Cấu trúc liên kết mạng hay Network Topology cho ta biết cách mà các thiết bị được kết nối với nhau như thế nào trong mạng. Đây là điều cơ bản mà một quản trị viên mạng phải nắm được, thế nhưng nếu bạn là một người không chuyên và đang phải tự thiết lập mạng cho gia đình / công ty?
Bài viết này được đăng tại freetuts.net, không được copy dưới mọi hình thức.
Chúng ta hãy cùng tìm hiểu cấu trúc liên kết mạng là gì cũng như các loại Network Topology phổ biến hiện nay, mình tin rằng khi áp dụng các cấu trúc mạng này trong việc thiết lập mạng sẽ giúp các thiết bị của bạn có một đường truyền nhanh và cực kỳ ổn định.
I. Network Topology là gì?
Network Topology [tạm dịch: cấu trúc liên kết mạng] là sơ đồ mô tả về sự sắp xếp của các phần tử vật lý và logic của một mạng truyền thông.
Cấu trúc liên kết mạng đề cập đến cách thức mà các liên kết và nodes của một mạng được sắp xếp để hoạt động với nhau.
Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]
Các cấu trúc liên kết được phân thành một số loại chính như sau:
- Physical network topology: Cấu trúc liên kết mạng vật lý, là phương tiện truyền tín hiệu vật lý
- Logical network topology: Cấu trúc liên kết mạng logic, đề cập đến cách thức mà dữ liệu truyền qua mạng giữa các thiết bị, đồng thời chúng cũng độc lập - tách biệt với kết nối vật lý.
Các ví dụ về cấu trúc liên kết mạng logic là mạng Ethernet sử dụng cáp xoắn đôi.
Cấu trúc liên kết mạng vật lý [thường là mạng LAN] có 3 dạng cấu trúc khác nhau:
- Star Topology: Cấu trúc liên kết mạng dạng hình sao
- Ring Topology: Cấu trúc liên kết mạng dạng vòng
- Linear Bus Topology: Cấu trúc liên kết mạng dạng tuyến
Ngoài ra còn một số cấu trúc dạng hình tròn, dạng cây hoặc hỗn hợp, v.v, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ các loại cấu trúc này trong phần II.
Mỗi loại cấu trúc mạng có cấu hình khác nhau của các nodes và liên kết. Cấu trúc liên kết mạng lý tưởng phụ thuộc vào quy mô, mục tiêu và ngân sách của từng doanh nghiệp. Sơ đồ cấu trúc liên kết mạng giúp hình dung các thiết bị giao tiếp, được mô hình hóa dưới dạng liên kết giữa các nodes [nút giao].
II. Phân loại và đặc điểm của các cấu trúc liên kết mạng
Có một số cấu trúc liên kết mạng logic và vật lý khác nhau mà từ đó quản trị viên có thể chọn để xây dựng cấu trúc liên kết an toàn, mạnh mẽ và dễ bảo trì. Các dạng cấu trúc liên kết phổ biến nhất hiện nay bao gồm:
1. Cấu trúc liên kết mạng dạng bus
Còn được gọi là cấu trúc liên kết mạng đường trục, cấu trúc liên kết mạng dạng tuyến. Đặc điểm của mạng dạng Bus là kết nối tất cả các thiết bị với một cáp chính thông qua đường dây thả. Ưu điểm của cấu trúc liên kết mạng bus nằm ở sự đơn giản của nó, vì cần ít cáp hơn so với các cấu trúc liên kết mạng khác giúp dễ dàng lắp đặt.
2. Cấu trúc liên kết mạng dạng lưới
Cấu trúc liên kết mạng dạng lưới [Mest Network Topology]: Tạo một liên kết từ “điểm điểm” chuyên dụng, kết nối mỗi thiết bị trong mạng với một thiết bị khác và chỉ truyền tải dữ liệu giữa hai thiết bị.
3. Cấu trúc liên kết mạng dạng vòng [Ring network topology]
Ring Network Topology sẽ tạo hai liên kết “điểm điểm” chuyên dụng kết nối một thiết bị với hai thiết bị, tạo ra một vòng thiết bị qua đó dữ liệu được chuyển tiếp qua bộ lặp cho đến khi nó đến thiết bị đích.
4. Cấu trúc liên kết mạng dạng hình sao
Đây là dạng cấu trúc liên kết mạng phổ biến nhất, đặc điểm của kết nối mạng dạng hình sao là sẽ kết nối mỗi thiết bị trong mạng với một Hub trung tâm. Các thiết bị chỉ có thể giao tiếp với nhau một cách gián tiếp thông qua Hub [hiện nay đã được thay thế bằng Switch hoặc Router].
