Các đặc tính kỷ thuật của mạng LAN

Lêi nãi ®Çu

Bíc vµo thÕ kû 21 thêi ®¹i lÊy c«ng nghÖ th«ng tin lµm nßng cèt ph¸t triÓn c¸c

ngµnh kinh tÕ kh¸c. Sù bïng næ th«ng tin toµn cÇu vµ kü thuËt m¹ng INTERNET ph¸t

triÔn nh vò b·o ®· lµm thay ®æi suy nghÜ cña nhiÒu nhµ lµm tin häc ë níc ta nãi riªng

vµ toµn cÇu nãi chung. Tõ thuë s¬ khai con ngêi thÊy viÖc kÕt hîp mét nhãm ngêi l¹i

th× lµm viÖc cã hiÖu qu¶ h¬n rÊt nhiªï so víi viÖc ph©n t¸n vµ lÎ tÎ trong c«ng viÖc ,

chÝnh v× lÎ thiÕt thùc ®ã mµ m¹ng m¸y tÝnh ra ®êi.

Sù ra ®êi cña m¹ng m¸y tÝnh ®· mang l¹i gi¸ trÞ thùc tiÔn v« cïng to lín

cho nh©n lo¹i th«ng qua viÖc gióp cho con ngêi nh ®îc xÝch l¹i gÇn nhau h¬n,

c¸c th«ng tin quan träng chuyÓn t¶i khai th¸c, xö lý kÞp thêi, trung thùc vµ

chÝnh x¸c. Víi sù xuÊt hiÖn cña m¹ng m¸y tÝnh kho¶ng c¸ch vÒ ®Þa lý, kh«ng

gian vµ thêi gian nh ®îc thu hÑp l¹i.

ViÖt Nam chÝnh thøc tham gia vµo m¹ng m¸y tÝnh INTERNET tõ th¸ng 12 n¨m

1997 víi tæng sè 4 triÖu m¸y ®iÖn tho¹i vµ 30 ngh×n thuª bao INTERNET, ®· t¹o ®iÒu

kiÖn cho m¹ng m¸y tÝnh ph¸t triÓn m¹nh mÎ h¬n bao giê hÕt. NhËn thÊy nhu cÇu lµm

viÖc nhãm chia sÎ th«ng tin trong c¸c c¬ quan, nªn em tËp chung nghiªn cøu vÒ ®Ò

tµi nµy.

Do thêi gian cã h¹n nªn em kh«ng thÓ tr¸nh khái thiÕu sãt, em rÊt mong ®îc sù

gãp ý cña quý thÇy c«.

Em xin c¶m ¬n khoa §iÖn tö_ viÔn th«ng, ®Æc biÖt lµ thÇy gi¸o: Th¸i vinh HiÓn ,

ngêi ®· gióp em hoµn thµnh cuÊn ®å ¸n tèt nghiÖp nµy.

Hµ néi, th¸ng 05 n¨m 2003.

Sinh viªn

TrÇn v¨n Dòng

1

PhÇn I

Tæng quan vÒ m¹ng m¸y tÝnh

Ch¬ng 1

M¹ng m¸y tÝnh

1.1 M¹ng m¸y tÝnh lµ g×.

M¹ng m¸y tÝnh lµ mét tËp hîp c¸c m¸y tÝnh ®îc kÕt nèi víi nhau b»ng ®êng

truyÒn vËt lý theo mét kiÕn tróc nµo ®ã, nh»m môc ®Ých trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c

m¸y tÝnh.

M¹ng m¸y tÝnh sö dông mét sè nguyªn t¾c c¨n b¶n ®Ó truyÒn.

- §¶m b¶o kh«ng bÞ mÊt m¸t khi truyÒn.

- Th«ng tin ph¶i ®îc truyÒn nhanh chãng, kÞp thêi, chÝnh x¸c.

- C¸c m¸y tÝnh trong mét m¹ng ph¶i nhËn biÕt ®îc nhau.

- C¸ch ®Æt tªn trong m¹ng, còng nh c¸ch thøc x¸c ®Þnh ®êng truyÒn trªn m¹ng ph¶i

tu©n theo mét chuÈn nhÊt ®Þnh.

1.2 Ph©n lo¹i m¹ng m¸y tÝnh.

Ngêi ta ph©n lo¹i m¹ng kh¸c nhau dùa trªn c¸c yÕu tè sau.

Nguyªn t¾c ph©n chia tµi nguyªn trªn m¹ng, kho¶ng c¸ch vÒ ®Þa lý, kü thuËt chuyÓn

m¹ch.

