Mạng máy tính - Chương 4 pdf

70

Chơng 4

Thiết bị mạng và các kỹ thuật mới
Mặc dù mỗi mạng máy tính cục bộ LAN là duy nhất, nhng có nhiều khía cạnh
thiết kế phổ dụng cho tất cả các LAN. Ví dụ, hầu hết các LAN đều theo cùng chuẩn và
sử dụng các thành phần giống nhau. Chơng này trình bày thông tin liên quan đến
các thành phần của Ethernet LAN và các thiết bị phổ dụng.
Ngày nay có một số các kết nối mạng máy tính diện rộng khả dụng. Chúng phân bố
từ quay số cho đến truy xuất băng rộng và khác nhau về băng thông, chi phí và trang
thiết bị yêu cầu. Chơng này trình bày thông tin liên quan đến các loại kết nối WAN
khác nhau.
4.1 Cáp LAN
4.1.1 Lớp vật lý của LAN
Các ký hiệu khác nhau đợc dùng để mô tả các loại đờng truyền nh đợc thể hiện
trên hình 4.1. Token Ring đợc biểu diễn bằng một vòng tròn. FDDI đợc biểu diễn
bằng hai vòng tròn đồng tâm và Ethernet đợc biểu diễn bằng một đờng thẳng. Các
kết nối serial đợc biểu diễn bằng dấu chớp.
Mỗi mạng máy tính đều có thể đợc xây dựng bằng nhiều loại đờng truyền khác
nhau. Chức năng của đờng truyền là mang luồng thông tin xuyên qua LAN. Các
wireless LAN dùng không khí hay khoảng không gian nh môi trờng truyền. Môi
trờng mạng khác giữ các tín hiệu mạng trong cáp hay sợi. Đờng truyền lập mạng
đợc xem nh thành phần thuộc lớp 1 hay lớp vật lý của LAN.
Mỗi loại đờng truyền đều có các u điểm và khuyết điểm. Một số các u và khuyết
có thể so sánh là:
Chiều dài,
Chi phí,
Dễ dàng lắp đặt,
Tính nhạy cảm đối với xuyên nhiễu.
Cáp đồng trục, cáp sợi quang và ngay cả không gian tự do đều có thể mang tín hiệu

mạng. Tuy nhiên, môi trờng truyền sẽ đợc nghiên cứu là cáp UTP chủng loại Cat 5
bao gồm cả họ cáp Cat 5e.
Có nhiều topo cho LAN cũng nh có nhiều đờng truyền vật lý khác nhau.
71


Hình 4.1. Đờng truyền.
4.1.2 Ethernet trong khuôn viên trờng học (mạng campus)
Ethernet là một công nghệ LAN đợc dùng rộng rãi nhất. Ethernet đợc thực hiện
lần đầu tiên bởi Digital, Intel và Xerox, gọi tắt là DIX. DIX tạo ra và hiện thực đặc tả
Ethernet LAN đầu tiên, nó đợc sử dụng nh là nền tảng cho đặc tả IEEE 802.3, đợc
công bố vào năm 1980. Sau đó, IEEE mở rộng 802.3 thành ba ủy ban mới là 802.3
(Fast Ethernet), 802.3z (Gigabit Ethernet qua sợi quang) và 802.3ab (Gigabit
Ethernet qua UTP).
Các nhu cầu mạng bắt buộc nâng cấp đến một trong các công nghệ Ethernet nhanh.
Hầu hết các mạng Ethernet đều hỗ trợ tốc độ 10Mbps và 1000Mbps.
Thế hệ multimedia mới cũng nh công nghệ ảnh và các sản phẩm cơ sở dữ liệu có
thể nhanh chóng làm tràn ngập một mạng chạy Ethernet truyền thống tốc độ 10 và
100Mbps. Những ngời quản trị mạng có thể cân nhắc cung ứng Gigabit Ethernet từ
backbone đến đầu cuối user. Chi phí lắp đặt cáp mới và các thiết bị thích nghi có thể
tạo nên rào cản dẫn đến điều này. Gigabit Ethernet cho đến từng máy đơn không phải
là một tiêu chuẩn vào thời gian này.
Nhìn chung, các công nghệ Ethernet có thể đợc dùng trong một mạng campus theo
một vài cách khác nhau:
Một Ethernet tốc độ 10 Mbps có thể đợc dùng tại mức user để cung
cấp phẩm chất tốt. Các client hay server yêu cầu nhiều băng thông
hơn có thể dùng 100 Mbps Ethernet.
Fast Ethernet đợc dùng nh là liên kết giữa user và thiết bị mạng.
Nó có thể hỗ trợ một tập hợp tất cả các lu lợng từ mỗi đoạn
Ethernet.

Để tăng cờng phẩm chất clien - serven xuyên qua mạng campus và
tránh các cổ chai, Fast Ethernet có thể đợc dùng để kết nối các
server của doanh nghiệp.
Fast Ethernet hay Gigabit Ethernet, nh có thể cung cấp, nên đợc
thực hiện giữa các thiết bị backbone.





72


Bảng 4.1. Mạng Ethernet trong campus.


Hiện thực
Ethernet
10BASE-T
Hiện thực
Fast Ethernet
Hiện thực
Gigabit Ethernet

Mức user (End -
user level: thiết bị
đầu cuối user đến
thiết bị nhóm)
Cung cấp kết
nối cho các ứng

dụng qui mô từ
thấp đến trung
bình
Cho các máy PC
cấu hình mạnh
truy xuất đến
server với tốc độ
100Mbps
Không phổ
dụng tại mức này
Mức nhóm
(workgroup level:
thiết bị nhóm đến
backbone).
Không phổ
dụng ở mức này
Cung cấp kết
nối giữa đầu cuối
user và các nhóm.
Cung cấp kết nối
từ nhóm đến
backbone. Cung
cấp kết nối từ khối
server đến lớp
backbone
Cung cấp kết
nối chất lợng cao
đến khối server
của doanh nghiệp
Mức backbone Không phổ

dụng ở mức này
Cung cấp kết
nối từ khối server
của nhóm đến
backbone
Cung cấp
backbone tốc độ
cao và kết nối thiết
bị mạng.

