Chương 5: Mạng cục bộ LAN – Mạng máy tính(Computer Network)

Tiếp tục series về Tổng quan mạng máy tính.Ngày hôm nay Ting3s sẽ trình bày cho các bạn về Chương 5: Mạng cục bộ LAN – Mạng máy tính(Computer Network)

I. Giới thiệu mạng cục bộ LAN

1. Đặc điểm

- Có giới hạn về địa lý

- Tốc độ truyền dữ liệu cao

- Tỷ lệ lỗi khi truyền thấp

- Do một tổ chức quản lý

- Sử dụng kỹ thuật Ethernet hoặc WLAN

- Các thiết bị thường dùng trong mạng là Repeater, Brigde, Switch, Router

2. Phân loại các mạng máy tính theo khoảng cách

3. Các thông số định nghĩa mạng LAN

- Đồ hình mạng (Topology): Chỉ ra kiểu cách mà các host trong mạng được đấu nối với nhau

- Đường truyền chia sẻ (xoắn đôi,đồng trục, cáp quang): Chỉ ra các kiểu đường truyền mạng (network cables) được dùng để đấu nối các host trong LAN lại với nhau.

- Kỹ thuật truy cập đường truyền (MAC): Chỉ ra cách thức mà các host trong mạng LAN sử dụng để truy cập và chia sẻ đường truyền mạng.

- MAC sẽ quản trị việc truy cập đến đường truyền trong LAN và cung cấp cơ sở cho việc định danh các tính chất của mạng LAN theo chuẩn IEEE.

4. Các đặc tính quan trọng về mặt kỹ thuật

- Tất cả các host trong mạng LAN cùng chia sẻ đường truyền chung

- Hoạt động dựa trên kiểu quảng bá (broadcast)

- Không yêu cầu phải có hệ thống trung chuyển (routing/switching) trong một LAN đơn.


II. LAN Topologies

1. Bus Topology

- Sử dụng một đường truyền chung cho tất cả các máy tính

- Máy tính kết nối vào mạng sử dụng T-Connector

- Tín hiệu truyền theo kiểu broadcast. Tại một thời điểm chỉ có một máy truyền tín hiệu.

- Terminator: ngăn chặn không cho dội tín hiệu

► Ưu điểm

- Dễ dàng cài đặt và mở rộng

- Chi phí thấp

► Hạn chế

- Khó quản trị và tìm nguyên nhân lỗi

- Giới hạn chiều dài cáp và số lượng máy tính

- Hiệu năng giảm khi có máy tính được thêm vào

- Một đoạn cáp backbone bị đứt sẽ ảnh hưởng đến toàn mạng

- Cần giao thức điều khiển truy cập đường truyền

- Dễ xảy ra va chậm,xung đột trên đường truyền

2. Ring Topology

- Đường cáp chính làm thành một vòng khép kín

- Các thiết bị đầu cuố i được nối với vòng thông qua Repeater có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển tới trạm kế tiếp trên vòng.

- Tín hiệu được truyền cho nhau theo một chiều,tại một thời điểm chỉ một trạm được truyền.

- Mỗi trạm khi nhận được một gói dữ liệu có thể nhận hoặc chuyển tiếp

► Ưu điểm

- Sự phát triển của hệ thống không tác động đáng kể đến hiệu năng

- Tất cả các máy tính có quyền truy cập như nhau

- Tổng đường dây cần thiết ít hơn so với 2 kiểu trên

Hạn chế

- Chi phí thực hiện cao

- Đường dây phải khép kín,nếu bị ngắt ở nơi nào đó thì hệ thống sẽ bị ngưng.

- Các giao thức điều khiển truyền dữ liệu phức tạp.

3. Mạng hình sao STAR

- Bao gồm các thiết bị đầu cuối (terminator) được nối tập trung vào thiết bị trung tâm (Hub/Switch)

- Thiết bị trung tâm sẽ 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),xử lý quá trình trao đổi thông tin

Ưu điểm

- Lắp đặt đơn giản,dễ dàng bổ sung hay loại bỏ bớt máy tính

- Dễ dàng theo dõi và giải quyết sự cố

- Ít xảy ra va chậm,xung đột trên đường truyền

- Đạt tốc độ khá cao

- Có thể phù hợp với nhiều loại cáp khác nhau.

Hạn chế

- Khi thiết bị trung tâm không làm việc,toàn mạng cũng sẽ không làm việc

- Sử dụng nhiều cáp

- Khoảng cách hạn chế.

4. Ví dụ mô hình mạng LAN


III. Giao thức điều khiển truy cập đường truyền (MAC)

1. Kênh truyền đa truy cập (Multiple Access Links)

- Point – to – Point

- Broadcast

- Switched

2. Vấn đề truy cập trong mạng LAN

- Một kênh giao tiếp được chia sẻ

- Hai hay nhiều nút cùng truyền tin đồng thời sẽ dẫn đến giao thoa tín hiệu gây ra trạng thái lỗi

+ Chỉ cho phép một trạm truyền tín hiệu thành công tại một thời điểm

+ Cần có giao thức chia sẻ đường truyền chung giữa các nút trong mạng, gọi là giao thức điều khiển truy cập đường truyền (MAC Protocols)

3. MAC Protocols trong mô hình OSI

Tầng liên kết dữ liệu được chia làm 2 tầng con :

►Tầng điều khiển kênh truyền vật lý – Logical Links Control (LLC)

- Giao tiếp với tầng mạng

- Điều khiển lỗi và điều khiển luồng

- Dựa trên giao thức HDLC

- Cung cấp các loại dịch vụ: Unacknowledged connectionless service, Connection mode service, Acknowledged connectionless service

