›
›

Bài giảng Mạng máy tính - Viễn thông: Các công nghệ mạng máy tính

ppt 99 trang phuongnguyen 6630
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạng máy tính - Viễn thông: Các công nghệ mạng máy tính", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_mang_may_tinh_vien_thong_cac_cong_nghe_mang_may_ti.ppt

Nội dung text: Bài giảng Mạng máy tính - Viễn thông: Các công nghệ mạng máy tính

  1. Các công nghệ mạng máy tính
  2. Nội dung ◼ Các công nghệ LAN ◼ Các công nghệ WAN PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 2
  3. Các công nghệ mạng cục bộ (LAN)
  4. Nội dung ◼ Các công nghệ LAN ◼ Ethernet ◼ Chuyển mạch Ethernet ◼ Mạng LAN ảo ◼ Wireless LAN (WLAN) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 4
  5. Các công nghệ LAN ◼ IEEE 802.3 Ethernet ◼ IEEE 802.11 WLAN ◼ IEEE 802.4 Token bus ◼ IEEE 802.5 Token ring ◼ FDDI (Fiber Distributed Data Interface) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 5
  6. Token và FDDI ◼ Token ring và Token bus: Dựa trên giao thức token passing (chuyển thẻ bài) Là những công nghệ cũ, không còn được sử dụng ◼ FDDI: Mạng tốc độ cao, dùng cho mạng LAN có quy mô lớn và mạng MAN PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 6
  7. Công nghệ Ethernet OSI Application LLC: Logical Link Control MAC: Media Access Control Presentation Session Transport Ethernet Network LLC Data-Link MAC Physical Physical PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 7
  8. Lịch sử Ethernet ◼ 1970’s: ĐH Hawaii xây dựng giao thức CSMA/CD ◼ 1980’s: Xerox thử nghiệm hệ thống đầu tiên ◼ 1985: Chuẩn hóa bởi IEEE 802.3 ◼ 1995: Fast Ethernet ◼ 1998: Gigabit Ethernet PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 8
  9. Cơ chế truyền dữ liệu trong Ethernet Khung dữ liệu Dữ liệu truyền giữa các máy dưới dạng khung (frame) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 9
  10. Cấu trúc khung dữ liệu Ethernet 7 1 6 6 2 0-1500 0-46 4 Dest Source Preambe SFD Lenght Data Pad FCS Address Address -Preamble: gồm 7 byte 10101010, dùng để đồng bộ khung -Start-frame-delimiter (SFD): 10101011, đánh dấu bắt đầu khung -Dest address và Source address: địa chỉ nguồn và địa chỉ đích -Length: chiều dài phần dữ liệu (không bao gồm Preamble) -Pad: Dữ liệu chèn, đảm bảo khung dài ít nhất 64 byte -FCS(Frame Check Sequence): Kiểm tra lỗi khung PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 10
  11. Địa chỉ Ethernet ◼ Địa chỉ MAC (Media Access Control) hay còn gọi là địa chỉ vật lý (physical address) ◼ Là số nhị phân 48 bit, thường biểu diễn dạng hexa. ◼ Được gán cố định cho từng card mạng. ◼ Địa chỉ đặc biệt gồm 48 bit 1 dùng làm địa chỉ broadcast. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 11
  12. Điều khiển truyền Các máy trong mạng LAN dùng chung một môi trường truyền dẫn (cáp đồng trục)-> cần có cơ chế điều khiển đảm bảo tránh đụng độ (collision) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 12
  13. Cơ chế điều khiển CSMA/CD ◼ CSMA/CD = Carrier Sensing Multiple Access with Collision Detection. Kiểm tra sóng mang (carrier sensing) trước khi đưa frame lên đường truyền. Giám sát đường truyền để phát hiện đụng độ Nếu có đụng độ thì dừng và truyền lại sau một khỏang thời gian ngẫu nhiên PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 13
