›
›

Bài giảng Mạng và truyền thông - Chương 4: Mạng LAN

pdf 90 trang ngocly 1520
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạng và truyền thông - Chương 4: Mạng LAN", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_mang_va_truyen_thong_chuong_4_mang_lan.pdf

Nội dung text: Bài giảng Mạng và truyền thông - Chương 4: Mạng LAN

  1. Chương 4. MẠNG LAN
  2. Khái niệm  Mạng cục bộ (LAN - Local Area Network) là một hệ thống mạng dùng để kết nối các máy tính trong một phạm vi nhỏ. Các máy tính trong mạng LAN có thể chia sẻ tài nguyên (dữ liệu, máy in, máy quét, ) với nhau 11/4/2008 Mạng LAN 2
  3. 4.1.Tổng quan về mạng LAN 4.1.1.Đặc trưng mạng LAN 4.1.2.Topo mạng LAN 4.1.3.Phương pháp điều khiển truy nhập đường truyền 4.1.4.Thiết bị
  4. 4.1.1.Đặc trưng  Quy mô nhỏ, thường là bán kính dưới vài km – Mạng có thể kết nối từ hai cho tới hàng trăm máy tính thông qua các cáp mạng hoặc đường truyền vô tuyến (mạng LAN không dây). – Các máy tính trong mạng LAN thường chia sẻ cáp mạng chung – Trong một mạng LAN đơn không cần có hệ thống trung chuyển (routing/switching).  Là sở hữu của một tổ chức 11/4/2008 Mạng LAN 4
  5. Đặc trưng(t)  Tốc độ truyền cao, ít lỗi – Nhiều chuẩn mạng LAN đã được phát triển trong đó Ethernet và FDDI là phổ biến nhất. Người ta thường gọi chung họ các chuẩn mạng LAN là IEEE 802. – Tốc độ thông thường trên mạng LAN là 10, 100 Mb/s và tới nay với Gigabit (Ethernet). 11/4/2008 Mạng LAN 5
  6. 11/4/2008 Mạng LAN 6
  7. 4.1.2.Topology mạng LAN 11/4/2008 Mạng LAN 7
  8. a. Mạng hình sao  Bố trí hình sao gồm: – Các nút: trạm đầu cuối, máy tính, thiết bị mạng khác. – Bộ kết nối trung tâm: điều phối mọi hoạt động trong mạng  Bộ tập trung Hub  Bộ chuyển mạch Switch  Hoạt động: – Mọi máy tính đều phát tín hiệu ra bộ kết nối trung tâm và bộ kết nối trung tâm phát lại tín hiệu vào đến tất cả các đầu ra. 11/4/2008 Mạng LAN 8
  9. Mạng hình sao (t)  Ưu điểm – Máy tính kết nối không cần dùng chung đường truyền cáp, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng. – Thiết bị tại nút bị hỏng, mạng vẫn hoạt động – Cấu trúc đơn giản, thuật toán điều khiển ổn định – Dễ dàng mở rộng và thu hẹp 11/4/2008 Mạng LAN 9
  10. Mạng hình sao (t)  Nhược điểm – Khả năng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của thiết bị kết nối trung tâm. – Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động. – Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. – Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế. 11/4/2008 Mạng LAN 10
  11. b) Mạng hình tuyến  Bố trí hành lang: – Các máy tính và các thiết bị khác-các nút, đều được nối đến một trục đường dây cáp chung/chính để chuyển tải tín hiệu. – Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator  Hoạt động: – Dữ liệu khi truyền đi dây cáp mang theo địa chỉ của nơi đến 11/4/2008 Mạng LAN 11
  12. Mạng hình tuyến (t)  Ưu điểm: – Dùng ít dây cáp, dễ lắp đặt, giá thành rẻ.  Nhược điểm: – Sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lương lớn. – Khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống. 11/4/2008 Mạng LAN 12
