Bài giảng Mạng máy tính Phần 2

5/5/2013 1 2 Caùc thaønh phaàn taïo neân maïng HARDWARE (Phần cứng) SOFWARE (Phần mềm) NETWORK (Mạng) 3 Hệ thống mạng bao gồm  Phần cứng (Hardware)  Các môi trường truyền thông  Các thiết bị mạng  Card mạng (NIC : Network Interface Card)  Hub, Switch, Router…  Phần mềm (Software)  Hệ điều hành mạng (NOS)  Các chương trình ứng dụng mạng 4 Một mạng máy tính đơn giản gồm  Ít nhất 2 trạm làm việc (máy tính..)  Một thiết bị giao tiếp mạng trên mỗi trạm (NIC)  Một môi trường trường truyền : Cáp nối, sóng vô tuyến (không dây)  Hệ điều hành mạng (NOS)  Hệ Windows 95, 98, NT, 2000, XP/2003  Hệ Unix : Linux  Hệ Novell Netware  Thông thường dùng Hub, Switch làm thiết bị trung tâm để kết nối các trạm làm việc 5/5/2013 2 5 Môi trường truyền thông Höõu tuyeán Voâ tuyeán Băng thông: (Bandwith) là tốc độ truyền dữ liệu. Đơn vị đo băng thông là Hz  (chu kỳ dao động trong 1 giây).  Thông Lượng (throughput): Lượng thông tin di chuyển từ nơi này sang nơi khác trong một khoảng thời gian. Ví dụ: Một cáp truyền thông có băng thông từ 500 đến 5000Hz nghĩa là nó có thể truyền các tín hiệu với tần số từ 500 đến 5000 chu kỳ dao động/ giây. Một mạng Lan có băng thông 100Mbps nghĩa là nó có tốc độ truyền tin tối đa là 100 Megabit trong một giây. 5/5/2013 3  Thông lượng là băng thông thực tế đo được vào một thời điểm cụ thể.  Các yếu tố ảnh hưởng đến thông lượng: Thiết bịmạng Kiểu dữ liệu truyền Số lượng người dùng Máy tính của người dùng Các điều kiện khác như năng lượng… Hữu hạn Tiết kiệm tiền bạc Tiêu chuẩn để tính chất lượng mạng Tăng liên tục Thông lượng (Throughput) : Chỉ tốc độ truyền của đường truyền. Đơn vị đo thông lượng là bps (bit per second- bit/giây). Sự suy giảm tín hiệu (attenuation): là hiện tượng tín hiệu bị yếu đi trong khi truyền trên đường truyền. Nhiễu điện từ (electromagnetic interference-EMI): là hiện tượng các sóng điện từ trong môi trường bên ngoài làm biến dạng tín hiệu được truyền trên cáp. Nhiễu xuyên âm: là một dạng đặc biệt của nhiễu điện từ. 5/5/2013 4 Chế độ truyền băng tần cơ sở Chế độ truyền băng tần rộng CHẾ ĐỘ TRUYỀN BĂNG TẦN CƠ SỞ  Dành toàn bộ dải thông cho một kênh truyền thông, tín hiệu truyền có thể là tín hiệu số (digital) hay tín hiệu mô phỏng (analog). Đây là chế độ truyền của đa số các mạng Lan. Trong chế độ này kỹ thuật dồn kênh phân theo thời gian (TDM-Time Division Multiplexing) được sử dụng để phục vụ cùng lúc nhiều cuộc truyền. Cho phép nhiều kênh truyền thông dùng chung dải thông của đường truyền bằng cách chia nhỏ dải thông thành nhiều khoảng tần số. Kĩ thuật thường dùng trên các kênh broad band để truyền tín hiệu tương tự là dồn kênh phân theo tần số (FDM‐ Frequency division multiplexing) Chế độ truyền băng tần rộng (cont)  Ở đầu phát một thiết bị thực hiện việc dồn kênh (multiplexing) tức là tổ hợp nhiều kênh dữ liệu lại để truyền trên một đường truyền.  Ở trạm thu thiết bị này làm công việc ngược lại, phân kênh (demultiplexing), tức là tách tín hiệu nhận được thành các kênh riêng biệt ban đầu. 5/5/2013 5 Phương tiện truyền dẫn 5/5/2013 6 Coaxial Cable Categories of coaxial cables Category Impedance Use RG-59 75  Cable TV RG-58 50  Thin Ethernet RG-11 50  Thick Ethernet  Cáp đồng trục mảnh (thinnet). Còn gọi là cáp gầy, đường kính 0.5cm. tên gọi của cáp này do IEEE đặt là 10 Base 2 với ý nghĩa là: thông lượng 10 Mbps, chế độ truyền Based band và khoảng cách truyền 200 m.  