Thiết kế, cài đặt và điều hành mạng

Ng« v¨N b×nh Bµi gi¶ng ThiÕt kÕ, cµi ®Æt vµ ®iÒu hµnh m¹ng Hµ Néi - 2001 Môc lôc Ch­¬ng 1. Tæng quan vÒ m¹ng m¸y tÝnh 2 Bµi 1. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng m¸y tÝnh 4 I. Më ®Çu. 4 II. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n 4 III. Ph©n lo¹i m¹ng m¸y tÝnh 9 Bµi 2. KiÕn tróc ph©n tÇng vµ m« h×nh OSI 12 I. KiÕn tróc ph©n tÇng 12 II. Mét sè kh¸i niÖm c¬ b¶n 13 III. M« h×nh OSI 14 Ch­¬ng 2. M¹ng côc bé – m¹ng lan 21 Bµi 1. Giíi thiÖu chung 21 I. Më ®Çu 21 II. HÖ ®iÒu hµnh m¹ng 21 Bµi 2. Kü thuËt m¹ng côc bé 23 I. Topology 23 II. §­êng truyÒn vËt lý 25 Bµi 3. C¸c ph­¬ng ph¸p truy nhËp ®­êng truyÒn vËt lý 27 I. Giíi thiÖu 27 II. Ph­¬ng ph¸p CSMA/CD 27 III. Ph­¬ng ph¸p Token BUS (ph­¬ng ph¸p bus víi thÎ bµi) 28 IV. Ph­¬ng ph¸p Token Ring 30 V. So s¸nh 31 Bµi 4. C¸c thµnh phÇn m¹ng côc bé 31 I. PhÇn cøng 31 II. PhÇn mÒm 34 Bµi 5. C¸c chuÈn LAN 34 I. Ethernet 34 II. Token Ring 41 III. FDDI (Fiber Distrubuted Data Interface) 41 IV. Bµi tËp 42 Bµi 6. Quy tr×nh thiÕt kÕ 43 I. Ph©n tÝch 44 II. §¸nh gi¸ l­u l­îng truyÒn 44 III. TÝnh to¸n sè tr¹m lµm viÖc 45 IV. ¦íc l­îng b¨ng th«ng cÇn thiÕt 45 V. Dù th¶o m« h×nh m¹ng 45 VI. §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng ®¸p øng nhu cÇu 45 VII. TÝnh to¸n gi¸ 46 VIII. X©y dùng b¶ng ®Þa chØ IP 46 IX. VÏ s¬ ®å c¸p 46 Bµi tËp thùc hµnh 47 Ch­¬ng 1. Tæng quan vÒ m¹ng m¸y tÝnh Bµi 1. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng m¸y tÝnh I. Më ®Çu. ë møc ®é c¬ b¶n nhÊt, m¹ng bao gåm hai m¸y tÝnh nèi víi nhau b»ng c¸p, sao cho chóng cã thÓ dïng chung d÷ liÖu. Mäi m¹ng m¸y tÝnh, cho dï cã tinh vi phøc t¹p ®Õn ®©u ch¨ng n÷a còng ®Òu b¾t nguån tõ hÖ thèng ®¬n gi¶n ®ã. Lý do h×nh thµnh m¹ng m¸y tÝnh: m¹ng m¸y tÝnh ph¸t sinh tõ nhu cÇu muèn chia sÎ, dïng chung tµi nguyªn vµ cho phÐp giao tiÕp trùc tuyÕn (online). Tµi nguyªn gåm cã tµi nguyªn phÇn mÒm (d÷ liÖu, ch­¬g tr×nh øng dông, ...) vµ tµi nguyªn phÇn cøng (m¸y in, m¸y quÐt, CD ROOM,.). Giao tiÕp trùc tuyÕn bao gåm göi vµ nhËn th«ng ®iÖp, th­ ®iÖn tö. + Tr­íc khi m¹ng m¸y tÝnh ®­îc sö dông, ng­êi ta th­êng ph¶i tù trang bÞ m¸y in, m¸y vÏ vµ c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi kh¸c cho riªng m×nh. §Ó cã thÓ dïng chung m¸y tin th× mäi ng­êi ph¶i thay phiªn nhau ngåi tr­íc m¸y tÝnh ®­îc nèi víi m¸y in. Khi mµ nèi m¹ng th× cho phÐp tÊt c¶ mäi ng­êi ®Òu cã quyÒn sö dông m¸y in ®ã. + NÕu kh«ng cã m¹ng m¸y tÝnh, nhu cÇu trao ®æi th«ng tin ®Òu bÞ giíi h¹n ë: TruyÒn ®¹t th«ng tin trùc tiÕp (miÖng) Gëi th­ th«ng b¸o Copy d÷ liÖu sang ®Üa mÒm, ®em ®Üa copy sang m¸y kh¸c (M¹ng cã thÓ lµm gi¶m bít nhu cÇu truyÒn th«ng trªn giÊy, tiÕt kiÖm thêi gian vµ c«ng søc. Do sù kÕt hîp cña m¸y tÝnh víi c¸c hÖ thèng truyÒn th«ng ®Æc biÖt lµ viÔn th«ng t¹o ra cuéc c¸ch m¹ng trong vÊn ®Ò tæ chøc khai th¸c vµ sö dông hÖ thèng m¸y tÝnh. M« h×nh tËp trung dùa trªn m¸y tÝnh lín ®­îc thay thÕ m« h×nh c¸c m¸y tÝnh ®¬n lÎ ®­îc kÕt nèi l¹i ®Ó cïng thùc hiÖn c«ng viÖc( h×nh thµnh m«i tr­êng lµm viÖc nhiÒu ng­êi sö dông ph©n t¸n. M¹ng m¸y tÝnh ngµy nay ®· trë thµnh mét lÜnh vùc nghiªn cøu ph¸t triÓn vµ øng dông cèt lâi cña CNTT. C¸c lÜnh vùc nghiªn cøu ph¸t triÓn vµ øng dông cña m¹ng: kiÕn tróc m¹ng, nguyªn lý thiÕt kÕ, cµi ®Æt vµ c¸c m« h×nh øng dông. II. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n 1. LÞch sö ph¸t triÓn Cuèi nh÷ng n¨m 60 c¸c hÖ thèng m¸y tÝnh ®­îc tËp trung ho¸ cao ®é nh­ mainfram, minicomputer,... ®­îc gäi lµ m¸y tÝnh trung t©m vµ nhiÒu tr¹m cuèi nèi víi nã. M¸y tÝnh trung t©m hÇu nh­ ®¶m nhiÖm tÊt c¶ mäi viÖc : + Xö lý th«ng tin + Qu¶n lý c¸c thñ tôc truyÒn d÷ liÖu + Qu¶n lý sù ®ång bé cña c¸c tr¹m cuèi + Qu¶n lý c¸c hµng ®îi + Sö lý c¸c ng¾t tõ c¸c tr¹m cuèi,... ( Nh­îc ®iÓm: + Tèn qu¸ nhiÒu vËt liÖu ®Ó nèi c¸c tr¹m víi trung t©m (tèn ®­êng truyÒn) + M¸y tÝnh trung t©m qu¸ t¶i (ph¶i lµm viÖc qu¸ nhiÒu) §Ó gi¶m nhiÖm vô cña m¸y tÝnh trung t©m ng­êi ta gom c¸c tr¹m cuèi vµo bé gäi lµ bé tËp trung (hoÆc bé dån kªnh) tr­íc khi chuyÓn vÒ trung t©m. C¸c bé nµy cã chøc n¨ng tËp trung c¸c tÝn hiÖu do tr¹m cuèi göi ®Õn vµo trªn cïng mét ®­êng truyÒn. + Bé dån kªnh (multiplexor): cã kh¶ n¨ng truyÒn song song c¸c th«ng tin do tr¹m cuèi göi vÒ trung t©m. + Bé tËp trung (concentrator): kh«ng cã kh¶ n¨ng nµy, ph¶i dïng bé ®Öm ®Ó l­u tr÷ t¹m thêi d÷ liÖu KL: Mäi sù liªn l¹c gi÷a c¸c tr¹m cuèi víi nhau ph¶i ®i qua m¸y tÝnh trung t©m, kh«ng ®­îc nèi trùc tiÕp víi nhau (hÖ thèng trªn kh«ng ®­îc gäi lµ m¹ng m¸y tÝnh mµ chØ ®­îc gäi lµ m¹ng xö lý Tõ cuèi nh÷ng n¨m 70, c¸c m¸y tÝnh ®­îc nèi trùc tiÕp víi nhau ®Ó t¹o thµnh m¹ng m¸y tÝnh nh»m ph©n t¸n t¶i cña hÖ thèng vµ t¨ng ®é tin cËy. §Þnh nghÜa: M¹ng m¸y tÝnh lµ mét hÖ thèng c¸c m¸y tÝnh tù trÞ (autonomous computer) ®­îc kÕt nèi víi nhau b»ng mét ®­îc truyÒn vËt lý vµ theo mét kiÕn tróc nµo ®ã. Còng nh÷ng n¨m 70 xuÊt hiÖn kh¸i niÖm m¹ng truyÒn th«ng (communication network), trong ®ã c¸c thµnh phÇn chÝnh cña nã lµ c¸c nót m¹ng (Node), ®­îc gäi lµ bé chuyÓn m¹ch (switching unit) dïng ®Ó h­íng th«ng tin tíi ®Ých. C¸c nót m¹ng ®­îc nèi víi nhau b»ng ®­êng truyÒn gäi lµ khung cña m¹ng. C¸c m¸y tÝnh xö lý th«ng tin cña ng­êi sö dông (host) hoÆc c¸c tr¹m cuèi (terminal) ®­îc nèi trùc tiÕp vµo c¸c nót m¹ng ®Ó khi cÇn th× trao ®æi th«ng tin qua m¹ng. B¶n th©n c¸c nót m¹ng th­êng còng lµ m¸y tÝnh nªn cã thÓ ®ång thêi ®ãng c¶ vai trß m¸y cña ng­êi sö dông. ( V× vËy chóng ta kh«ng ph©n biÖt kh¸i niÖm m¹ng m¸y tÝnh vµ m¹ng truyÒn th«ng. Môc ®Ých kÕt nèi m¹ng m¸y tÝnh: Chia xÎ c¸c tµi nguyªn cã gi¸ trÞ cao (thiÕt bÞ, ch­¬ng tr×nh, d÷ liÖu,..) kh«ng phô thuéc vµo kho¶ng c¸ch ®Þa lý cña tµi nguyªn vµ ng­êi sö dông. T¨ng ®é tin cËy cña hÖ thèng: do cã kh¶ n¨ng thay thÕ khi x¶y ra sù cè ®èi víi mét m¸y tÝnh nµo ®ã. 2. C¸c yÕu tè cña m¹ng m¸y tÝnh a. §­êng truyÒn vËt lý §­êng truyÒn vËt lý dïng ®Ó chuyÓn c¸c tÝn hiÖu gi÷a c¸c m¸y tÝnh. C¸c tÝn hiÖu ®ã biÓu thÞ c¸c gi¸ trÞ d÷ liÖu d­íi d¹ng c¸c xung nhÞ ph©n (on - off). TÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu ®ã ®Òu thuéc d¹ng sãng ®iÖn tõ (tr¶i tõ tÇn sè sãng radio, sãng ng¾n, tia hång ngo¹i). øng víi mçi lo¹i tÇn sè cña sãng ®iÖn tö cã c¸c ®­êng truyÒn vËt lý kh¸c nhau ®Ó truyÒn tÝn hiÖu. HiÖn nay cã hai lo¹i ®­êng truyÒn: + §­êng truyÒn h÷u tuyÕn: c¸p ®ång trôc, c¸p ®«i d©y xo¾n (cã bäc kim, kh«ng bäc kim) , c¸p sîi quang + §­êng truyÒn v« tuyÕn: radio, sãng cùc ng¾n, tia hång ngo¹i C¸p ®ång trôc dïng ®Ó truyÒn c¸c tÝn hiÖu sè trong m¹ng côc bé hoÆc lµm m¹ng ®iÖn tho¹i ®­êng dµi. CÊu t¹o gåm cã mét sîi kim lo¹i ë trung t©m ®­îc bäc bëi mét líp c¸ch ®iÖn vµ mét l­íi kim lo¹i chèng nhiÔu. ë ngoµi cïng lµ vá bäc c¸ch ®iÖn. Sîi kim lo¹i trung t©m vµ l­íi kim lo¹i lµm thµnh hai sîi dÉn ®iÖn ®ång trôc