  13. c) Mạng dạng vòng  Bố trí – Không có thiết bị trung tâm – Đường dây cáp tạo thành một vòng khép kín, đường kết nối mạng đi từ máy này tới máy khác – Thực tế có một đoạn cáp ngắn nối máy tính tới vòng  Hoạt động: – Tín hiệu chạy quanh vòng theo một chiều nào đó. – Mỗi thời điểm chỉ có một nút được truyền dữ liệu. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi máy tiếp nhận. 11/4/2008 Mạng LAN 13
  14. Mạng dạng vòng (t)  Ưu điểm: – Mạng có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên. – Mỗi trạm có thể đạt được tốc độ tối đa khi truy nhập.  Nhược điểm: – Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng. 11/4/2008 Mạng LAN 14
  15. d) Mạng hình lưới  Mạng cho phép mỗi ngày máy tính nối với một máy khác trong mạng bằng một đường cáp riêng.  Các máy truyền dữ liệu trực tiếp với nhau không thông qua một thiết bị trung gian cũng như không cần một giao thức để điều khiển việc truyền dữ liệu. 11/4/2008 Mạng LAN 15
  16. Mạng hình lưới(t)  Ưu điểm: – Các máy tính được kết nối trực tiếp nên việc truyền dữ liệu được thực hiện một cách đáng tin cậy. – Việc một dây nối bị hỏng thì việc truyền dữ liệu giữa hai máy đầu dây sẽ được thực hiện theo một con đường khác.  Nhược điểm: – Dùng quá nhiều dây do đó việc cài đặt trở nên rất tốn kém. – Khó mở rộng – Dạng mạng này thường được triển khai kết hợp với các kiểu phân bố khác để tạo ra một kiểu phân bố mạng kết hợp cho một khu vực đòi hỏi độ tin cậy cao. 11/4/2008 Mạng LAN 16
  17. e) Mạng dạng kết hợp  Kết hợp hình sao và tuyến (Star/Bus Topology)  Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring Topology). 11/4/2008 Mạng LAN 17
  18. 4.1.3. Phương pháp điều khiển truy nhập đường truyền  Mạng LAN thường là dạng mạng truyền theo kiểu quảng bá. – Hai máy tính không thể cùng truyền dữ liệu trên cùng một đường truyền Cách thức để xác định ai có quyền truy nhập kênh truyền tại một thời điểm nhằm tránh đụng độ 11/4/2008 Mạng LAN 18
  19. Phương pháp điều khiển truy nhập đường truyền (t)  Ba phương pháp điều khiển truy nhập đường truyền: – Chia kênh – Truy nhập ngẫu nhiên (Random Access) – Phân lượt (“Taking-turns”).  Các giao thức thuộc ba phương pháp này được gom vào trong một tầng con bên dưới của tầng liên kết dữ liệu, tầng con MAC. 11/4/2008 Mạng LAN 19
  20. a) Phương pháp chia kênh  Tài nguyên của đường truyền sẽ được chia thành nhiều phần nhỏ (kênh), mỗi phần sẽ được cấp phát riêng cho một trạm/một nút mạng. Tài nguyên của đường truyền có thể là thời gian, tần số, mã. – Chia kênh theo thời gian – Chia kênh theo tần số – Chia kênh theo mã 11/4/2008 Mạng LAN 20
  21. Chia kênh theo thời gian  Một vòng thời gian sẽ được chia đều thành các khe (slot) thời gian bằng nhau, mỗi trạm sẽ được cấp một khe thời gian – đủ để nó có thể truyền hết một gói tin.  Những trạm nào tới lượt được cấp cho khe thời gian của mình mà không có dữ liệu để truyền thì vẫn chiếm lấy khe thời gian đó, và khoảng thời gian bị chiếm này được gọi là thời gian nhàn rỗi (idle time).  Các trạm sẽ xoay vòng (round) để truy nhập đường truyền. 11/4/2008 Mạng LAN 21
