›
›

Tài liệu Chuyên đề mạng căn bản - Bùi Vương Long

pdf 96 trang phuongnguyen 4810
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu Chuyên đề mạng căn bản - Bùi Vương Long", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdftai_lieu_chuyen_de_mang_can_ban_bui_vuong_long.pdf

Nội dung text: Tài liệu Chuyên đề mạng căn bản - Bùi Vương Long

  1. Basic Network Management Tài liệu chuyên đề mạng căn bản. GV: Bùi Vương Long MCSE,CCNA,MAC OS Trung tâm Đào tạo Tiên Phong 52 Quang Trung, TP. Quảng Ngãi Tel: 0553-715.168 Fax: 0553-715.169 Website: Năm 2010
  2. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Mục lục Chương 1: Mạng Máy Tính 5 I. Định nghĩa Mạng Máy Tính 5 II. Lịch sử Mạng máy tính 5 III. Tại sao cần có mạng? 6 IV. Phân loại mạng máy tính 7 1. Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) 7 2. Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) 7 3. Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) 8 4. Mạng Internet 8 V. Sự phân biệt giữa mạng cục bộ và mạng diện rộng 8 VI. Các mô hình xử lý mạng 10 1. Mô hình xử lý mạng tập trung 10 2. Mô hình xử lý mạng phân phối 10 3. Mô hình xử lý mạng cộng tác 11 VII. Các mô hình quản lý mạng 11 1. Workgroup 11 2. Domain 11 VIII. Các mô hình ứng dụng mạng 11 1. Mạng ngang hàng ( peer to peer ) 11 2. Mạng khách chủ (Client – Server) 12 IX. Kiến trúc mạng cục bộ 13 1. Hình trạng mạng (Network Topology) 13 2. Mạng hình sao (Star) 13 3. Mạng trục tuyến tính ( Bus ) 13 4. Mạng hình vòng ( Ring ) 14 Chương 2: TCP/IP VÀ ĐỊA CHỈ IP 14 I. Giao thức IP 14 1. Tổng quát 14 2. Các giao thức trong mạng IP 15 3. Các bước hoạt động của giao thức IP 15 II. Giao thức điều khiển truyền dữ liệu TCP 16 III. Tổng quan về địa chỉ IP 20 IV. Một số khái niệm và thuật ngữ liên quan: 21 V. Giới thiệu các lớp địa chỉ 22 1. Lớp A 22 2. Lớp B 23 3. Lớp C 24 4. Lớp D và E 24 5. Ví dụ cách triển khai đặt địa chỉ IP cho một hệ thống mạng 24 6. Chia mạng con (subnetting) 25 7. Địa chỉ riêng (private address) và cơ chế chuyển đổi địa chỉ mạng (Network Address Translation –NAT ) 27 Chương 3: CÁC THIẾT BỊ MẠNG 27 I. Card giao tiếp mạng (NIC – Network Interface Card) 27 1. Khái niệm 27 2. Các chức năng chính của NIC 28 3. Giới thiệu các dạng NIC hiện nay đang được sử dụng 28 II. Transceiver 31 III. Repeater 31 IV. Hub 32 2
  3. V. Bridge 33 VI. Switch 35 VII. Router 36 VIII. Brouter 37 IX. Gateway 38 X. Modem 38 XI. Các phương tiện truyền dẫn 39 1. Các loại Cáp 40 2. Môi trường Vô tuyến 46 Chương 4: THIẾT KẾ MẠNG LAN 47 I. Các vấn đề cần lưu ý 47 II. Những yêu cầu chung của việc thiết kế mạng 47 III. Khảo sát hiện trạng 47 1. Sơ đồ cấu trúc các phòng của toà nhà 48 2. Cách phân phối các máy tính 48 3. Mô hình Logic các phòng máy 49 4. Sơ đồ vật lý 50 5. Lựa chọn mô hình mạng 50 6. Thiết bị phần cứng 51 Chương 5: MẠNG DIỆN RỘNG & Wi-fi 54 Phần 1: Các dịch vụ mạng diện rộng 54 I. Mạng chuyển mạch (Circuit Swiching Network) 54 II. Mạng thuê bao (Leased line Network) 56 1. Phương thức ghép kênh theo tần số 56 2. Phương thức ghép kênh theo thời gian 57 III. Mạng chuyển gói tin (Packet Switching NetWork) 57 Phần 2: Các công nghệ mạng diện rộng 58 I. Tổng quan về ISDN 58 1. Nguyên lý ISDN 58 2. Sự phát triển của ISDN 59 3. Giao diện người sử dụng 59 4. Mục tiêu của ISDN 60 5. Lợi ích từ ISDN 60 II. Tổng quan về FrameRelay 61 1. FrameRelay một công nghệ tiên tiến 62 2. FrameRelay có phải là một công nghệ cuối cùng? 62 3. Các lý do để sử dụng FrameRelay 63 III. Tổng quan về Wi-fi 64 Chương 6: BẢO MẬT MẠNG 67 I. Virus 67 II. Các loại Virus 67 1. Virus Boot 67 2. Virus File 68 3. Virus Macro 68 4. Con ngựa Thành Tơ-roa - Trojan Horse 68 III. Bức Tường lửa 69 IV. PC-Cillin 70 1. Giới thiệu tác dụng phần mềm PC-cillin 70 2. Cài đặt phầm mềm PC-cillin 70 3. Sử dụng chức năng firewall, Network virus Emergency Centre và URL filter của PC-cillin 71 Chapter 7: Hướng dẫn cài đặt phòng Net (Sử dụng mạng ngang hàng) 73 Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 3
  4. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ I. Yêu cầu 73 II. Lắp đặt 73 1. Lắp đặt cáp trong mạng 73 2. Lắp đặt thiết bị chống sét 74 3. Lắp đặt bộ lọc 74 4. Lắp đặt máy điện thoại và Modem 74 III. Cài đặt Modem và máy tính (xây dựng mạng ngang hàng) 74 1. Cài đặt cho máy tính 74 2. Cấu hình modem Zyxel 76 Chương 8: Tổng quan mô hình OSI 78 I. Giới thiệu 78 1. Tổ Chức Tiêu Chuẩn&Hệ Mở OSI(Open Systems Interconnection Reference Model)78 II. Mô Hình Tham Chiếu OSI 79 III. Khái Niệm Các Tầng OSI 82 4
  5. Chương 1: Mạng Máy Tính I. Định nghĩa Mạng Máy Tính Mạng máy tính là một nhóm các máy tính, thiết bị ngoại vi được kết nối với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn như cáp, sóng điện từ, tia hồng ngoại giúp cho các thiết bị này có thể trao đổi dữ liệu với nhau một cách dễ dàng. II. Lịch sử Mạng máy tính Vào giữa những năm 50 một số nhà chế tạo máy tính đã nghiên cứu thành công những thiết bị truy cập từ xa tới máy tính của họ. Một trong những phương pháp thâm nhập từ xa được thực hiện bằng việc cài đặt một thiết bị đầu cuối ở một vị trí cách xa trung tâm tính toán, thiết bị đầu cuối này được liên kết với trung tâm bằng việc sử dụng đường dây điện thoại và với hai thiết bị xử lý tín hiệu (thường gọi là Modem) gắn ở hai đầu và tín hiệu được truyền thay vì trực tiếp thì thông qua dây điện thoại. Trong lúc đưa ra giới thiệu những thiết bị đầu cuối từ xa, các nhà khoa học đã triển khai một loạt những thiết bị điều khiển, những thiết bị đầu cuối đặc biệt cho phép người sử dụng nâng cao được khả năng tương tác với máy tính. Một trong những sản phẩm quan trọng đó là hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM. Hệ thống đó bao gồm các màn hình, các hệ thống điều khiển, các thiết bị truyền thông được liên kết với các trung tâm tính toán. Hệ thống 3270 được giới thiệu vào năm 1971 và được sử dụng dùng để mở rộng khả năng tính toán của trung tâm máy tính tới các vùng xa. Ðể làm giảm nhiệm vụ truyền thông của máy tính trung tâm và số lượng các liên kết giữa máy tính trung tâm với các thiết bị đầu cuối, IBM và các công ty máy tính khác đã sản xuất một số các thiết bị sau: Thiết bị kiểm soát truyền thông: Có nhiệm vụ nhận các bit tín hiệu từ các kênh truyền thông, gom chúng lại thành các byte dữ liệu và chuyển nhóm các byte đó tới máy tính trung tâm để xử lý, thiết bị này cũng thực hiện công việc ngược lại để chuyển tín hiệu trả lời của máy tính trung tâm tới các trạm ở xa. Thiết bị trên cho phép giảm bớt được thời gian xử lý trên máy tính trung tâm và xây dựng các thiết bị logic đặc trưng. Thiết bị kiểm soát nhiều đầu cuối: Cho phép cùng một lúc kiểm soát nhiều thiết bị đầu cuối. Máy tính trung tâm chỉ cần liên kết với một thiết bị như vậy là có thể phục vụ cho tất cả các thiết bị đầu cuối đang được gắn với thiết bị kiểm soát trên. Ðiều này đặc biệt có ý nghĩa khi thiết bị kiểm soát nằm ở cách xa máy tính vì chỉ cần sử dụng một đường điện thoại là có thể phục vụ cho nhiều thiết bị đầu cuối. Hình 1.1: Mô hình trao đổi mạng của hệ thống 3270 Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 5
  6. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Vào giữa những năm 1970, các thiết bị đầu cuối sử dụng những phương pháp liên kết qua đường cáp nằm trong một khu vực đã được ra đời. Với những ưu điểm từ nâng cao tốc độ truyền dữ liệu và qua đó kết hợp được khả năng tính toán của các máy tính lại với nhau. Ðể thực hiện việc nâng cao khả năng tính toán với nhiều máy tính các nhà sản xuất bắt đầu xây dựng các mạng phức tạp. Vào những năm 1980 các hệ thống đường truyền tốc độ cao đã được thiết lập ở Bắc Mỹ và Châu Âu và từ đó cũng xuất hiện các nhà cung cấp các dịnh vụ truyền thông với những đường truyền có tốc độ cao hơn nhiều lần so với đường dây điện thoại. Với những chi phí thuê bao chấp nhận được, người ta có thể sử dụng được các đường truyền này để liên kết máy tính lại với nhau và bắt đầu hình thành các mạng một cách rộng khắp. Ở đây các nhà cung cấp dịch vụ đã xây dựng những đường truyền dữ liệu liên kết giữa các thành phố và khu vực với nhau và sau đó cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu cho những người xây dựng mạng. Người xây dựng mạng lúc này sẽ không cần xây dựng lại đường truyền của mình mà chỉ cần sử dụng một phần các năng lực truyền thông của các nhà cung cấp. Vào năm 1974 công ty IBM đã giới thiệu một loạt các thiết bị đầu cuối được chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng và thương mại, thông qua các dây cáp mạng các thiết bị đầu cuối có thể truy cập cùng một lúc vào một máy tính dùng chung. Với việc liên kết các máy tính nằm ở trong một khu vực nhỏ như một tòa nhà hay là một khu nhà thì tiền chi phí cho các thiết bị và phần mềm là thấp. Từ đó việc nghiên cứu khả năng sử dụng chung môi trường truyền thông và các tài nguyên của các máy tính nhanh chóng được đầu tư. Vào năm 1977, công ty DataPoint Corporation đã bắt đầu bán hệ điều hành mạng của mình là "Attached Resource Computer Network" (hay gọi tắt là Arcnet) ra thị trường. Mạng Arcnet cho phép liên kết các máy tính và các trạm đầu cuối lại bằng dây cáp mạng, qua đó đã trở thành là hệ điều hành mạng cục bộ đầu tiên. Từ đó đến nay đã có rất nhiều công ty đưa ra các sản phẩm của mình, đặc biệt khi các máy tính cá nhân được sử dụng một cánh rộng rãi. Khi số lượng máy vi tính trong một văn phòng hay cơ quan được tăng lên nhanh chóng thì việc kết nối chúng trở nên vô cùng cần thiết và sẽ mang lại nhiều hiệu quả cho người sử dụng. III. Tại sao cần có mạng? Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao. Mạng máy tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực như khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được. Người ta thấy được việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới to lớn như: Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên của mạng (như thiết bị, chương trình, dữ liệu) khi được trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu. Tăng độ tin cậy của hệ thống: Người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thể được khôi phục nhanh chóng. Trong trường hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì người ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế. Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: Khi thông tin có thể được dùng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng tổ chức lại các công việc với những thay đổi về chất như: ƒ Ðáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại. ƒ Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu. 6
  7. ƒ Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán. ƒ Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trên thế giới. IV. Phân loại mạng máy tính 1. Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) Mạng LAN là một nhóm các máy tính và các thiết bị truyền thông mạng được nối kết với nhau trong một khu vực nhỏ như một toà nhà cao ốc, khuôn viên trường đại học, khu giải trí Các mạng LAN thường có các đặc điểm sau đây: ƒ Băng thông lớn có khả năng chạy các ứng dụng trực tuyến như xem phim, hội thảo qua mạng. ƒ Kích thước mạng bị giới hạn bởi các thiết bị. ƒ Chi phí các thiết bị mạng LAN tương đối rẻ. ƒ Quản trị đơn giản. Hình 1.2 2. Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) Mạng MAN gần giống như mạng LAN nhưng giới hạn của nó là một thành phố hay một quốc gia. Mạng MAN nối kết các mạng LAN lại với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn khác nhau (cáp quang, cáp đồng, sóng ) và các phương thức truyền thông khác nhau. Đặc điểm của mạng MAN : ƒ Băng thông mức trung bình, đủ để phục vụ các ứng dụng cấp thành phố hay quốc gia như chính phủ điện tử, thương mại điện tử, các ứng dụng của các ngân hàng ƒ Do MAN nối kết nhiều LAN với nhau nên độ phức tạp cũng tăng đồng thời việc quản lý sẽ khó khăn hơn. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 7