  14. Miền đụng độ (collision domain) ◼ Phần mạng có khả năng xảy ra đụng độ nếu có nhiều hơn 1 máy đưa dữ liệu lên đường truyền. Miền đụng độ được xác định dựa vào số máy tham gia vào mạng Miền đụng độ càng lớn thì hiệu suất hệ thống càng thấp PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 14
  15. Bộ lặp (Repeater) Repeater ◼ Chiều dài tuyến cáp nối giữa hai máy tính trong mạng giới hạn từ 100-500m (tùy theo phiên bản Ethernet và lọai cáp). ◼ Dùng Repeater để khếch đại tín hiệu có thể tăng chiều dài tuyến cáp lên gấp đôi PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 15
  16. Chuyển bus thành star Đầu nối chữ T Nhược điểm của mô hình bus: -Sử dụng cáp đồng trục, tốc độ thấp -Lắp đặt phức tạp, phạm vi giới hạn -Dễ bị sự cố Hub là thiết bị thay thế tuyến cáp đồng trục trong mạng Ethernet Cáp UTP và đầu nối RJ45 Hub PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 16
  17. Quy tắc 5-4-3-2-1 ◼5: tối đa 5 segment / mạng ◼4: tối đa 4 repeater hoặc hub / mạng ◼3: 3 segment có thiết bị đầu cuối. ◼2: 2 segment không có thiết bị đầu cuối. ◼1: 1 miền dụng độ. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 17
  18. Quy tắc 5-4-3-2-1 Quy tắc 5-4-3-2-1 không áp dụng đối với switch và giao thức STP PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 18
  19. Các phiên bản Ethernet ◼ Ethernet (Ethernet nguyên thủy): 10BASE2: 10Mbps, dùng cáp đồng trục mỏng, khỏang cách tối đa 185m. 10BASE5: 10Mbps, dùng cáp đồng trục dày, khỏang cách tối đa 500m. 10BASE-T: 10Mbps, dùng cáp UTP, khỏang cách tối đa 100m. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 19
  20. Các phiên bản Ethernet ◼ Fast ethernet (1995): 100BASE-TX: 100Mbps, dùng cáp UTP, khỏang cách tối đa 100m. 100BASE-FX: 100Mbps, dùng sợi quang, khỏang cách tối đa 400m. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 20
  21. Các phiên bản Ethernet ◼ Gigabit ethernet (1998): 1000BASE-T: 1000Mbps, dùng cáp UTP, khỏang cách tối đa 100m. 1000BASE-SX: 1000Mbps, dùng sợi quang đa mode, khỏang cách tối đa 500m. 1000BASE-LX: 1000Mbps, dùng sợi quang đơn mode, khỏang cách tối đa 5km. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 21
  22. Các phiên bản Ethernet ◼ 10 gigabit ethernet (2002): 10GBASE-T: 10Gbps, dùng cáp UTP, khỏang cách tối đa 100m. 10GBASE-SR: 10Gbps, dùng sợi quang đa mode, khỏang cách tối đa 80m. 10GBASE-LR: 10Gbps, dùng sợi quang đơn mode, khỏang cách tối đa 25km. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 22
  23. Bắc cầu trong Ethernet ◼ Cơ chế tranh chấp trong mạng Ethernet làm giảm hiệu suất mạng, do đó cần giảm miền đụng độ. ◼ Cơ chế bắc cầu (Bridge) có tác dụng chia đôi miền đụng độ khi nối hai segment với nhau. ◼ Bridge có 2 cổng, mỗi cổng là một miền đụng độ. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 23
  24. Bắc cầu trong Ethernet Hub-to-hub link Nối hai hub trực tiếp với nhau tạo ra một miền đụng độ Bridge Nối hai hub thông qua Bridge tạo ra 2 miền đụng độ PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 24
  25. Bắc cầu trong Ethernet Bridge A B C D E F Segment 1 Segment 2 Bridge theo dõi Địa chỉ MAC của tất A D source MAC address cả các máy trong trong khung dữ liệu B E cùng một segment để xác định máy gởi C F được lưu trong bộ nằm ở segment nào nhớ của Bridge Nếu destination MAC address không có trong bộ nhớ của segment hiện hành, Bridge sẽ chuyển khung dữ liệu qua segment kia PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 25