Cáp đồng trục dày (thicknet): Còn gọi là cáp béo, đường kính 1.3 cm, là một loại cáp có lớp chống nhiễu tốt nên thường dùng làm cáp xương sống(backbone) cho những mạng lớn.  Tên của cáp này IEEE đặt là 10 Base 5.  Sử dụng một thiết bị là Tranceiver để nối vào cổng AUI (Attachment Unit Interface) trên NIC của máy tính. 5/5/2013 7  Cáp đồng trục dày (thicknet): Còn gọi là cáp béo, đường kính 1.3 cm, là một loại cáp có lớp chống nhiễu tốt nên thường dùng làm cáp xương sống(backbone) cho những mạng lớn.  Tên của cáp này IEEE đặt là 10 Base 5.  Sử dụng một thiết bị là Tranceiver để nối vào cổng AUI (Attachment Unit Interface) trên NIC của máy tính. Cáp đồng trục  10Base2  10Base5 Cáp xoắn (Twisted pair cable)  Cáp xoắn gồm các đôi dây bện vào nhau một cách đều đặn, bên ngoài có một lớp kim loại để chống nhiễu. Ngoài cùng là lớp vỏ bảo vệ làm bằng nhựa. Dây cáp xoắn cặp (twisted pair cable) 5/5/2013 8 Twisted Pair Cáp xoắn UTP & STP  10BaseT  100BaseTX Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống nhiễu điện từ, có loại có một đôi giây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôi giây xoắn với nhau. Cáp không bọc kim loại (UTP): Tính tương tự như STP nhưng kém hơn về khả năng chống nhiễu và suy hao vì không có vỏ bọc. UTP connector Categories of unshielded twisted-pair cables Category Bandwidth Data Rate Digital/Analog Use 1 very low < 100 kbps Analog Telephone 2 < 2 MHz 2 Mbps Analog/digital T-1 lines 3 16 MHz 10 Mbps Digital LANs 4 20 MHz 20 Mbps Digital LANs 5 100 MHz 100 Mbps Digital LANs 6 300 MHz 300 Mbps Digital LANs 7 (draft) 600 MHz 600 Mbps Digital LANs 5/5/2013 9 Cáp quang (Fiber Optic Cable)  Cáp quang khắc phục được hầu hết những nhược  điểm của các loại cáp khác. Trong cáp quang tín hiệu  được truyền đi dưới dạng ánh sáng.  Lõi sợi quang truyền tín hiệu được làm bằng thuỷ tinh  hữu cơ hay nhựa tổng hợp có độ trong suốt rất cao. 34 Cáp quang học (Fiber Optic) : Cáp quang thường dùng cho đường dây mạng trục chính (Backbone) trong mạng lớn Tốc độ truyền thông cao lên đến Gbps Có 3 lớp chính :  Lớp ngòai cùng : vỏ bọc nhựa là Lớp bảo vệ (Coating)  Lớp giữa : Lớp thuỷ tinh phản xạ ánh sáng (Cladding)  Lớp trong cùng : lõi thuỷ tinh truyền ánh sáng (Core) 35 Backbone Fiber Optic Ring THIEÁT BÒ MAÏNG (tt) Cáp quang  100BaseFX  1000BaseLX 5/5/2013 10  Tín hiệu truyền trên cáp quang được tạo bởi nguồn sáng laser ILD (Ịnjection Lasser Diodes) cho tia sáng đơn sắc, song song thường được dùng trong các mạng Lan với độ dài cáp có thể tới hàng trăm km. hay LED (Light Emitting Diodes-diot phát quang) chất lượng ánh sáng không cao, tia sáng tạp và độ dài cáp không thể vượt quá vài km. Các  đặc tính của cáp quang  Thông lượng: trong phòng thí nghiệm cáp quang có thể truyền tin với tốc độ rất cao đến 200.000 Mbps  Chống chịu nhiễu và suy yếu: mọi loại nhiễu điện từ không ảnh hưởng đến tín hiệu  Không bị thu trộm bởi các thiết bị phát hiện bức xạ điện từ.  Khó lắp đặt so với các loại cáp khác. Optical Fiber Fiber-optic cable connectors 5/5/2013 11 Thông số cơ bản của các loại cáp Wireless Wireless?  Các kỹ thuật  Radio  Microwave  Infrared  Lightwave Radio  Đặc điểm  Tần số  Thiết bị: antenna,  transceiver  Phân loại  Single‐Frequency  Low power  High power  Spread‐Spectrum  Direct‐sequence modulation  Frequency‐hopping Microwave (sóng cực ngắn)  Đặc điểm  Phân loại  Terrestrial  Microwave  Satellite  Microwave  Thông số 5/5/2013 12 Infrared (Sóng hồng ngoại)  Đặc điểm  Phân loại  Point‐to‐point  Infrared  Broadcast Infrared  Thông số Lightwave Các thiết bị liên kết mạng  Card mạng (Network Interface Card ‐ NIC)  Modem   Repeater (Bộ khuếch đại/chuyển tiếp)  Hub (Bộ tập trung)  Bridge (Cầu nối)  Switch (Bộ chuyển mạch)  Router (Bộ tiếp vận/định tuyến)  Gateway (Cổng nối) Biểu diễn của các thiết bị mạng  trong sơ đồ mạng 5/5/2013 13 Card mạng  Kết nối giữa máy tính và cáp mạng để phát hoặc  nhận dữ liệu với các máy tính khác thông qua  mạng.  