Lý thuyết về mạng máy tính, các giao thức truyền thông & các ứng dụng…

g như công nghệ thông tin sẽ mang lại những thành tựu to lớn cho sự phát triển kinh tế của đất nước. Là phương tiện tiếp cận nhanh nhất đến các thành tựu của khoa học kỹ thuật. Sức mạnh của máy tính được tăng lên nhiều lần khi các máy tính được kết nối thành một mạng máy tính. Là cơ sở hạ tầng cho phép truyền dữ liệu, trao đổi thông tin và điều khiển từ xa, tạo nên một môi trường giao tiếp, liên kết mọi người vượt qua hạn chế về khoảng cách. Với mạng máy tính toàn cầu chúng ta có thể dễ dàng tiếp cận với thế giới bên ngoài, tiếp cận với những thành tựu khoa học tiên tiến nhất trên thế giới. Hiện nay, ứng dụng công nghệ thông tin trong sản xuất và phát triển kinh tế là mục tiêu hàng đầu của đất nước. Mạng máy tính trở thành một lĩnh vực nghiên cứu, phát triển và ứng dụng cốt lõi của công nghệ thông tin, bao gồm rất mhiều vấn đề từ kiến trúc, đến nguyên lý thiết kế, cài đặt và mô hình ứng dụng. Mạng viễn thông nói chung và máy tính và mạng máy tính nói riêng là công cụ không thể thiếu trong hoạt động của bộ máy nhà nước, các doanh nghiệp, trường học, ... và rất nhiều các lĩnh vực sản xuất khác. Nó đóng vai trò như cầu nối để trao đổi thông tin giữa các chính phủ, các tổ chức xã hội và giữa mọi người với nhau. Qua thời gian thực tập tại công ty FPT cùng với sự hướng dẫn của các thầy cô giao khoa điện tử viễn thông trường đại học Bách Khoa Hà Nội và các tài liệu thu thập được em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp về lý thuyết về mạng máy tính, các giao thức truyền thông và các ứng dụng bao gồm những kiến thức cơ bản về các loại mạng, mô hình mạng, kiến trúc mạng, và các thiết bị kết nối mạng, mô hình OSI,TCP/IP … Với mong muốn tìm hiểu kỹ về công nghệ thông tin, mạng máy tính để có thể xây dựng, ứng dụng tối đa các tiện ích mà mạng máy tính mang lại trong các lĩnh vực truyền thông và phát triển phần mềm… Chương 1 Giới thiệu mạng máy tính 1.1 Thế nào là một mạng máy tính Một mạng máy tính là một hệ thống trong đó gồm một số các máy tính độc lập được nối với nhau để chia sẻ dữ liệu và các thiết bị ngoại vi như đĩa cứng và máy in… Một mạng máy tính đơn giản nhất gồm hai máy tính được nối với nhau bởi cáp cho phép chúng chia sẻ dữ liệu. Tất cả các mạng máy tính đều bắt nguồn từ hệ thống đơn giản này. Mạng máy tính ra đời khi có sự cần thiết phải chia sẻ dữ liệu. Máy tính cá nhân là một công cụ rất mạnh, có thể xử lý, thao tác trên một khối lượng lớn dữ liệu một cách nhanh chóng nhưng nó không cho phép người dùng có thể chia sẻ dữ liệu. Khi chưa có mạng người dùng hoặc in tài liệu hoặc copy file ra đĩa khác để mang đi đến máy tính khác và copy vào máy tính đó. Đó được xem như môi trường làm việc độc lập. Hình 1.1 Môi trường độc lập Với số lượng dữ liệu cần chia sẻ lớn và khoảng cách xa thì việc copy ra đĩa mềm không thể đáp ứng được công việc. Và để có thể chia sẻ dữ liệu với nhau thì các máy tính phải kết nối với nhau, sự kết nối các máy tính cùng với các thiết bị ngoại vi tạo thành một mạng máy tính. 1.1.1 Tại sao phải sử dụng máy tính Với khả năng to lớn của máy tính cá nhân ngày nay thì tại sao mạng máy tính là cần thiết? Mạng máy tính là cần thiết vì mạng máy tính tăng hiệu quả và giảm giá thành. Mạng máy tính có được những cái đó vì ba nguyên nhân chính sau: Chia sẻ thông tin (hay dữ liệu) Chia sẻ phần cứng và phần mềm Quản lý và hỗ trợ tập trung Ngoài ra khi máy tính nối vào mạng có thể chia sẻ: Tài liệu(biên bản , bảng tính , hoá đơn…) Thông tin Email Phần mềm xử lý văn bản Phần mềm quản lý cấu hình phần mềm File hình ảnh , audio, video… Máy in Máy fax Modem CD-ROM và các loại đĩa cứng khác… Và còn rất nhiều thứ có thể chia sẻ trên mạng. Khả năng của mạng máy tính là không thể thay đổi trước khi tìm ra một cách trao đổi dữ liệu khác không dùng mạng máy tính. Chia sẻ thông tin (dữ liệu ) Khả năng chia sẻ thông tin nhanh chóng và không đắt được chứng minh là một trong những tính năng thông dụng nhất của mạng máy tính. Nhiều báo cáo tổng kết rằng Email là dịch vụ sử dụng số một của người sử dụng Internet. Rất nhiều các doanh nghiệp đầu tư vào mạng máy tính để tận dụng các lợi ích của mạng dựa trên Email và các chương trình tiện ích khác như chương trình đặt lịch… Sử dụng các tài nguyên có sẵn trên mạng có thể giảm các giao tiếp bằng giấy tờ, tăng hiệu quả và dữ liệu có thể sử dụng đồng thời bởi nhiều người sử dụng. Người quản lý có thể sử dụng các tiện ích để giao tiếp nhanh chóng và hiệu quả với nhiều người để tổ chức công việc và lên kế hoạch công việc. Chia sẻ phần cứng và phần mềm Trước khi có mạng máy tính người sử dụng máy tính phải có riêng máy in, máy vẽ và các thiết bị ngoại vi khác. Chỉ có một cách để chia sẻ máy in là ngồi ngay tại máy tính nối với máy in. Hình 1.2 Máy in với máy tính đơn lẻ Với mạng máy tính cho phép nhiều người có thể chia sẻ dữ liệu và các thiết bị ngoại vi khác. Nếu nhiều người cần sử dụng máy in họ có thể sử dụng chung một máy in trên mạng Hình 1.3 Chia sẻ máy in với môi trường mạng Mạng máy tính cho phép chia sẻ và chuẩn hoá các ứng dụng như : chương trình xử lý văn bản, bảng tính, database… để chắc chắn rằng tất cả mọi người đều sử dụng cùng một phần mềm và đúng phiên bản của nó. Quản lý và hỗ trợ tập trung Mạng máy tính cho phép dễ dàng quản lý và hỗ trợ các dịch vụ một cách tập trung, các máy tính có thể được hỗ trợ và quản lý bởi một máy chủ. 1.1.2 Hai loại mạng chính LAN và WAN Có rất nhiều cách phân chia mạng máy tính. Mạng máy tính có thể phân chia vào hai nhóm tuỳ thuộc vào kích cỡ và chức năng của nó. Local Area Network ( LAN ) Một mạng LAN (Local area Network) là một mạng gồm các máy tính nối với nhau theo một cách cơ bản. Mạng LAN có thể đơn giản ( hai máy tính nối với nhau bởi một dây cáp) đến phức tạp (hàng trăm máy tính và các thiết bị ngoại vi được nối với nhau trong một tổ chức) Truyền dữ liệu với tốc độ cao Tồn tại trong một khoảng vật lý hạn chế Công nghệ mạng thường không đắt Wide Area Network ( WAN ) Mạng WAN cung cấp kết nối cho khoảng cách xa trong phạm vi đất nước hay toàn cầu, được kết nối với nhau theo đường điện thoại hay vệ tinh. Một công ty đa quốc gia có thể có mạng WAN để kết nối các văn phòng ở các quốc gia khác nhau trên thế giới. Các thuộc tính của mạng này là: Không giới hạn về mặt địa lý Dễ bị lỗi hơn trong khi truyền dữ liệu Gồm nhiều mạng LAN kết nối với nhau Phức tạp hơn mạng LAN Công nghệ dắt hơn 1.2 Cấu hình mạng Cấu hình mạng là phương thức cài đặt để xác định cách máy tính chia sẻ thông tin, mô hình của mạng… 1.2.1 Khái quát cấu hình mạng Thông thường tất cả các mạng có những thành phần, chức năng, đặc tính chung bao gồm : Server: máy tính cung cấp các tài nguyên chia sẻ cho người sử dụng trên mạng. Client: máy tính truy cập các tài nguyên trên mạng do máy tính server cung cấp. Media: Dây nối các máy tính với nhau. Shared data: Các file cung cấp cho client bởi server trên mạng Shared printer và các thiết bị ngoại vi khác:các tài nguyên khác được cung cấp bởi server. Resources : các dịch vụ hay tài nguyên khác có sẵn trên mạng Hình 1.4 Các thành phần chung của mạng Cùng với các thành phần trên nhưng mạng có thể chia làm hai loại: Mạng ngang hàng (Peer to Peer ) Mạng dựa trên máy chủ (Server based) Việc phân biệt hai loại mạng Peer to peer và server based là rất quan trọng vì mỗi loại có các khả năng khác nhau. Chọn mạng nào phụ thuộc vào các nhân tố sau: Quy mô của tổ chức Mức độ bảo mật cần thiết Loại kinh doanh Mức độ hỗ trợ quản trị Số lượng vận chuyển trên mạng Sự đòi hỏi của người sử dụng mạng Ngân sách chi phí cho mạng 1.2.1 Mạng peer to peer Trong mạng peer to peer không có máy chủ và không có phân cấp cho các máy tính trong mạng.Tất cả các máy tính là như nhau. Mỗi máy tính có thể xem là client cũng có thể xem như server cung cấp tài nguyên cho máy tính khác. Không có người quản trị cho toàn bộ mạng. Các đặc tính của mạng Peer to peer: Cỡ Mạng peer to peer cũng được gọi là Workgroup. Một workgroup biểu thị cho một nhóm người. Thường có khoảng 10 hoặc ít hơn máy tính trong một mạng peer to peer. Giá thành Mạng peer to peer thường đơn giản bởi vì mỗi máy tính có chức năng như một client và một server. Không cần có một server mạnh hay các thành phần khác cho một mạng tốc độ cao nên mạng peer to peer thường rẻ hơn mạng server based. Hệ điều hành Mạng peer to peer có thể xây dựng trên nhiều hệ điều hành và không cần thêm các phần mềm khác để xây dựng mạng peer to peer. Các hệ điều hành như : Microsoft Windows 9X,NT Workstation Novell Personal NetWare AppleTalk (the networking system for Apple Macintosh computers) Artisoft LANtastic Nơi thích hợp dùng mạng peer to peer Mạng peer to peer là môi trường lựa chọn tốt khi: Có 10 hoặc ít hơn người sử dụng Người sử dụng chia sẻ tài nguyên , máy in nhưng không cần có server . Không cần bảo mật Tổ chức và mạng sẽ được phát triển trong tương lai. 1.2.2 Server based network Trong môi trường có hơn 10 người sử dụng mạng peer to peer sẽ không đáp ứng đầy đủ. Do đó hầu hết các mạng phải có một máy chủ chuyên dụng. Server based network đã trở thành mô hình chuẩn cho mạng máy tính. Trong môi trường mạng server based tài nguyên được đặt trên một hay một nhóm các máy chủ, các máy tính client truy nhập tài nguyên và các dịch vụ của server. Các hệ điều hành thiết kế cho mô hình mạng này gồm : Novell NetWare Banyan VINES OpenVMS IBM OS/2 LAN Server Microsoft Windows NT Server Khi mạng tăng kích cỡ (số máy tính kết nối, khoảng cách kết nối tăng) thì cần có thêm một vài server. Có rất nhiều loại server trong nhiều mạng lớn: File và print server Quản lý các người truy cập và sử dụng file và máy in . Application server Application server lưu giữ các chương trình server trong ứng dụng client/server cũng như dữ liệu có sẵn cho client. Một chương trình client truy cập dữ liệu từ một application server. Ví dụ khi bạn cần tìm danh sách các nhân viên từ database của server, server sẽ trả về một tập dữ liệu về các nhân viên… Mail server Mail server hoạt động như application server, dữ liệu được tải về client từ server. Fax server Fax server quản lý vận chuyển fax đến và đi của mạng bởi chia sẻ một hay nhiều fax modem. Communication server Communication server quản lý luồng dữ liệu và thông tin e mail của mạng với mạng khác. Người sử dụng từ xa truy cập vào máy server thông qua modem và đường điện thoại. Directory service server Directory service server quản lý người dùng và bảo mật các thông tin trên mạng. Ví dụ một vài phần mềm server ghép các máy tính vào trong một nhóm logic (gọi là Domain) cho phép người sử dụng có thể truy cập các tài nguyên trên mạng. Hình 1.5 Các server chuyên dụng Lợi ích của mạng server based Mặc dù khó để cài đặt, cấu hình, quản lý nhưng mạng server based có rất nhiều ưu điểm hơn mạng peer to peer: Chia sẻ tài ngyên Bảo mật Dữ liệu dự phòng Số lượng người dùng 1.3 Topology (Cấu trúc liên kết, Sơ đồ hình học) Topology được xem như sự sắp xếp hay cấu trúc vật lý của máy tính, cáp và các thành phần khác của mạng. Topology của mạng ảnh hưởng đến khả năng của nó. Khi lựa chọn một trong các loại topology sẽ tác động tới: Loại thiết bị mạng cần Khả năng của các thiết bị Sự phát triển của mạng Cách quản lý mạng 1.3.1 Thiết kế topology Xem