự tương tác của người sử dụng các mạng khác nhau. Nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng lớn thì trở ngại đó càng không thể chấp nhận được đối với người sử dụng. Từ các lý do trên, cần phải có sự hội tụ thống nhất giữa các nhà thiết kế với những người sử dụng. Do đó, trên thế giới đã thành lập ra tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế về kiến trúc mạng (Iternational organization for standardization ) lấy tên là OSI vào năm 1977. Tổ chức này đã thành lập ra một tiểu ban nhằm xây dựng và pháp triển khung chuẩn về kiến trúc mạng và đã hình thành năm 1984. Gọi là mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở OSI- Refrence Model For Open System Inerconnection). Mô hình này được xây dựngtrên các nguyên tắc chung nhất của các hiệp hội viễn thông quốc tế bao gồm 7 tầng như sau: 1 2 3 4 5 6 7 Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical Vật lý Liên kết DL Mạng Giao vận Phiên Trình diễn ứng dụng 2 3 6 4 7 5 1 Hệ thống mở A Hệ thống mở B Giao thức tầng 1 Giao thức tầng 7 Đường truyền vật lý Mối quan hệ giữa hai tầng đồng mức: Trên thực tế dữ liệu không thể truyền từ tầng thứ i bên này sang tầng thứ i bên kia mà dữ liệu sẽ được chuyển từ hệ thống này sang hệ thống kia thông qua đường truyền vật lý. Như vậy chỉ có tầng thấp nhất của hệ thống A và B mới có liên kết vật lý, còn các tầng cao chỉ là những liên kết ảo để thuận tiện cho quá trình cài đặt sau mạng sau này. Mối quan hệ giữa hai tầng liền mức: Indication (chỉ báo) N N Hệ thống A Hệ thống B Giao thức tầng N+1 Confirm (xác nhận) Respone (trả lời) N+1 Request (yêu cầu) N+1 Giao thức tầng N+1 Khi hai thực thể có nhu cầu trao đổi thông tin với nhau thì tín hiệu yêu cầu (Request) được gửi bởi người sử dụng dịch vụ ở tầng N+1 trong hệ thống A để gọi thủ tục của giao thức tầng N. Yêu cầu này được cấu tạo dưới dạng một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu của giao thức (PDU-Protocol Data Unit) để gửi tới hệ thống B. Khi nhận được đơn vị dữ liệu của giao thức, một thủ tục của giao thức tầng N của hệ thống B sẽ thông báo yêu cầu đó lên tầng N+1 bằng hàm chỉ báo (Indication). Sau đó tín hiệu trả lời (Reapone) được gửi từ tầng N+1 của hệ thống B xuống tầng N để gọi thủ tục giao thức tầng N để trả lời hệ thống A. Khi nhận được trả lời, một thủ tục giao thức tầng N sẽ gửi hàm xác nhận lên tầng N+1 để hoàn tất chu trình yêu cầu thiết lập liên kết của người sử dụng ở tầng N+1 của hệ thống A. * Tầng vật lý (physical): Tầng này liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bit không có cấu trúc qua đường truyền vật lý và thực hiện truy nhập đường truyền vật lý nhờ các phương tiện như: cơ điện, hàm, thủ tục, chức năng. + Thuộc tính điện: truyền các dòng bit và biểu diễn các bit, quyết định tốc độ truyền các bit. + Thuộc tính cơ: Liên quan đến việc thể hiện tính chất giao diện của một đường truyền như: kích thước, cấu hình, cách nối ghép, đảm bảo việc nối ghép giữa hai hệ thống có ảnh hưởng ít nhất. +Thuộc tính chức năng: chỉ ra các chức năng được thực hiện bởi các phần tử giao diện giữa hai hệ thống vật lý và đường truyền. + Thuộc tính về thủ tục: Liên quan đến giao thức điều