4.1.3
Nhu cầu đờng truyền Ethernet và bộ nối

Trớc khi chọn một phơng án triển khai Ethernet, xem xét các nhu cầu về đờng
truyền và bộ nối cho mỗi phơng án. Cũng cân nhắc mức phẩm chất mà mạng cần.
Các đặc tả cáp và thiết bị nối đợc dùng để hỗ trợ các phơng án triển khai
Ethernet đợc lấy từ tổ chức tiêu chuẩn EIA/TIA. Các chủng loại cáp đợc định nghĩa
cho Ethernet đợc dẫn ra từ EIA/TIA-568 (SP-2840) CBTWS (Commercial Building
Telecommunications Wiring Standards).
Điều lu ý quan trọng là sự khác nhau về đờng truyền đợc dùng cho 10 Mbps
Ethernet, ngợc với 100 Mbps Ethernet. Các mạng có phối hợp lu lợng 10 và
100Mbps dùng UTP Cat 5 để hỗ trợ Fast Ethernet.
4.1.4
Môi trờng kết nối

Bộ nối RJ (regitered jack) và jack là phổ biến nhất. Bộ nối RJ-45 đợc thảo luận chi
tiết hơn trong phần kế tiếp.
Trong một vài trờng hợp loại nối trên một card giao tiếp mạng (NIC) không phù
hợp với đờng truyền mà nó cần nối vào. Một giao tiếp có thể tồn tại cho bộ nối AUI
(Attachment Unit Interface) 15 chân. Bộ nối AUI cho phép kết nối với loại đờng

truyền khác đợc dùng với một transceiver thích hợp. Một transceiver là một bộ thích
nghi nhằm chuyển đổi một loại kết nối đờng truyền này sang loại kết nối đờng
truyền khác. Thông thờng, một transceiver chuyển đổi một AUI sang bộ nối RJ-45,
73

bộ nối cáp đồng trục hay bộ nối sợi quang. Trên 10 BASE 5 Ethernet, hay Thicknet,
một cáp ngắn đợc dùng để nối AUI với một transceiver trên cáp chính.
4.1.5
Thực hiện UTP

EIA/TIA chỉ định bộ nối RJ-45 cho cáp UTP. Các chữ RJ là viết tắt cho registered
jack và số 45 đề cập đến tuần tự nối dây. Đầu RJ-45 kết nối với 8 dây có màu. Bốn dây
mạng điện thế và đợc xem nh tip (T1 đến T4). Bốn dây còn lại tiếp đất đợc gọi là
ring (R1 đến R4). Tip và ring là các thuật ngữ có nguồn gốc từ thuở ban đầu của kỹ
thuật điện thoại. Ngày nay, các thuật ngữ này đợc gọi là dây dơng và dây âm trong
một đôi dây. Các dây trong đôi đầu tiên của cáp hay trong một bộ nối đợc gán là T1
và R1. Đôi dây thứ hai là T2 và R2 và cứ thế.
Đầu nối RJ-45 là thành phần male, đợc kết vào một đầu của cáp. Khi nhìn đầu nối
male này từ phía trớc, các vị trí chân đợc đánh số từ trái sang phải là 8 đến 1 (Hình
4.2).

Hình 4.2. Đầu nối RJ-45.

Hình 4.3. RJ-45 jack.
Jack là thành phần female trong một thiết bị mạng, lỗ cắm tờng hay patch panel.
Hình 4.3 trình bày các kết nối phía sau của jack nơi cáp Ethernet UTP kết nối vào.
Vì điện chạy qua giữa bộ nối và jack, nên thứ tự của dây phải tuân theo tiêu chuẩn
EIA/TIA-T568-A hay T568-B. Nhân điện đúng chủng loại cáp để dùng cho một thiết bị
nối bằng cách xác định chuẩn nào đang đợc dùng bởi jack trên thiết bị mạng. Ngoài
ra để nhận diện đúng chủng loại cáp EIA/TIA cần xác định phải dùng cáp thẳng

(straight - through) hay cáp chéo (crossover).
74

Nếu các đầu nối RJ-45 của cáp đợc giữ cùng chiều thì màu của các dây sẽ xuất
hiện. Nếu thứ tự của màu dây là giống nhau tại đầu cuối thì cáp là cáp thẳng. Với cáp
chéo, các đầu nối RJ-45 trên cả hai đầu cho thấy vài dây trên một phía là chéo so với
phía kia của cáp. Hình 4.3 cho thấy chân 1 và 2 trên một đầu lần lợt kết nối đến
chân 3 và chân 6 của đầu kia.
Dùng cáp thẳng cho các kết nối sau:
Nối switch đến router.
Nối switch đến PC hay server.
Nối hub đến PC hay server.
Dùng cáp chéo cho các kết nối sau:
Nối switch đến switch
Nối switch đến hub
Nối hub đến hub
Nối router đến router
Nối PC đến PC
Nối router đến PC.
4.1.6
Các repeater

Thuật ngữ repeater đã có từ những ngày đầu của hoạt động truyền thông đờng
dài. Thuật ngữ mô tả công việc khi một ngời ở trên một ngọn đồi lặp lại tín hiệu mà
họ vừa nhận đợc từ một ngời trên ngọn đồi phía trớc. Quá trình này cứ lặp lại cho
đến khi thông điệp đợc chuyển tới đích. Truyền thông telegraph, telephone,
microwave và quang dùng các repeater để tăng cờng tín hiệu đợc truyền qua các cự
ly xa. Một repeater tiếp thu một tín hiệu, tái sinh nó và chuyển đi. Nó có thể tái sinh
và định thời lại cho các tín hiệu mạng tại mức bit để cho phép các tín hiệu này di
chuyển đợc xa hơn trên đờng truyền. Luật bốn repeater cho 10Mbps Ethernet sẽ

