Bài Tập Lớn Mạng Máy Tính Đề tài Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (930.98 KB, 25 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT
Khoa Công Nghệ Thông Tin
&
Bài Tập Lớn Mạng Máy Tính
Đề tài : Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
:
:
Lớp
Nhóm
:
:
KS.Đào Anh Thư
Hoàng Trọng Linh
Nguyễn Quốc Ánh
Đoàn Thị Duyên
Nguyễn Thùy Linh
Phạm Thanh Thủy
Tin Kinh Tế K54
4
Hà Nội, ngày 17 tháng 3 năm 2012
I. Môi trường truyền
Cơ sở lý thuyết: Trước đây, khi network mới xuất hịên ở Việt Nam, vì giá thành các thiết
bị mạng như HUB, SWITCH ... rất đắt tiền, nên khi muốn nối 2 hay nhiều máy tính lại với nhau,
các kỹ sự thiết kế mạng ở VN dùng loại cáp đồng trục. Cáp này trong lõi chỉ có một sợi dây
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
đồng, chạy một đường thẳng và có 2 đầu End Point. Khi muốn nối với PC, chỉ cần cắt ngay khúc
giữa, nối vào một đầu thành hình chữ T, cứ thế làm cho đến hết. Làm cách này đỡ tốn tiền mua
thiết bị phân nhánh như HuB, SWitch ... Tuy nhiên, chỉ cần trên đường dây có một sự cố nhỏ thì
tốc độ truyền dữ liệu trên dây rất chậm. Sau đó, thiết bị phân nhánh trên mạng càng ngày càng
được cải tiến và giá thành giảm. Các kỹ sư mạng đã bắt đầu nghĩ tới việc đầu tư cho LAN một
thiết bị phân nhánh tốt hơn như Hub và Switch. Theo đó, cáp mạng cũng thay đổi, không còn là
dây Đồng Trục nữa mà là loại dây nhựa, lõi gồm nhiều dây nhỏ khác nhau. Việc này góp phần
cải tiến tốc độ truyền dữ liệu một cách đáng kể trong mạng LAN. Từ maximum 10Mpbs, nay có
thể up lên đến 1Gpbs đối với loại cable CAT 5 (loại thông dụng) hiện nay.
1, Tìm hiểu về các loại cáp truyền
1.1, Cáp đôi dây xoắn (Twisted pair cable)
Cấu tạo: Cáp đôi dây xoắn là cáp gồm hai dây đồng xoắn để tránh gây nhiễu cho các đôi dây
khác, có thể kéo dài tới vài km mà không cần khuyếch đại. Giải tần cáp dây xoắn đạt khoảng 300
– 4000Hz, tốc độ truyền đạt vài Kbps đến vài Mbps.
-
Phân loại: Cáp xoắn có hai loại:
Loại có bọc kim loại để tăng cường chống nhiễu gọi là STP ( Shield Twisted Pair). Gồm nhiều
cặp xoắn được phủ bên ngoài một lớp vỏ làm bằng dây đồng bện. Lớp vỏ này có tác dụng chống
EMI từ ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong. Lớp vỏ bọc chống nhiễu này được nối đất để
thoát nhiễu. Cáp xoắn đôi có vỏ bọc ít bị tác động bởi nhiễu điện và truyền tín hiệu xa hơn cáp
xoắn đôi trần.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Loại không bọc kim gọi là UTP (UnShield Twisted Pair): nhiều cặp xoắn như cáp STP nhưng
không có vỏ đồng chống nhiễu. Cáp xoắn đôi trần sử dụng chuẩn 10BaseT hoặc 100BaseT. Do
giá thành rẻ nên đã nhanh chóng trở thành loại cáp mạng cục bộ được ưa chuộng nhất. Độ dài tối
đa của một đoạn cáp là 100m. Do không có vỏ bọc chống nhiễu nên cáp UTP dễ bị nhiễu khi đặt
gần các thiết bị và cáp khác do đó thông thường để đi dây trong nhà.Cáp UTP trong lõi gồm có 4
cặp dây xoắn với nhau theo từng cặp. Bao gồm 1 dây màu và một dây trắng sọc màu đó. Bản
thân các cặp dây xoắn cũng được thiết kế xoắn nhau ngay trong lõi nhựa của dây. Bên trong lõi
nhựa còn có các sợi nilon để tránh nhiễm điện cho dây.