khiển việc truyền các xâu bít qua đường truyền vật lý. * Tầng liên kết giữ liệu (Data Link): + Tầng này cung cấp phương tiện truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo một cách tin cậy. + Gửi các khối dữ liệu (frame) thông qua các cơ chế đồng bộ hoá , kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết. * Tầng giao vận (Transport): Tầng này là tầng cao nhất trong nhóm bốn thầng thấp ( các tầng trong mô hình OSI được chia thành hai nhóm, nhóm các tầng thấp từ tầng vật lý đến tầng giao vận và nhóm các tầng cao là ba tầng còn lại). Nhiệm vụ chính của tầng này là: cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu của các phương tiện truyền thông, ngăn cách ảnh hưởng của nhóm các tầng thấp với nhóm các tầng cao đảm bảo chất lượng, độ tin cậy của các dịch vụ trong mạng. Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu nút. Cũng có thể thực hiện việc ghép kênh, cắt hợp dữ liệu nếu cần. * Tầng phiên (Session): Đây là tầng thấp nhất trong nhóm bốn tầng cao và nằm giữa ranh giới giữa hai nhóm tầng nói trên. Tầng này cung cấp cho người sử dụng các chức năng cần thiết để quản lý các phiên ứng dụng như: Điều phối các phiên ứng dụng, điều chỉnh các mã phương tiện truyền thông, thiết lập và giải phóng một cách logic các phiên ứng dụng. * Tầng trình diễn (Presensation): Tầng này thực hiện việc chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng các nhu cầu truyền thông của các ứng dụng trong mô hình tham chiếu OSI. Tức là mức này giải quyết các thủ tục tiếp nhận một cách dữ liệu một cách chính quy vào mạng. Cụ thể là lựa chọn cách tiếp nhận dữ liệu hợp lý, biến đổi các ký tự, các chữ số thành mã của bảng ASCII hoặc các mã khác thành mã nhị phân thống nhất để các máy tính khác nhau, các thiết bị khác nhau đều có thể thâm nhập vào mạng. * Tầng ứng dụng (Application): Tầng này cung cấp các phương tiện để người sử dụng có thể truy cập vào môi trường tham chiếu OSI. Mức này liên quan đến trực tiếp đến người sử dụng, nó sẽ cung cấp tất cả các yêu cầu phối ghép cần thiết, các yều cầu phục vụ chung trong mạng như chuyển các file dữ liệu, sử dụng các thiết bị đầu cuối, sử dụng các thiết bị ngoại vi của hệ thống. Mức này sẽ đảm bảo một cách tự động trong quá trình truyền tin giúp người sử dụng khai thác mạng một cách tốt nhất. III/ Hệ điều hành: Cùng với việc ghép nối các máy tính thành mạng, cần thiết phải có các hệ điều hành trên phạm vi toàn mạng có chức năng quản lý dữ liệu và tính toán xử lý một cách thống nhất. Các hệ thống như vậy được gọi chung là hệ điều hành ( Network operating systems –NOS). Để thiết kế và cài đặt một hệ điều hành, có thể có hai cách tiếp cận khác nhau: + Tôn trọng tính độc lập của hệ điều hành cục bộ đã có trên các máy tính của mạng. Lúc đó, hệ điều hành mạng được cài đặt như một tập các chương trình tiện ích chạy trên các máy khác nhau của mạng. Giải pháp này dễ cài đặt và không vô hiệu hoá các phền mềm đã có. + Bỏ qua các hệ điều hành cục bộ đã có trên các máy và cài một hệ diều hành thuần nhất. Trên toàn mạng mà người ta còn gọi là hệ điều hành phân tán ( Ditributed Operating system). Rõ ràng là giải pháp này hay hơn về phương diện hệ thống so