Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình mạng máy tính Chương này nhằm giới thiệu cho người học những nội dung sau: Các loại mạng truyền dữ liệu đã tồn tại trước khi của mạng máy tính ra đời. Cấu trúc tổng quát của một mạng máy tính. Hai chếđộ truyền tải dữ liệu cơ bản là Chuyển mạch và Chuyển gói. Những lợi ích mà mạng máy tính mang lại. Sau khi học xong chương này, người học phải có được những khả năng sau: Phân biệt được hai loại mạng Chuyển mạch và Chuyển gói; Định nghĩa được mạng máy tính là gì và trình bày được cấu trúc tổng quát của một mạng máy tính. Nêu lên được những lợi ích mà mạng máy tính mang lại
MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 1 MC LC Phân loi mng máy tính theo phm vi đa lý 3 H điu hành mng – NOS (Network Operating System) 16 MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 2 MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) V c bn, mt mng máy tính là mt s các máy tính đc ni kt vi nhau theo mt cách nào đó. Khác vi các trm truyn hình ch gi thông tin đi, các mng máy tính luôn hai chiu, sao cho khi máy tính A gi thông tin ti máy tính B thì B có th tr li li cho A. Nói mt cách khác, mt s máy tính đc kt ni vi nhau và có th trao đi thông tin cho nhau gi là mng máy tính. T nhiu máy tính riêng r, đc lp vi nhau, nu ta kt ni chúng li thành mng máy tính thì chúng có thêm nhng u đim sau: • Nhiu ngi có th dùng chung mt phn mm tin ích. • Mt nhóm ngi cùng thc hin mt đ án nu ni mng h s dùng chung d liu ca đ án, dùng chung tp tin chính (master file) ca đ án, h trao đi thông tin vi nhau d dàng. • D liu đc qun lý tp trung nên an toàn hn, trao đi gia nhng ngi s dng thun li hn, nhanh chóng hn. • Có th dùng chung thit b ngoi vi him, đt tin (máy in, máy v, .). • Ngi s dng trao đi vi nhau th tín d dàng (E-Mail) và có th s dng h mng nh là mt công c đ ph bin tin tc, thông báo v mt chính sách mi, v ni dung bui hp, v các thông tin kinh t khác nh giá c th trng, tin rao vt (mun bán hoc mun mua mt cái gì đó), hoc sp xp thi khoá biu ca mình chen ln vi thi khoá biu ca nhng ngi khác, . • Mt s ngi s dng không cn phi trang b máy tính đt tin (chi phí thp mà chc nng li mnh). • Mng máy tính cho phép ngi lp trình mt trung tâm máy tính này có th s dng các chng trình tin ích ca mt trung tâm máy tính khác đang ri, s làm tng hiu qu kinh t ca h thng. • Rt an toàn cho d liu và phn mm vì phn mm mng s khoá các tp tin (files) khi có nhng ngi không đ quyn hn truy xut các tp tin và th mc đó. MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 3 PHÂN LOI MNG MÁY TÍNH THEO PHM VI A LÝ Mng máy tính có th phân b trên mt vùng lãnh th nht đnh và có th phân b trong phm vi mt quc gia hay quc t. Da vào phm vi phân b ca mng ngi ta có th phân ra các loi mng nh sau: • GAN (Global Area Network) kt ni máy tính t các châu lc khác nhau. Thông thng kt ni này đc thc hin thông qua mng vin thông và v tinh. • WAN (Wide Area Network) - Mng din rng, kt ni máy tính trong ni b các quc gia hay gia các quc gia trong cùng mt châu lc. Thông thng kt ni này đc thc hin thông qua mng vin thông. Các WAN có th đc kt ni vi nhau thành GAN hay t nó đã là GAN. • MAN (Metropolitan Area Network) kt ni các máy tính trong phm vi mt thành ph. Kt ni này đc thc hin thông qua các môi trng truyn thông tc đ cao (50-100 Mbit/s). • LAN (Local Area Network) - Mng cc b, kt ni các máy tính trong mt khu vc bán kính hp thông thng khong vài trm mét. Kt ni đc thc hin thông qua các môi trng truyn thông tc đ cao ví d cáp đng trc thay cáp quang. LAN thng đc s dng trong ni b mt c quan/t chc .Các LAN có th đc kt ni vi nhau thành WAN. Trong các khái nim nói trên, WAN và