Hoạt động của Bridge docx

CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ MÔ HÌNH OSI 3
1. Khái niệm về mạng máy tính 3
1.1 Một số loại mạng máy tính 4
1.2 Các loại hình trạng mạng 6
1.2.1 Bus 6
1.2.2 Ring 6
1.2.3 Star 7
1.2.4 Mesh 8
2. Mô hình tham chiếu mở OSI 8
2.1 Lịch sử của OSI 8
2.2 Ý nghĩa của mô hình tham chiếu mở OSI 9
2.3 Mô hình 7 tầng OSI, chức năng của từng tầng 10
2.3.1 Tầng vật lý (Physical) 10
2.3.2 Tầng liên kết dữ liệu (Data Link) 11
2.3.3 Tầng mạng (NetWork) 12
2.3.4 Tầng vận chuyển (Transport) 14
2.3.5 Tầng phiên (Session) 15
2.3.6 Tầng trình diễn (Presentation) 15
2.3.7 Tầng ứng dụng (Application) 16
2.4 Quá trình đóng gói dữ liệu trong mô hình OSI 16
CHƯƠNG 2 : CÔNG NGHỆ ETHERNET 18
1. Giới thiệu về Ethernet 18
2. Ethernet và mô hình OSI 19
3. Tầng MAC và thuật toán CSMA/CD: 19
3.1 Tầng cập nhật môi trường truyền MAC: 19
3.2 Các quy tắc của MAC và thuật toán CSMA/CD 20
4. Hoạt động của Repeater vàHub 22
4.1 Hoạt động của Repeater 23
4.2 Hoạt động của Hub 24
5. Hoạt động của Bridge và Switch 26
5.1 Khái niệm Collision Domain và Broadcast Domain 26

5.2 Hoạt động của Bridge 28
5.3 Hoạt động của Switch 31
CHƯƠNG 3 : MÔ HÌNH TCP/IP 33
1. Lịch sử phát triển của mô hình TCP/IP 33
2. Các tầng của mô hình TCP/IP 33
2.1 Tầng ứng dụng ( Applucation layer) 33
2.2 Tầng vận chuyển (Transport Layer) 34
2.2.1 Giao thức TCP 35
2.2.2 Giao thức điều khiển UDP 37
2.2.3 Bắt tay ba bước 37
2.2.4 Cửa sổ trượt 38
1
2.3 Chỉ số cổng (port) của TCP và UDP 39
2.4 Tầng Internet (Internet Layer) 40
2.5 Tầng truy nhập mạng (Network Access Layer) 42
3. Kiến trúc Internet 42
4. So sánh giữa mô hình tham chiếu OSI và mô hình TCP/IP: 43
5. Các ứng dụng tại tầng ứng dụng của TCP/IP 44
2
CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ MÔ HÌNH OSI
1. Khái niệm về mạng máy tính
Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường truyền theo
một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin qua lại cho nhau.
Đường truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng để
chuyển các tín hiệu điện tử từ máy tính này đến máy tính khác. Các tín hiệu điện tử đó biểu thị
các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on - off). Tất cả các tín hiệu được truyền giữa
các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ. Tùy theo tần số của sóng điện từ có thể dùng
các đường truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu. Ở đây đường truyền được kết nối có
thể là dây cáp đồng trục, cáp xoắn, cáp quang, dây điện thoại, sóng vô tuyến Các đường
truyền dữ liệu tạo nên cấu trúc của mạng. Hai khái niệm đường truyền và cấu trúc là những