với giải pháp trên nhưng bù lại độ phức tạp của công việc lớn hơn nhiều. Mặt khác, việc tôn trọng tính độc lập và chấp nhận sử tồn tại của các sản phẩm hệ thống đã có là một điểm hấp dẫn của cách tiếp cận thứ nhất. Bởi vậy, tuỳ môi trường cụ thể của mạng mà ta chọn giải pháp nào cho phù hợp. Một số hệ điều hành phổ biến : - Hệ điều hành IBM LANSERVER: phục vụ cho ngành giáo dục và hãng MT APPLE. - Hệ điều hành NOVELL NETWARE. - Hệ điều hành WINDOWS NT IV/ Kỹ thuật mạng cục bộ: 1)Đặc trưng: Địa lý: Mạng cục bộ thường được cài đặt trong một phạm vi tương đối nhỏ như một toà nhà, một khu đại học, một căn cứ quân sự, với đường kính của mạng( khoảng cách giữa hai trạm xa nhất ) có thể là từ vài chục mét tới vài chục km. Tốc độ truyền: Mạng cục bộ có tốc độ đường truyền thường cao hơn so với mạng diện rộng. Với công nghệ mạng hiện nay, tốc độ truyền của mạng có thể đạt tới 100 Mb/s. Quản lý: Mạng cục bộ thường là sở hữu riêng của một tổ chức nào đó.Do vậy, việc quán lý, khai thác hoàn toàn tập trung, thống nhất. 2)Topology: Do đặc thù của mạng cục bộ nên chỉ có 3 topo thường được sử dụng . a.STAR: Tất cả các thiết bị được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các và chuyển đến trậm đích của tín hiệu. Tuỳ theo yêu cầu truyền thông trong mạng mà thiết bị trrung tâm có thể là một bộ phân kênh (hub) (Hình a1).Vai trò thực chất của thiết bị trung tâm là thực hiện việc bắt tay giữa các trạm cần trao đổi thông tin với nhau, thiết lập các liên kết điểm-điểm (point-to-point) giữa chúng. Hình a1: Topology STAR với hub ở trung tâm. * Ưu điểm: Lắp đặt đơn giản , dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố .Tận dụng được tối đa tốc độ của đường truyền vật lý. * Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế. b.RING: Tín hiệu được luân chuyển trên một vòng theo một chiều duy nhất. Mỗi trạm của mạng được nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển đến trạm kế tiếp trên vòng. Như vậy, tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết điểm -điểm giữa các repeater(hình a2). Cần thiết phải có giao thức điều khiển việc cấp phát quyền được trao đổi dữ liệu trên vòng cho các trạm có nhu cầu. Repeater data Hình a2:Topology RING. Để tăng tốc độ tin cậy của mạng, người ta có thể lắp đặt dư thừa các đường truyền trên vòng (vòng dự phòng). Khi đường truyền trên vòng chính bị sự cố thì vòng phụ này sẽ được sử dụng với chiều đi của tín hiệu ngược với chiều đi trên vòng chính. RING có những ưu điểm, nhược điểm tương tự dạng STAR, RING đòi hỏi giao thức truy nhập đường truyền khá phức tạp. c. BUS: Tất cả các tram phân chiachng một đường truyền chính (bus). Hai đầu của đường truyền này được giới hạn bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là Tợminator. Mỗi trạm được nối vào BUS qua một đầu nối chữ T (T-connector) hoặc một bộ thu phát (Tranceiver) (hình a3). Terminal T- connector Hình a3: Topology BUS Khi một trạm truyền dữ liệu tín hiệu được quảng bá trên hai chiều của bus, có nghĩa là mọi trạm còn lại đều có thể nhận tín hiệu trực tiếp. Đối với các bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó Terminator phải được thiết kế sao cho các tín hiệu phải được dội lại trên bus để có thể đến được các trạm còn laị ở phía bên kia. Như vậy với topo bus, dữ liệu được truyền dựa trên các liên kết điểm –nhiều điểm hay quảng bá. Trường hợp này cũng cần phải có giao thức để quản lý tập trung đường truyền, mức độ quản lý gần như thả nổi (truy nhập ngẫu nhiên) hoặc rất chặt chẽ (truy nhập có điều khiển). 