Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
TOPOLOGY VẬT LÝ
Nguyễn Đông Đức
Sinh viên Viện Đại học Mở Hà
Nội
Định Công, Hoàng Mai, Hà Nội
Phạm Trung Kiên
Sinh viên Viện Đại học Mở Hà
Nội
Định Công, Hoàng Mai, Hà Nội
Nguyễn Hữu Hải
Sinh viên Viện Đại học Mở Hà
Nội
Định Công, Hoàng Mai, Hà Nội
Tóm tắt : Bài viết tìm hiểu một cách khái quát về mạng
máy tính cũng như các cách bố trí mạng máy tính và
topology vật lý của mạng
I. GIỚI THIỆU VỀ MẠNG MÁY TÍNH
A) SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG MÁY TÍNH
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.
Hình 1. Mô hình truyền dữ liệu từ xa đầu tiên
Những dạng đầu tiên của thiết bị đầu cuối bao
gồm máy đọc bìa, máy in, thiết bị xử lý tín hiệu, các
thiết bị cảm nhận. Việc liên kết từ xa đó có thể thực
hiên thông qua những vùng khác nhau và đó là
những dạng đầu tiên của hệ thống mạng.
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
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 2: Mô hình trao đổi mạng của hệ thống 3270
Vào giữa những năm 1970, các thiết bị đầu cuối
sử dụng những phương pháp liên kết qua đường cáp
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.
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:
Máy tính
trung tâm
Thiết bị kiểm soát
viễn thông
Thiết bị kiểm
soát
Nhiễu đầu cuối
thông tin: Khi thông tin có thể được sữ dụng
chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả
năng tổ chức lại các công việc với những
thay đổi về chất như:
Ðáp ứng những nhu cầu của hệ
thống ứng dụng kinh doanh hiện đại.
Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ
liệu.
Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết
hợp các bộ phận phân tán.
Tăng cường truy nhập tới các dịch
vụ mạng khác nhau đang được cung
cấp trên thế giới.
Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên
vấn đề kỹ thuật trong mạng là mối quan tâm hàng
đầu của các nhà tin học. Ví dụ như làm thế nào để
truy xuất thông tin một cách nhanh chóng và tối ưu
nhất, trong khi việc xử lý thông tin trên mạng quá
nhiều đôi khi có thể làm tắc nghẽn trên mạng và gây
ra mất thông tin một cách đáng tiếc.
Hiện nay việc làm sao có được một hệ thống
mạng chạy thật tốt, thật an toàn với lợi ích kinh tế
cao đang rất được quan tâm. Một vấn đề đặt ra có rất
nhiều giải pháp về công nghệ, một giải pháp có rất
nhiều yếu tố cấu thành, trong mỗi yếu tố có nhiều
cách lựa chọn. Như vậy để đưa ra một giải pháp hoàn
chỉnh, phù hợp thì phải trải qua một quá trình chọn
lọc dựa trên những ưu điểm của từng yếu tố, từng chi
tiết rất nhỏ.
cấu trúc là những đặc trưng cơ bản của mạng máy
tính.
Hình 3: Một mô hình liên kết các máy tính trong
mạng
Với sự trao đổi qua lại giữa máy tính này với
máy tính khác đã phân biệt mạng máy tính với các hệ
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
thống thu phát một chiều như truyền hình, phát thông
tin từ vệ tinh xuống các trạm thu thụ động vì tại
đây chỉ có thông tin một chiều từ nơi phát đến nơi
thu mà không quan tâm đến có bao nhiêu nơi thu, có
thu tốt hay không.
Đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý là giải
thông. Giải thông của một đường chuyền chính là độ
đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng được. Tốc
độ truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi là
thông lượng của đường truyền - thường được tính
bằng số lượng bit được truyền đi trong một giây
(Bps). Thông lượng còn được đo bằng đơn vị khác là
Baud (lấy từ tên nhà bác học - Emile Baudot). Baud
biểu thị số lượng thay đổi tín hiệu trong một giây.