đặc trưng cơ bản của mạng máy tính.
Hình1.1. Một mô hình liên kết các máy tính trong mạng
Những ưu điểm khi kết nối các máy tính thành một mạng máy tính:
+ Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.
+ Trao đổi thông tin trong một mạng máy tính dễ dàng
3
+ Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi giữa những người sử dụng
thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.
+ Có thể dùng chung thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy vẽ, ).
+ Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín (E-Mail), tin tức dễ dàng.
+ Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp mà chức
nǎng lại mạnh).
+ Mạng máy tính cung cấp môi trường làm việc từ xa (chính phủ điện tử, hội nghị từ xa,
elearning ).
1.1 Một số loại mạng máy tính
+ GAN (Global Area Network): Kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông
thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
+ WAN (Wide Area Network): Mạng diện rộng, WAN liên kết các LAN và từ các
LAN này có thể truy xuất đến các máy tính hay các file server tại các vị trí khác nhau.
WAN có phạm vi địa lý rộng nên có khả năng cung cấp thông tin cự lý xa cho doanh
nghiệp.Các WAN có thể được kết nối với nhau tạo thành GAN, hay bản thân nó đã là
GAN. WAN dùng để kết nối các máy tính trong phạm vi một quốc gia hay một châu
lục.
+ MAN (Metropolitan Area Network): Kết nối các máy tính trong phạm vi một thành
phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-
100 Mbit/s). Một MAN thường bao gồm hai hay nhiều LAN cùng trong một vùng địa
lý.
4
+ LAN (Local Area Networks): 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 khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà
nhà Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc. Một
mạng LAN bao gồm các thành phần sau:
o Máy tính.
o Card giao tiếp mạng.
o Các thiết bị ngoại vi, đường truyền thiết lập mạng.
o Các thiết bị mạng.
Chú ý: Trong các khái niệm cơ bản nói nêu trên thì chỉ có LAN và WAN là hai khái
niệm hay được sử dụng nhất. Ngoài ra còn có một số mạng sau :
+ SAN (Storage Area Network): Là một mạng riêng dùng để lưu trữ dữ liệu, nó thích
hợp với các hệ thống cần lưu trữ dữ liệu dự phòng, di chuyển file, tái tạo dữ liệu giữa
các hệ thống.
5
+ VPN (Virtual Private Network): Mạng dùng riêng ảo, là giải pháp sử dụng thiết bị
phần cứng hoặc phần mềm để liên kết các mạng LAN tại các cơ sở khác nhau của một
cơ quan thành một mạng LAN riêng bằng cách sử dụng Internet làm backbone.
1.2 Các loại hình trạng mạng
1.2.1 Bus
Theo cách bố trí hành lang các đường như hình vẽ thì máy chủ (host) cũng như tất cả
các máy tính khác (workstation) hoặc các nút (node) 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. Phía hai đầu dây cáp được
bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên
hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến.
Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt. Tuy vậy cũng có những bất lợi đó
là sẽ có sự ùn tắc khi di chuyển dữ liệu với lưu lượng lớn và khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó
thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.
1.2.2 Ring
6
Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành

một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều 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.
Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn
so với hai kiểu trên. Nhược điểm là đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì
toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.
1.2.3 Star
Kết nối tất cả các cáp tới một điểm trung tâm. Nếu sử dụng star mở rộng kết nối các
star lại với nhau thông qua HUB hoặc SWITCH. Dạng này có thể mở rộng phạm vi và mức độ
bao phủ của mạng.
Star mở rộng
7
1.2.4 Mesh
Mỗi host trong mạng có đường nối riêng tới tất cả các host còn lại. Tăng khả năng
tránh bị gián đoạn dịch vụ khi một máy bị hỏng.
Chú ý: Nguyên nhân mà mô hình mạng LAN trở nên phổ biến :
Vì nó cho phép những người sử dụng (users) dùng chung những tài nguyên quan trọng
như: máy in mầu, ổ đĩa CD rom, các phần mềm ứng dụng và các thông tin cần thiết khác.
Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số
lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng thì rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên
gấp bội.
LAN là cấu trúc cơ bản để hình thành và xây dựng các mô hình mạng khác như WAN,
GAN,MAN.
2. Mô hình tham chiếu mở OSI
2.1 Lịch sử của OSI
Sự phát triển của các mạng thời kỳ đầu không được tổ chức và diễn ra theo nhiều cách.
Những năm đầu thập niên 1980 đã chứng kiến sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng và kích thước
của các mạng. Khi các công ty bắt đầu nhận thức được ưu điểm của việc sử dụng công nghệ
mạng, các mạng được thêm vào và được mở rộng nhanh chóng khi các công nghệ mạng mới
được giới thiệu.