LAN là hai khái nim hay đc s dng nht. Mng cc b - LAN Mng cc b (LAN) là h truyn thông tc đ cao đc thit k đ kt ni các máy tính và các thit b x lý d liu khác cùng hot đng vi nhau trong mt khu vc đa lý nh nh mt tng ca toà nhà, hoc trong mt toà nhà Mt s mng LAN có th kt ni li vi nhau trong mt khu làm vic. Các mng LAN tr nên thông dng vì nó cho phép nhng ngi s dng (users) dùng chung nhng tài nguyên quan trng nh máy in mu, đa CD- ROM, các phn mm ng dng và nhng thông tin cn thit khác. Trc khi phát trin công ngh LAN các máy tính là đc lp vi nhau, b hn ch bi MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 4 s lng các chng trình tin ích, sau khi kt ni mng rõ ràng hiu qu ca chúng tng lên gp bi. tn dng ht nhng u đim ca mng LAN ngi ta đã kt ni các LAN riêng bit vào mng chính yu din rng (WAN). Các thit b gn vi mng LAN đu dùng chung mt phng tin truyn tin đó là dây cáp, cáp thng dùng hin nay là: Cáp đng trc (Coaxial cable), Cáp dây xon (shielded twisted pair), cáp quang (Fiber optic), Mi loi dây cáp đu có tính nng khác nhau. Dây cáp đng trc đc ch to gm mt dây đng gia cht cách đin, chung quanh cht cách đin đc quán bng dây bn kim loi dùng làm dây đt. Gia dây đng dn đin và dây đt có mt lp cách ly, ngoài cùng là mt v bc bo v. Dây đng trc có hai loi, loi nh (Thin) và loi to (Thick). Dây cáp đng trc đc thit k đ truyn tin cho bng tn c bn (Base Band) hoc bng tn rng (broadband). Dây cáp loi to dùng cho đng xa, dây cáp nh dùng cho đng gn, tc đ truyn tin qua cáp đng trc có th đt ti 35 Mbit/s. Dây cáp xon đc ch to bng hai si dây đng (có v bc) xon vào nhau, ngoài cùng có hoc không có lp v bc bo v chng nhiu. Dây cáp quang làm bng các si quang hc, truyn d liu xa, an toàn và không b nhiu và chng đc han r. Tc đ truyn tin qua cáp quang có th đt 100 Mbit/s. Nhìn chung, yu t quyt đnh s dng loi cáp nào là ph thuc vào yêu cu tc đ truyn tin, khong cách đt các thit b, yêu cu an toàn thông tin và cu hình ca mng, Ví d mng Ethernet 10 Base-T là mng dùng kênh truyn gii tn c bn vi thông lng 10 Mbit/s theo tiêu chun quc t ISO/IEC 8802.3 ni bng đôi dây cáp xon không bc kim (UTP) trong Topology hình sao. Vic kt ni các máy tính vi mt dây cáp đc dùng nh mt phng tin truyn tin chung cho tt c các máy tính. Công vic kt ni vt lý vào mng đc thc hin bng cách cm mt card giao tip mng NIC (Network Interface Card) vào trong máy tính và ni nó vi cáp mng. Sau khi kt ni vt lý đã hoàn tt, qun lý vic truyn tin gia các trm trên mng tu thuc vào phn mm mng. u ni ca NIC vi dây cáp có nhiu loi (ph thuc vào cáp mng), hin nay có mt s NIC có hai hoc ba loi đu ni. Chun dùng cho NIC là MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 5 NE2000 do hãng Novell và Eagle dùng đ ch to các loi NIC ca mình. Nu mt NIC tng thích vi chun NE2000 thì ta có th dùng nó cho nhiu loi mng. NIC cng có các loi khác nhau đ đm bo s tng thích vi máy tính 8-bit và 16-bit. Mng LAN thng bao gm mt hoc mt s máy ch (file server, host), còn gi là máy phc v) và mt s máy tính khác gi là trm làm vic (Workstations) hoc còn gi là nút mng (Network node) - mt hoc mt s máy tính cùng ni vào mt thit b nút. Máy ch thng là máy có b x lý (CPU) tc đ cao, b nh (RAM) và đa cng (HD) ln. Trong mt trm mà các phng tin đã đc dùng chung, thì khi mt trm mun gi thông đip cho trm khác, nó dùng mt phn mm trong trm làm vic đt thông đip vào "phong bì", phong bì này gi là gói (packet), bao gm d liu thông đip đc bao bc gia tín hiu đu và tín hiu cui (đó là nhng thông tin đc bit) và s dng phn mm mng đ chuyn gói đn trm đích. NIC s chuyn gói tín hiu vào mng LAN, gói tín hiu đc truyn đi nh mt dòng các bit d liu th hin bng các bin thiên tín hiu đin. Khi