  26. Chuyển mạch trong Ethernet ◼ Thiết bị Bridge chỉ dùng để nối 2 segment mạng với nhau. ◼ Thiết bị Switch (bộ chuyển mạch) dùng để nối nhiều segment hơn. ◼ Switch có nhiều cổng, mỗi cổng là một miền đụng độ. Cisco 1912 Switch PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 26
  27. Chuyển mạch trong Ethernet Dùng switch để Switch nối các Hub trong mạng Hub Hub Hub Hub Switch Dùng switch để nối các máy tính trong mạng PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 27
  28. So sánh Hub với Switch Hub: Switch: ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 28
  29. Spanning Tree Protocol (STP) Server/Host X Router Y Segment 1 Switch A Switch B Segment 2 Giao thức STP được dùng để lọai bỏ các vòng lặp trên mạng. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 29
  30. Spanning Tree Protocol (STP) ◼ Chọn gốc (Root Bridge): Chọn Bridge/Switch nào có ID nhỏ nhất làm gốc. ◼ Chọn đường đi tối ưu: Mỗi Bridge/Switch tính chi phí (path cost) của tất cả các đường đi từ nó đến gốc, chọn đường đi có chi phí nhỏ nhất và bỏ các đường đi khác. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 30
  31. Xác định path cost trong STP Path cost mặc định phụ thuộc vào tốc độ của giao tiếp như bảng bên. Có thể thay đổi path cost trên thiết bị bằng cách cấu hình. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 31
  32. Xây dựng cây Spanning Tree Cho biết: -Mỗi ô vuông là một Bridge/Switch, giá trị bên trong ô vuông là ID của Bridge/Switch đó. -Tất cả các kết nối đều có tốc độ 100Mbps. Yêu cầu: Chỉ ra kết nối nào sẽ bị lọai bỏ bởi giao thức STP? PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 32
  33. Miền quảng bá ◼ Miền quảng bá (broadcast domain) là phần mạng nhận được khung dữ liệu có địa chỉ đích là ff-ff-ff-ff-ff-ff. ◼ Mỗi segment mạng là một miền quảng bá. ◼ Nối nhiều segment mạng bằng Bridge/Switch tạo ra một miền quảng bá. ◼ Miền quảng bá càng lớn thì hiệu suất hệ thống giảm. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 33
  34. Mạng LAN ảo (VLAN) ◼ VLAN có chức năng chia miền quảng bá thành nhiều phần nhỏ. ◼ VLAN chỉ có thể thực hiện trên Switch, thực chất là “cắt Switch” thành nhiều phần nhỏ một cách luận lý. ◼ Hai máy trong cùng VLAN kết nối với nhau bình thường, hai máy khác VLAN phải kết nối thông qua Router PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 34
  35. VLAN Chia một LAN thật thành 3 LAN ảo PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 35
  36. VLAN ◼ Các lọai VLAN: Port-based VLANs: Chia VLAn bằng cách chỉ định cổng trên Switch MAC-based VLANs: Chia VLAN bằng cách chỉ định địa chỉ MAC của máy tính. Protocol-based VLANs : Chia VLAN theo giao thức mạng (lớp 3) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 36
  37. VLAN trên một Switch Switch VLAN 1 VLAN 2 PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 37
  38. VLAN trên nhiều Switch Switch 1 Switch 2 Backbone VLAN 2 VLAN 1 VLAN 1 VTP (VLAN Trunking Protocol): giao thức dùng để nối 2 Switch có chia VLAN PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 38
  39. Các thiết bị trong mạng Ethernet Repeater Lớp 1 Nối VLAN Thay thế tuyến Hub Lớp 2 cáp đồng trục Bridge Lớp 1 Kéo dài dây cáp Switch Lớp 3 Chuyển mạch Chia đôi Router Lớp 2 miền đụng độ PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 39