Vào giữa thạp niên 1980, các công ty bắt đầu vấp phải các khó khăn bởi sự mở rộng
nhanh chóng. Cũng giống như con người bất đồng ngôn ngữ đã gặp phải khi giao tiếp xúc với
người khác, điều khó khăn cho các mạng sử dụng các đặc tả và hiện thực khác nhau muốn trao
đổi thông tin với nhau. Vấn đề khó khăn tương tự xảy ra với các công ty đã phát triển riêng
hay các công nghệ có tính sở hữu riêng . Sở hữu riêng có nghĩa là một hay một nhóm các công
ty kiểm soát tất cả việc sử dụng công nghệ này.Các công nghệ tuân thủ nghiêm ngặt các quy
định riêng có thể không thông tin được với các công nghệ tuân thủ theo quy định khác.
Để giải quyết vấn đề bất tương thích mạng, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (ISO) đã
nghiên cứu các mô hình thiết lập mạng như Digital Equipment Corporation Network
8
(DECnet), System Network Architecture(SNA) và TCP/IP để tìm ra một số quy luật có thể áp
dụng một cách tổng quát cho tất cả các mạng. Sử dụng nghiên cứu này, ISO đã tạo ra được
một mô hình mạng, qua đó giúp các nhà cung cấp trang thiết bị tạo ra các mạng có thể tương
thịch tốt với các mạng khác.
Mô hình tham chiếu liên kết các hệ thống mở OSI (The OSI reference model) đã được
công bố vào năm 1984, đây là một mô hình mạng có tính chất mô tả được tạo bởi ISO.
2.2 Ý nghĩa của mô hình tham chiếu mở OSI
ISO đã đưa ra mô hình 7 mức (layers, còn gọi là lớp hay tầng) cho mạng, gọi là kiểu hệ
thống kết nối mở hoặc mô hình OSI (Open System Interconnection). Việc ra đời mô hình
OSI đã hỗ trợ việc kết nối và chia sẽ thông tin trên mạng một cách hiệu quả:
+ Cung cấp một chuẩn chung để các hãng, nhà phát triển phát triển các ứng dụng của
mình trên hệ thống mạng máy tính.
+ Cho phép nhiều kiểu mạng, phần cứng, phần mềm khác nhau có thể giao tiếp được với
nhau.
+ Ngăn chặn các thay đổi tại một lớp ảnh hưởng đến các lớp khác.
+ Chia quá trình truyền thông trên mạng máy tính thành những phần nhỏ hơn giúp dễ
hiểu và dễ tiếp cận.
9
2.3 Mô hình 7 tầng OSI, chức năng của từng tầng
2.3.1 Tầng vật lý (Physical)

Khái niệm: Tầng vật lý liên quan đến việc truyền các dòng bit giữa các máy bằng kênh truyền
thông vật lý, không quan tâm đến ý nghĩa và cấu trúc của chúng. Ngoài ra nó cung cấp các
chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao
diện nối kết và các mức nối kết.
Tầng vật lý (Physical layer) là tầng dưới cùng của mô hình OSI cung cấp các đặc trưng
điện của các tín hiệu được dùng để khi chuyển dữ liệu trên cáp từ một máy này đến một máy
khác của mạng, kỹ thuật nối mạch điện, tốc độ cáp truyền dẫn.
Tầng vật lý không qui định một ý nghĩa nào cho các tín hiệu đó ngoài các giá trị nhị
phân 0 và 1. Ở các tầng cao hơn của mô hình OSI ý nghĩa của các bit được truyền ở tầng vật
lý sẽ được xác định.
Khác với các tầng khác, tầng vật lý là không có gói tin riêng và do vậy không có phần
đầu (header) chứa thông tin điều khiển, dữ liệu được truyền đi theo dòng bit. Một giao thức
tầng vật lý tồn tại giữa các tầng vật lý để quy định về phương thức truyền (đồng bộ, phi đồng
bộ), tốc độ truyền.
Các giao thức được xây dựng cho tầng vật lý được phân chia thành phân chia thành hai
loại giao thức sử dụng phương thức truyền thông dị bộ (asynchronous) và phương thức truyền
thông đồng bộ (synchronous).
+ Phương thức truyền dị bộ: không có một tín hiệu quy định cho sự đồng bộ giữa các
bit giữa máy gửi và máy nhận, trong quá trình gửi tín hiệu máy gửi sử dụng các bit đặc
biệt START và STOP được dùng để tách các xâu bit biểu diễn các ký tự trong dòng dữ
liệu cần truyền đi. Nó cho phép một ký tự được truyền đi bất kỳ lúc nào mà không cần
quan tâm đến các tín hiệu đồng bộ trước đó.
10
+ Phương thức truyền đồng bộ: sử dụng phương thức truyền cần có đồng bộ giữa máy
gửi và máy nhận, nó chèn các ký tự đặc biệt như SYN (Synchronization), EOT (End Of
Transmission) hay đơn giản hơn, một cái "cờ " (flag) giữa các dữ liệu của máy gửi để
báo hiệu cho máy nhận biết được dữ liệu đang đến hoặc đã đến.
2.3.2 Tầng liên kết dữ liệu (Data Link)
Khái niệm: Tầng liên kết dữ liệu (data link layer) là tầng mà ở đó ý nghĩa được gán cho
các bít được truyền trên mạng.

