MụC LụC
Mở đầu.3
1. CH ơNG I ................................................................................................. 4
1.1. Giới thiệu về mạng máy tính. ................................................................ 4
1.2. Mạng cục bộ (LAN) .............................................................................. 5
1.2.1. Chức năng của mạng LAN ............................................................. 5
1.2.2. Các kiểu mạng (Topology) ............................................................. 5
a. Mạng hình sao (Star Topology) ........................................................ 5
a. Mạng mạch vòng (Ring Topology) .................................................. 7
b. Mạng tuyến tính (Bus Topology) .................................................... 8
1.2.2. Đ ờng truyền vật lý .......................................................................... 9
a. Cáp đồng trục (Coaxial cable) ......................................................... 9
Cable đồng trục ...................................................................................... 10
b. Cáp không có vỏ bọc chống nhiễu UTP (Unshielded Twisted Pair)
............................................................................................................ 10
c. Cáp có vỏ bọc chống nhiễu STP (Shielded Twisted Pair) ............. 11
d. Cáp quang (Fiber optic cable) ....................................................... 11
1.2.3. Các ph ơng pháp truy nhập đ ờng truyền vật lý .............................. 11
a. CSMA/CD ....................................................................................... 12
b. Token ............................................................................................ 13
1.3. Các thiết bi mạng ................................................................................. 16
1.3.1. Bộ giao tiếp mạng (NIC) .............................................................. 16
1.3.2. Bộ tiếp sức (Repeater) .................................................................. 16
1.3.3. Bộ tập chung tín hiệu (Hub) ......................................................... 17
1.3.4. Bộ chuyển mạch (Switch) ............................................................. 17
1.3.5. Bộ điều chế và giải điều chế (Modem) ......................................... 18
1.3.6. Cầu nối (Bridge) ........................................................................... 18
1.3.7. Bộ định tuyến (Router) ................................................................. 20
1.3.8. Cổng giao tiếp (Gateway) ............................................................. 20
1.4. Quản lý mạng bằng một số HĐH phổ biến. ........................................ 20
thông tin nói chung và mạng số liệu nói riêng. Trong những năm gần đây,
nhiều dự án xây dựng và phát triển phát triển mạng số liệu ở nớc ta đã triển
khai theo giải pháp tổng thể trong đó tích tích hạ tầng truyền thông máy tính.
Mạng máy tính nói chung và mạng cục bộ (LAN) nói riêng không còn là một
thuật ngữ thuần tuý khoa học mà đang trở thành một đối tợng nghiên cứu và
ứng dụng của nhiều ngời có nghề nghiệp và phạm vi hoạt động khác nhau.
Là một sinh viên trớc ngỡng cửa tốt nghiệp, nhìn thấy tầm quan trọng
của các mạng LAN và việc ghép nối chúng thành một mạng đa dịch vụ.
Trong đợt làm đồ án này, dới sự hớng dẫn, động viên của thầy giáo Nguyễn
Khắc Hng, em đã chọn đề tài "Ghép nối mạng LAN bằng giao thức TCP/IP" .
Đây là lần đầu thực hiện một đề tài lớn, chắc chắn không tránh khỏi
những bỡ ngỡ, thiếu sót. Em rất mong đợc sự đánh giá, quan tâm và giúp đỡ
của các thầy, cô giúp em thực hiện tốt đợc đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn !
ghép nối các mạng lan bằng giao thức tcp/ip
3
1. CHơNG I
Tìm hiểu Về MạNG CụC Bộ (LAN)
Và NHU CầU GHéP NốI CHúNG
1.1. Giới thiệu về mạng máy tính.
Về cơ bản, một mạng máy tính là một số các máy tính đợc kết nối với
nhau theo một cách nào đó. Khác với các trạm truyền hình chỉ gửi thông tin
đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin
tới máy tính B thì B có thể trả lời lại cho A.
Nói một cách khác, một số máy tính đợc kết nối với nhau và có thể trao đổi
thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính.
Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có
thể phận bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế.
Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng ngời ta có thể phân ra các loại mạng nh
tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội.
Để tận dụng hết những u điểm của mạng LAN ngời ta đã kết nối các LAN
riêng biệt vào mạng chính yếu diện rộng WAN.
1.2.2. Các kiểu mạng (Topology)
Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là
cách bố trí phần tử của mạng cũng nh cách nối giữa chúng với nhau
a. Mạng hình sao (Star Topology)
ở dạng hình sao, tất cả các trạm đợc nối vào một thiết bị trung tâm có
nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích của tín hiệu. Tuỳ
5
theo yêu cầu truyền thông trong mạng, thiết bị trung tâm có thể là một bộ
chuyển mạch (switch), một bộ chọn đờng (router) hoặc đơn giản là một bộ
phân kênh (hub) (Hình 1- l).
Vai trò thực chất của thiết bị trung tâm này chính là thực hiện việc "bắt
tay" giữa các cặp trạm cần trao đổi thông tin với nhau, thiết lập các liên kết
điểm - điểm (point to point) giữa chúng.
