Đề tài : Thiết kế mạng máy tính - mạng cục bộ LAN pptx

Lời nói đầu
Bước vào thế kỷ 21 thời đại lấy công nghệ thông tin làm nòng cốt phát triển
các ngành kinh tế khác. Sự bùng nổ thông tin toàn cầu và kỹ thuật mạng
INTERNET phát triễn như vũ bão đã làm thay đổi suy nghĩ của nhiều nhà làm tin
học ở nước ta nói riêng và toàn cầu nói chung. Từ thuở sơ khai con người thấy việc
kết hợp một nhóm người lại thì làm việc có hiệu quả hơn rất nhiêù so với việc
phân tán và lẻ tẻ trong công việc , chính vì lẻ thiết thực đó mà mạng máy tính ra
đời.
Sù ra đời của mạng máy tính đã mang lại giá trị thực tiễn vô cùng to lớn
cho nhân loại thông qua việc giúp cho con người như được xích lại gần nhau
hơn, các thông tin quan trọng chuyển tải khai thác, xử lý kịp thời, trung thực
và chính xác. Với sự xuất hiện của mạng máy tính khoảng cách về địa lý,
không gian và thời gian
nh
được thu hẹp lại.

Việt Nam chính thức tham gia vào mạng máy tính INTERNET từ tháng 12
năm 1997 với tổng số 4 triệu máy điện thoại và 30 nghìn thuê bao INTERNET, đã
tạo điều kiện cho mạng máy tính phát triển mạnh mẻ hơn bao giờ hết. Nhận thấy
nhu cầu làm việc nhóm chia sẻ thông tin trong các cơ quan, nên em tập chung
nghiên cứu về đề tài này.
Do thời gian có hạn nên em không thể tránh khỏi thiếu sót, em rất mong được
sự góp ý của quý thầy cô.
Em xin cảm ơn khoa Điện tử_ viễn thông, đặc biệt là thầy giáo: Thái vinh Hiển ,
người đã giúp em hoàn thành cuấn đồ án tốt nghiệp này.
Hà nội, tháng 05 năm 2003.
Sinh viên
Trần văn Dũng
1

Phần I

TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH
CHƯƠNG 1
MẠNG MÁY TÍNH
1.1 Mạng máy tính là gì.
Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được kết nối với nhau bằng đường
truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó, nhằm mục đích trao đổi thông tin giữa các
máy tính.
Mạng máy tính sử dụng một số nguyên tắc căn bản để truyền.
- Đảm bảo không bị mất mát khi truyền.
- Thông tin phải được truyền nhanh chóng, kịp thời, chính xác.
- Các máy tính trong một mạng phải nhận biết được nhau.
- Cách đặt tên trong mạng, cũng nh cách thức xác định đường truyền trên mạng
phải tuân theo một chuẩn nhất định.
1.2 Phân loại mạng máy tính.
Người ta phân loại mạng khác nhau dựa trên các yếu tố sau.
Nguyên tắc phân chia tài nguyên trên mạng, khoảng cách về địa lý, kỹ thuật
chuyển mạch.
Nhìn chung tất cả các mạng máy tính đều có thành phần chức năng và đặc tính
nhất định đó là.
- Máy phục vụ (Server) cung cấp tài nguyên cho người sử dụng mạng.
- Máy khách (Client) truy cập tài nguyên dùng chung do máy phục vụ cung cấp.
- Phương tiện truyền dẫn.
- Dữ liệu dùng chung.
2
- Máy in và các thiết bị dùng chung khác.
Bất chấp những điểm tương đồng trên căn cứ vào nguyên tắc phân chia tài
nguyên mạng máy tính được chia thành hai mạng rõ rệt- mạng ngang hàng (pear –
to - pear) và mạng dựa trên máy phục vụ.
1.2.1.1 Mạng ngang hàng.
Ở mạng này mỗi máy tính có thể kiêm các vai trò máy phục vụ và máy khách.

Mạng ngang hàng cho phép các nhóm nhỏ người dùng dễ ràng dùng chung dữ liệu,
thiết bị ngoại vi và dễ cài đặt thiết bị rẻ tiền.
1.2.1.2 Mạng dựa trên máy phục vụ.
Mạng này lý tưởng nhất đối với các mạng dùng chung nhiều tài nguyên và dữ
liệu. Người quản trị mạng có nhiệm vụ giám sát hoạt động trên mạng và đảm bảo
sự duy trì an toàn trên mạng. Loại mạng này có thể có từ một máy phục vụ trở lên,
tuỳ thuộc vào lưu lượng và số lượng thiết bị ngoại vi.
Ngoài ra còn có loại mạng kết hợp các đặc tính ưu việt của cả hai loại mạng trên.
Loại mạng này thông dụng nhất nhưng đòi hỏi nhiều thời gian và công sức hoạch
định.
1.2.2 Phân loại theo khoảng cách địa lý.
Nếu lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố chính thì ta có mạng cục bộ, mạng đô thị,
mạng diện rộng, mạng toàn cầu.
- Mạng cục bộ gọi tắt là LAN (Local Area Network)- mạng này được cài đặt trong
phạm vi nhỏ với khoảng cách lớn nhất giữa các nút mạng là vài chục km.
- Mạng đô thị gọi tắt là MAN (Metropolitan Area Network)- mạng này được cài
đặt trong phạm vi 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) – mạng này có phạm vi có thể vượt
qua biên giới, quốc gia và thậm chí cả lục địa.
3
- Mạng toàn cầu GAN.
1.2.3 Phân loại theo kỷ thuật chuyển mạch.
Nếu lấy kỷ thuật chuyển mạch làm yếu tố chính thì ta sẽ có mạng chuyển mạch
kênh, mạng chuyển mạch gói, mạng chuyển mạch thông báo.
1.2.3.1. Mạng chuyển mạch kênh.
Đây là mạng mà giữa hai thực thễ muốn liên lạc với nhau, thì giữa chúng sẽ gây
ra một kênh cố định và dữ liệu được truyền đi qua kênh đó, kênh đó được duy trì
đến khi mét trong hai thực thể không liên lạc tiếp quá trình truyền dữ liệu của
chuyển mạch kênh gồm ba giai đoạn :