Tầng liên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kích thước, địa chỉ máy gửi và
nhận của mỗi gói tin được gửi đi. Nó phải xác định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng và
phương tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó được đưa đến cho người nhận đã định. Các nhiệm vụ
chính của tầng này là:
+ Chia thông tin cần gửi thành các frame, gửi các frame đi một cách tuần tự và xử lý các
frame biên nhận (ACK frame) do bên nhận gửi về. Các frame có kích thước cỡ vài
trăm byte hoặc vài nghìn byte, đầu và cuối frame được ghi thêm các nhóm bit đặc biệt
làm ranh giới cho frame (tầng này nhận ra được ranh giới giữa các frame).
+ Đường truyền vật lý luôn luôn có thể gây lỗi nên tầng này phải giải quyết vấn đề nảy
sinh khi bản tin bị hỏng, bị mất hoặc bị truyền lặp. Tầng này cung cấp cách phát hiện
và sửa lỗi cơ bản để đảm bảo cho dữ liệu nhận được giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi.
Nếu một gói tin có lỗi không sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được cách
thông báo cho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại.
+ Giữ cho bên phát có tốc độ không gây “lụt” dữ liệu cho bên nhận.
+ Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm 2 loại chính là các giao thức hướng ký tự
và các giao thức hướng bit. Các giao thức hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký
tự đặc biệt của một bộ mã chuẩn nào đó (như ASCII hay EBCDIC), trong khi đó các
giao thức hướng bit lại dùng các cấu trúc nhị phân (xâu bit) để xây dựng các phần tử
11
của giao thức (đơn vị dữ liệu, các thủ tục.) và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần
lượt từng bit một.
2.3.3 Tầng mạng (NetWork)
Khái niệm: Tầng mạng (network layer) nhắm đến việc kết nối các mạng với nhau bằng cách
tìm đường (routing) cho các gói tin từ một mạng này đến một mạng khác. Nó xác định việc
chuyển hướng, vạch đường các gói tin trong mạng, các gói này có thể phải đi qua nhiều chặng
trước khi đến được đích cuối cùng. Nó luôn tìm các tuyến truyền thông không tắc nghẽn để
đưa các gói tin đến đích.
Tầng mạng cung các các phương tiện để truyền các gói tin qua mạng, thậm chí qua một
mạng của mạng (network of network). Bởi vậy nó cần phải đáp ứng với nhiều kiểu mạng và
nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau. hai chức năng chủ yếu của tầng mạng là