  8. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ ƒ Chi phí các thiết bị mạng MAN tương đối đắt tiền. 3. Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) Mạng WAN bao phủ vùng địa lý rộng lớn có thể là một quốc gia, một lục địa hay toàn cầu. Mạng WAN thường là mạng của các công ty đa quốc gia hay toàn cầu điển hình là mạng Internet. Do phạm vi rộng lớn của mạng WAN nên thông thường mạng WAN là tập hợp các mạng LAN, MAN nối lại với nhau bằng các phương tiện như: vệ tinh (satellites), sóng viba (microwave), cáp quang, cáp điện thoại. Đặc điểm của mạng WAN: ƒ Băng thông thấp, dễ mất kết nối thường chỉ phù hợp với các ứng dụng online như e- mail, web, ftp ƒ Phạm vi hoạt động rộng lớn không giới hạn. ƒ Do kết nối của nhiều LAN, MAN lại với nhau nên mạng rất phức tạp và có tính toàn cầu nên thường là các tổ chức quốc tế đứng ra qui định và quản lý. ƒ Chi phí cho các thiết bị và các công nghệ mạng WAN rất đắt tiền. Hình 1.3 4. Mạng Internet: Mạng Internet là trường hợp đặc biệt của mạng WAN, nó chứa các dịch vụ toàn cầu như Mail, Web, Chat, FTP và phục vụ miễn phí cho mọi người. V. Sự phân biệt giữa mạng cục bộ và mạng diện rộng Mạng cục bộ và mạng diện rộng có thể được phân biệt bởi: địa phương hoạt động, tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền, chủ quản của mạng, đường đi của thông tin trên mạng, dạng chuyển giao thông tin. Địa phương hoạt động: Liên quan đến khu vực địa lý thì mạng cục bộ sẽ là mạng liên kết các máy tính nằm ở trong một khu vực nhỏ. Khu vực có thể bao gồm một tòa nhà hay là một khu nhà Điều đó hạn chế bởi khoảng cách đường dây cáp được dùng để liên kết các máy tính của mạng cục bộ (hạn chế đó còn là hạn chế của khả năng kỹ thuật của đường truyền dữ liệu). Ngược lại mạng diện rộng là mạng có khả năng liên kết các máy tính trong một vùng rộng lớn như là 8
  9. một thành phố, một miền, một đất nước, mạng diện rộng được xây dựng để nối hai hoặc nhiều khu vực địa lý riêng biệt. Tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền: Do các đường cáp của mạng cục bộ được xây dựng trong một khu vực nhỏ cho nên nó ít bị ảnh hưởng bởi tác động của thiên nhiên (như là sấm chớp, ánh sáng ). Điều đó cho phép mạng cục bộ có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao mà chỉ chịu một tỷ lệ lỗi nhỏ. Ngược lại với mạng diện rộng do phải truyền ở những khoảng cách khá xa với những đường truyền dẫn dài có khi lên tới hàng ngàn km. Do vậy mạng diện rộng không thể truyền với tốc độ quá cao vì khi đó tỷ lệ lỗi sẽ trở nên khó chấp nhận được. Mạng cục bộ thường có tốc độ truyền dữ liệu từ 4 đến 16 Mbps và đạt tới 100 Mbps nếu dùng cáp quang. Còn phần lớn các mạng diện rộng cung cấp đường truyền có tốc độ thấp hơn nhiều như T1 với 1.544 Mbps hay E1 với 2.048 Mbps. (Ở đây bps (Bit Per Second) là một đơn vị trong truyền thông tương đương với 1 bit được truyền trong một giây, ví dụ như tốc độ đường truyền là 1 Mbps tức là có thể truyền tối đa 1 Megabit trong 1 giây trên đường truyền đó). Thông thường trong mạng cục bộ tỷ lệ lỗi trong truyền dữ liệu vào khoảng 1/107-108 còn trong mạng diện rộng thì tỷ lệ đó vào khoảng 1/106 - 107 Chủ quản và điều hành của mạng: Do sự phức tạp trong việc xây dựng, quản lý, duy trì các đường truyền dẫn nên khi xây dựng mạng diện rộng người ta thường sử dụng các đường truyền được thuê từ các công ty viễn thông hay các nhà cung cấp dịch vụ truyền số liệu. Tùy theo cấu trúc của mạng những đường truyền đó thuộc cơ quan quản lý khác nhau như các nhà cung cấp đường truyền nội hạt, liên tỉnh, liên quốc gia. Các đường truyền đó phải tuân thủ các quy định của chính phủ các khu vực có đường dây đi qua như: tốc độ, việc mã hóa. Còn đối với mạng cục bộ thì công việc đơn giản hơn nhiều, khi một cơ quan cài đặt mạng cục bộ thì toàn bộ mạng sẽ thuộc quyền quản lý của cơ quan đó. Đường đi của thông tin trên mạng: Trong mạng cục bộ thông tin được đi theo con đường xác định bởi cấu trúc của mạng. Khi người ta xác định cấu trúc của mạng thì thông tin sẽ luôn luôn đi theo cấu trúc đã xác định đó. Còn với mạng diện rộng dữ liệu cấu trúc có thể phức tạp hơn nhiều do việc sử dụng các dịch vụ truyền dữ liệu. Trong quá trình hoạt động các điểm nút có thể thay đổi đường đi của các thông tin khi phát hiện ra có trục trặc trên đường truyền hay khi phát hiện có quá nhiều thông tin cần truyền giữa hai điểm nút nào đó. Trên mạng diện rộng thông tin có thể có các con đường đi khác nhau, điều đó cho phép có thể sử dụng tối đa các năng lực của đường truyền hay nâng cao điều kiện an toàn trong truyền dữ liệu. Dạng chuyển giao thông tin: Phần lớn các mạng diện rộng hiện nay được phát triển cho việc truyền đồng thời trên đường truyền nhiều dạng thông tin khác nhau như: video, tiếng nói, dữ liệu Trong khi đó các mạng cục bộ chủ yếu phát triển trong việc truyền dữ liệu thông thường. Điều này có thể giải thích do việc truyền các dạng thông tin như video, tiếng nói trong một khu vực nhỏ ít được quan tâm hơn như khi truyền qua những khoảng cách lớn. Các hệ thống mạng hiện nay ngày càng phức tạp về chất lượng, đa dạng về chủng loại và phát triển rất nhanh về chất. Trong sự phát triển đó số lượng những nhà sản xuất từ phần mềm, phần cứng máy tính, các sản phẩm viễn thông cũng tăng nhanh với nhiều sản phẩm đa dạng. Chính vì vậy vai trò chuẩn hóa cũng mang những ý nghĩa quan trọng. Tại các nước các cơ quan chuẩn quốc gia đã đưa ra các những chuẩn về phần cứng và các quy định về giao tiếp nhằm giúp cho các nhà sản xuất có thể làm ra các sản phẩm có thể kết nối với các sản phẩm do hãng khác sản xuất. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 9
  10. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ VI. Các mô hình xử lý mạng Cơ bản có 3 loại mô hình xử lý mạng bao gồm: ƒ Mô hình xử lý mạng tập trung. ƒ Mô hình xử lý mạng phân phối. ƒ Mô hình xử lý mạng cộng tác. 1. Mô hình xử lý mạng tập trung: Toàn bộ các tiến trình xử lý diễn ra tại máy tính trung tâm. Các máy trạm cuối (Terminals) được nối mạng với máy tính trung tâm và chỉ hoạt động như những thiết bị nhập xuất dữ liệu cho phép người dùng xem trên màn hình và nhập liệu bàn phím. Các máy trạm đầu cuối không lưu trữ và xử lý dữ liệu . Mô hình xử lý mạng trên có thể triển khai trên hệ thống phần cứng hoặc phần mềm được cài đặt trên Server. Ưu điểm: dữ liệu được bảo mật an toàn, dễ backup và diệt virus. Chi phí các thiết bị thấp. Khuyết điểm: khó đáp ứng được các yêu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau, tốc độ truy xuất chậm. Hình 1.4 2. Mô hình xử lý mạng phân phối : Các máy tính có khả năng hoạt động độc lập, các công việc được tách nhỏ và giao cho nhiều máy tính khác nhau thay vì tập trung xử lý trên máy trung tâm. Tuy dữ liệu được xử lý và lưu trữ tại máy cục bộ nhưng các máy tính này được nối mạng với nhau nên chúng có thể trao đổi dữ liệu và dịch vụ. Ưu điểm: truy xuất nhanh, phần lớn không giới hạn các ứng dụng. Khuyết điểm: dữ liệu lưu trữ rời rạc khó đồng bộ, backup và rất dễ nhiễm virus. 10
  11. Hình 1.5 3. Mô hình xử lý mạng cộng tác: Mô hình xử lý mạng cộng tác bao gồm nhiều máy tính có thể hợp tác để thực hiện một công việc. Một máy tính có thể mượn năng lực xử lý bằng cách chạy các chương trình trên các máy nằm trong mạng. Ưu điểm: rất nhanh và mạnh, có thể dùng để chạy các ứng dụng có các phép toán lớn Khuyết điểm: các dữ liệu được lưu trữ trên các vị trí khác nhau nên rất khó đồng bộ và backup, khả năng nhiễm virus rất cao. VII. Các mô hình quản lý mạng 1. Workgroup Trong mô hình này các máy tính có quyền hạng ngang nhau và không có các máy tính chuyên dụng làm nghiệp vụ cung cấp dịch vụ hay quản lý. Các máy tính tự bảo mật và quản lý tài nguyên của riêng mình. Đồng thời các máy tính cục bộ này cũng tự chứng thực cho người dùng cục bộ. 2. Domain Ngược lại với mô hình Workgroup, mô hình Domain thì việc quản lý và chứng thực người dùng mạng tập trung tại máy tính Primary Domain Controller. Các tài nguyên mạng cũng được quản lý tập trung và cấp quyền hạn cho từng người dùng. Lúc đó trong hệ thống có các máy tính chuyên dụng làm nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ và quản lý các máy trạm. VIII. Các mô hình ứng dụng mạng 1. Mạng ngang hàng (peer to peer) Mạng ngang hàng cung cấp việc kết nối cơ bản giữa các máy tính nhưng không có bất kỳ một máy tính nào đóng vai trò phục vụ. Một máy tính trên mạng có thể vừa là Client vừa là Server. Trong môi trường này người dùng trên từng máy tính chịu trách nhiệm điều hành và chia sẻ tài nguyên của máy tính mình. Mô hình này chỉ phù hợp với tổ chức nhỏ, số người giới hạn (thông thường nhỏ hơn 10 người) và không quan tâm đến vấn đề bảo mật. Mạng ngang hàng thường dùng các hệ điều hành sau: Win95, Windows for Workgroup, WinNT Workstation, Win2000 Proffessional, OS/2 Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 11
  12. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Ưu điểm: Do mô hình mạng ngang hàng đơn giản nên dễ cài đặt, tổ chức và quản trị, chi phí thiết bị cho mô hình này thấp. Khuyết điểm: Không cho phép quản lý tập trung nên dữ liệu phân tán, khả năng bảo mật thấp rất dễ bị xâm nhập. Các tài nguyên không được sắp xếp nên rất khó định vị và tìm kiếm. Hình 1.6 2. Mạng khách chủ (Client – Server) Trong mô hình mạng khách chủ có một hệ thống máy tính cung cấp các tài nguyên và dịch vụ cho cả hệ thống mạng sử dụng gọi là các máy chủ (Server). Một hệ thống máy tính sử dụng các tài nguyên và dịch vụ này được gọi là máy khách (Client). Các Server thường có cấu hình mạnh (tốc độ xử lý nhanh, kích thước lưu trữ lớn) hoặc là các máy chuyên dụng. Hệ điều hành mạng dùng trong mô hình Client - Server là WinNT, Novell Netware, Unix,Win2K Ưu điểm: Do các dữ liệu được lưu trữ tập trung nên dễ bảo mật, backup và đồng bộ với nhau. Tài nguyên và dịch vụ được tập trung nên dễ chia sẻ và quản lý và có thể phục vụ cho nhiều người dùng. Khuyết điểm: Các Server chuyên dụng rất đắt tiền, phải có nhà quản trị cho hệ thống. Hình 1.7 12
  13. IX. Kiến trúc mạng cục bộ 1. Hình trạng mạng (Network Topology) Topology mạng: Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tô pô của mạng . Có 2 kiểu nối mạng chủ yếu đó là: ƒ Nối kiểu điểm – điểm (point – to – point) ƒ Nối kiểu điểm – nhiều điểm (point – to – multipoint hay broadcast) - Point to Point: Các đường truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sao đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích. Do cách làm việc như vậy nên mạng kiểu này còn được gọi là mạng “lưu và chuyển tiếp“ (store and forward). - Point to multipoint: Tất cả các nút phân chia nhau một đường truyền vật lý chung. Dữ liệu gửi đi từ một nút nào đó sẽ được tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại trên mạng, bởi vậy chỉ cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để căn cứ vào đó các nút tra xem dữ liệu đó có phải gửi cho mình không. 2. Mạng hình sao (Star): Mạng hình sao có tất cả các trạm được kết nối với một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích. Tuỳ theo yêu cầu truyền thông trên mạng mà thiết bị trung tâm có thể là Switch, router, hub hay máy chủ trung tâm. Vai trò của thiết bị trung tâm là thiết lập các liên kết Point to Point. Ưu điểm: Thiết lập mạng đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm, bớt các trạm), dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố, tận dụng được tối đa tốc độ truyền của đường truyền vật lý. Khuyết điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100m, với công nghệ hiện nay). Hình 1.8 3. Mạng trục tuyến tính (Bus): Tất cả các trạm phân chia một đường truyền chung (bus). Đường truyền chính được giới hạn hai đầu bằng hai đầu nối đặc biệt gọi là terminator. Mỗi trạm được nối với trục chính qua một đầu nối chữ T (T-connector) hoặc một thiết bị thu phát (transceiver). Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 13
  14. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Mô hình mạng Bus hoạt động theo các liên kết Point to Multipoint hay Broadcast. Ưu điểm: Dễ thiết kế, chi phí thấp. Khuyết điểm: Tính ổn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động. Hình 1.9 4. Mạng hình vòng (Ring): Trên mạng hình vòng tín hiệu được truyền đi trên vòng theo một chiều duy nhất. Mỗi trạm của mạng được nối với nhau qua một bộ chuyển tiếp (repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển tiếp đến trạm kế tiếp trên vòng. Như vậy tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết Point to Point giữa các repeater. Mạng hình vòng có ưu, nhược điểm tương tự như mạng hình sao, tuy nhiên mạng hình vòng đòi hỏi giao thức truy nhập mạng phức tạp hơn mạng hình sao. Ngoài ra còn có các kết nối hỗn hợp giữa các kiến trúc mạng trên như: Star Bus, Star Ring Chương 2: TCP/IP VÀ ĐỊA CHỈ IP Giao thức TCP/IP được phát triển từ mạng ARPANET và Internet và được dùng như giao thức mạng và vận chuyển trên mạng Internet. TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển và IP (Internet Protocol) là giao thức thuộc tầng mạng của mô hình OSI. Họ giao thức TCP/IP hiện nay là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất để liên kết các máy tính và các mạng. Hiện nay các máy tính của hầu hết các mạng có thể sử dụng giao thức TCP/IP để liên kết với nhau thông qua nhiều hệ thống mạng với kỹ thuật khác nhau. Giao thức TCP/IP thực chất là một họ giao thức cho phép các hệ thống mạng cùng làm việc với nhau thông qua việc cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng. I. Giao thức IP 1. Tổng quát 14
