Đồ án Tìm hiểu mô hình mạng văn phòng, công ty, mạng khu vực và mạng thương mại điện tử

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

LỜI MỞ ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới không ngừng của khoa học kỹ thuật công nghệ, nhiều

lĩnh vực đã và đang phát triển vượt bậc đặc biệt là lĩnh vực công nghệ thông tin.

Thành công lớn nhất có thể kể đến là sự ra đời của chiếc máy tính. Máy tính

được coi là một phương tiện trợ giúp đắc lực cho con người trong nhiều công

việc đặc biệt là công tác quản lý. Mạng máy tính được sinh từ nhu cầu muốn

chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Máy tính cá nhân là công cụ tuyệt vời giúp tạo dữ

liệu, bảng tính, hình ảnh, và nhiều dạng thông tin khác, nhưng không cho phép

chia sẻ dữ liệu bạn đã tạo nên. Nếu không có hệ thống mạng, dữ liệu phải được

in ra giấy thì người khác mới có thể hiệu chỉnh và sử dụng được hoặc chỉ có thể

sao chép lên đĩa mềm và mang đến chép vào máy người khác. Nếu người khác

thực hiện thay đổi đó thì không thể hợp nhất các thay đổi đó. Phương thức làm

việc như vậy được gọi là làm việc độc lập. Nếu người làm việc ở môi trường độc

lập nối máy tính của mình với máy tính của nhiều người khác, thì ta có thể sử

dụng trên các máy tính khác và cả máy in. Mạng máy tính được các tổ chức sử

dụng chủ yếu để chia sẻ, dùng chung tài nguyên và cho phép giao tiếp trực tuyến

bao gồm gởi và nhận thông điệp hay thư điện tử, giao dich buôn bán trên mạng,

tìm kiếm thông tin trên mạng. Một số doanh nghiệp đầu tư vào mạng máy tính

để chuẩn hoá các ứng dụng chẳng hạn như: chương trình xử lý văn bản, để bảo

đảm rằng mọi người sử dụng cùng phiên bản của phần mềm ứng dụng dễ dàng

hơn cho công việc. Các doanh nghiệp và tổ chức cũng nhận thấy sự thuận lợi

của E_mail và các chương trình lập lịch biểu. Nhà quản lý có thể sử dụng các

chương trình tiện ích để giao tiếp, truyền thông nhanh chóng và hiệu quả với rất

nhiều người, cũng như để tổ chức sắp xếp toàn công ty dễ dàng. Chính vì những

vai trò rất quan trọng của mạng máy tính vơi nhu cầu của cuộc sống con người,

bằng những kiến thức đã được học ở trường chúng em đã chọn đề tài Tìm hiểu

mô hình mạng văn phòng, công ty, mạng khu vực và mạng thương mại điện

tử. Nhưng do thời gian và kiến thức có hạn nên bài viết còn hạn chế, rất mong

được sự góp ý của các thầy cô giáo và chung em xin chân thành cảm ơn các thầy

cô giao đã tận tình giúp đỡ để chúng em hoàn thành đồ án này.

Trang 3

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Mục Lục

Chương 1: Một số khái niện về mạng máy tính

1.1 Giới thiệu sự phát triển của mạng

1.2 Mạng máy tính là gì ?

1.3 Tại sao phải dùng mạng ?

1.4 Phân loại mạng

1.4.1 Phân loại theo phạm vi địa lý

1.4.2 Phân biệt theo phương pháp chuyển mạch

1.4.2.1 Mạng chuyển mạch kênh (circuit - switched network )

1.4.2.2 Mạng chuyển mạch bản tin (Message switched network)

1.4.2.3 Mạng chuyển mạch gói

Chương 2: Các mô hình trong mạng LAN.

2.1 Kiến thức cơ bản về LAN

2.2 Các kỹ thuật mạng cục bộ

2.2.1 Cấu trúc tôpô của mạng cục bộ

2.2.1.1 Mạng dạng sao (Star topology)

2.2.1.2 Mạng dạng tuyến tính (Bus topology)

2.2.1.3 Mạng dạng vòng (Ring topology)

2.2.1.4 Mạng dạng kết hợp

2.2.2 Đường truyền vật lý

2.2.3 Hệ thống cáp mạng dùng cho LAN

2.2.3.1 Cáp xoắn

2.2.3.2 Cáp đồng trục

2.2.3.3 Cáp sợi quang.

2.2.4 Phương pháp truy cập đường truyền vật lý.

2.2.4.1 Phương thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access Width

Collision Detection).