chọn đường (routing) và chuyển tiếp (relaying). Tầng mạng là quan trọng nhất khi liên kết hai
loại mạng khác nhau như mạng Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộ tìm
đường (quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác và ngược
lại.
Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet - switched network) - gồm tập hợp các nút
chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữ liệu. Các gói dữ liệu được truyền từ một hệ
thống mở tới một hệ thống mở khác trên mạng phải được chuyển qua một chuỗi các nút. Mỗi
nút nhận gói dữ liệu từ một đường vào (incoming link) rồi chuyển tiếp nó tới một đường ra
(outgoing link) hướng đến đích của dữ liệu. Như vậy ở mỗi nút trung gian nó phải thực hiện
các chức năng chọn đường và chuyển tiếp.
Việc chọn đường là sự lựa chọn một con đường để truyền một đơn vị dữ liệu (một gói
tin chẳng hạn) từ trạm nguồn tới trạm đích của nó. Một kỹ thuật chọn đường phải thực hiện
hai chức năng chính sau đây:
+ Quyết định chọn đường tối ưu dựa trên các thông tin đã có về mạng tại thời điểm đó
thông qua những tiêu chuẩn tối ưu nhất định.
12
+ Cập nhật các thông tin về mạng, tức là thông tin dùng cho việc chọn đường, trên mạng
luôn có sự thay đổi thường xuyên nên việc cập nhật là việc cần thiết.
Mô hình chuyển vận các gói tin trong mạng chuyễn mạch gói
Người ta có hai phương thức đáp ứng cho việc chọn đường là phương thức xử lý tập
trung và xử lý tại chỗ.
+ Phương thức chọn đường xử lý tập trung được đặc trưng bởi sự tồn tại của một (hoặc
vài) trung tâm điều khiển mạng, chúng thực hiện việc lập ra các bảng đường đi tại từng
thời điểm cho các nút và sau đó gửi các bảng chọn đường tới từng nút dọc theo con
đường đã được chọn đó. Thông tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường
chỉ cần cập nhập và được cất giữ tại trung tâm điều khiển mạng.
+ Phương thức chọn đường xử lý tại chỗ được đặc trưng bởi việc chọn đường được thực
hiện tại mỗi nút của mạng. Trong từng thời điểm, mỗi nút phải duy trì các thông tin của
mạng và tự xây dựng bảng chọn đường cho mình. Như vậy các thông tin tổng thể của
mạng cần dùng cho việc chọn đường cần cập nhập và được cất giữ tại mỗi nút.

Thông thường các thông tin được đo lường và sử dụng cho việc chọn đường bao gồm:
+ Trạng thái của đường truyền.
+ Thời gian trễ khi truyền trên mỗi đường dẫn.
+ Mức độ lưu thông trên mỗi đường.
+ Các tài nguyên khả dụng của mạng.
Khi có sự thay đổi trên mạng (ví dụ thay đổi về cấu trúc của mạng do sự cố tại một vài
nút, phục hồi của một nút mạng, nối thêm một nút mới hoặc thay đổi về mức độ lưu thông)
các thông tin trên cần được cập nhật vào các cơ sở dữ liệu về trạng thái của mạng.
Hiện nay khi nhu cầu truyền thông đa phương tiện (tích hợp dữ liệu văn bản, đồ hoạ,
hình ảnh, âm thanh) ngày càng phát triển đòi hỏi các công nghệ truyền dẫn tốc độ cao nên việc
phát triển các hệ thống chọn đường tốc độ cao đang rất được quan tâm.
13
2.3.4 Tầng vận chuyển (Transport)
Khái niệm: Có nhiệm vụ tổ chức các kênh trao đổi thông tin giữa các dịch vụ tương ứng của
hai máy tính tham gia truyền thông.
Các vấn đề nảy sinh: Trong một lúc có thể có nhiều dịch vụ cùng tham gia trao đổi thông tin
với các máy tính khác nên tầng giao vận phải có nhiệm vụ dồn kênh và phân kênh.
+ Giải pháp để tổ chức dồn kênh và phân kênh ở tầng giao vận là sử dụng socket. Mỗi
dịch vụ tầng trên sẽ tiến hành trao đổi thông qua các cổng logic gọi là cổng dịch vụ, số
hiệu cổng cùng dữ liệu được đóng gói trong quá trình dồn kênh.
Ví dụ: - www: cổng 80
- ftp: cổng 21
- telnet: cổng 23…
14
Các dịch vụ tầng trên chia thành 2 loại và ứng với mỗi loại tầng giao vận phải tổ chức
truyền tin tương ứng với hai loại đó:
+ Đòi hỏi tin cậy
+ Chấp nhận các sai sót, nhưng thời gian truyền tin phải nhanh nhất có thể được
2.3.5 Tầng phiên (Session)
Khái niệm: Thiết lập, quản lý, kết thúc các phiên làm việc giữa các ứng dụng, đảm bảo

