›
›

Bài giảng Mạng máy tính - Chương 2: Thiết kế cài đặt mạng máy tính

pdf 68 trang ngocly 1510
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạng máy tính - Chương 2: Thiết kế cài đặt mạng máy tính", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_mang_may_tinh_chuong_2_thiet_ke_cai_dat_mang_may_t.pdf

Nội dung text: Bài giảng Mạng máy tính - Chương 2: Thiết kế cài đặt mạng máy tính

  1. THIẾT KẾ CÀI ĐẶT MẠNG MÁY TÍNH Chương 2 1
  2. KHÁI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH  Mạng máy tính là mạng của hai hay nhiều máy tính được nối kết lại với nhau bằng một đường truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó 2
  3. KHÁI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH  Một hệ thống mạng tổng quát được cấu thành từ 3 thành phần:  Đường biên mạng (Network Edge): Gồm các máy tính (host) và các chương trình ứng dụng mạng (Network application)  Đường trục mạng (Network Core): Gồm các bộ chọn đường (router) đóng vai trò là một mạng trung tâm nối kết các mạng lại với nhau.  Đường truyền vật lý (Physical media): Gồm các đường truyền tải thông tin 3
  4. KHÁI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH Đường biên mạng 4
  5. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH  Phân loại mạng máy tính theo kỹ thuật truyền tin  Dựa theo kỹ thuật truyền tải thông tin, người ta có thể chia mạng thành hai loại:  Mạng quảng bá (Broadcast Network)  Mạng điểm – tới – điểm (Point – to – point Network) 5
  6. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH  Mạng quảng bá  Trong hệ thống mạng quảng bá chỉ tồn tại một kênh truyền được chia sẻ cho tất cả các máy tính. Khi một máy tính gởi khung dữ liệu, tất cả các máy tính còn lại sẽ nhận được khung dữ liệu đó.Tại một thời điểm chỉ cho phép một máy tính được phép sử dụng đường truyền  Mạng điểm – tới – điểm  Trong hệ thống mạng này, các máy tính được nối lại với nhau thành từng cặp. Khung dữ liệu sẽ được gởi đi sẽ được truyền trực tiếp từ máy gởi đến máy nhận hoặc được chuyển tiếp qua nhiều máy trung gian trước khi đến máy tính nhận 6
  7. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH  Phân loại mạng máy tính theo phạm vị địa lý  Trong cách phân loại này người ta chú ý đến đại lượng đường kính mạng  Đường kính mạng là khoảng cách giữa hai máy tính xa nhất trong mạng. Dựa vào đại lượng này người ta có thể phân mạng thành các loại sau: 7
  8. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH Đường kính Vị trí của các máy tính Loại mạng mạng 1 m Trong một mét vuông Mạng khu vực cá nhân 10 m Trong 1 phòng Mạng cục bộ, gọi tắt là mạng LAN (Local Area Network) 100 m Trong 1 tòa nhà 1 km Trong một khu vực 10 km Trong một thành phố Mạng thành phố, gọi tắt là mạng MAN (Metropolitan Area Network) 100 km Trong một quốc gia Mạng diện rộng, gọi tắt là mạng WAN (Wide Area Network) 1000 km Trong m ột châu lục 10000 km Cả hành tinh 8
  9. Các kiểu mạng  Mạng cục bộ (Local Area Networks -LANs)  Mạng máy tính trong phạm vi một tòa nhà, một khu vực phạm vi hẹp 9
  10. Các kiểu mạng  Mạng diện rộng (Wide Area Networks-WANs)  Các mạng cục bộ tách biệt với khoảng cách xa được nối với nhau qua hệ thống đường truyền viễn thông 10