Cáp UTP được chia làm 5 hạng tuỳ theo tốc độ truyền gồm:
- Loại 1 : truyền âm thanh, tốc độ < 4Mbps.
- Loại 2 : cáp này gồm 4 dây xoắn đôi, tốc độ 4Mbps.
- Loại 3 : truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 10Mbps. Cáp này gồm bốn dây xoắn đôi với ba
mắt xoắn trên mỗi foot (foot là đơn vị đo chiều dài, 1foot = 0.3048mét).
- Loại 4 : truyền dữ liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ đạt được 16Mbps.
- Loại 5 : truyền dữ liệu, bốn cặp xoắn đôi, tốc độ 100Mbps.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Ngoài ra, hiện nay còn có Cáp xoắn có vỏ bọc ScTP-FTP (Screened Twisted-Pair) FTP là loại
cáp lai tạo giữa cáp UTP và STP, có thêm lớp vỏ bọc phía trong giúp chống nhiễu tốt hơn nó hỗ
trợ chiều dài tối đa 100m.
1.2, Cáp đồng trục (Coaxial cable)
-
Cấu tạo : Cáp đồng trục gồm :
Dây dẫn trung tâm : dây đồng hoặc dây đồng bện.
Một lớp cách điện giữa dây dẫn phía ngoài và dây dẫn phía trong.
Dây dẫn ngoài : bao quanh dây dẫn trung tâm dưới dạng dây đồng bện, có tác dụng bảo vệ dây
dẫn trung tâm khỏi nhiễu điện từ và được nối đất để thoát nhiễu.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Ngoài cùng là một lớp vỏ plastic bảo vệ cáp.
Vì trường điện từ mang tín hiệu chỉ tồn tại trong khoảng không giữa bên trong và dây dẫn ở
phía ngoài, nên nó không bị suy giảm hay chịu ảnh hưởng của phát xạ nhiễm điện từ. Do đó cáp
đồng trục được sử dụng như một đường truyền tần số cao để truyền tải những tín hiệu cao tần
hoặc một dải rộng tín hiệu
Phân loại : Dây đồng trục có hai loại, loại nhỏ (Thin) và loại to (Thick). Dây cáp đồng trục
được thiết kế để truyền tin cho băng tần cơ bản (Base Band) hoặc băng tần rộng (broadband).
Dây cáp loại to dùng cho đường xa, dây cáp nhỏ dùng cho đường gần, tốc độ truyền tin qua cáp
đồng trục có thể đạt tới 35 Mbit/s.Ngoài ra dây cáp đồng trục còn chia làm 2 loại là loại cứng và
loại dẻo.Loại cứng thì có một lớp bảo vệ dày đặc còn loại dẻo thì là một viền bảo vệ, thường là
một dây đồng.Sự suy giảm và trở kháng của dung môi ảnh cũng có ảnh hưởng quan trọng đến
tính năng của cáp. Dung môi có thể đặc hoặc rỗng.Tận cùng của cáp là một đầu kết nối RF.
-
Cáp mỏng (thin cable/thinnet) : có đường kính khoảng 6mm, thuộc họ RG-58, chiều dài
đường chạy tối đa là 185m.
Cáp RC-58, trở kháng 50ohm dùng với Ethernet mỏng.
Cáp RC-59, trở kháng 75ohm dùng cho truyền hình cáp.
Cáp RC-62 : trở kháng 93ohm dùng cho ARCnet.
Cáp dày (thick cable/thicknet): có đường kính khoảng 13mm thuộc họ RG-58, chiều dài
đường chạy tối đa là 500m.
-
Ứng dụng:
Cho đến ngày nay,cáp đồng trục đã trở thành một công cụ được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực
vô tuyến truyền hình:
o Những dây cáp ngắn thường được sử dụng để kết nối các thiết bị truyền hình trong nhà
hoặc trong các hệ thống đo lường điện tử.
o Cáp dài dùng để kết nối các mạng vô tuyến,mạng truyền hình..
-
Cáp đồng trục vĩ mô được sử dụng trong các thiết bị quân đội,máy quét siêu âm...
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Ưu điểm của cáp đồng trục là rẻ tiền, nhẹ, mềm và dễ kéo dây.
1.3, Cáp quang:
Cấu tạo : Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được
tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. Sợi quang được tráng một lớp
nhằm phản chiếu các tín hiệu cáp dùng nguồn ánh sáng laser, diode phát xạ ánh sáng.
