slide bài giảng môn truyền thông và mạng máy tính chương 8.1 lan và wan

1
Chương 8 (cont.)
LAN & WAN
Khoa
CNTT
-
ðHBK
Hà N
ộ
i
Gi
ả
ng viên: Ngô H
ồ
ng S
ơ
n
B
ộ
môn Truy
ề
n thông và M
ạ
ng máy tính
2
Tổng quan

Tuần trước : Tầng liên kết dữ liệu
 Các dịch vụ của tầng liên kết dữ liệu
 Các giao thức ña truy nhập
 Mạng LAN Ethernet, ARP và ñịa chỉ vật lý


Tuần này: Tiếp tục mạng LAN
 LAN:
Bridge và Switch,
 VLAN
 WLAN
 WAN
 …
3
Mạng LAN (cont.)
Hub, Switch, Bridge
4
Các thiết bị kết nối mạng LAN
 Hub, bridge và switch

Một thiết bị mạng LAN với nhiều cổng
 Hub: Chuyển tiếp tín hiệu ở tầng vật lý

Nhận tín hiệu từ một cổng (khuyếch ñại) và
chuyển tiếp ñến các cổng còn laij

Không có các dịch vụ của tầng liên kết dữ liệu
 Bridge và switch

Thông minh hơn hub

Có thể lưu và chuyển tiếp dữ liệu (Ethernet
frame)
5
Router/Switch/Bridge

Host HostSwitch/
Bridge
Router
6
Switch

Cho phép nhiều cặp liên kết
cùng hoạt ñộng
 E.g. A-to-A’ và B-to-B’, không
có xung
ñộ
t

Giao thức Ethernet ñược sử
dụng trên mỗi link, không sợ
xung ñột với các link khác
 M
ỗ
i link là m
ộ
t vùng xung
ñộ
t
riêng

Switch có một bảng ñ/c MAC
cho biết máy nào ở cổng nào
 (
ð
/c MAC máy tr

ạ
m, s
ố
hi
ệ
u
c
ổ
ng, TTL)
A
A’
B
B’
C
C’
1
2
3
4
5
6
7
Switch: Cơ chế tự học

Switch tự nhận biết ñ/c
MAC của các máy nối
vào

Bảng chuyển tiếp
A

A’
B
B’
C
C’
1
2
3
4
5
6
A A’
Source: A
Dest: A’
MAC addr interface TTL
A
1
60
8
Switch: Cơ chế chuyển tiếp
Khi nhận ñược 1 frame
1. Tìm ñ/c cổng vào
2. Tìm ñịa chỉ cổng ra dùng bảng chuyển tiếp
3. if tìm thấy cổng ra
then {
if cổng ra == cổng vào
then hủy bỏ frame
else chuyển tiếp frame ñến cổng ra
}
else quảng bá frame

9
Ví dụ
A
A’
B
B’
C
C’
1
2
3
4
5
6
A A’
Source: A
Dest: A’
MAC addr interface TTL
B
ả
ng chuy
ể
n ti
ế
p
(Ban ñ
ầ
u r
ỗ
ng)

A
1
60
A A’
A A’
A A’A A’
A A’
 Không có cổng ra:
Qu
ả
ng bá
A’ A
 ðã biết ñ/c A:
A’
4
60
Chuyển trực tiếp
10
Nối các switch với nhau

Các switch có thể ñược nối với nhau
A
B

Cũng dùng cơ chế tự học
S
1
C
D
E

F
S
2
S
4
S
3
H
I
G
11
Thực tế!
12
Một mạng ñiển hình
Kết nối tời
mạng bên ngoài
router
IP subnet
mail server
web server
13
So sánh Switch và Router

Lưu và chuyển tiếp
 routers: tầng mạng
 switches: tầng liên kết dữ liệu

Router quản lý bảng chọn ñường, giải thuật chọn
ñường, chuyển tiếp gói tin


switches quản lý bảng chuyển tiếp, tự học, lọc
frame
Host
Host
Switch
Router
14
Spanning Tree Protocol
 Các switch nối với nhau theo một ñồ thị
(!=cây)
 Spanning Tree Protocol sẽ tìm một ñồ thị con
không có vòng lặp.