  15. Nhiệm vụ chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI. Giao thức IP là một giao thức kiểu không liên kết (connectionless) có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu. 2. Các giao thức trong mạng IP Để mạng với giao thức IP hoạt động được tốt người ta cần một số giao thức bổ sung, các giao thức này đều không phải là bộ phận của giao thức IP và giao thức IP sẽ dùng đến chúng khi cần. Giao thức ARP (Address Resolution Protocol): Ở đây cần lưu ý rằng các địa chỉ IP được dùng để định danh các host và mạng ở tầng mạng của mô hình OSI, và chúng không phải là các địa chỉ vật lý (hay địa chỉ MAC) của các trạm trên đó một mạng cục bộ (Ethernet, Token Ring). Trên một mạng cục bộ hai trạm chỉ có thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau. Như vậy vấn đề đặt ra là phải tìm được ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bits) và địa chỉ vật lý của một trạm. Giao thức ARP đã được xây dựng để tìm địa chỉ vật lý từ địa chỉ IP khi cần thiết. Giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Là giao thức ngược với giao thức ARP. Giao thức RARP được dùng để tìm địa chỉ IP từ địa chỉ vật lý. Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol): Giao thức này thực hiện truyền các thông báo điều khiển (báo cáo về các tình trạng các lỗi trên mạng) giữa các gateway hoặc một nút của liên mạng. Tình trạng lỗi có thể là: một gói tin IP không thể tới đích của nó, hoặc một router không đủ bộ nhớ đệm để lưu và chuyển một gói tin IP, một thông báo ICMP được tạo và chuyển cho IP. IP sẽ "bọc" (encapsulate) thông báo đó với một IP header và truyền đến cho router hoặc trạm đích. 3. Các bước hoạt động của giao thức IP Khi giao thức IP được khởi động nó trở thành một thực thể tồn tại trong máy tính và bắt đầu thực hiện những chức năng của mình, lúc đó thực thể IP là cấu thành của tầng mạng, nhận yêu cầu từ các tầng trên nó và gửi yêu cầu xuống các tầng dưới nó. Đối với thực thể IP ở máy nguồn, khi nhận được một yêu cầu gửi từ tầng trên, nó thực hiện các bước sau đây: 1. Tạo một IP datagram dựa trên tham số nhận được. 2. Tính checksum và ghép vào header của gói tin. 3. Ra quyết định chọn đường: hoặc là trạm đích nằm trên cùng mạng hoặc một gateway sẽ được chọn cho chặng tiếp theo. 4. Chuyển gói tin xuống tầng dưới để truyền qua mạng. Đối với router, khi nhận được một gói tin đi qua, nó thực hiện các động tác sau: 1. Tính chesksum, nếu sai thì loại bỏ gói tin. 2. Giảm giá trị tham số Time - to Live. Nếu thời gian đã hết thì loại bỏ gói tin. 3. Ra quyết định chọn đường. 4. Phân đoạn gói tin, nếu cần. 5. Kiến tạo lại IP header, bao gồm giá trị mới của các vùng Time - to -Live, Fragmentation và Checksum. 6. Chuyển datagram xuống tầng dưới để chuyển qua mạng. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 15
  16. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Cuối cùng khi một datagram nhận bởi một thực thể IP ở trạm đích, nó sẽ thực hiện bởi các công việc sau: 1. Tính checksum. Nếu sai thì loại bỏ gói tin. 2. Tập hợp các đoạn của gói tin (nếu có phân đoạn). 3. Chuyển dữ liệu và các tham số điều khiển lên tầng trên. II. Giao thức điều khiển truyền dữ liệu TCP TCP là một giao thức "có liên kết" (connection - oriented), nghĩa là cần phải thiết lập liên kết giữa hai thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau. Một tiến trình ứng dụng trong một máy tính truy nhập vào các dịch vụ của giao thức TCP thông qua một cổng (port) của TCP. Số hiệu cổng TCP được thể hiện bởi 2 bytes. Hình 2.1: Cổng truy nhập dịch vụ TCP Một cổng TCP kết hợp với địa chỉ IP tạo thành một đầu nối TCP/IP (socket) duy nhất trong liên mạng. Dịch vụ TCP được cung cấp nhờ một liên kết logic giữa một cặp đầu nối TCP/IP. Một đầu nối TCP/IP có thể tham gia nhiều liên kết với các đầu nối TCP/IP ở xa khác nhau. Trước khi truyền dữ liệu giữa 2 trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết đó sẽ được giải phóng. Các thực thể của tầng trên sử dụng giao thức TCP thông qua các hàm gọi (function calls) trong đó có các hàm yêu cầu: để yêu cầu, để trả lời. Trong mỗi hàm còn có các tham số dành cho việc trao đổi dữ liệu. Các bước thực hiện để thiết lập một liên kết TCP/IP: Thiết lập một liên kết mới có thể được mở theo một trong 2 phương thức: chủ động (active) hoặc bị động (passive). ƒ Phương thức bị động, người sử dụng yêu cầu TCP chờ đợi một yêu cầu liên kết gửi đến từ xa thông qua một đầu nối TCP/IP (tại chỗ). Người sử dụng dùng hàm passive Open có khai báo cổng TCP và các thông số khác (mức ưu tiên, mức an toàn) ƒ Với phương thức chủ động, người sử dụng yêu cầu TCP mở một liên kết với một đầu nối TCP/IP ở xa. Liên kết sẽ được xác lập nếu có một hàm Passive Open tương ứng đã được thực hiện tại đầu nối TCP/IP ở xa đó. 16
  17. Bảng liệt kê một vài cổng TCP phổ biến. Số hiệu cổng Mô tả 0 Reserved 5 Remote job entry 7 Echo 9 Discard 11 Systat 13 Daytime 15 Nestat 17 Quotd (quote odd day) 20 ftp-data 21 ftp (control) 23 Telnet 25 SMTP 37 Time 53 Name Server 102 ISO - TSAP 103 X.400 104 X.400 Sending 111 Sun RPC 139 Net BIOS Session source 160 - 223 Reserved Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 17
  18. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Khi người sử dụng gửi đi một yêu cầu mở liên kết sẽ được nhận hai thông số trả lời từ TCP. ƒ Thông số Open ID được TCP trả lời ngay lập tức để gán cho một liên kết cục bộ (local connection name) cho liên kết được yêu cầu. Thông số này về sau được dùng để tham chiếu tới liên kết đó. (Trong trường hợp nếu TCP không thể thiết lập được liên kết yêu cầu thì nó phải gửi tham số Open Failure để thông báo). ƒ Khi TCP thiết lập được liên kết yêu cầu nó gửi tham số Open Sucsess được dùng để thông báo liên kết đã được thiết lập thành công. Thông báo này được chuyển đến trong cả hai trường hợp bị động và chủ động. Sau khi một liên kết được mở, việc truyền dữ liệu trên liên kết có thể được thực hiện. Các bước thực hiện khi truyền và nhận dữ liệu: Sau khi xác lập được liên kết người sử dụng gửi và nhận dữ liệu. Việc gửi và nhận dữ liệu thông qua các hàm Send và Receive. ƒ Hàm Send: Dữ liệu được gửi xuống TCP theo các khối (block). Khi nhận được một khối dữ liệu, TCP sẽ lưu trữ trong bộ đệm (buffer). Nếu cờ PUSH được dựng thì toàn bộ dữ liệu trong bộ đệm được gửi, kể cả khối dữ liệu mới đến sẽ được gửi đi. Ngược lại cờ PUSH không được dựng thì dữ liệu được giữ lại trong bộ đệm và sẽ gửi đi khi có cơ hội thích hợp (chẳng hạn chờ thêm dữ liệu nữa để gửi đi với hiệu quả hơn). ƒ Hàm receive: Ở trạm đích dữ liệu sẽ được TCP lưu trong bộ đệm gắn với mỗi liên kết. Nếu dữ liệu được đánh dấu với một cờ PUSH thì toàn bộ dữ liệu trong bộ đệm (kể cả các dữ liệu được lưu từ trước) sẽ được chuyển lên cho người sử dụng. Còn nếu dữ liệu đến không được đánh dấu với cờ PUSH thì TCP chờ tới khi thích hợp mới chuyển dữ liệu với mục tiêu tăng hiệu quả hệ thống. Nói chung việc nhận và giao dữ liệu cho người sử dụng đích của TCP phụ thuộc vào việc cài đặt cụ thể. Trường hợp cần chuyển gấp dữ liệu cho người sử dụng thì có thể dùng cờ URGENT và đánh dấu dữ liệu bằng bit URG để báo cho người sử dụng cần phải xử lý khẩn cấp dữ liệu đó. Các bước thực hiện khi đóng một liên kết: Việc đóng một liên kết khi không cần thiết được thực hiên theo một trong hai cách: dùng hàm Close hoặc dùng hàm Abort. ƒ Hàm Close: Yêu cầu đóng liên kết một cách bình thường. Có nghĩa là việc truyền dữ liệu trên liên kết đó đã hoàn tất. Khi nhận được một hàm Close TCP sẽ truyền đi tất cả dữ liệu còn trong bộ đệm thông báo rằng nó đóng liên kết. Lưu ý rằng khi một người sử dụng đã gửi đi một hàm Close thì nó vẫn phải tiếp tục nhận dữ liệu đến trên liên kết đó cho đến khi TCP đã báo cho phía bên kia biết về việc đóng liên kết và chuyển giao hết tất cả dữ liệu cho người sử dụng của mình. ƒ Hàm Abort: Người sử dụng có thể đóng một liên kết bất kỳ và sẽ không chấp nhận dữ liệu qua liên kết đó nữa. Do vậy dữ liệu có thể bị mất đi khi đang được truyền đi. TCP báo cho TCP ở xa biết rằng liên kết đã được hủy bỏ và TCP ở xa sẽ thông báo cho người sử dụng của mình. Một số hàm khác của TCP: ƒ Hàm Status: cho phép người sử dụng yêu cầu cho biết trạng thái của một liên kết cụ thể, khi đó TCP cung cấp thông tin cho người sử dụng. ƒ Hàm Error: thông báo cho người sử dụng TCP về các yêu cầu dịch vụ bất hợp lệ liên quan đến một liên kết có tên cho trước hoặc về các lỗi liên quan đến môi trường. Đơn vị dữ liệu sử dụng trong TCP được gọi là segment (đoạn dữ liệu), có các tham số với ý nghĩa như sau: 18
  19. Hình 2.2 Dạng thức của segment TCP ƒ Source Port (16 bits): Số hiệu cổng TCP của trạm nguồn. ƒ Destination Port (16 bits): Số hiệu cổng TCP của trạm đích. ƒ Sequence Number (32 bits): số hiệu của byte đầu tiên của segment trừ khi bit SYN được thiết lập. Nếu bit SYN được thiết lập thì Sequence Number là số hiệu tuần tự khởi đầu (ISN) và byte dữ liệu đầu tiên là ISN+1. ƒ Acknowledgment Number (32 bits): số hiệu của segment tiếp theo mà trạm nguồn đang chờ để nhận. Ngầm ý báo nhận tốt (các) segment mà trạm đích đã gửi cho trạm nguồn. ƒ Data offset (4 bits): số lượng bội của 32 bit (32 bits words) trong TCP header (tham số này chỉ ra vị trí bắt đầu của nguồn dữ liệu). ƒ Reserved (6 bits): dành để dùng trong tương lai. ƒ Control bit (các bit điều khiển): o URG: Vùng con trỏ khẩn (Urgent Poiter) có hiệu lực. o ACK: Vùng báo nhận (ACK number) có hiệu lực. o PSH: Chức năng PUSH. o RST: Khởi động lại (reset) liên kết. o SYN: Đồng bộ hóa số hiệu tuần tự (sequence number). o FIN: Không còn dữ liệu từ trạm nguồn. ƒ Window (16 bits): cấp phát credit để kiểm soát nguồn dữ liệu (cơ chế cửa sổ). Đây chính là số lượng các byte dữ liệu, bắt đầu từ byte được chỉ ra trong vùng ACK number, mà trạm nguồn đã sẵn sàng để nhận. ƒ Checksum (16 bits): mã kiểm soát lỗi cho toàn bộ segment (header + data). ƒ Urgemt Poiter (16 bits): con trỏ này trỏ tới số hiệu tuần tự của byte đi theo sau dữ liệu khẩn. Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG được thiết lập. ƒ Options (độ dài thay đổi): khai báo các option của TCP, trong đó có độ dài tối đa của vùng TCP data trong một segment. ƒ Paddinh (độ dài thay đổi): phần chèn thêm vào header để đảm bảo phần header luôn kết thúc ở một mốc 32 bits. Phần thêm này gồm toàn số 0. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 19
  20. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ ƒ TCP data (độ dài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng trên, có độ dài tối đa ngầm định là 536 bytes. Giá trị này có thể điều chỉnh bằng cách khai báo trong vùng options. III. Tổng quan về địa chỉ IP Trước khi khảo sát cấu tạo, tính chất, nhiệm vụ của địa chỉ IP ta xét những tiền đề tạo nên nó: Đơn vị thông tin cơ bản trong máy tính được biểu diễn dưới dạng số nhị phân bao gồm 2 giá trị đếm là 0 và 1. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp khác nó còn được biểu diễn bằng số bát phân, hay số thập lục phân. Hệ thống số đó được miêu tả ở bảng dưới đây lấy số thập phân làm so sánh tường minh: Thập phân Nhị phân Bát phân Thập lục phân 0 0000 0 0 1 0001 1 1 2 0010 2 2 3 0011 3 3 4 0100 4 4 5 0101 5 5 6 0110 6 6 7 0111 7 7 8 1000 10 8 9 1001 11 9 10 1010 12 A 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E 15 1111 17 F Thông thường muốn chuyển từ số nhị phân, bát phân, thập lục phân qua lại với nhau ta phải chuyển qua một bước trung gian về số thập lục phân. Quy tắc chuyển các số nhị phân, bát phân, thập lục phân về cơ số 10: 5 4 3 2 1 0 Chuyển số nhị phân: 1011012 = X10 : 1x2 +0x2 +1x2 +1x2 +0x2 +1x2 =4510. 2 1 0 Chuyển bát phân: 7368 = X10 : 7x8 +3x8 +6x8 =47810. 1 0 Chuyển thập lục phân: F316 = X10 : Fx16 +3x16 = 15x16+16x3 = 24310. Qui tắc chuyển từ hệ số thập phân về các hệ số khác, ở đây ta lấy ví dụ đối với số nhị phân: 1310=X2: 20