xét các loại topology khác nhau sẽ thấy được khả năng khác nhau của các loại mạng. Topology không chỉ xác định loại cáp xử dụng mà còn xác định xem cáp được đi như thế nào : dưới sàn,trên trần hay trên tường… Topology cũng xác định cách máy tính trao đổi trên mạng. Các loại topology khác nhau thì cần các phương thức truy cập khác nhau và chính các phương thức đó ảnh hưởng rất lớn đến mạng. 1.3.2 Các Topology chuẩn Tất cả các mạng đều thiết kế từ bốn topology sau: Bus Ring Start Mesh Bốn loại topoplogies này có thể kết hợp tạo ra rất nhiều các topologies khác nhau: Bus Hình 1.6 Bus topology Bus topology thường được xem như linear bus bởi vì các máy tính nối với nhau thành một đường thẳng. Đó là cách thông dụng và đơn giản nhất của mạng máy tính. Hình 1.6 là một mạng bus topology thông thường, nó bao gồm một đường cáp được gọi là TRUNC nối kết tất cả các máy tính trong mạng. Truyền thông trên bus Máy tính trên mạng bus topology truyền thông bởi đánh địa chỉ dữ liệu tới một máy tính đặc biệt và gửi dữ liệu trên cáp như các tín hiệu điện. Để hiểu máy tính truyền thông như thế nào trên bus cần làm quen với các khái niệm: Sending the signal Signal bounce Terminator Sending the signal : Dữ liệu trên mạng ở dạng tín hiệu điện được gửi đến tất cả các máy tính trên mạng. Chỉ một máy tính có địa chỉ trùng với địa chỉ mã hoá trong tín hiệu được truy nhập thông tin. Bởi vì tại một thời điểm chỉ có một máy tính có thể gửi tín hiệu nên số máy tính trên mạng sẽ ảnh hưởng tới tốc độ mạng. Không có phương pháp chuẩn để đo ảnh hưởng của số máy tính trên mạng tới tốc độ của mạng . Không Phải chỉ có số lượng máy tính ảnh hưởng tới tốc độ của mạng. Sau đây là một số các nhân tố khác ảnh hưởng tới tốc độ của mạng: Khả năng của phần cứng máy tính trên mạng Tổng số các lệnh chờ để thực hiện Loại ứng dụng được chạy trên mạng Loại cáp được sử dụng trên mạng Khoảng cách giữa các máy tính trên mạng Signal Bounce : Vì dữ liệu hay tín hiệu điện được gửi đi toàn bộ mạng nên nó truyền từ đầu này tới đầu kia của cáp. Nếu tín hiệu không bị ngắt nó sẽ ảnh hưởng tới các máy tính khác, ngăn cản các máy tính khác gửi tín hiệu. Do đó tín hiệu phải bị dừng sau khi đã tìm thấy đích phù hợp. Terminator: Để dừng tín hiệu ở trên, một thành phần được gọi là Terminator được đặt ở cuối của mỗi cáp để hấp thụ tín hiệu tự do. Tất cả các đầu cáp không nối vào máy tính hay connector thì đều phải nối với một Termonator. Hình 1.7 Terminator để hấp thụ tín hiệu tự do Phá vỡ truyền thông trên mạng Khi cáp bị đứt ở đâu đó trên mạng nếu nó chia mạng thành hai phần riêng biệt thì ít nhất có một phần cáp không được nối kết . Khi đó nó sẽ không có terminator, tín hiệu sẽ không bị hấp thụ và mạng sẽ dừng hoạt động. Đó là một trong một số nguyên nhân làm mạng bị hỏng. Hình 1.8 minh hoạ cáp bị đứt, mạng sẽ không làm việc . Hình 1.8 Đứt dây cáp Mở rộng mạng Khi mạng cần mở rộng thì cáp trong Bus topology có thể được mở rộng theo các cách sau: Một thành phần được gọi là barrel connector có thể nối kết hai phần của cáp với nhau. Tuy nhiên Connector có thể làm giảm tín hiệu. Hình 1.9 BNC connector có thể sử dụng để nối các đoạn mạng Một thiết bị gọi là Repeater có thể được sử dụng để nối hai cáp. Repeater thường tốt hơn connector hay đoạn cáp dài vì tín hiệu qua repeater được hồi phục trước khi được truyền đi. Hình 1.10 Reapeater để mở rộng mạng Star Trong Star topology đoạn cáp từ mỗi máy tính nối tới một bộ phận trung tâm được gọi là hub. Hình 1.11 minh hoạ bốn máy tính được nối với một hub trong một mạng star. Hình 1.11 Star topology Tín hiệu được gửi từ một máy tính qua Hub tới tất cả các máy tính trên mạng. Mạng star có ưu điểm là quản lý tài nguyên tập trung. Tuy nhiên mỗi máy tính đều nối vào bộ tập trung nên cần nhiều cáp và nếu bộ tập trung bị hỏng thì toàn bộ mạng sẽ ngừng hoạt động. Nhưng nếu chỉ một máy tính bị hỏng thì không ảnh hưởng gì tới mạng. Ring Ring Topology nối các máy tính thành vòng tròn. Không giống bus topology không có terminator ở cuối. Tín hiệu truyền vòng tròn theo một hướng và truyền qua máy tính khác. Hình 1.12 nối một server và bốn máy tính thành một vòng, nếu một máy tính hỏng sẽ ảng hưởng tới các máy tính khác. Hình 1.12 Ring Topology Mesh Một mạng Mesh topology thường đầy đủ và tin cậy. Trong mạng Mesh topology mỗi máy tính thường nối với tất cả các máy tính trong mạng bằng các đường cáp khác nhau. Cấu hình như vậy cung cấp đầy đủ cho toàn mạng vì vậy nếu một cáp bị hỏng sẽ không ảnh hưởng tới các cáp khác. Tuy mạng Mesh topology giảm lỗi và tăng khả năng tin cậy nhưng có nhược điểm là đắt vì sử dụng rất nhiều cáp. Hình 1.13 Mesh topology Ngoài ra có rất nhiều các topology khác là kết hợp của các loại topology bus, start, ring và mesh. Star bus Start bus là sự kết hợp giữa bus và star topology. Trong bus star topology một vài mạng star topology được nối với nhau theo bus topology. Nếu một máy tính bị hỏng nó sẽ không ảnh hưởng tới các máy tính khác trên mạng. Nếu một hub bị hỏng thì các máy tính nối trên hub cũng không hoạt động. (Chi tiết về hub sẽ được trình bày ở phần sau). Hình 1.14 Star bus topology Star Ring topology Star Ring giống như star bus topology các máy tính nối theo star topology được nối với nhau sử dụng hub và các hub này lại được nối với nhau theo kiểu ring topology nhờ một main hub. Hình 1.15 Star Ring topology Tất cả các loại topology đều có ưu nhược điểm và lựa chon loại nào tuỳ theo từng trường hợp cụ thể: Topology Ưu điểm Nhược điểm Bus Sử dụng cáp là kinh tế. Không đắt và dễ làm việc. Hệ thống tin cậy và đơn giản. Dễ mở rộng. Mạng bị chậm khi có nhiều máy. Khi một máy hỏng sẽ ảnh hưởng tới toàn mạng. Ring Trong mạng này tất cả các máy tính đều tương đương nhau. Tốc độ không ảnh hưởng khi tăng nhiều máy. Lỗi một máy có thể ảnh hưởng tới nhiều máy. Khi cần cấu hình lại mạng thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động. Star Sửa và thêm máy vào mạng là dễ. Kiểm soát và quản lý tập trung. Lỗi một máy tính không ảnh hưởng tới các máy khác. Nếu bộ tập trung bị hỏng thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động. Mesh Hệ thống tin cậy và ít lỗi. Đắt vì sử dụng nhiều cáp. Bảng 1.1 Ưu nhược diểm của các Topology 1.4 Hệ điều hành mạng Một máy tính không thể làm việc nếu không có hệ điều hành, một mạng máy tính cũng không thể hoạt động nếu không có hệ điều hành mạng. Không có hệ điều hành mạng thì máy tính không thể chia sẻ tài nguyên và không thể truy cập các tài nguyên của máy tính khác. Tuỳ thuộc vào nhà sản xuất hệ điều hành mạng mà phần mền mạng của máy tính để bàn có thể có sẵn hoặc có thể tích hợp vào. Novell Netware là một vệ điều hành mạng thông dụng mà phần mền mạng của máy tính client được cài thêm vào hệ điều hành đang hoạt động. Một máy tính cần cả hệ điều hành để chạy độc lập và cần cả phần mềm mạng để truy cập mạng. Ngoài ra phần mềm hệ điều hành mạng được tích hợp sắn trong vào hệ điều hành như Windows 2000 Server Professional Windows NT server/Workstation, Windows 9x và Apple Talk. Mỗi cấu hình, hệ điều hành và phần mền diều khiển mạng riêng hay hệ điều hành tích hợp sẵn đều có ưu điểm và nhược điểm. Hệ điều hành phối hợp hoạt động giữa máy tính và chương trình,nó điều khiển, phân phối các tài nguyên phần cứng như: Bộ nhớ CPU time Đĩa cứng Các thiết bị ngoại vi Multitasking Hệ điều hành multitasking cho phép máy tính xử lý nhiều tác vụ cùng một lúc. Hệ điều hành multitasking chạy nhiều ứng dụng trong khả năng cho phép của bộ vi xử lý. Nếu có nhiều tác vụ hơn bộ vi xử lý có thể cho phép thì máy tính phải sắp xếp các tác vụ đó theo thứ tự và máy tính sẽ chuyển đổi đẻ xử lý các tác vụ đó. Có hai loại hệ điều hành multitasking: Preemptive :Trong hệ điều hành preemtive multitasking hệ đièu hành có thể giành quyền sử dụng vi xử lý ngay cả khi chương trình chưa kết thúc. Nonpreemptive : Trong hệ điều hành Nonpreemtive multitasking tác vụ tự kiểm soát tài nguyên vi xử lý.Các tác vụ khác không thể được thực hiện cho tới khi tác vụ đang xử dụng từ bỏ ưuyền sử dụng tài nguyên vi xử lý. Có rất nhiều hệ điều hành vì vậy khi chọn hệ điều hành điều đầu tiên là xác định các dịch vụ mạng mong muốn. Các dịch vụ mạng chuẩn bao gồm bảo mật, chia sẻ file, chia sẻ máy in, chia sẻ tin tức… Lựa chọn hệ điều hành Tuỳ thuộc vào kiến trúc mạng và mức độ bảo mật mà ta có thể lựa chọn các hệ điều hành khác nhau. Nếu môi trường ít người sử dụng , không đòi hỏi bảo mật cao thì mạng peer to peer là thích hợp và có thể sử dụng bất kỳ hệ điều hành nào. Sau khi xác định chế độ bảo mật ta cần xác định loại liên kết giữa các thành phần trên mạng. Mỗi loại hệ điều hành có cách giao tiếp khác nhau. Nếu chọn mạng peer to peer thì lựa chọn này có thể giảm bớt.Nếu chọn mạng Server based thì cần chú ý tới cách liên kết trên mạng. Các dịch vụ được cung cấp trên server và cách các máy client truy xuất các dịch vụ đó. Khi chọn hệ điều hành điều đầu tiên cần xác định là các dịch vụ mạng cần cung cấp. Các dịch vụ chuẩn như bảo mật, File Sharing, Printing và Messaging. Ngoài ra còn các dịch vụ khác như phương thức liên kết với nhau trên mạng, xác định rõ phương thức liên kết trên mạng sẽ tốt cho việc lựa chọn hệ điều hành. 1.4.1 Netware Netware là hệ điều hành của Novell đang được sử dụng rộng rãi cho các mạng nhỏ cũng như các mạng lớn. Với rất nhiều các phiên bản từ trước tới nay Netware đang là một trong các hệ điều hành mạng thông dụng nhất hiện nay. Hệ đièu hành Netware bao gồm cả ứng dụng server và client. ứng dụng client đựoc thiết kế có thể chạy trên các hệ hiều hành client khác. ứng dụng server có thể được truy cập từ các máy tính chạy MS-DOS, Windows, OS/2, AppleTalk và Unix. Hệ đièu hành mạng Netware thường được lựa chọn trong môi trường lẫn lộn. Tuy nhiên trong một mạng nhỏ thì sử dụng Netware sẽ khá đắt và đoig hỏi có kinh nghiệm quản trị. Version mới nhất của hệ điều hành Netware là 5. Từ version 4.11 Netware đã giới thiệu một dịch vụ mới Novel Directory Service (NDS). NDS cung cấp dịch vụ tên cũng như các dịch vụ bảo mật, routing, messaging, management, file sharing và printing…Sử dụng X500 directory architecture, nó tổ chức tất cả các tài nguyên mạng bao gồm user, group, printer, servers. Các hệ đièu hành khác cũng cung cấp phương thức cho phép liên kết với Netware server. Ví dụ Window NT cung cấp Gateway Service for Netware(GSNW). ới dịch vụ này một Window server có thể truy cập các dịch vụ của Netware server. 