3) Đường truyền: Mạng cục bộ thường được sử dụng ba loại đường truyền vật lý là cáp xoắn đôi(Twisted pair), cáp đồng trục(coxial cable) và cáp sợi quang (Fiber optic cable). Ngoài ra, người ta còn sử dụngcác mạng cục bộ không dây (wirless) nhờ radio hoặc viba. 4) Các phương thức truy nhập đường truyền vật lý : a.Phương pháp CSDA/CD(phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột). Phương pháp truy nhập ngẫu nhiên này được sử dụng cho topo dạng bus, trong đó tất cả các trạm của mạng được nối trực tiếp vào BUS. Mọi trạm đều có thể truy nhập vào BUS chung (da truy nhập) một cách ngẫu nhiên. Do vậy, rất có thể dẫn đến xung đột (hai hoặc nhiều trạm đòng thời truyền dữ liệu ). Dữ liệu được truyền đi theo khuôn dạng chuẩn trong đó có vùng thông tin điều khiển chứa địa chỉ của dữ liệu. Bản chất của phương pháp xuất phát từ phương pháp nghe trước khi nói(Listen before talk-LBT). Tư tưởng của phương pháp này là: Một trạm cần truyền dữ liệu trước hết phải nghe xem đường truyền đang rỗi hay bận. Nếu rỗi thì truyền dữ liệu đi. Ngược lại nếu đưòng truyền đang bận thì trạm phải thực hiện một trong ba giải thuật sau : (1)Trạm tạm thời “rút lui” chờ đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi mới tiếp tục “nghe” đường truyền . (2)Trạm vẫn cứ tiếp tục “nghe” cho đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu đi với xác suất bằng 1. (3)Trạm tiếp tục nghe đến khi đường truyền rỗi thì truyền đi với xác suất xác định trước. - Rõ ràng, với giải thuật (1)sẽ tồn tại thời gian chết kha lớn và không xác định được thời điểm đường truyền rỗi. Với giải thuật (2)thì giảm được thời gian chết nhưng nếu có lớn hơn một trạm cùng truy nhập theo kiểu này thì xác suất xung đột lớn . Với giải thuật (3) thì hãy lựa chọn xác suất hợp lý để tối thiểu hoá khả năng xung đột và giảm nhỏ thời gian chết của đường truyền. Từ 3 phương pháp trên người ta cải tiến thành phương pháp nghe trong khi nói (Liten while talk LWT). Tức là sử dụng giải thuật (3) và bổ sung thêm quy tắc: + Mỗi trạm vẫn cứ tiếp tục truyền và liên tục nghe đường truyền nếu phát hiện xung thấy đột thì tạm ngừng việc truyền thông. Đồng thời vẫn tiếp tục phát tín hiệu sóng mang thêm một thời gian nữa để báo cáo cho các trạm phía sau biết trên đường truyền đang có xung đột. + Sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên thì tiếp tục truyền dữ liệu theo giải thuật (3). b. Phương pháp TOKEN BUS (BUS với thẻ bài). G F E A B C D Vòng logic Hình 1.6: Vòng logic trong mạng bus Trước khi truyền dữ liệu phải thiết lập một vòng logic đối với các trạm có nhu càu trao đổi dữ liệu.Một thể bầi được lưư chuyển trên vòng logic đó và trạm có mức ưu tiên cao nhất sẽ nhận thẻ bài trong một khoảng thời gian nhất định và nó được phép truy nhập đường truyền để truyền dữ liệu trong khoảng thời gian sau