  40. Wireless LAN ◼ Chuẩn hóa bởi IEEE 802.11 ◼ Sử dụng sóng vô tuyến để truyền số liệu ◼ Ứng dụng: Mở rộng mạng LAN không cần đi dây Phục vụ người dùng di động ◼ Đặc điểm: Bảo mật kém PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 40
  41. Phổ tần sóng vô tuyến 0 104 109 1012 1015 1017 Power/phone Radio waves Microwaves Infrared Ultra-violet X, Điện/điện thọai Sóng vô tuyến Vi ba Hồng ngọai Cực tím Gama -MW -Viễn thông Ánh -SW -Thiết bị gia sáng dụng khả kiến -VHF -WLAN -UHF WLAN sử dụng phổ tần số từ 2,4 đến 5Ghz, cùng phổ tần với nhiều thiết bị khác. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 41
  42. Giao thức CSMA/CA ◼ WLAN cũng họat động theo cơ chế dùng chung môi trường truyền dẫn. ◼ Trước khi truyền, thiết bị đầu cuối phải giám sát kênh truyền để biết có thiết bị nào khác đang truyền hay không. ◼ Nếu kênh truyền rỗi, dữ liệu được gởi lên đường truyền và nhận được thông tin hồi báo ACK (Acknowledgement) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 42
  43. Tránh đụng độ (Collision Avoidance) ◼ Phía gởi muốn truyền dữ liệu phải gởi khung dữ liệu Request To Send (RTS) cho phía nhận, nếu phía nhận sẵn sàng nhận dữ liệu thì trả lời bằng khung Clear To Send (CTS) Máy gởi Máy gởi RTS CTS Data frame ACK PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 43
  44. Cấu trúc khung dữ liệu WLAN 2 byte 2 byte 6 byte 6 byte 6 byte 2 byte 6 byte 0-2312 byte 6 byte Frame Duration/ Address Address Address Address Sequence Data CRC control ID 1 2 3 4 -Frame Control: Thông tin điều khiển -Duration: Thời gian từ thời điểm bắt đầu truyền cho đến khung kế tiếp (tính bằng micro giây) -Address: địa chỉ -Data: Dữ liệu -CRC: Thông tin kiểm tra khung PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 44
  45. Mô hình mạng WLAN Thiết bị đầu cuối không dây kết nối trực tiếp với nhau không Mạng qua bộ tập trung Ad-hoc Thiết bị đầu cuối không dây kết nối với Mạng nhau thông qua bộ tập Infrastructure Access trung không dây point (Access point hoặc Wireless Router) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 45
  46. Các chuẩn WLAN Chuẩn Năm Tần số Tốc độ K/cách K/cách tối đa Indoor Outdoor 802.11a 1999 5Ghz 54Mb/s 35m 120m 802.11b 1999 2,4Ghz 11Mb/s 38m 140m 802.11g 2003 2,4Ghz 54Mb/s 38m 140m 802.11n 2008 2,4Ghz/ 248Mb/s 70m 250m 5Ghz PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 46
  47. Thiết bị mạng WLAN ◼ Card mạng WLAN: được tích hợp sẵn trong máy xách tay, hoặc dưới dạng card PCI, PCMCIA ◼ Access Point: tác dụng như một Hub trong mạng Ethernet. ◼ Wireless Router: tác dụng như một router có giao tiếp wireless. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 47
  48. Thiết kế mạng WLAN Switch Distribution System Access Access Point Point BSS BSS ESS PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 48
  49. Thiết kế mạng LAN switch access point PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 49
  50. Thiết kế mạng WLAN ◼ WLAN thường là thành phần mở rộng của một mạng LAN đã có. Phần mạng có dây nối các bộ tập trung với nhau và với phần mạng còn lại gọi là hệ thống phân phối (Distribution System hay DS). ◼ Phần mạng wireless phục vụ bởi một access point được gọi là tập dịch vụ cơ bản (Basic service set hay BSS) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 50