đợc dùng nh là một tiêu chuẩn để mở rộng các segment của LAN. Luật này quy
định rằng không đợc phép có nhiều hơn bốn repeater giữa các host trên một LAN.
Luật này đợc dùng để hạn chế độ tăng trễ bởi mỗi repeater đối với frame chạy qua
chúng. Quá trễ trên LAN sẽ làm gia tăng số lợng xung đột sau đó và khiến cho hiệu
suất LAN giảm sút.

Repeater Repeater RepeaterRepeater

Hình 4.4. Repeater.
4.1.7
Hub

Hub thực sự là các repeater đa port. Trong nhiều trờng hợp, sự khác biệt giữ hai
loại thiết bị này chính là số port mà mỗi chúng cung cấp. Trong khi một repeater tiêu
biểu chỉ có hai port, một hub thờng có từ bốn đến hai mơi bốn port. Các hub đợc
dùng phổ biến trong các mạng Ethernet 10BASE-T hay 100BASE-T, mặc dù cũng có
các kiến trúc mạng khác cũng sử dụng chúng.
75

Sử dụng hub thay đổi topo mạng từ bus thẳng, ở đó mỗi thiết bị đợc gắn trực tiếp
vào trong bus, sang mạng sao (star). Đối với hub, số liệu đi qua cáp đến port đợc lặp
lại trên tất cả các port khác ngoại trừ port mà số liệu này đến hub.
Hub xuất hiện ở ba loại cơ bản:
Thụ động (Passive): Một passive hub phục vụ chỉ với vai trò là một
điểm kết nối vật lý. Nó không thao tác hay nhận biết lu lợng đi qua
nó. Nó không khuyếch đại hay làm sạch tín hiệu này. Một passive hub
chỉ đợc dùng để chia sẻ đờng truyền vật lý. Nh vậy, passive hub
không cần nguồn cung cấp điện.
Tích cực (Active): Một active hub phải đợc cung cấp nguồn điện bởi
nó cần năng lợng để khuyếch đại tín hiệu trớc khi chuyển ra các

port khác.
Thông minh (Intelligent): Các hub thông minh đôi khi còn gọi là
smart hub. Các thiết bị này có các chức năng cơ bản nh các active
hub, ngoài ra chúng còn bao gồm một chíp vi xử lý và các khả năng
chuẩn đoán. Các hub thông minh đắt tiền hơn các active hub nhng
hữu hiệu hơn trong các tình huống sửa chữa.
Các thiết bị nối đến một hub nhận đợc tất cả lu lợng đi qua hub. Càng có nhiều
thiết bị nối đến hub sẽ có nhiều đụng độ xảy ra. Một đụng độ xảy ra khi hai hay nhiều
trạm truyền số liệu qua mạng cùng một thời điểm. Tất cả số liệu đều bị hỏng khi xảy
ra đụng độ. Mỗi thiết bị nối đến cùng một segment mạng đợc gọi là một thành viên
của một miền đụng độ.
Đôi khi các hub đợc gọi là bộ tập trung, bởi các hub đóng vai trò nh một điểm nối
trung tâm cho một Ethernet LAN.

Accounting
Manufacturing
Research and Development
Server Server
Hub

Hình 4.5 Mạng sao với một hub trong một công ty.
4.1.8
Wireless

Một mạng wireless có thể đợc tạo ra chỉ cần một số rất ít cáp so với các mạng
khác. Các tín hiệu vô tuyến là các sóng điện từ lan truyền trong không gian tự do. Các
mạng wireless dùng Radio, laser, hồng ngoại, vi ba, hay sóng vệ tinh để mang tín hiệu
từ một máy tính này đến máy tính khác mà không cần quan tâm đến một đờng dây
cáp cố định nào. Chỉ có đờng cáp nối đến các điểm truy xuất cho mạng. Các trạm
76

trong phạm vi của mạng wireless đều có thể di chuyển dễ dàng mà không cần phải kết
nối hay kết nội lại cáp mạng.
Một ứng dụng phổ biến nhất đối với truyền số liệu vô tuyến là cho dịch vụ di động.
Một số ví dụ nh máy bay, vệ tinh, thăm dò từ xa, tàu vũ trụ và các trạm không gian.
Cốt lõi của truyền thông vô tuyến là các thiết bị đợc gọi là trạm phát và trạm thu.
Một trạm phát chuyển đổi số liệu gốc thành sóng điện từ, sóng điện từ này đợc
chuyển đến máy thu. Sau đó máy thu chuyển các sóng điện từ này trở về số liệu gốc.
Trong truyền thông hai chiều, mỗi thiết bị cần một bộ phát và bộ thu. Nhiều nhà sản
xuất thiết bị nối mạng chế tạo bộ phát và bộ thu chung trong một thiết bị đợc gọi là
transceiver hay card mạng không dây (wireless network card). Tất cả các LAN không
dây đều phải đợc lắp đặt các card mạng không dây thích hợp.
Hai công nghệ không dây phổ biến nhất đợc dùng để nối mạng là IR và RF. Công
nghệ IR có các nhợc điểm của nó. Các trạm và các thiết bị digital phải ở trong tầm
nhìn thẳng của máy phát để hoạt động diễn ra bình thờng. Một mạng dùng hồng
ngoại phù hợp với các môi trờng ở đó tất cả thiết bị digital cần kết nối ở trong một
phòng. Công nghệ IR có thể đợc lắp đặt nhanh chóng, nhng các tín hiệu số liệu có
thể bị suy yếu hay bị che khuất bởi ngời di chuyển qua lại trong phòng hay bởi độ ẩm
trong không khí. Tuy nhiên, có các công nghệ IR mới đang đợc phát triển có thể làm
việc ở ngoài tầm nhìn.
Công nghệ RF cho phép các thiết bị ở trong các phòng khác nhau hay ngay cả giữa
các toà nhà. Tầm hoạt động giới hạn của tín hiệu radio hạn chế việc sử dụng loại
mạng này. Công nghệ RF có thể là đơn hay đa tần. Một tần số radio đơn chịu các
xuyên nhiễu bên ngoài và các cản trở vể mặt địa lý. Hơn nữa, tần số đơn dễ bị nhìn
thấy bởi ngời khác khiến cho hoạt động truyền số liệu kém an toàn. Trải phố tránh
đợc vấn đề không an toàn này bằng cách dùng nhiều tần số để gia tăng sự miễn
nhiễm đối với tạp âm và gây khó khăn cho sự thâm nhập bất hợp pháp vào hệ thống
truyền.
Hai giải pháp hiện nay đang đợc dùng để thực hiện trải phổ trong các hoạt động
truyền WLAN là trải phổ nhẩy tần (FHSS) và trải phổ tuần tự trực tiếp (DSSS).