2.2.4.2 Phương thức truyền thẻ bày (Token Bus ).

2.2.4.3 Phương thức truyền vòng thẻ bày ( Ring Bus).

2.2.4.4 Phương thức FDDI.

2.2.5 Các thiết bị dùng để kết nối LAN.

Trang 4

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

2.2.5.1 Hub - Bộ tập trung.

2.2.5.2 Bridge – Cầu.

2.2.5.3 Switch - Bộ chuyển mạch.

2.2.5.4 Router - Bộ định tuyến.

2.2.5.5 Repeater - Bộ lặp tín hiệu.

2.2.5.6 Layer 3 Switch - Bộ chuyển mạch có định tuyến.

2.2.6 Các kỹ thuật chyển mạch trong LAN.

2.2.6.1 Phân đoạn mạng trong LAN.

2.2.6.1.1 Mục đích của phân đoạn mạng.

2.2.6.1.2 Phân đoạn mạng bằng Repeater.

2.2.6.1.3 Phân đoạn mạng bằng Bridge.

2.2.6.1.4 Phân đoạn mạng bằng Router.

2.2.6.1.5 Phân đoạn mạng bằng Switch.

2.2.6.2 Các chế độ chuyển mạch.

2.2.6.2.1 Chuyển mạch lưu và chuyển.

2.2.6.2.2 Chuyển mạch ngay.

Chương 3: Thiết kế mạng LAN

3.1 Mô hình cơ bản

3.1.1 Mô hình phân cấp

3.2 Các yêu cầu thiết kế

3.3 Các bước thiết kế

3.3.1 Phân tích yêu cầu

3.3.2 Lựa chọn phần cứng

3.3.3 Lựa chọn phần mềm

Chương 4 Hoạch định và lắp đặt

4.1 Xây dựng mạng LAN trong mô hình một tòa nhà

4.1.1 Trong hệ thống bao gồm

4.1.2 Phân tích yêu cầu

4.2 Thiết kế hệ thống

4.2.1 Hệ thống chuyển mạch và định tuyến trung tâm của LAN

4.2.2 Hệ thống cáp

4.3 Card mạng

Trang 5

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

4.3.1 Vai trò của card mạng

4.3.2 Các cấu trúc của card mạng

4.4 Quản lý và cấp phát địa chỉ IP

4.5 Sử dụng hệ điều hành

4.6 Xây dựng hệ thống tường lửa kết nối với Internet

Chương 5 Internet và thương mại điện tử

5.1 Thương mại điện tử

5.2 Internet là gì ?

5.2.1 Giao thức TCP/IP

5.2.2 Thư tín điện tử

5.2.3 Dịch vụ truyền tệp FTP

5.2.4 Dịch vụ Archive

5.2.5 Dịch vụ truy cập từ xa

5.2.6 Dịch vụ Telnet

5.2.7 Dịch vụ Gopher

5.2.8 Dịch vụ mạng người sử dụng

5.2.9 Dịch vụ WWW

Tài liệu tham khảo:

• Mạng căn bản - NXB thống kê - biên dịch: VN - GUIDE

• Mạng máy tính và các hệ thống mở - Nguyễn Thúc Hải

Trang 6

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Chương 1 Một số khái niệm về mạng máy tính

1.1 Giới thiệu sự phát triển của mạng

Mạng máy tính được phát sinh do nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ

liệu. Máy tính cá nhân là một công cụ tuyệt vời giúp tạo dữ liệu, bảng tính, hình

ảnh và nhiều dạng thông tin khác nhau, nhưng không cho phép bạn nhanh chóng

chia sẻ dữ liệu bạn đã tạo nên. Nếu không có hệ thống mạng, dữ liệu chỉ có thể

chép ra đĩa mềm để mang đến một máy khác.

Từ năm 1960 đã xuất hiện các mạng xử lý trong đó các trạm cuối

(terminal) thụ động được nối vào một máy xử lý trung tâm. Máy xử lý trung tâm

làm tất cả mọi việc, từ quản lý các thủ tục nhập xuất dữ liệu, quản lý sự đồng bộ

của các trạm cuối ..... cho đến việc xử lý các ngắt từ các trạm cuối.... Để nhận

nhiệm vụ của máy xử lý trung tâm, người ta thêm vào các tiền xử lý để nối thành

mạng truyền tin, trong đó các thiết bị tập trung và dồn kênh dùng để tập trung

trên một đường truyền các tín hiệu gửi tới từ trạm cuối. Sự khác nhau giữa hai

thiết bị này là bộ dồn kênh có khả năng truyền song song các thông tin do các

trạm cuối gửi tới, còn bộ tập trung không có khả năng đó nên phải dùng bộ nhớ

đệm để lưu trữ tạm thời các thông tin.