Kiểm soát luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ  thống cáp. Mỗi NIC (Network Interface Adapter Card) có  một mã duy nhất gọi là địa chỉ MAC (Media  Access Control). MAC address có 6 byte, 3 byte  đầu là mã số nhà sản xuất, 3 byte sau là số serial  của card. 49 Card mạng (Network Interface Card-NIC) •Kết nối với PC bằng Khe cắm mở rộng (Slot) : ISA, PCI.. •Tốc độ truyền dữ liệu : 10/100/1000 Mbps… •Chuẩn Kỹ thuật mạng : Ethernet, Token Ring.. •Sở hữu một mã duy nhất, được gọi là địa chỉ MAC. Card mạng Modem  Là tên viết tắt của hai từ điều chế (Modulator) và giải  điều chế (DEModulator).  Điều chế tín hiệu số (Digital) sang tín hiệu tương tự  (Analog) để gởi theo đường điện thoại và ngược lại.  Có 2 loại là Internal và External. 51 Modem 52 5/5/2013 14  Repeater: Thiết bị thuộc phần cứng, được sử dụng để phát triển cự ly ghép nối mạng bằng cách khuếch đại rồi truyền thông tin chạy qua suốt mạng. Repeater  Trong một mạng LAN, giới hạn của cáp mạng là 100m (cho loại cáp mạng CAT 5 UTP – là cáp được dùng phổ biến nhất), bởi tín hiệu bị suy hao trên đường truyền nên không thể đi xa hơn. Vì vậy, để có thể kết nối các thiết bị ở xa hơn, mạng cần các thiết bị để khuếch đại và định thời lại tín hiệu, giúp tín hiệu có thể truyền dẫn đi xa hơn giới hạn này.  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 được những chặng đường tiếp theo trong mạng. Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua sợi quang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater. HUB Là thiết bị trung tâm nối mạng Dùng nối mạng Star Topology (hình sao) Có 2 loại Hub : * Hub thụ động :Đơn thuần chỉ là bộ nối dây, phát tán tín hiệu cho các thiết bị trong mạng, có thể không cần nguồn điện * Hub chủ động : có các tính chất tái tạo và truyền lại tín hiệu, kiểm soát các lưu lượng và sửa lỗi. THIEÁT BÒ MAÏNG (tt) * Hub lai : Chấp nhận nhiều loại cáp khác nhau còn gọi là Hybrid Hub, có thể mở rộng mạng được kêt nối qua Hub bằng cách nối thêm nhiều Hub nữa 5/5/2013 15 Bridge (cầu nối)  Dùng để nối 2 mạng có giao thức giống hoặc  khác nhau.  Chia mạng thành nhiều phân đoạn nhằm giảm  lưu lượng trên mạng.  Hoạt động ở lớp Data Link với 2 chức năng  chính là lọc và chuyển vận.  Dựa trên bảng địa chỉ MAC lưu trữ, Brigde  kiểm tra các gói tin và xử lý chúng trước khi có  quyết định chuyển đi hay không. 57 Bridge (cầu nối) 58 Hub Hub Bridge Switch (bộ chuyển mạch)  Là thiết bị giống Bridge và Hub cộng lại nhưng  thông minh hơn.  Có khả năng chỉ chuyển dữ liệu đến đúng kết nối  thực sự cần dữ liệu này làm giảm đụng độ trên  mạng.  Dùng để phân đoạn mạng trong các mạng cục bộ  lớn (VLAN).  Hoạt động ở lớp Data Link. 59 Switch (bộ chuyển mạch) 60 5/5/2013 16 Switch (bộ chuyển mạch) 61 Router (Bộ định tuyến)  Dùng để ghép nối các mạng cục bộ (LAN) lại với  nhau thành mạng diện rộng (WAN).  Lựa chọn đường đi tốt nhất cho các gói tin  hướng ra mạng bên ngoài.  Hoạt động chủ yếu ở lớp Network.  Có 2 phương thức định tuyến chính:  Định tuyến tĩnh: cấu hình các đường cố định và cài  đặt các đường đi này vào bảng định tuyến.  