  21. 13/2 = 6 dư 1 6/2 = 3 dư 0 3/2 = 1 dư 1 1/2 = 0 dư 1 Ta lấy số dư của phép chia cho 2 theo thứ tự từ dưới lên trên. Vậy ta được số nhị phân của số 13 thập phân là: 11012 Với các hệ số khác ta cũng thực hiện như vậy. Cấu trúc địa chỉ IP gồm 32bits, được chia thành 4 nhóm, mỗi nhóm 8 bits được biểu diễn như sau: 1 1 1 1 1 1 1 1 128 64 32 16 8 4 2 1 Vậy giá trị 8 bits khi tất cả được bật lên 1, hiểu ở giá trị thập phân là: 255. Vậy những giá trị thập phân mà ta có thể gán 4 nhóm của 32 Bit là: 00000000- 00000000- 00000000- 00000000- 11111111 11111111 11111111 11111111 0-255 0-255 0-255 0-255 Vậy địa chỉ IP có cấu trúc được chia làm hai hoặc ba phần là network_id & host_id hoặc network_id & subnet_id & host_id. Là một con số có kích thước 32 bits. Khi trình bày người ta chia con số 32 bits này thành bốn phần, mỗi phần có kích thước 8 bits, gọi là octet hoặc byte. Có các cách trình bày sau: ƒ Ký pháp thập phân có dấu chấm (dotted-decimal notation). Ví dụ: 172.16.30.56. ƒ Ký pháp nhị phân. Ví dụ: 10101100 00010000 00011110 00111000. ƒ Ký pháp thập lục phân. Ví dụ: 82 39 1E 38. Không gian địa chỉ IP (gồm 232 địa chỉ) được chia thành 5 lớp (class) để dễ quản lý đó là: A, B, C, D và E. Trong đó các lớp A, B và C được triển khai để đặt cho các host trên mạng Internet, lớp D dùng cho các nhóm multicast, còn lớp E phục vụ cho mục đích nghiên cứu. IV. Một số khái niệm và thuật ngữ liên quan: Địa chỉ host là địa chỉ IP có thể dùng để đặt cho các interface của các host. Hai host nằm cùng một mạng sẽ có network_id giống nhau và host_id khác nhau. Địa chỉ mạng (network address): là địa chỉ IP dùng để đặt cho các mạng. Phần host_id của địa chỉ chỉ chứa các bit 0. Địa chỉ này không thể dùng để đặt cho một Interface. Ví dụ 172.29.0.0 Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 21
  22. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Địa chỉ Broadcast: là địa chỉ IP được dùng để đại diện cho tất cả các host trong mạng. Phần host id chỉ chứa các bit 1. Địa chỉ này cũng không thể dùng để đặt cho một host được. Ví dụ 172.29.255.255 Các phép toán làm việc trên bit : Phép AND Phép OR A B A and B A B A or B 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 Ví dụ sau minh hoạ phép AND giữa địa chỉ 172.29.14.10 và mask 255.255.0.0 172.29.14.10 = 10101100 00011101 00001110 00001010 AND 255.255.0.0 = 11111111 11111111 00000000 00000000 172.29.0.0 = 10101100 00011101 00000000 00000000 172.29.1.0 Mặt nạ mạng (Network Mask): là một con số dài 32 bits, là phương tiện giúp máy xác định được địa chỉ mạng của một địa chỉ IP (bằng cách AND giữa địa chỉ IP với mặt nạ mạng) để phục vụ cho công việc routing. Mặt nạ mạng cũng cho biết số bit nằm trong phần host_id. Được xây dựng bằng cách bật các bit tương ứng vớp phần network_ id và tắt các bit tương ứng với phần host_id. Mặt nạ mặc định của các lớp không chia mạng con Lớp A 255.0.0 Lớp B 255.255.0.0 Lớp C 255.255.255.0 V. Giới thiệu các lớp địa chỉ: 1. Lớp A Dành một byte cho phần network_id và ba byte cho phần host_id. 22
  23. Hình 2.3 Để nhận biết lớp A, bit đầu tiên của byte đầu tiên phải là bit 0. Dưới dạnh nhị phân, byte này có dạng 0XXXXXXX . Vì vậy, những địa chỉ IP có byte đầu tiên nằm trong khoảng từ 0 (00000000) đến 127 (01111111) sẽ thuộc lớp A. Ví dụ : 50.14.32.8 Byte đầu tiên này cũng chính là network_id, trừ đi bit đầu tiên làm ID nhận dạng lớp A, còn lại 7 bits để đánh thứ tự các mạng, ta được 128 (27) mạng lớp A khác nhau. Bỏ đi hai trường hợp đặc biệt là 0 và 127. Kết quả là lớp A chỉ còn 126 địa chỉ mạng, 1.0.0.0 đến 126.0.0.0 Phần host_id chiếm 24 bits, tức có thể đặt địa chỉ cho 16,777,216 host khác nhau trong mỗi mạng. Bỏ đi địa chỉ mạng (phần host_id chứa toàn các bit 0) và một địa chỉ Broadcast (phần host_id chứa toàn các bit 1) như vậy có tất cả 16,777,214 host khác nhau trong mỗi mạng lớp A. Ví dụ đối với mạng 10.0.0.0 thì những giá trị host hợp lệ là 10.0.0.1 đến 10.255.255.254 Hình 2.4 2. Lớp B Dành 2 bytes cho mỗi phần network_id và host_id. Hình 2.5 Dấu hiệu để nhận dạng địa chỉ lớp B là byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng hai bit 10. Dưới dạng nhị phân, octet có dạng 10XXXXXX. Vì vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ 128 (10000000) đến 191 (10111111) sẽ thuộc về lớp B. Ví dụ 172.29.10.1 là một địa chỉ lớp B . Phần network_id chiếm 16 bits bỏ đi 2 bits làm ID cho lớp, còn lại 14 bits cho phép ta đánh thứ tự 16,384 (214) mạng khác nhau (128.0.0.0 d8ến 191.255.0.0). Phần host_id dài 16 bits hay có 65536 (216) giá trị khác nhau. Trừ đi 2 trường hợp đặc biệt còn lại 65534 host trong một mạng lớp B. Ví dụ đối với mạng 172.29.0.0 thì các địa chỉ host hợp lệ là từ 172.29.0.1 đến 172.29.255.254 Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 23
  24. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Hình 2.6 3. Lớp C Dành 3 bytes cho phần network_id và một byte cho phần host_id Hình 2.7 Byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng 3 bits 110 và dạng nhị phân của octet này là 110XXXXX. Như vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ 192 (11000000) đến 223 (11011111) sẽ thuộc về lớp C. Ví dụ: 203.162.41.235 Phần network_id dùng 3 byte hay 24 bit, trừ đi 3 bit làm ID của lớp, còn lại 21 bit hay 2,097,152 (2 21) địa chỉ mạng ( từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0). Phần host_id dài 1 byte cho 256 (28) giá trị khác nhau. Trừ đi hai trường hợp đặc biệt ta còn 254 host khác nhau trong một mạng lớp C. Ví dụ, đối với mạng 203.162.41.0, các địa chỉ host hợp lệ là từ 203.162.41.1 đến 203.162.41.254 Hình 2.8 4. Lớp D và E Các địa chỉ có byte đầu tiên nằm trong khoảng 224 đến 256 là các địa chỉ thuộc lớp D hoặc E. Do các lớp này không phục vụ cho việc đánh địa chỉ các host nên không trình bày ở đây. 5. Ví dụ cách triển khai đặt địa chỉ IP cho một hệ thống mạng 24
  25. Hình 2.9 6. Chia mạng con (subnetting) Giả sử ta phải tiến hành đặt địa chỉ IP cho hệ thống có cấu trúc như sau: Hình 2.10 Theo hình trên, ta bắt buộc phải dùng đến tất cả là 6 đường mạng riêng biệt để đặt cho hệ thống mạng của mình, mặc dù trong mỗi mạng chỉ dùng đến vài địa chỉ trong tổng số 65,534 địa chỉ hợp lệ > một sự phí phạm to lớn. Thay vì vậy, khi sử dụng kỹ thuật chia mạng con, ta chỉ cần sử dụng một đường mạng 150.150.0.0 và chia đường mạng này thành sáu mạng con theo hình bên dưới: Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 25
  26. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Hình 2.11 Rõ ràng khi cấp phát địa chỉ cho các hệ thống mạng lớn, người ta phải sử dụng kỹ thuật chia mạng con trong tình hình địa chỉ IP ngày càng khan hiếm. Xét về khía cạnh kỹ thuật, chia mạng con chính là việc dùng một số bit trong phần host_id ban đầu để đặt cho các mạng con. Lúc này cấu trúc của địa chỉ IP gồm 3 phần: network_id, subnet_id và host_id. Số bit dùng trong subnet_id bao nhiêu là tuỳ thuộc và chiến lược chia mạng con của người quản trị, có thể là con số tròn byte (8 bits) hoặc một số bit lẻ vẫn được. Tuy nhiên, ta không để subnet_id chiếm trọn số bit có trong host_id ban đầu, cụ thể là subnet_id ≤ host_id -2. Hình 2.12 Số lượng host trong mỗi mạng con được xác định bằng số bit trong phần host_id; 2x-2 (trường hợp đặc biệt) là số địa chỉ hợp lệ có thể đặt cho các host trong mạng con. Tương tự số bit trong phần subnet_id xác định số lượng mạng con. Giả sử số bit là y > 2y là số lượng mạng con có được. Một số khái niệm mới: ƒ Địa chỉ mạng con (địa chỉ đường mạng): Bao gồm cả phần network_id và subnet_id, phần host_id chỉ chứa các bit 0. Theo hình trên thì ta có các địa chỉ mạng con sau: 150.150.1.0, 150.150.2.0, 26
  27. ƒ Địa chỉ broadcast trong một mạng con: Bật tất cả các bit trong phần host_id lên 1. Ví dụ địa chỉ broadcast của mạng con 150.150.1.0 là 150.150.1.255. ƒ Mặt nạ mạng con (subnet mask): Giúp máy tính xác định được địa chỉ mạng con của một địa chỉ host. Để xây dựng mặt nạ mạng con cho một hệ thống địa chỉ, ta bật các bit trong phần host_id thành 0. Ví dụ mặt nạ mạng con dùng cho hệ thống mạng trong mô hình trên là 255.255.255.0 Vấn đề đặt ra là khi xác định được một địa chỉ IP (ví dụ 172.29.8.230) ta không thể biết được host này nằm trong mạng nào (không thể biết mạng này có chia mạng con hay không, và có nếu chia thì dùng bao nhiêu bit để chia). Chính vì vậy khi ghi nhận địa chỉ IP của một host, ta cũng phải cho biết subnet mask là bao nhiêu, ví dụ 12.29.8.230/255.255.255.0 hoặc 172.29.8.230/24 6. Địa chỉ riêng (private address) và cơ chế chuyển đổi địa chỉ mạng (Network Address Translation –NAT) Tất cả các IP host khi kết nối vào mạng Internet đều phải có một địa chỉ IP o tổ chức IANA (Internet Assigned Numbers Authority) cấp phát – gọi là địa chỉ hợp lệ (hay là được đăng ký). Tuy nhiên số lượng host kết nối vào mạng ngày càng gia tăng dẫn đến tình trạng khan hiếm địa chỉ IP. Một giải pháp đưa ra là sử dụng cơ chế NAT kèm theo RFC 1918 quy định danh sách địa chỉ riêng. Các địa chỉ này sẽ không được IANA cấp phát – hay còn gọi là địa chỉ không hợp lệ. Bảng sau liệt kê danh sách các địa chỉ này: Nhóm địa chỉ Lớp Số lượng mạng 10.0.0.0 đến A 1 10.255.255.255 172.16.0.0 đến B 16 172.32.255.255 192.168.0.0 đến C 256 192.168.255.255 Chương 3: CÁC THIẾT BỊ MẠNG I. Card giao tiếp mạng (NIC – Network Interface Card) 1. Khái niệm: Card giao tiếp mạng là một loại card mở rộng được gắn thêm trên máy tính, cung cấp giao tiếp vật lý và logic giữa máy tính với các thiết bị mạng, hệ thống mạng thông qua phương tiện truyền dẫn. NIC được gắn trên bo mạch chính của máy tính thông qua các khe cắm mở rộng như: ISA (Industry Standard Architecture), PCI (Peripheral Component Interconnect), USB (Universal Serial Bus), PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)-chức năng Plug and Play, PCI-Express hoặc được tích hợp sẵn trên bo mạch chính. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 27
  28. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Trước khi nói về việc giao tiếp của NIC với các phương tiện truyền dẫn ta xét đến môi trường truyền dẫn trong mạng máy tính. Môi trường truyền trong mạng máy tính được chia làm hai loại: Vô tuyến, Hữu tuyến. Ở môi trường truyền Hữu tuyến ứng với phương tiện truyền là Cáp dẫn điện. Ở môi trường truyền Vô tuyến ứng với phương tiện truyền là Sóng điện từ (từ tần số Radio đến tần số Hồng ngoại). Phần giao tiếp với các dạng Cáp dùng các chuẩn đầu nối: BNC, RJ-45, RJ-11, AUI, USB, Fiber connectors - đầu nối cáp quang. Phần giao tiếp với các dạng sóng điện từ được thực hiện bởi 1 card Wireless có Angten tích hợp trên bo mạch của NIC hoặc card wireless rời sử dụng giao tiếp PCMCIA. Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của công nghệ không dây, đặc biệt là sự ra đời của công nghệ Centrino dành cho Laptop-máy tính xách tay đã làm cho các quan niệm kết nối mạng trước đây trở nên mờ nhạt theo năm tháng. Ứng với mỗi loại mạng riêng biệt, như Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCNET ta có những loại NIC khác nhau được thiết kế phù hợp với các loại mạng đó dựa trên các chuẩn công nghệ đặc thù của loại mạng. Ứng với mỗi loại đầu nối (BNC, RJ-45, AUI ) có những loại Cáp khác nhau để đấu nối. Trên mỗi NIC có một mã số được in ngay trên bề mặt của card. Mã số này gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control) hay còn gọi địa chỉ vật lý của NIC. Địa chỉ này do IEEE-Viện Công Nghệ Điện và Điện Tử cấp cho các nhà sản xuất NIC. Do đó đối với mỗi NIC địa chỉ này là duy nhất trên thế giới, bao gồm 6 bytes có dạng XX-XX-XX-XX-XX-XX trong đó 3 bytes đầu là mã số của nhà sản xuất, 3 bytes sau là serial của NIC do hãng đó sản xuất. Mã số này được ghi vĩnh viễn vào trong ROM của NIC. Trên hầu hết các NIC đều được thiết kế sẵn 1 khe cắm PROM remote-boot lưu trữ các chương trình khởi động từ xa. Dùng cho các máy trạm không có ổ cứng, chúng được khởi động từ một máy chủ hỗ trợ dịch vụ này. 2. Các chức năng chính của NIC: Chuẩn bị dữ liệu đưa lên mạng: trước khi đưa lên mạng, dữ liệu phải được chuyển từ dạng byte, bit sang tín hiệu điện để có thể truyền đi trên cáp, tín hiệu sóng điện từ để truyền ra không trung. Gởi và thỏa thuận các quy tắc truyền dữ liệu giữa máy tính với các thiết bị mạng. Kiểm soát luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ thống cáp. 3. Giới thiệu các dạng NIC hiện nay đang được sử dụng: 28
  29. Hình 3.1: NIC PCI tích hợp 3 cổng giao tiếp BNC,AUI,RJ-45 trên cùng 1 card. Hình 3.2: NIC ISA tích hợp RJ-45 và ST,SC để nối cáp quang. Hình 3.3: NIC PCI giao tiếp Wireless tích hợp trên bo mạch của NIC. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 29
  30. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Hình 3.4: NIC PCI với Card Wireless giao tiếp PCMCIA. Hình 3.5: NIC PCMCIA Wireless cho Laptop. Hình 3.6: NIC USB WiFi 54Mbps. Ứng dụng: Trước khi quyết định chọn 1 loại NIC để dùng cho 1 hệ thống mạng, bạn cần nắm rõ những thông tin quan trọng sau đây: ƒ Công nghệ mạng: Ethernet, Token Ring, FDDI ƒ Phương tiện truyền dẫn: Cáp xoắn đôi UTP, STP, cáp Đồng trục, cáp quang, wireless. ƒ Chuẩn giao tiếp với bo mạch chính của máy tính. 30