Từ đầu những năm 70 máy tính đã được nối với nhau trực tiếp để tạo thành

một mạng máy tính nhằm chia sẻ tài nguyên và tăng độ tin cậy.

Cũng trong những năm 70 bắt đầu xuất hiện khái niệm mạng truyền thông,

trong đó các thành phần chính của nó là các nút mạng, được gọi là các bộ truyển

mạch dùng để hướng thông tin đến các đích của nó. Các nút mạng được nối với

nhau bằng đường truyền còn các máy tính xử lý thông tin của người sử dụng

hoặc các trạm cuối được nối trực tiếp vào các nút mạng để khi cần thì trao đổi

thông tin qua mạng. Bản thân các nút mạng thường cũng là các máy tính nên có

thể đồng thời đóng cả vai trò máy của người xử dụng.

1.2 Khái niệm về mạng máy tính

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính và các thiết bị ngoại vi được kết

nối với nhau bằng cáp sao cho chúng có thể dùng chung dữ liệu.

1.3 Tại sao phải dùng mạng

Các tổ chức sử dụng mạng chủ yếu để chia sẻ, dùng chung tài nguyên và cho

phép giao tiếp trực tuyến. Tài nguyên gồm có dữ liệu, chương trình ứng dụng và

Trang 7

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

các thiết bị ngoại vi như ổ đĩa ngoài, máy in, modem, cần điều khiển.......Giao

tiếp trực tuyến bao gồm gửi và nhận thông điệp hoặc thư điện tử.

1.4 Phân loại mạng

1.4.1 Phân loại theo phạm vi địa lý

Mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) : là mạng được lắp đặt trong

phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10 Km.

Mạng đô thị MAN ( Metropolitan Area Network) : Là mạng được cài đặt

trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính

khoảng 100 Km trở lại.

Mạng diện rộng WAN ( Wide Area Network ) : Phạm vi của mạng có thể

vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả châu lục.

Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network ) : Là mạng được thiết lập trên

phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất.

1.4.2 Phân biệt theo phương pháp chuyển mạch ( truyền dữ liệu )

1.4.2.1 Mạng chuyển mạch kênh ( circuit - switched network )

Trong trong trường hợp này khi có hai trạm cần trao đổi thông tin với nhau

thì giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh (circuit) cố định và duy trì cho đến

khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường

cố định ( hình 1).

Data2

Data3

Data1

S2

S4

S1

S

6

A

B

S

5

S

3

Hình 1. Mạng chuyển mạch kênh

Trang 8

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhưng hiệu xuất

xử dụng đường truyền thấp vì có lúc kênh bị bỏ không do cả hai bên đều hết

thông tin cần truyền trong khi các trạm khác không được phép sử dụng kênh

truyền này và phải tiêu tốn thời gian thiết lập con đường (kênh) cố định giữa 2

trạm.

Mạng điện thoại là ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh.

1.4.2.2 Mạng chuyển mạch bản tin ( Message switched network)

Thông tin cần truyền được cấu trúc theo một phân dạng đặc biệt gọi là bản

tin. Trên bản tin có ghi địa chỉ nơi nhận, các nút mạng căn cứ vào địa chỉ nơi

nhận để chuyển bản tin tới đích . Tuỳ thuộc vào điều khiện về mạng, các thông

tin khác nhau có thể được gửi đi theo các con đường khác nhau

Ưu điểm :

 Hiệu xuất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền

mà được phân chia giữa các trạm

 Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch bản tin) có thể lưu dữ thông báo cho

đến khi kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi, do đó giảm được tình trạng tắc

nghẽn mạng.

 Có điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông

báo.

 Có thể tăng hiệu xuất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ

quảng bá để gửi thông báo đồng thời đến nhiều đích.

Nhược điểm :

Phương pháp chuyển mạch bản tin là không hạn chế kích thước của các

thông báo, làm cho phí tổn lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian đáp

ứng và chất lượng truyền đi. Mạng chuyển mạch bản tin thích hợp với các dịch

vụ thông tin kiểu thư điện tử hơn là với các áp dụng có tính thời gian thực vì tồn

tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi nút.

