Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 5: Mạng cục bộ
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 95
Chương 5: MẠNG CỤC BỘ
5.1. Tổng quan về mạng máy tính:
Mạng máy tính là tập hợp các máy tính, các thiết bò ngoại vi được kết nối với nhau
thông qua các phương tiện truyền dẫn như cáp, sóng điện từ, sóng hồng ngoại,… giúp
cho các thiết bò này có thể trao đổi dữ liệu với nhau một cách dễ dàng
5.1.1 Các loại mạng máy tính
a./ Mạng LAN (Local Area Network):
Là một nhóm các máy tính và các thiết bò truyền thông mạng được nối kết với nhau
trong một khu vực nhỏ như một toà nhà, văn phòng, khuôn viên trường đại học, khu
giải trí… Mạng LAN thường là sở hữu riêng của một tổ chức nào đó. Do vậy, việc quản
lý khai thác mạng hòan tòan tập trung, thống nhất
Các mạng LAN thường có các đặc điểm sau đây :
 Tốc độ truyền cao, có thể đạt tới 100Mbps. Tỉ số lỗi trên mạng LAN thấp hơn
nhiều so với mạng diện rộng.
 Băng thông lớn có khả năng chạy các ứng dụng trực tuyến như xem phim, hội
thảo qua mạng.
 Kích thước mạng bò giới hạn bởi các thiết bò .
 Chi phí các thiết bò mạng LAN tương đối rẻ.
 Quản trò đơn giản.
b./ Mạng 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:
 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…
 Do MAN nối kết nhiều LAN với nhau nên độ phức tạp cũng tăng đồng thời

Hình 5.4: Topology dạng phân cấp ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 96
Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 5: Mạng cục bộ
e./ Mesh topology: Hình 5.5: Topology dạng lưới
5.1.3 Mô hình tham chiếu OSI (Open System Interconnection):
- Là mô hình tương kết các hệ thống mở, được tổ chức ISO đề xuất từ năm 1977
và công bố lần đầu vào năm 1984.
- Để các máy tính và các thiết bò mạng có thể truyền thông với nhau phải có
những qui tắc được các bên chấp nhận. Mô hình OSI là một khuôn mẫu giúp
chúng ta hiểu được dữ liệu đi xuyên qua mạng như thế nào, đồng thời giúp ta
hiểu được các chức năng mạng diễn ra tại mỗi lớp.
- Mô hình OSI có 7 lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập. Sự phân
chia lớp của mô hình này đem lại những lợi ích như sau:
 Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn
để giúp ta dễ khảo sát và dễ tìm hiểu hơn.
 Chuẩn hoá các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều
nhà cung cấp sản phẩm.
 Ngăn chặn tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hưởng đến các lớp
khác Ỉ giúp mỗi lớp có thể phát triển độc lập và nhanh chóng hơn.
- Mô hình tham chiếu OSI đònh nghóa các qui tắc cho các nội dung sau:
 Các phương pháp để các thiết bò trên mạng khi nào thì được
truyền dữ