Cã hai lo¹i c¸p ®ång trôc kh¸c nhau víi nh÷ng chØ ®Þnh kh¸c nhau vÒ kü thuËt vµ thiÕt bÞ ghÐp nèi ®i kÌm: c¸p ®ång trôc máng (gi¸ thµnh rÎ, dïng phæ biÕn), c¸p ®ång trôc bÐo (®¾t h¬n, cã kh¶ n¨ng chèng nhiÔu tèt h¬n, th­êng ®­îc dung liªn kÕt m¹ng trong m«i tr­êng c«ng nghiÖp) C¸p ®«i d©y xo¾n: ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c m¹ng ®iÖn tho¹i cã thÓ kÐo dµi hµng c©y sè mµ kh«ng cÇn bé khuyÕch ®¹i. CÊu t¹o gåm nhiÒu sîi kim lo¹i c¸ch ®iÖn víi nhau. C¸c sîi nµy tõng ®«i mét xo¾n l¹i víi nhau nh»m h¹n chÕ nhiÔu ®iÖn tõ. Cã hai lo¹i c¸p xo¾n ®«i ®­îc sö dông hiÖn nay: c¸p cã bäc kim lo¹i (STP), c¸p kh«ng bäc kim lo¹i (UTP). C¸p STP cã líp b¶o vÖ d­íi vá bäc ngoµi. Cã kh¶ n¨ng chèng nhiÔu tèt vµ còng ®¾t h¬n. C¸p UTP kh«ng cã líp b¶o vÖ d­íi bäc ngoµi ( dïng phæ biÕn v× gi¸ rÎ C¸p sîi quang: lµ c¸p truyÒn dÉn sãng ¸nh s¸ng, cã cÊu tróc t­¬ng tù nh­ c¸p ®ång trôc víi chÊt liÖu lµ thuû tinh. Tøc lµ gåm mét d©y dÉn trung t©m (mét hoÆc mét bã sîi thuû tinh hoÆc plastic cã thÓ truyÒn dÉn tÝn hiÖu quang) ®­îc bäc mét líp ¸o cã t¸c dông ph¶n x¹ c¸c tÝn hiÖu trë l¹i ®Ó gi¶m sù mÊt m¸t tÝn hiÖu. Cã hai lo¹i c¸p sîi quang lµ: single-mode (chØ cã mét ®­êng dÉn quang duy nhÊt), multi-mode (cã nhiÒu ®­êng dÉn quang)( c¸p sîi quang cã ®é suy hao tÝn hiÖu thÊp, kh«ng bÞ ¶nh h­ëng cña nhiÔu ®iÖn tõ vµ c¸c hiÖu øng ®iÖn kh¸c, kh«ng bÞ ph¸t hiÖn vµ thu trém, an toµn th«ng tin trªn m¹ng ®­îc b¶o ®¶m. Khã l¾p ®Æt, gi¸ thµnh cao Sãng cùc ng¾n th­êng ®­îc dïng ®Ó truyÒn gi÷a c¸c tr¹m mÆt ®Êt vµ c¸c vÖ tinh. Chóng ®Ó truyÒn c¸c tÝn hiÖu qu¶ng b¸ tõ mét tr¹m ph¸t tíi nhiÒu tr¹m thu. Sãng hång ngo¹i: M«i tr­êng truyÒn dÉn sãng hång ngo¹i lµ mét m«i tr­êng ®Þnh h­íng, trong diÖn hÑp v× vËy nã chØ thÝch hîp cho mét m¹ng diÖn hÑp b¸n kÝnh tõ 0.5m ®Õn 20 m, víi c¸c thiÕt bÞ Ýt bÞ di chuyÓn. Tèc ®é truyÒn d÷ liÖu xung quanh 10Mbps Sãng radio: m«i tr­êng truyÒn dÉn sãng radio lµ mét m«i tr­êng ®Þnh h­íng trong m¹ng diÖn réng víi b¸n kÝnh 30 km. Tèc ®é truyÒn d÷ liÖu hµng chôc Mbps. B. KiÕn tróc m¹ng m¸y tÝnh (Network architecture) KiÕn tróc m¹ng m¸y tÝnh thÓ hiÖn c¸ch nèi c¸c m¸y tÝnh víi nhau ra sao vµ tËp hîp c¸c quy t¾c, quy ­íc mµ tÊt c¶ c¸c thùc thÓ tham gia truyÒn th«ng trªn m¹ng ph¶i tu©n theo ®Ó ®¶m b¶o cho m¹ng ho¹t ®éng tèt. C¸ch nèi c¸c m¸y tÝnh ®­îc gäi lµ h×nh tr¹ng (topolopy) cña m¹ng hay nãi cho gän lµ topo m¹ng TËp hîp c¸c quy t¾c, quy ­íc truyÒn th«ng ®­îc gäi lµ giao thøc (protocol) cña m¹ng Topo m¹ng Cã hai kiÓu kÕt nèi m¹ng chñ yÕu lµ ®iÓm - ®iÓm (point-to-point) vµ qu¶ng b¸ (broadcast hay point-to-multipoint) KiÓu kÕt nèi ®iÓm - ®iÓm, c¸c ®­êng truyÒn nèi tõng cÆp nót víi nhau vµ mçi nót ®Òu cã tr¸ch nhiÖm l­u tr÷ t¹m thêi sau ®ã chuyÓn tiÕp d÷ liÖu ®i tíi ®Ých. Do c¸ch lµm viÖc nh­ thÕ nªn m¹ng kiÓu nµy cßn ®­îc gäi lµ m¹ng l­u vµ chuyÓn tiÕp (store and forward). Nãi chung c¸c m¹ng diÖn réng ®Òu sö dông nguyªn t¾c nµy. KiÓu qu¶ng b¸: TÊt c¶ c¸c nót m¹ng dïng chung mét ®­êng truyÒn vËt lý. D÷ liÖu göi ®i tõ mét nót m¹ng cã thÓ ®­îc tÊt c¶ c¸c nót m¹ng cßn l¹i tiÕp nhËn ( chØ cÇn chØ ra ®Þa chØ ®Ých cña d÷ liÖu ®Ó mçi nót kiÓm tra xem cã ph¶i lµ göi cho m×nh hay kh«ng.

Trong c¸c topo d¹ng vßng hoÆc d¹ng tuyÕn tÝnh cÇn cã mét c¬ chÕ “träng tµi” ®Ó gi¶i quyÕt xung ®ét khi nhiÒu nót muèn truyÒn tin cïng mét lóc. ViÖc cÊp ph¸t ®­êng truyÒn cã thÓ lµ “®éng” hoÆc “tÜnh”. + CÊp ph¸t “tÜnh” th­êng dung c¬ chÕ quay vßng ®Ó ph©n chia ®­êng truyÒn theo c¸c kho¶ng thêi gian ®Þnh tr­íc. + CÊp ph¸t “®éng” lµ cÊp ph¸t theo yªu cÇu ®Ó h¹n chÕ thêi gian “chÕt” v« Ých cña ®­êng truyÒn. Giao thøc m¹ng ViÖc trao ®æi th«ng tin cho dï lµ ®¬n gi¶n nhÊt, còng ®Òu ph¶i tu©n theo nh÷ng quy t¾c nhÊt ®Þnh. Hai ng­êi nãi chuyÖn víi nhau muèn cho cuéc nãi chuyÖn cã kÕt qu¶ th× Ýt nhÊt c¶ hai còng ph¶i ngÇm ®Þnh tu©n theo quy t¾c: khi ng­êi nµy nãi th× ng­êi kia ph¶i nghe vµ ng­îc l¹i. ViÖc truyÒn tÝn hiÖu trªn m¹ng còng vËy, cÇn ph¶i cã nh÷ng quy t¾c, quy ­íc vÒ nhiÒu mÆt + Khu«n d¹ng cña d÷ liÖu: có ph¸p vµ ng÷ nghÜa + Thñ tôc göi vµ nhËn d÷ liÖu + KiÓm so¸t chÊt l­îng truyÒn + Xö lý c¸c lçi, sù cè TËp hîp tÊt c¶ c¸c quy t¾c, quy ­íc trªn gäi lµ giao thøc m¹ng. Yªu cÇu vÒ xö lý vµ trao ®æi th«ng tin cña ng­êi sö dông ngµy cµng cao th× giao thøc m¹ng cµng phøc t¹p. C¸c m¹ng cã thÓ cã giao thøc kh¸c nhau tuú thuéc vµo sù lùa chän cña nhµ thiÕt kÕ. III. Ph©n lo¹i m¹ng m¸y tÝnh Cã nhiÒu c¸ch ®Ó ph©n lo¹i m¹ng m¸y tÝnh tuú thuéc vµo yÕu tè chÝnh ®­îc chän lµm chØ tiªu ®Ó ph©n lo¹i: kho¶ng c¸ch ®Þa lý, kü thuËt chuyÓn m¹ch, kiÕn tróc cña m¹ng. 1. Theo kho¶ng c¸ch ®Þa lý Ph©n lµm 4 lo¹i: m¹ng côc bé, m¹ng ®« thÞ, m¹ng diÖn réng, m¹ng toµn cÇu M¹ng côc bé (Local Area Networks - LAN): cµi ®Æt trong ph¹m vi t­¬ng ®èi hÑp, kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c m¸y tÝnh nèi m¹ng lµ vµi chôc km. M¹ng ®« thÞ (Metropolitan Area Networks - MAN): cµi ®Æt trong ph¹m vi mét ®« thÞ, mét trung t©m kinh tÕ x· héi, cã b¸n kÝnh nhá h¬n 100 km M¹ng diÖn réng (Wide Area Networks - WAN): ph¹m vi cña m¹ng cã thÓ v­ît qua biªn giíi quèc gia vµ thËm chÝ c¶ lôc ®Þa M¹ng toµn cÇu (Global Area Networks - GAN): ph¹m vi réng kh¾p c¸c lôc ®Þa 2. Kü thuËt chuyÓn m¹ch Ph©n lµm 3 lo¹i: m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh, m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o, m¹ng chuyÓn m¹ch gãi. a. M¹ng chuyÓn m¹ch kªnh Khi cã hai thùc thÓ cÇn trao ®æi th«ng tin víi nhau th× gi÷a chóng sÏ thiÕt lËp mét “kªnh” cè ®Þnh vµ ®­îc duy tr× cho ®Õn khi mét trong hai bªn ng¾t liªn l¹c. C¸c d÷ liÖu chØ ®­îc truyÒn theo con ®­êng cè ®Þnh ®ã.