-
-
Phân loại :
Các loại cáp quang :
Loại lõi 8.3micron, lớp lót 125micron, chế độ đơn.
Loại lõi 62.5micron, lớp lót 125micron, đa chế độ.
Loại lõi 50micron, lớp lót 125micron, đa chế độ.
Loại lõi 100micron, lớp lót 140micron, đa chế độ.
Theo cách truyền tải cáp quang cũng có hai loại :
Loại đa mode (multimode fiber): khi góc tới thành dây dẫn lớn đến một mức nào đó thì có hiện
tượng phản xạ toàn phần. Các cáp đa mode có đường kính khoảng 50µ.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
-
Loại đơn mode (singlemode fiber): khi đường kính dây dẫn bằng bước sóng thì cáp quang giống
như một ống dẫn sóng, không có hiện tượng phản xạ nhưng chỉ cho một tia đi. Loại này có
đường kính khoảng 8µm và phải dung diode laser. Cáp quang đa mode có thể cho phép truyền xa
tới hàng trăm km mà không cần phải khuyếch đại.
Ưu điểm:
Cáp quang chỉ truyền sóng ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) với băng thông rất cao nên
không gặp các sự cố về nhiễu hay bị nghe trộm.
Cáp rất bền, xung ánh sáng có thể đi hàng trăm km mà không giảm cuờng độ sáng, độ suy giảm
tín hiệu rất thấp nên đoạn cáp có thể dài đến vài km.
Băng thông cho phép đến 2Gbps vì tần số ánh sáng dùng đối với cáp quang cỡ khoảng 1014 –
1016
Nhược điểm:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Khó nối dây và giá thành cao.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
2, Môi trường truyền không dây
Trên một mạng máy tính, các dữ liệu được truyền trên một môi trường truyền dẫn
(transmission media), nó là phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị. Môi
trường truyền dẫn có thể là hữu tuyến như dây cáp đồng trục.cáp xoắn,cáp quang. Môi trường
truyền dẫn có thể là vô tuyến như sóng vô tuyến điện, hồng ngoại…
Phân loại môi trường truyền dẫn không dây
-
Có hướng :
Chùm định hướng (focused beam).
Đòi hỏi sự canh chỉnh cận thận.
Vô hướng :
Tín hiệu lan truyền theo mọi hướng .
Có thể được nhận bởi nhiều anten.
Tầm tần số môi trường truyền dẫn không dây
-
Tần số 2 GHz đến 40 GHz (sóng viba – microwave).
Sóng lan truyền định hướng cao.
Thích hợp cho truyền điểm-điểm (point to point) .
Được sử dụng trong giao tiếp vệ tinh.
Tần số 40 GHz đến 100 GHz
Sóng lan truyền vô hướng.
Sóng video ( LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF, EHF …).
Tần số 3.1011 Hz đến 2.1014 Hz
Hồng ngoại .
Cục bộ.
-
Đặc điểm môi trường truyền dẫn không dây
Khắc phục những khó khăn về địa lý
-
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Tỷ lệ bit lỗi trên đường truyền (BER) thay đổi tùy theo hệ thống được triển khai. Ví như: BER
của vệ tinh 10-10
Tốc độ truyền từ vài Mbps đến hàng trăm Mbps
Phạm vi triển khai đa dạng: LAN, WAN.
Chi phí để triển khai hệ thống ban đầu rất cao.
Sau đây là một số môi trường truyền dữ liệu vô tuyến đối với mạng máy tính.
-
-
-
-
2.1, Hồng ngoại
Tính chất:
Ánh sáng hồng ngoại (IR) là ánh sáng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường, có bước sóng
khoảng 700nm – 1500nm.
IR là nền tảng của các hệ thống truyền thông trong phạm vi hẹp, băng thông lớn (rộng tới 200
THz).
IR có các tính chất tương tự như ánh sáng nhìn thấy được.
Bức xạ IR không thể xuyên qua các cấu trúc mờ đục như tường, trần nhà, phạm vi truyền bị giới
hạn trong căn phòng. Điều này mang lại một số khả năng bảo mật nhất định, đồng thời cũng cho
phép sử dụng lại dải tần số ở ngay kế bên.
Truyền thông hồng ngoại trong phạm vi phòng bị ảnh hưởng bởi nhiễu xạ và sự tán xạ. Đa số
nhiễu trong môi trường IR đều bắt nguồn từ ánh sáng xung quanh, do ánh sáng mặt trời tự nhiên
hoặc từ các nguồn ánh sáng nhân tạo khác. Ta không thể tăng công suất phát để khắc phục trở
ngại này vì sẽ làm hại mắt.