Hình 4.6 Wireless LAN.
4.1.9
Bridges

Có đôi khi cần chia một LAN lớn thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Điều này
làm giảm lu lợng trên một LAN đơn và có thể mở rộng phạm vi địa lý mà một LAN
có thể hỗ trợ. Các thiết bị đợc dùng để kết nối các segment mạng nhỏ lại với nhau bao
gồm bridge, switch, router và gateway. Các switch và bridge hoạt động tại lớp
77

datalink (lớp 2) của mô hình OSI.
Chức năng của bridge là đa ra một quyết định thông minh liên quan đến việc có
chuyển hay không chuyển các tín hiệu lên segment kế tiếp của mạng.
Khi một bridge nhận một frame, nó dò địa chỉ MAC với bảng để quyết định lọc,
truyền flooding hay sao chép frame này lên segment khác. Quá trình này xảy nh sau:
Nếu thiết bị đích là trên cùng segment với frame thì bridge chặn
frame không cho chuyển lên các port dẫn đến các segment khác. Quá
trình này đợc coi nh là lọc frame.
Nếu thiết bị đích ở trên các segment khác, bridge chuyển frame lên
segmen thích hợp.
Nếu bridge không thể biết đợc địa chỉ đích, nó chuyển frame lên tất
cả các segment ngoại trừ segment mà frame đến từ đó. Quá trình này
đợc gọi là truyền flooding.
Nếu đợc lắp đặt một cách có chiến lợc, một bridge có thể cải thiện hiệu suất
mạng rất đáng kể.

Bridge
Accounting

Server
Human Resources
Server
Accounting Department
Human Resources Department

Hình 4.7 Một ví dụ về dùng bridge trong một công ty.
4.1.10
Switch

Một switch đôi khi đợc mô tả nh một bridge đa port. Một bridge thông thờng chỉ
có hai port liên kết với hai segment mạng, switch có thể có nhiều port tuỳ vào số lợng
segment mạng đợc liên kết. Giống nh bridge, các switch học các thông tin nào đó về
các gói số liệu mà nó nhận đợc từ các máy tính mạng. Các switch dùng thông tin này
để xây dựng bảng tìm đờng để xác định đích của mỗi số liệu đang đợc gửi bởi một
máy tính này đến máy tính khác trên mạng.
Mặc dù có vài điểm tơng đồng giữa hai thiết bị, nhng một switch là thiết bị phức
tạp hơn bridge. Một bridge xác định có chuyển frame lên segment khác hay không dựa
vào địa chỉ MAC của đích. Một switch có nhiều port với nhiều segment mạng nối đến
chúng. Một switch chọn một port kết nối đến thiết bị đích. Các Ethernet switch đang
trở thành giải pháp kết nối phổ biến bởi vì cũng tơng tự nh bridge các switch cải
thiện hiệu suất mạng bằng cách cải thiện đợc tốc độ và băng thông.
Switching là một kỹ thuật làm giảm mức độ nghẽn xảy ra trong các Ethernet LAN
bằng cách giảm lu lợng và tăng băng thông. Các switch thay thế dễ dàng cho các
hub bởi switch làm việc với hạ tầng cáp đã đó. Điều này cải thiện đợc hiệu suất mạng
chỉ với một tác động tối thiểu vào mạng đang tồn tại.
78

Trong tất cả các hoạt động truyền số liệu ngày nay, tất cả các switch đều thực hiện
hai hoạt động cơ bản. Hoạt động thứ nhất đợc gọi là chuyển mạch cho frame số liệu.

Việc chuyển mạch cho frame số liệu là một quá trình mà qua đó một frame đợc tiếp
nhận từ đầu vào và đợc truyền đi trên một ngõ ra. Hoạt động thứ hai là hỗ trợ hoạt
động chuyển mạch, ở đó các switch xây dựng và duy trì các bảng chuyển mạch và tìm
kiếm theo vòng.
Các switch hoạt động với tốc độ cao hơn rất nhiều so với bridge và có thể hỗ trợ
nhiều tính năng mới, ví dụ nh LAN ảo (VLAN).
Một Ethernet switch có nhiều ích lợi. Một trong số đó là nó cho phép nhiều user
truyền thông cho nhau diễn ra song song qua các mạch ảo và các segment mạng dành
riêng trong một môi trờng ảo không đụng độ. Điều này làm tối đa băng thông khả
dụng trên môi trờng chia sẻ. Một lợi ích khác là việc chuyển sang môi trờng LAN
chuyển mạch thì rất hiệu quả về kinh tế bởi có thể dùng lại toàn bộ hệ thống cáp cũng
nh phần cứng có sẵn.