5. Cấu trúc liên kết mạng dạng cây
Tree Network Topology ở dạng cấu trúc phân cấp cha-con, trong đó các mạng dạng hình sao được kết nối với nhau thông qua mạng dạng bus. Các nodes [nút] phân nhánh tuyến tính từ một nodes gốc, hai nodes được kết nối chỉ chia sẻ một kết nối cho nhau.
6. Cấu trúc liên kết mạng hỗn hợp [Hybrid network topology]
Bất kỳ sự kết hợp nào của hai hoặc nhiều cấu trúc liên kết mạng đều được gọi là cấu trúc liên kết mạng hỗn hợp.
Ngoài sáu kiểu cấu trúc liên kết phía trên thì dưới đây là một số dạng phức tạp hơn:
- Cấu trúc liên kết mạng đa truy nhập [Multi-access network topology] còn được gọi là mạng đa truy nhập không quảng bá [NBMA], bao gồm nhiều máy chủ được liên kết trong đó dữ liệu được truyền trực tiếp từ máy tính này sang máy chủ khác duy nhất trên một kết cấu chuyển mạch hoặc qua một mạch ảo.
- Cấu trúc liên kết mạng lưới thông minh [Smart grid network topology] đề cập đến các cấu hình mạng cần thiết để hỗ trợ hoạt động của hệ thống trong lưới thông minh. Lưới điện thông minh là một mạng lưới điện bao gồm đồng hồ thông minh [Smartwatch], Smartphone, tablet và các thiết bị thông minh khác. Tạo ra các nguồn năng lượng tái tạo và năng lượng hiệu quả nhằm kiểm soát việc sản xuất và phân phối điện.
- Điện toán biên [Edge computing] là một loại máy tính “phi tập trung” được vận hành tại nơi đặt nguồn dữ liệu hoặc ở gần đó, giảm thời gian di chuyển của dữ liệu từ máy khách đến máy chủ và thời gian để tìm hiểu thông tin chi tiết. Cấu trúc liên kết mạng Edge bao gồm đám mây [cloud] hoặc trung tâm dữ liệu, nó kết nối với các máy chủ cổng biên hoặc các edge nodes sau đó kết nối với các cảm biến và điều khiển các thiết bị IoT, chẳng hạn như tuabin gió và các giàn khoan dầu được kết nối.
3. Phần mềm cấu trúc liên kết mạng
Công cụ thiết kế cấu trúc liên kết mạng
Để xác định cách thiết kế cấu trúc liên kết mạng lý tưởng cho nhu cầu sử dụng mạng, điều quan trọng đầu tiên của người quản trị mạng là phải phát triển sự hiểu toàn diện về chức năng của mạng.
Phần mềm lập bản đồ cấu trúc liên kết mạng là một công cụ hữu ích tạo ra sơ đồ cấu trúc liên kết mạng, minh họa tổng quan - trực quan về cơ sở hạ tầng mạng. Phần mềm lập bản đồ cấu trúc liên kết mạng trực quan hóa cách mà các thiết bị sẽ kết nối mạng, hỗ trợ xác định cấu trúc liên kết nào hiệu quả nhất cho gia đình hoặc doanh nghiệp.
Phần mềm không chỉ hỗ trợ việc xây dựng cấu trúc liên kết mạng mà còn tự động hóa cấu hình, liên tục giám sát hiệu suất và khắc phục sự cố mạng. Phần mềm tạo cấu trúc liên kết mạng có nhiều phiên bản từ độc quyền cho tới miễn phí trên thị trường, chẳng hạn như Microsoft Visio, LibreOffice Draw và SolarWinds Network Topology Mapper.
Phần mềm SolarWinds Network Topology Mapper
4. Cấu trúc liên kết mạng quan trọng như thế nào?
Bố cục của mạng có ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng và sự ổn định. Việc chọn cấu trúc liên kết phù hợp có thể cải thiện hiệu suất và tốc độ truyền tải dữ liệu, tối ưu hóa việc phân bổ tài nguyên và giảm chi phí hoạt động.
Sơ đồ cấu trúc liên kết mạng được tạo bằng phần mềm là tài liệu tham khảo quan trọng để chẩn đoán các sự cố kết nối mạng. Một trong những ứng dụng chính của cấu trúc liên kết mạng là xác định cấu hình của các mạng viễn thông khác nhau, bao gồm mạng máy tính, điều chỉnh mạng vô tuyến và các fieldbusses công nghiệp.