1.4.2 Unix Unix là hệ điều hành free không thuộc một công ty nào, được dùng phổ biến trong khoa học và giáo dục. Đây là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng, bảo mật tốt và ổn định. Một nhược điểm của Unix là có rất nhiều phiên bản khác nhau được phát triển gây khó khăn cho ngươì dùng, và Unix thường đòi hỏi chạy trên máy tính lớn Mainframe. Hiện nay có một số phiên bản cho phép chạy trên máy tính có cấu hình mạnh như SCO UNIX hay hệ điều hành LINUX được phát triển dựa trên UNIX đang được sử dụng rộng rãi. 1.4.3 Windows NT Windows NT là hệ điều hành của Microsoft, công ty phần mền lớn nhất thế giới. Windows NT là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng. Đặc điểm của nó là sử dụng đơn giản và đang được sử dụng rất nhiều. Phiên bản mới nhất là họ sản phẩm Windows 2000 server family. Không giống như Netware, Window NT kết hợp hệ điều hành và hệ điều hành mạng là một. Window NT server được cấu hình để cung cấp các tài nguyên và các dịch vụ mạng. Window Workstation cung cấp các chức năng client của mạng. Window NT hoạt động trên mô hình gọi là Domain. Một domain là một tập hợp các máy tính mà chia sẻ cùng cơ sở dữ liệu, và chính sách bảo mật. Mỗi domain có một tên duy nhất. Trong một domain một máy tính server phải được thiết kế như một Primary Domain Controller(PDC). Máy này có trách nhiệm quản lý các dịch vụ directory, authenticate tát cả các user truy cập vào mạng. Chương 2 Các thiết bị mạng cơ bản Mạng máy tính được xây dựng từ phần cứng và phần mền.Phần cứng là card mạng(NIC), cáp để kết nối và các thiết bị ngoại vi. Phần mền là hệ diều hành,giao thức truyền thông và driver cho các card mạng… 2.1 Cáp mạng Các máy tính trong mạng được nối với nhau bởi cáp mạng. Tuỳ vào các loại mạng và kích thước của mạng khác nhau ta có thể chọn các loại cáp khác nhau. Có rất nhiều loại cáp nhưng có thể chia cáp vào ba nhóm chính sau: Cáp đồng trục Cáp xoắn Cáp quang 2.1.1 Cáp đồng trục Hiên tại cáp đồng trục được sử dụng rất phổ biến. Có rất nhiều nguyên nhân để sử dụng cáp đồng trục: Không đắt, nhẹ, mềm dẻo và dễ sử dụng. Trong dạng đơn giản cáp đồng trục gồm một lõi đồng được quấn quanh bởi một lớp cách điện. Tiếp theo là một lớp lưới bảo vệ bằng kim loại và một lớp bao bọc ngoài cùng. Hình 2.1 Cáp đồng trục Lõi của cáp đồng trục mang tín hiệu điện. Bao quang lõi là một lớp cách điện. Lớp lưới kim loại hoạt động như đất nó bảo vệ lõi tránh nhiễu tín hiệu và Crosstalk (Crosstalk là hiện tượng nhiễu xuyên âm, một loại nhiễu đặc biệt sinh ra bởi các đường cáp truyền đặt quá gần nhau. Đôi khi ta nghe được các xuyên âm trên điện thoại). Phần lõi dẫn điện và lớp lưới kim loại phải được cách biệt nhau. Nếu chúng tiếp xúc sẽ gây ngắn mạch và nhiễu. Lớp vỏ cách điện ngoài cùng thường được làm bằng cao su hoặc nhựa. Cáp đồng trục thường ít bị ảnh hưởng và suy giảm tín hiệu trên đường truyền hơn cáp xoắn. (Suy giảm tín hiệu: Attenuation là hiện tượng tín hiệu bị suy giảm khi truyền trên cáp trong khoảng cách xa). Hình 2.2 Tín hiệu bị suy giảm Có hai loại cáp đồng trục: Cáp đồng trục dày và cáp đồng trục mỏng (thinnet and thicknet). Ta có thể chọn cáp tuỳ theo trường hợp mạng khác nhau. Cáp Thinnet Cáp Thinnet là loại cáp dẻo khoảng 0.46 centimet. Bởi vì dẻo và dễ làm việc nên cáp này có thể dùng hầu hết cho các loại mạng. Hình 2.3 minh hoạ cáp Thinnet nối trực tiếp với card mạng. Hình 2.3 Cáp thinnet nối trực tiếp với card mạng Cáp thinnet có thể truyền tín hiệu khoảng 185 mét trước khi tín hiệu bị suy giảm. Nhà sản xuất có thể sản xuất các loại cáp khác nhau, cáp thinnet nằm trong nhóm RG-58 và có trở kháng 50 ohm. Bản chất để phân biệt thinnet vào nhóm RG-58 vì nó là lõi đồng. Hình 2.4 minh hoạ hai loại cáp thinnet lõi đặc và lõi bện. Hình 2.4 Cáp thinnet lõi bện và lõi đặc Cáp Mô tả RG-58/U Cáp lõi đặc RG-58A/U Cáp lõi bện RG-58 C/U Một loại đặc biệt của RG-58A/U RG-59 Dùng cho truyền băng rộng VD Cáp TV RG-6 Đường kính lớn hơn và tốc độ cao hơn nhưng cũng sử dụng cho truyền băng rộng Bảng 2.1 Các loại cáp Thinnet Cáp Thicknet Cáp thicknet có đường kính 1.27 centimet. Cáp Thicknet có lõi dầy hơn cáp thinnet. Hình 2.5 minh hoạ sự khác nhau giữa cáp thicknet thinnet. Hình 2.5 Cáp thicknet và thinnet Lõi càng dầy thì truyền tín hiệu càng xa. Có nghĩa là cáp thicknet có thể truyền tín hiệu xa hơn cáp thinnet. Thicknet có thể mang tín hiệu khoảng 500 mét. Do đó trong một vài trường hợp nó được sử dụng như xương sống để nối một vài mạng nhỏ với nhau. Các phần cứng nối kết cáp Cả cáp thinnet và thicknet đều sử dụng một thành phần kết nối được biết như là BNC connector để nối giữa cáp và máy tính. Có một vài loại BNC connector: BNC cable connector: Hoặc là được hàn hoặc vặn vào cuối cáp. Hình 2.6 là một loại BNC cable connector: Hình 2.6 BNC cable connector BNC T connector: Nối card mạng trong máy tính với cáp mạng Hình 2.7 BNC T connector BNC barrel connector : Là loại connector nối hai đoạn cáp thinnet để tạo thành một đoạn dài hơn. Hình 2.8 BNC barrel connector BNC Terminator: Nối cuối mỗi đoạn cáp để hấp thụ tín hiệu tự do. Hình 2.9 BNC Terminator 2.1.2 Cáp xoắn Dạng đơn giản nhất của cáp xoắn gồm hai sợi dây riêng biệt được quấn với nhau. Hình 2.10 minh hoạ hai loại cáp xoắn là cáp xoắn có vỏ bọc(STP) và cáp xoắn không có vỏ bọc(UTP). Hình 2.10 Cáp xoắn UTP và STP Cáp xoắn không có vỏ bọc(UTP) Là loại cáp xoắn thông dụng nhất và nhanh chóng trở thành chuẩn của của cáp mạng LAN. Độ dài tối đa của đoạn cáp này khoảng 100 mét. Để đồng bộ cho các sản phẩm đối với khách hàng người ta chia cáp UTP thành 5 loại khác nhau: Category 1: Đây là loại cáp xoắn sử dụng cho cáp TV truyền thống, nó truyền tín hiệu thoại nhưng không thể truyền dữ liệu. Category 2: Đây là loại cáp truyền dữ liệu có thể lên tới 4Mbps. Nó gồm bốn cặp dây. Category 3: Đây cũng là loại cáp truyền dữ liệu,nó có thể lên tới 16Mbps cũng gồm bốn cặp dây. Category 4: Đây cũng là loại cáp truyền dữ liệu,nó có thể lên tới 20Mbps cũng gồm bốn cặp dây. Category 5: Đây cũng là loại cáp truyền dữ liệu, nó có thể lên tới 100Mbps cũng gồm bốn cặp dây. Hầu hết các hệ thống điên thoại đều sử dụng cáp UTP. Cáp xoắn có vỏ bọc(STP) Cáp xoắn có vỏ bọc thường sử dụng một vỏ kim loại để bọc các cặp dây để bảo vệ tín hiệu truyền từ ảnh hưởng bên ngoài. Các thành phần kết nối STP sử dụng RJ 45 telephone connector để kết nối với máy tính. Ngoài ra còn một số thiết bị phần cứng để giúp các tổ chức lớn sử dụng dễ hơn. Hình 2.11 Các thành phần sử dụng cho cáp xoắn 2.1.3 Cáp quang Cáp quang gồm một lõi rất mỏng bằng thuỷ tinh được bao bọc bởi một lớp thuỷ tinh có phủ sơn. Ngoài cùng là một lớp bảo vệ. Cáp quang truyền tín hiệu không nhiễu và rất nhanh. Tốc độ thông thường là 100Mbps và có thể lên tới 1Gbps Hình 2.12 Cáp quang Loại cáp Giá Lắp đặt Khả năng Nhiễu Coaxial Thin <STP, không đắt Dễ 10Mbps, 185m, thông dụng hơn UTP ít ảnh hưởng Coaxial >STP Dễ 10 Mbps,500 m ít ảnh hưởng Shielded Twisted-Pair (STP) >UTP Rất dễ 16 Mbps, 100m, thông dụng hơn UTP, có thể tới 500 Mbps ít ảnh hưởng Unshielded Twisted-Pair (UTP) Rẻ nhất Dễ 10 Mbps, 100 m, thông dụng ảnh hưởng Fiber-Optic Đắt nhất Khó 100 Mbps, 10 km không ảnh hưởng Bảng 2.2 So sánh các loại cáp 2.2 Card mạng Card mạng cung cấp một giao diện giữa cáp và máy tính.Hình 2.13 minh hoạ một card mạng nối với một cáp đồng trục. Hình 2.13 Card mạng Card mạng được cắm trong khe mở rộng trên mỗi máy tính trên mạng. Nhiêm vụ của card mạng là: Chuẩn bị tín hiệu từ máy tính cho cáp mạng Truyền tín hiệu tới máy tính khác Điều khiển dòng dữ liệu từ máy tính và hệ thống cáp. Nhận tín hiệu từ cáp và chuyển nó sang tín hiệu byte có thể hiểu bởi máy tính. 2.2.1 Chuẩn bị dữ liệu cho cáp mạng Trước khi tín hiệu được truyền đi trên mạng card mạng phải chuyển tín hiệu từ dạng tín hiệu máy tính sang tín hiệu có thể truyền trên mạng. Dữ liệu truyền trong máy tính dọc theo hệ thống gọi là Bus. Các bus có thể là 8-bit,16-bit, 32 bit tuỳ vào máy tính như vậy dữ liệu có thể truyền 8, 16 hay 32 bit đồng thời. Ta gọi là truyền song song. Mặt khác trên cáp mạng dữ liệu được truyền thành một dòng các bit (Truyền nối tiếp). Card mạng phải chuyển dữ liệu truyền song song trên máy tính thành tín hiệu nối tiếp truyền trên mạng. Hình 2.14 Card mạng chuyển tín hiệu từ song song sang nối tiếp. 2.2.2 Gửi và điều khiển dữ liệu Khi gửi dữ liệu trên mạng thì card mạng phải đảm bảo: Cỡ lớn nhất của dữ liệu có thể truyền trên mạng. Xác nhận số lượng dữ liệ._.u được gửi. Khoảng thời gian truyền các gói dữ liệu. Tổng thời gian đợi trước khi xác nhận được gửi đi. Số lượng dữ liệu mà card mạng có thể lưu trữ. Tốc độ truyền dữ liệu trên mạng Khi một loại card mạng mới hơn, nhanh hơn giao tiếp với một card mạng cũ hơn và chậm hơn thì card mạng mới hơn phải có sự điều chỉnh để phù hợp với card mạng cũ. 2.2.3 Cấu hình và các thiết lập các tham số Các card mạng đều có cấu hình riêng và phải thiết lập thích hợp để card mạng có thể hoạt động một cách thích hợp. Một số card mạng cũ được thiết kế đặt trên due inline package (DIP). DIP - Một dụng cụ để đóng gói và lắp gắn dùng cho các mạch tích hợp. Chẳng hạn, DIP là cách đóng góp được ưa thích của loại chip DRAM. Loại vỏ này được chế tạo bằng một vật liệu nhựa cứng, bọc kín vi mạch, các đầu ra của mạch được nối với những chân nhọn đầu, hướng xuống dưới và xếp thành hai hàng thẳng song song. Các chân này được thiết kế để cắm chắc chắn vào đế cắm; bạn cũng có thể hàn chúng trực tiếp xuống board mạch in. Hình 2.15 Card mạng thiết kế trên DIP Các tham số: Interrupt (IRQ) Base input/output (I/O) port address Base memory address Transceiver Thiết lập các tham số của card mạng có thể sử dụng phần mềm, thiết lập jumper hoặc cả hai. Đọc kỹ tài liệu tài liệu trước khi thiết lập các tham số cho card mạng. Interrupt Request (IRQ) Lines Là một đường cho phép các thiết bị như Keyboard, Disk driver hay NIC có thể gửi lệnh ngắt hoặc các yêu cầu dịch vụ tới bộ vi xử lý.Interrupt request lines được xây dựng sẵn trong phần cứng máy tính và được ấn định các mức độ khác nhau .Vì thế vi xử lý có thể xác định được mức độ ưu tiên cho các truy vấn. Khi NIC gửi một yêu cầu tới máy tính, nó sử dụng một lệnh ngắt một tín hiệu điện được gửi tới CPU của máy tính.Mỗi một thiết bị phần cứng trong máy tính sử dụng một đường ngắt khác nhau. Đường ngắt này được chỉ định khi thiết lập phần cứng lập. Bảng sau là một số ví dụ. IRQ Computer with an 80486 processor (or higher) 2(9) EGA/VGA (enhanced graphics adapter/video graphics adapter) 3 Có sẵn (nếu không sử dụng cho second serial port [COM2, COM4] hoặc bus mouse) 4 COM1, COM3 5 Có sẵn (nếu không sử dụng cho second parallel port [LPT2] hoặc sound card) 6 Floppy-disk controller 7 Parallel port (LPT1) 8 Real-time clock 10 Có sẵn 11 Có sẵn 12 Mouse (PS/2) 13 Math coprocessor 14 Hard-disk controller 15 Có sẵn (Nếu không sử dụng cho secondary hard-disk controller) Bảng 2.3 Interrupt Request (IRQ) Lines Trong hầu hết trường hợp NIC sử dụng IRQ3 hoặc IRQ5. IRQ5 nên được sử dụng và là thiết lập mặc định cho hầu hết hệ thống. Nếu cả IQR3 và IRQ5 đều không có sẵn thì có thể chọn một trông các IRQ có sẵn ở bảng trên. Base I/O Port Base I/O Port chỉ định một kênh cái mà thông tin trao đổi giữa phần cứng máy tính (VD NIC) và CPU.Port(cổng) được xem như là một địa chỉ. Mỗi một thiết bị phần cứng trong một hệ thống phải có một Base I/O port khác nhau.Số cổng là một số trong hệ 16. Bảng sau minh hoạ một số các cổng sử dụng bởi các thiết bị và một số cổng có sẵn. Port Device Port Device 200 to 20F Game port 300 to 30F NIC 210 to 21F 310 to 31F NIC 220 to 22F 320 to 32F Hard-disk controller (for PS/2 Model 30) 230 to 23F Bus mouse 330 to 33F 240 to 24F 340 to 34F 250 to 25F 350 to 35F 260 to 26F 360 to 36F 270 to 27F LPT3 370 to 37F LPT2 280 to 28F 380 to 38F 290 to 29F 390 to 39F 2A0 to 2AF 3A0 to 3AF 2B0 to 2BF 3B0 to 3BF LPT1 2C0 to 2CF 3C0 to 3CF EGA/VGA 2D0 to 2DF 3D0 to 3DF CGA/MCGA (also EGA/VGA, in color video modes 2E0 to 2EF 3E0 to 3EF 2F0 to 2FF COM2 3F0 to 3F Floppy-disk controller; COM1 Bảng 2.4 Base I/O Port Base Memory Address Base memory address: xác định một ví trị trong bộ nhớ máy tính(RAM). NIC sử dụng địa chỉ đó như một bộ đệm để lưu trữ các dữ liệu vào và ra. Chương 3 Phương pháp truy cập 3.1 Phương pháp truy cập Có các nguyên tắc định nghĩa phương pháp máy tính gửi tín hiệu vào cáp mạng và nhận tín hiệu từ cáp mạng. Đó gọi là phương pháp truy cập. Khi dữ liệu được truyền trên mạng thì phương pháp truy cập sẽ giúp điều chỉnh dòng giao thông trên mạng. Điều khiển giao thông trên cáp Mạng máy tính một khía cạnh nào đó giống như một đường xe lửa. Tuy nhiên trên mạng máy tính tất cả mọi thứ đều chuyển động đồng thời không ngừng. Thực tế không phải nó xuất hiên đồng thời. Rất nhiều máy tính phải chia sẻ truy cập tới cáp cái mà nối kết chúng. Tuy nhiên nếu hai máy tính cùng gửi dữ liệu lên mạng cùng một lúc thì gói dữ liệu trên máy tính này có thể xung đột với gói dữ liệu trên máy tính khác, và cả hai đều bị phá huỷ. Hình 3.1 minh hoạ khi hai máy tính cùng truy cập mạng cùng một lúc. Hình 3.1 Xung đột xảy ra nếu hai máy tính gửi dữ liệu cùng một lúc Khi dữ liệu được truyền trên mạng từ người sử dụng này tới người sử dụng khác thì phải có một cách nào đó đảm bảo rằng dữ liệi không bị xung đột với nhau và khi máy tính nhận cũng phải có cách để dữ liệu không bị phá huỷ. Do đó phương pháp truy cập cần thống nhất trong cách quản lý dữ liệu trên mạng. Nếu các máy tính khác nhau sử dụng phương pháp truy cập khác nhau thì mạng sẽ lỗi vì một vài phương pháp sẽ chiếm lĩnh cáp. Phương pháp truy cập ngăn cản các máy tính truy cập đồng thời bởi đảm bảo rằng chỉ có một máy tính có thể gửi dữ liệu lên cáp và các máy tính nhận và gửi dữ liệu theo một tiến trình có thứ tự. Các phương pháp truy cập chính Có 4 phương pháp được thiết kế để ngăn cản sử dụng cáp đồng thời là: Carrier-sense multiple access methods with collision avoidance CSMA/CA. (Đa truy cập có kiểm tra kênh trước khi phát với phương pháp tránh xung đột) Carrier-sense multiple access methods with collision detection CSMA/CD. (Đa truy cập có kiểm tra kênh trước khi phát với phương pháp phát hiện xung đột) Token-passing access method Demand-priority methods 3.1.1 CSMA/CD Khi sử dụng phương pháp này mỗi máy tính trên mạng bao gồm cả server và client kiểm tra cáp để truyền dữ liệu. Hình 3.2 Máy tính có thể và không thể truyền dữ liệu trên mạng Chỉ khi máy tính nhận thấy rằng cáp là rỗi và không có giao thông trên mạng thì nó truyền dữ liệu. Khi máy tính truyền dữ liệu trên cáp thì không có một máy tính nào khác có thể truyền dữ liệu cho đến khi dữ liệu được truyền tới đích và cáp lại rỗii trở lại. Nhớ rằng khi hai máy tính truyền dữ liệu đồng thời thì dữ liệu bị xung đột và cả hai máy tính đều ngừng truyền một khoản thời gian. CSMA/CD còn được gọi là phương pháp tranh chấp bởi vì máy tính trên mạng tranh giành để có cơ hội truyền dữ liệu.Điều đó có vể như rất khó có thể truyền dữ liệu trên mạng nhưng thực tế điều này xảy ra rất nhanh bình thường chúng ta không thể nhận ra. Càng nhiều máy tính trên mạng càng nhiều giao thông. Càng nhiều giao thông thì việc phải tránh xung đột càng tăng nó sẽ làm giảm tốc độ của mạng. Sau mỗi lần xung đột thì cả hai máy tính phảI thử gửi lại gói dữ liệu. Nếu mạng đang bận thì sự gửi lại này lại làm ảnh hưởng tới các gói dữ liệu khác trên mạng và cứ thế sẽ càng làm mạng thêm chậm. Sự xuất hiện các vấn đề trên phụ thuộc vào số người sử dụng mạng và các ứng dụng được sử dụng. Các ứng dụng Database sẽ chiếm đường truyền nhiều hơn các ứng dụng khác. 3.1.2 CSMA/CA Đây là phương pháp ít phổ biến nhất. Trong phưong pháp này tín hiệu máy tính gửi thử trước khi nó thực sự gửi đi. Theo cách đó nó có thể biết khi nào sẽ có xung đột và tránh được các xung đột. Tuy nhiên việc gửi thử sẽ làm tăng rất nhiều số lượng giao thông trên mạng và làm giảm tốc độ mạng. 3.1.3 Token-Passing Trong phương pháp này một gói đặc biệt gọi là thẻ(Token) được truyền vòng tròn quanh các máy tính. Khi bất kỳ máy tính nào trong vòng cần gửi tín hiệu thì nó phải đợi thẻ rỗi . Khi một thẻ rỗi được phát hiện thì máy tính sẽ chiếm quyền điều khiển và có quyền gửi dữ liệu. Dữ liệu truyền đi thành các khung và các thông tin khác như địa chỉ. Hình 3.3 minh hoạ một máy tính muốn truyền dữ liệu nó chiếm quyền điều khiển thẻ và truyền tới địa chỉ cần đến. Hình 3.3 Token pasing 3.1.4 Demand Priority Đây là phương pháp truy cập mới được thiết kế cho mạng Ethernet 100 Mbps. Phương pháp này dựa trên hoạt động của một repeater. Hình 3.4 minh hoạ một mạng demand priority. Giống như phương pháp CSMA/CD hai máy tính sử dụng phương pháp Demand priority có thể tranh chấp truyền dữ liệu tại cùng một thời điểm. Tuy nhiên với phương pháp này nó có thể phân chia các dữ liệu theo các loại khác nhau cho quyền ưu tiên khác nhau đối với các loại dữ liệu.Nếu hub hoặc repeater nhận được hai tín hiêu cùng một lúc thì tín hiệu có quyền ưu tiên cao hơn sẽ được quyền truyền trước. 3.2 Mạng máy tính gửi dữ liệu như thế nào Thông thường ta vẫn nghĩ dữ liệu được truyền là một dòng nối tiếp các bit 0 và 1 từ một máy tính mày tới máy tính khác. Nhưng thực tế dữ liệu được chia thành các gói nhỏ ,các gói có thể quản lý và bao gồm các thông tin cần thiết để có thể gửi từ nguồn tới đích một cách chính xác. Hình 3.5 Chia dữ liệu thành các gói nhỏ 3.2.1 Chức năng của gói trong giao tiếp mang Dữ liệu thường tồn tại dưới dạng các file lớn. Tuy nhiên mạng không thể hoạt động nếu máy tính gửi số lượng lớn dữ liệu trên cáp cùng một lúc. Để có thể cho phép nhiều người cùng gửi dữ liệu một cách nhanh chóng và dễ dàng trên mạng thì dữ liệu phỉa chia thành các gói nhỏ hơn. Khi hệ điều hành mạng tại máy tính gửi chia dữ liệu thành các gói nhỏ thì nó thêm một số thông tin đIều khiển để có thể: Tập hợp lại dữ liệu từ các gói nhỏ Tập hợp lại theo một thứ tự thích hợp Kiểm tra lỗi sau khi đã tập hợp Cấu trúc của một gói Gói có thể chứa một vài loại dữ liệu bao gồm: Thông tin(chính là dữ liệu hay file) Loại máy tính đIều khiển dữ liệu Mã điều khiển Thành phần của một gói Tất cả các máy tính đều chứa các loại thành phần chung đó là: Địa chỉ của máy tính gửi Dữ liệu gửi Địa chỉ của máy nhận Lênh chỉ định xem mạng truyền dữ liệu như thế nào Các thông tin cho phép máy tính nhận có thể tập hợp các gói thành dữ liệu đầy đủ. Thông tin kiểm tra lỗi Và các thành phần này có thể chia thành ba phần: Header,Data và Trailer Hình 3.6 Gói dữ liệu được chia thành ba phần Header bao gồm Tín hiêu thông báo rằng gói dữ liệu đang được truyền Địa chỉ máy gửi Địa chỉ máy nhận Thông tin đồng hồ để đồng bộ. Data Mô tả dữ liệu thực tế. Các phần này có kích cỡ khác nhau tuỳ thuộc vào mạng. Trailer Thông tin chính xác của các loại Trailer phụ thuộc vào phương thức giao tiếp hay giao thức. Tuy nhiên Trailer thường chứa một thành phần kiểm tra lỗi gọi là cyclical redundancy check (CRC). CRC là một số thủ tục toán học tính toán trên gói tại nơi gửi đi. Khi gói chuyển tới đích có sự tính toán lại.Nếu kết quả là giống nhau thì gói truyền đi là đúng. Ngược lại thì gói đã bị thay đổi khi truyền và CRC gửi một tín hiệu yêu cầu gửi lại. Một minh hoạ khi gói được truyên trên mạng. Tín hiệu in gửi tới máy Print server Máy gửi dữ liệu thành lập một kết nối từ máy tính tới máy print server. Hình 3.7 Thành lập một kết nối với print server Tiếp theo máy tính chia dữ liệu thành các gói , mỗi gói chứa địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, dữ liệu và thông tin đIều khiển . Hình 3.8 Tạo package Card mạng trên mỗi máy tính kiểm tra địa chỉ nhận trên các gói tại đoạn mạng của nó. Hình 3.9 Kiểm tra địa chỉ cảu nơi nhận Dữ liệu từ cáp vào card mạng của máy đích Hình 3.10 Card mạng truyền gói dữ liệu vào máy in Phần mền mạng sẽ xử lý các gói trong card mạng. Hệ điều hành mạng tại máy nhận tập hợp các gói nhận được thành một file và chuyển vào bộ nhớ của máy tính và file này được gửi tới máy in. Hình 3.11 Chuyển vào bộ nhớ máy tính 3.3 Ethernet Có rất nhiều các chuẩn mạng khác nhau Ethernet là một trong các chuẩn thông dụng cho các mạng LAN hiện nay. 3.3.1 Nguồn gốc của Ethernet Năm 1960 trường đại học Hawaii phát triển một mạng LAN gọi là ALOHA.Trường đại học đang sử dụng một diện tích rất lớn và đang muốn kết nối máy tính toàn bộ khu trường.Một trong các tiêu chí là sử dụng phương pháp truy cập CSMA/CD. Chính từ mạng này phát triển thành chuẩn Ethernet ngày nay. Năm 1972 Robert Metcalfe và David Boggs phát minh ra một loại cáp và khung tín hiệu tại Xerox Palo Alto Research Center (PARC) và tới năm 1975 giới thiệu sản phẩm Ethernet đầu tiên.phiên bản đầu tiên của Ethernet được thiết kế là một hệ thống 2.94Mbps để nối kết trên 100 máy tính trên 1Km cáp. Cùng với Xerox Intel Coporation và Digital Equipment Coporation đã phát triển Ethernet thành chuẩn 10Mbps . Ngày nay Ethernet 10Mbps là một trong các chuẩn thông dụng cho mạng máy tính và hệ thống dữ liệu được sử dụng rộng dãi. Các đặc điểm của Ethernet Ethernet là một kiến trúc mạng LAN rất phổ biến dựa trên phương pháp truy cập CSMA/CD. Mạng ethernet sử dụng bus physical topology. Tuy nhiênmột vài loại như ( 10BASE-T sử dụng start physical topology và bus logical topology). Mạng Ethernet sử dụng băng thông cơ sở (baseband) và băng thông 10 hoặc 100Mbps. Cáp sử dụng cho mạng Ethernet: Mạng Ethernet truyền thống thường sử dụng các loại cáp đồng trục và có thể sử dụng cáp quang để mở rộng mạng. Hiên tại loại cáp xoắn được sử dụng thường xuyên hơn đặc biệt là UTP. Định dạng của một Ethernet Frame Ethernet chia dữ liệu thành các gói nhỏ với định dạng khác với các mạng khác.Một ethernet frame có đọ dài từ 64 đến 1518 byte. Nhưng mỗi frame tự nó cần ít nhất 18 byte vì vậy dữ liệu trong một frame từ 46 đến 1500 byte.Mọi frame đều chứa các thông tin điều khiển và các thông tin chung khác. Hình 3.12 Định dạng của một ethernet frame Các trường Mô tả Preamble Đánh dấu bắt đầu một frame Destination and source Địa chỉ nguồn và đích Type Được sử dụng để xác định giao thức trong tầng mạng Cyclical redundancy check (CRC) Kiểm tra lỗi Bảng 3.1 Định dạng của Ethernet Frame Một số loại mạng Ethernet 10BASE2 10BASE5 10BASE-T 10BASE-FL 100VG-AnyLAN - 100BASE-X 10BASE2 Hình 3.13 10BASE2 10BASE2 sử dụng cáp đồng trục (Thin) và đầu nối BCN T-connector nối trực tiếp vào card mạng.như hình vẽ .Cuối mỗi cáp mạng có một thiết bị cuối (Terminator) và phải sử dụng một đầu là terminator nối đất. Ưu điểm của mạng 10BASE2 là giá thành thấp và rất dễ nối . Một số nguyên tắc cần nhớ khi nối mạng 10BASE2: Khoảng cách ngắn nhất giữa hai máy là 0.5m T-connector phải nối trực tiếp vào card mạng Không vượt quá 4 segment trong giới hạn 185m Toàn bộ cáp mạng không vượt quá 935m Số node tối đa trong một đoạn mạng là 30 Thiết bị đầu cuối 50ohm phải được sử dụng cuối mỗi bus với chỉ một đầu nối đất Không có hơn 5 segment trong một mạng. Mỗi segment có thể nối tối đa 4 repeater và chỉ có 3 trong 5 segment có node mạng ( nguyên tắc 5-4-3).Minh hoạ nguyên tắc 5-4-3 như hình dưới: Hình 3.14 Nguyên tắc 5-4-3 10BASE5 Mạng 10BASE5 sử dụng cáp đồng trục (Thick) .cáp AUI (Attachment Universal Interface) chạy từ DIX connector tới phía sau của card mạng .Cũng giống mạng 10BASE2 cuối mỗi segment phải được kết thúc bởi terminator như hình vẽ. Ưu điểm chính của mạng 10BASE5 là vượt qua hạn chế cáp của mạng 10BASE2 . Hình 3.15 10BASE5 Tuy nhiên mạng 10BASE5 cũng phải tuân theo một số quy định sau: Khoảng cách ngắn nhất giữa hai Transceiver là 2.5m Không vượt quá số đoạn mạng tối đa trong khoảng 500m Toàn bộ cáp mạng không vượt quá 2500m Cuối của mỗi đoạn mạng phải được nối đất. Đoạn cáp từ Transceiver đến card mạng không vượt quá 50m Số node tối đa trong một đoạn là 100 10BASE-T Mạng 10BASE-T sử dụng cáp xoắn (UPT) là loại mạng ethernet thông dụng nhất. Nó dựa trên chuẩn IEEE 802.3 sử dụng băng cơ sở và băng thông 10Mbps. Mạng 10Base-T sử dụng star physical topology,các node được nối vào một hub trung tâm. Nó sử dụng bus logical topology và sử dụng RJ-45 connector. 