* Thiết lập đường truyền.
* Truyền dữ liệu.
* Huỷ bỏ kênh.
Hình 1.1 Mạng chuyển mạch kênh
Phương pháp này có nhược 2 điểm sau :
- Tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh cố định giửa hai thực thễ.
- Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao.Vì có lúc kênh bị huỷ bỏ không do
cả hai bên đều hết thông tin cần truyền này.Mạng điện thoại là một ví dụ điển hình
của mạng chuyển mạch kênh.
4
A
S2
S1
S3
S4
S5
S6
B
DATA
DATA3
1.2.3.2 Mạng chuyển mạch thông báo.
Thông báo (Message)- là một đơn vị thông tin của người sử dụng, có khuôn
dạng được quy định trước. Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông tin điều khiển
trong đó chỉ định rõ đích của thông báo. Căn cứ vào thông tin mà mỗi nút trung
gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp theo đường dẩn tới đích của nó. Mỗi
nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo để rồi sau
đó chuyển tiếp thông báo đi. Tuỳ thuộc vào điều kiện của mạng, các thông báo
khác nhau có thể gửi đi bằng các con đường khác nhau.

Hình 1.2 Mạng chuyển mạch thông báo
Mạng chuyển mạch thông báo thích hợp với dịch vụ thư điện tử (Electronic
Mail) hơn là 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.
Phương pháp chuyển mạch thông báo có những ưu điểm sau:
_ Hiệu xuất sử dụng đường truyền cao vì không chiếm dụng độc quyền mà được
phân chia giữa nhiều thực thể.
5
A
S2
S1
S3
S4
S5
B
MASSAGE
_ Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông báo cho tới khi kênh truyền rỗi mới gửi
thông báo đi. Do đó giảm được tình trạng tắc nghẽn của mạng.
_ Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông
báo.
_ Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng
bá (Broad Cast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều mục đích.
Bên cạnh những ưu điểm còn sự hạn chế về kích thước của thông báo, có thể dẫn
đến phí tổn lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian đáp và chất lượng
truyền đi
1.3.3.3 Mạng chuyển mạch gói .
Về cơ bản mạng chuyễn mạch gói và mạng chuyển mạch thông báo là gần giống
nhau. Điểm khác biệt là các gói được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút
mạng có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không cần lưu trữ tạm thời trên
đĩa (hình 1.3). Do đó mạng chuyển mạch gói chuyển các gói tin đi rất nhanh, bằng

nhiều con đường khác nhau và hiệu quả cao hơn mạng chuyển mạch thông báo.
Hình 1.3 Mạng chuyển mạch gói
Vấn đề khó khăn nhất của mạng loại này là việc tập hợp các gói tin để tạo
lại thông báo ban đầu của người sử dụng, đặc biệt biệt trong trường hợp các
gói tin truyền theo nhiều đường khác nhau.
6
s1
s2
s4
s5
s3
s6
b
a
1 2
3
4
4
1
4
2
1
1
2
2
4
3
3
4
2

3
1
2 3 4
M¹ng chuyÓn m¹ch gãi
CHƯƠNG 2
CẤU TRÚC MẠNG
2.1 Điểm - Điểm.
Kiểu cấu trúc điểm - điểm trong đó có các đường truyền nối từng cặp nút với
nhau. Khi mét tin báo được truyền từ một nút nguồn nào đấy tới sẽ được tiếp nhận
và lưu trữ đầy đủ ở các nút mạng trung gian cho đến khi đường truyền rỗi thì nó
được gửi tiếp đi. Cứ nh thế cho đến tận nút đích của tin báo đó. Do cách thức làm
việc này người ta gọi mạng này là mạng lưu–gửi tiếp ở (hình 2.1 ) dưới đây cho ta
thấy một số ví dụ về kiểu mạng điểm - điểm.
Hình 2.1 Một số kiểu dạng mạng điểm-điểm
(A) Hình sao (B) Chu trình (C) Hình cây (D) Đầy đủ
7
2.2 Kiểu Khuếch tán.
Đối với kiểu này tất cả các nút phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ
liệu được gửi đi từ một nút nào đó sẻ có thể được tiếp nhận bởi các nút còn lại, bởi
vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu đến mỗi nút căn cứ vào đó để kiểm tra thêm
dử liệu có phải dành cho mình không.
Hình 2.2 Một số dạng mạng kiểu quảng bá
Trong cấu trúc mạng BUS và vòng, cần một cơ chế trọng tài để giãi quyết các
đụng độ khi có nhiều nút muốn truyền thông tin đồng thời
Các mạng khuyếch tán có thể được chia ra làm hai loại (Tỉnh và động) tuỳ
thuộc vào việc cấp phát đường truyền
Một kiểu cấp phát tỉnh điển hình là chia thời gian thành các khoảng rời rạc, mà
dùng cơ chế tỉnh điển hình là chia thời gian thành các khoảng rời rạc, và dùng cơ
chế quay vòng để cấp phát đường truyền. Mỗi nút chỉ được phát tin đi tới cửa của
thời gian của nó. Tuy nhiên nếu nút được cấp phát đường truyền mà không có gì để