Hình 5.7: Quá trình truyền dữ liệu từ máy tính gởi đến máy tính nhận
5.2. Các phương pháp điều khiển truy nhập đường truyền vật lý:
Phương pháp truy nhập đường truyền là tập hợp các quy tắc mà mọi trạm nối vào
mạng phải tuân theo để đảm bảo rằng, đường truyền được truy nhập và sử dụng một
cách tốt đẹp, nó quy đònh và điều khiển luồng dữ liệu trong mạng.
5.2.1 Thủ tục CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acess / Collision Detect):
- CSMA/ CD chỉ được dùng cho mạng Bus. Với cấu hình dạng này, tất cả các DTE
được nối trực tiếp vào cùng một cáp, cáp này được dùng để truyền số liệu cho bất kỳ
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 98
Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 5: Mạng cục bộ
một cặp DTE nào trên mạng này. Tổ chức họat động như vậy được gọi là làm việc
theo chế độ đa truy cập. Khi có nhiều DTE cùng truy cập một đường truyền chung mà
không có quy luật thì sẽ dẫn đến xung đột Ỉ dữ liệu sẽ bò sai.
- CSMA/CD là một hệ luật chỉ rõ các hành động mà mỗi thiết bò mạng phải thực
hiện khi có xung đột, hiện tượng xảy ra khi có một hoặc nhiều thiết bò cùng truyền dữ
liệu tại một thời điểm. Hoạt động của CSMA/CD như sau:
- Trước khi truyền dữ liệu, mỗi trạm sẽ kiểm tra phương tiện truyền dẫn để phát
hiện lưu lượng mạng. Trạm sẽ gửi dữ liệu nếu đường truyền rỗi, nghóa là không có lưu
lượng mạng. Khi dữ liệu đã được gởi đi, các trạm khác muốn truyền phải đợi cho đến
khi dữ liệu tới đích. Lúc này, đường truyền sẽ rỗi trở lại.
- Tuy nhiên, vẫn có trường hợp cả 2 trạm hai cùng có nhu cầu truyền dữ liệu cùng
lúc. Khi đó, cả hai đều kiểm tra và phát hiện thấy đường truyền rỗi nên truyền dữ liệu
cùng lúc Ỉ xảy ra xung đột. Khi phát hiện thấy xung đột, trạm phát sẽ giải quyết
đụng độ bằng cách phát tiếp một đọan bit để gây rối (jamping bit) nhằm thông báo
cho tất cả các trạm khác biết tình trạng xung đột. Các trạm khi phát hiện tình trạng
xung đột sẽ chờ một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi thử truyền lại dữ liệu. Nếu
sau khoảng thời gian này lại phát hiện thấy xung đột thì các máy tính lại phải đợi thêm
một khoảng thời gian ngẫu nhiên khác với khoảng chọn ngẫu nhiên được mở rộng
hơn.

pháp dùng Token điều khiển. Token này được chuyển từ một trạm sang một trạm khác
tùy vào quy tắc được đònh nghóa, và được tất cả các trạm nối vào môi trường hiểu và
tuân theo. Một trạm bất kỳ chỉ có thể truyền dữ liệu khi đang nắm giữ thẻ token, sau
khi đã truyền xong frame, nó chuyển Token đi sang trạm kế tiếp để cho phép trạm
khác truy cập vào môi trường truyền. Tuần tự họat động như sau:
+ Trước hết một vòng luận lý được thiết lập để liên kết tất cả các trạm nối
vào môi trường vật lý này, và một Token điều khiển được tạo ra.
+ Token này được chuyển từ trạm này sang trạm khác xung quanh vòng
luận lý cho tới khi có một trạm đang đợi truyền lấy quyền điều khiển.
+ Sau đó, trạm đang đợi truyền sẽ truyền các frame của nó qua môi trường
vật lý này. Sau khi kết thúc việc truyền, nó sẽ chuyển Token điều khiển
đến một trạm khác trong vòng luận lý.
- Môi trường vật lý không nhất thiết phải là topo dạng ring, một Token cũng có thể
được dùng để điều khiển truy xuất vào một mạng bus. Sự thiết lập vòng luận lý trên 2
lọai mạng bus và ring được trình bày như sau:
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 100
Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 5: Mạng cục bộ
a./
b./

Hình 5.10 : Điều khiển truy xuất môi trường bằng Token điều khiển
a./ Token ring
b./ Token bus
 Token ring: sử dụng dạng vòng ring, vòng ring còn được gọi là vòng logic. Tuy
nhiên, hình dạng vật lý của mạng Token ring lại có dạng hình sao, trong đó mỗi
máy được nối vật lý tới mỗi máy khác. Hình 5.11: Một Token Ring
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 101