việc giao dịch giữa các ứng dụng được quản lý.
2.3.6 Tầng trình diễn (Presentation)
Khái niệm: Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữ liệu có thể
có nhiều cách biểu diễn khác nhau. Thông thường dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng nguồn
và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích có thể khác nhau do các ứng dụng được chạy trên
các hệ thống hoàn toàn khác nhau (như hệ máy Intel và hệ máy Motorola). Tầng trình diễn
(Presentation layer) phải chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gửi đi trên mạng từ một loại
biểu diễn này sang một loại khác. Để đạt được điều đó nó cung cấp một dạng biểu diễn
chung dùng để truyền thông và cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục bộ sang biểu diễn
chung và ngược lại.
15
Tầng trình bày cũng có thể được dùng kĩ thuật mã hóa để xáo trộn các dữ liệu trước khi
được truyền đi và giải mã ở đầu đến để bảo mật. Ngoài ra tầng biểu diễn cũng có thể dùng các
kĩ thuật nén sao cho chỉ cần một ít byte dữ liệu để thể hiện thông tin khi nó được truyền ở trên
mạng, ở đầu nhận, tầng trình bày bung trở lại để được dữ liệu ban đầu.
2.3.7 Tầng ứng dụng (Application)
Khái niệm: Tầng ứng dụng (Application layer) là tầng cao nhất của mô hình OSI, nó xác
định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI và giải quyết các kỹ thuật mà các
chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng.
2.4 Quá trình đóng gói dữ liệu trong mô hình OSI
Trong mô hình tham chiếu OSI dữ liệu trước khi được gửi đi phải tiến hành đóng gói,
và khi nhận được dữ liệu quá trình mở gói được diễn ra theo chiều ngược lại. Dữ liệu được
gửi từ tầng ứng dụng đi xuống các tầng dưới của mô hình OSI, mỗi tầng có những định nghĩa
riêng về dạng dữ liệu mà nó sử dụng. Tại nơi gửi, mỗi tầng coi gói tin của tầng trên gởi xuống
là dữ liệu của nó và thêm vào gói tin các thông tin điều khiển của mình sau đó chuyển tiếp
xuống tầng dưới. Tại nơi nhận, quá trình diễn ra ngược lại, mỗi tầng lại tách các thông tin điều
khiển của mình ra và chuyển dữ liệu lên tầng trên .
Hình dưới đây mô
tả chi tiết quá trình
đóng gói dữ liệu thông

qua 7 tầng của mô hình
OSI
16
Với 5 bước chuyển đổi để đóng gói dữ liệu :
1. Xây dựng dữ liệu
2. Đóng gói dữ liệu tại tầng vận chuyển
3. Bổ sung địa chỉ IP vào header tầng mạng .
4. Bổ sung header và trailer tại tầng liên kết dữ liệu .
5. Chuyển thành các bit để truyền tại tầng vật lý .
Application
Header + data
010010100100100100111010010001101000…
Tầng ứng dụng
Tầng chuyển vận
Tầng mạng
Tầng vật lý
17
Tầng liên kết dữ liệu
CHƯƠNG 2 : CÔNG NGHỆ ETHERNET
1. Giới thiệu về Ethernet
Ethernet là mạng cục bộ do ba công ty Xerox, Intel và Digital equipment xây dựng và
phát triển. Ethernet là mạng thông dụng nhất đối với các mạng nhỏ hiện nay (chiếm hơn 90%
thị phần mạng hiện nay). Ethernet LAN được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng
của mô hình tham chiếu ISO, mạng truyền số liệu Ethernet cho phép đưa vào mạng các loại
máy tính khác nhau kể cả máy tính mini. Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây:
+ Có cấu trúc dạng tuyến phân đoạn, đường truyền dùng cáp đồng trục, tín hiệu truyền
trên mạng được mã hoá theo kiểu đồng bộ (Manchester), tốc độ truyền dữ liệu là 10
Mb/s.
+ Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đoạn tuyến này có thể được kết
nối lại bằng cách dùng các bộ chuyển tiếp và khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 nút