8
(a)
(b)
D¹ng BUS
D¹ng vßng
Mét sè d¹ng m¹ng
kiÓu qu¶ng b¸
truyền thì sẽ gây ra lãng phí vô Ých. Vì thế trong một số hệ thống người ta cố gắng
cung cấp phát động (cấp đường truyền theo yêu cầu) của kênh truyền cho các nút,
các phương pháp cấp phát động có thể tập trung hay phân tán.
Theo kiểu tập trung thì chỉ có một bộ phận duy nhất (nh trọng tài BUS chẳng
hạn) có quyền xác định ai được cấp phát bằng cách nhận các yêu cầu và quyết định
theo một giải pháp nào đấy. Còn kiểu phân tán thì không có bộ phận tập trung. Nh
thế mỗi nút sẽ tự quyết định quyền được truyền hay không và người ta đã thiết kế
được giải thuật để khắc phục những tình trạng hổn loạn tiềm năng khi trong một
khoảng thời gian một số nút yêu cầu truyền.
2.3 Kiến trúc mạng phân tầng và mô hình OSI.
2.3.1. Kiến trúc mạng phân tầng.
Phần lớn các loại máy hiện nay đều được phân tích thiết kế theo quan điểm
phân tầng. Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem nh là một cấu trúc đa tầng
trong đó mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước nó, số lượng các tầng cũng nh trên
và chức năng của mỗi tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế. Tuy nhiên trong hầu hết các
mạng mục đích các tầng là để cung cấp một số dịch vụ nhất định cho tầng cao hơn .
9
TÇng N
.
.
.
TÇng i +1
TÇng i

TÇng i-1
.
.
.
TÇng 1 TÇng 1
TÇng i-1
TÇng i
TÇng i +1
TÇng N
.
.
.
.
.
.
TÇng N
TÇng i +1
TÇng i
TÇng i-1
TÇng 1 TÇng 1
TÇng i-1
TÇng i
TÇng i +1
TÇng N
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
M«i tr êng truyÒn th«ng
H×nh 2.3 Minh ho¹ kiÕn tróc ph©n tÇng
2.3.2 Mô hình OSI.
Để xây dựng mô hình OSI, OSI cũng xuất phát từ kiến trúc phân tầng trình bầy
ở mục trên dựa trên nguyên tắc sau đây.
- Đễ đơn giản cần hạn chế số tầng.
- Tạo tương tác giữa các tầng sao cho các tương tác và mô tả các dịch vụ tối
thiểu.
- Chia các tầng sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt với nhau, và
các tầng ứng dụng các loại công nghệ khác nhau cũng được khác biệt.
- Chọn danh giới các tầng theo kinh nghiệm đã được chứng tỏ là thành công.
- Các chức năng được định vị sao cho có thể thiết kế lại tầng mà ảnh hưởng Ýt
nhất tới các tầng kế nó.
- Tạo danh giới các tầng sao cho có thể chuẩn hoá giao diện tương ứng.
- Tạo một tầng dữ liệu được xử lý một cách khác biệt.
- Cho phép thay đổi chức năng hoặc giao thức trong một tầng không làm ảnh
hưởng đến tầng khác.
- Mỗi tầng chỉ có các danh giới với các tầng kế trên hoặc dưới nó, các nguyên
tắc tương tự khi chia các tầng con.
- Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết.
- Tạo các tầng con để cho phép giao diện với các tầng kế cận.
- Cho phép huỷ bỏ các tầng con khi không cần thiết.
10
Hình 2.4 Mô hình OSI bảy tầng

• Tầng vật lý.
Tầng này có chức năng thực hiện việc kết nối các thành phần của mạng bằng liên
kết vật lý, nhằm đảm bảo cho việc truy nhập đường truyền và các chuỗi bit không
cấu trúc nên các đường truyền vật lý. Cung cấp các phương tiện điện, cơ, chức
năng, thủ tục để kích hoạt, duy trì và đình chỉ liên kết vật lý giữa các hệ thống.
• Tầng liên kết dữ liệu.
Nhiệm vụ của tầng này bao gồm.
- Định địa chỉ cho các thiết bị trên mạng.
- Điều khiển truy nhập đường truyền.
- Tính toán giá trị kiểm tra của từng frame trước khi truyền.
11
M«i tr êng truyÒn th«ng
C¸c ch ¬ng tr×nh øng dông C¸c ch ¬ng tr×nh øng dông
Application
Giao thøc tÇng 7
Prescntaim
Seesion
Transport
Network
Datalink
Physycal
Application
Prescntaim
Seesion
Transport
Network
Datalink
Physycal
Giao thøc tÇng 6
Giao thøc tÇng 5