Nh×n chung tÊt c¶ c¸c m¹ng m¸y tÝnh ®Òu cã thµnh phÇn chøc n¨ng vµ ®Æc tÝnh nhÊt

®Þnh ®ã lµ.

- M¸y phôc vô (Server) cung cÊp tµi nguyªn cho ngêi sö dông m¹ng.

- M¸y kh¸ch (Client) truy cËp tµi nguyªn dïng chung do m¸y phôc vô cung cÊp.

- Ph¬ng tiÖn truyÒn dÉn.

- D÷ liÖu dïng chung.

- M¸y in vµ c¸c thiÕt bÞ dïng chung kh¸c.

2

BÊt chÊp nh÷ng ®iÓm t¬ng ®ång trªn c¨n cø vµo nguyªn t¾c ph©n chia tµi nguyªn

m¹ng m¸y tÝnh ®îc chia thµnh hai m¹ng râ rÖt- m¹ng ngang hµng (pear – to - pear)

vµ m¹ng dùa trªn m¸y phôc vô.

1.2.1.1 M¹ng ngang hµng.

ë m¹ng nµy mçi m¸y tÝnh cã thÓ kiªm c¸c vai trß m¸y phôc vô vµ m¸y kh¸ch.

M¹ng ngang hµng cho phÐp c¸c nhãm nhá ngêi dïng dÔ rµng dïng chung d÷ liÖu,

thiÕt bÞ ngo¹i vi vµ dÔ cµi ®Æt thiÕt bÞ rÎ tiÒn.

1.2.1.2 M¹ng dùa trªn m¸y phôc vô.

M¹ng nµy lý tëng nhÊt ®èi víi c¸c m¹ng dïng chung nhiÒu tµi nguyªn vµ d÷ liÖu.

Ngêi qu¶n trÞ m¹ng cã nhiÖm vô gi¸m s¸t ho¹t ®éng trªn m¹ng vµ ®¶m b¶o sù duy tr×

an toµn trªn m¹ng. Lo¹i m¹ng nµy cã thÓ cã tõ mét m¸y phôc vô trë lªn, tuú thuéc

vµo lu lîng vµ sè lîng thiÕt bÞ ngo¹i vi.

Ngoµi ra cßn cã lo¹i m¹ng kÕt hîp c¸c ®Æc tÝnh u viÖt cña c¶ hai lo¹i m¹ng trªn.

Lo¹i m¹ng nµy th«ng dông nhÊt nhng ®ßi hái nhiÒu thêi gian vµ c«ng søc ho¹ch ®Þnh.

1.2.2 Ph©n lo¹i theo kho¶ng c¸ch ®Þa lý.

NÕu lÊy kho¶ng c¸ch ®Þa lý lµm yÕu tè chÝnh th× ta cã m¹ng côc bé, m¹ng ®« thÞ,

m¹ng diÖn réng, m¹ng toµn cÇu.

- M¹ng côc bé gäi t¾t lµ LAN (Local Area Network)- m¹ng nµy ®îc cµi ®Æt trong

ph¹m vi nhá víi kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c nót m¹ng lµ vµi chôc km.

- M¹ng ®« thÞ gäi t¾t lµ MAN (Metropolitan Area Network)- m¹ng nµy ®îc cµi ®Æt

trong ph¹m vi ®« thÞ hoÆc mét trung t©m kinh tÕ x· héi cã b¸n kÝnh kho¶ng 100 km

trë l¹i.

- M¹ng diÖn réng WAN (Wide Area Network) – m¹ng nµy cã ph¹m vi cã thÓ vît

qua biªn giíi, quèc gia vµ thËm chÝ c¶ lôc ®Þa.

- M¹ng toµn cÇu GAN.

1.2.3 Ph©n lo¹i theo kû thuËt chuyÓn m¹ch.

3

NÕu lÊy kû thuËt chuyÓn m¹ch lµm yÕu tè chÝnh th× ta sÏ cã m¹ng chuyÓn m¹ch

kªnh, m¹ng chuyÓn m¹ch gãi, m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o.

1.2.3.1. M¹ng chuyÓn m¹ch kªnh.

§©y lµ m¹ng mµ gi÷a hai thùc thÔ muèn liªn l¹c víi nhau, th× gi÷a chóng sÏ g©y ra

mét kªnh cè ®Þnh vµ d÷ liÖu ®îc truyÒn ®i qua kªnh ®ã, kªnh ®ã ®îc duy tr× ®Õn khi

mét trong hai thùc thÓ kh«ng liªn l¹c tiÕp qu¸ tr×nh truyÒn d÷ liÖu cña chuyÓn m¹ch

kªnh gåm ba giai ®o¹n :

* ThiÕt lËp ®êng truyÒn.

