Mạng cục bộ ( hay mạng lan )

Đề tài: Mạng cục bộ ( hay mạng lan )

MỤC LỤC
Trang

I . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
I.1. LSPT của mạng.I.2. Các yếu tố của mạng máy tính. I.2.1. Định nghĩa mạng máy tính.
I.2.2. Đường truyền vật lý.
I.2.3. Kiến trúc mạng.
I.3. Phân loại mạng máy tính.
I.3.1. phân loại theo khoảng cách địa lý.
I.3.2. Phân loại theo “kỹ thuật chuyển mạch”.
I.3.3. Phân loại theo kiến trúc mạng.
I.4. Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI
I.4.1. Kiến trúc phân tầng
I.4.2. Mô hình OSI
I.4.3. phương thức hoạt động của các tầng.
I.4.4. Các tổ chức thực hiện việc chuẩn hoá
I.5. Hệ điều hành mạng
I.6. Kết nối các mạng máy tính
I.6.1. Các quan điểm
I.6. 2. Giao diện kết nối
I. II. MẠNG CỤC BỘ ( HAY MẠNG LAN )
II.1. Các đặc trưng của mạng LAN
II.2. Các tham số chính để thiết kế mạng LAN
II.2.1. Cấu hình mạng (Topology)
II.2.1.1. Mạng dạng sao (star)
II.2.1.2. Mạng dạng vòng (ring)
II.2.1.3. Mạng dạng xa lé (Bus)
II.2.2. Đường truyền vật lý
II.2.3. Các phương pháp truy nhập đường truyền vật lý
II.2.3.1. Phương pháp truy nhập nhẫu nhiên
II.2.3.2. Các phương pháp truy nhập có điều khiển
II.3. Chuẩn hoá mạng cục bộ
II.3.1. Các chuẩn hoá IEEE 802.x và ISO 8802.x
II.3.2. Các chuẩn khác
II.3.2.1. FDDI và CDDI
II.3.2.2. MAP và TOP
II.3.2.3. Apple Talk
II.3.2.4. Mạng cục bộ ảo


I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

I.1. LSPT của mạng

v Từ những năm 60 đã xuất hiện những mạng xử lý trong đó các trạm cuối (terminal) thụ động được nối vào một máy xử lý trung tâm. Máy xử lý trung tâm làm tất cả mọi việc .



máy trung tâm

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 2][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]




bộ tiền xử lý bộ tập trung
hoặc dồn kênh

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 4][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 2][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]




bé tập trung
nối
theo
vòng


[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 2][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]





Hình 1- 1: Mạng xử lý với bộ tiền xử lý

v Từ đầu năm 70, các máy tính đã được nối với nhau trực tiếp để tạo thành một mạng máy tính nhằm phân tán tải của hệ thống và tăng cường độ tin cậy
v Cũng từ những năm 70, bắt đầu xuất hiện khái niện mạng truyền thông (communication network), trong đó thành phần chính là nút mạng, gọi là các bộ chuyển mạch (switching unit) dùng để hướng thông tin tới đích.
Các nút mạng được nối với nhau bằng đường truyền (transmission line) còn các máy tính xử lý thông tin của người sử dụng (Host) hoặc các trạm cuối (Terminal) được nối trực tiếp vào các nút mạng để khi cần có thể trao đổi thông tin qua mạng. Bản thân các nút mạng thường cũng là máy tính nên đồng thời đóng cả vai trò máy của người sử dụng.
Các máy tính được nối thành mạng máy tính nhằm đạt được các mục tiêu sau :
– Làm cho các tài nguyên có giá trị cao (thiết bị, chương trình, dữ liệu .) trở nên khả dụng đối với bất kỳ người sử dụng nào trên mạng.
– Tăng độ tin cậy của hệ thống.
Những mục tiêu trên phải từ thập 80 thì việc nối kết mạng mới được thực hiện rộng rãi

T
nút mạng
(switching unit)

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]







nút mạng
truyền thông
H

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]



T

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]



H

Hình 1-2: Một mạng truyền thông

I.2. Các yếu tố của mạng máy tính.

I.2.1. Định nghĩa : Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi các đường truyền vật lý theo métkiến trúc nào đó.

I.2.2. Đường truyền vật lý.

Đường truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu điện tử giữa các máy tính. Các tín hiệu điện tử biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng xung nhị phân (on-off). Các tín hiệu truyền giữa máy tính là các sóng điện từ (EM) nào đó, trải từ các tần số radio tới sóng cực ngắn (viba) và tia hồng ngoại.
Khi xem xét lựa chọn đường truyền vật lý, ta cần chú ý tới đặc trưng cơ bản là giải thông (bandwidth), độ suy hao và độ nhiễu điện từ. Giải thông của một đường truyền chính là độ đo phạm vi tần số nó có thể đáp ứng được.
Ví dụ : giải thông của đường điện thoại là 400 – 4000 Hz, có thể là truyền các tín hiệu với các tần số nằm trong phạm vi từ 400 đến 4000 chu kỳ/giây. Tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi là thông lượng (throughput) của đường truyền – thường được tính bằng số lượng bit được truyền đi trong 1 giây (bps). Thông lượng còn được đo bởi một đơn vị khác là baud.
Lưu ý : giải thông của cáp truyền phụ thuộc vào độ dài cáp. Cáp ngắn có dải thông lớn hơn cáp dài. Bởi vậy khi thiết kế cáp cho mạng phải chỉ rõ độ dài cáp tối đa, nếu ngoài giới hạn đó thì chất lượng truyền tín hiệu không còn đảm bảo.
Độ suy hao là độ đo sự yếu đi của tín hiệu trên đường truyền. Cũng phụ thuộc vào độ dài cáp. Còn độ nhiễu điện từ (EMI – Electromagnetic Interference) gây ra bởi tiếng ồn từ bên ngoài làm ảnh hưởng đến tín hiệu trên đường truyền.
Hiện nay cả 2 loại đường truyền hữu tuyến (cable) và vô tuyến (wireless) đều được sử dụng trong việc kết nối mạng máy tính.
Đường truyền hữu tuyến gồm có :
– Cáp đồng trục (coaxial cable)
– Cáp đôi xoắn (twisted – pair cable), gồm có hai loại : có bọc kim (Shielded) và không bọc kim (Unshielded)
– Cáp sợi quang (fiber – optic cable)
Đường truyền vô tuyến gồm có :
– Radio
– Sóng cực ngắn (viba) (microwave)
– Tia hồng ngoại (infrared