Giao thøc tÇng 4
Giao thøc tÇng 3
Giao thøc tÇng 2
Giao thøc tÇng 1
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
- Truyền dữ liệu, truyền lại các frame bị mất và thất lạc.
- Khôi phục quá trình xử lý khi lỗi được phát hiện.
- Điều khiển lưu lượng để điều chỉnh khung được truyền.
• Tầng mạng.
Tầng mạng cung cấp các phương tiện để truyền các đơn vị dữ liệu qua mạng,
thậm chí qua một mạng của các mạng. Bởi vậy nó cần phải đáp ứng nhiều kiểu
mạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi mạng khác nhau. Hai chức năng thông
tầng mạng là chọn đường và chuyển tiếp dữ liệu.
• Tầng giao vận.
Tầng này là tầng cao nhất của nhóm các tầng thấp, mục đích của nó là cung cấp
các dịch vụ truyền dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể truyền thông ở bên dưới trở
nên trong suốt đối với các tầng cao. Nhiệm vụ của tầng giao vận rất phức tạp, nó

phải tính đến khả năng thích ứng với một phạm vi rất rộng các đặc trưng của mạng,
mạng có thể là có liên kết hoặc không liên kết, có thể có tin cậy hoặc chưa đảm bảo
tin cậy Nó phải biết được yêu cầu và chất lượng dịch vụ của người sử dụng, đồng
thời biết được khả năng cung cấp dịch vụ của mạng bên dưới.
• Tầng phiên.
Tầng này là tầng thấp nhất trong nhóm các tầng cao cụ thể là điều phối việc trao
đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách lập và giải phóng các phiên. Cung cấp các
điểm đồng bộ hoá đẻ kiểm soát việc trao đổi dữ liệu. Áp đặt các quy tắc cho các
tương tác giữa các ứng dụng của người sử dụng. Cung cấp cơ chế lấy lượt trong
quá trình trao đổi dữ liệu.
• Tầng trình diễn.
Mục đích của tầng này là đảm bảo các hệ thống cuối có thể truyền thông có kết
quả ngay cả khi chúng sử dụng các biểu diễn thông tin khác nhau.
12
- Cấu trúc và mã hoá các đơn vị dữ liệu của giao thức trình diễn dùng để truyền dữ
liệu và thông tin điều khiển.
- Các thủ tục để truyền dữ liệu và thông tin điều khiển giữa các thực thể trình diễn
của hai hệ thống mở.
- Liên kết giao thức trình diễn với các dịch vụ trình diễn và dịch vụ phiên.
• Tầng ứng dụng.
Tầng này có một số đặc điểm khác với các hệ thống mở và các tiến trình sử
dụng các AP sử dụng môi trường OSI để trao đổi dữ liệu trong quá trình thực hiện
của chúng. Tầng ứng dụng là tầng cao nhất trong mô hình OSI 7 tầng.
Tầng ứng dụng bao gồm các thực thể ứng dụng, các thực thể này dùng các giao
thức ứng dụng và các dịch vụ trình diễn để trao đổi thông tin. Các AE cung cấp cho
các AP các phương tiện cần thiết để truy nhập môi trường OSI. Tuy nhiên tầng ứng
dụng chủ yếu để giải quyết vấn đề ngữ nghĩa là không giải quyết vấn đề cú pháp
nh tầng trình diễn.
2.4 Một số phương pháp truy nhập đường truyền.
2.4.1 Phương pháp CSMA/CD.

Phương pháp truy nhập ngẫu nhiên này, được sử dụng cho TOPO dạng BUS.
Mọi trạm đều có thể truy nhập vào BUS chung (đa truy nhập ) một cách ngẫu nhiên
do vậy rất có thể dẫn đến xung đột (Hai hoặc nhiều hơn hai trạm đồng thời cùng
truyền dữ liệu ).
CSMA/CD là phương pháp cải tiến từ phương pháp CSMA hay còn gọi là LPT.
Một trạm cần truyền dữ liệu trước hết phải nghe xem đường truyền đang bận hay
rỗi, nếu rỗi thì truyền dữ liệu đi ngược lại, nếu đường truyền bận thì trạm phải thực
hiện theo mét trong 3 phương pháp sau.
- Trạm rút lui: chờ đợi trong một thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi lại bắt đầu nghe
đường truyền.
13
- Trạm tiếp tục nghe đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu đi với xác suất
bằng 1.
- Trạm tiếp tục nghe đến khi đường truyền rỗi thì truyền đi với xác suất P định
trước (0<p<1).
Rõ ràng là đối với phương pháp 1 có hiệu quả trong việc tránh xung đột vì hai
trạm cần truyền khi thấy đường truyền bận cùng rút lui và chờ đợi trong các khoảng
thời gian ngẫu nhiên khác nhau.
Nhược điểm của nó là có thể sinh ra thời gian “chết” của đường truyền sau mỗi
cuộc truyền ngược lại. Phương pháp hai cố gắng giảm thời gian chết bằng cách cho
phép một trạm có thể truyền ngay sau khi cuộc truyền kết thúc. Song không may
nếu lúc đó có hơn một trạm đang đợi thì khả năng xảy ra xung đột là rất cao.
Phương pháp 3 với giá trị phải lựa chọn hợp lý thì có thể tối thiểu hoá được khả
năng xung đột lẫn thời gian “chết” của đường truyền. Xảy ra xung đột thường là do
trễ truyền dẫn mấu chốt của vấn đề này là ở chỗ-vì các trạm chỉ nghe trước khi nói
(mà không nghe trong khi nói) nên thực tế có xung đột nhưng các trạm không hay
biết mà vẫn tiếp tục truyền dữ liệu đi, gây ra việc chiếm dụng đường truyền một
cách vô Ých.
Để có thể phát hiện xung đột CSMA/CD đã bổ xung thêm quy tắc.
- Khi một trạm đang truyền nó vẫn tiếp tục nghe đường truyền. Nếu phát hiện thấy

xung đột đường truyền thì nó ngưng ngay việc truyền nhưng vẫn 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 được sự xung đột đó. Sau đó trạm chờ đợi thêm một thời gian ngẫu
nhiên nào đó rồi thử truyền lại theo quy tắc của CSMA.
- Các phương pháp truy nhập có điều khiển chủ yếu dùng kỹ thuật chuyển thẻ bài
để cấp phát quyền truy nhập đường truyền.
14
KÕt cuèi(Terminal)
KÕt cuèi(Terminal)
§Çu nèi ch÷ T
(T-connecter)
M¸y tr¹m
(Workstation)
2.4.2 TOKEN BUS.
Nguyên lý của phương pháp này là đễ cung cấp phát quyền truy nhập đường
truyền cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu. Một thẻ bài được lưu chuyển
trên một vòng LOGIC thiết lập bỡi các trạm đó, khi một trạm nhận được thẻ bài thì
nó có thễ sử dụng đường truyền trong một thời gian xác định trước trong thời gian
đó nó có thể truyền một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu. Khi đã hết dữ liệu hoặc hết hạn
thời gian cho phép trạm phải chuyển thẻ bài tới trạm tiếp theo trong vòng LOGIC.


Hình 2.5 Vòng Logic trong mạnh BUS
Việc thiết lập vòng logic cụ thễ là phải thực hiện các công việc sau :
- Bỗ sung một trạm vào vòng logic.
- Loại bỏmột trạm khỏi vòng logic.
- Quản lý lỗi.
15
2.4.3 TOKEN RING.
Phương pháp này cũng dựa trên nguyên lý cấp phát thẻ bài, để cấp phát quyền

truy nhập đường truyền. Nhưng ở đây thẻ bài lưu chuyển có thể là theo vòng logic
hoặc lưu chuyển theo vòng vật lý.
Thứ tự vòng vật lý dựa trên cơ sở tất cả các trạm được kết nối vật lý trong Ring.
Không quan tâm tới việc chúng có tham gia vào chu trình truyền tin hay không.
Một trạm khi muốn truyền dữ liệu cho đến khi nhận được thẻ bài rỗi khi đó trạm
này sẽ đổi bit trạng thái rỗi thành bận và truyền một đơn vị dữ liệu cùng với thẻ bài
đi theo chiều quy định của vòng. Lúc đó sẽ không còn thẻ bài rỗi trên vòng nữa do
chiều quy định của vòng. Lúc đó sẽ không còn thẻ bài rỗi trên vòng nữa, do đó tất
cả các trạm muốn truyền dữ liệu phải đợi. Dữ liệu khi đến trạm đích sẽ được sao lại
rồi lại cùng với thẻ bài đi tiếp cho đến khi quay về nguồn. Trạm nguồn sẽ huỷ bỏ
đổi bit trạng thái bận thành trạng thái rỗi và cho lưu chuyển tiếp trên vòng để các
trạm khác có thễ nhận được quyền truyền dữ liệu.
16
R I N G
M a c I I
M a c I I
I B M C o m p a t i b l e
I B M C o m p a t i b l e

Hình 2.6 Token Ring
2.5 So sánh CSMA/CD Với các phương pháp dùng thẻ bài.
Độ phức tạp của phương pháp dùng thẻ bài lớn hơn nhiều so với phương pháp
CSMA/CD. Những công việc mà một trạm phải làm trong phương pháp
CSMA/CD đơn giãn hơn nhiều so với hai phương pháp dùng thẻ bài. Mặt khác
hiệu quả của các phương pháp dùng thẻ bài không cao trong điều kiện tải nhẹ. Một
trạm có thể phải đợi khá lâu mới đến lượt.Tuy nhiên ,các phương pháp dùng thẻ bài
cũn có những yêu điểm quan trọng. Đó là khả năng điều hoà lưu thông trong mạng,
hoặc bằng cách lập chế độ ưu tiên cấp phát thẻ bài cho các tạm cho trước.
17
CHƯƠNG III

MỘT SỐ VẤN ĐỀ QUAN TRỌNG CỦA MẠNG MÁY TÍNH
3.1. VẤN ĐỀ KIỂM SOÁT LỖI.
Dù trong một hệ thống có độ tin cậy cao hay thấp thì lỗi truyền tin vẫn là một
vấn đề không thể tránh khỏi. Lỗi truyền tin xuất hiện bởi nhiều nguyên nhân như
chất lượng đường truyền dẫn, thời tiết, khí hậu, tiếng ồn, nhiễu từ các hệ thống
khác Với các hệ thống không đòi hỏi độ tin cậy cao thì một số lỗi có thể chấp
nhận được. Nhưng hiện nay, hầu hết các hệ thống đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối thì
kiểm soát lỗi (Error Control) là vấn đề được quan tâm hàng đầu.Tìm cách định vị
và khắc phục lỗi ở mức tối đa, do đó việc kiểm tra,soát lỗi được các nhà thiết kế
mạng đưa ra hai phương pháp sau.
*Dùng mã dò lỗi cho phép phát hiện lỗi nhưng không định vị được và yêu cầu
bên phát truyền lại.
*Dùng mã sửa lỗi cho phép phát hiện lỗi, định vị được và điều này cho phép sửa
được lỗi mà không phải yêu cầu truyền lại.Có nhiều loại mã dò lỗi và kiểm soát lỗi,
mỗi phương pháp sẽ có cách dò tìm, phát hiện và sửa lỗi khác nhau.
Nguyên lý chung của tất cả các phương pháp sửa lỗi là thêm vào tập mã cần
truyền một tập bit kiểm tra (check bits) nào đó để bên nhận kiểm soát lỗi.
3.1.1. Phương pháp kiểm tra vòng CRC.
Phương pháp này còn gọi là phương pháp mã đa thức.Tên của phương pháp này
đã phần nào nói lên nội dung của nó. Thật vậy, với phương pháp này các bit trong
một thông báo sẽ được chuyển dịch quay vòng qua mét thanh ghi đồng thời có sử
dụng một đa thức đại thức sinh.
18
Một chuỗi bit nào đó có thể biểu diễn tương ứng với một đa thức. Các hệ số của
đa thức tương ứng với từng bit của chuỗi. Nếu xâu bit gồm n bit thì đa thức tương
ứng có bậc n-1 gồm có n số hạng từ x0 đến xn-1.
Ví dụ:
110010011 1.x8 + 1.x7 + 0.x6 + 0.x5 + 1.x4 + 0.x3 + 0.x2 + 1.x1 + 1.x0 = x8
+ x7 + x4 + x + 1.
Khi truyền một xâu bit để bên nhận có thể kiểm soát lỗi thì phải tìm một xâu bit