  22. Chia kênh theo tần số  Phổ của kênh truyền được chia thành nhiều băng tần (frequency bands) khác nhau.  Mỗi trạm được gán cho một băng tần cố định. Những trạm nào được cấp băng tần mà không có dữ liệu để truyền thì ở trong trạng thái nhàn rỗi (idle). 11/4/2008 Mạng LAN 22
  23. Chia kênh theo mã  Mỗi trạm có quyền phát dữ liệu lên toàn bộ phổ tần của đường truyền lớn tại mọi thời điểm. Các cuộc truy nhập đường truyền xảy ra đồng thời sẽ được tách biệt với nhau bởi kỹ thuật mã hóa. 11/4/2008 Mạng LAN 23
  24. b) Phương pháp truy nhập ngẫu nhiên  Các trạm tự do tranh chấp đường truyền chung để truyền từng khung dữ liệu một. Sẽ không có sự phối hợp trình tự giữa các trạm.  Nếu có hơn hai trạm phát cùng một lúc, “đụng độ” (collision) sẽ xảy ra, các khung bị đụng độ sẽ bị hư hại.  Giao thức truy nhập đường truyền ngẫu nhiên được dùng để xác định: – Làm thế nào để phát hiện đụng độ. – Làm thế nào để phục hồi sau đụng độ.  Ví dụ về các giao thức truy nhập ngẫu nhiên: slotted ALOHA và pure ALOHA, CSMA và CSMA/CD, CSMA/CA. 11/4/2008 Mạng LAN 24
  25. Giao thức CSMA/CD (CA)  Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection (Collision Avoidance ) - Phương thức đa truy nhập có phát hiện đụng độ. – Multiple Access: Đa truy nhập – Collision: Đụng độ – CSMA: Nghe trước khi nói – CD: Nghe trong khi nói – CA: Tránh đụng độ 11/4/2008 Mạng LAN 25
  26. Giao thức CSMA/CD (CA)  CSMA là giao thức thường dùng cho mạng hình tuyến, các máy trạm cùng chia sẻ một kênh truyền chung, các trạm đều có cơ hội thâm nhập đường truyền như nhau. 11/4/2008 Mạng LAN 26
  27. Giao thức CSMA/CD (CA)  Máy trạm nghe trước khi muốn truyền: – Bận: Chờ, tiêp tục nghe – Rỗi: Bắt đầu truyền,vừa truyền vừa nghe ngóng xem có xung đột hay không  Nếu phát hiện thấy xung đột : Hủy bỏ quá trình truyền và quay lại trạng thái chờ,nghe 11/4/2008 Mạng LAN 27
  28. Đụng độ trong CSMA/CD  Giả sử kênh truyền có 4 nút  Tín hiệu lan truyền từ nút này đến nút kia mất một thời gian nhât định (trễ lan truyền) 11/4/2008 Mạng LAN 28
  29. c) Phương pháp phân lượt  Không để cho đụng độ xảy ra bằng cách cho các trạm truy nhập đường truyền một cách tuần tự. – Thăm dò (polling):  Trạm chủ (master) sẽ mời các trạm tớ (slave) truyền khi đến lượt.  Lượt truyền được cấp phát cho trạm tớ có thể bằng cách: trạm chủ dành phần cho trạm tớ hoặc trạm tớ yêu cầu và được trạm chủ đáp ứng. – Chuyền thẻ bài (token passing) 11/4/2008 Mạng LAN 29
  30. Token Passing  Dùng trong mạng dạng vòng, tuyến  Phương thức: – Một “thẻ bài”-Token luân chuyển lần lượt qua từng nút mạng – Nút nào giữ thẻ bài sẽ được truyền dữ liệu – Gửi xong phải chuyển thẻ bài đi 11/4/2008 Mạng LAN 30