nó chy trong cáp dùng chung, mi trm gn vi cáp đu nhn đc tín hiu này, NIC mi trm s kim tra đa ch đích trong tín hiu đu ca gói đ xác đnh đúng đa ch đn, khi gói tín hiu đi ti trm có đa ch cn đn, đích trm đó s sao gói tín hiu ri ly d liu ra khi phong bì và đa vào máy tính. Các kiu (Topology) ca mng LAN Topology ca mng là cu trúc hình hc không gian mà thc cht là cách b trí phn t ca mng cng nh cách ni gia chúng vi nhau. Thông thng mng có 3 dng cu trúc là: Mng dng hình sao (Star Topology), mng MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 6 dng vòng (Ring Topology) và mng dng tuyn (Linear Bus Topology). Ngoài 3 dng cu hình k trên còn có mt s dng khác bin tng t 3 dng này nh mng dng cây, mng dng hình sao - vòng, mng hn hp,v.v Mng dng hình sao (Star topology) Mng dng hình sao bao gm mt trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các trm đu cui, các máy tính và các thit b khác ca mng. Trung tâm ca mng điu phi mi hot đng trong mng vi các chc nng c bn là: • Xác đnh cp đa ch gi và nhn đc phép chim tuyn thông tin và liên lc vi nhau. • Cho phép theo dõi và s lý sai trong quá trình trao đi thông tin. • Thông báo các trng thái ca mng . Các u đim ca mng hình sao: • Hot đng theo nguyên lý ni song song nên nu có mt thit b nào đó mt nút thông tin b hng thì mng vn hot đng bình thng. • Cu trúc mng đn gin và các thut toán điu khin n đnh. • Mng có th m rng hoc thu hp tu theo yêu cu ca ngi s dng. Nhc đim ca mng hình sao: • Kh nng m rng mng hoàn toàn ph thuc vào kh nng ca trung tâm . Khi trung tâm có s c thì toàn mng ngng hot đng. • Mng yêu cu ni đc lp riêng r tng thit b các nút thông tin đn trung tâm. Khong cách t máy đn trung tâm rt hn ch (100 m). Nhìn chung, mng dng hình sao cho phép ni các máy tính vào mt b tp trung (HUB) bng cáp xon, gii pháp này cho phép ni trc tip máy tính vi HUB không cn thông qua trc BUS, tránh đc các yu t gây ngng tr mng. Gn đây, cùng vi s phát trin switching hub, mô hình này ngày càng tr nên ph bin và chim đa s các mng mi lp. MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 7 Mng hình tuyn (Bus Topology) Theo cách b trí hành lang các đng nh hình v thì máy ch (host) cng nh tt c các máy tính khác (workstation) hoc các nút (node) đu đc ni v vi nhau trên mt trc đng dây cáp chính đ chuyn ti tín hiu. Tt c các nút đu s dng chung đng dây cáp chính này. Phía hai đu dây cáp đc bt bi mt thit b gi là terminator. Các tín hiu và gói d liu (packet) khi di chuyn lên hoc xung trong dây cáp đu mang theo đi ch ca ni đn. Loi hình mng này dùng dây cáp ít nht, d lp đt. Tuy vy cng có nhng bt li đó là s có s ùn tc giao thông khi di chuyn d liu vi lu lng ln và khi có s hng hóc đon nào đó thì rt khó phát hin, mt s ngng trên đng dây đ sa cha s ngng toàn b h thng. Mng dng vòng (Ring Topology) Mng dng này, b trí theo dng xoay vòng, đng dây cáp đc thit k làm thành mt vòng khép kín, tín hiu chy quanh theo mt chiu nào đó. Các nút truyn tín hiu cho nhau mi thi đim ch đc mt nút mà thôi. D liu truyn đi phi có kèm theo đa ch c th ca mi trm tip nhn. Mng dng vòng có thun li là có th ni rng ra xa, tng đng dây cn thit ít hn so vi hai kiu trên. Nhc đim là đng dây phi khép kín, nu b ngt mt ni nào đó thì toàn b h thng cng b ngng. Mng dng kt hp • Kt hp hình sao và tuyn (star/Bus Topology) MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 8 Cu hình mng dng này có b phn tách tín hiu (spitter) gi vai trò thit b trung tâm, h thng dây cáp mng có th chn hoc Ring Topology hoc Linear Bus Topology. Li đim ca cu hình này là mng có th gm nhiu nhóm làm vic cách xa nhau, ARCNET là mng dng kt hp Star/Bus Topology. Cu hình dng này đa li s uyn chuyn