Truyền thông hồng ngoại, kiểu truyền trực tiếp đạt được hiệu quả cao nhất vì nó giảm thiểu khả
năng suy hao đường truyền và ảnh hưởng của các nguồn sang nhiễu xung quanh.
Ứng dụng:
Các hệ thống truyền thông không dây hồng ngoại (IR) đã cung cấp một sự bổ sung quan trọng
cho các hệ thống truyền thông sử dụng sóng vô tuyến (RF)
Các hệ thống yêu cầu giá thành thấp,tốc độ truyên dữ liệu cao, và hoạt động trông phạm vi ngắn
như các bộ điều khiển từ xa, các thiết bị di động, mạng LAN không dây,…
2.2, Sóng radio (vô tuyến)
-
-
Là sóng vô hướng, mang tần số 30 MHz – 1GHz
Có thể phát ra mọi hướng (nhưng thường không bằng nhau theo mọi hướng).
Sử dụng trong đài truyền thanh sóng FM, truyền hình UHF và VHF, bộ đàm…
Nguyên nhân gây nhiễu chính là nhiễu đa luồng, hoặc do một số bức xạ khác có nguyên nhân
ngoài vũ trụ như: Bão mặt trời…
2.3, Sóng ngắn (sóng viba)
a) Sóng viba mặt đất
Sừ dụng chảo parabol (đường kính thường 10 inch) để thu, phát sóng.
Chùm sóng được định hướng theo đường ngắm (line of sight).
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Các chảo parabol thường được gán ở trên cao đẻ truyền nhận.
Khoảng cách tối đa giữa các anten là:
kh
D = 7,14
-
+ h: chiều cao của anten
+ k: hằng số hiệu chỉnh độ gấp khúc cua sóng (k =4/3).
Độ suy giảm tín hiệu thay đổi theo môi trường (tăng khi có mưa).
Có thể bị giao thoa sóng .
b)Sóng viba vệ tinh
Vệ tinh là trạm trung chuyển tín hiệu.
Vệ tinh nhận trên một tần số (uplink), khuyếch đại (hoặc lặp lại tín hiệu) và truyền trên một tần
số khác (downlink)
Cần vệ tinh địa tĩnh.
+ Cao 35.784 km
+ Khoảng cách giữa các vệ tinh địa tĩnh là 40 nếu dùng cặp tần số 4/6 GHz và 30 với cặp
tần số 12/14 GHz
-
Đặc tính truyền dẫn:
Thường trong khoảng tần số 1-10 GHz vì:
+ Nếu < 1 GHz: có quá nhiều nhiễu
+ Nếu > 10 GHz : bị hấp thụ bởi tầng khí quyển.
Cặp tần số thu/phát:
+ Cặp 4/6 GHz band (3.7 – 4.2 downlink, 5.925 – 6.425 uplink)
+ Cặp 12/14 GHz band (11.7 -12.2 downlink, 14 – 14.5 uplink)
Tần số cao hơn đòi hỏi tín hiệu phải mạnh để không bị suy giảm, thiết bị thu có thể nhỏ và rẻ hơn
Trễ từ 240-300 ms.
-
Ứng dụng:
Trong truyền hình.
Điện thoại đường dài.
Mạng thương mại riêng
-
-
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
2.4, Sóng bluetooth
Khái Niệm:
Bluetooth là một đặc tả công nghiệp cho truyền thông không dây tầm gần giữa các thiết bị
điện tử. Công nghệ này hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các khoảng cách ngắn giữa các thiết bị di
động và cố định, tạo nên các mạng cá nhân không dây (Wireless Personal Area Network-PANs).
Đặc điểm:
-
Bluetooth có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu 1Mb/s.
-
Bluetooth hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới 720 Kbps trong phạm vi 10 m–100 m.
-
Kết nối Bluetooth là vô hướng và sử dụng giải tần 2,4 GHz.
-
Bluetooth có chuẩn là IEEE 802.15.1.
-
Bluetooth cho phép kết nối và trao đổi thông tin giữa các thiết bị như điện thoại di động, điện
thoại cố định, máy tính xách tay, PC, máy in, thiết bị định vị dùng GPS, máy ảnh số, và video
game console.