  31. Token Passing  Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được một thẻ bài rỗi. – Trạm sẽ đổi bít trạng thái của thẻ bài thành bận. – Nén gói dữ liệu có kèm theo địa chỉ nơi nhận vào thẻ bài và truyền đi theo chiều của vòng, thẻ bài lúc này trở thành khung mang dữ liệu.  Trạm đích sau khi nhận khung dữ liệu này, sẽ copy dữ liệu vào bộ đệm rồi tiếp tục truyền khung theo vòng nhưng thêm một thông tin xác nhận.  Trạm nguồn nhận lại khung của mình (theo vòng) đã được nhận đúng, đổi bit bận thành rỗi và truyền thẻ bài đi.  Vì thẻ bài chạy vòng quanh trong mạng kín và chỉ có một thẻ nên việc đụng độ dữ liệu không thể xảy ra, do vậy hiệu suất truyền dữ liệu của mạng không thay đổi.  Trong các giao thức này cần giải quyết hai vấn đề : – Mất thẻ bài làm cho trên vòng không còn thẻ bài lưu chuyển nữa. – Hai là, một thẻ bài bận lưu chuyển dừng trên vòng. 11/4/2008 Mạng LAN 31
  32. So sánh các phương pháp  Chia kênh – Hiệu quả, công bằng với kênh truyền có lưu lượng lớn – Lãng phí khi cấp một kênh con cho trạm có lưu lượng nhỏ  Truy nhập ngẫu nhiên – Khi tải nhỏ: trạm có thể sử dụng toàn bộ kênh truyền – Tải lớn: Đụng độ tăng  Phân lượt – Dung hòa hai phương pháp 11/4/2008 Mạng LAN 32
  33. 4.1.4.Các thiết bị mạng  NIC  Modem  Repeater  Switch  Hub  Router  Bridge  Gateway 11/4/2008 Mạng LAN 33
  34. a) NIC (Network Interface Card) 11/4/2008 Mạng LAN 34
  35. b) Repeater  Cáp trong mạng LAN là giới hạn vì tín hiệu bị suy hao trên đường truyền. – Ví dụ: Giới hạn của cáp (CAT 5 UTP) trong mạng LAN là 100m Repeater là bộ khuyếch đại tín hiệu vật lý giúp tín hiệu vật lý có thể truyền dẫn đi xa hơn giới hạn này.  Repeater là thiết bị ở tầng Physical trong mô hình OSI. 11/4/2008 Mạng LAN 35
  36. Repeater (t) Repeater bộ khuyếch đại tín hiệu 2 port 11/4/2008 Mạng LAN 36
  37. Repeater (t) Repeater -Không có quá 4 repeater giữa các host trong một mạng LAN (10Mbps Ethernet) -Hạn chế việc tăng độ trễ và tăng số lượng xung đột khiến hiệu suất LAN giảm sút 11/4/2008 Mạng LAN 37
  38. c) HUB  Hub được coi là: – Một bộ tập trung – Một Repeater có nhiều cổng  Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn nhiều hơn  Hub được sử dụng trong các mạng hình sao (Ethernet 10BASE-T hay 100BASE-T)  Hub đóng vai trò là trung tâm của mạng. Thông tin vào từ một cổng sẽ được (khuyếch đại) đưa đến tất cả các cổng  Hub có 3 loại: – Pasive Hub: Dùng chia sẻ đường truyền vật lý, không khuyếch đại tín hiệu – Active Hub: Khuyếch đại tín hiệu, cần cung cấp năng lượng – Smart Hub: Tương tự Active Hub, có tích hợp thêm chip có khả năng tự động dò lỗi 11/4/2008 Mạng LAN 38
  39. HUB(t) Hub 4 cổng 11/4/2008 Mạng LAN 39
  40. HUB 11/4/2008 Mạng LAN 40
  41. d)Bridge  Bridge được sử dụng để ghép nối các phần mạng con để tạo thành một mạng LAN duy nhất. – Mở rộng phạm vi địa lý – Giảm lưu lượng LAN  Khi Bridge nhận một frame từ một phần mạng con, nó dò địa chỉ MAC với bảng để đưa ra một quyết định liên quan tới việc có chuyển hay không chuyển frame này tới các phần mạng con kế tiếp của mạng. – Cùng mạng con: không chuyển – Khác mạng con:  Biết địa chỉ MAC đích : chuyển frame tới phần mạng con chứa địa chỉ MAC đích  Không biết địa chỉ MAC đích: chuyển frame tới tất cả các phần mạng con khác 11/4/2008 Mạng LAN 41