  51. Thiết kế mạng WLAN ◼ Hệ thống bao gồm nhiều access point nối vào cùng một hệ thống phân phối gọi là tập dịch vụ mở rộng (Extended service set hay ESS). ◼ Mỗi mạng wireless được nhận dạng bằng một tên riêng gọi là ESSID hay SSID. ◼ Địa chỉ MAC của access point hoặc của thiết bị đầu cuối được gọi là BSSID PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 51
  52. Thiết kế mạng WLAN ◼ Chọn vị trí đặt access point: Phủ sóng đầy đủ khu vực làm việc Thuận tiện trong đi đây mạng và cấp nguồn An tòan về vật lý PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 52
  53. Thiết kế mạng WLAN ◼ Chọn lọai ăn-ten thích hợp: Ăn-ten đi kèm với thiết bị thường là ăn-ten đẳng hướng (omnidirectional), vùng phủ sóng dạng hình cầu bao quanh access point. Một số lọai ăn-ten chuyên dụng có chức năng tập trung vùng phủ sóng và khuếch đại tín hiệu PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 53
  54. Vùng phủ sóng của ăn-ten đẳng hướng Dạng hình cầu dẹp có tâm là trung điểm của ăn-ten PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 54
  55. Vùng phủ sóng của ăn-ten outdoor Công dụng: -Tập trung vùng phủ sóng để tăng khỏang cách bức xạ -Khếch đại tín hiệu HPBW (Half Power Beam Width): -H (Horizontal): 360o -V (Vertical): 24o PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 55
  56. Vùng phủ sóng của ăn-ten indoor Công dụng: -Định hướng vùng phủ sóng -Khếch đại tín hiệu HPBW -H: 60o -V: 90o PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 56
  57. Dự báo mức suy hao tín hiệu ◼ Access Point trong nhà hay ngòai trời (indoor/outdoor) ◼ Số lượng vật cản ◼ Chất liệu vật cản (gỗ, tường bê tông, vách kim lọai, ) ◼ Độ dày vật cản theo đường thẳng bức xạ PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 57
  58. Bảo mật trong mạng WLAN ◼ Mạng WLAN kém bảo mật hơn mạng có dây do: Không quản lý được phạm vi phủ sóng Dùng cơ chế đa truy xuất nên tòan bộ ESS là một miền tranh chấp. ◼ Các kỹ thuật tấn công vào mạng WLAN: Đọc lén dữ liệu Sử dụng tài nguyên trái phép Đặt Access Point giả (rouge access point) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 58
  59. Các giải pháp bảo mật WLAN hiện nay ◼ Quản lý MAC address của thiết bị đầu cuối ◼ Sử dụng giao thức mã hóa WEP (Wired Equivalent Privacy) ◼ Sử dụng giao thức mã hóa WPA (Wi-fi Protected Access) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 59
  60. Quản lý MAC address (Filters) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 60
  61. Mã hóa và xác thực với WEP PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 61
  62. Xác thực với WPA PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 62
  63. Cấu hình cho access point D-link DWL-G700AP Access Point PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 63
  64. Sơ đồ đấu nối Access point PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 64
  65. Cấu hình Access Point ◼ Dùng cáp UTP (cáp chéo) nối máy tính vào Access Pont. ◼ Dùng Internet browser kết nối đến địa chỉ của Access Point. Các thông số cấu hình cơ bản: Wireless: chọn kênh phát sóng, SSID LAN: gán địa chỉ IP cho Access Point PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 65