5.3.1 Giới thiệu:

Hình 5.12: LAN so sánh với mô hình OSI
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 102
Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 5: Mạng cục bộ
IEEE (Institude of Electrical and Electronic Engineers) là tổ chức đi tiên phong trong
lónh vực chuẩn hóa mạng cục bộ với đề án IEEE 802 nổi tiếng bắt đầu triển khai từ
1980. Dự án 802 không tìm cách thay thế bất kỳ phần nào của mô hình OSI, nó chỉ tìm
cách làm rõ các chức năng của lớp vật lý, liên kết dữ liệu và một chút mở rộng cho
lớp mạng để cho phép sự nối lẫn của những nghi thức LAN chính.
Quan hệ của dự án IEEE đối với mô hình OSI được trình bày như hình 5.11, IEEE đã
chia lớp liên kết dữ liệu thành 2 lớp phụ: Logical Link Control (LLC) và Medium
Access Control (MAC)
5.3.2 IEEE 802.3 : chuẩn của mạng CSMA/CD
- IEEE 802.3 là chuẩn đặc tả một mạng cục bộ dựa trên mạng Ethernet nổi tiếng do
Digital, Intel và Xerox hợp tác phát triển từ năm 1980. Ethernet sử dụng phương pháp
truy nhập có tên đa truy nhập cảm nhận sóng mang có phát hiện xung đột CSMA/ CD.
- Các chuẩn ethernet họat động ở tốc độ 10Mbps, các phiên bản mới là Fast ethernet
họat động ở tốc độ 100Mbps và Gigabit ethernet họat động ở tốc độ 1GMbps
- Cấu trúc khung của chuẩn IEEE 802.3:

Hình 5.13 Khuôn dạng khung tổng quát của IEEE 802.3
+ Preamable: phần mở đầu có chiều dài 7 byte, mỗi byte có dạng
10101010 để thông báo cho phía thu biết có khung dữ liệu đang đến để
thiết lập đồng bộ bit.
+ SFD (Start Frame Delimiter): gồm 1 byte 10101011, chỉ ra điểm bắt đầu
của gói dữ liệu.
+ DA (Destination Address): có chiều dài 6 byte. Đòa chỉ này có thể là đòa
chỉ đơn hướng, đa hướng hoặc quảng bá. Đòa chỉ đơn hướng còn được gọi
là đòa chỉ điểm – điểm chính là đòa chỉ MAC. Đòa chỉ đích luôn được viết

 10Base-FP (Passive): một cấu hình passive – star để liên kết các
trạm và các repeater cách xa nhau 1km trên một segment.
+ 1Base5: tốc độ 1Mbps, dùng cáp UTP với phạm vi tín hiệu lên tới 500m
¾ Các đặc tả IEEE 802.3 có tốc độ 100Mbps (Fast Ethernet)

Hình 5.14: Các lọai của Fast Ethernet
+ 100Base-X: dùng 2 liên kết vật lý giữa node; một dùng cho truyền và
một dùng cho nhận. Chuẩn này chia làm 2 lọai sau:
 100Base-TX: dùng 2 cặp cáp xoắn, một cặp dùng cho phát và
một cặp dùng cho thu. Có thể dùng UTP hay STP Khỏang cách từ
trạm đến hub (hay switch) không được quá 100m.
 100Base-FX: dùng 2 sợi cáp quang, một cho phát và một cho thu.
Khoảng cách từ trạm đến hub (switch) nên bé hơn 2000m
+ 100Base-T4: Có 4 cặp dây cáp xoắn UTP được dùng, 2 cặp dây dùng 2
chiều, 2 cặp dây còn lại dùng truyền một chiều. Như vậy, mỗi chiều có 3
cặp dây dùng cùng một lúc để mang dữ liệu. Bởi vì dữ liệu 100Mbps
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 104
Bài giảng thông tin dữ liệu và mạng máy tính Chương 5: Mạng cục bộ
ĐH Kỹ thuật Công nghệ Trang 105
không thể quản lý bởi cáp điện thọai UTP, quy đònh chia luồng 100Mbps
thành 3 luồng 33.66Mbps.
¾ Các đặc tả IEEE 802.3 có tốc độ 1Gbps (Gigabit Ethernet):
100Base –LX, 100Base –SX, 100Base –CX và 1000Base – T.
5.3.3 IEEE 802.5 : chuẩn của mạng Token Ring:
5.3.4