Hình 4.8 Một ví dụ về dùng switch.
4.1.11
Kết nối host

Chức năng của một NIC là kết nối một thiết bị host vào môi trờng mạng. Một NIC
là một bản mạch in đợc cắm vào trong khe mở rộng của bản mạch chính hay thiết bị
ngoại vi của một máy tính. NIC cũng đợc xem nh là một bộ thích nghi mạng. Trên
máy tính xách tay hay notebook kích thớc của NIC chỉ bằng một thẻ tín dụng.
Các NIC đợc xem nh là thiết bị lớp 2 bởi mỗi NIC chứa một mã duy nhất đợc gọi
là địa chỉ MAC. Địa chỉ này đợc dùng để điều khiển hoạt động truyền số liệu cho host
trên mạng. Sẽ phải học nhiều điều liên quan đến địa chỉ MAC này ở phần sau của giáo
trình. Nh bao hàm trong tên gọi, card giao tiếp mạng (NIC) làm nhiệm vụ điều khiển
host truy nhập môi trờng mạng.
Trong một số trờng hợp đầu nối của NIC không phù hợp với loại môi trờng
truyền của mạng mà nó cần nối vào. Ví dụ nh một router Cisco 2500. Trên router
này có một đầu nối AUI. Đầu nối AUI cần kết nối đến một cáp UTP Cat 5 Ethernet.

Để làm điều này một transceiver đợc dùng. Transceiver chuyển đổi một loại tín hiệu
hay một loại đầu nối này sang loại khác. Ví dụ transceiver có thể kết nối giao tiếp AUI
15 chân sang một RJ - 45 jack. Transceiver đợc xem là thiết bị lớp 1 bởi nó chỉ làm
công việc với tín hiệu vật lý và không biết đến bất kỳ thông tin địa chỉ nào hay các
giao thức mức cao hơn.
Trong lợc đồ, các NIC không có ký hiệu chuẩn. Điều này ngụ ý rằng, khi các thiết
bị nối mạng đợc gắn vào trong đờng truyền mạng thì đơng nhiên có một NIC hay
một thiết bị tơng tự nh NIC hiện diện ở đó. Bất cứ ở đâu có một dấu chấm trên bản
đồ cấu hình thì đó là biểu diễn cho một giao tiếp NIC hoặc một port, chúng đóng vai
trò nh một NIC.
79

4.1.12
Peer-to-peer

Bằng cách dùng các công nghệ LAN hay WAN, nhiều máy tính đợc liên kết để
cung ứng dịch vụ cho các user của chúng. Để có đợc điều này, các máy tính nối mạng
thực hiện các vai trò hay chức năng riêng mối quan hệ với nhau. Một số ứng dụng yêu
cầu các máy tính thực hiện chức năng riêng trong mối quan hệ với nhau. Một số ứng
dụng yêu cầu các máy tính thực hiện chức năng nh là các đối tác ngang hàng. Có các
loại ứng dụng khác mà ở đó một máy tính thực hiện chức năng để phục vụ cho một số
các máy tính khác trong một mối quan hệ không ngang hàng nhau. Trong cả hai loại
ứng dụng, hai máy tính truyền tin cho nhau bằng cách dùng các giao thức yêu cầu /
đáp ứng (request/response). Một máy tính phát ra một yêu cầu dịch vụ, máy tính thứ
hai tiếp nhận và đáp ứng cho yêu cầu này. Tác nhân yêu cầu đóng vai trò là client và
tác nhân đáp ứng đóng vai trò là server.
Trong mạng ngang hàng, các máy tính nối mạng đóng vai trò là các đối tác ngang
bằng nhau (peer). Khi đã là ngang hàng nhau, mỗi máy tính có thể đóng vai trò là
client hay server. Vào một thời điểm nào đó, máy tính A có thể phát ra yêu cầu một
tập tin từ máy tính B, máy tính B đáp ứng bằng cách phục vụ tập tin máy cho A. Máy

tính A có chức năng là client trong khi máy tính B đóng vai trò là server. Vào thời
điểm sau đó, máy tính A và B có thể đảo ngợc vai trò cho nhau.
Trong mạng ngang hàng, các user cá thể tự kiểm soát tài nguyên của mình. Các
user có thể quyết định chia sẻ tài nguyên với các user khác. Các user cũng có thể yêu
cầu password trớc khi cho phép các user khác truy xuất tài nguyên của mình. Vì các
user cá thể đa ra các quyết định nên không hề có điểm điều khiển trung tâm hay sự
quản trị tập trung nào trong mạng. Ngoài ra, các user cá thể phải tự dự phòng các hệ
thống của mình để có thể phục hồi các dữ liệu bị mất trong trờng hợp hỏng hóc. Khi
một máy tính đóng vai trò server, user của máy này có thể phải chịu sự giảm hiệu
suất khi máy này phục vụ yêu cầu từ các hệ thống khác.
Các mạng ngang hàng tơng đối dễ lắp đặt và điều hành. Không cần thêm thiết bị
nào ngoại trừ một hệ điều hành thích hợp trên mỗi máy tính. Vì các user kiểm soát tài
nguyên của họ nên không cần ngời quản trị riêng.
Khi mạng phát triển lớn, các quan hệ ngang hàng trở nên khó cộng tác. Mạng
ngang hàng chỉ làm việc tốt với 10 máy tính hay ít hơn. Vì các mạng ngang hàng
không có khả năng mở rộng nên hiệu suất của nó sẽ giảm nhanh khi số lợng máy
tính trên mạng gia tăng. Cũng là vấn đề, các user cá thể kiểm soát truy xuất tài
nguyên trên máy tính của họ, điều này có nghĩa là khó duy trì tính an toàn. Mô hình
client/server có thể đợc dùng để khắc phục các hạn chế này của mạng ngang hàng.