( Nh­îc ®iÓm: + tèn thêi gian ®Ó thiÕt lËp kªnh cè ®Þnh gi÷a hai thùc thÓ + HiÖu suÊt sö dông ®­êng truyÒn thÊp v× sÏ cã lóc kªnh bÞ bá kh«ng do c¶ hai bªn ®Òu hÕt th«ng tin cÇn truyÒn trong khi c¸c thùc thÓ kh¸c kh«ng ®­îc phÐp sö dông kªnh truyÒn nµy. b. M¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o Th«ng b¸o (message) lµ mét ®¬n vÞ th«ng tin cña ng­êi sö dông cã khu«n d¹ng ®­îc qui ®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 nµy mµ mçi nót trung gian cã thÓ chuyÓn th«ng b¸o tíi nót kÕ tiÕp theo ®­êng dÉn tíi ®Ých cña nã. Mçi nót cÇn ph¶i l­u tr÷ t¹m thêi ®Ó “®äc” ®Ó ®äc th«ng tin ®iÒu khiÓn trªn th«ng b¸o ®Ó 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 truyÒn theo ®­êng truyÒn kh¸c nhau.
¦u ®iÓm so víi m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh: HiÖu suÊt sö dông ®­êng truyÒn cao v× kh«ng bÞ 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 ( gi¶m ®­îc t×nh tr¹ng t¾c nghÏn m¹ch Cã thÓ ®iÒu khiÓn viÖc truyÒn tin b»ng c¸ch s¾p xÕp ®é ­u tiªn cho c¸c th«ng b¸o Cã thÓ t¨ng hiÖu suÊt sö dông gi¶i th«ng b»ng c¸ch g¸n ®Þa chØ qu¶ng b¸ ®Ó göi th«ng b¸o ®ång thêi tíi nhiÒu ®Ých Nh­îc ®iÓm: Kh«ng h¹n chÕ kÝch th­íc cña c¸c th«ng b¸o, dÉn ®Õn phÝ tæn l­u tr­ t¹m thêi cao vµ ¶nh h­ëng tíi thêi gian ®¸p vµ chÊt l­îng truyÒn ThÝch hîp cho c¸c dÞch vô th­ tÝn ®iÖn tö h¬n lµ c¸c ¸p dông cã tÝnh thêi gian thùc v× tån t¹i ®é trÔ do l­u tr÷ vµ xö lý th«ng tin ®iÒu khiÓn t¹i mçi nót. c. M¹ng chuyÓn m¹ch gãi Mçi th«ng b¸o ®­îc chia lµm nhiÒu phÇn nhá h¬n ®­îc gäi lµ c¸c gãi tin cã khu«n d¹ng quy ®Þnh tr­íc. Mçi gãi tin còng chøa c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn, trong ®ã cã ®Þa chØ nguån (ng­êi göi) vµ ®Ých (ng­êi nhËn) cña gãi tin. C¸c gãi tin cña mét th«ng b¸o cã thÓ ®i qua m¹ng tíi ®Ých b»ng nhiÒu con ®­êng kh¸c nhau. Lóc nhËn ®­îc, thø tù nhËn ®­îc kh«ng ®óng thø tù ®­îc göi ®i.
So s¸nh m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o vµ m¹ng chuyÓn m¹ch gãi Gièng nhau: ph­¬ng ph¸p gièng nhau Kh¸c nhau: C¸c gãi tin ®­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 ph¶i l­u tr÷ t¹m thêi trªn ®Üa. V× thÕ m¹ng chuyÓn m¹ch gãi truyÒn c¸c gãi tin qua m¹ng nhanh chãng vµ hiÖu qu¶ h¬n so víi m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o. Nh­ng vÊn ®Ò khã kh¨n 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 trong tr­êng hîp c¸c gãi ®­îc truyÒn theo nhiÒu ®­êng kh¸c nhau. CÇn ph¶i cµi ®Æt c¬ chÕ “®¸nh dÊu” gãi tin vµ phôc håi gãi tin bÞ thÊt l¹c hoÆc truyÒn bÞ lçi cho c¸c nót m¹ng. Do cã ­u ®iÓm mÒm dÎo vµ hiÖu suÊt cao h¬n nªn hiÖn nay m¹ng chuyÓn m¹ch gãi ®­îc sö dông phæ biÕn h¬n c¸c m¹ng chuyÓn m¹ch th«ng b¸o Xu h­íng ph¸t triÓn cña m¹ng ngµy nay lµ tÝch hîp c¶ hai kü thuËt chuyÓn m¹ch (kªnh vµ gãi) trong mét m¹ng thèng nhÊt ( m¹ng dÞch vô tÝch hîp sè 3. Ph©n lo¹i theo kiÕn tróc m¹ng Ph©n lo¹i m¹ng theo topo vµ giao thøc sö dông C¸c m¹ng th­êng hay ®­îc nh¾c ®Õn: m¹ng SNA cña IBM, m¹ng ISO, m¹ng TCP/IP Bµi 2. KiÕn tróc ph©n tÇng vµ m« h×nh OSI I. KiÕn tróc ph©n tÇng 1. KiÕn tróc ph©n tÇng §Ó gi¶m ®é phøc t¹p cña viÖc thiÕt kÕ vµ cµi ®Æt m¹ng, hÇu hÕt c¸c m¸y tÝnh ®Òu ®­îc ph©n tÝch thiÕt kÕ theo quan ®iÓm ph©n tÇng. Mçi hÖ thèng thµnh phÇn cña m¹ng ®­îc xem nh­ mét cÊu tróc ®a tÇng, trong ®ã mçi tÇng ®­îc x©y dùng trªn tÇng tr­íc nã. Sè l­îng c¸c tÇng còng nh­ tªn vµ chøc n¨ng cña mçi tÇng tuú thuéc vµo nhµ thiÕt kÕ. Trong hÇu hÕt c¸c m¹ng, môc ®Ých cña mçi tÇng lµ ®Ó cung cÊp mét sè dÞch vô nhÊt ®Þnh cho tÇng cao h¬n ( mçi tÇng khi sö dông kh«ng cÇn quan t©m ®Õn c¸c thao t¸c chi tiÕt mµ c¸c dÞch vô ®ã ph¶i thùc hiÖn. TÇng N     TÇng i +1   TÇng i   TÇng i -1     TÇng 1   §­êng truyÒn vËt lý H×nh 7. Minh ho¹ kiÕn tróc ph©n tÇng tæng qu¸t Nguyªn t¾c cña kiÕn tróc m¹ng ph©n tÇng: Mçi hÖ thèng trong mét m¹ng ®Òu cã cÊu tróc tÇng nh­ nhau (sè l­îng tÇng, chøc n¨ng cña mçi tÇng) D÷ liÖu kh«ng ®­îc truyÒn trùc tiÕp tõ tÇng i cña hÖ thèng nµy sang tÇng thø i cña hÖ thèng kia (ngo¹i trõ ®èi víi tÇng thÊp nhÊt). Bªn göi d÷ liÖu cïng víi c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn chuyÓn ®Õn tÇng ngay d­íi nã vµ cø thÕ cho ®Õn tÇng thÊp nhÊt. Bªn d­íi tÇng nµy lµ ®­êng truyÒn vËt lý, ë ®Êy sù truyÒn tin míi thùc sù diÔn ra. §èi víi bªn nhËn th× c¸c th«ng tin ®­îc chuyÓn tõ tÇng d­íi lªn trªn cho tíi tÇng i cña hÖ thèng nhËn Gi÷a hai hÖ thèng kÕt nèi chØ ë tÇng thÊp nhÊt míi cã liªn kÕt vËt lý cßn ë tÇng cao h¬n chØ lµ liªn kÕt logic hay liªn kÕt ¶o 2. C¸c vÊn ®Ò cÇn ph¶i gi¶i quyÕt khi thiÕt kÕ c¸c tÇng C¬ chÕ nèi, t¸ch: mçi mét tÇng cÇn cã mét c¬ chÕ ®Ó thiÕt lËp kÕt nèi (tøc lµ ph¶i cã mét c¬ chÕ ®Ó ®¸nh ®Þa chØ tÊt c¶ c¸c m¸y trong m¹ng), vµ cã mét c¬ chÕ ®Ó kÕt thóc kÕt nèi khi mµ sù kÕt nèi lµ kh«ng cÇn thiÕt n÷a C¸c quy t¾c truyÒn d÷ liÖu: Trong c¸c hÖ thèng kh¸c nhau d÷ liÖu cã thÓ truyÒn theo mét sè c¸ch kh¸c nhau: + TruyÒn mét h­íng + TruyÒn theo c¶ hai h­íng kh«ng ®ång thêi + TruyÒn hai h­íng ®ång thêi KiÓm so¸t lçi: §­êng truyÒn vËt lý nãi chung lµ kh«ng hoµn h¶o, cÇn ph¶i tho¶ thuËn dïng m· nµo ®Ó ph¸t hiÖn, kiÓm tra lçi vµ söa lçi. PhÝa nhËn ph¶i cã kh¶ n¨ng th«ng b¸o cho bªn göi biÕt c¸c gãi tin nµo ®· thu ®óng, gãi tin nµo ph¸t l¹i. §é dµi b¶n tin: Kh«ng ph¶i mäi qu¸ tr×nh ®Òu chÊp nhËn ®é dµi gãi tin lµ tuú ý, cÇn ph¶i cã c¬ chÕ ®Ó chia b¶n tin thµnh c¸c gãi tin ®ñ nhá Thø tù c¸c gãi tin: C¸c kªnh truyÒn cã thÓ gi÷ kh«ng ®óng thø tù c¸c gãi tin ( cã c¬ chÕ ®Ó bªn thu ghÐp ®óng thø tù ban ®Çu. Tèc ®é ph¸t vµ thu d÷ liÖu: Bªn ph¸t cã tèc ®é cao cã thÓ lµm “lôt” bªn thu cã tèc ®é thÊp. CÇn ph¶i cã c¬ chÕ ®Ó bªn thu b¸o cho bªn ph¸t biÕt t×nh tr¹ng ®ã. II. Mét sè kh¸i niÖm c¬ b¶n 1. TÇng (layer) Mäi qu¸ tr×nh trao ®æi th«ng tin gi÷a hai ®èi t­îng ®Òu thùc hiÖn qua nhiÒu b­íc, c¸c b­íc nµy ®éc lËp t­¬ng ®èi víi nhau. Th«ng tin ®­îc trao ®æi gi÷a hai ®èi t­îng A, B qua 3 b­íc: Ph¸t tin: Th«ng tin chuyÓn tõ tÇng cao ( tÇng thÊp NhËn tin: Th«ng tin chuyÓn tõ tÇng thÊp ( tÇng cao Qu¸ tr×nh trao ®æi th«ng tin trùc tiÕp qua ®­êng truyÒn vËt lý (thùc hiÖn ë tÇng cuèi cïng) 