[TABLE]
[TR]
[TD]
[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 3, align: left][/TD]
[/TR]
[/TABLE]




Ter Hertz


Giga Hertz


Mega Hertz



Trạng Quỳnh Hertz


[/TD]
[TD] Tia Gamma
[/TD]
[TD]

ánh sáng nhìn thấy được

Vi ba (sóng cực ngắn)



Sóng rađio



Các tần số âm thanh
~ 30Hz – 20 Hz
Nguồn và điện thoại
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tia X
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tia cực tím
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tia hồng ngoại
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần số cực cao (EHF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần số siêu cao (SHF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần số tối cao (UHF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần số rất cao (VHF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần sè cao (HF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần sè trung bình (MF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần số thấp (LF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần số rất thấp (VLF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần số tiếng nói (VF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Tần số cực thấp (ELF)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Hình 1-3 : Phổ điện từ (EM spectrum)



I.2.3. Kiến trúc mạng.

Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể hiện cách nối các máy tính với nhau và tập hợp các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Cách nối các máy tính được gọi là tình trạng (topolopy) của mạng. Còn tập hợp các quy tắc, quy ước truyền thông thì được gọi là giao thức (protocol) của mạng.
v Topo mạng :
Có hai kiểu nối mạng chủ yếu là điểm - điểm (point - to – point) và quảng bá (broadcast hay point – to - multipoint).
Theo kiểu điểm - điểm, các đường truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút điều có trách nhiễm tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích. Do cách thức làm việc như thế nên mạng kiểu này còn được gọi là mạng “lưu và chuyển tiếp” (store – and – forward).
Theo kiểu quảng bá, tất cả các nút phân chia theo một đường truyền. Dữ liệu được gửi đi từ một nút nào đó có thẻ được tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại, bởi vậy cần kiểm tra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình hay không?


star (hình sao) loop (chu trình) tree (cây)



[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 4][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]




[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]








[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 4][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]




complet (đầy đủ)

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD=colspan: 5][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 2][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[/TABLE]




Hình 1-4 : Một số topo mạng kiểu điểm - điểm






ring (vòng) bus (xa lé) satellite (vệ tinh)
hoặc radio


[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]








[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 5][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]





Hình 1-5 : Một số topo mạng kiểu quảng bá.

Trong các topo dạng bus và vòng cần có một cơ chế “trọng tài” để giải quyết “xung đột” khi nhiều nút muốn truyền tin cùng một lúc. Việc cấp phát đường truyền có thể là “tĩnh” hoặc động. Cấp phát ‘tĩnh” thường dùng cơ chế quay vòng (round robin) để phân chia đường truyền theo các khoảng thời gian định trước. Còn cấp phát “động” là cấp phát theo yêu cầu để hạn chế thời gian chết của đường truyền. trong topo dạng vệ tinh (hoặc radio) mỗi nút cần có một anten để thu phát sóng.
v Giao thức mạng :
Việc trao đổi thông tin, cho dù là đơn giản nhất, cũng điều phải tuân theo mét quy tắc nhất định. Việc truyền tín hiệu trên mạng cũng vậy, cần phải có những quy tắc, quy ước về nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) của dữ liệu cho tới các thủ tục gửi, nhận dữ liệu kiểm soát hiệu quả chất lượng truyền tin và xử lý các nỗi, sự cố. Yêu cầu xử lý và trao đổi thông tin của người sử dụng càng cao thì các quy tắc càng nhiều và phức tạp. Tập hợp tất cả những quy tắc, quy ước đó gọi là giao thức (protocol) của mạng.

I.3. Phân loại mạng máy tính

Có nhiều cách phân loại mạng máy tính tuỳ thuộc vào yếu tố được chọn để phân loại như “khoảng cách địa lý”, “kỹ thuật chuyển mạch” hay “kiến trúc mạng” .

I.3.1. Phân loại theo khoảng cách địa lý.

Nếu “lấy khoảng cách địa lý” làm yếu tố chính để phân loại thì ta có mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng, và mạng toàn cầu.
+ Mạng cục bộ (Local Asea Networks viết tắt là LAN) : là mạng được cài trong phạm vi tương đối nhỏ (<50 km) với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài trục km trở lại.
+ Mạng đô thị (Metropolitan Area Network – MAN) : phậm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia thậm chí cả lục địa.
+ Mạng toàn cầu (Global Area Network – GAN) : phạm vi trải rộng khắp cả lục địa trên trái đất.

I.3.2. Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch kênh.