trong vic b trí đng dây tng thích d dàng đi vi bt c toà nhà nào. • Kt hp hình sao và vòng (Star/Ring Topology) Cu hình dng kt hp Star/Ring Topology, có mt "th bài" liên lc (Token) đc chuyn vòng quanh mt cái HUB trung tâm. Mi trm làm vic (workstation) đc ni vi HUB - là cu ni gia các trm làm vic và đ tng khong cách cn thit. Các giao thc (Protocol) Mt tp các tiêu chun đ trao đi thông tin gia hai h thng máy tính hoc hai thit b máy tính vi nhau đc gi là giao thc (Protocol). Các giao thc (Protocol) còn đc gi là nghi thc hoc đnh c ca mng máy tính. đánh giá kh nng ca mt mng đc phân chia bi các trm nh th nào. H s này đc quyt đnh ch yu bi hiu qu s dng môi trng MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 9 truy xut (medium access) ca giao thc, môi trng này dng tuyn tính hoc vòng Mt trong các giao thc đc s dng nhiu trong các LAN là: 1. Giao thc tranh chp (Contention Protocol) CSMA/CD CSMA là vit tt t ting Anh: Carrier Sense Multiple Access, còn CD là vit tt t: Conllision Detect. S dng giao thc này các trm hoàn toàn có quyn truyn d liu trên mng vi s lng nhiu hay ít và mt cách ngu nhiên hoc bt k khi nào có nhu cu truyn d liu mi trm. Mi trm s kim tra tuyn và ch khi nào tuyn không bn mi bt đu truyn các gói d liu. CSMA/CD có ngun gc t h thng radio đã phát trin trng đi hc Hawai vào khong nm 1970, gi là ALOHANET. Vi phng pháp CSMA, thnh thong s có hn mt trm đng thi truyn d liu và to ra s xung đt (collision) làm cho d liu thu đc các trm b sai lch. tránh s tranh chp này mi trm đu phi phát hin đc s xung đt d liu. Trm phát phi kim tra Bus trong khi gi d liu đ xác nhn rng tín hiu trên Bus tht s đúng, nh vy mi có th phát hin đc bt k xung đt nào có th xy ra. Khi phát hin có mt s xung đt, lp tc trm phát s gi đi mt mu làm nhiu (Jamming) đã đnh trc đ báo cho tt c các trm là có s xung đt xy ra và chúng s b qua gói d liu này. Sau đó trm phát s trì hoãn mt khong thi gian ngu nhiên trc khi phát li d liu. u đim ca CSMA/CD là đn gin, mm do, hiu qu truyn thông tin cao khi lu lng thông tin ca mng thp và có tính đt bin. Vic thêm vào hay dch chuyn các trm trên tuyn không nh hng đn các th tc ca giao thc. im bt li ca CSMA/CD là hiu sut ca tuyn gim xung nhanh chóng khi phi ti quá nhiu thông tin. 2. Giao thc truyn token (Token passing protocol) ây là giao thc thông dng sau CSMA/CD đc dùng trong các LAN có cu trúc vòng (Ring). Trong phng pháp này, khi điu khin mng hoc token đc truyn ln lt t trm này đn trm khác. Token là mt khi d liu đc bit. Khi mt trm đang chim token thì nó có th phát đi mt gói d liu. Khi đã phát ht gói d liu cho phép hoc không còn gì đ phát na thì trm đó li gi token sang trm k tip. [...]... 5-25 máy tính) và c ng có th dùng cho các m ng l n g m hàng tr m máy tính Trong nh ng n m qua, Novell ã cho ra nhi u phiên b n c a Netware: Netware 2.2, 3.11 4.0 và hi n có 4.1 Netware là m t h i u hành m ng c c b dùng cho các máy vi tính theo chu n c a IBM hay các máy tính Apple Macintosh, ch y h i u hành MS-DOS ho c OS/2 H i u hành này t ng i g n nh , d cài t (máy ch ch c n th m chí M NG MÁY TÍNH... u trúc m ng c a ISO, m ng truy n s li u Ethernet cho phép a vào m ng các lo i máy tính khác nhau k c máy tính mini Ethernet có các c tính k thu t ch y u sau ây: Có c u trúc d ng tuy n phân o n, ng truy n dùng cáp tín hi u truy n trên m ng c mã hoá theo ki u (Manchester), t c truy n d li u là 10 Mb/s ng tr c, ng b M NG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 14 Chi u dài t i a c a m t o n cáp tuy n là 500m, các... dùng r t ph bi n trong gi i khoa h c, giáo d c H i u hành m ng UNIX là h i u hành a nhi m, a ng i s d ng, ph c v cho truy n thông