thích hợp để ghép vào xâu bit cần truyền đi. CRC thực hiện quá trình này như thế
nào.
* Chọn trước một đa thức sinh G(x) có hệ số cao nhất và thấp nhất đều bằng 1 (xâu
bit tương ứng với G(x) có bit cao nhất và thấp nhất bằng 1).
* Tập bit kiểm tra ghép vào phải thoả mãn điều kiện đa thức tương ứng với xâu
ghép (gồm xâu gốc và checksum) phải chia hết (modulo2) cho G(x)
* Khi nhận tin, để kiểm soát lỗi, phía thu lấy đa thức tương ứng với xâu bit nhận
được chia (modulo2) cho G(x). Nếu không chia hết thì có lỗi. Nếu chia hết thì
trường hợp này chưa xác định được.
Giải thuật tính checksum nh sau:
Ta chọn đa thức G(x) bậc n, xâu bit cần truyền tương ứng với đa thức M(x) bậc m.
<1> Thêm n bit 0 vào cuối xâu bit cần truyền, lúc này xâu ghép sẽ có m+n bit
tương ứng với đa thức x
n
M(x).
<2> chia (modulo2) xâu bit tương ứng với đa thức x
n
M(x) cho xâu bit ứng với đa
thức sinh G(x).
<3> Lấy số bị chia trong bước <2> trừ (Modulo2) cho số dư. Kết quả sẽ là xâu bit
cần truyền đi
-Ta nhận thầy rằng, nếu quá trình truyền đi không bị lỗi thì phía thu sẽ thu
xâu bit tương ứng với đa thức T(x). Rõ ràng T(x) chia hết cho G(x).
19
Nếu phía thu nhận được xâu bit có đa thức sinh tương ứng là T’(x)= T(x) +E(x).
Thì lúc đó,T’(x)/mod 2 G(x) =T(x)/mod 2 G(x)+E(x)/ mod 2 G(x)
= 0 +E(x)/mod 2G(x).
Nh vậy, phép chia cho kết quả khác 0 thì có nghĩa là quá trình truyền tin đã bị
lỗi. Phép chia cho kết quả bằng 0 thì chưa chắc quá trình truyền tin đã không bị lỗi
(vì trong nhiều trường hợp E(x) có thể bằng 0 hoặc có thể khác 0 và chia hết cho

G(x). E(x) trong trường hợp này gọi là đa thức lỗi. Mỗi bit 1 trong E(x) tương ứng
với một bit của xâu gốc đã bị đảo ngựơc,ta gọi là lỗi bit đơn.
+ Trường hợp lỗi bit đơn thì E(x)=x
i
với (i<m+n) thì i xác định vị trí của bit lỗi,
E(x) chứa 2 hoặc nhiều số hạng thì E(x) không thể nào chia hết (mod2) cho G(x)
được nên mọi lỗi đơn đều được phát hiện.
+ Nếu có hai lỗi bit đơn cách nhau, lúc đó.
E(x)= x
i
+x
j
với (i>j), thì ta có thể viết : E(x) =x
j
(x
i-j
+1)
Để phát hiện lỗi kép này thì ta phải chọn G(x) sao cho x
j
và x
i-j
không chia hết cho
G(x).
+ Nếu có một số lẻ bit lỗi thì ta phải chọn G(x) có thừa số (x+1) thì có thể phát hiện
mọi lỗi.
+ Nếu có lỗi nhóm (một nhóm bit có bit đầu và bit cuối bị lỗi) thì nếu chọn đa thức
sinh bậc n thì mỗi lỗi nhóm có độ dài <= r đều được phát hiện được.
Ngày nay, có 3 đa thức sinh được xem nh là chuẩn quốc tế
CRT-12= x
12