Bài viết về cấu trúc liên kết mạng Network Topology tới đây là kết thúc. Tới đây bạn còn thắc mắc gì về Network Topology hay không? Đừng ngần ngại để lại comment nhé, mình sẽ giải đáp trong thời gian sớm nhất có thể.
Tham khảo: omnisci | dnsstuff
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 a. Hệ điều hành UNIX ........................................................................ 20 b. Hệ điều hành mạng Windows NT .................................................. 20 c. Hệ điền hành mạng Windows For Workgroup .............................. 21 d. Hệ điều hành mạng Netware của Novell ........................................ 21 1.5. Nhu cầu ghép nối Các mạng LAN ...................................................... 21 1.5.1. Mở đáu : ........................................................................................ 21 1.5.2. Giao diện nối kết .......................................................................... 22 2. Ch ơng 2 ............................................................................................... 26 2.1. Mô hình tham chiếu OSI ..................................................................... 26 2.1.1. Tầng vật lý [Physical] ................................................................... 27 2.1.2. Tầng liên kết dữ liệu [Data Link] ................................................. 28 12.1.3. TÇng m¹ng [Network] ................................................................. 28 2.1.4. TÇng giao vËn [Transport] ........................................................... 29 2.1.5. TÇng phiªn [Session] ................................................................... 29 2.1.6. TÇng tr×nh diÔn [Presentation] ..................................................... 29 2.1.7. TÇng øng dông [Application] ...................................................... 30 2.2. Giao thøc TCP/IP ................................................................................ 31 2.2.1. So s¸nh m« h×nh OSI víi TCP/IP .................................................. 31 a. Líp truy cËp m¹ng [ Network access] ........................................... 32 b. Líp Internet [ NETWORK] .......................................................... 33 c. Líp vËn chuyÓn [ Transport ] ........................................................ 34 d. Líp øng dông [ Application ] ........................................................ 34 2.2.2. Giao thøc liªn m¹ng IP ................................................................ 34 2.2.3. Giao thøc ®iÒu khiÓn truyÒn TCP ................................................. 38 2.2.4. Giao thøc UDP. ............................................................................. 40 2.2.5. Tãm t¾t nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña TCP/IP nh sau: ...................... 43 2Mở ĐầuTin học và điện tử viễn thông là hai thành phần cốt lõi của công nghệ 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/ip31. CHơNG ITìm hiểu Về MạNG CụC Bộ [LAN]Và NHU CầU GHéP NốI CHúNG1.1. 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 sau.* Mạng cục bộ [LAN : LocaIArea Network] : kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp, thông thờng khoảng vài trăm mét. Kết nối đợc thực hiện thông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao, ví dụ: cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hay cáp quang. LAN thờng đợc sử dụng trong nội bộ một cơ quan tổ chức. . .Các LAN có thể đợc kết nối với nhau thành WAN. * Mạng đô thị [MAN : MetropoIitan Area Network] : kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này đơc thực hiện thông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao [50- 100Mbit/s].* Mạng diện rộng [WAN : Wide Area Network] : kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. 4Thông thờng các kết nối này đợc thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể đợc kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.