10Base-T segment có thể được nối với backbone(xương sống) segment sử dụng cáp đồng trục hay cáp quang. Sử dụng cấu trúc hình sao mạng 10Base-T có nhiều ưu điểm đặc biệt cho các mạng lớn là tin cậy và dễ quản lý vì nó sử dụng một hub tâp trung. Mạng 10BASE-T rất mền dẻo dễ mở rộng mạng và giá thành không đắt.Một số nguyên tắc khi nối mạng 10BASE-T: Hình 3.16 10BASE-T Số máy tính tối đa trên mạng là 1024 Nên sử dụng cáp xoắn UTP loại 3 và 5 hay có thể sử dụng cáp STP thay thế Chiều dài tối đa của cáp từ Hub tới transceiver là 100m Khoảng cách giữa hai máy tính là 2.5m 10BASE-FL Là một loại mạng Ethernet đặc biệt sử dụng cáp quang băng thông cơ sở và 10Mbps. Mạng có ưu điểm là sử dụng cáp quang nên khắc phục hạn chế về khoảng cách và độ suy giảm của tín hiệu truyền. 100BASE-X 100Base-x tương tự như 10base-t nhưng tốc độ 100Mbps và sử dụng băng cơ sở. Đôi khi 100Base-X còn được gọi là Fast Ethernet. 3.4 Token ring Kiến trúc Token ring được phát triển vào giữa năm 1980 bởi IBM. Cấu trúc dây của mạng token ring là cáp xoắn. Năm 1985 phiên bản token ring của IBM trở thành một chuẩn của hiệp hội tiêu chuẩn quốc gia hoa kỳ (ANSI ). ANSI được thành lập năm 1918 nhằm phát triển thông qua chuẩn thương mại và giao tiếp của Mỹ. 3.4.1 Kiến trúc Kiến trúc của mạng Token ring ban đầu là một vòng vật lý.Tuy nhiên trong thiết kế của IBM đưa ra với một cấu trúc hình sao.May tính trên mạng được nối với một Hub trung tâm. Một mạng Token ring bao gồm các đặc tính sau: Ring Topology Sử dụng phương pháp truy cập token passing Sử dụng cáp STP,UTP loại 1,2,3 Tốc độ 4-16Mbps Truyền băng thông cơ sở Định dạng của một Frame Định dạng cơ bản của một frame dữ liệu trong Token ring được mô tả như hình 3.17 Hình 3.17 Token ring data frame Trường của Frame Mô tả Start delimiter Xác định vị trí bắt đầu của Frame Access control Xác định mức ưu tiên của frame Frame control Chứa thông tin truy cập cáp của máy tính Destination address Xác định địa chỉ của máy tính nhận dữ liệu Source address Xác định địa chỉ của máy tính gửi Information, or data Chứa dữ liệu được gửi đi Frame check sequence Chứa thông tin kiểm tra lỗi End delimiter Xác định kết thúc Frame Frame status Xác định frame đã được copy hay địa chỉ của máy tính đích không có Bảng 3.2 Token ring data frame Mạng token ring làm việc như thế nào? Khi máy tính đầu tiên nối vào mạng token ring thì mạng tạo ra một thẻ(token).Thẻ này Định dạng dữ liệu để cho phép truyền trên mạng.Thẻ này chạy một vòng quang các máy tính trên mạng cho tới khi một máy tính muốn truyền tín hiệu và chiếm quyền điều khiển.Sau khi máy tính chiếm quyền điều khiển thẻ nó truyền khung tín hiệu trên mạng . Frame truyền quang vòng cho tới khi tới máy tính nhận, khi đó máy tính gửi sẽ loại bỏ frame và trao quyền điều khiển cho máy tính khác. Chương 4 Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI 4.1 Kiến trúc phân tầng Hầu hết các mạng máy tính hiên tại đều thiết kế theo mô hình phân tầng. Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem như là một cấu trúc đa tầng,trong đó mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước nó. Số lượng các tầng cũng như tên các tầng là không giống nhau phụ thuộc vào các nhà thiết kế. Tuy nhiên trong hầu hết các mạng mục đích của mỗi tầng là để cung cấp một số dịch vụ nhất định cho tầng tiếp theo. Nguyên tắc của kiến trúc phân tầng là mỗi hệ thống trong một mạng đều có cùng cấu trúc tầng. Và giữa các tầng có định nghĩa các giao diện cho phép giao tiếp với nhau. 4.2 Mô hình OSI Khi thiết kế các nhà thiết kế tự do chọn kiến trúc mạng riêng của mình. Từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng: Phương pháp truy cập khác nhau, họ giao thức sử dụng khác nhau… dẫn đến sự không tương tác giữa những người sử dụng trên mạng. Sự cần thiết đó khiến các nhà sản xuất, các nhà nghiên cứu và các tổ chức chuẩn hoá phải tìm kiếm một sự hội tụ cho tất cả các sản phẩm trên mạng. Để làm được điều đó trước hết cần xây dựng một khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo các sản phẩm về mạng. Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO đã xây dựng xong mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Reference Model for Open System Interconnection. Mô hình này được dùng để kết nối các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân tán. Để xây dựng mô hình OSI cũng xuất phát từ kiến trúc phân tầng dựa trên các nguyên tắc chủ yếu sau: Để đơn giản cần hạn chế số tầng Tạo ranh giới các tầng sao cho các tương tác và mô tả về dịch vụ là tối thiểu. Chia các tầng sao cho các chức năng khác nhau được tách riêng biệt với nhau,và các tầng sử dụng các loại công nghệ khác nhau cũng được tách riêng. Các chức năng giống nhau được đặt cùng một tầng. Các chức năng được định vị sao cho có thể thiết kế lại mà ảnh hưởng ít nhất tới các tầng kết tiếp nó. Tạo ranh giới giữa các tầng sao cho có thể chuẩn hoá giao diện tươg ứng. Tạo một tầng khi dữ liệu được xử lý một cách khác biệt. Cho phép thay đổi chức năng hoặc giao thức trong một tầng không ảnh hưởng tới các tầng khác. Mỗi tầng chỉ có một ranh giới với tầng ở trên và dưới nó.Các nguyên tắc tương tự áp dụng cho các tầng con. Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết. Và kết quả là mô hình OSI gồm 7 tầng với các chức năng và tên gọi như sau: Hình 4.1 Mô hình OSI 4.2.1 Physical layer (Tầng vật lý) Physical layer là lớp thấp nhất trong mô hình OSI. Tầng này điều khiển dữ liệu thô, không có cấu trúc, gửi và nhận các dòng bits dữ liệu qua các thiết bị truyền dẫn vật lý. Tầng vật lý định nghĩa cách cáp nối với NIC như thế nào. Ví dụ nó định nghĩa connector có bao nhiêu chân và chức năng của mỗi chân cắm. Nó cũng định nghĩa kỹ thuật truyền dẫn được sử dụng để truyền dữ liệu trên mạng. Tầng này cung cấp các chức năng mã hoá và đồng bộ dữ liệu đảm bảo rằng các bits 0 và 1 truyền đi khi nhận vẫn là các bits 0 và 1. Nó cũng được gọi là tầng “Hardware”. 4.2.2 Data-Link Layer (Tầng liên kết dữ liệu) Tầng data link có nhiệm vụ truyền các khung dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác qua tầng vật lý. Tầng data link thực hiện các chức năng sau: Thành lập và kết thúc liên kết logic (Vitual cuicuit connection) giữa hai máy tính Đóng gói dữ liệu thô từ tầng vật lý thành các frame Điều khiển các frame dữ liệu: Phân tích các tham số của frame dữ liệu, phát hiện lỗi và gửi lại dữ liệu nếu có lỗi Quản lý quyền truy cập cáp, xác định khi nào thì máy tính có quyền truy cập cáp. 4.2.3 Network layer (Tầng mạng) Tầng mạng có trách nhiệm địa chỉ hoá, dịch từ địa chỉ logic sang địa chỉ vậ lý, định tuyến dữ liệu từ nơi gửi tới nơi nhận. Nó xác định đường truyền nào tốt dụ trên điều kiện mạng, quyền ưu tiên dịch vụ. Nó cũng quản lý các vấn đề giao thông trên mạng như chuyển mạch, định tuyến và điều khiển sự tắc nghẽn của dữ liệu. Transport layer (Tầng vận chuyển) Tầng vận chuyển đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đi không bị mất và không trùng. Chức năng của tầng vận chuyển gồm: Nhận các thông tin từ tầng trên và chia nhỏ thành các đoạn dữ liệu nếu cần. Cung cấp sự vận chuyển tin cậy (End to End) với các thông báo (cknowledgments) Chỉ dẫn cho máy tính truyền không truyền dữ liệu khi buffer là không có sẵn 4.2.5 Session layer (Tầng phiên) Tầng phiên thành lập một phiên kết nối giữa các tiến trình đang chạy trên các máy tính khác nhau. Các chức năng của tầng phiên gồm: Cho phép tiến trình ứng dụng đăng ký một địa chỉ duy nhất như là NetBIOS name. Tầng session lưu các địa chỉ đó để chuyển sang địa chỉ của NIC từ địa chỉ của tiến trình. Thành lập, theo dõi, kết thúc virtual-circuit session giữa hai tiến trình dựa trên địa chỉ duy nhất của nó Định danh thông báo, thêm các thông tin xác định bắt đầu và kết thúc thông báo. Đồng bộ dữ liệu và kiểm tra lỗi Presentation layer (Tầng trình diễn) Tầng trình diễn hoạt động như tầng dịch dữ liệu trên mạng. Tầng này trên máy tính truyền dữ liệu dịch dữ liệu được gửi từ tầng Application sang dạng format chung. Và tầng này tại máy tính nhận lại chuyển từ format chung sang định dạng của tầng Application. Tầng trình diễn thực hiện các chức năng sau: Dịch các mã ký tự từ ASCII sang EBCDIC Chuyển đổi dữ liệu, ví dụ từ số Integer sang số dấu phảy đọng Nén dữ liệu để giảm lượng dữ liệu truyền trên mạng Mã hoá và giải mã dữ liệu để đảm bảo sự bảo mật trên mạng 4.2.7 Application layer (Tầng ứng dụng) Tầng mạng như là giao diện của người sử dụng và các tiến trình ứng dụng để truy cập các dịch vụ mạng. Tầng ứng dụng cung cấp các chức năng sau: Chia sẻ tài nguyên và các thiết bị Truy cập file từ xa Truy cập máy in từ xa Hỗ trợ RPC Quản lý mạng Dịch vụ thư mục Mô hình OSI cho phép truyền thông giữa các máy tính không giống nhau. Hai hệ thống dù khác nhauu như thế nào đi nữa đều có thể truyền thông với nhau một cách hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều kiện chung sau: Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng. Các tầng đồng mức phải cùng chức năng như nhau (Nhưng phương thức cung cấp không nhất thiết phải giống nhau.) Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung. Để đảm bảo các điều kiện trên cần phải có các chuẩn. Các chuẩn phải xác định các chức năng và dịch vụ được cung cấp bởi một tầng. Các chuẩn phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức.Mô hình OSI chính là cơ sở để xây dựng các chuẩn đó. Mô hình OSI cho phép truyền thông giữa các máy tính không giống nhau.Hai hệ thống dù khác nhauu như thế nào đi nữa đều có thể truyền thông với nhau một cách hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều kiện chung sau: Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng. Các tầng đồng mức phải cùng chức năng như nhau(Nhưng phương thức cung cấp không nhất thiết phải giống nhau.) Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung. Để đảm bảo các điều kiện trên cần phải có các chuẩn.Các chuẩn phải xác định các chức năng và dịch vụ được cung cấp bởi một tầng.Các chuẩn phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức.Mô hình OSI chính là cơ sở để xây dựng các chuẩn đó. Chức năng của các tầng trong mô hình OSI Tầng Chức năng 1.Physical Có nhiệm vụ truyền các bít không có cấu trúc qua đường truyền vật lý nhờ các phương tiệ cơ, điện… 2.Data Link Cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy,gửi các khối dữ liệu với các cơ chế đồng bộ hóa,kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết. 3.Network Thực hiện việc chọn đường và chuyển tiếp thông tin với các công nghệ chuyển mạch thích hợp.Thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/hợp dữ liệu nếu cần thiết 4.Transport Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu nút và thực hiện việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đầu nút.Cũng có thể thực hiện việc ghép kênh nếu cần. 5.Session Cung cấp phuơng tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dụng: thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng. 6.Presentation Chuyển đổi cú pháp dữ liệu đểđáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các ứng dụng 7.Application Cung cấp phương tiện để người sử dụng có thể truy cập được cào môi trường OSI, đòng thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán. 4.3 Dòng dữ liệu trong mô hình OSI Mô hình tham chiếu OSI biểu thị một kiến trúc chuẩn của dòng dữ liệu. Các tầng giống nhau truyền các đối tượng phù hợp với nhau ở máy tính gửi và máy tính nhận. Chương 5 Giao thức mạng 5.1 Giới thiệu về giao thức(Protocol) Để các máy tính có thể trao đổi, liên kết với nhau cần có mộtnguyên tắc chung giữa tất cả các máy tính. Giao thức(Protocol) chính là các nguyên tắc đó. Nó cho phép các máy tính hiểu được nhau, trao đổi với nhau trên mạng. 5.1.1 Chức năng của giao thức Giao thức là tập các nguyên tắc và thủ tục để giao tiếp. Trong môi trường mạng có rất nhiều giao thức. Mỗi loại có có mục đích và nhiêm vụ khác nhau. 5.1.2 Protocol làm việc như thế nào ? Khi dữ liệu truyền trên mạng nó được chia ra làm các phần rời rạc và được truyền theo các tầng riêng biệt. Thứ tự các tầng phải giống nhau trong tất cả các máy tính trên mạng. Khi máy tính gửi đi thì các tầng đó được thực hiện từ trên xuống dưới. Khi máy tính nhận thì các tầng thực hiện từ dưới lên. ở máy tính gửi Protocol chia dữ liệu thành các phần nhỏ gọi là package và do protocol quản lý. Thêm các thông tin về địa chỉ cho gói để gửi tới máy đích. Chuẩn bị để gửi các gói dữ liệu ra card mạng và gửi lên mạng. ở máy tính nhận Protocol nhận các gói dữ liệu từ cáp. Mang các gói dữ liệu thông qua card mạng. Chuyển tất cả các thông tin từ các gói dữ liệu . Copy dữ liệu từ các gói vào buffer để tập hợp lại Chuyển các dữ liệu đẫ tập hợp cho ứng dụng sử dụng. Cả ở máy tính nhận và máy tính gửi thực hiện các bước giống nhau vì vậy dữ liệu có cùng cấu trúc khi nhận cũng như khi gửi. Có rất nhiều các giao thức khác nhau, các nhà phát triển phần cứng và phần mềm phát triển các sản phẩm của họ sử dụng một hoặc nhiều các giao thức khác nhau. Các giao thức tồn tại trong các tầng khác nhau và thực hiệ một nhiêm vụ đặc biệt. Tuy nhiên ta có thể chia làm ba nhóm các giao thức, mỗi loại nằm trong một hoặc nhiều tầng trong mô hình OSI. Hình 5.2 Phân loại các giao thức Application Protocol Chúng làm việc ở tầng cao nhất trong mô hình tham chiếu OSI , cung cấp sự trao đổi giữ liệu giữa các ứng dụng với nhau.bảng sau bao gồm các giao thức phổ biến: Giao thức Mô tả APPC (Advanced Program-to-Program Communication Một giao thức trong mô hình DNA của IBM FTAM (File Transfer Access and Management) Giao thức truy cập file X.400 Giao thức truyền dẫn thư điện tử của CCITT X.500 Giao thức cho các dịch vụ file và thư mục SMTP (Simple Mail Transfer Protocol Giao thức trên internet cho việc truyền e mail FTP (File Transfer Protocol) Giao thức truyền file trên internet SNMP (Simple Network Management Protocol) Giao thức kiểm soát mạng và các thành phần mạng trên Internet Telnet Giao thức truy cập máy tính từ xa trên Internet Microsoft SMBs (Server Message Blocks) and client shells or redirectors Giao thức trong mô hình client/server của MS NCP (Novell NetWare Core Protocol) and Novell client shells or redirectors Giao thức dịch vụ AppleTalk and AppleShare Bộ giao thức mạng của Apple AFP (AppleTalk filing Protocol) Bộ giao thức truy cập file của Apple DAP (Data Access Protocol) Giao thức truy cập file của DECnet Bảng 5.1 Các giao thức Application Transport Protocols._.g mỗi máy tính có thể có nhiều tên khác nhau.Việc ánh xạ giữa các địa chỉ IP và các tên miền được thực hiện bởi hai thực thể có tên là Name Resolver và Name Server.Name Resolver được cài đặt trên máy trạm làm việc ,còn Name Server được cài trên máy server. Người sử dụng từ trạm là việ gọi chương trình Name Resolver đẻ gửi yêu cầu ánh xạ địa chỉ tới Name server. Nếu tìm thấy thì Name Server sẽ gửi địa chỉ IP tương ứng về trạm làm việc. Sau đó trạm làm việc sẽ thử kết nối với host bằng địa chỉ IP. 5.9.2 Đăng nhập từ xa (TELNET) Telnet cho phép người sử dụng từ một trạm làm việc của mình có thể đăng nhập vào một trạm ở xa qua mạng và làm việc với hệ thống đó như là từ một trạm đầu cuối. Nối trực tiếp với mạng xa đó. Telnet là một giao thức tương đối đơn giản.Lý do chính của sự phổ biến Telnet là vì nó là một đặc tả mở và sử dụng đươc rộng rãi cho tất cả các hệ nền hiện nay. 5.9.3 Truyền tệp (FPT) Dịch vụ truyền tệp trên internet đực đặt tên theo giao thức mà nó sử dụng là FTP (File Transfer protocol). FPT cho phép chuyển các tệp từ một trạm này sang trạm khác , bất kể trạm đó ở đâu và sử dụng hệ điều hành gì chỉ cần chúng nối vào Internet và cài đặt FPT. Các file được truyền có thể là chương trình phần mềm, file âm thanh hay file ảnh… 5.9.4 Email (Thư điện tử) Đây là một trong những dịch vụ thông tin phổ biến nhất trên Internet.Tuy nhiên ,khác với các dịch vụ khác thư điện tử không phải là một dịch vụ End to End nghĩa là máy gửi thư và máy nhận thư không cần phải liên kết trực tiếp với nhau để thực hiện việc chuyển thư.Nó là dịch vụ kiểu Stored and Forward.Thư điện tử được chuyển từ máy này qua máy khác cho tới máy đích.Mỗi người dùng phải kết nối với một E mail server gần nhất.Sau khi soạn thư và đề rõ địa chỉ người sử dụng sẽ gửi thư tới E mail server của mình.E mail server này có nhiệm vụ gửi thư tới đích hay tới một Email server trung gian khác.Thư đựoc chuyển tới Email server của người nhận và lưu trữ ở đó.Đến khi người nhận kết nối với Email server của họ thì thư sẽ đựoc chuyển về máy người nhận,nếu không thư vẫn giữ tại server.Giao thức truyền thông sử dụng cho hệ thống thư là SMTP(Simple Mail Transfer Protocol).Giao thức này được đặc tả trong hai chuẩn là RFC 822 và RFC 821. 5.9.5 Archie (Tìm kiếm tệp) Archie là một dịch vụ của Internet cho phép tìm kiếm theo chỉ số các tệp trên các server của mangj.Bạn có thể yêu cầu archie tìm các tệp có chứa các sâu văn bản nào đó hoặc chứa một từ mào đó.archie sẽ trả lời bằng tên các tệp thảp mãn yêu cầu và chỉ ra tên của các server chứa các tệp đó.Để dùng archie bạn phải chọn một archie server nào đó sau đó có thể dùng telnet để truy cập tới server và tién hành tìm kiếm tệp tin mong muốn. 5.9.6 Gopher (Tra cứu thông tin theo thực đơn) Dịch vụ này cho phép tra cứu thông tin trên Internet theo chủ đề dựa trên hệ thống thực đơn(Menu) mà không cần phải biết đến địa chỉ IP tương ứng. Gopher hoạt động theo phương thức client/server nghĩa là phải có một Gopher server và Gopher client .Có thể lựa chọn Gopher client tương ứng với hệ điều hành. Một chương trình Gopher client cấu hình tới một địa chỉ IP của Gopher server. Một điểm mạnh của Gopher là thông tin không chỉ được lấy từ các Gopher server mà còn lấy từ các FTP server hoặc Telnet server . 4.9.7 World Wide Web WWW là dịch vụ thông dụng nhất và hấp dẫn nhất trên Internet.Nó sử dụng giao thức HTTP(Hyper Text Transfer Protocol).HTTP là một giao thức sử dụng để truyền các siêu văn bản (HyperText Document) và dữ liệu trên Internet.HyperText là loại văn bản giống văn bản bình thường có thể sửa xoá..nhưng khác văn bản bình thường ở chỗ chúng có thể link tới các văn bản khác.Khái niện HyperText do Ted Nelson đưa ra lần đầu tiên từ năm 1965.Tuy nhiên dến năm 1980 mới bắt đầu được tin học hoá nhờ công sức của một kỹ sư trẻ người Anh tên là Tim Berners Lee làm việc tại viênj nghiên cứu vật lý hạt nhân Châu Âu (CERN) ở Thụy Sĩ với mục tiêu ban đầu là lưu trữ các siêu văn bản trên máy tính cho phép tìm kiếm một cách dễ dàng.Để có thể thực hiện việc truy nhập, liên kết các tài nguyên thông tin khác nhau theo kỹ thuật siêu văn bản,WWW sử dụng khái niệm URL(Uniform Resource Locator).Đây chính là một dạng tên để định danh duy nhất cho một tài liệu hoặc một dịch vụ trên Web.Cấu trúc của một URL bao gồm các thành phần sau: Giao thức sử dụng Vị trí (Domain name) của server Tài liệu cụ thể và có thể có các thông tin định danh khác Ví dụ: Hoạt động của web cũng dựa voà mô hình client/server. Tại trạm client người sử dụng sử dụng web browser để gửi các yêu cầu tìm kiếm các tệp tin HTML đến Web server qua địa chỉ URL.Web server nhận các yêu cầu và thực hiện gửi kết quả về cho web client. Chương 6 Các thành phần kết nối mạng Ngoài các thiết bị cơ bản như cáp mạng, đầu nối… mạng máy tính cần có các thiết bị kết nối khác như Modem, Hub, Router, Bridge… 6.1 Modem Modem ngày càng trở lên thông dụng và là thiết bị chuẩn cho hầu hết các máy tính ngày nay. Modem là thiết bị cho phép kết nối qua đường điên thoại. Modem dùng cho kết nối internet, fax… 6.1.1 Chức năng Modem Máy tính không thể kết nối với nhau qua đường điện thoại bởi vì máy tính giao tiếp với nhau bằng cách gửi các tín hiệu điện và đường điện thoại chỉ có thể truyền các tín hiệu tương tự.Hình 6.1 minh hoạ sự khác nhau giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu số. Hình 6.1 Tín hiệu số và tín hiệu tương tự Tín hiệu số ở dạng nhị phân là các gia trị 0 hoặc 1. Tín hiệu tương tự có dạng liên tục biểu thị một trường liên tục các giá trị. Hình 6.2 minh hoạ một modem tại máy gửi chuyển tín hiệu số của máy tính sang tín hiệu tương tự và truyền vào đường dây điện thoại. Một modem tại nơi nhận chuyển tín hiệu tương tự nhận được sang tín hiệu số truyền vào máy tính. Hình 6.2 Modem chuyển đổi tín hiệu Sốtương tự Modem được biết như là thiết bị giao tiếp dữ liệu(DCE) và có các thuộc tính sau: Giao tiếp kết nối tuần tự (RS-232) Giao diện RJ 11 cho đường dây điện thoại Modem có thể cắm trong hoặc cắm ngoài. 