là 2,8 km.
Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến (bus access) hoặc tuyến token (token
bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong các gói. Gói (packet) thông tin dùng
trong mạng có độ dài từ 64 đến 1518 byte. Với việc ra đời Gigabit Ethernet, ban đầu như là
một công nghệ LAN thì giờ đây đã trở thành một chuẩn MAN và WAN.
Thành công chủ yếu của Ethernet là do các yếu tố sau:
+ Đơn giản và dễ dàng bảo trì.
+ Có khả năng phối hợp với các công nghệ khác.
+ Tin cậy.
+ Chi phí lắp đặt và nâng cấp thấp.
Tất cả các chuẩn phát triển sau này về cơ bản đều tương thích với chuẩn gốc. Một
frame của Ethernet xuất phát từ một NIC 10 Mbps cáp đồng trục loại cũ trong một máy PC,
đặt lên liên kết Ethernet quang tốc độ 10 Gbps và kết thúc tại một NIC 100 Mbps. Các gói
trên một mạng Ethernet không bị thay đổi.
Ethernet dựa trên topo dạng bus:
18
2. Ethernet và mô hình OSI
Ethernet hoạt động ở hai tầng của mô hình OSI, nửa bên dưới của tầng liên kết dữ liệu
(Data Link) được gọi là lớp MAC và tầng vật lý.
Để di chuyển số liệu giữa hai trạm Ethernet, số liệu thường được chuyển qua repeater.
Các chuẩn đảm bảo băng thông tối thiểu và hoạt động được qua đặc tả chỉ ra số trạm
tối đa trên một segment, chiều dài tối đa của một segment, số lượng repeater tối đa giữa các
trạm…
3. Tầng MAC và thuật toán CSMA/CD:
3.1 Tầng cập nhật môi trường truyền MAC:
Tầng này làm nhiệm vụ xác định xác định máy nào trong mạng được truyền dữ liệu
trên đường cáp chung. MAC và LLC cấu thành phiên bản IEEE của tầng 2 (liên kết dữ liệu)
của mô hình OSI.
19
Khi được cài đặt vào trong mạng, các máy trạm phải tuân theo những 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 điều hướng trạm làm việc làm thế nào và lúc nào có thể thâm
nhập vào đường dây cáp để gửi hay nhận các gói thông tin. Có 3 phương thức cơ bản:
+ CSMA/CD
+ Giao giao thức dùng thẻ bài ( Token Ring )
+ Giao thức FDDI
3.2 Các quy tắc của MAC và thuật toán CSMA/CD
Giao thức CSMA/CD( Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection) Giao
thức này thường sử dụng cho mạng có cấu trúc bus.
Các trạm máy 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 trạm
được truyền dữ liệu mà thôi. Trước khi truyền dữ liệu, mỗi trạm phải lắng nghe đường truyền
để chắc chắn đường truyền rỗi (Carrier Sence). Trong trường hợp hai trạm cùng truyền dữ liệu
đồng thời, xung đột dữ liệu xảy ra, các trạm tham gia phải phát hiện được xung đột và thông
báo tới các trạm khác gây ra xung đột (Collision Detection), đồng thời các trạm phải ngừng
thâm nhập, chờ đợi lần sau trong khoảng thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi mới tiếp tục
truyền .Khi lưu lượng các gói dữ liệu cần di chuyển trên mạng quá cao, thì việc xung đột có
thêt xảy ra với số lượng lớn dẫn đến làm chậm tốc độ truyền tin của hệ thống. Giao thức này
thuộc công nghệ Ethernet.
Các quy tắc của MAC và thuật toán CSMA/CD:
Ethernet là công nghệ quảng bá trên môi trường chia sẻ. Phương phá truy cập
CSMA/CD được dùng trong Ethernet thực hiện ba chức năng sau:
+ Truyền và nhận các gói dữ liệu
+ Giải mã các gói dữ liệu và kiểm tra các địa chỉ hợp lệ trước khi chuyển chúng đến các
tầng cao hơn trong mô hình OSI .
+ Phát hiện lỗi trong các gói dữ liệu hay trên mạng.
Nội dung chính của phương pháp này là khi một node trên mạng muốn truyền tin nó
phải lắng nghe xem mạng (cáp) có bận không, nếu không bận thì sẽ truyền thông tin.
20
Khi đụng độ xảy ra sẽ làm biên độ giao động của các tín hiệu tăng đột ngột, các thiết bị