+x
11
+x
3
+x
2
+x+1.
CRC-16=x
16
+x
12
+x
5
+1.
CRC-CCITT=x
16
+x
12
+x
5
+1.
3.1.2. Phương pháp kiểm tra chẵn lẻ.
20
Nội dung phương pháp này nh sau.Mỗi xâu bit biễu diễn một ký tự cần truyền đi
được thêm vào một bit (gọi là bit parity). Bit này có giá trị là 0 nếu số lượng các bit
1 trong xâu là chẳn, bit này bằng 1 nếu số lượng các bit 1 trong xâu là lẻ.
Ví dô:
Xâu truyền đi là 11001 b bit parity có giá trị là 1.
101011101 bit parity có giá trị là 0.
Phương pháp kiểm tra chẵn lẻ đơn giản nhất là VRC, phương pháp này tuy đơn

giản nhưng không định vị được lỗi, nghĩa là nó không thể sữa được lỗi mà chỉ phát
hiện và yêu cầu bên phát truyền đi. Đồng thời, phương pháp này chỉ phát hiện lỗi
đơn mà không thể phát hiện nếu hai bit trong cùng một xâu bị lỗi.
Để khắc phục nhược điểm trên thì người ta dùng thêm phương pháp LCR. LCR
kiểm tra bit parity cho từng khối các ký tự. Kết hợp đồng thời cả hai phương pháp
sẽ cho phép kiểm soát lỗi theo cả hai chiều, nâng cao hiệu quả đáng kể so với việc
dùng từng phương phát riêng lẻ.
Bạn muốn hiểu rõ thêm về các phương pháp kiểm soát lỗi thì đọc thêm trong các
giáo trình truyền số liệu.
3.2 Kiểm soát luồng dữ liệu.
Còng nh quá trình kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu cũng là vấn đề được các
nhà thiết kế mạng rất quan tâm. Đặc biệt là do nguyên nhân sau đây.
Quá trình dữ liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khả năng và chiến lược cấp
phát tài nguyên của mạng.
Trong thực tế thì khả năng tài nguyên của mạng là có hạn, việc cấp phát tài
nguyên lại quá tĩnh không thích nghi với trạng thái động của mạng thì sẽ dẫn đến
tình trạng các PDU dồn về một mạng nào đó làm tắt nghẽn giao thông. Đồng thời
một số trạm thì lưu lượng dữ liệu qua nó quá thấp, gây lãng phí.
Chính vì vậy mà phải có cơ chế kiếm soát luồng dữ liệu cho toàn mạng.
21
3.2.1. Phương pháp thông thường.
3.2.1.1 Phương pháp giới hạn tải chung của mạng.
Nguyên lý của phương pháp này là duy trì tổng số PDU được lưu chuyển trong
mạng luôn luôn nhỏ hơn một giá trị ngưỡng cho phép nào đó. Giá trị ngưỡng này
phụ thuộc vào tài nguyên của từng mạng và quá trình hoạt động của mạng. Để làm
được điều đó, mỗi mạng phải tạo cho mình N vé, mỗi PDU muốn vào mạng thì
phải có “vé”. Vé chính là một thẻ bài hay là một vùng thông tin điều khiển gắn vào
PDU. Khi khởi tạo mạng người quản trị mạng sẽ căn cứ vào khả năng thực tế của
mạng mà phân chia vé cho mỗi trạm. Mỗi trạm chỉ được phép dùng đúng số vé
mình được cấp.

Tuy nhiên, mạng luôn ở trạng thái động nên cần phải có một giao thức điều tiết
vé, nghiã là các trạm thừa sẽ cung cấp vé cho các trạm thiếu.
Các vé này sẽ được quản lý chặt chẽ thông qua cơ chế cửa sổ, mỗi thời điểm chỉ
cho một số PDU nhất định đi qua.
Nhược điểm .
Phương pháp này rất khó khăn trong việc xác định mức ngưỡng cho phép, việc
điều tiết vé theo lưu lượng của mạng sẽ làm cho phần mềm của mạng sẽ rất phức
tạp. Ngoài ra, việc trùng lập hay mất vé cũng là một vấn đề phải được xử lý.
3.2.1.2 Phương pháp phân tán chức năng kiểm soát cho các trạm trên mạng.
Tuỳ thuộc vào khả năng tài nguyên cục bộ của từng trạm mà các trạm tự kiểm
soát luồng dữ liệu đi qua. Để tránh được hiện tượng ùn tắc giao thông tại các trạm,
tài nguyên dùng để chuyển một PDU sẽ được cấp phát trước. Việc cấp phát này
được thực hiện thông qua các liên kết lôgic giữa các thực thể truyền thông theo mô
hình OSI.
Ưu nhược điểm.
22
Phương pháp này khắc phục nhược điểm của phương pháp trên nhưng phương
tiện tài nguyên khá đắt vì thường phải cấp phát trội lên để nâng cao thông lượng
truyền.
3.2.2 Trong giao thức chuẩn ISO, quá trình kiểm soát luồng dữ liệu diễn ra
như sau.
Quá trình kiểm soát luồng dữ liệu thường diễn ra ở tầng mạng và tầng giao vận
3.2.2.1 Tầng mạng.
Tầng mạng sử dụng giao thức X25 PLP, kiểm soát luồng dữ liệu được thực hiện
theo cơ chế cửa sổ. Kích thước ngầm định của cửa sổ là 2 nhưng ta có thể thay đổi
thành 7 hay 127 thông qua thủ tục phụ.
Kiểm soát luồng dữ liệu thực hiện ở cả hai chiều từ DTE đến DCE và ngược lại.
Các tham sè P(S) và P(R) tương tự như tham sè N(R) và N(S) trong HDLC. P(S)
chỉ số thứ tự của gói tin, P(R) chỉ số hiệu gói tin đang chờ để nhận. Chính vì vậy,
P(R) chính là vé thông hành cho phép nhận dịch chuyển cửa sổ tương ứng.