1.4.2.3 Mạng chuyển mạch gói

Trang 9

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Phương pháp này mỗi thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là

các gói tin (pachet) có khuôn dạng quy định trước. Mối gói tin cũng chứa các

thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và đích (người nhận)

của gói tin. Các gói tin về một thông báo nào đó có thể được gửi đi qua mạng để

đến đích bằng nhiều con đường khác nhau. Căn cứ vào số thứ tự các gói tin

được tái tạo thành thông tin ban đầu.

Phương pháp chuyển mach bản tin và phương pháp chuyển mạch gói là gần

giống nhau. Điểm khác biệt là các gói tin được giới hạn kích thước tối đa sao

cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ thông tin trong bộ nhớ mà không cần phải

lưu trữ tạm thời trên đĩa. Nên mạng chuyển mạch gói truyền các gói tin qua

mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn so với chuyển mạch bản tin.

Trang 10

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Chương 2. Các mô hình mạng trong LAN

2.1 Kiến thức cơ bản về LAN

Mạng cục bộ (LAN) là hệ truyền thông tốc độ cao được thiết kế để kết nối

các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với nhau trong

một vực địa lý nhỏ như ở một tầng của một 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 thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng

dùng chung những tài nguyên quan trọng như máy in, ổ đĩa CD-ROM, các phần

mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trước khi phát triển công

nghệ LAN các máy tính hoạt động độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các

chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng hiệu quả của chúng tăng lên gấp đôi.

2.2 Các kỹ thuật mạng cục bộ

2.2.1 Cấu trúc tôpô của mạng cục bộ

Cấu trúc tôpô (network topology) của LAN là kiến trúc hình học thể hiện

cách bố trí các đường cáp, xắp xếp các máy tính để kết nối thành mạng hoàn

chỉnh....Hầu hết các mạng LAN ngày nay đều được thiết kế để hoạt động dựa

trên một cấu trúc mạng định trước. Điển hình và sử dụng nhiều nhất là cấu trúc :

dạng sao, dạng tuyến tính, dạng vòng cùng với những cấu trúc kết hợp của

chúng.

2.2.1.1 Mạng dạng sao (Star topology)

Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút. Các nút này là các

trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Bộ kết nối trung tâm

của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng ( hình 2).

Hình 2. Cấu trúc mạng sao

Trang 11

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung bằng cáp,

giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không cần thông

qua trục bus, nên tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng.

Mô hình kết nối dạng sao này đã trở lên hết sức phổ biến. Với việc sử dụng

các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể được mở rộng bằng cách

tổ chức nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng trong việc quản lý và vận hành.

Ưu điểm :

 Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở

một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.

 Cấu trúc mạng đơn giản và các giải thuật toán ổn định.

 Mạng có thể dễ dạng mở rộng hoặc thu hẹp.

 Dễ dàng kiểm soát nỗi, khắc phục sự cố. Đặc biệt do sử dụng kêt nối điểm

- điểm nên tận dụng được tối đa tốc độ của đường truyền vật lý.

Nhược điểm :

 Khả năng mở rộng của toàn mạng phục thuộc vào khả năng của

trung tâm.

 Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.

 Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến

trung tâm.

 Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong

vòng 100m với công nghệ hiện tai).

2.2.1.2 Mạng dạng tuyến (Bus topology)

Thực hiện theo cách bố trí ngang hàng, các máy tính và các thiết bị khác.

Các nút đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển

tải tín hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này.

Ở hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và

dữ liệu khi truyền đi đều mang theo địa chỉ nơi đến.

terminator

Trang 12

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Hình 3. Cấu trúc mạng hình tuyến

Ưu điểm :

 Loại cấu trúc mạng này dùng dây cáp ít nhất.

 Lắp đặt đơn giản và giá thành rẻ.

Nhược điểm :

 Sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn.

 Khi có sự cố hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, lỗi trên đường

dây cũng làm cho toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động. Cấu trúc này ngày nay ít

được sử dụng.

2.2.1.3 Mạng dạng vòng (Ring topology)

Mạng dạng này bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế

làm thành một vòng tròn khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một vòng nào đó.

Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút mà thôi. Dữ

liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.

Ưu điểm:

 Mạng dạng vòng có thuận lợi có thể mở rộng ra xa, tổng đườn dây cần

thiết ít hơn so với hai kiểu trên.

 Mỗi trạm có thể đạt được tốc độ tối đa khi truy nhập.

Nhược điểm : Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì

toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.