Ở đây Baud và Bps không phải bao giờ cũng
đồng nhất. Ví dụ: nếu trên đường dây có 8 mức tín
hiệu khác nhau thì mỗi mức tín hiệu tương ứng với 3
bit hay là 1 Baud tương ứng với 3 bit. Chỉ khi có 2
mức tín hiệu trong đó mỗi mức tín hiệu tương ứng
với 1 bit thì 1 Baud mới tương ứng với 1 bit.
2) Phân loại mạng máy tính
trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp
đồng trục thay cáp quang. LAN thường được
sử dụng trọng mạng nội bộ một cơ quan/ tổ
chức. Các LAN có thể kết nối với nhau thành
WAN. Trong các khái niệm nói trên, WAN
và LAN là hai khái niệm hay được sử dụng
nhất.
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
Hình 7: Một mô hình mạng GAN
II. CÁC TOPOLOGY VẬT LÝ
Topolog của mạng là cấu trúc hình học không
gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng
cũng như cách nối giữa chúng với với nhau.
Topology mạng có thể là vật lý hoặc logic. Topology
vật lý đề cập đến việc thiết kế vật lý của một mạng
lưới bao gồm các thiết bị, vị trí và lắp đặt cáp.
Topology logic đề cập đến cách dữ liệu được truyền
đi trong mạng. Ở đây ta sẽ tìm hiểu về topology LAN
đối với nhưng mạng khác chúng có cấu trúc tương tự
nhưng khi khi nhắc tơi Lan thì ta nói các nút mạng là
các máy tính còn với nhưng mạng khác nút mạng là
tập hợp của các mạng con
A) Mạng hình tuyến (Bus)
1) Khái niệm :
Thực hiện theo cách bố trí hành lang, các máy tính và
các thiết bị khác - các nút, đều được nối về với nhau
trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín
trung tâm được bao bọc bởi một vật liệu cách li là
chất điện môi không dẫn điện, chung quanh chất điện
môi được quấn bằng dây bện kim loại vừa dùng làm
dây dẫn vừa bảo vệ khỏi sự phát xạ nhiễm điện
từ.Ngoài cùng lại là một lớp vỏ bọc làm bằng chất
không dẫn điện(thường là PVC,PE).Dây đồng trục có
hai loại, loại nhỏ (Thin) và loại to (Thick). Dây cáp
đồng trục được thiết kế để truyền tin cho bǎng tần cơ
bản (Base Band) hoặc bǎng tần rộng (broadband).
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text] Hình 10: Cấu tạo của cáp đồng trục
Dây cáp loại to dùng cho đường xa, dây cáp nhỏ
dùng cho đường gần, tốc độ truyền tin qua cáp đồng
trục có thể đạt tới 35 Mbit/s.Ngoài ra dây cáp đồng
trục còn chia làm 2 loại là loại cứng và loại dẻo.Loại
cứng thì có một lớp bảo vệ dày đặc còn loại dẻo thì là
một viền bảo vê,thường là một dây đồng.Sự suy giảm
và trở kháng của dung môi ảnh cũng có ảnh hưởng
quan trọng đến tính năng của cáp.Dung môi có thể
đặc hoặc rỗng.Tận cùng của cáp là một đầu kết nối
RF.
Vì trường điện từ mang tín hiệu chỉ tồn tại trong
khoảng không giữa bên trong và dây dẫn ở phía
ngoài, nên nó không bị suy giảm hay chịu ảnh hưởng
của phát xạ nhiễm điện từ.Do đó cáp đồng trục được
sử dụng như một đường truyền tần số cao để truyền
dài cáp. Mọi đầu cáp hở, tức đầu không cắm vào gì
cả phải được chặn lại (bằng Terminator) nhằm tránh
tín hiệu dội
lại.
Hình 12: Thiết bị T-connector
d) Cạc giao tiếp mạng (Network Interface
Card) :
Là một bản mạch cung cấp khả năng truyền
thông mạng cho một máy tính. Nó còn được gọi là
bộ thích nghi LAN (LAN adapter), được cắm trong
một khe (slot) của bản mạch chính và cung cấp một
giao tiếp kết nối đến môi trường mạng. Chủng loại
cạc mạng phải phù hợp với môi trường truyền và
giao thức được sử dụng trên mạng cục bộ.