Ứng dụng nổi bật:
-
Điều khiển và giao tiếp không giây giữa điện thoại di động và tai nghe không dây.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
-
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Mạng không dây giữa các máy tính cá nhân trong một không gian hẹp đòi hỏi ít băng thông.
Giao tiếp không dây với các thiết bị vào ra của máy tính, chẳng hạn như chuột, bàn phím và máy
in.
Truyền dữ liệu giữa các thiết bị dùng giao thức OBEX.
Thay thế các giao tiếp nối tiếp dùng dây truyền thống giữa các thiết bị đo, thiết bị định vị dùng
GPS, thiết bị y tế, máy quét mã vạch, và các thiết bị điều khiển giao thông.
Thay thế các điều khiển dùng tia hồng ngoại.
Điều khiển từ xa cho các thiết bị trò chơi điện tử như Wii - Máy chơi trò chơi điện tử thế hệ 7
của Nintendo và PlayStation 3 của Sony.
Kết nối Internet cho PC hoặc PDA bằng cách dùng điện thoại di động thay modem.
II. Kiến trúc mạng:
1. Topo là gì ?
Topo tức là hình thù mạng, bất kì mạng thông tin nào cũng có 2 loại kết cấu topo:
Topo vật lý: mô tả cấu trúc vật lý của điểm nút mạng.
Topo logic: mô tả sự phân bố dịch vụ giữa 2 điểm nút mạng.
2. Topo vật lý
2.1, Định nghĩa và đặc điểm
Topo của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng
cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thông thường mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng
phân cấp, mạng full mesh, mạng partial mesh…
Topo vật lý đóng vai trò chủ yếu là hoạt động kết nối sợi ở thiết bị đầu cuối là hiệu suất chủ
yếu của mạng .Chúng ảnh hưởng đến nhiều chất lượng tín hiệu quang ,hiệu suất quang , lưu
lượng đưa vào lớn nhất và khả năng tồn tại của mạng.
2.2, Các loại cấu trúc mạng
a, Mạng dạng hình sao (Star topology)
Mạng dạng hình sao bao gồm một trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các
trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung tâm của mạng điều phối mọi
hoạt động trong mạng với các chức nǎng cơ bản là:
Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau.
Cho phép theo dõi và sử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin.
Thông báo các trạng thái của mạng...
Ưu điểm:
Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị
hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.
Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định.
Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.
Nhược điểm:
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả nǎng của 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 (100 m).
Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung (HUB hay
Switch) bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với HUB/Switch không
cần thông qua trục BUS, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng. Gần đây, cùng với sự phát
triển switching hub, mô hình này ngày càng trở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng mới lắp.
b, Mạng hình tuyến (Bus Topology)
Theo cách bố trí hành lang các đường như hình vẽ thì máy chủ (host) cũng như tất cả các máy
tính khác (workstation) hoặc các nút (node) đều được nối về với nhau trên một trục đường dây
cáp chính để chuyển tải tín hiệu.
Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi
một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên hoặc xuống
trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến.
Hình minh họa: Topo hình tuyến
-
Ưu điểm:
Dùng dây cáp ít, dễ lắp đạt
Không giới hạn độ dài cáp
Nhược điểm:
Sẽ gây ra nghẽn mạng khi chuyển lưu lượng dữ liệu lớn
Khi một trạm trên đường truyền bị hỏng thì các trạm khác cũng ngừng hoạt động.
c, Mạng dạng vòng (Ring Topology)
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một
vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi
thời điểm chỉ được một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi
trạm tiếp nhận.
Ưu điểm:
Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai
kiểu trên.
Nhược điểm:
Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.
Hình minh họa: Topo hình vòng
d, Mạng dạng kết hợp
-
Kết hợp hình sao và tuyến (star/Bus Topology)
+ Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ
thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology.
+ Ưu điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau,
ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển
trong việc bố trí đường dây tương thích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào.
-
Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring Topology)
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
+ Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology, có một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyển
vòng quanh một cái HUB trung tâm. Mỗi trạm làm việc (workstation) được nối với HUB - là cầu
nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết.
e, Mạng full mesh
Topo này cho phép các thiết bị kết nối trực tiếp với các thiết bị khác mà không cần phải qua
bộ tập trung như Hub hay Switch.