* TruyÒn d÷ liÖu.

* Huû bá kªnh.

H×nh 1.1 M¹ng chuyÓn m¹ch kªnh

Ph¬ng ph¸p nµy cã nhîc 2 ®iÓm sau :

- Tiªu tèn thêi gian ®Ó thiÕt lËp kªnh cè ®Þnh giöa hai thùc thÔ.

- HiÖu suÊt sö dông ®êng truyÒn kh«ng cao.V× cã lóc kªnh bÞ huû bá kh«ng do c¶

hai bªn ®Òu hÕt th«ng tin cÇn truyÒn nµy.M¹ng ®iÖn tho¹i lµ mét vÝ dô ®iÓn h×nh cña

m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh.

1.2.3.2 M¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o.

4

A

S2

S1

S3

S4

S5

S6 B

DATA

DATA

DATA3

Th«ng b¸o (Message)- lµ mét ®¬n vÞ th«ng tin cña ngêi sö dông, cã khu«n d¹ng

®îc quy ®Þnh tríc. Mçi th«ng b¸o ®Òu cã chøa vïng th«ng tin ®iÒu khiÓn trong ®ã chØ

®Þnh râ ®Ých cña th«ng b¸o. C¨n cø vµo th«ng tin mµ mçi nót trung gian cã thÓ

chuyÓn th«ng b¸o tíi nót kÕ tiÕp theo ®êng dÈn tíi ®Ých cña nã. Mçi nót cÇn ph¶i lu

tr÷ t¹m thêi ®Ó ®äc th«ng tin ®iÒu khiÓn trªn th«ng b¸o ®Ó råi sau ®ã chuyÓn tiÕp

th«ng b¸o ®i. Tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn cña m¹ng, c¸c th«ng b¸o kh¸c nhau cã thÓ göi

®i b»ng c¸c con ®êng kh¸c nhau.

H×nh 1.2 M¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o

M¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o thÝch hîp víi dÞch vô th ®iÖn tö (Electronic Mail)

h¬n lµ ¸p dông cã tÝnh thêi gian thùc, v× tån t¹i ®é trÔ nhÊt ®Þnh do lu tr÷ vµ xö lý

th«ng tin ®iÒu khiÓn t¹i mçi nót.

Ph¬ng ph¸p chuyÓn m¹ch th«ng b¸o cã nh÷ng u ®iÓm sau:

_ HiÖu xuÊt sö dông ®êng truyÒn cao v× kh«ng chiÕm dông ®éc quyÒn mµ ®îc ph©n

chia gi÷a nhiÒu thùc thÓ.

_ Mçi nót m¹ng cã thÓ lu tr÷ th«ng b¸o cho tíi khi kªnh truyÒn rçi míi göi th«ng

b¸o ®i. Do ®ã gi¶m ®îc t×nh tr¹ng t¾c nghÏn cña m¹ng.

_ Cã thÓ ®iÒu khiÓn viÖc truyÒn tin b»ng c¸ch s¾p xÕp ®é u tiªn cho c¸c th«ng b¸o.

5

A

S2

S1

S3

S4

S5

B

MASSAGE

_ Cã thÓ t¨ng hiÖu suÊt sö dông gi¶i th«ng cña m¹ng b»ng c¸ch g¸n ®Þa chØ qu¶ng b¸

(Broad Cast addressing) ®Ó göi th«ng b¸o ®ång thêi tíi nhiÒu môc ®Ých.

Bªn c¹nh nh÷ng u ®iÓm cßn sù h¹n chÕ vÒ kÝch thíc cña th«ng b¸o, cã thÓ dÉn ®Õn

phÝ tæn lu tr÷ t¹m thêi cao vµ ¶nh hëng ®Õn thêi gian ®¸p vµ chÊt lîng truyÒn ®i

1.3.3.3 M¹ng chuyÓn m¹ch gãi .

VÒ c¬ b¶n m¹ng chuyÔn m¹ch gãi vµ m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o lµ gÇn gièng

nhau. §iÓm kh¸c biÖt lµ c¸c gãi ®îc giíi h¹n kÝch thíc tèi ®a sao cho c¸c nót m¹ng

cã thÓ xö lý toµn bé gãi tin trong bé nhí mµ kh«ng cÇn lu tr÷ t¹m thêi trªn ®Üa (h×nh

1.3). Do ®ã m¹ng chuyÓn m¹ch gãi chuyÓn c¸c gãi tin ®i rÊt nhanh, b»ng nhiÒu con

®êng kh¸c nhau vµ hiÖu qu¶ cao h¬n m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o.