  42. Bridge(t) 11/4/2008 Mạng LAN 42
  43. Bridge(t) – Cầu nối 2 phần (segment) mạng (A, B) LAN A LAN B 11/4/2008 Mạng LAN 43
  44. So sánh Bridge và Repeater  Bridge mềm dẻo hơn: Repeater chuyển đi tất cả các tín hiệu nhận được. Bridge có chọn lọc và chỉ chuyển đi các tín hiệu có đích ở phần mạng phía bên kia  Bridge thường đòi hỏi người QTM phải cấu hình bảng địa chỉ, nhưng bridge thế hệ mới cập nhật tự động bảng địa chỉ khi thêm hay bớt thiết bị.  Repeater hoạt động ở tầng 1, Bridge hoạt động ở tầng 2 11/4/2008 Mạng LAN 44
  45. e)Switch Switch - Bộ chuyển mạch 11/4/2008 Mạng LAN 45
  46. Switch(t)  Đôi khi được mô tả như là một Bridge nhiều cổng – Có khả năng kết nối được nhiều mạng lại với nhau tùy thuộc vào số cổng – Lọc thông tin thông qua các gói tin nhận được từ các máy trong mạng – Sử dụng các thông tin nhận được để xây dựng bảng Switch, bảng này cung cấp thông tin giúp các gói tin đến đúng địa chỉ. 11/4/2008 Mạng LAN 46
  47. So sánh switch và bridge  Switch phức tạp hơn  Switch hoạt động với tốc độ cao hơn  Switch cung cấp nhiều tính năng hơn – Thiết lập các đường dẫn truyền thông song song mà không đụng độ. 11/4/2008 Mạng LAN 47
  48. So sánh giữa Switch và Hub Hub truyền một gói tin từ F->C Switch truyền một gói tin từ F->C 11/4/2008 Mạng LAN 48
  49. f)Router  Router định tuyến (chọn đường, chuyển tiếp) các gói tin trên mạng cho tới khi chúng đến đích cuối cùng thiết bị thuộc tầng Network. – Gói tin chứa địa chỉ (IP) 11/4/2008 Mạng LAN 49
  50. Router Router có thể kết nối các loại mạng khác nhau thành liên mạng R2 Net 1 Net 2 R1 R4 R3 Net 3 Net 4 R: Router_Bộ định tuyến 11/4/2008 Mạng LAN 50
  51. Router (t) 11/4/2008 Mạng LAN 51
  52. Router(t)  Thường gồm: – 1 cổng kết nối băng thông rộng (LAN-WAN/Internet), ISDN, modemcáp, DSL – 4-8 cổng Ethernet switch (hoặc hub) – 1 bộ chuyển đổi địa chỉ mạng - NAT (Network Address Translator). – 1 máy chủ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), – 1 máy chủ proxy DNS (Domain Name Service), – phần cứng tường lửa để bảo vệ mạng LAN trước các xâm nhập trái phép từ mạng Internet. 11/4/2008 Mạng LAN 52
  53. g)Gateway 11/4/2008 Mạng LAN 53
  54. Gateway(t)  Cho phép chuyển đổi từ loại giao thức này sang loại giao thức khác  Qua Gateway, các máy tính trong các mạng sử dụng các giao thức khác nhau có thể dễ dàng kết nối được với nhau  Gateway để phân biệt các giao thức, ứng dụng  VD: chuyển thư điện tử từ mạng này sang mạng khác, chuyển đổi một phiên làm việc từ xa, 11/4/2008 Mạng LAN 54
  55. h) Modem  Modem (Modulation/Demodulation) có chức năng chuyển đổi tín hiệu để kết nối các máy tính qua đường thuê bao  Modem không để nối các mạng xa với nhau, không phải là thiết bị liên mạng như Router  Modem có thể lắp ngoài hoặc lắp trong máy, với các chuẩn khác nhau 11/4/2008 Mạng LAN 55
  56. Modem ADSL 11/4/2008 Mạng LAN 56
  57. Công nghệ ADSL  Asymmetric Digital Subscriber Line  Đường dây thuê bao số không đối xứng – VNPT (MegaVNN) – FPT – Viettel – 11/4/2008 Mạng LAN 57