* Ưu điểm của ,của Star Topology :
6
HUB
Hình 1.1. Star Topology với Hub ở trung tâm
+ Lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại (thêm, bớt trạm), dễ dàng
kiểm soát và khắc phục sự cố. Đặc biệt do sử dụng liên kết điểm - điểm nên
tận dụng đợc tối đa tốc độ của đờng truyền vật lý.
* Nhợc điểm của Star Topology :
+ Độ dài đờng truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế
(trong vòng 100m với công nghệ hiện tại).
a. Mạng mạch vòng (Ring Topology)
ở dạng vòng, tín hiệu đợc lu chuyển trên vòng theo một chiều duy
7
data
bus, dữ liệu đợc truyền dựa trên các liên kết điểm - nhiều điểm (point to
multipoint) hay quảng bá (broadcast). .
Dễ thấy rằng trong trờng hợp này cũng cần phải có giao thức để quản
lý truy nhập đờng truyền. Tuy nhiên mức độ quản lý có thể hoặc là gần nh
thả nổi (truy nhập ngẫu nhiên) hoặc rất chặt chẽ (truy nhập có điều khiển),
mỗi cách đều có những u, nhợc điểm riêng.
Star, Bus, Ring là những topology cơ bản, phổ dụng nhất. Trong
nhiều trờng hợp, do thực tế địa hình ngời ta thờng chọn một topology lai"- là
tổ hợp của những cơ bản trên.
1.2.2. Đờng truyền vật lý
Các thiết bị gắn với mạng LAN đều dùng chung một phơng tiện truyền
tin đó là dây cáp, cáp thờng đùng hiện nay là: Cáp đồng trục ( Coaxial
cable), cáp dây xoắn (shielded twisted pair, UTP -STP), cáp quang ( Fiber
optic)
Mỗi loại dây cáp đều có tính năng khác nhau.
a. Cáp đồng trục (Coaxial cable)
Cáp đồng trục gồm có 2 phần : ống trục bên ngoài và một dây lõi bên
trong. Dây lõi và ống trục bên ngoài đợc đặt cách đều nhau và cách li bởi
phần cách điện. Trục bên ngoài đợc bao bởi một lớp áo hoặc vỏ bọc. Cáp
9
đồng trục thờng có độ lớn từ 0,4 linches.
Hình 1-4 : Cáp đồng trục.
Cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác, ví
dụ nh cáp xoắn đôi.
b. Cáp không có vỏ bọc chống nhiễu UTP (Unshielded Twisted Pair)
Tính năng của UTP tơng tự nh STP (cáp có vỏ bọc chống nhiễu), chỉ
kém về khả năng chống nhiễu và suy hao do không có vỏ bọc kim.
Hình 1-5 : Cáp xoắn đôi UTP.
10
thì thiết bị trung tâm sẽ đảm bảo đờng truyền đợc dành riêng trong suốt cuộc
truyền. Tuy nhiên đối với các topo dạng bus và ring thì chỉ có một đờng
truyền duy nhất nối tất cả các trạm với nhau, bởi vậy cần phải có các quy tắc
chung cho tất cả các trạm nối vào mạng để đảm bảo rằng đờng truyền đợc
truy nhập và sử dụng một cách tốt đẹp. Có nhiều phơng pháp khác nhau để
truy cập đờng truyền vật lý, đợc phân thành hai loại : các phơng pháp truy
cập ngẫu nhiên (random access) và các phơng pháp truy cập có điều khiển
11
(contro]Ied access). Các phơng pháp chủ chốt thuộc hai loại trên đợc liệt kê
trong hình 1-6
Hình 1.6. Các phơng pháp truy nhập đờng truyền
a. CSMA/CD
CSMA (Canier Sense Multiple Access Phơng pháp đa truy nhập sử
dụng sóng mang). Đây là phơng pháp truy nhập ngẫu nhiên đợc sử dụng
cho topo dạng bus, trong đó tất cả các trạm của mạng đợc nối trực tiếp vào
bus . Mọi trạm đều có thể truy nhập vào bus chung (đa truy nhập) một cách
ngẫu nhiên và do vậy rất có thể dẫn đến xung đột (hai hoặc nhiều trạm đồng
thời truyền dữ liệu).
Để có thể phát hiện xung đột, CSMA/CD hay còn gọi là LWT (Listen
While Talk - Nghe trong khi nói) đã bổ xung thêm quy tắc :
+ Khi một trạm đang truyền, nó vẫn tiếp tục "nghe đờng truyền. Nếu
phát hiện thấy xung đột thì nó ngừng ngay việc truyền nhng vấn tiếp tục gửi
tín hiệu sóng mang thêm một thời gian nữa để đảm bảo rằng tất cả các trạm
trên mạng đều có thể "nghe đợc sự kiện xung đột đó.
12
Radom Access Controlled Access
CSMA
CSMA/CD
Register insertion
Slotted Ring
13
A
B
C D
H
G
F E
Đờng truyền vật lý
Vòng logic
Hmh 1-7 : Ví dụ vòng logic trong mạng bus.