  31. II. Transceiver: Còn được gọi là MAU-Medium Access Unit (Đơn vị truy cập trung gian). Được dùng để chuyển giao diện kết nối của một thiết bị không tương thích với giao diện kết nối một loại cáp nào đó trở thành tương thích. Transceiver có khả năng nhận được tín hiệu số và tín hiện tương tự. Hình 3.7 III. Repeater: ƒ Đơn giản chỉ là một bộ khuếch đại tín hiệu giữa hai cổng của hai phân đoạn mạng. Repeater được dùng trong mô hình mạng Bus nhằm mở rộng khoảng cách tối đa trên một đường cáp. ƒ Repeater làm việc tại tầng 1- tầng Vật lý (Physical) trong mô hình OSI. ƒ Khi cường độ tín hiệu điện được truyền trên đoạn cáp dài có chiều hướng yếu đi mà muốn tín hiệu đó phải truyền đi tiếp, Repeater là giải pháp hiệu quả nhất. Tín hiệu sẽ được khuếch đại trong nó và truyền đến phân đoạn mạng kế tiếp. ƒ Tuy nhiên cơ chế làm việc của Repeater là khuếch đại bất cứ thứ gì nó nhận được và truyền đi tiếp. Do không phân biệt được tín hiệu mà nó phải xử lý là gì, có thể là một khung dữ liệu hỏng hay thậm chí cả tín hiệu nhiễu nên Repeater không phải là lựa chọn cho việc truyền tin cậy về chất lượng đường truyền. Repeater không thích hợp cho quy tắc truy cập CSMA/CD Ethernet vì nó không biết lắng nghe tín hiệu trên đường truyền trước khi tín hiệu đó được truyền đi tiếp. ƒ Với những khuyết điểm như vậy nhưng Repeater vẫn là lựa chọn cho việc mở rộng mạng dựa vào các yếu tố sau: rẻ tiền, phù hợp nhu cầu mở rộng độ dài của cáp mạng. ƒ Khái niệm Repeater không chỉ được đề cập trong môi trường cáp dẫn mà còn phải kể đến môi trường sóng điện từ. Sau đây là một vài minh họa về Repeater và các ứng dụng thực tiễn của nó: Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 31
  32. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Hình 3.8 IV. Hub: ƒ Là thiết bị có chức năng giống như Repeater nhưng nhiều cổng giao tiếp hơn cho phép nhiều thiết bị mạng kết nối tập trung với nhau tại một điểm. Hub thông thường có từ 4 đến 24 cổng giao tiếp, thường sử dụng trong những mạng Ethernet 10BaseT. Thật ra Hub chỉ là Repeater nhiều cổng. Hub lặp lại bất kỳ tín hiệu nào nhận được từ một cổng bất kỳ và gửi tín hiệu đó đến tất cả các cổng còn lại trên nó. ƒ Hub làm việc tại tầng 1-tầng Vật lý (Physical) trong mô hình OSI. ƒ Hub được chia làm hai loại chính: Hub Thụ động-Passive Hub và Hub Chủ động- Active Hub. ƒ Passive Hub: Kết nối tất cả các cổng giao giao tiếp mạng lại với nhau trên nó, chuyển tín hiệu điện từ cổng giao tiếp này qua cổng giao tiếp khác. Không có chức năng khuếch đại tín hiệu và xử lý tín hiệu do cấu tạo không chứa các linh kiện điện tử và nguồn cung cấp điện. ƒ Active Hub: Cấu tạo có các linh kiện điện tử và nguồn cung cấp điện riêng trên nó. Do đó tín hiệu sẽ được khuếch đại và làm sạch trước khi gửi đến các cổng giao tiếp khác. Trong các loại Active Hub có 1 loại được gọi là Hub Thông minh- Intelligent Hub. ƒ Intelligent Hub được cấu tạo thêm bộ vi xử lý và bộ nhớ cho phép người quản trị có thể điều khiển mọi hoạt động của hệ thống mạng từ xa, ngoài ra còn có chức năng chuyển tín hiệu đến đúng cổng cần chuyển, và chức năng định tuyến đường truyền. 32
  33. Hình 3.9: Hub 4 ports. V. Bridge: ƒ Là thiết bị dùng để nối những cấu trúc liên kết mạng giống nhau hoặc khác nhau, hay để phân chia mạng thành những phân đoạn mạng nhằm giảm lưu thông trên mạng. ƒ Là thiết bị hoạt động ở tầng 2-tầng Liên kết dữ liệu-Data Link trong mô hình OSI. ƒ Có 2 loại Bridge: Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. ƒ Bridge vận chuyển: sử dụng để nối 2 mạng cục bộ sử dụng cùng giao thức truyền thông ở tầng Data Link. Không có khả năng thay đổi cấu trúc gói tin mà chỉ xem xét địa chỉ nhận và gửi rồi chuyến gói đó đến đích cần chuyển. ƒ Bridge biên dịch: nối 2 mạng cục bộ sử dụng 2 công nghệ mạng khác nhau. Ví dụ Ethernet và Token Ring. ƒ Kiểm soát lưu thông mạng tại điểm giao nhau giữa hai phân đoạn mạng. Điều này làm giảm cơ hội phát sinh lỗi trong 1 phân đoạn, tránh ảnh huởng đến các phân đoạn khác. ƒ Khi tiếp nhận những gói dữ liệu, Bridge sẽ lọc những gói dữ liệu đó và chỉ chuyển những gói cần thiết. Điều này thực hiện được nhờ vào việc Bridge lưu bảng địa chỉ MAC của các máy trạm ở mỗi đầu kết nối, khi nhận được gói dữ liệu nó phân tích và xác nhận được địa chỉ nơi gửi, nơi nhận của gói đó. Dựa trên bảng địa chỉ phía nhận nó sẽ quyết định có gửi gói đó đi hay không. ƒ Nếu địa chỉ nơi gửi chưa có trong bảng địa chỉ MAC của Bridge, nó sẽ lưu địa chỉ đó vào trong bảng MAC. ƒ Nếu địa chỉ nơi nhận có trong danh sách bảng địa chỉ MAC ở đầu nhận thì nó cho là địa chỉ ở phần mạng phía gửi nên nó không chuyển, nếu khác nó sẽ chuyển gói dữ liệu sang phần mạng bên kia. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 33
  34. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Hình 3.10: Cơ chế làm việc của Bridge. ƒ Ngoài khái niệm Bridge mà ta biết là 1 thiết bị phần cứng còn có Bridge phần mềm. Bridge phần mềm ta dùng một máy tính kết nối mạng và cấu hình cho máy tính đó hoạt động với chức năng như một Bridge. Hình 3.11: Mô hình ứng dụng của Bridge. 34
  35. Hình 3.12 VI. Switch: ƒ Switch là sự kết hợp hài hòa về kỹ thuật giữa Bridge và Hub. Cơ chế hoạt động của Switch rất giống Hub bởi vì là thiết bị tập trung các kết nối mạng lại trên nó. Lý thú thay những cổng giao tiếp trên Switch cứ như thể là những Bridge thu nhỏ được xây dựng trên mỗi cổng giao tiếp đó. ƒ Là thiết bị hoạt động ở tầng 2-tầng Liên kết dữ liệu-Data Link trong mô hình OSI. ƒ Switch cũng dựa vào bảng địa chỉ MAC để định ra đường đi tốt nhất cho dữ liệu truyền qua nó. ƒ Số lượng các cổng giao tiếp từ 4 đến 48 cổng. ƒ Không như Hub gửi tín hiệu nhận được đến tất cả các cổng giao tiếp còn lại trên nó, Switch sẽ cố gắng theo dõi những địa chỉ MAC được gán trên mỗi cổng giao tiếp của nó và định ra đường đi chỉ dành cho một địa chỉ nào đó đã định trước đến chính xác một cổng nào đó mà nó cho là thích hợp, giải quyết tình trạng giảm băng thông khi thông lượng mạng tăng lên. Điều này mở ra cho thấy một ống dẫn ảo giữa các cổng giao tiếp mà nó có thể sử dụng băng thông tối đa của kiến trúc mạng. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 35
  36. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Hình 3.13: Switch và kiểu kết nối Switch-Switch. ƒ Không chỉ có những tính năng cơ bản trên, Switch còn có những tính năng mở rộng khác: o Store and Forward: Đọc toàn bộ nội dung của một gói dữ liệu vào bộ nhớ và sẽ truyền đi sau khi việc đọc hoàn tất. o Cut Through: Chỉ cần phân tích 14 bytes đầu tiên gói dữ liệu (chỉ header mà thôi) và ngay lậo tức switch quyết định truyền gói dữ liệu đến nơi mà nó cần gởi tới. o Trunking: Hỗ trợ việc tăng tốc truyền giữa hai Switch cùng loại kết nối với nhau; o Spanning Tree: Tạo ra những đường truyền dự phòng khi đường truyền chính bị mất kết nối; o VLAN: Tạo những mạng ảo nhằm nâng cao tính bảo mật giữ những vùng trong toàn hệ thống mạng, cũng như với những hệ thống khác. Điều này không còn phụ thuộc vào các yếu tố cấu trúc vật lý của mạng. Mô hình chia VLAN VII. Router 36
  37. ƒ Là Bộ định tuyến dùng để kết nối nhiều phân đoạn mạng, hay nhiều kiểu mạng (thường là không đồng nhất về kiến trúc và công nghệ) vào trong cùng một mạng tương tác. ƒ Thông thường có một bộ xử lý, bộ nhớ, và hai hay nhiều cổng giao tiếp ra/vào. ƒ Là thiết bị định tuyến đường đi cho việc truyền thông trên mạng, khả năng vận chuyển dữ liệu với mức độ thông minh cao bằng cách xác định đường đi ngắn nhất cho việc gửi dữ liệu. Nó có thể định tuyến cho 1 gói dữ liệu đi qua nhiều kiểu mạng khác nhau và dùng bảng định tuyến lưu những địa chỉ đường mạng để xác định đường đi tốt nhất để đến đích. ƒ Router làm việc ở tầng 3-tầng Mạng-Network trong mô hình OSI. ƒ Lợi thế của việc dùng Router hơn Bridge (vì Routers là sự kết hợp của Bridge và Switch) đó là vì Router có thể xác định đường đi tốt nhất cho dữ liệu đi từ điểm bắt đầu đến đích của nó. Cũng giống như Bridge, Router có khả năng lọc nhiễu tuy nhiên nó làm việc chậm hơn Bridge vì nó thông minh hơn do phải phân tích mỗi gói dữ liệu qua nó. Do những tính năng thông minh như thế nên giá thành của Router cao hơn các thiết bị khác rất nhiều. ƒ Ứng dụng trong các kết nối LAN-LAN, LAN-WAN, WAN-WAN, ví dụ kết nối giữa mạng LAN của bạn với ISP mà bạn đang sử dụng (có thể là đường truyền Dial-up, Leasline, xDSL, ISDN ), xây dựng một mạng WAN (từ 2 router trở lên), kết nối 2 mạng LAN vật lý thành một LAN logic, kết nối giữa 2 ISP với nhau. Các loại Router. Mô hình ứng dụng thực tế của Router. VIII. Brouter: ƒ Brouter thật sự là một ý tưởng tài tình vì nó là sự kết hợp các tính năng tốt nhất của Bridge và Router. Được dùng để kết nối những phân đoạn mạng khác nhau và cũng chỉ định tuyến cho 1 giao thức cụ thể nào đó. ƒ Cần nhắc lại Bridge làm việc tại tầng Data Link,Router làm việc tại tầng Network của mô hình OSI. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 37
  38. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ ƒ Đầu tiên Brouter kiểm tra những gói dữ liệu đi vào, xác định xem giao thức của gói đó có thể định tuyến hay không, ví dụ TCP/IP thì có thể, ngược lại giao thức NetBEUI của Microsoft thì không thể. Nếu Router xác định gói dữ liệu đó có thể định tuyến nó sẽ dựa vào bảng định tuyến để định ra đường đi cho gói đó, ngược lại nó sẽ dựa vào bảng địa chỉ MAC để xác định nơi nhận thích hợp. IX. Gateway: ƒ Là thiết bị trung gian dùng để nối kết những mạng khác nhau cả về kiến trúc lẫn môi trường mạng. Gateway được hiểu như cổng ra vào chính của một mạng nội bộ bên trong kết nối với mạng khác bên ngoài. Có thể đó là thiết bị phần cứng chuyên dụng nhưng thường là một server cung cấp kết nối cho các máy mà nó quản lý đi ra bên ngoài giao tiếp với một mạng khác. ƒ Gateway là thiết bị mạng phức tạp nhất vì nó xử lý thông tin ở tất cả các tầng trong mô hình OSI nhưng thường thì ở tầng 7. Ứng dụng (Application) vì ở đó nó chuyển đổi dữ liệu và đóng gói lại cho phù hợp với những yêu cầu của địa chỉ đích đến Điều này làm cho Gateway chậm hơn những thiết bị kết nối mạng khác và tốn kém hơn. ƒ Gateway kiểm soát tất cả các luồng dữ liệu đi ra và vào bên trong mạng, nhằm ngăn chặn những kết nối bất hợp pháp, cho phép người quản trị chia sẻ một số dịch vụ trên nó (cho chia sẻ internet). Mô hình ứng dụng của Gateway. X. Modem: ƒ Là thiết bị dùng để chuyển đổi dữ liệu định dạng số thành dữ liệu định dạng tương tự cho một quá trình truyền từ môi trường tín hiệu số qua môi trường tín hiệu tương tự và sau đó trở ra môi trường tín hiệu số ở phía nhận cuối cùng. Tên gọi Modem thật ra là từ viết tắt được ghép bởi những chữ cái đầu tiên của MOdulator/DEModulator –Bộ điều biến/Bộ giải điều biến. 38
  39. ƒ Việc giao tiếp của Modem với máy tính được chia làm hai loại: Internal-gắn trong và External-gắn ngoài. ƒ Loại Internal: giao tiếp với máy tính bằng các khe cắm mở rộng trên Bo mạch chính của máy tính như khe ISA, PCI. Trong khi đó loại External giao tiếp với máy tính bằng các cổng như COM, USB. Cả 2 loại đều hỗ trợ tốc độ truy cập lên đến 56Kb/s. ƒ Phương tiện truyền dẫn của Modem là cáp điện thoại, sử dụng đầu RJ-11 để giao tiếp. ƒ Dùng để kết nối Internet bằng kết nối Dial-up-dịch vụ quay số thông qua mạng điện thoại công cộng. ƒ Kết nối các mạng LAN ở những khu vực địa lý khác nhau tạo thành một mạng WAN. ƒ Hỗ trợ công tác quản trị từ xa bằng dịch vụ RAS-Remote Access Service (Dịch vụ truy cập từ xa) , giúp cho nhà quản trị mạng quản lý dễ dàng hệ thống mạng của mình từ xa. ƒ Chi phí cho việc sử dụng Modem là rất thấp, xong mạng lại hiệu quả rất lớn Sơ đồ kết nối của Modem Internal và External. XI. Các phương tiện truyền dẫn: ƒ Phương tiện truyền dẫn là những phương tiện vật lý cung cấp môi trường truyền dẫn cho các thiết bị mạng truyền thông với nhau trên nó. Được chia làm 2 loại là Hữu tuyến và Vô tuyến. Tín hiệu truyền thông trên nó là tín hiệu Số và tín hiệu Tương tự. ƒ Các thuộc tính của phương tiện truyền dẫn: o Chi phí; o Phương thức thiết kế, lắp đặt; o Băng tầng cơ sở-Baseband; o Băng thông-Bandwidth; o Độ suy giảm của tín hiệu- Signal Attenuation; o Nhiễu điện từ- Electronmagnetic Interference(EMI); o Nhiễu xuyên kênh. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 39
  40. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ 1. Các loại Cáp: 1.1. Cáp đồng trục (coaxial): Là loại cáp đầu tiên được dùng trong các LAN. Cấu tạo của Cáp đồng trục gồm: ƒ Dây dẫn trung tâm: lõi đồng hoặc dây đồng bện; ƒ Một lớp cách điện giữa dây dẫn phía ngoài và dây dẫn trung tâm; ƒ Dây dẫn ngoài: bao quanh lớp cách điện và dây dẫn trung tâm dưới dạng dây đồng bện hoặc lá. Dây này có tác dụng bảo vệ dây dẫn trung tâm khỏi nhiễu điện từ và được kết nối để thoát nhiễu; ƒ Ngoài cùng là một lớp vỏ nhựa-plastic bảo vệ cáp. Cấu tạo của cáp đồng trục. Có 2 loại cáp đồng trục: Cáp đồng trục mỏng và Cáp đồng trục dày. Cáp đồng trục mỏng (Thin cable/Thinnet): ƒ Được dùng trong mạng Ethernet 10Base2; ƒ Có đường kính khoảng 6 mm, thuộc họ RG-58; ƒ Chiều dài tối đa cho phép truyền tín hiệu là 185m; ƒ Dùng đầu nối: BNC, T connector; ƒ Số node tối đa trên 1 đoạn cáp là 30; ƒ Tốc độ : 10Mbps; ƒ Chống nhiễu tốt; ƒ Độ tin cậy: trung bình ƒ Độ phức tạp cho việc lắp đặt: trung bình; ƒ Khắc phục lỗi kém; 40