Cạc mạng là thiết bị chịu trách nhiệm:
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
Chuyển đổi các tín hiệu máy tính ra các tín
hiệu trên phương tiện truyền dẫn và ngược
lại.
Gửi/nhận và kiểm soát luồng dữ liệu được
truyền.
Để kết nối được với mạng hình tuyển đòi hỏi cạc
giao tiếp mạng phải hỗ trợ giao thức mạng hình
tuyến Hình 13: Cạc giao tiếp mạng Ethernet từ thập niên
dãy sẽ tiếp liền sau bởi trạm đầu tiên. Mỗi trạm được biết
địa chỉ của các trạm kề trước và sau nó.
Hình 15: Vòng logic của token bus
Thẻ bài (Token) dung cấp phát quyền truy nhập được
lưu chuyển trong vòng logic. Khi trạm nhận được thẻ bài
thì được trao quyền sử dụng phương tiện trong một thời
gian xác định để truyền dữ liệu. Khi công việc xong hoặc
đã hết thời hạn, trạm sẽ chuyển thẻ bài đến trạm kế tiếp
trong vòng logic. Các trạm không sử dụng thẻ bài vẫn có
mặt trên bus nhưng chúng chỉ có thể chả lời cho yêu cầu
xác nhận ( nếu chúng là đích của gói tin nào đó) . Thứ tự
logic bị gãy
Quản lí sai sót bởi bút giữ Token
Khi đang giữ thẻ mà nhận được gói tin thì chứng tỏ nút
khác đã có thẻ,lúc đó nó sẽ bỏ thẻ bằng cách chuyển sang
trạng thái “nghe”.
Khi nút đã hoàn thành công việc nó gửi thẻ tới nút đứng
sau, nếu nút tiếp sau hoạt động thì nút gửi thẻ chuyển
sang trạng thái bị động. Nếu ngược lại, nó gửi thẻ cho nút
kế tiếp lần nữa. Nếu hai lần không được thì coi như nút kế
tiếp hỏng và gửi đi gói tin “ Ai đứng sau “ để hỏi tên của
nút kế tiếp đứng sau nút đó.
Nếu không thành công thì nút bị coi là đã có sự cố. Nút
ngừng hoạt động và “nghe” trên bus. Khung tin cực đại : 8191,
Tốc độ có thể là : 1:5:10Mbps
So sánh CSMA/CS và Token bus:
Nhược điểm của Token bus là quản lí phức tạp
hơn so với CSMA/CD. Trong trường hợp tại nhẹ
thì không bằng CSMA/CD ( phải qua nhiều
trạm).
Ưu điểm của Token bus là hiệu quả trong trường
hợp tải nặng, dễ điều hòa sự lưu thông trong hệ
Token bus, không quy định độ dài tối thiểu của
gói tin. Không cần nghe trong khi nói.
5) Chuẩn mạng cho mô hình bus
a) Chuẩn mạng Ethernet 10BASE-5
Đây là chuẩn mạng Ethernet đầu tiên được phát triển.
đoạn mạng.
Dây dẫn được cắt thành từng đoạn nhỏ để
nối hai máy tính kế cận nhau với chiều dài
tối thiểu là 0,5 mét. Mỗi đầu dây có một đầu
nối BNC bấm vào.
Card mạng sử dụng cần có đầu nối BNC để
gắn đầu nối hình chữ T vào (Tconnector).
Sử dụng hai thiết bị đầu cuối (Terminator)
trở kháng 50Ω để gắn vào đầu nối hình chữ
T của hai máy ở hai đầu dây mạng. Một
trong hai đầu cuối này phải nối tiếp đất vào
vỏ của máy tính.
Mạng thiết kế theo chuẩn 10Base-2 có giá thành
rẻ nhất khi so với các chuẩn khác. Tuy nhiên tính ổn
định của nó không cao, các điểm nối dây rất dễ bị
hỏng tiếp xúc. Chỉ cần một điểm nối dây trong mạng
không tiếp xúc tốt sẽ làm cho các máy khác không
thể vào mạng được.