6.1.2 Chuẩn cho modem Chuẩn là cần thiết cho phép modem được sản xuất tại hãng này có thể giao tiếp với các modem sản xuất cảu hãng khác.Có một số loại chuẩn sau: Tương thích Hayes Đầu năm 1980 một công ty được gọi là Hayes Microcomputer Products phát triển một modem gọi là Hayes smartModem và SmartModem trở thành tiêu chuẩn cho các modem khác và có nhóm từ tương thích Hayes .Ban đầu modem tương thích Hayes gửi và nhận dữ liệu với tốc độ 300 bps ,hiện tại có tốc độ 56,500 bps hoặc cao hơn. Chuẩn quốc tế Từ năm 1980 Hiệp hội viễn thông quốc tế(ITU) đã phát triển chuẩn cho modem và nó được xem như V serial.VD V22bis là modem 2400bps và gửi1000 ký tự trong khoảng 18 giây…Bảng sau giới thiệu một số modem chuẩn được phát triển từ năm 1984: Chuẩn Bps Năm phát triển V.22bis 2400 1984 V.32 9600 1984 V.32bis 14400 1991 V.32terbo 19200 1993 V.FC 28800 1993 V.34 28800 1994 V.42 57600 1995 V.90 56600 1998 6.1.3 Tốc độ của Modem Ban đầu tốc độ của modem được đo bằng bps hay “baud rate”. Baud được xem như tốc độ cái mà sóng âm thanh mang một số bit chuyển trên đường điện thoại. Nhóm từ đó được lấy từ tên một kỹ sư người pháp Jean-Maurice-Emile Baudot. Trong những năm 1980 baud rate là bằng với tốc độ truyền dẫn của modem.Ví dụ 30 baud rate tương đương 30bps. Sau đó các kỹ sư viễn thông đã nén và mã hoá dữ liệu do đó mỗi tín hiệu âm thanh có thể mang nhiều hơn một bit dữ liệu, và có nghĩa là tốc độ bps có thể lớn hơn baud rate. Do đó tốc độ của modem hiện nay là bps 6.1.4 Các loại modem Có các loai modem khác nhau vì các môi trường khác nhau cần phương pháp gửi tín hiệu khác nhau. Có thể chia làm hai loại sau: Asynchronous(Đồng bộ) Synchronous(Không đồng bộ) Truyền không đồng bộ Khi truyền không đồng bộ thì các ký tự ,số… được truyền theo một chuỗi các bit. Các chuỗi đó được tách biệt nhau bởi một bit bắt đầu và một bít kết thúc. Giao tiếp là không đồng bộ vì không có thiết bị đồng hồ hay phương pháp để đồng bộ giữa người nhận và người gửi. Máy tính gửi chỉ gửi dữ liệu và máy tính nhạn chỉ nhận dữ liệu.Vì gửi không đồng bộ nên có thể có lỗi, do đó dữ liệu gửi đi thường có thêm một bit kiểm tra lỗi gọi là parity bit . Hình 6.6 Truyền không đồng bộ Truyền đồng bộ Khi truyền đồng bộ dữ liệu được chia thành các khung gọi là Frame.Vì dữ liệu được truyền theo các khung thời gian nên không cần các bit start và stop. Truyền đồng bộ có một số ưu điểm so với truyền không đồng bộ: Định dạng dữ liệu thành các khối Thêm các thông tin điều khiển Kiểm tra thông tin đẻ cung cấp viêc điều khiển lỗi Hình 6.7 Truyền đồng bộ Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Kỹ thuật mới nhất của modem là đường thuê bao số không đối xứng.Kỹ thuật này sẽ chuyển đường cáp xoắn của dây điện thoại sang một đường truy cập tốc độ cao.Với kết nối này có thể truyền dữ liệu hơn 8Mbps từ nhà cung cấp tới các thuê bao và 1Mbps từ thuê bao truyền lên. ADSL cũng có một số bất lợi ,nó cần một số phần cứng đặc biệt như một modem ASDL và cũng có hạn chế về khoảng cách Các thiết bị mở rộng mạng Các thiết bị cho phép mở rông mạng LAN gồm: Hubs. Repeaters. Bridges. Routers. Brouters. Gateways 6.2 Hub Bộ tập trung(Hub) là một thành phần quan trọng của mạng. Ban đầu nó chỉ đơn giản là thiết bị đấu nối, nối một cổng tới các công tiếp theo (passive hub). Ngày nay đa số các hub có tác dụng thu tín hiệu từ một cổng, tái tạo lại tín hiệu đó rồi chuyển tới cổng khác(acctive hub). Hub không thể chuyển từ mạng LAN thành mạng WAN nhưng sử dụng hub có thể tăng số node trong mạng. Hình 6.8 Hub 6.3 Repeater Khi tín hiệu truyền trên mạng có thể bị ảnh hưởng và suy giảm .Nếu cáp quá dài sự suy giảm sẽ làm cho tín hiệu không nhận được.Repeater là thiết bị cho phép khôi phục lại tín hiệu trên đường truyền. Repeater làm việc tại tầng vật lý trong mô hình OSI để tái tạo lại tín hiệu và gửi lail cho máy tính nhận Hình 6.9 Repeater Repeater không dịch hay lọc tín hiệu.Repeater chỉ làm việc với hai đoạng mạng có cùng phương pháp truy cập cáp. Một repeater không thể kết nối một đoạn mạng sử dụng CSMA/CD với đoạng mạng sử dụng Token passing. Nhưng repeater có thể kết nối hai đoạn mạng sử dụng loại cáp khác nhau. 6.4 Bridge Giống như repeater bridge có thể nối hai đoạn mạng, hình 6.10 minh hoạ bridge nối hai đoạn mạng. Tuy nhiên bridge cũng có thể chia mạng thành các đoạn có giao thông khác nhau. Bridge có thể : Mở rộng một đoạn mạng Tăng số máy tính trên mạng Giảm tắc ngẽn trên mạng bằng cách tách một số máy tính khỏi đoạn mạng Chia mạng thành các mạng riêng biệt để giảm giao thông trên mạng Liên kết các mạng sử dụng thiết bị phần cứng không giống nhau như mạng sử dụng cáp đồng trục và mạng sử dụng cáp xoắn. Hình 6.10 bridge Thông thường chỉ cần một bridge nối hai đoạn mạng. Tuy nhiên khi hai mạng LAN được đặt tại vị trí cách xa nhau chúng cũng có thể nối với nhau thành một mạng. Chúng ta cần hai remote bridge nối với nhau bởi một modem đồng bộ . Sự khác nhau giữa bridge và repeater Bridge làm việc tại tầng cao hơn repeater trong mô hình OSI. Có nghĩa là Bridge thông minh hơn và có nhiều đặc tính hơn Repeater. Bridge có tất cả các đặc tính của Repeater ngoài ra còn có một số các đặc điểm khác: Bridge làm mạng có tốc độ cao hơn vì bridge chia mạng thành các đạon mạng có giao thông riêng. 6.5 Router Khi môi trường mạng bao gồm một vài đoạn mạng sử dụng protocol và kiến trúc khác nhau thì không thể dùng bridge để nối các đoạng mạng này với nhau. Chúng ta cần một thiết bị không chỉ biết địa chỉ cảu mỗi đoạn mạng mà còn phải biết cách tốt nhất để gửi dữ liệu giữa các đoạn mạng đó. Thiết bị đó gọi là Router. Router làm việc tại lớp mạng trong mô hình OSI. Điều đó có nghĩa là nó có thể chuyển mạch,định tuyến các gói dữ liệu qua các mạng. Router có thể truy cập nhiều thông tin của package hơn bridge và sử dụng các thông tin đó để tăng khả năng vận chuyển các gói dữ liệu. Router chứa một một bảng routing(routing table ) thường chứa địa chỉ mạng cũng có thể giữ kiến trúc mạng gọi nó. Để xác định địa chỉ đích mà dữ liệu sẽ tới routing table bao gồm: Tất cả các địa chỉ mạng được biết Lệnh để kết nối với mạng khác Các đường dẫn có thể giữa router Vì router xử lý rất mhiều thứ trên package nên chậm hơn so với bridge .Router cho phép truyền dữ liệu từ mạng Ethernet sang mạng token ring. Không giống Bridge, Router có thể chọn đường tốt nhất để truyền dữ liệu. 6.6 Brouters Brouter là thiết bị bao gồm cả bridge và router. Brouter hoạt động như một Router cho một protocol và như một Bridge cho tất cả các protocol. 6.7 Gateways Gateway cho phép kết nối giữa hai mạng có môi trường và kiến trúc khác nhau. Gateway đóng gói lại dữ liệu và chuyển dữ liệu từ môi trường này sang môi trường khác. Gateway kết nối các loại mạng với nhau.VD nó có thể nối một mạng Windows NT với một mạng SNA của IBM. Gateway định dạng lại dữ liệu để chúng thích hợp với môi trường nhận. Hình 6.11 minh hoạ hoạt động của một gateway. Hình 6.11 Hoạt động của Gateway Chương 7 Công nghệ mạng 7.1 Các dịch vụ kết nối mạng WAN Mạng LAN làm việc rất tốt nhưng có giới hạn về mặt vật lí, khoảng cách. Bởi vì nó không đáp ứng được cho tất cả các trao đổi thương mại. Sử dụng các thành phần như Bridge, Router với các nhà cung cấp dịch vụ mạng LAN có thể mở rộng thành một mạng WAN cho phép liên kết giữa nhiều thành phố, khu vực và trên toàn thế giới. Mạng WAN thường bao gồm mạng LAN và các môi trường khác được kết nối với nhau bởi các liên kết giao tiếp gọi là “WAN Link”. WAN Link có thể gồm: Packet-switching networks. Fiber-optic cable. Microwave transmitters. Satellite links. Cable television coaxial systems. Bởi vì WAN Link là rất đắt cho các công ty nên họ thường dụng các dịch vụ kết nối của các nhà cung cấp dịch vụ. Liên kết giữa các mạng LAN có thể theo các phương thức truyền dẫn sau : Analog Digital Packet switching 7.1.1 Truyền dẫn tương tự (Analog) Có thể sử dụng mạng điện thoại công cộng để kết nối các mạng máy tính với nhau. Các máy tính sử dụng MODEM để chuyển tín hiệu số thành tín hiệu tương tự để truyền trên mạng điện thoại công cộng Public Switched Telephone Network (PSTN). Máy tính nhận cũng sử dụng MODEM để chuyển tín hiệu tương tự thành tín hiệu số và truyền vào máy tính. Hình 7.1 Sử dụng MODEM để kết nối các máy tính Có thể sử dụng dịch vụ kết nối tương tự theo phương thức Dial Up hoặc Lease Line. Nếu dùng Dial Up thì mỗi lần sử dụng sử dụng phải kết nối lại. Không giống Dial Up đường Lease Line giữ kết nối liên tục và không phải kết nối lại khi sử dụng. Đường Lease Line thường nhanh hơn và tin cạy hơn đường Dial Up. Tuy nhiên đường Lease Line thường đắt hơn rất nhiều so với Dial Up. Không có một dịch vụ nào là tốt cho tất cả mọi người. Sự lựa chọn tốt nhất tuỳ thuộc vào một số các nhân tố: Số lượng thời gian kết nối sẽ sử dụng Giá của dịch vụ Chất lượng truyền trên đường truyền Nếu kết nối là không thường xuyên thì Dial Up là thích hợp. Còn nếu sử dụng thường xuyên và cần chất lượng đường truyền tin cây thì Lease Line là thích hợp. Truyền dẫn số (Digital) Hình 7.2 Dịch vụ số kết nối hai mạng từ xa Trong một số trường hợp dịch vụ kết nối tương tự là đầy đủ. Tuy nhiên khi một tổ chức cần sử dụng đường truyền với tốc độ cao và tin cậy thì có thể chuyển dang dịch vụ dữ liệu số (Digital Data Service). Ưu điểm lớn nhât của dịch vụ số là đường truyền với độ tin cậy cao. Chín mươi chín phần trăn là không lỗi. Vì DDS sử dụng đường truyên số nên nó không cần MODEM. Thay vào đó DDS gửi dữ liệu từ router hoặc Bridge qua các thiết bị gọi là Channel Service Unit/Data Service Unit (CSU/DSU). Các thiết bị này chuyển tín hiệu số sử dụng trong máy tính sang một dạng tín hiệu số (bipolar) trong môi trường kết nối đồng bộ 7.1.3 Package Switch Network Hình 7.3 Mạng chuyển mạch gói đơn giản Bởi vì kỹ thuật chuyển mạch là nhanh, tiện lợi và tin cậy nó thường được dùng để truyền dữ liệu trên mạng diện rộng. Mạng mà truyền gói dữ liệu từ nhiều người sử dụng có thể theo nhiều đường thì được gọi là mạng chuyển mạch gói (PSN). Trong mạng chuyển mạch gói , dữ liệu ban đầu được chia thành các gói nhỏ và được thêm địa chỉ và các thông tin khác. Do đó có thể gửi các gói này đi một cachs riêng biệt trên mạng. Các gói dữ liệu trên mạng đi qua các trạm và chúng được định tuyến sao cho đường đi từ nguồn tới đích là tốt nhất. Mỗi gói được chuyển mạch riêng biệt, hai gói từ cùng một nguồn có thể đi theo các đường khác nhau miễn là có thể tới đích. Và khi tới địch chúng sẽ được đóng gói lại thành dữ liệu ban đầu. Các gói dữ liệu là nhỏ vì vậy nếu có lỗi trên đường truyền thì việc truyền lại cũng đơn giản và truyền các gói nhỏ sẽ nhanh hơn. Để quản lý việc định tuyến và đóng gói lại mạng cần sử dụng một số chương trình phần mềm thông minh để điều khiển. 7.1.4 Các công nghệ truyền dữ liệu trên mạng WAN Người quản trị mạng cần quan tâm tới một số công nghệ truyền dữ liệu phổ bién trên mạng WAN bao gồm: X.25. Frame relay. Asynchronous Transfer Mode (ATM). Integrated Services Digital Network (ISDN). Fiber Distributed Data Interface (FDDI). Synchronous Optical Network (SONET). Switched Multimegabit Data Service (SMDS). X.25 X25 là một tập giao thức được kết hợp trong một mạng chuyển mạch gói. Trong mạng chuyển mạch gói X.25 sử dụng chuyển mạch , router mạch điện để định tuyến chọn ra đường truyền tốt nhất. Ban đầu mạng X.25 sử dụng đường điện thoại để truyền dữ liệu. Đó là cách truyền không tin cậy và gặp rất nhiều lỗi do đó X.25 đã tích hợp thêm phần kiểm tra lỗi. Điều đó cũng dẫn tới X.25 sẽ chậm hơn. Bộ giao thức X.25 ngày nay định nghĩa một giao diện giữa gói tin hay một thiết bị khác với mạng dữ liệu công cộng public data network (PDN) qua đường Lease Line. Hình 7.4 Mạng X.25 Các thiết bị của mạng X.25 chia thành ba loại sau: Data Terminal Equipment (DTE) Data Circuit-terminating Equipment (DCE) Package Switching Exchange (PSE) Packet Assembler/Disassembler (PAD) DTE : là thiết bị đầu cuối để ltruy cập dữ liệu trên mạng X.25. Chúng thường là các Terminal, PC và được đặt tại các nhà thuê bao. DCE: là các thiết bị liên kết như MODEM,Switching để cung cấp các giao diện giữa DTE và PSE. PSE: là chuyển mạch để chuyền dữ liệu từ các thiết bị DTE này sang các thiết bị DTE khác trên mạng X.25 . PAD: là một thiết bị thường thấy trong mạng X.25. PAD đặt giữa DTE và DCE và nó thực hiên ba nhiệm vụ chính sau: buffering, packet assembly, and packet disassembly. Dữ liệu PAD bufering được gửi tới hoặc từ các DTE ,nó cũng đóng gói (assemble) dữ liệu truyền đi và chuyển chúng tới DCE. Cuối cùng nó tách(Disassemble) các gói dữ liệu truyền tới trước khi truyền tới DTE Hình 7.5 Minh hoạ PAD X.25 session được thành lập khi một DTE trao đổi với DTE khác. DTE này có thể chấp nhận hoặc từ chối kết nối. X.25 định nghia một Virtual Circuits khi thành lập một kết nối để đảm bảo sự liên kết giữa hai thiết bị mạng. Nhiều Virtual Circuits có thể được multiplexing trên một đường truyền vậy lý. Hình 7.6 Vitual Circuit Có hai loại VC đó là switched and permanent. Switch Vitual Circuit(SVC) là một kết nối tạm thời được thành lập để truyền dữ liệu rải rác. Permanent Virtual Circuits (PVCs) được thành lập vĩnh viễn và được sử dụng để truyền dữ liệu liêu tục và đòng nhất. PVC không cần phải thành lập một và kết thúc session. Frame Relay Nhu cầu truyền thông đa phương tiện ngày càng đòi hỏi các công nghệ truyền dẫn tốc độ cao.Các mạng công cộng chuyển mạch gói X.25 với thông lượng tối đa 64 Kb/s không đáp ứng được nhu cầu nói trên.Người ta tập trung vào việc tìm kiếm các công nghệ mới cho tương lai theo hướng cố gắng tăng tốc độ chuyển mạch tại các nút mạng.Các công nghệ thuộc loại này đặt chung tên gọi là FPS(Fast Package Switching) và được xây dựng trên 2 kỹ thuật cơ bản là Frame Relay và Cell Relay.