  41. ƒ Quản lý khó; ƒ Chi phí cho 1 node kết nối vào: thấp; ƒ Ứng dụng tốt nhất: Dùng trong mạng đường trục-Backbone. BNC connector. Sơ đồ kết nối máy tính vào hệ thống dùng Thinnet. ƒ Để kết nối một máy tính vào 1 phân đoạn mạng dùng cáp đồng trục mỏng, ta phải thực hiện theo sơ đồ kết nối trên. Cáp đồng trục dày (Thick cable/Thicknet): ƒ Được dùng trong mạng Ethernet 10Base5; ƒ Có đường kính khoảng 13 mm, thuộc họ RG-8; ƒ Khoảng cách tối đa cho phép truyền tín hiệu: 500m; ƒ Dùng đầu nối: N-series; ƒ Số node tối đa trên 1 đoạn cáp: 100; ƒ Tốc độ: 10Mbps; ƒ Chống nhiễu tốt; ƒ Độ tin cậy: Tốt; ƒ Độ phức tạp cho việc lắp đặt: cao; ƒ Khắc phục lỗi kém; ƒ Quản lý: khó; ƒ Chi phí cho 1 node kết nối vào: trung bình; ƒ Ứng dụng tốt nhất: Dùng trong mạng đường trục-Backbone. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 41
  42. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ N-series connector. Để kết nối máy tính vào một phân đoạn mạng dùng cáp đồng trục dày ta phải dùng một đầu chuyển đổi-transceiver thông qua cổng AUI của máy tính. Cách kết nối tham khảo ở phần Transceiver. 1.2. Cáp xoắn đôi: Cáp xoắn đôi gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ. Có hai loại cáp xoắn đôi được sử dụng rộng rãi trong LAN: Cáp xoắn đôi có vỏ bọc kim loại chống nhiễu- STP Cable (Shielded twisted-Pair) và Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc kim loại chống nhiễu-UTP Cable (Unshielded Twisted- Pair). Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP (Shielded twisted-Pair): Gồm nhiều cặp xoắn đôi được phủ bên ngoài một lớp vỏ làm bằng dây đồng bện. Lớp vỏ này có tác dụng chống nhiễu điện từ từ bên ngoài vào và chống phát xạ nhiễu bên trong. Lớp vỏ bọc chống nhiễu này được nối đất để thoát nhiễu. Cáp STP ít bị tác động bởi nhiễu điện và có tốc độ truyền qua khoảng cách xa cao hơn cáp UTP. Cấu tạo cáp STP. ƒ Khoảng cách tối đa cho phép truyền tín hiệu : 100m; ƒ Tốc độ: 100Mbps; ƒ Đầu nối: STP sử dụng đầu nối DIN (DB-9). Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu UTP (Unshielded Twisted- Pair): 42
  43. ƒ Gồm nhiều cặp xoắn như cáp STP nhưng không có lớp vỏ đồng chống nhiễu. Cáp UTP được sử dụng trong mạng Ethernet 10BaseT hoặc 100BaseT. Do giá thành rẻ nên đã nhanh chóng trở thành loại cáp mạng cục bộ được ưa chuộng nhất. ƒ Không có vỏ bọc chống nhiễu nên dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị và cáp khác do đó thông thường dùng để đi dây trong nhà. Đầu nối dùng RJ-45 Cáp UTP được phân thành các loại sau : o Loại 1: có 2 cặp dây xoắn, dùng truyền tín hiệu âm thanh, tốc độ < 4Mbps, ứng dụng trong mạng PSTN; o Loại 2: có 4 cặp dây xoắn, tốc độ lên đến 4 Mbps, ứng dụng trong mạng Token Ring over UTP. o Loại 3: có 4 cặp dây xoắn, 3 mắt xoắn trên mỗi foot, tốc độ lên đến 10 Mbps, dùng truyền tín hiệu thoại rất tốt. o Loại 4: có 4 cặp dây xoắn, dùng truyền dữ liệu, tốc độ đạt được 16Mbps có thể lên đến 20Mbps, ứng dụng cho mạng Token Ring tốc độ cao. o Loại 5: có 4 cặp dây xoắn, dùng truyền dữ liệu, tốc độ 100 Mbps có thể đạt 1Gbps, ứng dụng trong mạng Fast Ethernet. o Loại 5e: có 4 cặp dây xoắn, dùng truyền dữ liệu, tốc độ 1Gbps, giá thành cao hơn loại 5, ứng dụng trong mạng Giga Ethernet. o Loại 6: có 4 cặp dây xoắn, dùng truyền dữ liệu, tốc độ từ 1Gbps đến 10Gbps, được chỉ định thay thế cho loại 5e, ứng dụng trong mạng Super Ethernet. Đặc điểm của cáp UTP: ƒ Khoảng cách tối đa cho phép truyền tín hiệu: 100m; ƒ Lắp đặt: dễ dàng; ƒ Khắc phục lỗi: tốt; ƒ Quản lý: dễ dàng; ƒ Chi phí: thấp; ƒ Ứng dụng: mạng LAN. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 43
  44. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Ngoài cáp STP và UTP còn có cáp xoắn có vỏ bọc ScTP-FTP ( Screened Twisted-Pair) : FTP là loại cáp lai tạo giữa cáp UTP và STP, nó hỗ trợ chiều dài tối đa 100m: Cấu tạo cáp ScTp-FTP. Cáp UTP và STP sử dụng đầu nối RJ-11, RJ-45: Các kỹ thuật bấm cáp mạng: ƒ Chuẩn kết nối cáp của đầu nối RJ-45 được chia thành 2 chuẩn: T-568A và T-568B, được phân chia theo mã màu trên cáp UTP và cáp STP như sau: ƒ Cáp thẳng (Straight- Through cable): là cáp dùng để nối PC và các thiết bị mạng như Hub, Switch . Cáp thẳng theo chuẩn 10/100 Base-T dùng 2 cặp cáp xoắn nhau và dùng chân 1,2,3,6 trên đầu RJ-45. Cặp dây xoắn thứ nhất nối vào chân 1,2, cặp dây xoắn thứ hai nối vào chân 3,6. Đầu cáp còn lại dựa vào màu nối vào chân của đầu RJ- 45 ban đầu và nối tương tự: 44
  45. ƒ Cáp chéo (Crossover cable): là cáp dùng nối trực tiếp giữa hai thiết bi giống nhau như PC-PC, Hub - Hub, Switch - Switch. Cáp chéo trật tự dây cũng giống như cáp thẳng nhưng đầu dây còn lại phải chéo cặp dây xoắn sử dụng. ƒ Cáp Console: dùng để nối PC vào các thiết bị mạng chủ yếu dùng để cấu hình các thiết bị. Thông thường khoảng cách dây Console ngắn nên chúng ta không cần chọn cặp dây xoắn, mà chọn theo màu từ 1-> 8 sao cho dễ nhớ và đầu bên kia theo thứ tự ngược lại từ 8->1. 1.3. Cáp quang (Fiber-Optic cable): 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 quang chỉ truyền sóng ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) với băng thông cực cao nên không gặp các sự cố về nhiễu hay bị nghe trộm. Cáp dùng nguồn ánh sáng lasers, diode phát xạ ánh sáng. Cáp rất bền và độ suy tần tín hiệu rất thấp nên đoạn cáp có thể dài đến vài km. Băng thông cho phép đến 2Gbps. Nhưng cáp quang có khuyết điểm là giá thành cao và khó lắp đặt. Các loại cáp quang: ƒ Loại lõi 8.3 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đơn. ƒ Loại lõi 50 micron, lớp lót 125 micron, đa chế độ. ƒ Loại lõi 62.5 micron, lớp lót 125 micron, đa chế độ. ƒ Loại lõi 100 micron, lớp lót 140 micron, đa chế độ. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 45
  46. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Hộp đấu nối cáp quang: do cáp quang không thể bẻ cong nên khi nối cáp quang vào các thiết bị khác chúng ta phải thông qua hộp đấu nối. Đầu nối cáp quang: đầu nối cáp quang rất đa dạng thông thường trên thị trường có các đầu nối như sau: FT, ST, FC Sơ đồ đấu nối của cáp quang. 2. Môi trường Vô tuyến: ƒ Sóng Radio từ dãi tầng: 10KHz đến 1GHz; ƒ Sóng Viba: 21GHz đến 23GHz; ƒ Sóng Hồng ngoại 100GHz đến 1000GHz; 46
  47. Chương 4: THIẾT KẾ MẠNG LAN I. Các vấn đề cần lưu ý Khi thiết kế một hệ thống LAN ta cần chú ý những hạng mục cần thực sau đây, giúp cho việc định hướng đúng tác thiết kế xây dựng 1 hệ thống mạng LAN. 1. Chi phí tổng thể cho việc đầu tư trang thiết bị cho toàn hệ thống; 2. Những yêu cầu thật cần thiết cho hệ thống mạng tại thời điểm xây dựng và những kế hoạch mở rộng hệ thống trong tương lai; 3. Khảo sát hiện trạng địa hình, địa lý, cách bố trí phòng ban; 4. Cân nhắc áp dụng kiểu kiến trúc, công nghệ mạng thực sự cần thiết trong thời gian hiện tại và tương lai; 5. Khảo sát và lựa chọn ISP hội tụ những điều kiện tốt nhất cho mạng LAN của mình; 6. Lên kế hoạch tiến độ thi công, thực hiện toàn bộ công trình; 7. Lập kế hoạch sử dụng tài chính; 8. Lập kế hoạch chuẩn bị nhân lực; 9. Lập bảng thống kê chi tiết cho việc triển khai đầu tư trang thiết bị; 10. Mô hình hóa hệ thống mạng bằng phần mềm Visio; 11. Triển khai công trình, quyết tâm thực hiện cho bằng được kế hoạch đưa ra với thời gian sớm nhất. II. Những yêu cầu chung của việc thiết kế mạng Nói chung một hệ thống mạng LAN sau khi thiết kế xong phải thỏa mãn các điều kiện sau đây: ƒ Phải đảm bảo các máy tính trong công ty trao đổi dữ liệu được với nhau. ƒ Chia sẻ được máy in, máy Fax, ổ CD-ROM ƒ Tổ chức phân quyền truy cập theo từng người dùng. ƒ Cho phép các nhân viên đi công tác có thể truy cập vào công ty. ƒ Tổ chức hệ thống Mail nội bộ và Internet. ƒ Tổ chức Web nội bộ và Internet. ƒ Cài đặt các chương trình ứng dụng phục vụ cho công việc của các nhân viên. ƒ Ngoài ra hệ thống mạng còn cung cấp các dịch vụ khác. III. Khảo sát hiện trạng Cấu trúc toà nhà của công ty gồm 1 tầng trệt và 1 tầng lầu.Trong đó tầng trệt được chia thành 3 phòng ban và tầng lầu chia thành 2 phòng ban. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 47
  48. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ 1. Sơ đồ cấu trúc các phòng của toà nhà: Tầng trệt 2. Cách phân phối các máy tính: Hệ thống mạng của công ty gồm 32 máy Client và 1 máy Server được phân phối cho 5 phòng ban như sau: Phòng Tài Chính – Kế Toán 10 máy Client Phòng Kinh Doanh 10 máy Client Phong Kỹ Thuật 10 máy Client và 1 máy Server 48
  49. Phòng Giám Đốc 1 máy Client Phòng Phó Giám Đốc 1 máy Client 3. Mô hình Logic các phòng máy : Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 49
  50. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ 4. Sơ đồ vật lý : 5. Lựa chọn mô hình mạng: Do mô hình mạng được phân tích như trên, hệ thống mạng gồm 1 Server và 32 máy Client nên ở đây chúng ta sử dụng mô hình xử lý mạng tập trung với kiến trúc mạng Bus. Ngoài ra yêu cầu của hệ thống mạng là sử dụng BootRom. Ưu điểm: ƒ Dữ liệu được bảo mật an toàn, dễ backup và diệt virus. Chi phí cho các thiết bị thấp. ƒ Dùng ít cáp (303 m), dễ lắp đặt. ƒ Khi mở rộng mạng tương đối đơn giản, nếu khoảng cách xa thì có thể dùng Repeater để khuếch đại tín hiệu. 50
  51. ƒ Việc quản trị dễ dàng (do mạng thiết kế theo mô hình xử lý tập trung). ƒ Sử dụng Switch (không sử dụng hub) vì Switch có khả năng mở rộng mạng tối ưu hơn Hub ,tốc độ truyền dữ liệu nhanh Ngoài ra Switch còn hỗ trợ Trunking,VLAN ƒ Dùng cáp STP không dùng UTP vì STP chống nhiễu, tốc độ truyền tín hiệu nhanh, không bị nghe trộm. ƒ Tiết kiệm chi phí do ta sử dụng hệ thống mạng Bootrom. ƒ Không sợ xảy ra trục trặc về hệ điều hành. Khuyết điểm: ƒ Cấu hình máy Server phải mạnh (có thể là máy server chuyên dụng). ƒ Khó khăn trong việc cài đặt thêm các phần mềm cho client . ƒ Máy server phải cài nhiều dịch vụ cung cấp cho các máy client. ƒ Card mạng phải bắt buộc hỗ trợ BootRom theo chuẩn PXE với version 0.99 trở lên. ƒ Phụ thuộc nhiều vào Server. ƒ Mọi sự thay đổi trên ổ cứng ảo của Client đều không có giá trị. ƒ Ram của hệ thống sẽ bị giảm do được sử dụng làm cache. ƒ Khó đáp ứng được yêu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau. ƒ Tốc độ truy xuất không nhanh. ƒ Khi đoạn cáp hay các đầu nối bị hở ra thì sẽ có hai đầu cáp không nối được với terminator nên tín hiệu sẽ bị dội ngược và làm toàn bộ hệ thống mạng phải ngưng hoạt động. Những lỗi như thế sẽ rất khó phát hiện ra là hỏng ở chỗ nào nên công tác quản trị rất khó khi mạng lớn. 6. Thiết bị phần cứng: Thiết bị mạng : Switch: 1 Switch 24 port và 1 Switch 16 port Cáp: Sử dụng cáp STP Đầu nối cáp: Sử dụng đầu nối RJ-45 Card mạng: Card mạng phải hỗ trợ BootRom theo chuẩn PXE Bảng chi tiết từng loại thiết bị : ( tỷ giá : 1USD = 15,570VND) STT Thiết bị SL Đơn gía ($) Thành tiền 1 Cáp STP 303m 0.25 USD/m 1,179,427.50 2 Đầu nối RJ-45 68 cái 0.2USD/cái 211,752.00 3 Switch 24 port 1 cái 114USD/cái 1,774,980.00 3 Switch 16 port 1 cái 67USD/cái 1,043,190.00 Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 51
  52. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ 4 Card mạng 33 cái 10 USD/cái 513,810.00 5 RomBoot 32 con 25000Đ/con 800,000.00 Tổng cộng 5,523,159.50 Máy tính: Máy Server: Vì hệ thống mạng sử dụng BootRoom nên cấu hình máy Server phải mạnh. Cấu hình đề xuất: Pentium 4, RAM 1GB, ổ cứng 120 GB chuẩn SATA hoặc SCSI, CPU tốc độ 3.0GHz, MainBoard hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng. Bảng chi tiết cấu hình máy Server STT Linh Kiện Đặc Tính Giá Số Lượng Thành(USD) 1 MainBoard Chip Intel 865PE, 93 1 :Intel Pentium S/p 478 P4 3.06Ghz, 4 AGP8X, ATA100, 4xDDRAM- 400Mhz, Sound on Board, 5PCI, Bus 800, USB2.0, 2 SATA-150 , kỹ thuật siêu phân luồng. 2 CPU: Intel Soket 478 512K Bus 275 1 Pentium 4 – 800 3.0GC 3 RAM: 512 Bus 400 Mhz, 78 2 DDRAM PC3200 KINGMAX 4 HDD: 160GB ATA/150 – 7.200 108 1 SEAGATE rpm SATA 5 FDD: 1.44MBMITSUMI 6.5 1 6 VGA : Geforce FX5200 - 90 1 128MB 8X Out TV DDR, ASUS V9520 S/p DVD MAGIC 7 CASE ATX 300W 24 1 8 MONITOR 15’’SAMSUNG 93 1 Synmaster 9 KEYBOARD: PS/2 8 1 MITSUMI 10 MOUSE: PS/2 3.5 1 52