  66. Cấu hình Access Point ◼ Cấu hình nâng cao: Dịch vụ DHCP Bảo mật: ◼ MAC address filter ◼ WEP ◼ WPA PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 66
  67. Các công nghệ mạng diện rộng (WAN)
  68. Nội dung ◼ Công nghệ mạng diện rộng ◼ Mạng số liệu dành riêng DDN ◼ Chuyển mạch gói và X.25 ◼ Chuyển tiếp khung Frame Relay ◼ Truyền bất đồng bộ ATM ◼ Đường dây thuê bao số xDSL PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 68
  69. Đặc điểm công nghệ mạng diện rộng ◼ Phạm vi vật lý không giới hạn ◼ Thiết bị và môi trường truyền đa dạng ◼ Không thuộc quyền quản lý riêng của một tổ chức ◼ Tốc độ truyền thấp, tỉ lệ lỗi cao ◼ Quản lý mạng phức tạp PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 69
  70. Các công nghệ WAN WAN Mạng Mạng dành riêng chuyển mạch Kênh thuê riêng: Chuyển mạch Chuyển mạch -64 Kbps kênh gói -256 Kbps -512 Kbps X.25 PSTN -1024 Kbps Frame Relay -2048 Kbps(E1) ATM PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 70
  71. Mạng số liệu dành riêng DDN ◼ Sử dụng trực tiếp kênh viễn thông số (E1/T1) để nối các mạng LAN với nhau, còn gọi là dịch vụ kênh thuê riêng (leased line). ◼ Kênh thuê riêng do các công ty viễn thông quản lý và khai thác. ◼ Kênh thuê riêng không được chia sẻ ◼ Chi phí sử dụng cao. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 71
  72. Mô hình mạng DDN NTU (Network Terminal Unit) Router Kênh thuê riêng Switch LAN 1 LAN 2 (TP. HCM) (Hà nội) LAN 3 72 PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT (Đà nẵng)
  73. Các giao thức đóng gói dữ liệu trong kênh thuê riêng ◼ PPP (Point to Point Protocol) ◼ HDLC (High Level Data Link Control) ◼ LAP-B (Link Access Procedure – Balance) Flag Flag Address Control Data Checksum 01111110 01111110 Cấu trúc khung điển hình của các giao thức đóng gói dữ liệu trên kênh thuê riêng PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 73
  74. Công nghệ chuyển mạch trong mạng diện rộng ◼ Kỹ thuật kênh thuê riêng chiếm đường truyền một cách thường trực ngay cả khi không có dữ liệu truyền. ◼ Kỹ thuật chuyển mạch (switch) cho phép dùng chung đường truyền cho nhiều kết nối khác nhau PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 74
  75. Chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Chuyển mạch kênh Kết nối (Circuit switching) ảo Mạnng chuyển mạch kênh Thiết bị Thiết bị đầu cuối Nút mạng đầu cuối •Kết nối ảo chỉ tồn tại tạm thời khi hai thiết bị đầu cuối trao đổi dữ liệu với nhau. •Chuyển mạch kênh dùng phổ biến trong mạng điện thọai công cộng (PSTN) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 75
  76. Chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Chuyển mạch gói (Packet switching) B B A B Thiết bị Mạng chuyển đầu cuối mạch gói A Thiết bị Nút mạng đầu cuối Thiết bị đầu cuối Không có kết nối ảo, gói dữ liệu của nhiều thiết bị Thiết bị đầu cuối trộn vào nhau trên đường truyền đầu cuối PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 76
  77. Chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 77
  78. Mạng chuyển mạch gói X.25 ◼ X.25 được chuẩn hóa năm 1976. ◼ Mạng chuyển mạch gói X.25 bao gồm 3 lớp thấp nhất của mô hình OSI. ◼ X.25 thực hiện các cơ chế sửa sai và truyền lại gói dữ liệu. ◼ Tốc độ tối đa là 64Kbps. ◼ Hiện nay không còn sử dụng PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 78