Trang 13

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Hình 4. Cấu hình mạng vòng

2.2.1.4 Mạng dạng kết hợp

Là mạng kết hợp dạng sao và tuyến ( star/bus topology) : Cấu hình mạng

dạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ

thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus

Topology. Ưu điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc

ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình

dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tương thích dễ

dàng đối với bất kỳ toà nhà nào.

Kết hợp cấu hình sao và vòng (Star/Ring Topology). Cấu hình dạng kết hợp

Star/Ring Topology, có một thẻ bài liên lạc được chuyển vòng quanh một cái bộ

tập trung.

2.2.2 Các phương pháp truy cập đường truyền

Khi được cài đặt vào trong mạng, các trạm này tuân theo quy tắc định trước

để có thể sử dụng đường truyền, đó là phương thức truy nhập. Phương thức truy

nhập được định nghĩa là các thủ tục đều hướng trạm làm thế nào và lúc nào có

thể thâm nhập vào đường dây cáp để gửi hay nhận các gói thông tin

2.2.2.1 Phương thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access Width

Collision Detection)

Phương thức này thường dùng cho mạng có cấu trúc hình tuyến, các máy

trạm cùng chia sẻ một kênh truyền chung, các trạm đều có cơ hội thâm nhập

đường truyền như nhau (Multiple Access).

Tuy nhiên tại một thời điểm thì chỉ có một đường truyền dữ liệu mà thôi.

Trước khi truyền dữ liệu, mỗi trạm phải lắng nghe đường truyền để chắc chắn

đường truyền rỗi ( Carrier Sense).

Trang 14

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Trong trường hợp hai trạm thực hiện việc truyền dữ liệu đồng thời, xung đột

dữ liệu sẽ xảy ra, các trạm tham ra phải phát hiện được sự xung đột và thông báo

với các trạm khác gây ra xung đột (Collision Detection), đồng thời các trạm phải

ngừng thâm nhập, chời đợi lần sau trong khoảng thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi

mới tiếp tục truyền.

Khi lưu lượng các gói tin cần di chuyển trên mạng quá cao, thì việc xung đột

có thể xảy ra với số lượng lớn hơn dẫn đến làm chậm tốc độ truyền tin của hệ

thống.

2.2.2.2 Phương thức truyền thẻ bài (Token Bus )

Nguyên lý hoạt động của phương pháp này là : để cấp phát quyền truy nhập

đường truyền của các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu, một thẻ bài được lưu

chuyển trên vòng tròn logic thiết lập bởi các trạm đó. Khi một trạm nhận thẻ bà

thì nó có quyền sử dụng đường truyền trong một thời gian xác định. Trong thời

gian đó nó có thể truyền một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu. Khi đã hết dữ liệu hoặc

hết thời gian cho phép, trạm phải chuyển thẻ bài đến trạm tiếp theo trong vòng

logic. Như vậy, công việc đầu tiên là thiết lập vòng logic ( hay còn gọi là vòng

ảo) bao gồm các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu được 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 được biết địa chỉ của các trạm kề trước và sau nó. Thứ tự của các trạm

trên vòng logic có thể độc lập với thứ tự vật lý. Các trạm không hoặc chưa có

nhu cầu truyền dữ liệu thì không được đưa vào vòng logic mà chúng chỉ có thể

nhận dữ liệu.

A

B

C

D

bus

G

E

H

F

đường truyền vật lý

vòng logic

Trang 15

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Hình 4. Cấu trúc mạng vòng logic

Việc thiết lập vòng logic trong chương trình là không khó, nhưng việc duy

trì nó theo trạng thái thực tế của mạng mới là khó. Ta phải thực hiện các bước

sau:

 Bổ xung một trạm vào mạng logic : Các trạm nằm ngoài vòng logic cần

được xem xét định kỳ để nếu có nhu cầu truyền dữ liệu thì bổ sung vào vòng

logic.

 Loại bỏ một trạm khỏi vòng logic : Khi một trạm không còn nhu cầu

truyền dữ liệu cần loại nó ra khỏi vòng logic để tối ưu hoá việc điều khiển truy

nhập bằng thẻ bài.

 Quản lý lỗi : Một số lỗi có thể xảy ra, chẳng hạn trùng địa chỉ hoặc đứt

vòng .

 Khởi tạo vòng logic : Khi cài đặt mạng hoặc sau khi đứt vòng cần phải

khởi tạo lại vòng.