H×nh 1.3 M¹ng chuyÓn m¹ch gãi

VÊn ®Ò khã kh¨n nhÊt cña m¹ng lo¹i nµy lµ viÖc tËp hîp c¸c gãi tin ®Ó t¹o

l¹i th«ng b¸o ban ®Çu cña ngêi sö dông, ®Æc biÖt biÖt trong trêng hîp c¸c gãi

tin truyÒn theo nhiÒu ®êng kh¸c nhau.

Ch¬ng 2

CÊu tróc m¹ng

2.1 §iÓm - §iÓm.

6

s1

s2 s4

s3 s5

a s6 b

1 2 3 4 4

1

4

2

1

1

2

2

4

3

4 3

2

3

1 2 3 4

M¹ng chuyÓn m¹ch gãi

KiÓu cÊu tróc ®iÓm - ®iÓm trong ®ã cã c¸c ®êng truyÒn nèi tõng cÆp nót víi nhau.

Khi mét tin b¸o ®îc truyÒn tõ mét nót nguån nµo ®Êy tíi sÏ ®îc tiÕp nhËn vµ lu tr÷

®Çy ®ñ ë c¸c nót m¹ng trung gian cho ®Õn khi ®êng truyÒn rçi th× nã ®îc göi tiÕp ®i.

Cø nh thÕ cho ®Õn tËn nót ®Ých cña tin b¸o ®ã. Do c¸ch thøc lµm viÖc nµy ngêi ta gäi

m¹ng nµy lµ m¹ng lu–göi tiÕp ë (h×nh 2.1 ) díi ®©y cho ta thÊy mét sè vÝ dô vÒ kiÓu

m¹ng ®iÓm - ®iÓm.

H×nh 2.1 Mét sè kiÓu d¹ng m¹ng ®iÓm-®iÓm

(A) H×nh sao (B) Chu tr×nh (C) H×nh c©y (D) §Çy ®ñ

2.2 KiÓu KhuÕch t¸n.

§èi víi kiÓu nµy tÊt c¶ c¸c nót ph©n chia chung mét ®êng truyÒn vËt lý. D÷ liÖu ®-

îc göi ®i tõ mét nót nµo ®ã sÎ cã thÓ ®îc tiÕp nhËn bëi c¸c nót cßn l¹i, bëi vËy cÇn

7

chØ ra ®Þa chØ ®Ých cña d÷ liÖu ®Õn mçi nót c¨n cø vµo ®ã ®Ó kiÓm tra thªm dö liÖu cã

ph¶i dµnh cho m×nh kh«ng.

H×nh 2.2 Mét sè d¹ng m¹ng kiÓu qu¶ng b¸

Trong cÊu tróc m¹ng BUS vµ vßng, cÇn mét c¬ chÕ träng tµi ®Ó gi·i quyÕt c¸c

®ông ®é khi cã nhiÒu nót muèn truyÒn th«ng tin ®ång thêi

C¸c m¹ng khuyÕch t¸n cã thÓ ®îc chia ra lµm hai lo¹i (TØnh vµ ®éng) tuú thuéc

vµo viÖc cÊp ph¸t ®êng truyÒn

Mét kiÓu cÊp ph¸t tØnh ®iÓn h×nh lµ chia thêi gian thµnh c¸c kho¶ng rêi r¹c, mµ

dïng c¬ chÕ tØnh ®iÓn h×nh lµ chia thêi gian thµnh c¸c kho¶ng rêi r¹c, vµ dïng c¬ chÕ

quay vßng ®Ó cÊp ph¸t ®êng truyÒn. Mçi nót chØ ®îc ph¸t tin ®i tíi cöa cña thêi gian

cña nã. Tuy nhiªn nÕu nót ®îc cÊp ph¸t ®êng truyÒn mµ kh«ng cã g× ®Ó truyÒn th× sÏ

g©y ra l·ng phÝ v« Ých. V× thÕ trong mét sè hÖ thèng ngêi ta cè g¾ng cung cÊp ph¸t

®éng (cÊp ®êng truyÒn theo yªu cÇu) cña kªnh truyÒn cho c¸c nót, c¸c ph¬ng ph¸p

cÊp ph¸t ®éng cã thÓ tËp trung hay ph©n t¸n.

8

(a) (b)

D¹ng BUS D¹ng vßng

Mét sè d¹ng m¹ng

kiÓu qu¶ng b¸