Mạng và các thiết bị mạng Ethernet

CHƯƠNG IV: ETHERNET
I. Giới thiệu - Lịch sử
II. Các Mạng và thiết bị mạng Ethernet
III. Các thiết bị mạng và liên mạng
IV. Mạng WAN
I. Lịch sử Ethernet
•
1972
–
Thí nghiệm về hệ thống đầu tiên được thực hiện tại Xerox
PARC (Palo Alto Research Center )
–
Hệ thống mạng truyền 2,94Mbps dựa trên Ethernet
•
1979: Xây dựng chuẩn Ethernet II, tốc độ 10Mbps
•
1981:
–
Chuẩn IEEE 802.3 được chính thức được sử dụng
–
Digital Equipment, Intel, và Xerox cùng phát triển và đưa ra
phiên bản Ethernet Version 2.0, Ethernet II => chuẩn q. tế
•
1995: được IEEE chuẩn hóa thành Fast Ethernet
GV: T Thanh ừ
Trí
I. Lịch sử Ethernet
•
Ngày nay, khái niệm Ethernet thường được sử
dụng để chỉ một mạng LAN CSMA/CD, phù hợp
với tiêu chuẩn 802.3, đặc điểm:

–
Hoạt động ở mức liên kết dữ liệu
–
Theo nguyên tắc CSMA/CD cảm biến sóng mang có
phát hiện đụng độ
•
Thành phần chính:
–
Phần cứng mạng: Các thiết bị nối mạng
–
Giao thức điều khiển truy xuất đường truyền
–
Khung Ethernet: Đơn vị dữ liệu truyền trên mạng
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
CSMA/CD
Kiểm soát việc truyền và nhận khung trên mạng:
•
Phát:
-
Trạm phát lắng nghe tín hiêu trên cáp bằng cách cảm biến sóng
mang, nếu đường cáp rảnh, nó sẽ phát dữ liệu
-
Tiếp tục kiểm tra tín hiệu phát từ các trạm khác: Nếu không có thì tiếp
tục phát đến hết dữ liệu và chuyển sang trạng thái lắng nghe. Nếu có
đụng độ thì phát tín hiệu (Jamming) thông báo cho các trạm khác =>
dừng phát trong 1 khoảng thời gian, hết đụng độ, phát tiếp
•
Nhận: các trạm đều nhận được khung dữ liệu như nhau

- Kiểm tra kích thước khung phải lớn hơn kích thước tối thiểu
(64byte).
- K.tra địa chỉ của trạm khớp với địa chỉ đích trên khung
- Mã CRC (cyclic redundancy check) trong khung hợp lệ
- Sau khi kiểm tra các điều kiện, dữ liệu của khung sẽ được chuyển
cho chương trình ứng dụng ở mức trên
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
CSMA/CD (tiếp)
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Cấu trúc khung (Frame)
Ethernet-II( DIX 2.0)
7+1 6 6 2 46-1500 4
Preamble
Dest.
Address
Source
Address
Type Data FCS
IEEE 802.3
7 1 6 6 2 64-1500 4
Preamble
Start
Frame
Delimiter
Dest.
Address

Source
Address
L
e
n
g
t
h
802.2
Header &
Data
FCS
Preamble 64bit Đồng bộ. Giúp xác định nơi bắt đầu khung
Dest.Address 48bit Địa chỉ vật lý máy sẽ nhận khung dữ liệu
Src.Address 48bit Địa chỉ vật lý máy phát khung dữ liệu
Type 16bit Xác định loại dữ liệu sử dụng ở giao thức trên
Data Dữ liệu từ giao thức mức trên.Tối đa1500byte
CRC, FCS 32bit Mã phát hiện lỗi trong khung dữ liệu
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Các loại địa chỉ khung Ethernet
-
Địa chỉ Unicast: được dùng khi 1 trạm muốn truyền
khung đến trạm khác trên mạng (1-1). Khi đó vùng
địa chỉ nguồn và đích là địa chỉ của các trạm
-
Địa chỉ Broadcast: dùng khi 1 trạm muốn truyền
khung đến tất cả các trạm khác trên mạng (1-n).
Khi đó vùng địa chỉ đích có tất cả các bit là

(FF:FF:FF:FF:FF:FF)
-
Địa chỉ Multicast: được dùng khi 1 trạm muốn
truyền khung đến trạm khác trên 1 mạng con
(subnet). Khi đó vùng địa đích có 3byte đầu tiên là
01:00:5E, các byte còn lại là địa chỉ nhóm
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Địa chỉ Broadcast
FF-FF-FF-FF-FF-FF
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Các loại lỗi trên khung Ethernet

Runts: Kích thước khung < 64bytes, khung sẽ bị hủy.
Ng.nhân: thường do đụng độ, nhiễu hoặc dây t.xúc kém

Bad CRC: xảy ra khi khung ở máy thu không giống
với khung phát đi ở máy phát. CRC cũng khác nhau

Long: Kích thước khung nhận được: 1518->6000byte
Ng.nhân: phần cứng, phần mềm mạng trên trạm phát có
vấn đề

Giant: kích thước khung nhận được > 6000 byte
Ng.nhân: phần cứng, phần mềm mạng trên trạm phát có
vấn đề.
HSPKTĐ