Định tuyến động:  Vectơ khoảng cách: RIP, IGRP, EIGRP, BGP  Trạng thái đường liên kết: OSPF 62 Router (Bộ định tuyến) 63 Gateway (Proxy ‐ cổng nối) • Thường dùng để kết nối các  mạng không thuần nhất, chủ  yếu là mạng LAN với mạng lớn  bên ngoài chứ không dùng kết  nối LAN – LAN. • Kiểm soát luồng dữ liệu ra vào  mạng. • Hoạt động phức tạp và chậm  hơn Router. • Hoạt động từ tầng thứ 47 64 5/5/2013 17 Patch Panel THIEÁT BÒ MAÏNG (tt) 66 KYÕ THUAÄT BAÁM CABLE  Jack cắm RJ-45 (Registered Jack 45)  Có 8 dây dẫn tương ứng với đầu cắm RJ- 45 67  Chuẩn 568-B 68  Chuẩn 568-A 5/5/2013 18 Qui ước mã màu cáp UTP  Cáp UTP gồm 4 cặp sợi xoắn với nhau Qui ước NIC‐port TIA/EIA 568B Pin Use 1 Transmit 2 Transmit 3 Receive 4 NC 5 NC 6 Receive 7 NC 8 NC Qui ước HUB‐port  TIA/EIA 568B Pin Use 1 Receive 2 Receive 3 Transmit 4 NC 5 NC 6 Transmit 7 NC 8 NC Qui ước mã màu cáp TIA/EIA 568B Pin Color 1 White Orange 2 Orange 3 White Green 4 Blue 5 White Blue 6 Green 7 White Brown 8 Brown 5/5/2013 19 Qui ước đấu cáp MDI  Cáp thẳng (straight): PC‐switch, switch‐router,  PC‐hub.  8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 Qui ước đấu cáp MDI‐X  Cáp chéo (crossover): nối các thiết bị hub‐ switch, hub‐hub, switch‐switch, router‐router,  router‐PC, PC‐PC. 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 QuickGuide 1-3, 2-6 Các yếu tố ảnh hưởng kết nối và truyền  thông tin  Tốc độ truyền dữ liệu: tần số cao, băng thông rộng,  nhiều dữ liệu hơn.  Cấu trúc đường truyền:  Điểm nối điểm (Point‐to‐point): nối trực tiếp máy gửi  và máy nhận dữ liệu.  Kết nối Đa điểm (Multipoint):trên một đường truyền có  nhiều kết nối từ nhiều thiết bị truyền thông đến một  máy tính. Truyền thông trên mạng vô tuyến.  Kết nối 2 máy tính ở xa.  Kết nối các máy trạm di động để phục vụ cho các  nhân viên thường xuyên đi lại.  Cung cấp đường truyền dự phòng cho mạng hữu  tuyến để mạng không gián đoạn.  Cung cấp những nối kết tạm thời hoặc những khu  vực khó lắp đặt dây cáp 5/5/2013 20  Mạng cục bộ vô tuyến (wireless LAN)  Mạng cục bộ vô tuyến mở rộng (extended  wireless LAN)  Mạng tính toán di động (mobilecomputing) Sự phân biệt giữa các loại mạng này chính là thiết bị truyền tín hiệu  Mạng này bao gồm một mạng Lan hữu tuyến  kết nối với các máy trạm hữu tuyến thông qua  các điểm truy nhập (access point). Đó là các  thiết bị  thu phát tín hiệu vô tuyến rồi chuyển  tín hiệu điện lên đường cáp mạng Mạng cục bộ vô tuyến sử dụng các công nghệ truyền tín hiệu sau:  Tia hồng ngoại (infrared)  Tia Laser  Sóng vô tuyến dải hẹp, còn gọi là đơn tần (narrow  band).  Sóng vô tuyến phổ rộng.                          Đây chính là các mạng Lan kết nối với nhau bằng đường truyền vô tuyến.  Sử dụng thiết bị gọi là Cầu nối vô tuyến (wireless bridge) để tạo ra các trục sóng vô tuyến có thể dài đến 5km, để nối liền các vị trí mạng Lan thành phần. 5/5/2013 21  Mạng tính toán di động yêu cầu phải có những dịch vụ truyền thông công cộng để truyền nhận dữ liệu theo một trong những phương thức sau:  Truyền dữ liệu gói bằng vô tuyến(packet‐radio communication)  Truyền dữ liệu trên mạng ô (cellular network)  Sử dụng trạm viba Môi trường truyền vô tuyến  Sóng vô tuyến có nhiều tần số khác nhau ( SGK trang  39).  Sóng Radio dùng để phát tín hiệu trong mạng Lan Giao tiếp không dây  Không cần dây  Những khó khăn  Khoảng cách  Vật cản  Băng thông  Bảo mật  Truyền qua đường viba (microwave transmission)  Thông tin vệ tinh (satellite)  Điện thoại vô tuyến (cellular phone) 5/5/2013 22 Analogue & Digital Signals