Các giải thuật cho các chức năng trên được khuyến nghị như sau:

 Để thực hiện bổ sung trạm vào vòng logic, mỗi trạm có trách nhiệm định

kỳ tạo cơ hội cho các trạm mới nhập, vào vòng. Khi chuyển thẻ bài đi, trạm sẽ

gửi theo một thông báo tìm trạm đứng sau để mời các trạm gửi yêu cầu nhập

vòng. Nếu trong một thời gian xác định trước mà không có yêu cầu nào thì trạm

sẽ chuyển thẻ đến trạm kề sau nó như thường lệ. Nếu có yêu cầu thì trạm gửi thẻ

bài sẽ ghi nhận trạm yêu cầu trở thành trạm đứng kế sau nó và chuyển thẻ bài

mới này. Nếu có hơn một trạm yêu cầu nhập vòng thì trạm giữ thẻ bài sẽ phải

lựa chọn một giải thuật nào đó.

 Việc loại bỏ trạm ra khỏi vòng logic đơn giản hơn nhiều. Một trạm muốn

ra khởi vòng sẽ đợi đến khi nhận được thẻ bài sẽ gửi thông báo nối trạm đứng

sau tới trạm kề trước nó yêu cầu trạm này nối trực tiếp với trạm kề sau nó.

 Việc quản lý lỗi ở một trạm gửi thẻ bài phải giải quyết nhiều tình huống

bất ngờ. Chẳng hạn, trạm đó nhận được tín hiệu cho thấy đã có trạm khác có thẻ

bài. Lập tức nó phải chuyển sang trạng thái nghe. Hoặc sau khi kết thúc truyền

dữ liệu, trạm phải chuyển thẻ bài đến trạm kế sau nó và tiếp tục nghe xem trạm

kề sau đó có hoạt động hay không. Trường hợp trạm kề sau nó bị hư hỏng thì

Trang 16

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

phải tìm cách để vượt qua nút hỏng đó, cố gắng tìm được trạm hoạt động để gửi

thẻ bài tới.

 Việc khởi tạo vòng logic được thực hiện khi một hoặc nhiều trạm phát

hiện bằng bus không hoạt động trong một thời gian vượt qua một giá trị ngưỡng

(time-out) cho trước - thẻ bài đã bị mất. Có nhiều nguyên nhân, chẳng hạn mạng

bị mất nguồn hoặc trạm giữ thẻ bài bị hỏng. Lúc đó trạm phát hiện sẽ gửi đi

thông báo yêu cầu thẻ bài tới một trạm được chỉ định trước có trách nhiệm sinh

thẻ bài mới và chuyển đi theo vòng logic.

2.2.2.3 Phương thức truyền vòng thẻ bài (Token Ring)

Phương pháp này cũng dựa trên nguyên tắc dùng thẻ bày để cấp phát quyền

truy nhập đường truyền. Nhưng ở đây thẻ bài lưu chuyển theo vòng vật lý chứ

không cần lập vòng logic như đối với phương pháp Token Bus.

Thẻ bài là đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bít đặc biệt biểu diễn

trạmg thái sử dụng của nó (bận hoặc rỗi). Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải

đợi đến khi nhận được một thẻ bài "rỗi". Khi đó trạm sẽ đổi bít trạng thái của thẻ

bài thành "bật" và truyền một đơn vị dữ liệu với thẻ bài đi theo chiều của vòng.

Lúc này không còn thẻ bài rỗi trên vòng, do đó các trạm có dữ liệu cần chuyển

cũng phải đợi. Dữ liệu đến trạm đích sẽ được sao lại, sau đó cùng thẻ bài đi tiếp

cùng với thẻ bài về trạm nguồn. Trạm nguồn sẽ xoá bỏ dư liệu và đổi bít trạng

thái trở về rỗi và cho lưu chuyển tiếp trên vòng để các trạm khác có thể nhận

được quyền truyền dữ liệu. Quá trình mô tả trên được minh hoạ trong ( hình 5).

D

Busy token

data

Tree token

A

C

A

C

đích

Nguồn

B

D

C

A

data

đích

Nguồn

Trang 17

B

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Hình 5 hoạt động của phương pháp Token Ring

Sự quay trở về của nguồn dữ liệu và thẻ bài nhằm tạo một cơ chế báo nhận

tự nhiên : trạm đích có thể gửi vào đơn vị dữ liệu (phần header) các thông tin về

kết quả tiếp nhận dữ liệu của mình. Các thông tín đó có thể là :

 Trạm đích không tồn tại hoặc không hoạt động.

 Là trạm đích tồn tại nhưng không được sao chép.

 Dữ liệu đã được tiếp nhận.

 Có lỗi xảy ra.