Bắt
đầu
tin
Điều
khiển
gói tin
Địa
chỉ
đích
tín hiệu Hình 17: Luật 5-4-3 khi sử dụng Repeater
Tuy nhiên, để đảm bảo các máy tính có thể phát
hiện được đụng độ khi truyền dữ liệu, số lượng tối đa
các nhánh mạng được nối lại với nhau bằng các
Repeater bị giới hạn bởi luật 5-4-3. Luật này qui định
như sau:
Chỉ có thể nối tối đa 5 nhánh mạng lại với
nhau bằng các Repeater
Chỉ có thể sử dụng tối đa 4 Repeater trong
một mạng
Chỉ cho phép tối đa 3 nhánh mạng có nhiều
hơn 3 nút (Một nút có thể là một máy tính
hoặc là một Repeater)
B) Mạng dạng hình sao (Star topology)
1) Khái niệm
Mạng dạng hình sao bao gồm một trung tâm và các
nút thông tin. Các nút thông tin là các trạm đầu cuối,
các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung
tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng
với các chức nǎng cơ bản là:
Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép
chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau.
Cho phép theo dõi và sử lý sai trong quá
trình trao đổi thông tin.
Thông báo các trạng thái của mạng.
Các ưu điểm của mạng hình sao:
Hình 19: Một mô hình mạng hình sao
3) Các thành phần của mạng hình sao
a) HUB
Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất
của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của
mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối
thông qua Hub. Hub thường được dùng để nối mạng,
thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết
với các máy tính dưới dạng hình sao.
Một hub thông thường có nhiều cổng nối với
người sử dụng để gắn máy tính và các thiết bị ngoại
vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây
xoắn 10BASET từ mỗi trạm của mạng.
Khi tín hiệu được truyền từ một trạm tới hub, nó
được lặp lại trên khắp các cổng khác của. Các hub
thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép
hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ
trung tâm quản lý hub.
Nếu phân loại theo phần cứng thì có 3 loại hub:
Hub đơn (stand alone hub)
Hình 20: HUB đơn
Hub modun (Modular hub) rất phổ biến cho
các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở
rộng và luôn có chức nǎng quản lý, modular
có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các
modun Ethernet 10BASET.
Hub phân tầng (Stackable hub) là lý tưởng
cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ
nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference-EMI) từ
bên ngoài,từ sự phát xạ của loại cáp UTP và sự
xuyên âm(Crosstalk) giữa những cặp cáp liền kề.
(Trong thông tin vô tuyến, sự xuyên âm thường được
biểu thị giao thoa đồng kênh, và liên quan đến giao
thoa kênh- kề bên. )
Hình 22: Cấu tạo cáp xoắn đôi
Cáp xoắn có thể làm giảm nhiễu vì hai dây chỉ
truyền một đường dữ liệu, biễu diễn bằng hiệu điện
thế giữa hai dây này. Khi nhiễu đánh vào, hai dây
xoắn vào nhau nên sẽ xem như bị nhiễu giống nhau,
cùng tăng hoặc cùng giảm một điện áp nhất
định.Hiệu điện thế giữa hai dây vẫn giữ nguyên nên
dữ liệu truyền vẫn đúng.
Do giá thành thấp nên cáp xoắn được dùng rất
rộng rãi đặc biệt là làm cáp điện thoại và sử dụng cho
các loại máy tính trong công nghệ truyền thông
Internet.Các loại cáp xắn đôi có tốc độ truyền tối đa
có thể lên đến hàng chục Gigabit/giây (Gbps) với tần
số dao động có thể đạt tới 600MHz.
Có hai loại cáp xoắn đôi được sử dụng rộng rãi trong
LAN là: loại có vỏ bọc chống nhiễu(STP) và loại
không có vỏ bọc chống nhiễu(UTP).
Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu
UTP(Unshielded Twisted Pair)
UTP cáp không có vỏ bọc chống nhiễu.Bù lại nó
có tính linh hoạt và độ bền cao.Gồm nhiều cặp xoắn
Hình 23: 5 loại cạp UTP
Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP(Shielded
Twisted Pair)
Là một dạng cáp xoắn đôi,cáp UTP đã được sử dụng
hơn 100 năm bởi các hệ thống điện thoại,mạng máy
tính.Nó còn có một tên gọi khác là cáp Ethernet,theo
tên của mạng Erthernet,loại mạng sử dụng cáp UTP
nhiều nhất trên thế giới.Và tính đến hiện nay thì cáp
UTP được phân loại làm 7 loại, từ cat 1 có tốc độ và
khả năng chống nhiễu thấp nhất thường dùng để
truyền tín hiệu thoại trong ngành bưu điện đến cat 7
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
có tốc độ và khả năng chống nhiễu cao nhất.
Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP(Shielded
Twisted Pair)
Gồm nhiều cặp xoắn được phủ bên ngoài một lớp
vỏ làm bằng dây đồng bện. Lớp vỏ này có tác dụng
chống EMI từ ngoài và chống phát xạ nhiễu bên
trong. Lớp vỏ bọc chống nhiễu này được nối đất để
thoát nhiễu. Cáp xoắn đôi có bọc ít bị tác động bởi
nhiễu điện và có tốc độ truyền qua khoảng cách xa
cao hơn cáp xoắn đôi trần.
Chi phí: đắt tiền hơn Thinnet và UTP nhưng lại rẻ
tiền hơn Thicknet và cáp quang.
Tốc độ: tốc độ lý thuyết 500Mbps, thực tế khoảng
155Mbps, với đường chạy 100m.
Độ suy dần: tín hiệu yếu dần nếu cáp càng dài, thông
thường ngắn hơn 100m.
Hình 25: Đầu nối UTP
Hình 26 : Sử dụng đầu nối UTP với dây cáp xoắn đôi
Đâu nối UTP có 8 pin để tiếp xúc với 8 sợi của
dây cáp xoắn đôi. Chuẩn 10 BASE- T chỉ sử dụng 4
trong 8 sợi của cáp xoắn đôi để truyền dữ liệu (Một
cặp truyền, một cặp nhận). Bốn sợi còn lại không sử
dụng. Tương ứng trên đầu nối UTP, chỉ có 4 pin
1,2,3,6 được sử dụng, các pin còn lại không dùng
đến.
Câu hỏi kế tiếp là sợi dây màu nào của cáp xoắn
đôi sẽ đi với pin số mấy của đầu nối UTP. Để thống
nhất, EIA và TIA đã phối hợp và đưa ra 2 chuẩn bấm
đầu dây là T568A và T568B
Chuẩn T568A qui định:
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
Pin 1: White Green / Tx+
Pin 2: Green / Tx-
Pin 3: White Orange / Rx+
Pin4: Blue
Pin5: White Blue
Pin 6: Orange / Rx-
Pin 7: White Brown
Pin 8: Brown
Chuẩn T568B qui định:
Pin 1: White Orange / Tx +
Hình 27: Chuẩn 10BASE-T khắc phục nhược điểm
của 10BASE-2
Mở rộng mạng 10BASE-2
Mỗi cổng trên Hub cho phép nối một máy tính
vào mạng. Thường số lượng cổng trên Hub là 8, 12,
16, 24. Nếu số lượng máy tính cần nối mạng vượt
quá số lượng cổng mà một Hub có thể cung cấp, khi
đó ta phải sử dụng nhiều Hub và nối chúng lại với
nhau. Dưới đây là một vài sơ đồ thường được sử
dụng để mở rộng mạng theo chuẩn 10BASE-T:
ƒ Nối liên tiếp các Hub lại với nhau: Trong sơ đồ
này cần tuân thủ luật 5-4-3, đảm bảo rằng tín hiệu đi
từ máy tính này đến máy tính kia trong mạng không
đi qua nhiều hơn 4 HUB. Hình 28 : Sơ đồ nối kết hai HUB
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
Sử dụng một Hub làm xương sống: Sơ đồ này
được sử dụng khi số lượng Hub nhiều hơn 4
Hình 29 : Sử dụng HUB để nối nhiều HUB
Sử dụng một nhánh mạng 10BASE-2 làm xương
sống: Trường hợp này phải chọn các Hub có môđun
mở rộng (Add- in module) 10BASE-2.