2. Giao diÖn, dÞch vô, ®¬n vÞ d÷ liÖu Mèi quan hÖ gi÷a hai tÇng kÒ nhau gäi lµ giao diÖn Mèi quan hÖ gi÷a hai tÇng ®ång møc cña hai hÖ thèng kh¸c nhau gäi lµ giao thøc Thùc thÓ (entity): lµ thµnh phÇn tÝch cùc trong mçi tÇng, nã cã thÓ lµ mét tiÕn tr×nh trong hÖ ®a xö lý hay lµ mét tr×nh con c¸c thùc thÓ trong cïng 1 tÇng ë c¸c hÖ thèng kh¸c nhau (gäi lµ thùc thÓ ngang hµng hay thùc thÓ ®ång møc) Mçi thùc thÓ cã thÓ truyÒn th«ng lªn tÇng trªn hoÆc tÇng d­íi nã th«ng qua mét giao diÖn (interface). Giao diÖn gåm mét hoÆc nhiÒu ®iÓm truy nhËp dÞch vô (Service Access Point - SAP). T¹i c¸c ®iÓm truy nhËp dÞch vô tÇng trªn chØ cã thÓ sö dông dÞch vô do tÇng d­íi cung cÊp. Thùc thÓ ®­îc chia lµm hai lo¹i: thùc thÓ cung cÊp dÞch vô vµ sö dông dÞch vô + Thùc thÓ cung cÊp dÞch vô (service provide): lµ c¸c thùc thÓ ë tÇng N cung cÊp dÞch vô cho tÇng N +1 + Thùc thÓ sö dông dÞch vô (service user): ®ã lµ c¸c thùc thÓ ë tÇng N sö dông dÞch vô do tÇng N - 1 cung cÊp §¬n vÞ d÷ liÖu sö dông giao thøc (Protocol Data Unit - PDU) §¬n vÞ d÷ liÖu dÞch vô (Service Data Unit - SDU) Th«ng tin ®iÒu khiÓn (Protocol Control Information - PCI) Mét ®¬n vÞ d÷ liÖu mµ 1 thùc thÓ ë tÇng N cña hÖ thèng A göi sang thùc thÓ ë tÇng N ë mét hÖ thèng B kh«ng b»ng ®­êng truyÒn trùc tiÕp mµ ph¶i truyÒn xuèng d­íi ®Ó truyÒn b»ng tÇng thÊp nhÊt th«ng qua ®­êng truyÒn vËt lý. + D÷ liÖu ë tÇng N-1 nhËn ®­îc do tÇng N truyÒn xuèng gäi lµ SDU. + PhÇn th«ng tin ®iÒu khiÓn cña mçi tÇng gäi lµ PCI. + ë tÇng N-1 phÇn th«ng tin ®iÒu khiÓn PCI thªm vµo ®Çu cña SDU t¹o thµnh PDU. NÕu SDU qu¸ dµi th× c¾t nhá thµnh nhiÒu ®o¹n, mçi ®o¹n bæ sung phÇn PCI, t¹o thµnh nhiÒu PDU. Bªn hÖ thèng nhËn tr×nh tù diÔn ra theo chiÒu ng­îc l¹i. Qua mçi tÇng PCI t­¬ng øng sÏ ®­îc ph©n tÝch vµ c¾t bá khái PDU tr­íc khi göi lªn tÇng trªn. III. M« h×nh OSI 1. Giíi thiÖu Khi thiÕt kÕ c¸c nhµ thiÕt kÕ tù do lùa chän kiÕn tróc m¹ng riªng cña m×nh. Tõ ®ã dÉn ®Õn t×nh tr¹ng kh«ng t­¬ng thÝch gi÷a c¸c m¹ng: ph­¬ng ph¸p truy nhËp ®­êng truyÒn kh¸c nhau, sö dông hä giao thøc kh¸c nhau,... Sù kh«ng t­¬ng thÝch ®ã lµm cho ng­êi sö dông c¸c m¹ng kh¸c nhau kh«ng thÓ trao ®æi th«ng tin víi nhau ®­îc. Sù thóc b¸ch cña kh¸ch hµng khiÕn cho c¸c nhµ s¶n xuÊt vµ nh÷ng nhµ nghiªn cøu, th«ng qua tæ chøc chuÈn ho¸ quèc tÕ vµ quèc gia ®Ó t×m ra mét gi¶i ph¸p chung dÉn ®Õn sù héi tô cña c¸c s¶n phÈm m¹ng. Trªn c¬ së ®ã nh÷ng nhµ thiÕt kÕ vµ c¸c nghiªn cøu lÊy ®ã lµm khung chuÈn cho s¶n phÈm cña m×nh. 1977 Tæ chøc tiªu chuÈn ho¸ quèc tÕ (International Organization for Standardization - ISO) ®­a ra mét tiªu chuÈn vÒ m¹ng. 1984 ISO ®­a ra m« h×nh 7 tÇng gäi lµ m« h×nh tham chiÕu cho viÖc nèi kÕt c¸c hÖ thèng më (Reference Model for Open Systems Interconnection - OSI Reference Model) gäi t¾t lµ m« h×nh OSI. M« h×nh nµy ®­îc dïng lµm c¬ së ®Ó nèi kÕt c¸c hÖ thèng më phôc vô cho c¸c øng dông ph©n t¸n ( Mäi hÖ thèng tu©n theo m« h×nh tham chiÕu OSI ®Òu cã thÓ truyÒn th«ng tin víi nhau. HÖ thèng A HÖ thèng B 7  APPLICATION   6  PRESENTATION   5  SEsSION   4  TRANSPORT   3  NETWORK   2  DATA LINK   1  PHYSICAL   øng dông  7   Tr×nh diÔn  6   Phiªn  5   Giao vËn  4   M¹ng  3   Liªn kÕt d÷ liÖu  2   VËt lý  1   2. Chøc n¨ng c¸c tÇng trong m« h×nh OSI a. TÇng vËt lý (physical) TÇng vËt lý liªn quan ®Õn truyÒn dßng c¸c bit gi÷a c¸c m¸y víi nhau b»ng ®­êng truyÒn vËt lý. TÇng nµy liªn kÕt c¸c giao diÖn hµm c¬, quang vµ ®iÖn víi c¸p. Ngoµi ra nã còng chuyÓn t¶i nh÷ng tÝn hiÖu truyÒn d÷ liÖu do c¸c tÇng ë trªn t¹o ra. ViÖc thiÕt kÕ ph¶i b¶o ®¶m nÕu bªn ph¸t göi bÝt 1 th× bªn thu còng ph¶i nhËn bÝt 1 chø kh«ng ph¶i bÝt 0 TÇng nµy ph¶i quy ®Þnh râ møc ®iÖn ¸p biÓu diÔn d÷ liÖu 1 vµ 0 lµ bao nhiªu von trong vßng bao nhiªu gi©y ChiÒu truyÒn tin lµ 1 hay 2 chiÒu, c¸ch thøc kÕt nèi vµ huû bá kÕt nèi §Þnh nghÜa c¸ch kÕt nèi c¸p víi card m¹ng: bé nèi cã bao nhiªu ch©n, chøc n¨ng cña mçi ch©n Tãm l¹i: ThiÕt kÕ tÇng vËt lý ph¶i gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò ghÐp nèi c¬, ®iÖn, t¹o ra c¸c hµm, thñ tôc ®Ó truy nhËp ®­êng truyÒn, ®­êng truyÒn c¸c bÝt. b. TÇng liªn kÕt d÷ liÖu (data link) Cung cÊp ph­¬ng tiÖn ®Ó truyÒn th«ng tin qua liªn kÕt vËt lý ®¶m b¶o tin cËy: göi c¸c khèi d÷ liÖu víi c¬ chÕ ®ång bé ho¸, kiÓm so¸t lçi vµ kiÓm so¸t luång d÷ liÖu cÇn thiÕt C¸c b­íc tÇng liªn kÕt d÷ liÖu thùc hiÖn: + Chia nhá thµnh c¸c khèi d÷ liÖu frame (vµi tr¨m bytes), ghi thªm vµo ®Çu vµ cuèi cña c¸c frame nh÷ng nhãm bÝt ®Æc biÖt ®Ó lµm ranh giíi gi÷a c¸c frame + Trªn c¸c ®­êng truyÒn vËt lý lu«n cã lçi nªn tÇng nµy ph¶i gi¶i quyÕt vÊn ®Ò söa lçi (do b¶n tin bÞ háng, mÊt vµ truyÒn l¹i) + Gi÷ cho sù ®ång bé tèc ®é gi÷a bªn ph¸t vµ bªn thu Tãm l¹i: tÇng liªn kÕt d÷ liÖu chÞu tr¸ch nhiÖm chuyÓn khung d÷ liÖu kh«ng lçi tõ m¸y tÝnh nµy sang m¸y tÝnh kh¸c th«ng qua tÇng vËt lý. TÇng nµy cho phÐp tÇng m¹ng truyÒn d÷ liÖu gÇn nh­ kh«ng ph¹m lçi qua liªn kÕt m¹ng c. TÇng m¹ng (Network) LËp ®Þa chØ c¸c th«ng ®iÖp, diÔn dÞch ®Þa chØ vµ tªn logic thµnh ®Þa chØ vËt lý KiÓm so¸t vµ ®iÒu khiÓn ®­êng truyÒn:§Þnh râ c¸c bã tin ®­îc truyÒn ®i theo con ®­êng nµo tõ nguån tíi ®Ých. C¸c con ®­êng ®ã cã thÓ lµ cè ®Þnh ®èi víi nh÷ng m¹ng Ýt thay ®æi, còng cã thÓ lµ ®éng nghÜa lµ c¸c con ®­êng chØ ®­îc x¸c ®Þnh tr­íc khi b¾t ®Çu cuéc nãi chuyÖn. C¸c con ®­êng ®ã cã thÓ thay ®æi tuú theo tr¹ng th¸i t¶i tøc thêi. Qu¶n lý l­u l­îng trªn m¹ng: chuyÓn ®æi gãi, ®Þnh tuyÕn, kiÓm so¸t sù t¾c nghÏn d÷ liÖu (nÕu cã nhiÒu gãi tin cïng ®­îc göi ®i trªn ®­êng truyÒn th× cã thÓ x¶y ra t¾c nghÏn ) KiÓm so¸t luång d÷ liÖu vµ c¾t hîp d÷ liÖu (nÕu cÇn) Chó ý: Trong m¹ng ph©n t¸n nhiÖm vô cña tÇng rÊt ®¬n gi¶n thËm chÝ cã thÓ kh«ng tån t¹i d. TÇng giao vËn (Transport) Thùc hiÖn viÖc truyÒn d÷ liÖu gi÷a hai ®Çu nót (end - to - end) Thùc hiÖn kiÓm so¸t lçi, kiÓm so¸t luång d÷ liÖu tõ m¸y ( m¸y. §¶m b¶o gãi tin truyÒn kh«ng ph¹m lçi, theo ®óng tr×nh tõ, kh«ng bÞ mÊt m¸t hay sao chÐp. Thùc hiÖn viÖc ghÐp kªnh, ph©n kªnh c¾t hîp d÷ liÖu (nÕu cÇn). §ãng gãi th«ng ®iÖp, chia th«ng ®iÖp dµi thµnh nhiÒu gãi tin vµ gép c¸c gãi nhá thµnh mét bé TÇng nµy t¹o ra mét kÕt nèi cho mçi yªu cÇu cña tÇng trªn nã. Khi cã nhiÒu yªu cÇu tõ tÇng trªn víi th«ng l­îng cao th× nã cã thÓ t¹o ra nhiÒu kÕt nèi vµ cïng mét lóc cã thÓ göi ®i nhiÒu bã tin trªn ®­êng truyÒn e. TÇng phiªn (Session) Cung cÊp ph­¬ng tiÖn truyÒn th«ng gi÷a c¸c øng dông: cho phÐp ng­êi sö dông trªn c¸c m¸y kh¸c nhau cã thÓ thiÕt lËp, duy tr×, huû bá vµ ®ång bé ho¸ c¸c phiªn truyÒn th«ng gi÷a hä víi nhau. NhiÖm vô chÝnh: + Qu¶n lý thÎ bµi ®èi víi nh÷ng nghi thøc: hai bªn kÕt nèi ®Ó truyÒn th«ng tin kh«ng ®ång thêi thùc hiÖn mét sè thao t¸c. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy tÇng phiªn cung cÊp 1 thÎ bµi, thÎ bµi cã thÓ ®­îc trao ®æi vµ chØ bªn nµo gi÷ thÎ bµi míi cã thÓ thùc hiÖn mét sè thao t¸c quan träng + VÊn ®Ò ®ång bé: khi cÇn truyÒn ®i nh÷ng tËp tin dµi tÇng nµy chÌn thªm c¸c ®iÓm kiÓm tra (check point) vµo luång d÷ liÖu. NÕu ph¸t hiÖn thÊy lçi th× chØ cã d÷ liÖu sau ®iÓm kiÓm tra cuèi cïng míi ph¶i truyÒn l¹i f. TÇng tr×nh diÔn (Presentation) QuyÕt ®Þnh d¹ng thøc trao ®æi d÷ liÖu gi÷a c¸c m¸y tÝnh m¹ng. Ng­êi ta cã thÓ gäi ®©y lµ bé dÞch m¹ng. ë bªn göi, tÇng nµy chuyÓn ®æi có ph¸p d÷ liÖu tõ d¹ng thøc do tÇng øng dông göi xuèng sang d¹ng thøc trung gian mµ øng dông nµo còng cã thÓ nhËn biÕt. ë bªn nhËn, tÇng nµy chuyÓn c¸c d¹ng thøc trung gian thµnh d¹ng thøc thÝch hîp cho tÇng øng dông cña m¸y nhËn. TÇng tr×nh diÔn chÞu tr¸ch nhiÖm chuyÓn ®æi giao thøc, biªn dÞch d÷ liÖu, m· ho¸ d÷ liÖu, thay ®æi hay chuyÓn ®æi ký tù vµ më réng lÖnh ®å ho¹. NÐn d÷ liÖu nh»m lµm gi¶m bít sè bÝt cÇn truyÒn ë tÇng nµy cã bé ®æi h­íng ho¹t ®«ng ®Ó ®æi h­íng c¸c ho¹t ®éng nhËp/xuÊt ®Ó göi ®Õn c¸c tµi nguyªn trªn mÊy phôc vô g. TÇng øng dông (Application) Cung cÊp c¸c ph­¬ng tiÖn ®Ó ng­êi sö dông cã thÓ truy nhËp ®­îc vµo m«i tr­êng OSI, ®ång thêi cung cÊp c¸c dÞch vô th«ng tin ph©n t¸n. TÇng nµy ®ãng vai trß nh­ cöa sæ dµnh cho ho¹t ®éng xö lý c¸c tr×nh øng dông nh»m truy nhËp c¸c dÞch vô m¹ng. Nã biÓu diÔn nh÷ng dÞch vô hç trî trùc tiÕp c¸c øng dông ng­êi dïng, ch¼ng h¹n nh­ phÇn mÒm chuyÓn tin, truy nhËp c¬ së d÷ liÖu vµ email. Xö lý truy nhËp m¹ng chung, kiÓm so¸t lçi vµ phôc håi lçi. 3. DÞch vô vµ hµm DÞch vô lµ mét d·y, mét tËp c¸c thao t¸c s¬ cÊp hay lµ c¸c hµm nguyªn thñy mµ mét tÇng cung cÊp cho tÇng trªn nã. DÞch vô liªn quan ®Õn 2 tÇng kÒ nhau a. DÞch vô ®Þnh h­íng liªn kÕt vµ dÞch vô kh«ng liªn kÕt ë mçi tÇng trong m« h×nh OSI cã hai lo¹i dÞch vô: dÞch vô ®Þnh h­íng liªn kÕt (connection - oriented service) vµ dÞch vô kh«ng ®Þnh h­íng liªn kÕt (connectionless service) DÞch vô ®Þnh h­íng liªn kÕt: lµ dÞch vô theo m« h×nh ®iÖn tho¹i, tr­íc khi truyÒn d÷ liÖu cÇn thiÕt lËp mét liªn kÕt logic gi÷a c¸c thùc thÓ ®ång møc DÞch vô kh«ng liªn kÕt: kh«ng cÇn ph¶i thiÕt lËp liªn kÕt logic vµ mét ®¬n vÞ d÷ liÖu ®­îc truyÒn lµ ®éc lËp víi c¸c ®¬n vÞ d÷ liÖu tr­íc hoÆc sau nã. Lo¹i dÞch vô nµy theo m« h×nh b­u ®iÖn: mçi b¶n tin hay mçi bøc th­ cÇn cã mét ®Þa chØ cô thÓ bªn nhËn Trong ph­¬ng ph¸p liªn kÕt qu¸ tr×nh truyÒn th«ng gåm cã 3 giai ®o¹n: ThiÕt lËp liªn kÕt (logic): hai thùc thÓ ®ång møc ë hai hÖ thèng sÏ th­¬ng l­îng víi nhau vÒ tËp c¸c tham sè sÏ sö dông trong giai ®o¹n truyÒn sau (thÓ hiÖn b»ng hµm connect) TruyÒn d÷ liÖu: d÷ liÖu ®­îc truyÒn víi c¸c c¬ chÕ kiÓm so¸t vµ qu¶n lý kÌm theo (kiÓm so¸t lçi, kiÓm so¸t luång d÷ liÖu, c¾t/hîp d÷ liÖu,...) ®Ó t¨ng ®é tin cËy vµ hiÖu qu¶ cña viÖc truyÒn d÷ liÖu (hµm DATA). Huû bá liªn kÕt (logic): gi¶i phãng c¸c tµi nguyªn hÖ thèng ®· ®­îc cÊp ph¸t cho liªn kÕt ®Ó dïng cho c¸c liªn kÕt kh¸c (hµm DISCONNECT) Trong mçi lo¹i dÞch vô ®­îc ®Æc tr­ng b»ng chÊt l­îng dÞch vô. Cã dÞch vô ®ßi hái bªn nhËn tin göi th«ng b¸o x¸c nhËn khi ®ã ®é tin cËy ®­îc b¶o ®¶m Cã nh÷ng øng dông kh«ng chÊp nhËn sù chËm trÔ do ph¶i x¸c nhËn sù truyÒn tin (VD hÖ thèng truyÒn tin). Nh­ng cã nhiÒu øng dông nh­ th­ tÝn ®iÖn tö ng­êi göi chØ cÇn cã mét dÞch vô víi ®é tin cËy cao, chÊp nhËn sù chËm trÔ b. C¸c hµm nguyªn thuû cña dÞch vô Mét dÞch vô gåm 1 sè thao t¸c s¬ cÊp hay c¸c hµm nguyªn thuû. Mét thùc thÓ cung cÊp dÞch vô cho mét thùc thÓ ë tÇng trªn nã th«ng qua viÖc gäi c¸c hµm nguyªn thuû. C¸c hµm nguyªn thuû chØ râ chøc n¨ng cÇn ph¶i thùc hiÖn vµ dïng ®Ó chuyÓn d÷ liÖu vµo th«ng tin ®iÒu khiÓn. Cã 4 hµm nguyªn thuû ®­îc dïng ®Ó x¸c ®Þnh t­¬ng t¸c gi÷a c¸c tÇng kÒ nhau Request (yªu cÇu): ng­êi sö dông dÞch vô dïng ®Ó gäi chøc n¨ng hoÆc yªu cÇu thùc thÓ kh¸c thùc hiÖn mét c«ng viÖc nµo ®ã. Indication (chØ b¸o): ng­êi cung cÊp dÞch vô dung ®Ó gäi mét chøc n¨ng nµo ®ã, chØ b¸o mét chøc n¨ng ®· ®­îc gäi ë mét ®iÓm truy nhËp dÞch vô Response (tr¶ lêi): ng­êi sö dông dÞch vô dïng ®Ó hoµn tÊt mét chøc n¨ng ®· ®­îc gäi tõ tr­íc bëi mét hµm nguyªn thuû Indication ë ®iÓm truy nhËp dÞch vô ®ã Confirm (x¸c nhËn): ng­êi cung cÊp dÞch vô dïng ®Ó hoµn tÊt mét chøc n¨ng ®· ®­îc gäi tõ tr­íc bëi mét hµm nguyªn thuû Response t¹i ®iÓm truy nhËp dÞch vô
Quy tr×nh thùc hiÖn mét giao t¸c gi÷a hai hÖ thèng A vµ B : TÇng N+1 cña A göi xuèng tÇng N kÒ d­íi nã mét hµm Request TÇng N cña A cÊu t¹o mét ®¬n vÞ d÷ liÖu ®Ó göi yªu cÇu ®ã sang tÇng N cña B theo giao thøc tÇng N ®· x¸c ®Þnh NhËn ®­îc yªu cÇu, tÇng N cña B chØ b¸o lªn tÇng N+1 kÒ trªn nã b»ng hµm Indication TÇng N cña B tr¶ lêi b»ng hµm Response göi xuèng tÇng N kÒ d­íi nã TÇng N cña B cÊu t¹o mét ®¬n vÞ d÷ liÖu ®Ó göi tr¶ lêi ®ã vÒ tÇng N cña A theo giao thøc tÇng N ®· x¸c ®Þnh NhËn ®­îc tr¶ lêi, tÇng N cña A x¸c nhËn víi tÇng N+1 kÒ trªn nã b»ng hµm Confirm, kÕt thóc mét giao t¸c gi÷a hai hÖ thèng. C¸c thao t¸c s¬ cÊp nãi chung lµ cã tham sè (VD Connect.Request). C¸c tham sè gåm: §Þa chØ m¸y gäi §Þa chØ m¸y nhËn Lo¹i dÞch vô KÝch th­íc cùc ®¹i cña b¶n tin NÕu thùc thÓ bÞ gäi kh«ng chÊp nhËn kÝch th­íc cùc ®¹i mµ b¶n tin ®­a ra nã cã thÓ yªu cÇu kÝch th­íc míi trong thao t¸c cña hµm Response. C¸c chi tiÕt cña qu¸ tr×nh tho¶ thuËn lµ mét phÇn cña nghi thøc. C¸c dÞch vô cã thÓ x¸c nhËn hoÆc kh«ng x¸c nh©n. C¸c dÞch vô x¸c nhËn cã thÓ cã c¸c hµm nguyªn thuû: Request, Indication, Response, Confirm DÞch vô kh«ng x¸c nhËn cã hai hµm nguyªn thuû: Resquest, Indication Trong thùc tÕ lo¹i dÞch vô connect lu«n lu«n lµ cã x¸c nhËn, cßn c¸c lo¹i dÞch vô DATA lµ kh«ng x¸c nhËn hoÆc cã x¸c nhËn STT  Hµm nguyªn thuû  ý nghÜa    CONNECT.Request  Yªu cÇu thiÕt lËp liªn kÕt    CONNECT.Indication  B¸o cho thùc thÓ bÞ gäi    CONNECT.Response  §ång ý hay kh«ng ®ång ý    CONNECT.Confirm  X¸c nhËn víi bªn gäi viÖc kÕt nèi cã ®­îc chÊp nhËn hay kh«ng    DATA.Request  Bªn gäi yªu cÇu truyÒn d÷ liÖu    DATA.Indication  B¸o cho bªn nhËn biÕt lµ d÷ liÖu ®· ®Õn    DISCONNECT.Request  Yªu cÇu huû bá liªn kÕt    DISCONNECT.Indication  B¸o cho bªn nhËn   VÝ dô: CONNECT.Request B¹n quay sè ®iÖn tho¹i cña c« Lan CONNECT.Indication Chu«ng reo CONNECT.Response C« Lan nhÊc m¸y CONNECT.Confirm Chu«ng ngõng reo DATA.Request B¹n nãi chuyÖn víi c« Lan DATA.Indication C« Lan nghe thÊy b¹n nãi DISCONNECT.Request C« tr¶ lêi b¹n DISCONNECT.Indication B¹n nghe thÊy c©u tr¶ lêi DISCONNECT.Request B¹n cóp m¸y DISCONNECT.Indication C« Lan nghe thÊy b¹n cóp m¸y. Ch­¬ng 2. M¹ng côc bé – m¹ng lan Bµi 1. Giíi thiÖu chung I. Më ®Çu Do nhu cÇu thùc tÕ cña c¸c c¬ quan, tr­êng häc, doanh nghiÖp, tæ chøc cÇn kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh ®¬n lÎ thµnh mét m¹ng néi bé ®Ó t¹o kh¶ n¨ng trao ®æi th«ng tin, sö dông chung tµi nguyªn (phÇn cøng, phÇn mÒm). VÝ dô trong mét v¨n phßng cã mét m¸y in, ®Ó tÊt c¶ mäi ng­êi cã thÓ sö dông chung m¸y in ®ã th× gi¶i ph¸p nèi m¹ng cã thÓ kh¾c phôc ®­îc h¹n chÕ nµy. Môc ®Ých cña viÖc sö dông m¹ng ngµy nay cã nhiÒu thay ®æi so víi tr­íc kia. MÆc dï m¹ng m¸y tÝnh ph¸t sinh tõ nhu cÇu chia sÎ vµ dïng chung tµi nguyªn, nh­ng môc ®Ých chñ yÕu vÉn lµ sö dông chung tµi nguyªn phÇn cøng. Ngµy nay môc ®Ých chÝnh cña m¹ng lµ trao ®æi th«ng tin vµ CSDL dïng chung ( c«ng nghÖ m¹ng côc bé ph¸t triÓn v« cïng nhanh chãng Ph©n biÖt m¹ng LAN víi c¸c lo¹i m¹ng kh¸c + §Æc tr­ng ®Þa lý: cµi ®Æt trong ph¹m vi nhá (toµ nhµ, mét c¨n cø qu©n sù,..) cã ®­êng kÝnh tõ vµi chôc mÐt ®Õn vµi chôc km ( cã ý nghÜa t­¬ng ®èi + §Æc tr­ng vÒ tèc ®é truyÒn: cao h¬n m¹ng diÖn réng, kho¶ng 100 Mb/s + §Æc tr­ng ®é tin cËy: tû suÊt lçi thÊp h¬n + §Æc tr­ng qu¶n lý: th­êng lµ së h÷u riªng cña mét tæ chøc ( viÖc qu¶n lý khai th¸c tËp trung, thèng nhÊt KÕt luËn: Sù ph©n biÖt gi÷a c¸c m¹ng chØ lµ t­¬ng ®èi II. HÖ ®iÒu hµnh m¹ng M¹ng m¸y tÝnh ®­îc chia lµm hai lo¹i: m¹ng b×nh ®¼ng (peer to peer), m¹ng cã file server, m« h×nh client/server. Sù ph©n biÖt gi÷a c¸c lo¹i m¹ng nãi trªn lµ rÊt quan träng, mçi lo¹i cã nh÷ng kh¶ n¨ng kh¸c nhau. Phô thuéc vµo c¸c yªu tè: qui m« cña tæ chøc (c«ng ty, v¨n phßng,...), møc ®é b¶o mËt cÇn cã, lo¹i h×nh c«ng viÖc, møc ®é hç trî cã s½n trong c«ng t¸c qu¶n trÞ. Nhu cÇu cña ng­êi sö dông m¹ng, ng©n s¸ch m¹ng 1. M¹ng b×nh ®¼ng: Mäi m¸y trªn m¹ng cã vai trß nh­ nhau, tµi nguyªn dïng chung ®Ó chia sÎ theo quy ®Þnh cña ng­êi qu¶n trÞ tõng m¸y mét. Kh«ng cã m¸y nµo ®­îc chØ ®Þnh chÞu tr¸ch nhiÖm qu¶n trÞ m¹ng, cã hai møc chia sÎ : read only vµ read write (full computer) PhÇn mÒm ®iÒu hµnh m¹ng kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cã kh¶ n¨ng thi hµnh vµ tÝnh b¶o mËt t­¬ng xøng víi phÇn mÒm ®iÒu hµnh ®­îc thiÕt kÕ cho m¸y phôc vô chuyªn dông. VÝ dô: Microsoft Windows NT Workstation, Microsoft Windows for Workgroups, Microsoft Windows 3.1, Microsoft Windows 95,... ¦u ®iÓm: ®¬n gi¶n, kh«ng ®ßi hái gi¸ trÞ chung, thÝch hîp cho v¨n phßng nhá Nh­îc ®iÓm: kh«ng thÝch hîp cho m¹ng lín, nhiÒu ng­êi dïng 2. M¹ng cã file server M« h×nh theo ®ã trªn m¹ng cã Ýt nhÊt 1 m¸y cã vai trß ®Æc biÖt: qu¶n lý tµi nguyªn dïng chung cña toµn bé m¹ng theo chÕ ®é chia xÎ ®­îc quyÕt ®Þnh bëi ng­êi qu¶n trÞ m¸y Cã 4 møc chia xÎ: + read only + Exec only + read write + right control QuyÒn truy nhËp: + tªn ng­êi dïng vµ mËt khÈu + vÞ trÝ truy nhËp vµ thêi gian truy nhËp ¦u ®iÓm: + Tæ chøc qu¶n trÞ tËp trung ( an toµn, an ninh + T¨ng hiÖu suÊt ng­êi sö dông, tiÕt kiÖm Nh­îc ®iÓm: File server chØ lµm nhiÖm vô l­u tr÷ vµ qu¶n lý d÷ liÖu phÇn mÒm. ViÖc tÝnh to¸n vµ xö lý d÷ liÖu t¹i c¸c m¸y kh¸c gäi lµ c¸c m¸y tr¹m lµm viÖc (workstation). Khi mét ng­êi cã nhu cÇu thùc hiÖn mét ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n xö lý d÷ liÖu, toµn bé ch­¬ng tr×nh vµ d÷ liÖu sÏ ®­îc t¶i tõ file server vÒ tr¹m lµm viÖc (bé nhí), kÕt thóc qu¸ tr×nh xö lý d÷ liÖu toµn bé d÷ liÖu l¹i ®­îc cËp nhËt vÒ file server. V× vËy vÊn ®Ò chuyÓn phøc t¹p khi cã ng­êi sö dông yªu cÇu thùc hiÖn tÝnh to¸n xö lý d÷ liÖu: dung l­îng th«ng tin trªn ®­êng truyÒn cao mét c¸ch ®ét ngét. + CÇn gi¶i quyÕt vÊn ®Ò tranh chÊp quyÒn truy nhËp vµ cËp nhËt d÷ liÖu. 3. M« h×nh client/server Lµ m« h×nh m¹ng cã m¸y phôc vô, tuy nhiªn m¸y phôc vô kh«ng chØ dõng l¹i ë møc phôc vô mµ thùc hiÖn lu«n nhiÖm vô tÝnh to¸n vµ xö lý d÷ liÖu. C¸c m¸y tr¹m lµm viÖc ®­îc gi¶m nhÑ viÖc tÝnh to¸n d÷ liÖu do vËy gäi lµ c¸c m¸y client. ¦u ®iÓm: + T¨ng hiÖu suÊt ho¹t ®éng + Kh¾c phôc ®­îc nh÷ng khã kh¨n do kh«ng ®ång nhÊt víi cÊu tróc vËt lý Bµi 2. Kü thuËt m¹ng côc bé I. Topology VÒ nguyªn t¾c mäi topology cña m¹ng m¸y tÝnh nãi chung ®Òu cã thÓ dïng cho m¹ng côc bé. Song do ®Æc thï cña m¹ng côc bé nªn chØ cã 3 topology th­êng ®­îc sö dông: h×nh sao (star), h×nh vßng (ring), tuyÕn tÝnh (bus) 1. H×nh sao (star) TÊt c¶ c¸c tr¹m ®­îc nèi vµo mét thiÕt bÞ trung t©m cã nhiÖm vô nhËn tÝn hiÖu tõ c¸c tr¹m vµ chuyÓn ®Õn tr¹m ®Ých cña tÝn hiÖu. ThiÕt bÞ trung t©m cã thÓ lµ Hub, Switch, router Vai trß cña thiÕt bÞ trung t©m lµ thùc hiÖn viÖc “b¾t tay” gi÷a c¸c tr¹m cÇn trao ®æi th«ng tin víi nhau, thiÕt lËp c¸c liªn kÕt ®iÓm - ®iÓm gi÷a chóng.
2. H×nh vßng (ring) TÝn hiÖu ®­îc l­u chuyÓn theo mét chiÒu duy nhÊt Mçi tr¹m lµm viÖc ®­îc nèi víi vßng qua mét bé chuyÓn tiÕp (repeater), cã nhiÖm vô nhËn tÝn hiÖu råi chuyÓn ®Õn tr¹m kÕ tiÕp trªn vßng §Ó t¨ng ®é tin cËy cña m¹ng, ph¶i l¾p vßng dù phßng, khi ®­êng truyÒn trªn vßng chÝnh bÞ sù cè th× vßng phô ®­îc sö dông víi chiÒu ®i cña tÝn hiÖu ng­îc víi chiÒu ®i cña m¹ng chÝnh.