Hình 4.9 Mạng ngang hàng (peer-to-peer).
80


4.1.13
Client/server

Trong một sắp xếp client/server, các dịch vụ mạng đợc toạ lạc trên một máy tính
chỉ định đợc gọi là server. Server này đáp ứng tất cả các yêu cầu của các client.
Server là máy tính trung tâm liên tục khả dụng để đáp ứng các yêu cầu từ các client

về tập tin, in ấn, ứng dụng và các dịch vụ khác. Hầu hết các hệ điều hành mạng đều
tuân theo dạng quan hệ client/ server. Thông thờng, các máy tính để bàn đóng vai trò
là các client và một hay nhiều máy tính có cấu hình mạnh nh CPU có tốc độ xử lý
cao, bộ nhớ lớn, phần mềm có chức năng đặc biệt đóng vai trò là server.
Các server đợc thiết kế để kiểm soát các yêu cầu từ nhiều client một cách đồng
thời. Trớc khi một client có thể truy xuất các tài nguyên của server, client phải bị
nhận dạng và đợc xác thực để dùng tài nguyên đó. Điều này đợc thực hiện bằng
cách gán cho mỗi client một account name và password, cặp này sẽ đợc thẩm tra bởi
một dịch vụ xác thực. Dịch vụ xác thực đóng vai trò nh một lính gác để canh phòng
hoạt động truy xuất tài nguyên. Với sự tập trung các account, bảo vệ và điều khiển
truy xuất, các mạng theo mô hình client/ server đơn giản trong việc quản trị các mạng
lớn.
Sự tập trung các tài nguyên mạng nh hệ thống file, máy in và các ứng dụng trên
các server cũng làm cho dữ liệu đợc phát sinh dễ dàng hơn để dự phòng và duy trì.
Thay vì trải rộng tài nguyên này ra một số các máy tính cá nhân, các tài nguyên này
đợc đặt trên các server trung tâm làm cho truy xuất dễ dàng hơn. Hầu hết các hệ
thống client/server đều có các tiện ích tăng cờng nhằm bổ sung dịch vụ mới gia tăng
sự hữu dụng của mạng.
Sự phân phối chức năng trong các mạng client/server đem đến các u điểm quan
trọng, nhng nó cũng có giá phải trả. Mặc dù sự tập trung các tài nguyên trên các hệ
thống server giúp tăng cờng độ an toàn, dễ dàng hơn trong truy xuất và điều khiển
đợc phối hợp, nhng các server tỏ ra là một điểm hỏng hóc trên mạng. Không có
server hoạt động, mạng không thể thực hiện bất kỳ chức năng nào. Các server yêu cầu
nhóm chuyên viên phải đợc huấn luyện để quản trị và điều hành. Điều này làm tăng
chi phí hoạt động của mạng. Các hệ thống server cũng yêu cầu sự bổ sung phần cứng
và phần mềm đặc biệt làm tăng chi phí đầu t.


Hình 4.10 Mạng gồm có hai client và một server
.

4.2 Cáp WAN
81

4.2.1 Lớp vật lý của WAN
Các thực hiện thực tế lớp vật lý thay đổi tuỳ vào khoảng cách thiết bị đến dịch vụ,
tốc độ và chính bản thân loại dịch vụ. Các kết nối nối tiếp đợc dùng để hỗ trợ các dịch
vụ WAN nh các đờng dây thuê riêng chạy PPP hay Frame Relay. Tốc độ của các kết
nối này trong dải từ 2400 biện pháp đến T1 tốc độ 1,544 Mbps và E1 tốc độ 2,048
Mbps.
ISDN cung cấp dịch vụ quay số theo yêu cầu. Một dịch vụ giao tiếp tốc độ cơ bản
(BRI) đợc cấu thành từ hai kênh truyền dẫn 64 kbps (kênh B) cho số liệu và một
kênh delta (kênh D) tốc độ 16 kbps đợc dùng cho báo hiệu và các tác vụ quản lý liên
kết khác. PPP thờng đợc dùng để truyền dẫn số liệu qua kênh B.
Với sự gia tăng nhu cầu về các dịch vụ tốc độ cao băng thông rộng trong khu vực
dân c, các kết nối DSL và modem cáp đang trở nên phổ dụng hơn. Ví dụ, dịch vụ DSL
công cộng có thể đạt các tốc độ T1/E1 qua đờng dây điện thoại có sẵn. Các dịch vụ cáp
dùng đờng cáp truyền hình đồng trục có sẵn. Một đờng cáp đồng trục cung cấp kết
nối tốc độ cao bằng hoặc vợt so với DSL.

4.2.2 Các kết nối WAN nối tiếp
Trong truyền thông đờng dài các WAN dùng dạng truyền dẫn nối tiếp. Đấy là quá
trình truyền bit số liệu nối tiếp nhau qua một kênh đơn. Tiến trình này cung ứng
truyền thông đờng dài tin cậy hơn và dùng dải tần số ánh sáng hay điện tử đặc biệt.
Các tần số đợc đo theo số chu kỳ trong một giây và đợc biểu diễn theo Hertz (Hz).
Các tín hiệu đợc truyền qua các đờng dây điện thoại âm tần dùng dải 4 kHz. Kích
thớc của dải tần đợc xem nh băng thông. Trong nối mạng, băng thông là đại lợng
đo theo số bit đợc truyền trong một giây.
Đối với một Cisco router, kết nối vật lý ở phía khách hàng đợc cung cấp bởi một
hay hai loại kết nối nối tiếp. Loại thứ nhất của kết nối nối tiếp là bộ nối 60 chân. Loại