  79. Chuyển tiếp khung (Frame Relay) ◼ Frame Relay được chuẩn hóa năm 1984. ◼ Họat động ở 2 lớp thấp nhất của mô hình OSI. ◼ Dựa trên nguyên lý chuyển mạch gói, sử dụng khung dữ liệu có độ dài thay đổi. ◼ DTE (Data Terminal Equipment): thiết bị đầu cuối. ◼ DCE (Data Circuit terminated Equipment): nút mạng chuyển tiếp khung. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 79
  80. Mạng Frame Relay DTE DTE DCE DCE Mạng Frame Relay DCE DCE DTE DTE PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 80
  81. Mạch ảo (Virtual Circuit) ◼ Frame Relay hoat động theo chế độ có kết nối (connection-oriented). ◼ Mạch ảo là kết nối luận lý giữa hai thiết bị đầu cuối thông qua mạng Frame Relay. ◼ Mạch ảo được nhận diện bằng DLCI (Data Link Connection Identifier) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 81
  82. Mạch ảo DLCI DLCI 16 48 Mạch ảo DTE DTE 22 30 Mạch ảo 32 96 Mạch ảo Mạng Frame Relay PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 82
  83. Cấu trúc khung Frame Relay Flag Address Data FCS Flag (8 bit) (16 bit) (thay đổi) (16 bit) (8 bit) ❖Flag (1 byte): Chứa giá trị 7E, đánh dấu bắt đầu và kết thúc khung ❖Address (2 byte): Chứa số nhận dạng mạch ảo (DLCI) ❖Data (kích thức thay đổi): Dữ liệu đưa xuống từ lớp mạng ❖FCS (Frame Check Sequence, 1 byte): Thông tin kiểm tra. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 83
  84. Đảm bảo băng thông trong Frame Relay ◼ Frame Relay có khả năng cung cấp kết nối theo thỏa thuận (tối đa 2Mbps): CIR (Committed Information Rate): Tốc độ kết nối mà nhà cung cấp dịch vụ chấp nhận. EIR (Excess Information Rate): chênh lệnh giữa tốc độ cực đại và CIR. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 84
  85. Frame Relay và X.25 X.25 Frame Relay ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 85
  86. Chế độ truyền bất đồng bộ (ATM) ◼ ATM = Asynchronous Transfer Mode ◼ Sử dụng cơ chế chuyển mạch gói nhanh (fast packet switching) với khung dữ liệu có kích thước cố định gọi là tế bào (cell) ◼ ATM họat động trên nhiều môi trường vật lý khác nhau, cung cấp kết nối tốc độ cao gấp nhiều lần so với Frame Relay (từ 155 đến 622 Mbps). PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 86
  87. Kiến trúc ATM -Physical layer: Lớp vật lý -ATM layer: Lớp ATM Management plane Control plane User plane -ATM adaptation layer (AAL): lớp tương thích ATM Higher layer -Control plane: mặt phẳng điều khiển ATM adaptation layer -User plane: mặt phẳng người ATM layer sử dụng -Management plane: mặt Physical layer phẳng quản lý PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 87
  88. Cấu trúc tế bào ATM (ATM cell) 8 4 1 -GFC (Generic Flow Control): thông tin điều GFC VPI khiển luồng VPI VCI -VPI (Virtual Path Identifier): nhận dạng VCI đường ảo -VCI (Virtual Circuit VCI PT CLP Identifier): nhận dạng kênh ảo Header error control -PT (Payload Type): kiểu dữ liệu Tế bào ATM rất đơn giản: gồm 5 -CLP (Cell Loss byte header và 48 byte dữ liệu. Priority): độ ưu tiên PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 88
  89. Kênh ảo và đường ảo trong ATM VPC VCC Transmission path VPC -VCC (Virtual Channel Connection): kết nối kênh ảo -VPC (virtual Path Connection): kết nối đường ảo -Transmission path: Kênh truyền dẫn Khái niệm kênh ảo giúp ATM đảm bảo chất lượng dịch vụ, cắt giảm thời gian thiết lập kết nối, duy trì thứ tự tế bào và hỗ trợ cơ chế giám sát lưu lượng. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 89