  53. STT Linh Kiện Đặc Tính Giá Số Lượng Thành(USD) MITSUMI 11 CDROM: IDE 20 1 ASUS 52X Tổng cộng chi phí lắp ráp máy Server : 877USD =13,654,890.00 VND Máy Client: Máy tính thế hệ Pentium III , không ổ cứng, Ram 128M. Bảng chi tiết cấu hình máy và chi phí STT Linh Kiện Đặc Đơn gía Số Lượng Tính ($) 1 MainBoard : Tổng cộng Các thiết bị khác: Mordem ADSL , máy in STT Thiết bị SL Đơn gía Thành tiền ($) 1 2 Tổng cộng Phần mềm: Máy Server: Chạy hệ điều hành Microsoft Windows 2000 Server và cài các dịch vụ phục vụ cho các máy Client như: MS ISA Server, MS Exchange Server Máy Client: Chạy hệ điều hành Microsoft Windows XP professional. Chạy các chương trình ứng dụng như: Microsoft Office XP, các phần mềm kế toán, nhân sự Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 53
  54. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Chương 5: MẠNG DIỆN RỘNG & Wi-fi Phần 1: Các dịch vụ mạng diện rộng Hiện nay trên thế giới có nhiều dịch vụ dành cho việc chuyển thông tin từ khu vực này sang khu vực khác nhằm liên kết các mạng LAN của các khu vực khác nhau lại. Để có được những liên kết như vậy người ta thường sử dụng các dịch vụ của các mạng diện rộng. Hiện nay trong khi giao thức truyền thông cơ bản của LAN là Ethernet, Token Ring thì giao thức dùng để tương nối các LAN thông thường dựa trên chuẩn TCP/IP. Ngày nay khi các dạng kết nối có xu hướng ngày càng đa dạng và phân tán cho nên các mạng WAN đang thiên về truyền theo đơn vị tập tin thay vì truyền một lần xử lý. Có nhiều cách phân loại mạng diện rộng, ở đây nếu phân loại theo phương pháp truyền thông tin thì có thể chia thành 3 loại mạng như sau: 1. Mạng chuyển mạch (Circuit Swiching Network) 2. Mạng thuê bao (Leased lines Network) 3. Mạng chuyển gói tin (Packet Switching Network) I. Mạng chuyển mạch (Circuit Swiching Network) Để thực hiện được việc liên kết giữa hai điểm nút, một đường nối giữa điểm nút này và điểm nút kia được thiết lập trong mạng thể hiện dưới dạng cuộc gọi thông qua các thiết bị chuyển mạch. (Hình trang sau) Một ví dụ của mạng chuyển mạch là hoạt động của mạng điện thoại, các thuê bao khi biết số của nhau có thể gọi cho nhau và có một đường nối vật lý tạm thời được thiết lập giữa hai thuê bao. Với mô hình này mọi đường đều có thể một đường bất kỳ khác, thông qua những đường nối và các thiết bị chuyên dùng người ta có thể liên kết một đường tạm thời từ nơi gửi tới nơi nhận một đường nối vật lý, đường nối trên duy trì trong suốt phiên làm việc và chỉ giải phóng sau khi phiên làm việc kết thúc. Để thực hiện một phiên làm việc cần có các thủ tục đầy đủ cho việc thiết lập liên kết trong đó có việc thông báo cho mạng biết địa chỉ của nút nhận. 54
  55. Hình: Mô hình mạng chuyển mạch Hiện nay có 2 loại mạng chuyển mạch là chuyển mạch tương tự (analog) và chuyển mạch số (digital). Chuyển mạch tương tự (Analog): Việc chuyển dữ liệu qua mạng chuyển mạch tương tự được thực hiện qua mạng điện thoại. Các trạm sử dụng một thiết bị có tên là modem, thiết bị này sẽ chuyển các tín hiệu số từ máy tính sao cho tín hiệu tuần tự có thể truyền đi trên mạng điện thoại và ngược lại. Hình: Mô hình chuyển mạch tương tự Chuyển mạch số (Digital): Đường truyền chuyển mạch số lần đầu tiên được AT&T thiệu vào cuối 1980 khi AT&T giới thiệu mạng chuyển mạch số Acnet với đường truyền 56 kbs. Việc sử dụng đường chuyển mạch số cũng đòi hỏi sử dụng thiết bị phục vụ truyền dữ liệu số (Data Service Unit - DSU) vào vị trí modem trong chuyển mạch tương tự. Thiết bị phục vụ truyền dữ liệu số có nhiệm vụ chuyển các tín hiệu số đơn chiều (unipolar) từ máy tính ra thành tín hiệu số hai chiều (bipolar) để truyền trên đường truyền. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 55
  56. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Hình: Mô hình chuyển mạch số Mạng chuyển mạch số cho phép người sử dụng nâng cao tốc độ truyền (ở đây do khác biệt giữa kỹ thuật truyền số và kỹ thuật truyền tương tự nên hiệu năng của truyền mạch số cao hơn nhiều so với truyền tương tự cho dù cùng tốc độ), độ an toàn. Vào năm 1991 AT&T giới thiệu mạng chuyển mạch số có tốc độ 384 Kbps. Người ta có thể dùng mạng chuyển mạch số để tạo các liên kết giữa các mạng LAN và làm các đường truyền dự phòng. II. Mạng thuê bao (Leased line Network) Với kỹ thuật chuyển mạch giữa các nút của mạng (tương tự hoặc số) có một số lượng lớn đường dây truyền dữ liệu, với mỗi đường dây trong một thời điểm chỉ có nhiều nhất một phiên giao dịch, khi số lượng các trạm sử dụng tăng cao người ta nhận thấy việc sử dụng mạng chuyển mạch trở nên không kinh tế. Để giảm bớt số lượng các đường dây kết nối giữa các nút mạng người ta đưa ra một kỹ thuật gọi là ghép kênh. Hình: Mô hình ghép kênh Mô hình đó được mô tả như sau: tại một nút người ta tập hợp các tín hiệu trên của nhiều người sử dụng ghép lại để truyền trên một kênh nối duy nhất đến các nút khác, tại nút cuối người ta phân kênh ghép ra thành các kênh riêng biệt và truyền tới các người nhận. Có hai phương thức ghép kênh chính là ghép kênh theo tần số và ghép kênh theo thời gian, hai phương thức này tương ứng với mạng thuê bao tuần tự và mạng thuê bao kỹ thuật số. Trong thời gian hiện nay mạng thuê bao kỹ thuật số sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo thời gian với đường truyền T đang được sử dụng ngày một rộng rãi và dần dần thay thế mạng thuê bao tuần tự. 1. Phương thức ghép kênh theo tần số Để sử dụng phương thức ghép kênh theo tần số giữa các nút của mạng được liên kết bởi đường truyền băng tần rộng. Băng tần này được chia thành nhiều kênh con được phân biệt bởi tần số khác nhau. Khi truyền dữ liệu, mỗi kênh truyền từ người sử dụng đến nút sẽ được chuyển thành một kênh con với tần số xác định và được truyền thông qua bộ ghép kênh đến nút cuối và tại đây nó được tách ra thành kênh riêng biệt để truyền tới người nhận. Theo các chuẩn của CCITT có các phương thức ghép kênh cho phép ghép 12, 60, 300 kênh đơn. Người ta có thể dùng đường thuê bao tuần tự (Analog) nối giữa máy của người sử dụng tới nút mạng thuê bao gần nhất. Khi máy của người sử dụng gửi dữ liệu thì kênh dữ liệu được ghép với 56
  57. các kênh khác và truyền trên đường truyền tới nút đích và được phân ra thành kênh riêng biệt trước khi gửi tới máy của người sử dụng. Đường nối giữa máy trạm của người sử dụng tới nút mạng thuê bao cũng giống như mạng chuyển mạch tuần tự sử dụng đường dây điện thoại với các kỹ thuật chuyển đổi tín hiệu như V22, V22 bis, V32, V32 bis, các kỹ thuật nén V42 bis, MNP class 5. 2. Phương thức ghép kênh theo thời gian: Khác với phương thức ghép kênh theo tần số, phương thức ghép kênh theo thời gian chia một chu kỳ thời gian hoạt động của đường truyền trục thành nhiều khoảng nhỏ và mỗi kênh truyền dữ liệu được một khoảng. Sau khi ghép kênh lại thành một kênh chung dữ liệu được truyền đi tương tự như phương thức ghép kênh theo tần số. Người ta dùng đường thuê bao là đường truyền kỹ thuật số nối giữa máy của người sử dụng tới nút mạng thuê bao gần nhất. Hiện nay người ta có các đường truyền thuê bao T1 với tốc độ 1.544 Mbps nó bao gồm 24 kênh vớp tốc độ 64 kbps và 8000 bits điều khiển trong 1 giây. III. Mạng chuyển gói tin (Packet Switching NetWork) Mạng chuyển mạch gói hoạt động theo nguyên tắc sau: Khi một trạm trên mạng cần gửi dữ liệu nó cần phải đóng dữ liệu thành từng gói tin, các gói tin đó được đi trên mạng từ nút này tới nút khác tới khi đến được đích. Do việc sử dụng kỹ thuật trên nên khi một trạm không gửi tin thì mọi tài nguyên của mạng sẽ dành cho các trạm khác, do vậy mạng tiết kiệm được các tài nguyên và có thể sử dụng chúng một cách tốt nhất. Người ta chia các phương thức chuyển mạch gói ra làm 2 phương thức: ƒ Phương thức chuyển mạch gói theo sơ đồ rời rạc. ƒ Phương thức chuyển mạch gói theo đường đi xác định. Với phương thức chuyển mạch gói theo sơ đồ rời rạc các gói tin được chuyển đi trên mạng một cách độc lập, mỗi gói tin đều có mang địa chỉ nơi gửi và nơi nhận. Mỗi nút trong mạng khi tiếp nhận gói tin sẽ quyết định xem đường đi của gói tin phụ thuộc vào thuật toán tìm đường tại nút và những thông tin về mạng mà nút đó có. Việc truyền theo phương thức này cho ta sự mềm dẻo nhất định do đường đi với mỗi gói tin trở nên mềm dẻo tuy nhiên điều này yêu cầu một số lượng tính toán rất lớn tại mỗi nút nên hiện nay phần lớn các mạng chuyển sang dùng phương chuyển mạch gói theo đường đi xác định. Hình: Ví dụ phương thức sơ đồ rời rạc. Phương thức chuyển mạch gói theo đường đi xác định: Trước khi truyền dữ liệu một đường đi (hay còn gọi là đường đi ảo) được thiết lập giữa trạm gửi và trạm nhận thông qua các nút của mạng. Đường đi trên mang số hiệu phân biệt với các đường Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 57
  58. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ đi khác, sau đó các gói tin được gửi đi theo đường đã thiết lập để tới đích, các gói tin mang số hiệu cũ đường ảo để có thể được nhận biết khi qua các nút. Điều này khiến cho việc tính toán đường đi cho phiên liên lạc chỉ cần thực hiện một lần. Hình: Ví dụ phương thức đường đi xác định Phần 2: Các công nghệ mạng diện rộng I. Tổng quan về ISDN 1. Nguyên lý ISDN Cung cấp thật nhiều ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và xây dựng giao tiếp người sử dụng – mạng đa dịch vụ bằng một số giới hạn các kết nối. ISDN cung cấp nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm các kết nối, chuyển mạch và không chuyển mạch. Các kết nối chuyển mạch của ISDN bao gồm chuyển mạch thực, chuyển mạch gói và sự kết hợp của chúng. Các dịch vụ mới phải tương hợp với các kết nối số chuyển mạch 64kbit/s. ISDN phải chứa sự thông minh để cung cấp cho các dịch vụ, bảo dưỡng và các chức năng quản lý mạng. Tuy nhiên sự thông minh này có thể không đủ cho một vài dịch vụ mới và cần được tăng cường từ mạng hoặc từ sự thông minh thích ứng trong các thiết bị đầu cuối của người sử dụng. Sử dụng cấu trúc kiến trúc phân lớp làm đặc trưng của truy xuất ISDN. Truy xuất của người sử dụng đến nguồn ISDN có thể khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ yêu cầu và tình trạng ISDN của từng quốc gia. Cần thấy rằng ISDN được sử dụng với nhiều cấu hình khác nhau tùy theo hiện trạng mạng viễn thông của từng quốc gia. 58
  59. 2. Sự phát triển của ISDN Sự phát triển của ISDN dựa vào các khái niệm của mạng điện thoại IDN và thêm các chức năng và đặc tính của các mạng khác ví dụ như chuyển mạch thực và chuyển mạch gói số liệu để cung cấp cho các dịch vụ hiện tại và tương lai. Sự quá độ từ mạng hiện thời lên ISDN có thể kéo dài đến vài thập niên. Trong thời gian quá độ này phải thực hiện phối hợp giữa dịch vụ ISDN và dịch vụ trên các mạng khác. Trong sự quá độ lên ISDN kết nối số giữa 2 điểm được thực hiện qua các thiết bị truyền dẫn và chuyển mạch trên mạng hiện có. Trong thời gian đầu của việc phát triển ISDN một vài sự thực hiện người sử dụng – mạng quá độ phải phù hợp các quốc gia cụ thể để thuận tiện thâm nhập sớm các dịch vụ số: ƒ Một vài hình thức quá độ đã được CCITT (tiền thân của ITUT) kiến nghị. ƒ Các hình thức quá độ khác tùy theo từng quốc gia mà có thể tuân theo một phần hay toàn bộ các khuyến nghị loạt I (I-Series) của CCITT (ITU-T). Sau này ISDN dải rộng có thể có các kết nối chuyển mạch với tốc độ dữ liệu cao hoặc thấp hơn 64 kbit/s. 3. Giao diện người sử dụng Cho thấy một vài ví dụ về các giao diện người sử dụng mạng ISDN là: 1. Truy xuất từ một thiết bị đầu cuối ISDN 2. Truy xuất từ nhiều thiết bị đầu cuối ISDN 3. Truy xuất từ các tổng đài nội bộ đa dịch vụ, các LAN 4. Truy xuất từ các trung tâm xử lý và lưu trữ thông tin đặc biệt Các giao diện này phải có thể cho phép: 1. Các loại thiết bị đầu cuối và các ứng dụng có thể sử dụng chung một giao diện. 2. Di chuyển dễ dàng các thiết bị đầu cuối từ nơi này đến nơi khác trong một quốc gia hay từ quốc gia này đến quốc gia khác. 3. Tách biệt sự phát triển của thiết bị mạng và thiết bị đầu cuối cũng như công nghệ và cấu hình. Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 59
  60. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ 4. Kết nối hiệu quả với các trung tâm xử lý và lưu trữ thông tin đặc biệt cũng như các mạng khác. 4. Mục tiêu của ISDN 1. Tiêu chuẩn hóa (standardization): Các tiêu chuẩn giúp chúng ta ƒ Có khả năng truy xuất toàn cầu. ƒ Giảm chi phí thiết bị do sự cạnh tranh của nhiều nhà sản xuất. ƒ Dùng cấu trúc phân lớp nên dễ thay thế, nâng cấp thiết bị. 2. Tính trong suốt (transparency): ƒ Trong suốt là dịch vụ được cung cấp độc lập và không tác động đến dữ liệu được truyền của người sử dụng. ƒ Tính trong suốt cho phép người sử dụng phát triển các nghi thức và các ứng dụng mà không chịu tác động của ISDN, người sử dụng có thể dùng kỹ thuật mật mã hóa để giữ bí mật thông tin. 3. Tách biệt các chức năng có thể cạnh tranh. 4. Cung cấp các dịch vụ thuê hẳn (leased services) và chuyển mạch (switched services). 5. Khung cước phí phụ thuộc giá thành (cost-related tariffs): và độc lập với kiểu dữ liệu đang được truyền dẫn. 6. Chuyển đổi dần dần (smooth migration) sang ISDN: ƒ Giao diện ISDN phải được xây dựng từ các giao diện hiện có và phải thiết kế các giao thức giữa ISDN và các mạng hiện thời. ƒ Phải có các thiết bị thích ứng để cho phép các thiết bị đầu cuối có trước ISDN có thể giao tiếp với ISDN. ƒ Phải có các nghi thức giao thức cho phép định tuyến dữ liệu xuyên qua mạng hỗn hợp ISDN/phi ISDN. ƒ Phải có các bộ biến đổi nghi thức cho phép phối hợp giữa các dịch vụ ISDN và các dịch vụ tương ứng trong các mạng phi ISDN. 7. Phải có khả năng dung nạp hỗn hợp (multiplexed support) PABX và LAN. 5. Lợi ích từ ISDN 1. Với người sử dụng: Tiết kiệm chi phí và uyển chuyển: ƒ Không cần mua nhiều dịch vụ riêng lẻ. ƒ Giá rẻ hơn mua lẻ từng dịch vụ. ƒ Chỉ cần lắp đặt một giao diện nên giá thành rẻ hơn. Lợi ích từ tiêu chuẩn hóa toàn cầu: ƒ Hưởng lợi từ sự cạnh tranh: giá cả, khả năng dịch vụ, đa dạng hóa sản phẩm. 60