  58. Các lợi ích của ADSL  Kết nối liên tục  Tốc độ truy nhập cao – Download: 1,5-8 Mbps, Nhanh hơn dial-up 140 lần – Upload: 64-640Kbps  truy nhập Internet và sử dụng điện thoại một cách đồng thời  Không phải trả cước điện thoại nội hạt 11/4/2008 Mạng LAN 58
  59. Các ứng dụng của ADSL  Truy nhập Internet tốc độ cao  Hội nghị truyền hình  Video theo yêu cầu  Truyền hình trực tuyến  Kết nối mạng WAN 11/4/2008 Mạng LAN 59
  60. 11/4/2008 Mạng LAN 60
  61. 11/4/2008 Mạng LAN 61
  62. 4.2. Ethernet 4.2.1. Giới thiệu chung 4.2.2. Kiến trúc và đơn vị dữ liệu 4.2.3. Phân loại công nghệ Ethernet
  63. 4.2.1.Giới thiệu chung  22/5/1973, Robert Metcalfe thuộc hãng Xerox – PARC bang California, đã đưa ra ý tưởng hệ thống kết nối mạng máy tính cho phép các máy tính có thể truyền dữ liệu với nhau và với máy in lazer – Các máy có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau mà không cần qua máy tính trung tâm  Mô hình mới này làm thay đổi thế giới công nghệ truyền thống, gọi là mạng Ethernet 11/4/2008 Mạng LAN 63
  64. Giới thiệu chung(t) LAN đầu tiên trên thế giới chính là phiên bản ban đầu của Ethernet 11/4/2008 Mạng LAN 64
  65. Giới thiệu chung(t)  Chuẩn Ethernet được công bố đầu tiên vào năm 1980 bởi một tiểu ban phối hợp giữa Digital Equipment Company, Intel và Xerox. – Ethernet trong giai đoạn đầu tiên truyền với tốc độ 10Mbps qua cáp đồng trục (thicknet), khoảng cách truyền 2km  Chuẩn Ethernet có một số hiệu chỉnh nhỏ trong chuẩn cho LAN 802. được công bố bởi IEEE (1985) 11/4/2008 Mạng LAN 65
  66. Giới thiệu chung(t)  1995, IEEE công bố chuẩn cho 100 Mbps Ethernet (Fast Ethernet)  1998,1999, IEEE công bố chuẩn cho Gigabit Ethernet  Các chuẩn, các đặc tả Ethernet hỗ trợ các môi trường truyền khác nhau, băng thông khác nhau nhưng khuôn dạng frame và lược đồ đánh địa chỉ giống nhau Các chuẩn về cơ bản đều tương thích. 11/4/2008 Mạng LAN 66
  67. 4.2.2. Kiến trúc và đơn vị dữ liệu a) Các thành phần:  Nút mạng – Các thiết bị dữ liệu đầu cuối (Data Terminal Equipment – DTE): nguồn và đích của dữ liệu  PC, máy trạm (workstation), máy chủ tệp (file server), máy chủ in ấn (Print server) – Các thiết bị trung chuyển dữ liệu (Data Communication Equipment – DCE): thiết bị trung gian trung chuyển frame  repeater, hub, router , Modem, NIC 11/4/2008 Mạng LAN 67
  68. a) Các thành phần:  Các thiết bị kết nối – Dùng để kết các máy tính trong mạng và giữa máy tính với các thiết bị trung chuyển (DCE)  Transceiver, cáp mạng UTP, STP, cáp quang, 11/4/2008 Mạng LAN 68
  69. b)Topology  Topology mạng: – Mạng dạng bus từng phổ biến trước đây – Trong một phân đoạn mạng, các nút mạng chia sẻ cùng một đường trục – Các phan đoạn mạng được nối với nau thông qua các thiết bị lặp và khuyếch đại tín hiệu 11/4/2008 Mạng LAN 69
  70. Topology (t)  Ngày nay: chủ yếu là mạng hình sao – Một bộ chuyển mạch trung tâm với nhiều cổng Ethernet – Bộ chuyển mạch có thể tạo liên kết độc lập cho hai nút mạng bất kỳ – Không xung đột – Không giao thức đa truy nhập 11/4/2008 Mạng LAN 70