Ưu điểm:
Các thiết bị hoạt động độc lập, khi thiết bị này hỏng vẫn không ảnh hưởng đến thiết bị khác
Nhược điểm:
Tiêu tốn tài nguyên về memory, về xử lý của các máy trạm
Quản lý phức tạp
f, Mạng phân cấp (Hierarchical)
-
-
Mô hình này cho phép quản lý thiết bị tập chung, các máy trạm được đặt theo từng lớp tùy thuộc
vào chức năng của từng lớp.
Ưu điểm:
Khả năng quản lý, bảo mật hệ thống tốt.
Nhược điểm:
Phải dùng nhiều bộ tập trung dẫn đến chi phí nhiều.
3, Topo logic:
Topo logic của mạng là cách thức mà các host truyền tin qua môi trường truyền dẫn.
Có 2 topo logic phổ biến là Broadcast và Token passing.
- Broadcast: có ý nghĩa đơn giản là mỗi host gửi dữ liệu của nó đến tất cả các host khác trên môi
trường truyền. Tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền vật lý. Không có sự đăng ký
trạm kế tiếp sử dụng môi trường truyền, thay vì vậy đến trước phục vụ trước..Topo logic này có
sử dụng phương thức truy cập đường truyền CSMA/CD rất phổ biến trong các mạng Ethernet.
- Token passing: điều khiển truy xuất mạng bằng một token điện tuần tự đến mỗi host. Khi một
host nhận token có nghĩa là host đó có thể truyền dữ liệu lên mạng, nếu host không có dữ liệu để
truyền nó sẽ chuyển token đến host kế tiếp và quá trình này được lặp lại trong mạng để truyền
đến khi tới đích thì dừng lại.
III, Các thiết bị nối mạng
1, Bộ lặp ( Repeater ):
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Repeater là một thiết bị ở lớp 1 (Physical Layer) trong mô hình OSI. Repeater có vai trò
khuếch đại tín hiệu vật lý ở đầu vào và cung cấp năng lượng cho tín hiệu ở đầu ra để có thể đến
đượcnhững chặng đường tiếp theo trong mạng. Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua
sợiquang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater.
Chức năng :
Mở rộng khoảng cách cho phương tiên truyền dẫn .
Mở rộng số trạm kết nối nhưng không giải quyết được vấn đề tắc nghẽn.
Là đầu nối các loại phương tiện truyền dẫn theo các dạng topo.
Phân loại mạng để cô lập lỗi điện làm tăng độ tin cậy.
2.Hub (hay còn gọi là Multi- port repeater)
-
Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng. Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn
nhiều hơn.Trong phần lớn các trường hợp, Hub được sử dụng trong các mạng 10BASE-T
hay100BASE-T. Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hub đóng vai trò là trung tâm
của mạng. Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổng và sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác.
Phân loại :
Active hub : là loại Hub được dùng phổ biến, cần được cấp nguồn khi hoạt động, được sử dụng
để khuếch đại tín hiệu đến và cho tín hiệu ra những cổng còn lại, đảm bảo mức tín hiệu cần thiết.
Smart Hub (Intelligent Hub) có chức năng tương tự như Active Hub, nhưng có tích hợp thêm
chip có khả năng tự động dò lỗi, rất hữu ích trong trường hợp dò tìm và phát hiện lỗi trong mạng.
Dùng Hub để tạo các topo mạng
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Hub đóng vai trò kết nối trung tâm cho tất cả các thiết bị mạng, và xử lý một dạng dữliệu
được gọi là "frame" (khung). Mỗi khung đều mang theo dữ liệu. Khi khung được tiếp nhận, nó sẽ
được khuyếch đại và truyền tới cổng của PC đích.
Với Hub, một khung dữ liệu được truyền đi hoặc được phát tới tất cả các cổng của thiết bị mà
không phân biệt các cổng với nhau. Việc chuyển khung dữ liệu tới tất cả các cổng của Hub để
chắc rằng dữ liệu sẽ được chuyển tới đích cần đến.Tuy nhiên, khả năng này lại tiêu tốn rất nhiều
lưu lượng mạng và có thể khiến cho mạng bị chậm đi (đối với các mạng công suất kém).
Ngoài ra, một Hub 10/100Mbps phải chia sẻ băng thông với tất cả các cổng của nó. Do vậy
khi chỉ có một PC phát đi dữ liệu (broadcast) thì Hub vẫn sử dụng băng thông tối đa của mình.
Tuy nhiên, nếu nhiều PC cùng phát đi dữ liệu, thì vẫn một lượng băng thông này được sử dụng,
và sẽ phải chia nhỏ ra khiến hiệu suất giảm đi.