  11. Mạng cục bộ - LAN  Là loại mạng quảng bá  Sử dụng một đường truyền chung chia sẻ  Cạnh tranh đường truyền  Giao thức điều khiển truy cập đường truyền (MAC Protocol – Media Access Control Protocol)  Token Passing 11
  12. Topology của mạng cục bộ 12
  13. Các thiết bị kết nối mạng  Card giao tiếp mạng – NIC  Dây cáp mạng – Network cable  Bộ khuyếch đại – Repeater  Bộ tập trung nối kết – Hub  Cầu nối – Bridge  Bộ chuyển mạch – Switch  Bộ chọn đường – Router 13
  14. Các thiết bị kết nối mạng Called host 14
  15. Các thiết bị kết nối mạng 15
  16. Các thiết bị kết nối mạng 16
  17. Các thiết bị kết nối mạng 17
  18. Các thiết bị kết nối mạng 18
  19. Card giao tiếp mạng – NIC  Điều khiển truyền tải thông tin giữa máy tính và mạng  Các thuộc tính: Interrupt, I/O port, Base address  Bộ nhớ ROM chứa:  Địa chỉ vật lý MAC 48 bit, duy nhất, không thể thay đổi được  MAC protocol:  Đóng/Mở/Truyền/Nhận khung dữ liệu  Giao tiếp với tầng mạng và tầng vật lý  Giải quyết cạnh tranh đường truyền vật lý 19
  20. Các thiết bị kết nối mạng PCMCIA NIC Internal NIC Giao tiếp mạng - Network Interface Cards (NIC) •Kiểu giao thức (protocols): Ethernet, Token Ring, or FDDI •Kiểu đường truyền: Twisted-pair, coaxial, wireless, hoặc fiber- optic •Kiểu bus: ISA, PCI, PCMCIA, USB 20
  21. Card giao tiếp mạng – NIC (tt)  Chuẩn Bus 3232 BitsBits –– PCIPCI BUSBUS 1616 BitsBits –– ISAISA BUSBUS 21
  22. Các tổ chức chuẩn hóa  TIA/EIA  Mô tả các loại đường truyền dẫn  Định nghĩa các sơ đồ nối dây  ISO  Mô hình OSI  ANSI  FDDI  IEEE IEEE 802 22
  23. IEEE 802.X Họ IEEE 802 và mối quan hệ với mô hình OSI 23
  24. MAC và LLC Network layer Network layer LLC Logical Link Control Data link layer 802.3 802.5 MAC Other LANS CSMA-CD Token ring Physical layer Physical layer IEEE 802 OSI  MAC (Media Access Control): Truyền nhận thông tin theo dạng dịch vụ không nối kết, không báo nhận  LLC (Logical Link Control) : Hỗ trợ HDLC (High-Level Data Link Control) 24
  25. IEEE 802.3 - Ethernet  Xerox Corp, DEC Corp, Intel Corp phát triển  Sử dụng cáp đồng trục  Sử dụng giao thức CSMA/CD (Carrier Sensing Multiple Access with Collision Detection)  Sau đó mở rộng thành nhiều chuẩn khác nhau 25
  26. CSMA/CD CarrierCarrier SenseSense MultipleMultiple AccessAccess // CollisionCollision DetectionDetection • Lắng nghe mạng trước khi truyền • Đường truyền bận? •Nếu bận thì đợi và truyền lại!! 3 chức năng chính của CSMA/CD: • Truyền và nhận các khung dữ liệu • Mã hóa các khung dữ liệu, kiểm tra tính hợp lệ của khung truyền • Kiểm tra lỗi của khung truyền Vị trí xảy ra đụng độ trên đường truyền Carrier Sense Multiple Access26 / Collision Detection
  27. CSMA/CD và giải thuật Backoff Truyền tín hiệu để đảm bảo tín hiệu bận trên toàn mạng delay = random (time) Không ưu tiên 27
  28. Các chuẩn mạng sử dụng CSMA/CD CSMA/CDCSMA/CD 802.3ab 802.3 802.3u 802.3z Giga Ethernet Ethernet Fast Ethernet Giga Ethernet over UTP 10 BASE-5 100 BASE-TX 1000 BASE-SX 10 BASE-2 100 BASE-T4 1000 BASE-LX 1000 BASE-TX 10 BASE-T 100 BASE-FX 1000 BASE-CX 10 BASE - F 28