  71. c)Ethernet và OSI 11/4/2008 Mạng LAN 71
  72. Tầng MAC (Media Access Control)  Nhiệm vụ: – Đóng gói dữ liệu, bao gồm việc thiết lập các frame dữ liệu trước khi truyền đi và kiểm tra lỗi trong quá trình nhận tin. – Khởi động quá trình truyền dữ liệu và khôi phục nếu việc truyền dữ liệu bị lỗi. 11/4/2008 Mạng LAN 72
  73. Tầng MAC-client  Tùy thuộc vào các đối tượng tầng này có những chức năng và tên gọi khác nhau: – DTE: tầng này cung cấp giao diện giữa các tầng trên với tầng MAC ở dưới, nó thường được gọi là tầng Logical Link Control. (802.1) – DCE, tầng này cung cấp giao diện để các mạng LAN có thể trao đổi thông tin, các mạng LAN sử dụng các công nghệ truy nhập đường truyền khác nhau có thể trao đổi thông tin với nhau, nó thường được gọi là các thực thể cầu (Bridge Entities). 11/4/2008 Mạng LAN 73
  74. c)Cấu trúc địa chỉ  Mỗi giao tiếp mạng Ethernet được định danh duy nhất bởi địa chỉ MAC 48 bit (6 octet). Địa chỉ này được ấn định khi sản xuất thiết bị.  Địa chỉ MAC được biểu diễn bởi các chữ số hexa (hệ cơ số 16). Ví dụ:00:60:2F:3A:07:BC – 3 octet đầu xác định hãng sản xuất, chịu sự quản lý của tổ chức IEEE. Ví dụ 00:60:2F CISCO. – 3 octet sau do nhà sản xuất ấn định để phân biệt bản thân các thiết bị.  Địa chỉ MAC duy nhất cho một giao diện giao tiếp mạng Ethernet. Địa chỉ MAC được sử dụng làm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích trong frame của Ethernet. 11/4/2008 Mạng LAN 74
  75. Nhắc lại  Giao thức ARP dùng để xác định xem với một IP là 1.2.3.4 thì gói tin nên được gửi ra ngoài với địa chỉ MAC nào.  Giao thức RARP dùng để xác định IP của một máy khi biết địa chỉ MAC. 11/4/2008 Mạng LAN 75
  76. d)Đơn vị dữ liệu _Khung tin (frame) Cấu trúc 11/4/2008 Mạng LAN 76
  77. Đơn vị dữ liệu (t)  Preamble: Đánh dấu sự xuất hiện của khung tin, mỗi một byte luôn mang giá trị 10101010. Trường này dùng để đồng bộ việc truyền và nhận dữ liệu.  SFD (Start Frame Delimiter): Kết thúc phần thông tin định thời, xác định sự bắt đầu thực sự của 1 khung tin. Nó luôn mạng giá trị 10101011.  Destination , Source : Mang địa chỉ MAC của các trạm nhận và gửi khung tin.  Type: Chỉ ra giao thức được sử dụng ở tầng cao hơn, thường là IP, nhưng các giao thức khác vẫn được hỗ trợ - ví dụ: Novell IPX và AppleTalk.  Length: Xác định kích thước của dữ liệu (số byte dữ liệu của lớp LLC), trong khung tin tuân theo chuẩn 802.3 trường này thay thế cho trường Type. 11/4/2008 Mạng LAN 77
  78. Đơn vị dữ liệu (t)  Data Unit: Chứa dữ liệu lớp trên có kích thước giới hạn từ 46 – 1500 bytes.  Pad: Chứa các bit dữ liệu (giá trị 0) được sử dụng để nhồi vào trường dữ liệu khi kích thước của dữ liệu nhỏ hơn 46 bytes.  FCS (Frame Check Sequence) mang mã sửa lỗi CRC (Cyclic Redundancy Checksum). Phía gửi sẽ tính toán trường này trước khi truyền một khung tin. Phía nhận tính toán lại CRC này theo cách tương tự. Nếu hai kết quả trùng nhau, khung tin nhận được được xem là không có lỗi ngược lại khung tin sẽ bị loại bỏ. 11/4/2008 Mạng LAN 78