mạng có thể cảm nhận được xung đột này và sẽ không truyền tín hiệu, khi đó thuật toán vãn
hồi được sử dụng, sau một khoảng thời gian thì các thiết bị có thể truyền dữ liệu và việc
truyền dữ liệu là bình đẳng đối với mọi thiết bị.
21
Với khả năng xảy ra xung đột là rất cao đặc biệt tỷ lệ các gói tin broadcast trong mạng
theo chuẩn Ethernet là rất lớn việc xảy ra xung đột làm giảm hiệu năng của mạng. Khi thiết kế
các mạng LAN theo chuẩn Ethernet cũng phải tính đến độ trễ thời gian của tín hiệu khi đi qua
các thiết bị mạng ( hub, repeater…) Độ trễ này nếu xảy ra quá giới hạn cho phép cũng là một
trong những nguyên nhân gây ra các xung đột trên mạng, gây ra hiện tượng nghẽn mạng.
Các thiết bị như Hub, repeater làm việc ở tầng vật lý không nhận ra địa chỉ MAC nên
mỗi khi chúng nhận được một tín hiệu từ một cổng nó sẽ phát tin ra tất cả các cổng còn lại, vì
vậy hình thành nên các miền xung đột .
Để giới hạn độ trễ các miền xung đột do Hub gây ra, người ta sử dụng luật 5-4-3 . Luật
này quy đinh giữa hai node bất kỳ trên mạng chỉ có thể có tồi đa 5 đoạn mạng, kết nối thông
qua 4 repeater và chỉ có 3 trong tổng số 5 đoạn mạng có máy tính kết nối mạng .
4. Hoạt động của Repeater vàHub
22
4.1 Hoạt động của Repeater
Khái niệm : Repeater là một lọai thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết
mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI . Repeater dùng để
nối hai mạng giống nhau hoặc các phần của một mạng cùng có một nghi thức và một cấu
hình. Khi repeater nhận được một tín hiệu từ mọt phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía
kia của mạng .
Mô hình liên kết mạng của Repeater
Repeater không có khả năng xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu,
khuyếch đại các tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại
tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng .
Hoạt động của Repeater trong mô hình OSI
Việc sử dụng Repeater không làm thay đổi nội dung các tín hiệu đi qua nó nên chỉ
được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông ( như hai mạng Ethernet hay hai

mạng Token Ring ) nhưng lại không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau
( như một mạng Ethernet với mạng Token Ring ) . Thêm nữa Repeater không làm thay đổi
khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn
chế hiệu năng của mạng Khi lựa chọn loại Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển
vận phù hợp với tốc độ của mạng .
23
Có hai loại Repeater:
+ Repeater điện: nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ
một phía và phát về phía kia .Khi một mạng sử dụng repeater điện để nối các phần của
mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn
chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ của tín hiệu.Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng
trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2.8 km, khoảng cách đó không thể kéo dài thêm cho
dù có sử dụng thêm repeater.
+ Repeater điện quang: liên kết với một đầu cáp quang và một đầu cáp điện, nó chuyển
một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại.
Việc sử dụng repeater cũng lamg tăng chiều dài của mạng.
4.2 Hoạt động của Hub
Khái niệm : Hub thực chất là một Repeater có nhiều cổng hoạt động ở tầng vật lý (khuyếch
đại tín hiệu).
24
Hoạt động của Hub trong mô hình OSI
Hub là một 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 đều được kết nối thông qua Hub.
Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết
các máy tính dưới dạng hình sao.
Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng ( từ 4 đến 24 cổng ) để gắn
máy tính và các thiết bị ngoại vi. Mỗi xổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10 BaseT
từ mỗi trạm của mạng.
Khi tín hiệu được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trên các cổng khác của
hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bời

người điều hành mạng từ trung tâm quản lý 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 lưu lượng đi qua nó. Nó khônng khuyếch đại hay làm
sạch tín hiệu này. Một passive hub chỉ được dùng để chia sẻ đường truyền vật lý. Như
vậy, passive hub không cần nguồn cung cấp điện.
+ Tích cực(Active) : Một active hub phải được cung cấp nguồn điện bởi nó cần năng
lượng để khuyếch đại tín hiệu đến trước 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 chức năng cơ bản như các active hub, ngoài ra chúng còn bao gồm một chip
vi xử lý và các khả năng chuẩn đoán.Các hub thông minh đắt tiền hơn các active hub
nhưng hiệu quả hơn trong các tình huống sửa chữa .
25