3.2.2.2 Tầng giao vận.
Đối với tầng giao vận thì giao thức chuẩn cho tầng này được chia làm 5 líp nh
chúng tôi đã đề cập. Thủ tục kiểm soát luồng dữ liệu được cài đặt trong líp 2,3 và 4.
Các TPDU mang dữ liệu DT được đánh số thứ tự và một giá trị tín dụng gởi đi
trong giai đoạn thiết lập liên kết thông qua CR hay CC. Giá trị của thẻ tín dụng
chính là số lượng các TPDU dữ liệu tối đa được truyền đi.
3.3. Độ tin cậy .
3.3.1. Định nghĩa.
Độ tin cậy của mạng là xác xuất mà một hay một thành phần của nó đạt hiệu suất
làm việc trong một khoảng thời gian cho trước dưới những điều kiện xác định.
23
+ Xác xuất chính là công cụ dùng để đánh hiệu suất hoạt động và mô tả sự cố khi
một số thiết bị của mạng bị sự cố tại những thời điểm khác nhau.
+ Hiệu suất chính là các tính năng kỹ thuật của hệ thống nh tỷ suất lỗi, thông lượng,
độ trẻ.
+ Thời gian là một yếu tố quan trọng vì ta phải xác định trước xác suất một hệ
thống ở trạng thái hoạt động tại thời điểm nhất định khi ta muốn hệ thống.
+ Điều kiện làm việc bao gồm các yếu tố nh vị trí địa lý của hệ thống, các tác
động của môi trường.
Ta có thể đánh giá độ tin cậy thông qua độ kết nối. Một mạng có độ tin cậy cao
là mạng kết nối có độ dư thừa về đường truyền hoặc thiết bị. Khi có sự cố một số
đường truyền hay một mạng nút mạng thì vẫn hoạt động bình thường.
Hiện nay, với ứng dụng của lý thuyết xác suất, người ta có thể đánh giá độ tin
cậy thông qua các phép đo các thông số như- hàm đo độ tin cậy, hàm đo độ sẵn,
thời gian trung bình gặp sự cố, thời gian trung bình để sữa và thời gian trung bình
giữa các sự cố.
3.3.2. Phương pháp nâng cao độ tin cậy.
Ta có thể nâng cao độ tin cậy của mạng bằng cách phân tán các thiết bị điều
khiển và giảm thiểu số lượng các thiết bị mạng đang hoạt động, tạo ra độ dư thừa
về đường truyền và nút mạng. Mạng vòng là mạng hay bị sự cố thì ta vẫn có thể

khắc phục bằng hai kỹ thuật cơ bản- kỷ thuật vòng tránh sự cố và sự tuần tự khắc
phục.
3.4. An toàn và an ninh trên mạng.
Việc kết nối mạng nhằm mục đích cho nhiều người sử dụng cùng chia sẻ các tài
nguyên thông tin.
Trên môi trường phức tạp có nhiều người sử dụng phân tán về mặt địa lý nên việc
an toàn thông tin trên mạng là cần thiết để tránh sự xâm phạm và mất mát dữ liệu.
24
Với một số dữ liệu sẽ gây ra những hậu quả khôn lường về vi phạm tài nguyên và
được chia làm hai loại- thụ động và chủ động.
Vi phạm thụ động chỉ là việc nắm bắt thông tin, biết được gởi người nhận và các
thuộc tính của dữ liệu. Vi phạm này không làm sai lệch, huỷ hoại nội dung và
luồng thông tin trao đổi trên mạng. Vi phạm này rất khó phát hiện nhưng có thể
ngăn chặn được.
Vi phạm chủ động là loại vi phạm có thể làm biến đổi, xoá bỏ, sai lệch, làm trễ
hay thay đổi trật tự các gói thông tin. Ngoài ra, có thể có các gói tin nào đó chèn
vào mạng nội dung xấu. Vi phạm này rất dễ phát hiện nhưng lại khó ngăn chặn.
Kẻ vi phạm luôn quan tâm đến vấn đề săn lùng thông tin, chúng có thể thâm
nhập vào bất cứ lúc nào mà thông tin kẻ vi phạm cần đi qua hay đang được lưu trữ.
Điểm thâm nhập có thể trên đường truyền, trên máy chủ hay có thể trên các thiết bị
nh hub, router Ngoài ra còn có thể bị thâm nhập qua các thiết bị ngoại vi nh - bàn
phím, màn hình. Hiện nay các kẻ vi phạm còn có thiết bị hiện đại có thể thu các tia
phát xạ từ các thiết bị mạng giải mã chúng, hay có thể sử dụng các tia bức xạ tác
động lên máy gây lỗi và các sự cố đối với các thiết bị mạng.
Với những kẻ phá hoại có đủ kỷ sảo và thời gian, chúng có khả năng để phá hoại
vì an toàn vẫn là vấn đề mà người thiết kế và quản trị mạng luôn luôn phải trăn trở.
Cho dù hệ thống bảo vệ có chắc chắn đến đâu đi nữa thì đến một lúc nào cũng có
thể bị phá vỡ.
Mọi vấn đề đều có tính tương đối, nên giải pháp an toàn cũng có tính chất tương
đối. Hiện nay, người ta thường sử dụng đồng thời nhiều mức bảo vệ khác nhau, chủ

yếu là bảo vệ thông tin cất giữ trong các server của mạng.
Các lớp bảo vệ nh sau.
+ Lớp bảo vệ ngoài cũng thường gọi là tường lửa. Đó là một hệ thống có thể phần
cứng, phần mềm hay cả cứng và mềm. Hệ thống này dùng để bảo vệ từ xa một máy
25