* Mạng toàn cầu [GAN : GlobaIArea Network] : kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thờng kết nối này đợc thực hiên thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. Trong các khái niệm nói trên, WAN và LAN là hai khái niệm hay đợc sử dụng nhất. 1.2. Mạng cục bộ [LAN] 1.2.1. Chức năng của mạng LANMạng LAN là hệ thống tốc độ cao đợc thiết kế để kết nối các máy tính và các thiếy bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với nhau trong một khu vực địa lý nhỏ nh ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc. Các mạng LAN trở nên hữu ích vì nó cho phép những ngời sử dụng dùng chung tài nguyên quan trọng nh máy in, ổ CDROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trớc khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lợng các chơng trình 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 nhaua. 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 5theo 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 :6HUBHình 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 duy7datarepeaterHình 1-2 : Ring Topology.nhất. Mỗi trạm của mạng đợc nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp [repeater] có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển đến trạm kế tiếp trên vòng. Nh vậy tín hiệu đợc lu chuyển trên vòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết điểm- điểm giữa các repeater [Hình 1-2]. Cần phải có một giao thức điều khiển việc cấp phát "quyền!' đợc truyền dữ liệu trên vòng cho các trạm có nhu cầu. Để tăng độ tin cậy của mạng, tùy trờng hợp ngời ta có thể lắp đặt d thừa các tuyến đờng truyền trên vòng, tạo thành một dạng vòng dự phòng.Khi đờng truyền trên vòng chính bị sự cố thì vòng phụ này sẽ đợc sử dụng, với chiều đi của tín hiệu ngợc với chiều đi trên mạng chính.* Ưu, nhựợc diểm của Ring Topo]ogy :Tơng tự dạng Star, điều khác biệt quan trọng là dạng Ring đòi hỏi giao thức truy nhập đờng truyền khá phức tạp.b. Mạng tuyến tính [Bus Topology]ở dạng bus, tất cả các trạm phân chia chung một đờng truyền chính8TermiatorT-connectorTermiatorBusHình 1.3.Bus Topology[bus]. Đờng truyền chính này đợc giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là Temlinator. Mỗi trạm đợc nối vào bus qua một đầu nối chữ T [T- connector] hoặc một bộ thu phát [transceiver] [Hình 1-3].Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu đợc quảng bá [broadcast] trên hai chiều của bus, có nghĩa là mọi trạm còn lại đều có thể nhận tín hiệu trực tiếp.Đối với các bus một chiều thì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó temlinator phải đợc thiết kế sao cho các tín hiệu phải đợc "dội lại!' trên bus để có thể đến đợc các trạm còn lại ở phía bên kia. Nh vậy, đối với topology 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 lýCác 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 bêntrong. 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. Cáp9đồng 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, vídụ 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.10Vỏ Vỏ cách điệnLớp chống nhiễuCable đồng trụcCable xoắn đôi UTPCặp 3: Green While - GreenCặp 4: Brow While -BrowVỏ bọcCặp 1: Blue While - BlueCặp 2: Orege While -Oragec. Cáp có vỏ bọc chống nhiễu STP [Shielded Twisted Pair]Lớp bọc kim bên ngoài cáp xoắn đôi có tác dụng chống nhiễu điện từ. Có nhiều loại cáp STP, có loại chỉ gồm 1 đôi dây xoắn ở trong vỏ bọc kim, nhng cũng có loại gồm nhiều đôi dây xoắn. Độ dài chạy cáp STP thờng giới hạn trong vài trăm mét.d. Cáp quang [Fiber optic cable]Cáp quang gồm những sợi nhỏ, mỏng [khoảng 2- 115 àm] và dẻo cókhả năng truyền dẫn ánh sáng. Một cáp sợi quang có hình trụ gồm 3 phần đồng tâm : lõi, lớp áo bao và vỏ bảo vệ ngoài. Lớp vỏ bảo vệ ngoài là chất dẻo hoặc các vật liệu mềm có độ tổn thất quang lớn, dùng để chống ẩm và ăn mòn, chống ảnh hởng của môi trờng đồng thời chống xuyên âm với các sợi kề cạnh Nhìn chung, yếu tố quyết định sử dụng loại cap nào là phụ thuộc vào yêu cầu tốc độ truyền tin, khoảng cách đặt các thiết bị, yêu cầu an toàn thong tin và cấu hình của mạng, Ví dụ mạng Ethernet 1- Base-T là mạng dùng kênh truyền giải tần cơ bản với thông lợng 10Mbit/s theo tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 8802.3 nối bằng đôi dây cáp xoắ không bọc kim [UTP] trong Topology hình sao.1.2.3. Các phơng pháp truy nhập đờng truyền vật lýĐối với topo dạng star, khi một liên kết đã đợc thiết lập giữa hai trạm 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 1-6Hình 1.6. Các phơng pháp