thứ hai là bộ nối thông minh chắc chắn hơn. Bộ nối phía nhà cung cấp sẽ thay đổi tuỳ
vào loại thiết bị phục vụ.
Nếu kết nối đợc nối trực tiếp với nhà cung cấp dịch vụ, hay một thiết bị cung cấp
tín hiệu định thời nh CSU/DSU (Channel Service Unit/ Data Service Unit), thì
router sẽ là một thiết bị đầu cuối DTE (Data Terminal Equipment) và dùng cáp DTE.
Đây là trờng hợp thông thờng. Tuy nhiên, có một số trờng hợp mà router cục bộ
đợc yêu cầu cung cấp tín hiệu định thời và do đó sẽ dùng một cáp DCE (Data
Communication Equipment).
4.2.3 Router và các kết nối nối tiếp
Các router chịu trách nhiệm định tuyến các gói dữ liệu từ nguồn đến đích trong một
LAN và để cung cấp kết nối đến WAN. Trong môi trờng LAN router chứa broadcast,
cung cấp dịch vụ phân giải địa chỉ cục bộ nh ARP và RARP và có thể chia mạng bằng
cách dùng một cấu trúc mạng con. Để cung ứng các dịch vụ này router phải đợc kết
nối đến LAN và WAN.
Nhằm xác định loại cáp, cần phải xác định các đầu nối là DTE hay là DCE. DTE là
một điểm của thiết bị user trên một liên kết WAN. DCE là một điểm thông thờng
chịu trách nhiệm chuyển giao số liệu đến nhà cung cấp dịch vụ.
82

Khi kết nối trực tiếp đến nhà cung cấp dịch vụ, hay đến một thiết bị nh CSU/DSU,
router là một DTE và cần cáp DTE. Đây là trờng hợp phổ biến đối với router. Tuy
nhiên, có một vài trờng hợp router sẽ cần đóng vai trò là DCE. Khi thực hiện một cấu
hình back-to-back trong môi trờng kiểm thử, một router sẽ là DTE và router khác sẽ
là DCE.
Khi nối cáp loại nối tiếp cho router, router sẽ có các port cố định hay gắn linh động
(modular port). Loại port đang đợc dùng sẽ ảnh hởng đến cú pháp đợc dùng trong
quá trình cấu hình mỗi giao tiếp.
Các giao tiếp trên router là cố định đợc đánh nhãn theo loại port và chỉ số port.
Các giao tiếp trên router là linh động đợc ghi nhãn theo loại port, khe (slot) và chỉ
số port. Khe là vị trí của module. Để cấu hình một port trên một card rời, cần phải chỉ

ra giao tiếp bằng cách dùng cú pháp port type slot number/port number. Dùng nhãn
serial 1/0 khi giao tiếp là nối tiếp, chỉ số khe nơi module đợc gắn vào là 1 và port
đang đợc tham chiếu đến là port 0.
4.2.4 Router và các kết nối ISDN BRI
Với ISDN BRI, hai loại giao tiếp có thể đợc dùng là BRI/S và BRI/U. Xác định ai
đang cung cấp thiết bị kết cuối mạng NT1 để xác định loại giao tiếp cần.
Một NT1 là một thiết bị trung gian toạ lạc giữa router và tổng đài ISDN của nhà
cung cấp dịch vụ. NT1 đợc dùng để kết nối các thuê bao 4 dây đến vòng cục bộ chuẩn
có hai dây. ở Bắc Mỹ, khách hàng thờng cung cấp NT1, trong khi ở những nơi khác
nhà cung cấp dịch vụ chịu trách nhiệm cung cấp NT1.
Có lẽ phải dùng một NT1 ngoài nếu thiết bị không đợc làm sẵn một NT1 trong
router. Quan sát nhãn trên các giao tiếp của router là phơng pháp dễ dàng nhất để
xác định router có tích hợp sẵn NT1 hay không. Một giao tiếp BRI có tích hợp NT1
đợc gắn nhãn là BRI U. Một giao tiếp BRI không có tích hợp NT1 đợc gắn nhãn là
BRI S/T. Bởi router có thể có nhiều loại giao tiếp ISDN, cần xác định loại giao tiếp nào
cần khi mua nó. Loại giao tiếp ISDN BRI có thể đợc xác định bằng cách nhìn vào
nhãn của port. Để kết nối port ISDN BRI đến thiết bị của nhà cung cấp dịch vụ, dùng
cáp UTP Cat 5 straight-through.
4.2.5 Router và các kết nối DSL
Cisco 827 ADSL router có một giao tiếp ADSL. Để kết nối một đờng ADSL đến
port ADSL trên router, thực hiện các bớc sau:
Kết nối cáp điện thoại đến cổng ADSL trên router.
Kết nối đầu kia của cáp điện thoại vào jack cắm.
Để nối một router cho dịch vụ DSL, dùng một cáp điện thoại với đầu nối RJ-11.
DSL làm việc qua các đờng dây điện thoại chuẩn dùng chân 3 và 4 trên đầu nối RJ-
11.
4.2.6 Router và các kết nối cáp
Cisco uBR905 cable access router cung cấp một truy xuất mạng tốc độ cao qua hệ
thống truyền hình cáp cho thuê bao dân c và văn phòng nhỏ, SOHO (small office
home office). UB905 router có một giao tiếp cáp đồng trục hay F-connector kết nối trực

tiếp với hệ thống cáp. Cáp đồng trục và một đầu nối BNC đợc dùng để nối router với
83