Hình 30 : Nối kết các HUB bằng cáp đồng trục gầy
C) Mạng dạng vòng (Ring Topology) :
1) Khái niệm
Unit) bằng dây cáp xoắn đôi. Các MSAU 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 điểm-điểm giữa
các repeater do đó cần có giao thức điều khiển việc
cấp phát quyền được truyền dữ liệu trên vòng mạng
cho trạm có nhu cầu. Hình 33 : Một mạng dạng vòng trong thực tế
3) Các thành phần của Token Ring
Có bốn thành phần cơ bản tạo nên mạng Token
Ring: token Ring NIC, Token ring Multistation
Access Unit(MAU), Cabling System và Token Ring
Network Conector
a) NIC của Token Ring
Bảng mạch giao tiếp mạng( Network Interface
Card – NIC) dùng cho Token Ring thì tương tự
những NIC sử dungk với các loại mạng khác, chẳng
hạn như Ethernetm nhưng được thiết kế đặc biệt cho
phương pháp giao vận Token Ring. Ta không thể sử
dụng NIC của một kiểu mạng này cho một kiểu
mạng khác. Các NIC phải được kết nối qua mội cáp
tới đơn vị truy xuất trạm ( Multistation Accesss
Unit- MAU ). MAU là mội thiết bị tương đương hub
hoặc repeater của Token Ring. NIC của Token Ring
có thong lượng là 4 Mbps hoặc 16 Mbps.
b) MAU- Đơn vị truy xuất nhiều trạm của
Token Ring
loại 5, IBM loại 6 và IBM loại 9. Bảng sau đây cho
thấy các đặc tính của mỗi loại cáp này.
Loại cáp IBM mô tả:
Loại 1
Hai cặp cáp xoắn với nhau, sau đó tất cả
được bọc bên ngoài
Kích cỡ 22 AWG, được kiểm tra tới 16Mbps
Điện trở 150 Ohms ở tần số 3-20Mhz
Độ suy hao 22dB/1km
Độ nhiễu (crosstalk) giữa các cặp phải nhỏ
hơn 58dB
Sử dụng cho LAN : giữa các MAU và từ
MAU tới vách tường
Loại 2
Hai cặp xoắn với nhau và được bọc bên
ngoài, sau đó hai cặp này được bọc cùng với
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
bốn cặp dung cho tiếng nói (cáp Unshielded
Twisted Category 3 )
Kích cỡ 22 AWG, được kiểm tra tới 16Mbps
Điện trở 150 Ohms ở tần số 3-20Mhz
Độ suy hao 22dB / 1 km
Độ nhiễu (crosstalk) giữa các cặp phải nhỏ
hơn 58dB
Sử dụng cho LAN: đi xuyên qua các vách
tường tới các trạm, mang tiếng nói,
Loại 3
Các cặp cáp xoắn không bọc (Unshielded
Twisted Pair )
chắp nối (patch cable). Chiều dài của cáp
loại 6 này biến đổi từ 2,5 mét đến 45 mét,
với một đầu nối dữ liệu IBM ở mỗi đầu. Các
cáp chắp nối này sau đó được nối với nhau
để nối với cáp thích ứng hoặc tới MAU IBM
8228. Ví dụ, cáp chắp nối IBM loại 6 được
sử dụng để gắn một nút tới một MAU. Cáp
thích ứng chỉ dài 2,5 mét, nhưng khoảng
cách tới MAU lớn hơn 2,5 mét. Một cáp
chắp nối có thể được sử dụng để mở rộng
khoảng cách, nó nối kết cáp thích ứng ở một
đầu và MAU ở đầu kia. Cáp IBM loại 6
cũng được sử dụng để nối hai MAU.