truy nhập đờng truyềna. CSMA/CDCSMA [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 [ListenWhile 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.12Radom Access Controlled AccessCSMACSMA/CDRegister insertionSlotted RingCollisionAvoidanceTokenBusTokenRing+ Sau đó trạm chờ đợi trong một thời đoạn ngẫu nhiên nào đó rồi thử truyền lại theo quy tắc của CSMA. b. Token Đây là giao thức thông dụng sau CSMA/CD đợc dùng trong các LAN có cấu trúc vòng [Ring]. Trong phơng pháp này, khối điều khiển mạng hoặc token đợc truyền lần lợt từ trạm này đến trạm khác. Token là một khối dữ liệu đặc biệt. Khi một trạm đang chiếm token thì nó có thể phát đi một gói dữ liệu. Khi phát hết gói dữ liệu cho phép hoặc không còn gì để phát nữa thì trạm đó lại gửi token sang trạm kế tiếp.* Token Bus [Bus với thẻ bài]Nguyên lý của phơng pháp này là : để cấp phát quyền truy nhập đờng truyền cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu, một thể bài đợc lu chuyển trên một vòng logic thiết lập bởi các trạm đó. Khi một trạm nhận đợc thẻ bài thì có quyền sử đờng truyền trong một thời đoạn xác định trớc. Trong thời đoạn đó nó có thể truyền một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu. Khi đã hết dữ liệu hoặc hết thời đoạn cho phép, trạm phải chuyển thẻ bài đến trạm tiếp theo trong vòng logic. Nh vậy công việc phải làm đầu tiên là thiết lập vòng logic [hay còn gọi là vòng ảo] bao gồm các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu đ-ợc xác định vị trí theo một chuỗi thứ tự mà trạm cuối cùng của chuỗi sẽ tiếp liền sau bởi trạm đầu tiên. Mỗi trạm đợc biết địa chỉ của các trạm kế trớc và sau nó. Thứ tự của các trạm trên vòng logic có thể độc lập với thứ tự vật lý Các trạm không hoặc cha có nhu cầu truyền dữ liệu thì không đợc đa vào vòng logic và chúng chỉ có thể tiếp nhận dữ liệu. Hình 1-7 minh hoạ một vùng logic đợc thiét lập trên một mạng bus.13ABC DHGF EĐờng truyền vật lýVòng logicHmh 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 ởđây 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 thìphải đợi đến khi nhận đợc một thẻ bài "rỗi" [free]. Khi đó trạm sẽ đổi bíttrạng thái của thẻ bài thành bận" [busy] và truyền một đơn vị dữ liệu cùngvới 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 1-814free tokABCDnguồnĐíchbusy ABCDnguồnĐíchĐatABCDnguồnĐíchA có dữ liệu cần chuyển đến C. Nhận đ-ợc thẻ bài rồi , nó đổi bít trạng thái thành bận và truyền dữ liệu đi cùng với thẻTrạm đích C sao cho dữ liệu dành cho nó và chuyển tiếp dữ liệu cùng thẻ bài về hớng trạm nguồn A sau khi đã gửi thông tin báo nhận và đơn vị dữ liệuA 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 chophép 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.151.3. 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 vật lý đã hoàn tất, quản lý việc truyền tin giữa các trạm trên mạng tuỳ thuộc và phần mềm mạng.Đầu nối của NIC với dây cáp có nhiều loại [ phụ thuộc vào cáp mạng], hiện nay có một số NIC có hai hoặc ba loại đầu nối.1.3.2. Bộ tiếp sức [Repeater]Trong mạng, khi tín hiệu di chuyển trên đờng truyền, chúng sẽ bị biến dạng, không nhận diện đợc hoặc nhận diện sai. Và do đó để mở rộng mạng đáp ứng nhu cầu phát triển thì cần có thiết bị cho phép truyền tín hiệu đi xa, đó chính là bộ tiếp sức.16Hình 1-7 : Mở rộng LAN bằng Repeater.Bộ tiếp sức hoạt động chính ngay tại lớp Vật lý theo mô hình OSI.1.3.3. Bộ tập chung tín hiệu [Hub]Hub là bộ chia hay còn gọi là bộ tập chung tín hiệu, nó là thiết bị kết nối, bắt tay giữa những ngời sử dụng có nhu cầu trao đổi thông tin. Hub đa các gói dữ liệu mà nó nhận đợc từ một cổng tới tất cả các cổng còn lại. Do đó Hub làm việc tại lớp Physical [Vật lý] trong mô hình OSI.Hub là bộ chia [hay cũng đợc gọi là bộ tập chung : concentrators ] dùng để đấu mạng. 1.3.4. Bộ chuyển mạch [Switch]Switch là một thiết bị làm việc ở lớp Data Link [liên kết dữ liệu] theo mô hình OSI.- Switch thông minh hơn Hub và nó cung cấp nhiều giải thông hơn Hub. 17Repeater- Switch có thể kết hợp nhiều đoạn mạng hoặc các nhóm LAN, có khả năng phân chia mạng, giúp ngời quản trị mạng có thể tạo mạng ảo [VLAN -Virtual LAN] nhằm cải thiện lu lợng mạng và hạn chế lỗi.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