  90. ATM và Frame Relay ATM Frame Relay ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 90
  91. Công nghệ đường dây thuê bao số (DSL) ◼ DSL (Digital Subscriber Line): công nghệ truyền tín hiệu số trên đường dây thuê bao (đôi dây đồng), ra đời từ năm 1988. ◼ Đường dây thuê bao nguyên thủy chỉ sử dụng băng tần từ 300-3.400 Hz để truyền tín hiệu thọai. ◼ Kỹ thuật điều chế cổ điển cho phép truyền dữ liệu với tốc độ tối đa 56 Kbps dùng modem bất đồng bộ. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 91
  92. Phân bố phổ tần số trên đường dây thuê bao ❖Tín hiệu số liệu không ảnh hưởng đến tín hiệu thọai ❖Có thể phân bổ băng thông khác nhau cho chiều uplink và downlink Khỏang an tòan (3,4Khz- 25Khz) 1,1Mhz Tín hiệu Chiều Chiều Tần số thọai uplink downlink (300Hz- 3,4Khz) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 92
  93. Các công nghệ DSL Công nghệ Tốc độ Khỏang cách Số đôi dây sử dụng HDSL T1/E1 3,6 Km 2 đôi/ 3 đôi (High bit rate DSL) đối xứng HDSL2 T1/E1 3,6 Km 1 đôi đối xứng SDSL 192 Kbps đến 3-7 Km 1 đôi (Symmetric DSL) 2,3Mbps đối xứng ADSL 1Mbps/8Mbps <5 Km 1 đôi (Asymmetric DSL) bất đối xứng ADSL2 1Mbps/12Mbps <5 Km 1 đôi (Asymmetric DSL) bất đối xứng VDSL 1,5-13 Mbps / 300m-1,5 Km 1 đôi (Very High bit rate) 2,3-52Mbps bất đối xứng PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 93
  94. ADSL ◼ Là công nghệ dùng trong mạng truy nhập (Access Network) phổ biến nhất hiện nay. ◼ Sử dụng 1 đôi dây đồng, khỏang cách tối đa lên đến 5Km (càng xa tốc độ càng giảm). ◼ Phân bổ phổ tần bất đối xứng: Từ 25 Khz đến 138 Khz: uplink Từ 138 Khz đến 1,1 Mhz: downlink PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 94
  95. Cấu trúc ADSL Tổng đài điện thọai ADSL modem Filter DSLAM Đường dây PSTN điện thọai Computer Kết nối ATM Internet Phone -DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer): Bộ ghép kênh ADSL -PSTN (Public Switched Telephone Network): Mạng điện thọai -Filter: Bộ lọc tín hiệu PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 95
  96. Các mô hình kết nối ADSL ◼ Dữ liệu từ DSLAM, được ghép từ nhiều thiết bị đầu cuối khác nhau, được chuyển đến mạng Internet qua kết nối WAN tốc độ cao, thường là ATM, với 2 mô hình: PPPoA: Đóng gói PPP trong AAL5 của ATM PPPoE: Đóng gói PPP trong Ethernet frame, sau đó Ethernet frame được đóng gói trong tế bào ATM PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 96
  97. Modem ADSL Modem ZyXELPrestice 600 series Mặt trước Mặt sau Công tắc Chấu cắm Cổng Cổng nguồn nguồn RJ45 RJ11 (LAN) (DSL) PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 97
  98. Cấu hình modem ADSL ◼ Dùng cáp UTP (cáp chéo) nối modem ADSL với máy tính. ◼ Dùng Internet browser kết nối đến địa chỉ của Modem để cấu hình. Các thông số cơ bản: VPI (8) VCI (35) Encapsulation (PPPoE) User name và password. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 98
  99. Cấu hình modem ADSL ◼ Các tính năng cộng thêm của Modem: DHCP server: cấp địa chỉ IP cho các máy tính trong mạng Packet filter: Firewall đơn giản cho phép quản lý kết nối của user. Virtual Server: cho phép đặt server (Web, mail, ) bên trong mạng nội bộ thông qua cơ chế port mapping. PTIT, 2010 Mạng máy tính - VT 99