hệ thống cáp.
Theo các bớc sau đây để nối Cisco uBR905 cable access router vào hệ thống cáp:
Kiểm tra rằng router cha đợc nối đến nguồn điện.
Định vị cáp đồng trục RF đến từ hệ thống truyền hình cáp.
Lắp đặt bộ splitter/directional coupler, nếu cần, để chia các tín hiệu
cho TV và máy tính. Nếu cần, cũng lắp đặt các bộ lọc thông cao để
triệt nhiễu giữa các tín hiệu TV và máy tính.
Kết nối cáp đồng trục vào đầu nối RF của router. Giữ chặt đầu nối và
vặn chặt 1/6 vòng.
Đảm bảo rằng tất cả các bộ chia (splitter) trung gian, các bộ ghép
(coupler), hay các khối tiếp đất đều đợc giữ chặt an toàn từ tủ phân
phối đến Cisco uBR905 cable access router.
4.2.7 Thực hiện một kết nối console
Để bắt đầu cấu hình thiết bị của Cisco, một kết nối quản trị phải đợc thực hiện
trực tiếp đến thiết bị. Trong trang thiết bị của Cisco kết nối này đợc gọi là console
port. Console port cho phép giám sát và cấu hình một Cisco hub, switch hay router.
Cáp đợc dùng giữa đầu cuối và console port là rollover cable, với đầu nối RJ-45.
Rollover cable cũng đợc gọi là một console cable, có các sơ đồ nối chân khác với các
cáp straightthrough hay crossover RJ-45 đợc dùng với Ethernet và ISDN BRI.
Để thực hiện một kết nối giữa đầu cuối và console port, thực hiện hai bớc. Bớc
thứ nhất, kết nối các thiết bị bằng rollover cable từ console port đến cổng nối tiếp của
máy tính làm đầu cuối (cổng COM). Có thể cần bộ đổi từ RJ45 sang DB9 hay RJ45
sang DB-25 để nối vào máy tính cá nhân. Bớc kế tiếp là cấu hình ứng dụng mô phỏng
đầu cuối với các thông số cài đặt cho cổng nối tiếp (COM) của máy tính nh sau:
speed: 9600 bps
format: 8 data bit
parity: no

stop bits: 1
flow control: no
AUX port đợc dùng để cung cấp sự quản lý thông qua modem (out-of-band). AUX
port cũng đợc cấu hình theo cách thức nh console port trớc khi có thể dùng. AUX
port cũng dùng các cài đặt thông số 9600 bps, 8 data bits, no parity, 1 stop bit và no
flow control.
4.3 Một số kỹ thuật mạng mới
4.3.1 VLAN (Virtual LAN)
Giải pháp phân đoạn mạng VLAN quản lý hiệu quả những mạng lớn. VLANs hoạt
động tại lớp 2 của mô hình OSI, là kỹ thuật chia mạng vật lý lớn thành các mạng logic
nhỏ, việc phân đoạn có thể dựa vào ID của port, địa chỉ MAC, giao thức hoặc theo các
ứng dụng. Nhờ đó các khung dữ liệu chỉ truyền giữa các cổng trong cùng một VLAN,
tăng khả năng bảo mật. VLAN quản lý và chia sẻ tài nguyên cho các VLAN khác.
Switch thờng đợc dùng để phân đoạn và quản trị các VLANs.
84

Server
Accounting
Research and Development
Server
Manufacturing
VLAN 2 VLAN 3
Catalyst
Switch

Hình 4.11 Một mô hình phân đoạn mạng dùng VLAN.
4.3.2 Stackable
Là chức năng thờng đợc tích hợp trên các switch thế hệ mới, Stackable cho phép
ghép nhiều thiết bị chuyển mạch thành một đơn vị thống nhất, giúp ngời quản trị có
thể quản lý mọi chuyển mạch đơn trên mạng thông qua một địa chỉ IP duy nhất.

4.3.3 Port trunking
Tính năng này thờng cung cấp bởi các switch. Với switch hãng Cisco, tính năng
này cho phép các segment nhìn thấy nhau. Với switch hãng Planet, nó cho phép ngời
quản trị ghép nhiều cổng trên mạng thành một cổng duy nhất, nhằm tăng giải thông
cho một yêu cầu bất chợt phát sinh hoặc một yêu cầu tạm thời. Sau khi thực hiện xong
yêu cầu, có thể giải phóng các cổng trở lại trạng thái thông thờng.

Router
Computer
Computer Computer
Computer
Trunk
Trunk
Switch
Switch

Hình 4.12 Port trunking.
4.3.4 Port Mirroring
Nhờ tính tăng Port Mirroring của Switch, ngời quản trị có thể ánh xạ toàn bộ hoạt
động của một cổng bất kỳ trên thiết bị chuyển mạch sang một cổng khác để dò lỗi một
cách nhanh chóng, mà không phải xuất hiện tại nơi mạng đang lỗi.
85

4.3.5 Module Expand
Việc mở rộng hệ thống nhiều kiểu kết nối khác nhau có thể dễ dàng thực hiện nhờ
gắn thêm các module tùy theo yêu cầu thực tế. Các module này cung cấp kết nối
gigabit cho cáp đồng (loại CAT.5e trở lên) nhằm tận dụng hạ lớp mạng có sẵn, hoặc
cáp quang, cho phép mở rộng khoảng cách lên tới 50 km.
4.3.6 RS 232, Telnet, Web Based console
Nhờ một số tính năng hữu ích này, có thể quản lý và thiết lập cấu hình các thiết bị

chuyển mạch thông qua nhiều cách: cổng RS232, từ xa qua Telnet, các thiết bị chuyên
dùng, các Web server đợc cài sẵn trong thiết bị. Kết hợp với tính năng Stackable sẽ
cho phép ngời quản trị chỉ cần kích hoạt trình duyệt Web và gõ vào địa chỉ IP duy
nhất là có thể quản lý toàn mạng từ bất kỳ đâu.