Điểm khác biệt đầu tiên giữa hai kỹ thuật này là : trong khi Frame Relay dùng các đơn vị dữ liệu có kích thước thay đổi thì Cell Relay dùng các đơn vị dữ liệu có kích thước cố định.Kỹ thuật Frame Relay cho phép vượt qua ngưỡng 64Kb/s của X.25, nhưng thông lượng tối đa cũng chỉ là 2Mb/s.Trong khi đó kỹ thuật Cell Relay dựa trên phương thức truyền không đồng bộ (ATM) có thể cho phép thông lượng hàng trăm Mb/s. Cả hai kỹ thuật Frame Relay và Cell Relay đều có thể được cài đặt cho các liên kết SVC và PVC. Trong X.25 chức năng dồn kênh (multiplexing) đối với các liên kết logic (VC) chỉ đảm bảo việc kiểm soát lỗi cho các frame gửi đi qua giao diện DTE/DCE cục bộ. Điều này làm tăng độ phức tạp trong việc phối hợp các thủ tục giữa hai tầng kề nhau, dẫn đến thông lượng bị hạn chế do tổng xử lý các gói tăng. Trái lại với Frame Relay, chức năng dồn kênh và chọn đường được thực hiện ở tầng 2. Hơn nữa việc chọn đường cho các frame lại rất đơn giản làm cho thông lượng có thể cao hơn nhiều so với kỹ thuật chuyển mạch gói.Frame Relay thường được xem như là một bước phát triển từ X.25. Frame Relay trở nên thông dụng vì nó thường nhanh hơn hệ thống chuyển mạch thường. Nó không cần thiết bị để thực hiện PAD hay định tuyến. Ansynchronous Transfer Mode (ATM) Hình 7.7 ATM Cell ATM là một kỹ thuật chuyển mạch tiên tiến.Mục tiêu của ATM là cung cấp một mạng dồn kênh và chuyển mạch tốc độ cao,độ trễ nhỏ, truyền các gói để đáp ứng cho các dạng truyền thông đa phương tiện. ATM truyền dữ liệu trong một cell 53 byte thay vì truyền các frame có độ dài thay đổi. Hình 6.16 minh hoạ một ATM cell. Một cell bao gồm 48 byte thông tin ứng dụng và 5 byte dữ liệu header.Ví dụ ATM sẽ chia một gói 1000byte thành 21 frame dữ liệu và đặt mỗi frame vào một cell. Kết quả là sẽ truyền dữ liệu một cách đồng bộ và thống nhất. ATM có thể truyền dữ liệu lên tới 1,2Gbps. Hiện tại khi đo tốc độ truyền dữ liệu của ATM trên đường truyền cáp quang tới 622 Mbps. Integrated Services Digital Network (ISDN) ISDN-mạng số liên kết đa dịch vụ. Tiêu chí của mạng này là chuẩn hoá tất cả các thiết bị đầu cuối để cho phép các phương tiện như : điện thoại, dữ liệu, hình ảnh.. vào một mạng duy nhất. Mạng điện thoại thông thường sử dụng kỹ thuật tương tự trong khi các thông tin trong truyền thông fax, số liệu là dữ liệu số hoá. Như vậy mạng điện thoại không thể đáp ứng được hoàn toàn cho tốc độ cao. Do đó cần cung cấp các dịch vụ này một cách riêng lẻ. Dẫn đến không tiện lợi. Để sử dụng tất cả các dịch vụ trên một đường thuê bao thì đòi hỏi phải có sự tích hợp các mạng có cấu trúc riêng lẻ thành một mạng duy nhất để có thể cung cấp nhiều dịch vụ. Fiber Distributed Data Interface (FDDI) FDDI là một chỉ định cho mạng Token ring tốc độ cao sử dụng cáp quang. Nó được phát minh của American National Standards Institute (ANSI) năm 1986.FDDI được sử dụng để cung cấp kết nối tốc độ cao cho các mạng khác nhau. FDDI có thể sử dụng cho mạng metropolitan area networks (MAN) kết nối mạng trong thành phố với tốc độ cao. Độ dài tối đa của vòng là 100 Km vì thế FDDI không thích hợp để thiết kế mạng WAN. Synchronous Optical Network (SONET) SONET là một trong vài hệ thống tận dụng ưu điểm của kỹ thuật quang.Nó có thể truyền dữ liệu trên 1 Gbps. Mạng dựa trên kỹ thuật này có thể truyền thoại, dữ liệu, video. Switched Multimegabit Data Service (SMDS) SMDS là một dịch vụ chuyển mạch số được cung cấp bởi một số trạm địa phương.Có thể truyền dữ liệu với tốc độ 1 tới 34 Mbps.SMDS cũng sử dụng kỹ thuật Cell Relay như ATM. SMDS không thực hiện kiểm tra lỗi và điều khiển luồng dữ liệu. 7.2 Mạng không dây Mọi người thường hiểu mạng không dây là mạng không sử dụng cáp. Nhưng trong hầu hết các trường hợp điều đó là không đúng. Hầu hết mạng không dây thực sự bao gồm các thành phần không dây kết nối với mạng sử dụng cáp được gọi là mạng ghép. Người ta chia ra ba loại mạng không dây tuỳ theo kỹ thuật của nó: LAN Extended LAN Mobile computing Sự khác nhau cơ bản giữa các loại mạng này là trong các tiện ích truyền dẫn. Mạng không dây LAN và extended LAN thường sử dụng Transmitter và receiver của chính công ty đó. Mobile computing sử dụng vật mang công cộng như là công ty điện thoại đường dài với các dịch vụ của họ để truyền và nhận tín hiệu. 7.2.1 LAN Giống mạng LAN bình thường trừ một điều là nó sử dụng một card mạng không dây với một transceiver được cài trong mỗi máy tính. LAN sử dụng bốn kỹ thuật sau để truyền dữ liệu: Truyền tia hồng ngoại Truyền tia Laser Tín hiệu radio băng hẹp Tín hiệu radio phổ rộng Truyền tia hồng ngoại Tất cả mạng không dây sử dụng tia hồng ngoại hoạt động bởi sử dụng chùm tia hồng ngoại để truyền dữ liệu giữa các thiết bị. Hệ thống cần phát một tín hiệu rất lớn vì tín hiệu dễ bị ảnh hưởng bởi các vật chắn. Đây là phương thức truyền tín hiệu tốc độ lớn vì tia hồng ngoại hoạt động ở băng thông rộng. Một mạng sử dụng tia hồng ngoại có thể đạt tốc độ 10Mbps. Có bốn loại mạng sử dụng tia hồng ngoại: Mạng Line-of-sight : Trong mạng này sữ liệu chỉ được truyền và nhận khi tia hồng ngoại không bị vật cản. Mạng Scatter infrared : Trong mạng này thiết bị truyền quảng bá có thể đặt ở trên tường , trên sàn thậm trí ngay ở cuối của thiết thị truyền nhận.Các thiết bị này có kết quả trong khoảng 30,5 mét. Mạng Reflective: Một thiết bị truyền nhận quang thích hợp đặt gần máy tính truyền dữ liệu tới một vị trí chung và từ đây phản hồi tới máy tính thích hợp. Mạng Broadband optical telepoint:Mạng không dây dùng tia hồng ngoại này cung cấp một dịch vụ băng rộng cho phép truyền và nhận sữ liệu cần thiết. Truyền tia Laser Kỹ thuật Laser tương tự như tia hồng ngoại nhưng tia Laser nếu bị vật chắn cản lại thì sẽ không thể truyền dữ liệu. Truyền sử dụng sóng radio băng thông hẹp Nó tương tự như hệ thống radio quảng bá cả máy phát và máy thu điều chỉnh tới một tần số thích hợp và phát quảng bá trong khoảng 3000 mét . Nhưng vì tín hiệu ở tần số cao nên dễ bị suy giảm trên đường truyền. Phương pháp này truyền tốc độ chậm ,khoảng 4.8 Mbps. Tín hiệu radio phổ rộng Sử dụng sóng radio phổ rộng tránh được các nhược điểm của sóng radio băng thông hẹp. Các tần số được chia thành các kênh do đó tăng khả năng bảo mật. 7.2.2 Extended LANs Một loại mạng không dây khác là môi trường mạng LAN mở rộng –một cầu nối của mạng LAN cho phép nối mạng trong khoản 4.5 Km. Một cầu không dây là một thành phần để kết nối giữa các toà nhà không sử dụng cáp. 7.2.3 Mobile Computing Mạng không dây Mobile Computing sử dụng đường điện thoại và dịch vụ công cộng để truyền và nhận tín hiệu sử dụng: Packet-radio communication. Cellular networks. Satellite stations. Packet-radio communication Hệ thống chia tín hiệu thành các gói để truyền. Các gói radio này cũng giống các gói mạng khác nó bao gồm: Địa chỉ nguồn Địa chỉ đích Thông tin lỗi Các gói này truyền lên vệ tinh để quảng bá chúng cho các thiết bị thích hợp truy cập. Cellular Networks Sử dụng kỹ thuật giống như hệ thống tế bào mà hệ thống điện thoại sử dụng. Satellite Stations Khi sóng truyền đi trong một khoảng cách xa thì nên dùng các trạm vệ tinh. Kết luận Sau hơn 2 tháng thực tập và 2 tháng làm đồ án tốt nghiệp, với sự giúp đỡ của thầy giáo Thái Vinh Hiển và các anh chị tại nơi thực tập tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Mạng máy tính “. Đồ án bao gồm các phần cơ bản về mạng máy tính : kiến trúc mạng. topo, các thiết bị mạng cơ bản cũng như các chuẩn công ngiệp… để có thể thiết kế và ứng dụng tốt công nghệ mạng máy tính. Ngoài ra hai chương 4 và 5 về mô hình tham chiếu OSI vá các giao thức mạng đặc biệt là họ giao thức TCP/IP. Đây là phần kiến thức khó cần nhiều thời gian để nghiên cứu. Sau một khoảng thời gian có hạn đồ án cũng chưa đi sâu chi tiết được đầy đủ các đặc điểm của các giao thức nhưng cũng đã có những phần chung nhất về mô hình OSI giao thức mạng cũng như giao thức TCP/IP. Ngoài ra một số phần dự định cũng chưa hoàn thành như kỹ thuật mạng riêng ảo (Vitual Private Network) và ứng dụng Voice over IP. Nếu còn thời gian tôi hy vọng sẽ hoàn thành đầy đủ và chi tiết hơn. Công nghệ máy tính cũng như công nghệ thông tin thay đổi nhanh chóng và ngày các phát triển và cần phải được cập nhật thường xuyên. Nhưng bản đồ án này đã trình bày một cách chung nhất, đầy đủ các kiến thức cơ bản về công nghệ mạng và nó sẽ là cơ sở rất tốt để tiếp cận các công nghệ mới cũng như sự thay đổi nhanh chóng của thế giới công nghệ thông tin. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn thầy giáo Thái Vinh Hiển, các anh chị và các thầy cô giáo trực tiếp giảng dậy tại trường đại học đã giúp đỡ tôi rất nhiều để có thể hàon thành bản đồ án cũng như kết thúc khoá học thành công. Tài liệu tham khảo MCSE-Networking-Essentials-Plus-3ed - Microsoft Press Win2000-Server-Resource-Kit-TCPIP-Core-Networking-Guide – Microsoft press Network Esstential By Joe Casad and Dan Newland, MCSE, MCT -Published by: New Riders Publishing 201 West 103rd Street Indianapolis, IN 46290 USA Cisco - Internetworing Overview Internetworing with TCP/IP – Microsoft Press Mạng máy tính và các hệ thống mở – Nguyễn Thúc Hải Các từ viết tắt ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line ARPANET Advanced Research Projects Agency Network ASCII American Standard Code for Information Interchange ATM Asynchronous Transfer Mode BNC British Naval Connector or Bayonet Neill-Councelman CRC Cyclical Redundancy Check CSMA/CA Carrier sense multiple access methods with Collision Avoidance CSMD/CD Carrier sense multiple access methods with Collision Detection CSU/DSU Channel Service Unit/Data Service Unit DCE Data Communications Equipment DDS Digital Data Service DTE Data Terminal Equipment FDDI Fiber Distributed Data Interface GSNW Gateway Service for Netware IRQ Interrupt Request ISDN Integrated Services Digital Network ISO International Organization for Standardization NDS Novel Directory Service NIC Network Interface Card OSI Open System Interconnection PAD Packet Assembler/Aisassembler PDC Primary Domain Controller PDN Public Data Network PSE Package Switch Exchange PSN Package Switching Network PVC Permanent Virtual Circuit SMDS Switched Multimegabit Data Services SONET Synchronous Optical Network STP Shielded Twisted-Pair TCP/IP Transmition Control Protocol/Internet Protocol UTP Unshielded Twisted-Pair WAN Wide Area Network Mục lục ._.