3. D¹ng tuyÕn tÝnh (Bus) TÊt c¶ c¸c tr¹m ®Òu dïng chung mét ®­êng truyÒn chÝnh (Bus) ®­îc giíi h¹n bëi hai ®Çu nèi (terminator). Mçi tr¹m ®­îc nèi vµo Bus qua mét ®Çu nèi ch÷ T (T-connector). Khi mét tr¹m truyÒn d÷ liÖu th× tÝn hiÖu ®­îc qu¶ng b¸ trªn 2 chiÒu cña Bus (tÊt c¶ c¸c tr¹m kh¸c ®Òu cã thÓ nhËn tÝn hiÖu)
* So s¸nh gi÷a c¸c c¸ch kÕt nèi vµ ­u nh­îc ®iÓm cña chóng: Kh¸c nhau: kiÓu h×nh sao lµ kÕt nèi ®iÓm - ®iÓm trùc tiÕp gi÷a hai m¸y tÝnh th«ng qua mét thiÕt bÞ trung t©m. KiÓu vßng th× tÝn hiÖu l­u chuyÓn trªn vßng lµ mét chuçi c¸c kÕt nèi ®iÓm - ®iÓm. KiÓu tuyÕn tÝnh th× d÷ liÖu truyÒn dùa trªn ®iÓm - nhiÒu ®iÓm hoÆc qu¶ng b¸. ¦u ®iÓm: C¶ ba c¸ch kÕt nèi ®Òu ®¬n gi¶n, dÔ l¾p ®Æt, dÔ thay ®æi cÊu h×nh H×nh sao: ¦u ®iÓm: DÔ kiÓm so¸t. Do sö dông liªn kÕt ®iÓm - ®iÓm nªn tËn dông ®­îc tèi ®a tèc ®é cña ®­êng truyÒn vËt lý Nh­îc ®iÓm: §é dµi ®­êng truyÒn nèi mét tr¹m víi thiÕt bÞ trung t©m bÞ h¹n chÕ D¹ng vßng: Nh­îc ®iÓm: NÕu x¶y ra sù cè trªn ®­êng truyÒn, tÊt c¶ c¸c m¸y trong m¹ng kh«ng thÓ giao tiÕp víi nhau. §ßi hái giao thøc truy nhËp ®­êng truyÒn kh¸ phøc t¹p (Tuy nhiªn toµn bé c«ng viÖc nµy ®­îc hÖ phÇn mÒm gi¶i quyÕt) D¹ng tuyÕn tÝnh: Nh­îc ®iÓm: nÕu x¶y ra sù cè trªn ®­êng truyÒn, toµn bé c¸c m¸y trong m¹ng kh«ng thÓ giao tiÕp víi nhau ®­îc n÷a. Giao thøc qu¶n lý truy nhËp ®­êng truyÒn phøc t¹p * KÕt luËn - Do ­u nh­îc ®iÓm cña tõng lo¹i mµ trong thùc tÕ ng­êi ta th­êng chän kiÓu kÕt nèi lai - lµ tæ hîp cña c¸c kiÓu kÕt nèi trªn. II. §­êng truyÒn vËt lý M¹ng côc bé th­êng sö dông 3 lo¹i ®­êng truyÒn vËt lý vµ c¸p ®«i xo¾n, c¸p ®ång trôc, vµ c¸p sîi quang. Ngoµi ra gÇn ®©y ng­êi ta còng ®· b¾t ®Çu sö dông nhiÒu c¸c m¹ng côc bé kh«ng d©y nhê radio hoÆc viba. C¸p ®ång trôc ®­êng sö dông nhiÒu trong c¸c m¹ng d¹ng tuyÕn tÝnh, ho¹t ®éng truyÒn dÉn theo d¶i c¬ së (baseband) hoÆc d¶i réng (broadband). Víi d¶i c¬ së, toµn bé kh¶ n¨ng cña ®­êng truyÒn ®­îc dµnh cho mét kªnh truyÒn th«ng duy nhÊt, trong khi ®ã víi d¶i réng th× hai hoÆc nhiÒu kªnh truyÒn th«ng cïng ph©n chia d¶i th«ng cña kªnh truyÒn HÇu hÕt c¸c m¹ng côc bé ®Òu sö dông ph­¬ng thøc d¶i réng. Víi ph­¬ng thøc nµy tÝn hiÖu cã thÓ truyÒn ®i d­íi c¶ hai d¹ng: t­¬ng tù (analog)vµ sè (digital) kh«ng cÇn ®iÒu chÕ. C¸p ®ång trôc cã hai lo¹i lµ c¸p gÇy (thin cable) vµ c¸p bÐo (thick cable). C¶ hai lo¹i c¸p nµy ®Òu cã tèc ®é lµm viÖc 10Mb/s nh­ng c¸p gÇy cã ®é suy hao tÝn hiÖu lín h¬n, cã ®é dµi c¸p tèi ®a cho phÐp gi÷a hai repeater nhá h¬n c¸p bÐo( C¸p gÇy th­êng dïng ®Ó nèi c¸c tr¹m trong cïng mét v¨n phßng, phßng thÝ nghiÖm, cßn c¸p bÐo dïng ®Ó nèi däc theo hµnh lang, lªn c¸c tÇng lÇu,.. Ph­¬ng thøc truyÒn th«ng theo d¶i réng cã thÓ dïng c¶ c¸p ®«i xo¾n, nh­ng c¸p ®«i xo¾n chØ thÝch hîp víi m¹ng nhá hiÖu n¨ng thÊp vµ chi phÝ ®Çu t­ Ýt. Ph­¬ng thøc truyÒn theo d¶i réng chia d¶i th«ng (tÇn sè) cña ®­êng truyÒn thµnh nhiÒu d¶i tÇn con (kªnh), mçi d¶i tÇn con ®ã cung cÊp mét kªnh truyÒn d÷ liÖu t¸ch biÖt nhê sö dông mét cÆp modem ®Æc biÖt. Ph­¬ng thøc nµy vèn lµ mét ph­¬ng tiÖn truyÒn mét chiÒu: c¸c tÝn hiÖu ®­a vµo ®­êng truyÒn chØ cã thÓ truyÒn ®i theo mét h­íng ( kh«ng cµi ®Æt ®­îc c¸c bé khuyÕch ®¹i ®Ó chuyÓn tÝn hiÖu cña mét tÇn sè theo c¶ hai chiÒu. V× thÕ x¶y ra t×nh tr¹ng chØ cã tr¹m n»m d­íi tr¹m truyÒn lµ cã thÓ nhËn ®­îc tÝn hiÖu. VËy lµm thÕ nµo ®Ó cã hai ®­êng dÉn d÷ liÖu trªn m¹ng. §iÓm gÆp nhau cña hai ®­êng dÉn ®ã gäi lµ ®iÓm ®Çu cuèi. VÝ dô, trong topo d¹ng bus th× ®iÓm ®Çu cuèi ®¬n gi¶n chÝnh lµ ®Çu mót cña bus (terminator), cßn víi topo d¹ng c©y (tree) th× chÝnh lµ gèc cña c©y (root). C¸c tr¹m khi truyÒn ®Òu truyÒn vÒ h­íng ®iÓm ®Çu cuèi (gäi lµ ®­êng dÉn vÒ), sau ®ã c¸c tÝn hiÖu nhËn ®­îc ë ®iÓm ®Çu cuèi sÏ truyÒn theo ®­êng dÉn thø hai xuÊt ph¸t tõ ®iÓm ®Çu cuèi (gäi lµ ®­êng dÉn ®i). TÊt c¶ c¸c tr¹m ®Òu nhËn d÷ liÖu trªn ®­êng dÉn ®i. §Ó cµi ®Æt ®­êng dÉn vÒ vµ ®i, cã thÓ sö dông cÊu h×nh vËt lý sau:
Trong cÊu h×nh c¸p ®«i (dual cable), c¸c ®­êng dÉn vÒ vµ ®i ch¹y trªn c¸c c¸p riªng biÖt vµ ®iÓm ®Çu cuèi ®¬n gi¶n chØ lµ mét ®Çu nèi thô ®éng cña chóng. Tr¹m göi vµ nhËn cïng mét tÇn sè Trong cÊu h×nh t¸ch (split), c¶ hai ®­êng dÉn ®Òu ë trªn cïng mét c¸p nh­ng tÇn sè kh¸c nhau: ®­êng dÉn vÒ cã tÇn sè thÊp vµ ®­êng dÉn ®i cã tÇn sè cao h¬n. §iÓm ®Çu cuèi lµ bé chuyÓn ®æi tÇn sè. Chó ý: viÖc lùa chän ®­êng truyÒn vµ thiÕt kÕ s¬ ®å ®i c¸p (trong tr­êng hîp h÷u tuyÕn) lµ mét trong nh÷ng c«ng viÖc quan träng nhÊt khi thiÕt kÕ vµ cµi ®Æt mét m¹ng m¸y tÝnh nãi chung vµ m¹ng côc bé nãi riªng. Gi¶i ph¸p lùa chän ph¸p ®¸p øng ®­îc nhu cÇu sö dông m¹ng thùc tÕ kh«ng chØ cho hiÖn t¹i mµ cho c¶ t­¬ng lai. VD: muèn truyÒn d÷ liÖu ®a ph­¬ng tiÖn th× kh«ng thÓ chän lo¹i c¸p chØ cho phÐp th«ng l­îng tèi ®a lµ vµi Mb/s , mµ ph¶i nghÜ ®Õn lo¹i c¸p cho phÐp th«ng l­îng trªn 100 Mb/s. ViÖc l¾p ®Æt hÖ thèng trong c¸p trong nhiÒu tr­êng hîp (toµ nhµ nhiÒu tÇng) lµ tèn rÊt nhiÒu c«ng cña ( ph¶i lùa chän cÈn thËn, kh«ng thÓ ®Ó x¶y ra tr­êng hîp sau 1 -2 n¨m gì bá, l¾p hÖ thèng míi. Bµi 3. C¸c ph­¬ng ph¸p truy nhËp ®­êng truyÒn vËt lý I. Giíi thiÖu §èi víi topo d¹ng h×nh sao, khi mét liªn kÕt ®­îc thiÕt lËp gi÷a hai tr¹m th× thiÕt bÞ trung t©m sÏ ®¶m b¶o ®­êng truyÒn ®­îc dµnh riªng trong suèt cuéc truyÒn. Tuy nhiªn ®èi víi topo d¹ng vßng vµ tuyÕn tÝnh th× chØ cã mét ®­êng truyÒn duy nhÊt nèi tÊt c¶ c¸c tr¹m víi nhau bëi vËy cÇn ph¶i cã mét quy t¾c chung cho tÊt c¶ c¸c tr¹m nèi vµo m¹ng ®Ó b¶o ®¶m r»ng ®­êng truyÒn ®­îc truy nhËp vµ sö dông mét c¸ch tèt ®Ñp Cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau ®Ó truy nhËp ®­êng truyÒn vËt lý, ®­îc ph©n lµm hai lo¹i: ph­¬ng ph¸p truy nhËp ngÉu nhiªn, vµ ph­¬ng ph¸p truy nhËp cã ®iÒu kiÖn. Trong ®ã cã 3 ph­¬ng ph¸p hay dïng nhÊt trong c¸c m¹ng côc bé hiÖn nay: ph­¬ng ph¸p AASMA/CD, Token Bus, Token Ring II. Ph­¬ng ph¸p CSMA/CD CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Ph­¬ng ph¸p ®a truy nhËp sö dông sãng mang cã ph¸t hiÖn xung ®ét Ph­¬ng ph¸p nµy sö dông cho topo d¹ng tuyÕn tÝnh, trong ®ã tÊt c¶ c¸c tr¹m cña m¹ng ®Òu ®­îc nèi trùc tiÕp vµo bus. Mäi tr¹m ®Òu cã thÓ truy nhËp vµo bus chung (®a truy nhËp) mét c¸ch ngÉu nhiªn vµ do vËy rÊt cã thÓ dÉn ®Õn xung ®ét (hai hoÆc nhiÒu tr¹m ®ång thêi truyÒn d÷ liÖu). D÷ liÖu ®­îc truyÒn trªn m¹ng theo mét khu«n d¹ng ®· ®Þnh s½n trong ®ã cã mét vïng th«ng tin ®iÒu khiÓn chøa ®Þa chØ tr¹m ®Ých Ph­¬ng ph¸p CSMA/CD lµ ph­¬ng ph¸p c¶i tiÕn tõ ph­¬ng ph¸p CSMA hay cßn gäi lµ LBT (Listen Before Talk - Nghe tr­íc khi nãi). T­ t­ëng cña nã: mét tr¹m cÇn truyÒn d÷ liÖu tr­íc hÕt ph¶i “nghe” xem ®­êng truyÒn ®ang rçi hay bËn. NÕu rçi th× truyÒn d÷ liÖu ®i theo khu«n d¹ng ®· quy ®Þnh tr­íc. Ng­îc lai, nÕu bËn (tøc lµ ®· cã d÷ liÖu kh¸c) th× tr¹m ph¶i thùc hiÖn mét trong 3 gi¶i thuËt sau (gäi lµ gi¶i thuËt “kiªn nhÉn”) + T¹m “rót lui” chê ®îi trong mét thêi gian ngÉu nhiªn nµo ®ã råi l¹i b¾t ®Çu nghe ®­êng truyÒn (Non persistent - kh«ng kiªn tr×) + TiÕp tôc “nghe” ®Õn khi ®­êng truyÒn rçi th× truyÒn d÷ liÖu ®i víi x¸c suÊt = 1 + TiÕp tôc “nghe” ®Õn khi ®­êng truyÒn rçi th× truyÒn ®i víi x¸c suÊt p x¸c ®Þnh tr­íc (0 < p <1) Víi gi¶i thuËt 1 cã hiÖu qu¶ trong viÖc tr¸nh xung ®ét v× hai tr¹m cÇn truyÒn khi thÊy ®­êng truyÒn bËn sÏ cïng “rót lui” chê ®îi trong c¸c thêi ®o¹n ngÉu nhiªn kh¸c.