* Token Ring (Ring với thẻ bài)
Token Ring (vòng với thẻ bài) : phơng pháp này cũng dựa trên nguyên
lý dùng thẻ bài để cấp phát quyền truy nhập đờng truyền. Nhng ở
đây thẻ bài lu chuyển theo vòng vật lý chứ không cần thiết lập vòng logic nh
đối với phơng pháp trên.
Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bit biểu diễn
trạng thái sử dụng của nó (bận hoặc rỗi). Một trạm muốn truyền dữ liệu thì
phải đợi đến khi nhận đợc một thẻ bài "rỗi" (free). Khi đó trạm sẽ đổi bít
trạng thái của thẻ bài thành bận" (busy) và truyền một đơn vị dữ liệu cùng
với thẻ bài đi theo chiều của vòng. Giờ đây không còn thẻ bài "rỗi" trên vòng
nữa, do đó các trạm có dữ liệu cần truyền cũng phải đợi. Dữ liệu đến trạm
đích sẽ đợc sao lại, sau đó cùng với thẻ bài đi tiếp cho đến khi quay về trạm
nguồn. Trạm nguồn sẽ xoá bỏ dữ liệu đổi bít trạng thái trở về "rỗi và cho lu
chuyển tiếp trên vòng để các trạm khác có thể nhận đợc quyền truyền dữ liệu.
Qủá trình mô tả ở trên đợc minh hoạ trong hình 1-8
14
free
tok
A
trạm nguồn A sau khi
đã gửi thông tin báo
nhận và đơn vị dữ liệu
A nhận đợc dữ liệu cùng
thẻ bài quay về, đổi bít
trạng thái của thẻ bài
thành rỗi và chuyển
tiếp trên vòng, xoá dữ
liệu đã truyền.
Hình 1-8 : Hoạt động của phơng pháp Token Ring.
* So sánh CSMA/CD với các phơng pháp dùng thẻ bài :
+ Độ phức tạp của các phơng pháp dùng thẻ bài đều lớn hơn rất nhiều
so với CSMA/CD. Những công việc mà một trạm phải làm trong phơng pháp
CSMA/CD đơn giản hơn nhiều so với hai phơng pháp dùng thẻ bài.
+ Hiệu quả của các phơng pháp dùng thẻ bài không cao trong điều
kiện tải nhẹ : một trạm có thể phải đợi khá lâu mới đến lợt (có thẻ bài).
+ Tuy nhiên các phơng pháp dùng thẻ bài cũng có những u điểm quan
trọng:
- Đó là khả năng điều hoà lu thông trong mạng hoặc bằng cách cho
phép các trạm truyền số lợng đơn vị dữ liệu khác nhau khi nhận đợc thẻ
bài hoặc bằng cách lập chế độ u tiên cấp phát thẻ bài cho các trạm cho trớc.
- Đặc biệt các phơng pháp dùng thẻ bài có hiệu quả cao hơn
CSMA/CD trong các trờng hợp tải nặng.
15
1.3. Các thiết bi mạng
1.3.1. Bộ giao tiếp mạng (NIC)
Việc kết nối các máy tính với một dây cáp đợc dùng nh một phơng
tiện truyền tin chung cho tất cả các máy tính. Công việc kết nối vật lý vào
mạng đợc thực hiện bằng cách cắm một card giao tiếp mạng NIC ( Network
interface Card) vào trong máy tính và nối nó với cáp mạng. Sau khi kết nối
Switch chỉ đa gói dữ liệu tới cổng thích hợp dựa vào Header của gói
đó. Để ngăn chặn việc truyền tới các cổng khác, Switch thiết lập một kết nối
tạm thời giữa cổng gói truyền đến và cổng gói muốn đến và kết nối này đợc
huỷ bỏ khi việc truyền dữ liệu kết thtíc, chính vì thế mà lu lợng qua mạng
nhiều hơn Hub.
1.3.5. Bộ điều chế và giải điều chế (Modem)
Modem (Modulation/Demodulation) là thiết bị có chức năng chuyển
đổi tín hiệu số thành tín hiệu tợng tự và ngợc lại (digital <-> analog) để kết
nối các máy tính qua đờng điện thoại.
Modem cho phép trao đổi th điện tử, truyền tệp, truyền fax và trao đổi
dữ liệu theo yêu cầu.
Lu ý :
Modem không thể dùng để nối các mạng xa với nhau và trao đổi dữ
liệu trực tiếp đợc. Nói cách khác, Modem không phải là một thiết bị lên
mạng (intemetwork device) nh là Router. Tuy nhiên Modem có thể đợc dùng
kết hợp với một Router để nối kết các mạng qua mạng điện thoại chuyển
mạch công cộng (PSTN).
Modem có thể lắp ngoài hoặc lắp ngay trong máy, với các chuẩn khác
nhau quy định về tốc độ và tính năng.
1.3.6. Cầu nối (Bridge)
Cầụ nối có nhiều điểm tơng đồng với cả Repeater lẫn Router, Bridge
hoạt động tại lớp Data Link trong mô hình OSI. Một cầu nối có một thiết bị
độc lập có hai mạch giao tiếp mạng hoặc một máy trạm đợc hoàn toàn cho
chức năng cầu nối.
18
Copyright: Tài liệu đại học ©