đó. Sau khi truyền xong nó sẽ gửi thẻ bài theo vòng tới trạm có mức độ ưu tiên cấp tiếp theo quá trình. Cứ tiếp tục như vậy như vậy cho đến khi các trạm trong vòng truyền xong dữ liệu. Sau đó, phải huỷ vòng logic này và thiết lập vòng logic mới cho các trạm có nhu cầu mới. c. Phương pháp TOKEN RING (Ring với thẻ bài): Phương pháp này sử dụng thẻ bài với topo dạng Ring: Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có 1 bit biểu diễn trạng thái sử dụng của nó(bận hay rỗi). Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được 1thẻ bài “rỗi”(free). Khi đó trạm sẽ đổi bit trạng thái của thẻ bài thành “bận” (busy) và truyền một đơn vị dữ liệu cùng với thẻ bài đi theo chiều của vòng . Giờ đây không còn thể bài “rỗi “. Trên vòng nữa, do đó các trạm có dữ liệu cần truyền cũng phải đợi. Dữ liệu đến trạm đích sẽ được sao lại, sau đó cùng với thẻ bài đi tiếp cho đến khi quay trở về trạm nguồn. Trạm nguồn sẽ xoá bỏ dữ liệu đổi bít trạng thái trở về “rỗi” và cho lưu chuyển tiếp trên vòng để các trạm khác có thể nhận được quyền truyền dữ liệu; quá trình mô tả ở trên được minh hoạ : D A C B Nguồn Đích D A C B Nguồn Đích D A C B Nguồn Đích Free token Busy token data H. 1.7 Hoạt động của phương pháp TOKEN RING. Khi một trạm có nhu cầu truyền dữ liệu thì nó phải nhận được thẻ bài ở trạng thái rỗi. Sau đó, nó lật trạng thái của thẻ bài về trạng thái bận và bắt đầu truyền dữ liệu cùng với thẻ bài tới trạm đích. Tại đây, nó sẽ thực hiện việc copy dữ liệu tới trạm đích rồi luân chuyển dữ liệu cùng thẻ bài ở tình trạng bận về trạm nguồn, tại đây sẽ thực hiện xoá dữ liệu và lật trạng thái bận thành trạng thái “rỗi” và gửi thẻ bài lên vòng cho các bước tiếp theo. So sánh phương pháp CDMA/CD với phương pháp thẻ bài : Phương pháp CDMA/CD thì việc thiết lập đường truyền đơn giản hơn và chỉ phụ thuộc vào mục đích truyền dữ liệu của từng trạm . Phương pháp thẻ bài không mang lại hiệu quả cao trong trường hợp tải nhẹ ( một trạm có thể đợi khá lâu mới có thẻ bài – thời gian thiết lập lâu). Tuy nhiên,khả năng điều hoà lưu thông trong mạng là ưu điểm quan trọng của phương pháp này. Đặc biệt, nó mang lại hiệu quả cao trong trường hợp tải nặng. V/ Các vấn đề cơ bản với mạng máy tính : Để đảm bảo thông tin trên mạng thông suốt qua tất cả các tầng thì trong mỗi tầng, chức năng quan trọng là cung cấp các dịch vụ cho tầng cao hơn, đáp ứng các yêu cầu thiết lập các liên kết logic, duy trì chúng để đảm bảo cho viêc trao đổi thông tin, huỷ bỏ chúng khi không còn nhu cầu và đặc biệt là trong bối cảnh nối mạng Internet hiện nay thì một loạt vấn đề cần giải quyết đối với bất kỳ người thiết kế nào là : Kiểm soát lỗi ( Erro Control ) Kiểm soát luồng dữ liệu ( Data Flow Contol ) đánh giá độ tin cậy ( Ntwork Reliabity Ealuation ) quản trị mạng ( Network Managerment ) 1 Kiểm soát lỗi ( erro control ): lỗi truyền tin ( Transmission erro ) là một hiện tượng khó tránh. Trong thực tế do nhiều nguyên nhân như : Do chất lượng đường truyền. Do nhiễu của từ trường ngoài. Do khí hậu, thời tiêt, tiếng ồn. Do con người. Hiển nhiên là người sử dụng yêu cầu độ chính xác càng cao càng tốt, trong nhiều trường hợp độ chính các yêu cầu phải t._.