► Tầng điều khiển truy cập đường truyền – Media Access Control (MAC)

- Tập hợp dữ liệu thành khung cùng với trường địa chỉ nhận/gửi,chuỗi kiểm tra khung

- Phân tách dữ liệu khung nhận được với trường địa chỉ và thực hiện kiểm tra lỗi

- Điều khiển việc truy cập đường truyền: Một điều không có trong tầng liên kết dữ liệu truyền thống

- Cùng một tầng LLC có thể có nhiều tùy chọn cho tầng MAC

4. Giao thức điều khiển truy cập đường truyền

► Phương pháp chia kênh (Chanel Partitioning)

- Phân chia kênh truyền thành nhiều phần nhỏ (time slots,freequency,code)

- Cấp phát những phần nhỏ này cho các nút sử dụng một cách loại trừ nhau

► Phương pháp truy cập ngẫu nhiên (Random Access)

- Cho phép đụng độ

- Phục hồi lại từ đụng

► Phương pháp phân lượt (Taking Turns)

- Hợp tác chặt chẽ trong việc truy cập kênh truyền được chia sẻ để tránh đụng độ

4.1 Phương pháp chia kênh (Channel Partitioning)

- Đường truyền sẽ được chia thành nhiều kênh truyền

- Mỗi kênh truyền sẽ được cấp phát riêng cho một trạm

► Có ba phương pháp chia kênh chính:

- FDMA (Frequency Division Multiple Access)

- TDMA (Time Division Multiple Access)

- CDMA (Code Division Multiple Access)

4.2 Phương pháp truy cập đường truyền ngẫu nhiên (Random Access)

- Nếu một trạm cần gửi một khung

+ Nó sẽ gửi khung đó trên toàn bộ dải thông của kênh truyền

+ Không có sự phối hợp trình tự giữa các trạm

- Nếu có hơn hai trạm phát cùng một lúc ,”đụng độ” sẽ xảy ra,các khung đụng độ sẽ bị hư hại

- Giao thức truy cập đường truyền ngẫu nhiên xác định

+ Cách để phát hiện đụng độ

+ Cách để phục hồi sau đụng độ

 

4.3 Phương pháp phân lượt truy cập đường truyền

► Thăm dò:

- Trạm chủ sẽ mới các trạm con truyền đi đến lượt . Trạm chủ dành phần cho trạm con hoặc trạm con yêu cầu và được trạm chủ đáp ứng

- Vấn đề cần quan tâm : chi phí cho việc thăm dò,độ trễ do phải chờ được phân lượt quyền,hệ thống rối loạn khi trạm chủ gặp sự cố.

► Chuyển thẻ bài (Token Passing)

- Thẻ bài điều khiển sẽ được chuyển lần lượt từ trạm này qua trạm kia. Trạm nào có trong tay thẻ bài sẽ được quyền truyền,truyền xong phải chuyển thè bài qua trạm kế tiếp

- Vấn đề cần phải quan tâm: chi phí quản lý thẻ bài,độ trễ khi phải chờ thẻ bài,khó khăn khi thẻ bài bị mất


IV. Một số chuẩn mạng cục bộ IEEE

1. Chuẩn hóa mạng cục bộ

- IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)

+ Tổ chức đi tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hóa mạng cục bộ

+ Dự án IEEE 802 định nghĩa hàng loạt chuẩn thuộc họ IEEE 802.x

2. IEEE 802.x

- IEEE 802.1 Bridging (networking) and Network Management

- IEEE 802.2 LLC inactive

- IEEE 802.3 Ethernet

- IEEE 802.4 Token bus disbanded

- IEEE 802.5 Defines the MAC layer for a Token Ring inactive

- IEEE 802.6 MANs disbanded

- IEEE 802.7 Broadband LAN using Coaxial Cable disbanded

- IEEE 802.8 Fiber Optic TAG disbanded

- IEEE 802.9 Integrated Services LAN disbanded

- IEEE 802.10 Interoperable LAN Security disbanded

- IEEE 802.11 a/b/g/n Wireless LAN (WLAN) & Mesh (Wi-Fi certification)

- IEEE 802.12 100BaseVG disbanded

- IEEE 802.13 unused

- IEEE 802.15 Wireless PAN

- IEEE 802.23 Emergency Services Working Group New (March, 2010)

3. IEEE 802.3 : Ethernet

- Là tiền đề xây dựng hệ thống mạng LAN hoàn chỉnh sau này,với mỗi hệ thống mạng khác nhau ta có những kỹ thuật phù hợp

► Chuẩn công nghệ Ethernet

- Ethernet: (10 Mbps )

- Fast Ethernet: (100 Mbps)

- Gigabit Ethernet: (1Gbps)


LỜI KẾT

Như vậy là mình đã kết thúc phần Chương 5 : Mạng cục bộ LAN rồi. Hi vọng qua bài viết các bạn đã có thêm những kiến thức bổ ích

Nếu thấy hay thì hãy like và share giúp mình nhé .Chúc các bạn thành công.

Chương 1: Tổng quan mạng máy tính phần 1 - Tổng quan mạng máy tính phần 2

Chương 2: Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI

Chương 3: Mô hình TCP/IP và mạng Internet phần 1 - Mô hình TCP/IP và mạng Internet Phần 2

Chương 4: Phương tiện truyền dẫn và các thiết bị mạng – Mạng máy tính (Computer Network)

Chương 5: Chương 5: Mạng cục bộ LAN – Mạng máy tính(Computer Network)

Chương 6: Mạng diện rộng WAN – Mạng máy tính(Computer Network)

Chương 7: An toàn thông tin mạng máy tính – Computer Network

Close Menu