3, Bridges
Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI ( Open System Interconnection ). Bridge
được sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn duy nhất.Bridge được sử dụng phổ
biến đểlàm cầu nối giữa hai mạng Ethernet. Bridge quan sát các gói tin (packet) trên mọi mạng.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới một máy tính trên mạng khác,
Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích.
-
Chức năng:
Phân chia mạng LAN thành các vùng truy nhập riêng để giải quyết vấn đề tắt nghẽn
(Congestion) :
Token Ring: Chia ra các vòng Ring.
Ethernet: Chia các miền va chạm (Collision domain).
Nối các mạng khác nhau về phương thức truy cập.
Ethernet kết nối với Token Ring.
Ethernet kết nối với Wlan.
Ưu điểm:
-
Hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có thể gửi các thông tin với
nhau đơn giản mà không cần biết có sự "can thiệp" của Bridge. Một Bridge có thể xử lý được
nhiều lưu thông trên mạng như Novell, Banyan... cũng như là địa chỉ IP cùng một lúc.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Nhược điểm:
Chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng Bridge cho những mạng hoạt động nhanh sẽ khó
khăn nếu chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý.
4, Switch:
Switch được mô tả như là một Bridge có nhiều cổng. Trong khi một Bridge chỉ có 2 cổng để
liên kết được 2 segment mạng với nhau, thì Switch lại có khả năng kết nối được nhiều segment
lại với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) trên Switch. Cũng giống như Bridge, Switch cũng
"học" thông tin của mạng thông qua các gói tin (packet) mà nó nhận được từ các máy trong
mạng. Switch sử dụng các thông tin này để xây dựng lên bảng Switch, bảng này cung cấp thông
tin giúp các gói thông tin đến đúng địa chỉ.
Switch (Layer 2 -Data Link) là multi-port bridge
5, Router
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
-
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Router là thiết bị mạng lớp 3 của mô hình OSI (Network Layer). Router kết nối hai hay nhiều
mạng IP với nhau.
Ưu điểm:
Về mặt vật lý,Router có thể kết nối với các loại mạng khác lại với nhau,từ những Ethernet cục bộ
tốc độ cao cho đến đường dây điện thoại đường dài có tốc độ chậm.
Nhược điểm:
Router chậm hơn Bridge vì chúng đòi hỏi nhiều tính toán hơn để tìm ra cách dẫn đường cho các
gói tin, đặc biệt khi các mạng kết nối với nhau không cùng tốc độ.
Router thường được kết nối với ít nhất hai mạng, thông thường là hai mạng LAN hoặc WAN,
hoặc một LAN và mạng của ISP nào đó. Nhờ sử dụng các tiêu đề (Header) và bảng chuyển tiếp
(Forwarding table), router có thể quyết định nên sử dụng đường đi nào là tốt nhất để chuyển tiếp
các gói tin. Router sử dụng giao thức ICMP để giao tiếp với các Router khác và giúp cấu hình
tuyến tốt nhất giữa bất cứ hai Host nào.
Tất cả các Router đều có cổng WAN để kết nối với đường DSL hoặc Modem cáp – dành cho
dịch vụ Internet băng rộng, và Switch tích hợp để tạo mạng LAN được dễ dàng hơn. Tính năng
này cho phép tất cả các PC trong mạng LAN có thể truy cập Internet và sử dụng các dịch vụ chia
sẻ file và máy in.
Một số Router chỉ có một cổng WAN và một cổng LAN, được thiết kế cho việc kết nối một
Hub/Switch LAN hiện hành với mạng WAN. Các Switch và Hub Ethernet có thể kết nối với một
Router để mở rộng mạng LAN. Tuỳ thuộc vào khả năng (nhiều cổng) của mỗi Router, Switch
hoặc Hub, mà kết nối giữa các Router, Switche/Hub có thể cần tới cáp nối thẳng hoặc nối vòng.
Một số Router thậm chí có cả cổng USB và nhiều điểm truy cập không dây tích hợp.
Một số Router cao cấp hoặc dành cho doanh nghiệp còn được tích hợp cổng Serial – giúp kết
nối với Modem quay số ngoài, rất hữu ích trong trường hợp dự phòng đường kết nối băng rộng
chính trục trặc, và tích hợp máy chủ máy in mạng LAN và cổng máy in. Ngoài tính năng bảo vệ
được NAT cung cấp, rất nhiều Router còn có phần cứng tường lửa tích hợp sẵn có thể cấu hình
từ mức đơn giản tới phức tạp. Ngoài ra, tường lửa còn cho phép cấu hình cổng TCP/UDP dành
cho game, dịch vụ chat, và nhiều tính năng khác.