( Nh­îc ®iÓm cã thÓ cã thêi gian chÕt sau mçi cuéc truyÒn Gi¶i thuËt 2: kh¾c phôc nh­îc ®iÓm cã thêi gian chÕt b»ng c¸ch cho phÐp mét tr¹m cã thÓ truyÒn ngay sau khi mét cuéc truyÒn kÕt thóc. ( Nh­îc ®iÓm: NÕu lóc ®ã cã h¬n mét tr¹m ®ang ®îi th× kh¶ n¨ng x¶y ra xung ®ét lµ rÊt cao Gi¶i thuËt 3: Trung hoµ gi÷a hai gi¶i thuËt trªn. Víi gi¸ trÞ p lùa chän hîp lý cã thÓ tèi thiÓu ho¸ ®­îc c¶ kh¶ n¨ng xung ®ét lÉn thêi gian chÕt cña ®­êng truyÒn. X¶y ra xung ®ét lµ do ®é trÔ cña ®­êng truyÒn dÉn: mét tr¹m truyÒn d÷ liÖu ®i råi nh­ng do ®é trÔ ®­êng truyÒn nªn mét tr¹m kh¸c lóc ®ã ®ang nghe ®­êng truyÒn sÏ t­ëng lµ rçi vµ cø thÓ truyÒn d÷ liÖu ®i ( xung ®ét. Nguyªn nh©n x¶y ra xung ®ét cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ c¸c tr¹m chØ “nghe tr­íc khi nãi” mµ kh«ng “nghe trong khi nãi” do vËy trong thùc tÕ cã x¶y ra xung ®ét mµ kh«ng biÕt, vÉn cø tiÕp tôc truyÒn d÷ liÖu ®i ( g©y ra chiÕm dông ®­êng truyÒn mét c¸ch v« Ých §Ó cã thÓ ph¸t hiÖn xung ®ét, c¶i tiÕn thµnh ph­¬ng ph¸p CSMA/CD (LWT - Listen While Talk - nghe trong khi nãi) tøc lµ bæ xung thªm c¸c quy t¾c: Khi mét tr¹m ®ang truyÒn, nã vÉn tiÕp tôc nghe ®­êng truyÒn. NÕu ph¸t hiÖn thÊy xung ®ét th× nã ngõng ngay viÖc truyÒn nh­ng vÉn tiÕp tôc göi sãng mang thªm mét thêi gian n÷a ®Ó ®¶m b¶o r»ng tÊt c¶ c¸c tr¹m trªn m¹ng ®Òu cã thÓ nghe ®­îc sù kiÖn xung ®ét ®ã. Sau ®ã tr¹m chê ®îi mét thêi gian ngÉu nhiªn nµo ®ã råi thö truyÒn l¹i theo c¸c quy t¾c cña CSMA ( Râ rµng víi CSMA/CD thêi gian chiÕm dông ®­êng truyÒn v« Ých gi¶m xuèng b»ng thêi gian ®Ó ph¸t hiÖn xung ®ét. CSMA/CD còng sö dông mét trong 3 gi¶i thuËt “kiªn nhÉn” ë trªn, trong ®ã gi¶i thuËt 2 ®­îc ­a dïng h¬n c¶. III. Ph­¬ng ph¸p Token BUS (ph­¬ng ph¸p bus víi thÎ bµi) Ph­¬ng ph¸p truy nhËp cã ®iÓu khiÓn dïng kü thuËt “chuyÓn thÎ bµi” ®Ó cÊp ph¸t quyÒn truy nhËp ®­êng truyÒn. ThÎ bµi (Token) lµ mét ®¬n vÞ d÷ liÖu ®Æc biÖt, cã kÝch th­íc vµ cã chøa c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn trong c¸c khu«n d¹ng Nguyªn lý: §Ó cÊp ph¸t quyÒn truy nhËp ®­êng truyÒn cho c¸c tr¹m ®ang cã nhu cÇu truyÒn d÷ liÖu,mét thÎ bµi ®­îc l­u chuyÓn trªn mét vßng logic thiÕt lËp bëi c¸c tr¹m ®ã. Khi mét tr¹m nhËn ®­îc thÎ bµi th× nã cã quyÒn sö dông ®­êng truyÒn trong mét thêi gian ®Þnh tr­íc. Trong thêi gian ®ã nã cã thÓ truyÒn mét hoÆc nhiÒu ®¬n vÞ d÷ liÖu. Khi ®· hÕt d÷ liÖu hay hÕt thêi ®o¹n cho phÐp, tr¹m ph¶i chuyÓn thÎ bµi ®Õn tr¹m tiÕp theo trong vßng logic. Nh­ vËy c«ng viÖc ph¶i lµm ®Çu tiªn lµ thiÕt lËp vßng logic (hay cßn gäi lµ vßng ¶o) bao gåm c¸c tr¹m ®ang cã nhu cÇu truyÒn d÷ liÖu ®­îc x¸c ®Þnh vÞ trÝ theo mét chuçi thø tù mµ tr¹m cuèi cïng cña chuçi sÏ tiÕp liÒn sau bëi tr¹m ®Çu tiªn. Mçi tr¹m ®­îc biÕt ®Þa chØ cña c¸c tr¹m kÒ tr­íc vµ sau nã. Thø tù cña c¸c tr¹m trªn vßng logic cã thÓ ®éc lËp víi thø tù vËt lý. C¸c tr¹m kh«ng hoÆc ch­a cã nhu cÇu truyÒn d÷ liÖu th× kh«ng ®­îc ®­a vµo vßng logic vµ chóng chØ cã thÓ tiÕp nhËn d÷ liÖu.
Trong h×nh vÏ, c¸c tr¹m A, E n»m ngoµi vßng logic, chØ cã thÓ tiÕp nhËn d÷ liÖu dµnh cho chóng. VÊn ®Ò quan träng lµ ph¶i duy tr× ®­îc vßng logic tuú theo tr¹ng th¸i thùc tÕ cña m¹ng t¹i thêi ®iÓm nµo ®ã. Cô thÓ cÇn ph¶i thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng sau: Bæ sung mét tr¹m vµo vßng logic: c¸c tr¹m n»m ngoµi vßng logic cÇn ®­îc xem xÐt ®Þnh kú ®Ó nÕu cã nhu cÇu truyÒn d÷ liÖu th× bæ sung vµo vßng logic. Lo¹i bá mét tr¹m khái vßng logic: Khi mét tr¹m kh«ng cßn nhu cÇu truyÒn d÷ liÖu cÇn lo¹i nã ra khái vßng logic ®Ó tèi ­u ho¸ viÖc ®iÒu khiÓn truy nhËp b»ng thÎ bµi Qu¶n lý lçi: mét sè lçi cã thÓ x¶y ra, ch¼ng h¹n trïng ®Þa chØ (hai tr¹m ®Òu nghÜ r»ng ®Õn l­ît m×nh) hoÆc “®øt vßng” (kh«ng tr¹m nµo nghÜ ®Õn l­ît m×nh) Khëi t¹o vßng logic: Khi cµi ®Æt m¹ng hoÆc sau khi “®øt vßng”, cÇn ph¶i khëi t¹o l¹i vßng. C¸c gi¶i thuËt cho c¸c chøc n¨ng trªn cã thÓ lµm nh­ sau: Bæ sung mét tr¹m vµo vßng logic, mçi tr¹m trong vßng cã tr¸ch nhiÖm ®Þnh kú t¹o c¬ héi cho c¸c tr¹m míi nhËp vµo vßng. Khi chuyÓn thÎ bµi ®i, tr¹m sÏ göi th«ng b¸o “t×m tr¹m ®øng sau” ®Ó mêi c¸c tr¹m (cã ®Þa chØ gi÷a nã vµ tr¹m kÕ tiÕp nÕu cã) göi yªu cÇu nhËp vßng. NÕu sau mét thêi gian x¸c ®Þnh tr­íc mµ kh«ng cã yªu cÇu nµo th× tr¹m sÏ chuyÓn thÎ bµi tíi tr¹m kÒ sau nã nh­ th­êng lÖ. NÕu cã yªu cÇu th× tr¹m göi thÎ bµi sÏ ghi nhËn tr¹m yªu cÇu trë thµnh tr¹m ®øng kÒ sau nã vµ chuyÓn thÎ bµi tíi tr¹m míi nµy. NÕu cã h¬n mét tr¹m yªu cÇu nhËp vßng th× tr¹m gi÷ thÎ bµi sÏ ph¶i lùa chän theo gi¶i thuËt nµo ®ã. Lo¹i mét tr¹m khái vßng logic: Mét tr¹m muèn ra khái vßng logic sÏ ®îi ®Õn khi nhËn ®­îc thÎ bµi sÏ göi th«ng b¸o “nèi tr¹m ®øng sau” tíi tr¹m kÒ tr­íc nã yªu cÇu tr¹m nµy nèi trùc tiÕp víi tr¹m kÒ sau nã Qu¶n lý lçi: §Ó gi¶i quyÕt c¸c t×nh huèng bÊt ngê. Ch¼ng h¹n, tr¹m ®ã nhËn ®­îc tÝn hiÖu cho thÊy ®· cã c¸c tr¹m kh¸c cã thÎ bµi. LËp tøc nã ph¶i chuyÓn sang tr¹ng th¸i nghe (bÞ ®éng, chê d÷ liÖu hoÆc thÎ bµi). HoÆc sau khi kÕt thóc truyÒn d÷ liÖu, tr¹m ph¶i chuyÓn thÎ bµi tíi tr¹m kÒ sau nã vµ tiÕp tôc nghe xem tr¹m kÒ sau ®ã cã ho¹t ®éng hay ®· bÞ h­ háng. NÕu tr¹m kÒ sau bÞ háng th× ph¶i t×m c¸ch göi c¸c th«ng b¸o ®Ó v­ît qua tr¹m háng ®ã, t×m tr¹m ho¹t ®éng ®Ó göi thÎ bµi. Khëi t¹o vßng logic: Khi mét tr¹m hay nhiÒu tr¹m ph¸t hiÖn thÊy ®­êng truyÒn kh«ng ho¹t ®éng trong mét kho¶ng thêi gian v­ît qu¸ mét gi¸ trÞ ng­ìng (time out) cho tr­íc - thÎ bµi bÞ mÊt (cã thÓ do m¹ng bÞ mÊt nguån hoÆc tr¹m gi÷ thÎ bµi bÞ háng). Lóc ®ã tr¹m ph¸t hiÖn sÏ göi ®i th«ng b¸o “yªu cÇu thÎ bµi” tíi mét tr¹m ®­îc chØ ®Þnh tr­íc cã tr¸ch nhiÖm sinh thÎ bµi míi vµ chuyÓn ®i theo vßng logic. IV. Ph­¬ng ph¸p Token Ring Ph­¬ng ph¸p nµy dùa trªn nguyªn lý dïng thÎ bµi ®Ó cÊp ph¸t quyÒn truy nhËp ®­êng truyÒn. ThÎ bµi l­u chuyÓn theo vßng vËt lý chø kh«ng cÇn thiÕt lËp vßng logic nh­ ph­¬ng ph¸p trªn ThÎ bµi lµ mét ®¬n vÞ d÷ liÖu ®Æc biÖt trong ®ã cã mét bÝt biÓu diÔn tr¹ng th¸i sö dông cña nã (bËn hoÆc r«Ü). Mét tr¹m muèn truyÒn d÷ liÖu th× ph¶i ®îi ®Õn khi nhËn ®­îc mét thÎ bµi rçi. Khi ®ã nã sÏ ®æi bÝt tr¹ng th¸i thµnh bËn vµ truyÒn mét ®¬n vÞ d÷ liÖu cïng víi thÎ bµi ®i theo chiÒu cña vßng. Giê ®©y kh«ng cßn thÎ bµi rçi trªn vßng n÷a, do ®ã c¸c tr¹m cã d÷ liÖu cÇn truyÒn buéc ph¶i ®îi. D÷ liÖu ®Õn tr¹m ®Ých sÏ ®­î