Phương pháp này giải quyết hai vấn đề có thể dẫn đến phá vỡ hệ thống. Một

việc là mất thẻ bài làm cho trên vòng không còn thẻ bài lưu chuyển nữa. Hai là

một thẻ bài lưu chuyển không dừng trên vòng tròn. Có thể có nhiều giải pháp

khác nhau cho hai vấn đề này. Sau đây là một giải pháp được đề nghị :

 Đối với vấn đề mất thể bài, có thể quy định trước một trạm điều khiển chủ

động (active monitor). Trạm này sẽ phát hiện tình trạng mất thẻ bài bằng cách

dùng cơ chế ngưỡng thời gian (time out) và phục hồi bằng cách phát đi một thẻ

bài rỗi mới.

 Đối với thẻ bài bận lưu chuyển không dừng, trạm monitor sử dụng một bít

trên thẻ bài (gọi là monitor bít) để đánh dấu (đặt giá trị 1) khi gặp một thẻ bài

bận đi qua nó. Nếu nó gặp lại một thẻ bài bận với bít đã đánh dấu đó thì có nghĩa

là trạm nguồn đã không nhận lại được đơn vị dữ liệu của mình và thẻ bài bận cứ

quay vòng mãi. Lúc đó, trạm monitor sẽ đổi bít trạng thái của thẻ bài thành rỗi

và chuyển tiếp tren vòng. Các trạm còn lại trên vòng sẽ có vai trò bị động: chúng

theo dõi phát hiện tình trạnh sự cố của trạm monitor chủ động và thay thế vai trò

đó. Cần có một giải thuật để chọn trạm thay thế cho trạm monitor hỏng

2.2.2.4 Phương thức FDDI

FDDI là kỹ thuật dùng trong các mạng cấu trúc vòng, di chuyển thẻ bài tốc

độ cao bằng phương tiện cáp sợi quang.

FDDI sử dụng hệ thống chuyển thẻ bài trong cơ chế vòng kép. Lưu thông

trên mạng FDDI bao gồm hai luồng giống nhau theo hai hướng ngược nhau.

Trang 18

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

FDDI thường được dùng với mạng trục trên đó những mạng LAN công xuất

thấp có thể nối vào. Các mạng LAN đò hỏi tốc độ truyền dữ liệu cao dải thông

lớn có thể sử dụng FDDI.

Hình 6. Cấu trúc mạng dạng vòng của FDDI

2.2.3 Hệ thống cáp mạng dùng cho LAN

2.2.3.1 Cáp xoắn

Đây là loại cáp gồm 2 đường dây bằng đồng được xoắn vào nhau làm giảm

nhiễu điện từ gây ra bởi môi trường xung quanh và giữa chúng với nhau. Hiện

nay có 2 loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại (STP-Shield Twisted Pair) và cáp

không bọc kim loại (UTP-Unshield Twisted Pair).

Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống nhiễu

điện từ, có loại có một đôi dây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôi dây xoắn

vào nhau.

Cáp không bọc kim loại (UTP) : tính tương tự như STP nhưng kém hơn về

khả năng chống nhiễm từ và suy hao vì không có vỏ bọc.

STP và UTP có 2 loại (Category-Cat) thường dùng:

 Loại 1 và 2 (Cat1 & Cat2) : thường ding cho truyền thoại và những đường

truyền tốc độ thấp (nhỏ hơn 4Mb/s).

 Loại 3 (Cat3) : Tốc độ truyền dữ liệu khoảng 16Mb/s, nó là chuẩn hầu hết

cho các mạng điện thoại.

Trang 19

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

 Loại 4 (Cat4) : Thích hợp cho đường truyền 20Mb/s.

 Loại 5 (Cat5) : Thích hợp cho đường truyền 100Mb/s.

 Loại 6 (Cat6) : Thích hợp cho đường truyền 300Mb/s.

Đây là loại cáp rẻ , dễ lắp đặt tuy nhiên nó dễ bị ảnh hưởng của môi trường.

2.2.3.2 Cáp đồng trục

Cáp đồng trục có 2 đường dây dẫn và chúng có cùng 1 trục chung , 1 dây

dẫn trung tâm (thường là dây đồng cứng) đường dây còn lại tạo thành đường

ống bao xung quanh dây dẫn trung tâm ( dây dẫn này có thể là dây bện kim loại

và vì nó có chức năng chống nhiễm từ nên còn gọi là lớp bọc kim). Giữa 2 dây

dẫn trên có 1 lớp cách ly, và bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp.

Cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác ( như cáp

xoắn đôi) do ít bị ảnh hưởng của môI trường. Các mạng cục bộ sử dụng cáp

đồng trục có thể có kích thước trong phạm vi vài ngàn mét, cáp đồng trục được

sử dụng nhiều trong các mạng dạng đường thẳng.

Hai loại cáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và cáp đồng trục

dày. Đường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch và dày là 0,5 inch. Cả hai loại

cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trục mỏng có độ hao suy tín

hiệu lớn hơn.

Hiện nay có cáp đồng trục sau :

 RG -58,50 ôm: dùng cho mạng Ethernet

 RG - 59,75 ôm: dùng cho truyền hình cáp

Các mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5 - 10Mbps, cáp

đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác vì nó có lớp vỏ bọc

bên ngoài, độ dài thông thường của một đoạn cáp nối trong mạng là 200m,

thường sử dụng cho dạng Bus.

2.2.3.3 Cáp sợi quang

Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm (là một hoặc một bó sợi thuỷ

tinh có thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc có tác dụng phản

xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu. Bên ngoài cùng là lớp vở

Trang 20

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

plastic để bảo vệ cáp. Cáp sợi quang không truyền dẫn được các tin hiệu điện mà

chỉ truyền các tín hiệu quang và khi nhận chúng sẽ lại chuyển đổi trở lại thành

các tín hiệu điện. Cáp quang có đường kính từ 8.3 - 100 micron, do đường kính

lõi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khó khăn cho việc đấu nối, nó cần

công nghệ đặc biết với kĩ thuật cao và chi phí cao.

Dải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách

đi cáp khá xa do độ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp. Ngoài ra vì cáp sợi quang

không dùng tín hiệu điện từ để truyền dữ liệu nên nó hoàn toàn không bị ảnh

hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền không bị phát hiện và thu trộn bằng

các thiết bị điện tử của người khác.

Nhược điểm của cáp quang là khó lắp đặt và giá thanh cao, nhưng nhìn

chung cáp quang thích hợp cho mọi mạng hiện nay và sau này.

Các loại cáp Cáp xoắn

Cáp đồng

Cáp đồng trục Cáp quang

cặp

trục mỏng

dầy

Chi tiết

Bằng đồng,

Bằng đồng, 2 Bằng đồng, 2 Thuỷ tinh 2

co 4 cặp dây dây, đường

dây, đường

kình 10mm

500m

sợi

(loại 3,4,5)

kính 5mm

185m

Chiều dài

đoạn tối đa

100m

1000m

Số đầu nối

tối đa trên

một đoạn

Chạy

10Mbps

Chạy 100

2

30

100

2

Được

Mbps

Chống nhiễu Tốt

Tốt

Bảo mật

Trung bình

Hoàn toàn

độ tin cậy

Tôt

Trung bình

Khó

Khắc phục

lỗi

Tốt

Không tốt

Tốt

Quản lý

Dễ dàng

Khó

Trung bình

Cao

Chi phí cho Rất thấp

Thấp

Trung bình

một trạm

Trang 21

ĐỒ ÁN THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

2.2.4 Các thiết bị dùng để kết nối mạng LAN

2.2.4.1 HUB-Bộ tập trung

Hub là 1 trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN , đây là điểm kết

nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông

qua hub. Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó

người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao.

Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy

tính và các thiết bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ 1 bộ kết nối dùng cặp dây xoắn

10BASET từ mỗi trạm của mạng.

Khi tín hiệu được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trên khắp

các cổng khác của hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho

phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub.

Nếu phân loại theo phần cứng thì có 3 loại hub:

 Hub đơn (stand alone hub)

 Hub modun (modular hub) Rất phổ biến cho các hệ thống mạng

vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức năng quản lý,

modular có từ 4 tới 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun

Ethernet 10BASET.

 Hub phân tầng (stackable hub) là lý tưởng cho những cơ quan

muốn đầu tư tối thiểu ban đầu nhưng lại có kế hoạch phát triển

sau này.

Phân loại theo khả năng ta có 2 loại:

 Hub bị động (Passive hub) : hub bị động không chứa các linh

kiện điện tử và cũng không sử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức

năng duy nhất là tổ hợp tín hiệu từ 1 số đoạn cáp mạng.

 Hub chủ động (Active hub): có các linh kiện điện tử có thể

khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị

mạng. Quá trình sử lý dữ liệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm

cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng

cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Ưu điểm của hub chủ động

Trang 22