  29. Các chuẩn mạng sử dụng CSMA/CD  Chuẩn mạng 802.3:  Có tên là mạng Ethernet  Tốc độ truyền tải dữ liệu là 10 Mbps  Hỗ trợ 4 chuẩn vật lý là 10Base-5 (cáp đồng trục béo), 10Base-2 (Cáp đồng trục gầy), 10Base-T (Cáp xoắn đôi) và 10Base-F (Cáp quang)  Chuẩn mạng 802.3u  Có tên là mạng Fast Ethernet  Tốc độ truyền tải dữ liệu là 100 Mbps  Hỗ trợ 3 chuẩn vật lý là 100Base-TX (Cáp xoắn đôi), 100Base-T4 (Cáp xoắn đôi) và 100Base-FX (Cáp quang) 29
  30. Các chuẩn mạng sử dụng CSMA/CD  Chuẩn mạng 802.3z:  Có tên là mạng Giga Ethernet  Tốc độ truyền tải dữ liệu là 1 Gbps  Hỗ trợ 3 chuẩn vật lý là 1000Base-LX, 1000Base-SX, 1000Base-CX. 1000Base-LX, 1000Base-SX sử dụng cáp quang. 1000Base-CX sử dụng dây cáp đồng bọc kim  Chuẩn mạng 802.3ab:  Có tên là mạng Giga Ethernet over UTP  Tốc độ truyền tải dữ liệu là 1 Gbps  Hỗ trợ chuẩn vật lý 1000Base-TX sử dụng dây cáp xoắn đôi không bọc kim 30
  31. 10BASE-5 Topology 10BASE-5 AUI connector MAU transceiver 31
  32. 10BASE-5 32
  33. 10BASE-5 (tt)  Topology: Bus  Tốc độ truyền tải tối đa: 10 Mbps  Chiều dài tối đa của một nhánh mạng: 500 mét  Sử dụng cáp RG – 8 (cáp đồng trục béo), đường kính 0,4 inch (10 mm) , 50 Ω  Số node mạng tối đa: 100 nút mạng (node)  Khoảng cách tối đa từ MAU transceiver đến AUI connector trên máy tính: 50 mét  Sử dụng 2 Terminator 50 Ω. Một trong 2 Terminator phải nối đất 33
  34. 10BASE-5 (tt)  Khoảng cách tối thiểu giữa 2 MAU transceiver: 2,5 mét  Chiều dài tối đa của mạng khi áp dụng luật 5 – 4 – 3 là : 2500 m  Số host tối đa : 1024 34
  35. 10BASE-5 (tt)  Ưu điểm:  Đường kính mạng lớn  Nhược điểm:  Chi phí cao  Thiết kế và thi công phức tạp so với các chuẩn khác 35
  36. 10BASE-2 T=50Ω Min=0.5m Thin Coaxial Cable Max=185m Topology 10BASE-2 36
  37. 10BASE-2 Một nối kết 10BASE-2 BNC connector T connector Terminator 37
  38. 10BASE-2 (tt)  Topology: Bus  Tốc độ truyền tải tối đa: 10 Mbps  Chiều dài tối đa của một nhánh mạng: 185 mét  Sử dụng cáp RG – 58 (cáp đồng trục gầy), đường kính 0,2 inch (5 mm) , 50 Ω  Sử dụng BNC connector và T connector, 2 Terminator 50 Ω. Một trong 2 Terminator phải nối đất  Số node mạng tối đa: 30 node  Khoảng cách tối thiểu giữa node: 0,5 mét 38
  39. 10BASE-2 (tt)  Ưu điểm:  Chi phí thấp  Nhược điểm:  Một node bị hỏng, cả hệ thống mạng sẽ ngừng hoạt động 39
  40. Luật 5 – 4 – 3  Tối đa:  5 nhánh mạng  4 repeater  3 nhánh mạng có từ 3 node trở lên ( 1 node có thể là máy tính hoặc repeater)  2 nhánh mạng chỉ được phép nối kết Repeater 40
  41. 10BASE-T Topology 10BASE-T Hub 10BASE-T 41
  42. 10BASE-T •Cat 1: 2Mbps •Cat 2: 4 Mbps Twisted-Pair Cable •Cat 3: 16Mbps •Cat 4: 20Mbps •Cat 5: 100Mbps, •Cat 5e: 1000Mbps •Cat 6: 1000Mbps Max = 100m 10Mbps 42
  43. 10BASE-T (tt)  Topology: Sao - Star  Tốc độ truyền tải tối đa: 10 Mbps  Sử dụng cáp UTP CAT 3 trở lên  Sử dụng 4 sợi – 2 đôi, 1 đôi truyền – 1 đôi nhận  Sử dụng 4 pin: 1, 2, 3, 6  Sử dụng đầu nối: RJ45  Độ dài tối đa của một đoạn cáp UTP: 100 mét  Số node trên một đoạn cáp: 1 node 43
  44. Sơ đồ nối dây 10BASE-T 44
  45. Sơ đồ nối dây 10BASE-T T568A  Pin 1: White Green / Rx+  Pin 2: Green / Rx-  Pin 3: White Orange / Tx+  Pin4: Blue  Pin5: White Blue  Pin 6: Orange / Tx-  Pin 7: White Brown  Pin 8: Brown 45