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
6.Access point
Điểm kết nối (không dây) chỉ là điểm kết nối, được nối với một Router hay Switch bằng dây
LAN, sau đó sẽ chuyển tín hiệu từ LAN ra dạng Wlan (WirelessLan: Lan không dây)
-
-
7, Modem
Dùng để điều chế tín hiệu số (Digital) sang tín hiệu tương tự (Analog) và ngược lại.
Điều chế và giải điều chế tín hiệu, CCITT cho phép sử dụng các Modem vào việc truyền số liệu
quốc tế.
Về nguyên lý:
Đáp ứng 2 yêu cầu tham số: Lưu lượng thông tin, phần tử mạng.
Thao tác:
Tự động quay số (Auto dial): gọi một Modem khác theo chế độ xung hoặc đa tần.
Tự động trả lời (Auto answer) làm ngắt quá trình kết nối với đường truyền điện thoại khi cuộc
truyền dữ liệu đã hoàn tất hay có lỗi.
Tự động thích ứng tốc độ giữa 2 Modem Chuyển đổi các bít sang dạng tín hiệu thích hợp với
đường truyền điện thoại, chuyển đổi tín hiệu tương tự số và ngược lại.
Các tiêu chuẩn dùng cho Modem:
V32 bit: 14,4 Kb/s
V22 bit: 2,4 Kb/s
V17: 14,4 bit/s
V27: 4,8 Kb/s
Bell: 1,2 Kb/s
Các thanh ghi trên Modem:
Thanh ghi trạng thái S: Cất giữ các tham số khi cài đặt
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
-
S0: số tiếng chuông để bắt đầu trả lời tự động.
S1: đếm số chuông gọi đến.
S2: ký tự escape.
S3: trở lại đầu dòng.
S4: về đầu dòng.
S5: back space.
Có 2 loại modem là Internal và Exter:
Lắp đặt Modem trong :
Lắp đặt Modem ngoài :
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
8.Gateway:
-
-
Gateway cho phép nối ghép hai loại giao thức với nhau. Ví dụ: mạng của bạn sử dụng giao thức
IP và mạng của ai đó sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA... hoặc một giao thức nào đó
thì Gateway sẽ chuyển đổi từ loại giao thức này sang loại khác.
Qua Gateway, các máy tính trong các mạng sử dụng các giao thức khác nhau có thể dễ dàng giao
tiếp được với nhau.
Gateway không chỉ phân biệt các giao thức mà còn có thể phân biệt ứng dụng như cách bạn
chuyển thư điện tử từ mạng này sang mạng khác, chuyển đổi một phiên làm việc từ xa..
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
--- The end---
GVHD: KS.Đào Anh Thư
Chủ đề 4:
Môi trường truyền và kiến trúc mạng
Mục lục
Chủ đề 4:______________________________________________________Trang
I, Môi trường truyền_________________________________________________1
1,Tìm hiểu về các loại cáp truyền_____________________________________1
1.1, Cáp đôi dây xoắn.____________________________________________1
1.2, Cáp đồng trục________________________________________________3
1.3, Cáp quang__________________________________________________5
2, Môi trường không dây____________________________________________7
2.1, Hồng ngoại_________________________________________________8
2.2, Sóng Radio_________________________________________________8
2.3, Sóng viba___________________________________________________9
2.4, Sóng Bluetooth_____________________________________________10
II, Kiến trúc mạng____________________________________________________11
1, Topo là gì ?_____________________________________________________11
2, Topo vật lý_____________________________________________________11
2.1, Định nghĩa và đặc điểm_______________________________________11
2.2, Các cấu trúc mạng___________________________________________11
3, Topo logic______________________________________________________14
III, Các thiết bị nối mạng_____________________________________________15
1, Bộ lặp__________________________________________________________15
2, Hub_____________________________________________________________15
3, Bridges_________________________________________________________17
4, Switch__________________________________________________________18
5, Router__________________________________________________________19
6, Access point__________________________________________20
7, Modem_________________________________________________________20
8, Gateway________________________________________________________22
GVHD: KS.Đào Anh Thư