Loại 9
Hai cặp cáp xoắn với nhau, sau đó bọc bên
ngoài
Cáp được bện hoặc liền khối 26 AWG
Điện trở 150 Ohms ở tần số 3-20Mhz
Chấp nhận đầu nối RJ-45 (đường kính nhỏ
hơn)
Sử dụng cho LAN: nối từ vách tường tới
NIC của trạm
Cáp bọc kim IBM loại 6 được sử dụng như
cáp thích ứng (adapter) nối một trạm tới một
MAU. Một đầu cáp có đầu nối tiếp 25 chân
để kết nối tới NIC, và đầu cáp kia có một
đầu nối dữ liệu IBM dùng để gắn tới hoặc
một giá faceplate hoặc một MAU IBM
8228.
Cáp IBM loại 9 được sử dụng chủ yếu khi
mạng.
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
Phần dữ liệu của thẻ bài có một bit biểu diễn
trạng thái sử dụng của nó (bận hoặc rỗi). Trong thẻ
bài có chứa một địa chỉ đích và được luân chuyển tới
các trạm theo một trật tự đã định trước. Đối với cấu
hình mạng dạng xoay vòng thì trật tự của sự truyền
thẻ bài tương đương với trật tự vật lý của các trạm
xung quanh vòng.
Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến
khi nhận được một thẻ bài rỗi. Khi đó trạm sẽ đổi bit
trạng thái của thẻ bài thành bận, nén gói dữ liệu có
kèm theo địa chỉ nơi nhận vào thẻ bài và truyền đi
theo chiều của vòng, thẻ bài lúc này trở thành khung
mang dữ liệu. Trạm đích sau khi nhận khung dữ liệu
này, sẽ copy dữ liệu vào bộ đệm rồi tiếp tục truyền
khung theo vòng nhưng thêm một thông tin xác
nhận. Trạm nguồn nhận lại khung của mình (theo
vòng) đã được nhận đúng, đổi bit bận thành bit rỗi
và truyền thẻ bài đi.
Vì thẻ bài chạy vòng quang trong mạng kín và
chỉ có một thẻ nên việc đụng độ dữ liệu không thể
xẩy ra, do vậy hiệu suất truyền dữ liệu của mạng
không thay đổi. Trong các giao thức này cần giải
quyết hai vấn đề có thể dẫn đến phá vỡ hệ thống.
Một là việc mất thẻ bài làm cho trên vòng không còn
thẻ bài lưu chuyển nữa. Hai là một thẻ bài bận lưu
chuyển không dừng trên vòng.
Ưu điểm của giao thức là vẫn hoạt động tốt khi lưu
Một mạng lưới có thể được thiết kế bằng cách sử
dụng kỹ thuật định tuyến.Khi sử dụng kỹ thuật định
tuyến tin nhắn được lan truyền qua một con đường
bằng cách di chuyển từ nút mạng này đến nút mạng
khác bằng các thuật toán tìm được cho đến khi tìm
được điểm đích. Để đảm bảo tất các các đường dẫn
luôn hoạt động bộ định tuyến mạng phải luôn được
kết nối và thiết lập lại nhưng con đường xung quanh
và nhưng con đường đã bị hỏng bằng thuật toán.
Hình 34 : Mô hình mạng dạng lưới
Mạng dạng lưới kết nối tới tất cả các nút được
gọi là mạng dạng lưới đầy đủ. Số lượng kết nối trong
một mạng lưới đầy đủ = n (n - 1) / 2. (n là số lượng
nút trong mạng )
Hình 35 : Mô hình mạng dạng lưới Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
Ưu điểm
Các thiết bị hoạt động độc lập, khi thiết bị này
hỏng vẫn không ảnh hưởng đến thiết bị khác
Nhược điểm
Tiêu tốn tài nguyên về memory, về xử lý của các
máy trạm
Quản lý phức tạp
2) Triển khai
Mạng dạng lưới được sử trong mang không dây
Hình 38: Mô hình mạng dạng cây
2) Triển Khai
Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu
(spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây
cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc
Linear Bus Topology.
Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm
nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là
mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình
dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí
đường dây tương thích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà
nào.
Nhóm 14 Topology Vật Lý
[Type text] [Type text] [Type text]
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] en.wikipedia.org/wiki/Network_topology
[2] Tài liệu kỹ thuật tập huấn MegaVnn
[3] Giáo trình mạng máy tính - Smith.N Ebooks
[4] Trang không dây việt nam wirelessvn.com