t t Nh c i m c a nó là hi n nay có nhi u Version khác nhau, không th ng nh t gây khó kh n cho ng i s d ng Ngoài ra h i u hành này khá ph c t p l i òi h i c u hình máy m nh (tr c ây ch y trên máy mini, g n ây có SCO UNIX ch y trên máy vi tính v i c u hình m nh) H i u hành m... t xa ho c chuy n m t file gi a 2 máy M NG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 12 M c 6: M c ti p nh n (Presentation Layer) M c này gi i quy t các th t c ti p nh n d li u m t cách chính quy vào m ng, nhi m v c a m c này là l a ch n cách ti p nh n d li u, bi n i các ký t , ch s c a mã ASCII hay các mã khác và các ký t i u khi n thành m t ki u mã nh phân th ng nh t các lo i máy khác nhau u có th thâm nh p vào... càng ph bi n r ng rãi Ngoài ra, Windows NT có th liên k t t t v i máy ch Novell Netware Tuy nhiên, ch y có hi u qu , Windows NT c ng òi h i c u hình máy t ng i m nh H i u hành m ng Windows for Worrkgroup: ây là h i u hành m ng ngang hàng nh , cho phép m t nhóm ng i làm vi c (kho ng 34 ng i) dùng chung a trên máy c a nhau, dùng chung máy in nh ng không cho phép ch y chung m t ng d ng H d dàng cài t... trên a ch phân l p c a m ng và cung c p các d ch v nh b o m t, qu n lý l u thông Gi ng nh bridge, router là m t thi t b siêu thông minh m ng th c s l n router bi t a ch c a t t c các máy tính i v i các t ng phía M NG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) và có th chuy n các thông i p cho phù h p Chúng còn phân nh truy n g i t ng thông i p có hi u qu 16 ng- Theo mô hình OSI thì ch c n ng c a router thu c m c... không ng b ATM H I U HÀNH M NG – NOS (NETWORK OPERATING SYSTEM) Cùng v i s nghiên c u và phát tri n m ng máy tính, h i u hành m ng ã c nhi u công ty u t nghiên c u và ã công b nhi u ph n m m qu n lý và i u hành m ng có hi u qu nh : NetWare c a công ty NOVELL, LAN Manager c a Microsoft dùng cho các máy server ch y h i u hành OS/2, LAN server c a IBM (g n nh ng nh t v i LAN Manager), Vines c a Banyan Systems... và t ch c Các t ch c có th quan tâm h n n ISDN có kh n ng cao h n ("primary" ISDN) v i t c t ng c ng b ng t c 1.544 Mbit/s c a ng T1 C c phí khi s d ng ISDN c tính theo th i gian, m t s tr ng h p tính theo l ng d li u c truy n i và m t s thì tính theo c hai CATV link Công ty d n cáp trong khu v c c a b n có th cho b n thuê m t "ch " trên ng cáp c a h v i giá h p d n h n v i ng i n tho i C n ph i bi... ho c không cho phép b i ng i i u hành m ng t trung tâm qu n lý hub Có ba lo i hub: Hub n (stand alone hub) Hub phân t ng (stackable hub, có tài li u g i là HUB s p x p) Hub modun (modular hub) M NG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 15 Modular hub r t ph bi n cho các h th ng m ng vì nó có th d dàng m r ng và luôn có ch c n ng qu n lý, modular có t 4 n 14 khe c m, có th l p thêm các modun Ethernet 10BASET... c c u trúc t th p n cao M c 1: M c v t lý (Physical layer) Th c ch t c a m c này là th c hi n n i li n các ph n t c a m ng thành m t h th ng b ng các ph ng pháp v t lý, m c này s có các th t c M NG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) m b o cho các yêu c u v chuy n m ch ho t ng truy n th c cho các chu i bit thông tin 11 ng nh m t o ra các M c 2: M c móc n i d li u (Data Link Layer) Nhi m v các bit b o truy . System)........................................ 16 MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) 2 MNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORKS) V c bn, mt mng máy tính là mt s các máy tính đc ni kt vi. các mng máy tính luôn hai chiu, sao cho khi máy tính A gi thông tin ti máy tính B thì B có th tr li li cho A. Nói mt cách khác, mt s máy tính đc