  46. Sơ đồ nối dây 10BASE-T T568B  Pin 1: White Orange / Tx+  Pin 2: Orange / Tx-  Pin 3: White Green / Rx+  Pin4: Blue  Pin5: White Blue  Pin 6: Green / Rx-  Pin 7: White Brown  Pin 8: Brown 46
  47. Sơ đồ nối dây 10BASE-T (tt)  2 sơ đồ nối dây phổ biến  Straight through:  Cả hai đầu dây cáp cùng sử dụng chuẩn T568A hoặc T568B  Dùng để nối kết hai thiết bị khác loại. Thí dụ: nối kết NIC với port của Hub, NIC – port của Switch  Crossover:  Một đầu dây cáp sử dụng chuẩn T568A và một đầu cáp sử dụng chuẩn T568B  Dùng để nối kết hai thiết bị cùng loại. Thí dụ: nối kết NIC với NIC, Hub – Hub 47
  48. Sơ đồ nối dây 10BASE-T (tt) Straight through 48
  49. Sơ đồ nối dây 10BASE-T (tt) Crossover 49
  50. 10BASE-T (tt) Y 100 m 100 m X 200 m Khoảng cách tối đa giữa 2 máy tính trong một mạng 10BASE – T sử dụng 1 Hub 50
  51. 10BASE-T (tt) 100m 100m 10Base-T hubs 100m 500m, 4 hubs 100m 100m Khoảng cách tối đa giữa 2 máy tính trong một mạng 10BASE – T sử dụng tối đa 4 Hub liên tiếp (Luật 5 – 4 – 3) 51
  52. KẾT HỢP CÁC CHUẨN MẠNG ETHERNET 10BASE5 Backbone 52
  53. KẾT HỢP CÁC CHUẨN MẠNG ETHERNET 10BASE2 Backbone 53
  54. KẾT HỢP CÁC CHUẨN MẠNG ETHERNET 54
  55. 10BASE-F  Topology: Sao - Star  Tốc độ truyền tải tối đa: 10 Mbps  Dùng Hub hoặc Switch để nối kết đến các máy  Chiều dài tối đa của một nhánh mạng: 2 000 m  Số nối kết trên một nhánh mạng: 1  Khoảng cách tối thiểu : 2,5 m  Đầu nối : ST, SC 55
  56. 10BASE-F ST Connector – Đầu nối ST 56
  57. 10BASE-F SC Connector – Đầu nối SC 57
  58. 10BASE-F 58
  59. 10BASE-F Đầu nối SC nối vào NIC 59
  60. FAST ETHERNET  100BASE – TX  100BASE – T4  100BASE – FX 60
  61. 100BASE – TX  Topology : Star  Băng thông tối đa: 100 Mbps  Hub : Class 1 và Class 2  Hub Class 1: cho phép hai nhánh mạng khác kiểu tín hiệu có thể giao tiếp được với nhau. Ví dụ giữa nhánh mạng 100Base-TX và 100Base-FX. Tuy nhiên chúng không cho phép nối các Hub lại với nhau 61
  62. 100BASE – TX  Hub :  Hub Class 2: cho phép hai nhánh mạng có cùng kiểu tín hiệu giao tiếp với nhau. Ví dụ như giữa nhánh 100Base-TX và 100Base-TX hay giữa nhánh mạng 100Base-T4 và 100Base-T4. Ta có thể nối 2 Hub lớp 2 lại với nhau với khoảng cách tối đa giữa chúng là 5m  Cáp UTP: từ CAT 5 trở lên  Sơ đồ nối dây của 100BASE – TX và 10BASE – T giống nhau 62
  63. 100BASE – T4  Topology : Star  Băng thông tối đa: 100 Mbps  Sử dụng cáp UTP từ CAT 3 trở lên 63
  64. 100BASE – T4 Sơ đồ nối dây cáp trong chuẩn 100BASE – T4 64
  65. 100BASE – FX  Topology : Star  Sử dụng cáp quang  Dùng Hub hoặc switch để nối kết đến các máy tính  Chiều dài tối đa từ Hub đến máy tính (xem như một nhánh mạng): 412 m  Connector:  MIC connector: đầu tiên dùng cho FDDI  ST connector : dùng phổ biến nhất  SC connector : rẻ nhất 65
  66. 100BASE – FX ST Optical Fiber Connector 66
  67. TOKEN RING  Vào những năm đầu thập niên 1970, IBM phát minh mạng nội bộ Token Ring  Về sau, Token Ring được chuẩn hóa trong chuẩn IEEE 802.5  Các máy tính nối vào MSAU (MultiStation Access Unit) bằng dây cáp xoắn đôi. Các MSAU sau đó nối lại với nhau hình thành một vòng trong (Ring) 67
  68. TOKEN RING (802.5) 68