GV: T Thanh ừ
Trí
Bảng các mạng Ethernet
Tên gọi
Tên gọi của
lớp con
MAC
Khoảng cách
tối đa
Loại cáp
10Base5 802.3 500m 50-Ohm thick coaxial cable
10Base2 802.3 185 m 50-Ohm thin coaxial cable
10BaseT 802.3 100 m Category 3, 4, or 5 UTP
10BaseFL 802.3 2000 m Fiber
100BaseTx 802.3u 100 m Category 5 UTP
100BaseT4 802.3u 100 m Category 3 UTP
100BaseT2 802.3u 100 m Category 3, 4, or 5 UTP
100BaseFx 802.3u 400/2000 m Multimode fiber
100BaseFx 802.3u 10,000m Single-mode fiber
1000BaseSx 802.3z 220-550m Multimode fiber
1000BaseLx 802.3z 3000m Single-mode or multimode fiber
1000BaseCx 802.3z 25m Shielded copper
1000BaseT 802.3ab 100m Category 5 UTP
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
II. Các mạng và thiết bị Ethernet
Các chuẩn mạng Ethernet:
•
10Base-5-Thicknet

•
10Base-2-Thinnet
•
10Base-T
•
Fast Ethernet:
–
100Base-TX
–
100Base-FX
•
Gigabit Ethernet
–
1000Base-CX
–
1000Base-LX
–
1000Base-SX
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
1. Mạng10Base-5-Thick Ethernet (Thicknet)

Thông số kỹ thuật:
Cáp Đồng trục cứng (10mm)
Tốc độ truyền tối đa 10Mbps
Chiều dài tối đa 1 segment 500 m
K.Cách tối thiểu giữa 2 trạm 2,5m
Cấu hình lớn nhât 2500 m (5 đoạn, 4 repeater)
Số trạm làm việc tối đa 1000 (200 trạm/segment)x 5 seg

HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
1. Mạng 10Base-5-Thicknet (tt)
Thiết bị kết nối:

Cáp đồng trục cứng (RG-8)

Cáp AUI (Attachment Unit Interface): cáp giao tiếp nối
giữa card mạng và đường trục cáp chính.
Chiều dài cáp tối đa 50m, sử dụng đầu nối DB-15.

Tranceiver:Thiết bị chuyển đổi từ đầu DB-15 của cáp AUI
sang trục cáp chính. Kiểm tra tín hiệu CSMA/CD.

Tranceiver Tap: đầu kim loại trên Tranceiver cho phép
gắn Tranceiver vào trục cáp chính
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Cáp đồng trục
cứng RG-8
1. Mạng 10Base-5-Thicknet (tt)
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
1. Mạng 10Base-5-Thicknet (tt)
HSPKTĐ
(Attachment Unit Interface)
GV: T Thanh ừ

Trí
Tranceiver
1. Mạng 10Base-5-Thicknet (tt)
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
1. Mạng 10Base-5-Thicknet (tt)
Mạng và thiết bị mạng
10Base-5
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
2. Mạng 10Base-2 -Thin Ethernet (Thinnet)

Thông số kỹ thuật:
Cáp Đồng trục mềm (5mm)
Tốc độ truyền tối đa 10Mbps
Chiều dài tối đa 1 segment 185 m
K.Cách tối thiểu giữa 2 trạm 0,5m
Cấu hình lớn nhât 925 m (5 đoạn, 4 repeater)
Số trạm làm việc tối đa 150 (30 trạm/segment)x 5 seg
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
2. Mạng 10Base-2-Thinnet (tt)
Thiết bị kết nối:

Cáp đồng trục mềm lõi nhiều sợi hoặc 1 lõi

Card mạng: giao tiếp giữa máy tính và cáp mạng.

Chuyển đổi từ đầu DB-15 của cáp AUI sang trục cáp chính.
Kiểm tra tín hiệu CSMA/CD.

BNC: Đầu nối cáp dạng BNC

BNC-T: Nối giữa card mạng và cáp nối có dạng chữ T.

Terminator: Điện trở kết thúc nối vào đầu BNC-T của 2
card mạng cuối cùng
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Cáp đồng trục mềm lõi nhiều sợi (RG-
58A/U) hoặc 1 lõi (RG-58/U)
2. Mạng 10Base-2-Thinnet (tt)
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Card mạng
2. Mạng 10Base-2-Thinnet (tt)
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Đầu nối BNC
2. Mạng 10Base-2-Thinnet (tt)
Đầu nối BNC-T
Terminator
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí

2. Mạng 10Base-2-Thinnet (tt)
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí

Thông số kỹ thuật:
Cáp Xoắn không có vỏ bọc (UTP)
Tốc độ truyền tối đa 10Mbps
Chiều dài tối đa 1 segment 100 m
Số Hub kết nối 4
3. Mạng 10Base-T: Twisted-Pair Ethernet
•
Thiết bị kết nối:
- Cáp xoắn UTP 3 (4 cặp dây xoắn)
- Đầu nối RJ-45: kết nối cáp với card mạng và cáp với Hub
- Hub (Bộ tập trung): khi 1 trạm phát 1 gói tin đến Hub, Hub sẽ
chuyển gói tin đến tất cả các cổng khác.
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí
Cáp UTP: Unshielded Twisted Pair
3. Mạng 10Base-T (tt)
HSPKTĐ
GV: T Thanh ừ
Trí