  79. Phân loại khung tin Ethernet  Khung tin Ethernet chia làm ba loại dựa trên dạng địa chỉ đích của máy nhận – Khung unicast – Khung broadcast – Khung multicast 11/4/2008 Mạng LAN 79
  80. Khung unicast  Khung được truyền từ máy nguồn tới một máy đích trong một phân đoạn mạng. Giả sử máy 1 cần truyền khung tới máy 2. Khung Ethernet do máy 1 tạo ra có địa chỉ: – MAC nguồn: 00-60-08-93-DB-CF – MAC đích: 00-60-08-93-AB-12  Tất cả các máy trong phân đoạn mạng trên sẽ đều nhận được khung này. Tuy nhiên chỉ có máy 2 thấy địa chỉ MAC đích của khung trùng với địa chỉ MAC của giao tiếp mạng của mình nên tiếp tục xử lý các thông tin khác trong khung.  Các máy khác sau khi so sánh địa chỉ sẽ bỏ qua không tiếp tục xử lý khung nữa. 11/4/2008 Mạng LAN 80
  81. Khung broadcast  Khung được truyền từ máy nguồn tới tất cả các máy khác trong mạng. Các khung broadcast có địa chỉ MAC đích là FF-FF-FF-FF-FF-FF (48 bit 1).  Khi nhận được các khung này, mặc dù không trùng với địa chỉ MAC của giao thức tiếp mạng của mình nhưng các máy đều phải nhận khung và tiếp tục xử lý.  Giao thức ARP sử dụng các khung broadcast này để tìm địa chỉ MAC tương ứng một địa chỉ IP cho trước. 11/4/2008 Mạng LAN 81
  82. Khung multicast  Máy nguồn gửi khung đến một tập con (subset) các máy trong mạng Ethernet.  Địa chỉ MAC đích của khung là địa chỉ đặc biệt mà chỉ các máy trong cùng nhóm mới chấp nhận các khung gửi tới địa chỉ này. 11/4/2008 Mạng LAN 82
  83. 4.2.3.Phân loại công nghệ mạng Ethernet  Dựa trên – Tốc độ – Phương thức tín hiệu sử dụng – Đặc tính đường truyền vật lý  Ví dụ 10BASE2 – 10: 10 Mbps – Base: Baseband, Broad, BroadBand – 2: Chiều dài cáp tối đa 200 m 11/4/2008 Mạng LAN 83
  84. Phân loại công nghệ mạng Ethernet (t)  Hệ thống Ethernet 10Mbps – 10Base5. Cáp đồng trục loại dày, chiều dài cáp tối đa cho 1 phân đoạn mạng là 500m. – 10Base2. Cáp đồng trục mỏng, 185m (IEEE làm tròn 200m) – 10BaseT. Cáp xoắn đôi (T-Twisted Pair) – 10BaseF. Cáp quang (F-Fiber Optic), ra đời năm 1993. 11/4/2008 Mạng LAN 84
  85. Ví dụ Mạng 10Base2 11/4/2008 Mạng LAN 85
  86. Ví dụ 11/4/2008 Mạng LAN 86
  87. Phân loại công nghệ mạng Ethernet(t)  Hệ thống Fast Ethernet 100Mbps – 100BaseT. Cắp xoắn lẫn cáp sợi quang. – 100BaseX. Sử dụng phương pháp mã hóa 4B/5B của chuẩn FDDI (X) • 100BaseFX. Sử dụng cáp sợi quang đa chế độ. • 100BaseTX. Sử dụng cáp xoắn cặp – 100BaseT2 và 100BaseT4. Sử dụng 2 cặp và 4 cặp cáp xoắn cặp Cat 3 trở lên 11/4/2008 Mạng LAN 87
  88. Phân loại công nghệ mạng Ethernet(t)  Hệ thống Giga Ethernet – 1000BaseX. Sử dụng pp mã hóa 8B/10B dùng trong hệ thống kết nối tốc độ cao Fibre Channel được phát triển bởi ANSI • 1000Base-SX: dùng sợi quang với sóng ngắn • 1000Base-LX: dùng sợi quang với sóng dài • 1000Base-CX: sử dụng cáp đồng - 1000BaseT. Sử dụng kiểu mã hóa đường truyền riêng để đạt được tốc độ cao trên cáp xoắn cặp 11/4/2008 Mạng LAN 88
  89. Thank you! Q&AQ&A
  90. Dải tần của các kênh truyền thông 11/4/2008 Mạng LAN 90