  61. ƒ Cho phép dễ thay thế thiết bị và thiết bị ít bị lạc hậu do tiêu chuẩn rất ít khi được thay đổi. 2. Với các nhà cung cấp mạng: ƒ Thị trường mạnh toàn cầu. ƒ Các tiêu chuẩn giao tiếp cho phép thay đổi thiết bị, kỹ thuật mà không ảnh hưởng đến khách hàng. 3. Với các nhà sản xuất: ƒ Có thể yên tâm nghiên cứu sản xuất thiết bị nhờ sự bảo đảm của một nhu cầu lớn. ƒ Khả năng cạnh tranh của các nhà sản xuất nhỏ tăng. 4. Với các nhà cung cấp dịch vụ mở rộng: tăng lượng khách hàng nhờ khách hàng không cần mua thêm thiết bị đặc biệt. 5. Bất lợi: ƒ Chi phí chuyển sang ISDN cao, từ phía khách hàng khi họ phải đầu tư cho việc lắp đặt bộ NT rất tốn kém (giá đến gần 1000 US$), từ phía mạng phải tăng giá thành dịch vụ mới bù đắp được chi phí làm cho số khách hàng quan tâm ít đi và lại làm cho chi phí tiếp tục tăng cao đặc biệt khi một số tổng đài vẫn còn là tương tự khi phải chuyển sang số, số đường dây ISDN tại Hoa Kỳ cho tới nay vẫn chỉ hơn 1 triệu trên tổng số hơn 150 triệu đường dây điện thoại. ƒ Xử lý quá trình chuyển đổi lâu dài, phức tạp do vẫn còn sử dụng mạng IDN cũ với chất lượng số hoá không đều. ƒ Tốc độ thông tin số liệu 2 × 64 kbps là chưa thực sự cao khi tốc độ MODEM trên PSTN theo ITU-T V.90 hiện nay đã lên đến 56 kbps đạt được bằng MODEM V.90 có giá xấp xỉ 10 US$. ƒ Phương pháp xử lý cuộc gọi số liệu với thời lượng ngắn từ thời ISDN mới ra đời không thích ứng được với cuộc gọi số liệu kéo dài hàng vài tiếng đồng hồ khi dịch vụ Web trên Internet phát triển và người sử dụng từ chỗ chỉ truyền số liệu đơn thuần đã chuyển sang khám phá, thưởng thức Internet làm thường xuyên tắc nghẽn hệ thống chuyển mạch, truyền dẫn. II. Tổng quan về FrameRelay Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 61
  62. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ Mạng Frame Relay 1. FrameRelay một công nghệ tiên tiến Frame relay là một chuẩn giao diện mạng được bắt nguồn từ công nghệ ISDN băng hẹp và được phát triển bởi ANSI và ITU-T (CCITT). Frame relay lấy tên từ phương pháp hoạt động của nó_ chuyển tiếp các khung thông tin. Không giống như X.25, hoạt động trên cả hai dạng thông tin khung và gói, Frame relay chỉ hoạt động duy nhất trên các khung là một dịch vụ định hướng kết nối, với chuẩn thực hiện trên cả hai dạng kết nối thường trực ảo (Permanent Virtual Connection_ PVC) và kết nối chuyển mạch ảo (Switched Virtual Connection_ SVC). Theo cách nhìn khoa học Frame relay là một kỹ thuật tiến bộ. Trên thực tế, nó loại bỏ nhiều thao tác mà được hỗ trợ bởi mạng và yêu cầu những thao tác đó được thực hiện bởi những trạm sử dụng đầu cuối. Frame relay không đòi hỏi trang bị lại hoàn toàn các thiết bị đầu cuối người dùng bởi vì nhiều thiết bị này thực hiện các giao thức (được nói đến trong kiến trúc chuẩn của chúng) có thể đảm trách nhiều chức năng mà Frame relay không hỗ trợ. Frame relay không đòi hỏi thiết kế lại trạm đầu cuối người dùng vì không có công nghệ mới được giới thiệu với Frame relay tại trạm đầu cuối người dùng. Hơn nữa, giao diện Frame relay luôn được đặt trong 1 bộ định tuyến nằm giữa trạm người dùng và mạng Frame relay. Trạm người dùng được kết nối tới bộ định tuyến thông qua giao tiếp mạng LAN chuẩn. 2. FrameRelay có phải là một công nghệ cuối cùng? Một số người nhìn nhận Frame relay như là một công nghệ “đi vào ngõ cụt” bởi vì nó không được dựa trên chuyển tiếp tế bào (cell relay) và không một kỹ thuật nào đề cập tới sự chuyển tiếp tốc độ cao. Ngoài ra, nó được thiết kế chỉ để hỗ trợ truyền dữ liệu. Như chúng ta sẽ thấy ở những 62
  63. chương sau trong tài liệu này, kỹ thuật đang chuyển theo hướng công nghệ dựa trên chuyển tiếp tế bào (chuyển mạch và chuyển tiếp những đơn vị dữ liệu nhỏ có kích thước cố định). Tuy nhiên, Frame relay có nhiều đặc tính hấp dẫn (băng thông theo yêu cầu, giá thấp, ) mà có thể làm cho nó tồn tại nhiều năm. Thêm vào đó, là một công nghệ sẽ được nhúng vào trong các sản phẩm như X.25, V.35 và EIA-232-E. 3. Các lý do để sử dụng FrameRelay Một trong số những câu hỏi được đưa ra cho những người dùng đó là “Tại sao bạn chọn Frame relay?”. Hình 8-8 tóm tắt kết quả của câu hỏi này biểu diễn tỷ lệ % cho nhiều cách trả lời được giải đáp một cách cụ thể lí do việc chọn Frame relay. Như hình 8-8 thể hiện, những người dùng các dịch vụ Frame relay đầu tiên được nhìn nhận là kinh tế trong việc sử dụng Frame relay trước những nhân tố khác. Những người dùng đó thích hướng tới nền tảng sử dụng Frame relay. Các nhân tố khác cũng được khảo sát kỹ. Việc liên kết những mạng cục bộ và khả năng thêm vào các vị trí linh động và phương pháp thực hiện nhanh là những khía cạnh then chốt của dịch vụ Frame relay. Khả năng để chạy đa giao thức trên Frame relay thì không phải là đặc tính vốn có của Frame relay. 40% Usage pricing 30% Using>1prtocal Costs 20% LAN interconnects Adding locations 10% Bandwidth 0% Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 63
  64. Mạng căn bản-Tài liệu sử dụng nội bộ III. Tổng quan về Wi-fi Wi-Fi (Wireless Fidelity) là một chứng nhận (certification) về tính tương thích của loại mạng cục bộ không dây (wireless LAN) theo tiêu chuẩn 802.11. Chứng nhận Wi-Fi được đưa ra bởi một tổ chức phi lợi nhuận có tên gọi là Wi-Fi Alliance (www.wi-fi.org). Khi những sản phẩm cùng có được chứng nhận Wi-Fi (Wi-Fi certified) thì xem như chúng được đảm bảo sẽ tương thích với nhau. Điều này tạo ra sự thuận lợi cho các nhà sản xuất (đặc biệt là các nhà sản xuất nhỏ) và giới hạn khả năng độc quyền của các nhà sản xuất lớn (do thường áp đặt việc sản xuất theo chuẩn của riêng mình). Một ích lợi nữa là giá thành sản phẩm sẽ giảm do sự tương thích mang lại và cuối cùng, người hưởng lợi nhất vẫn là người sử dụng. Khi đầu tư (ví dụ như khi xây dựng mạng wireless LAN), người dùng không phải tra cứu các tài liệu để xem rằng các thiết bị mình mua có tương thích với nhau không,mà trong trường hợp này, họ chỉ cần xác định là mình đã mua các thiết bị được chứng nhận Wi-Fi là đủ. Về công nghệ, hiện nay Wi-Fi đã chứng nhận 3 chuẩn về mạng cục bộ không dây và 1 chuẩn về an ninh cho các loại mạng này, bao gồm: ƒ Chuẩn mạng 802.11a ƒ Chuần mạng 802.11b ƒ Chuẩn mạng 802.11g ƒ Chuẩn an ninh Wi-Fi Protected Access (WPA) Chuẩn 802.11b là chuẩn đầu tiên được chứng nhận có tốc độ 11Mbps trong dãy tần số 2.4GHz. Đây là chuẩn đang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay nên nhiều người vẫn xem Wi-Fi là 802.11b và ngược lại. Hiện nay, các thiết bị chuẩn này có giá thành thấp và được “build-in” vào sẵn trong các thiết bị như máy tính xách tay, máy trợ giúp cá nhân hay cả điện thoại di động. Chuẩn kế tiếp là 802.11a cải thiện khuyết điểm về tốc độ và nâng lên được 54Mbps. Tuy nhiên, chuẩn này dùng tần số 5Ghz và không tương thích ngược với 802.11b (vốn đã rất phổ biến) nên không được chấp nhận rộng rãi. Cải thiện vấn đề này, 802.11g ra đời với cả 2 ưu điểm về tốc độ cao (54Mbps) và tương thích ngược với chuẩn 802.11b. Chuần này chỉ thua 802.11a ở điểm là có ít kênh tần số hơn. Riêng chuẩn WPA sẽ được trình bày trong mục “Các phương pháp bảo vệ an toàn cho Wi-Fi”. Mạng không dây (wireless) đang là một trong những xu hướng phát triển chung của nền công nghệ thông tin thế giới. Vì vậy, ngay từ khi ra đời, Wi-Fi đã được cả thế giới đón nhận và nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi. Không dừng lại ở đó, Wi-Fi nói riêng và mạng wireless LAN nói chung sẽ phải tiếp tục phát triển theo các xu hướng sau: ƒ Tăng tốc độ kết nối. Đây có thể nói là quyết tâm lớn nhất của các nhà phát triển chuẩn mạng. Hiện đã có 1 số sản phẩm nhân đôi tốc độ thật sự của chuẩn bằng cách thiết lập cùng một lúc 2 kênh kết nối. Tuy nhiên, cách làm này vẫn chưa được chuẩn hóa cũng như chưa được Wi-Fi chứng nhận. ƒ Tăng khoảng cách phủ sóng. Hiện tại, khoảng cách của Wi-Fi vẫn còn hạn chế nhưng nếu xét trên phương diện mạng cục bộ thì khoảng cách này vẫn tạm chấp nhận được. Vì vậy xu hướng này vẫn tiếp tục được chú ý nhưng không phải là ưu tiên hàng đầu. ƒ Tăng số kênh sử dụng. Hiện tại số lượng kênh sử dụng thấp làm hạn chế đến số lượng mạng không dây cùng hoạt động trong một phạm vi địa lý. Vấn đề này cũng có 64
  65. thể cải tiến được nếu tăng tần số sóng nhưng sẽ bị ảnh hưởng đến vấn đề xin cấp “giấy phép tần số”. ƒ Tăng cường an ninh. Khác với mạng có dây, mạng không dây dễ dàng bị truy cập trái phép nên vấn đề an ninh luôn đặt lên hàng đầu khi phát triển. Hiện nay, việc kết hợp giữa WPA và 802.1x mang lại kết quả tốt. Tuy nhiên vấn đề an ninh vẫn cần tiếp tục được cải thiện tốt hơn nữa. ƒ Giảm công suất tiêu thụ. Xu hướng này đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị đầu cuối di động. Tiết giảm năng lượng sẽ giúp các thiết bị hoạt động lâu hơn khi làm việc trong môi trường di động. ƒ Giảm kích thước. Mới đây, công nghệ Centrino của Intel đã tích hợp chip Wi-Fi với các chip xử lý khác giúp kích thước và độ tiêu hao năng lượng của các thiết bị giảm xuống đáng kể. Không dừng lại ở đây, công nghệ chip sẽ giảm kích thước và trong 1 tương lai không xa, các thiết bị nhỏ như điện thoại di động có thể tích hợp sẵn Wi-Fi. ƒ Giảm giá thành. Là xu hướng luôn được quan tâm của tất cả mọi công nghệ. Chip Wi-Fi 02.11b hiện đã giảm nhiều và có xu hướng tiếp tục giảm nữa. Giá thành của 802.11g còn tương đối cao và trong một tương lai không xa, chuẩn này có thể sẽ thay thế 802.11b. Tóm lại, Wi-Fi hiện đang được phát triển mạnh mẽ và sẽ tiếp tục phát triển trong thời gian tới. Có nhiều người cho rằng Wi-Fi sẽ bị các loại mạng khác như broadband wireless, CDMA, GPRS thay thế nhưng thực tế sẽ không như vậy, Wi-Fi cũng sẽ được cải tiến và tồn tại song song với các loại mạng này. An ninh mạng luôn là mục tiêu hàng đầu của Wi-Fi nói riêng và mạng không dây nói chung. Vì vậy ngay từ khi mới ra đời, các mạng Wi-Fi đều có những cơ chế để bảo vệ mình. Mỗi sản phẩm có thể ứng dụng một hay nhiều trong số các cơ chế này: Lọc địa chỉ MAC. Cơ chế này luôn có trong tất cả các thiết bị truy cập mạng không dây (AP – Access Point) để cho phép hay cấm 1 số địa chỉ MAC. Đối với các mạng nhỏ như mạng gia đình, việc chỉ cho phép địa chỉ MAC của các thiết bị trong gia đình truy cập vào là rất tiện và an toàn. Tuy nhiên, trên thực tế, vẫn có thể tìm cách giả địa chỉ MAC được, nên cơ chế này chỉ an toàn ở mức tương đối. Các phương pháp bảo vệ an toàn cho Wi-Fi và xu hướng phát triển của Wi-Fi ƒ Không broadcast SSID. Service Set Identifier (SSID) là định danh cho thiết bị Access Point. Nếu người dùng không biết định danh này thì không thể truy cập vào mạng wireless được. Bình thường định danh này được broadcast nên bất kỳ người dùng nào cũng có thể biết được và truy cập vào. Nếu tắt chức năng broadcast thì chỉ có những người biết được SSID mới có thể truy cập vào mạng. Tuy nhiên, vì đây là tham số dùng chung nên việc “rò rỉ” ra bên ngoài là có thể xảy ra. Ngoài ra, một số phần mềm có thể phát hiện được tham số này nếu theo dõi trong một thời gian nhất định. ƒ Mã hóa các gói tin. Để tăng cường thêm mức độ an ninh, các mạng Wi-Fi đầu tiên dùng cơ chế WEP (Wired Equivalent Privacy) bằng cách mã hóa RC4 qua 1 mã khóa - gọi là key. Cơ chế này vừa mã hóa vừa cung cấp khả năng xác thực người dùng (vì phải biết khóa mới vào được) nhưng chỉ tồn tại một thời gian và sau đó người ta phát hiện khá nhiều khuyết điểm của nó. Hiện tại, người ra đang cải tiến bằng cách tăngchiều dài khóa, tạo khóa động qua các chuẩn mới như WPA, WPA2 ƒ Xác thực trước khi kết nối. Các loại Access Point đầu tiên chưa có cơ chế này và chủ yếu xác thực qua việc dùng SSID (bằng cách không broadcast) và khóa WEP. Hiện tại, người ta dùng 802.1x - một cơ chế xác thực lớp 2 cho mạng LAN có dây - để Trung tâm đào tạo Tiên Phong- 52 Quang Trung, TP. Quảng ngãi 65