Spanning => Bao gồm tất cả các switches.

Tree => Dạng cây, không vòng lặp.
 Là một giao thức phân tán:

Cho phép xác ñịnh nút gốc (root) của cây

Switches chỉ chuyển tiếp dữ liệu qua cổng thuộc
cây ñó.
15
Ví dụ về Spanning Tree
B3
B5
B7
B2
B1
B6

B4
Hoạt ñộng:
1. Chọn 1 nút làm root
2. Với mỗi mạng LAN,
chọn một nút ñại diện
gần với nút gốc nhất.
3. Các switch còn lại phải
liên lạc với root thông
qua nút ñại diện.
B8
16
Example Spanning Tree
B3
B5
B7
B2
B1
B6
B4
Root
B8
B2 B4 B5 B7
B8
B1
Spanning Tree:
17
Spanning Tree Protocol
1. Quảng bá ñịnh kỳ thông tin:
(ID nút gửi, ID nút gốc, khoảng cách tới gốc).
2. Khởi tạo: Khoảng cách là 0.

3. Switch quảng bá cho ñến khi nhận ñược một thông ñiệp tốt hơn:
a. Có ID gốc nhỏ hơn
b. ID gốc bằng nhau nhưng khoảng cách nhỏ hơn
c. ID của nút gửi nhỏ hơn.
4. Nếu nhận ñược 1 thông ñiệp tốt thì chuyển tiếp nó (tăng khoảng
cách lên 1).
5. Nếu không ñược chỉ ñịnh là switch ñại diện thì không ñược gửi
thông ñiệp quảng bá.
Hiển nhiên, sau một thời gian:
• Chỉ nút gốc thường xuyên phát ñi thông ñiệp cấu hình,
• Switch chỉ chuyển tiếp thông ñiệp cấu hình tới mạng LAN
mà nó là ñại diện.
18
Virtual LAN (VLAN)
19
Mạng LAN ảo (Virtual LAN)

Yêu cầu thực tế
 Chia xẻ tài nguyên (file, máy in, v.v )
giữa các trạm “xa nhau”
 Bảo mật thông tin nội bộ trong một
phòng ban

Giải pháp mạng LAN ảo
 Nhóm các trạm thành một
mạng LAN logic
 Mạng LAN logic không bị ràng
buộc về mặt ñịa lý của các trạm
 Mạng LAN logic ñộc lập với
các ứng dụng mạng

VLAN1
VLAN1
VLAN2
VLAN2
VLAN3
VLAN3
20
Broadcast domain & cách xây
dựng VLAN
 Broadcast domain
 Khoảng “không gian mạng” mà các
MAC PDU có thể ñi ñến
 Mặc ñịnh:
Broadcast domain = LAN
 Broadcast domain thường giới hạn
bởi các Switch hoặc Router
 Port Grouping VLAN
 Nhóm các cổng Switch (VLAN 2)
 MAC-based VLAN (VLAN1, VLAN2)
 Layer 3-based VLAN (VLAN 3)
 …
 Kết nối các VLAN
VLAN1
VLAN1
VLAN2
VLAN2
VLAN3
VLAN3
VLAN1: 0,1,5,6
VLAN1: 0,1,5,6

VLAN2: 2,3,4,7
VLAN2: 2,3,4,7
21
Wireless LAN
22
Tổng quan về 802.11 LAN

Gồm một số trạm cơ sở
(base station = access
point) và các máy trạm
có giao diện mạng
không dây

Chế ñộ trạm cở sở
 Basic Service Set (BSS)
 wireless hosts
 access point (AP): base
station

Chế ñộ Ad hoc : Chỉ cần
máy trạm
BSS 1
BSS 2
Internet
hub, switch
hay router
AP
AP
23
Các chuẩn


802.11b
 Dải tần 2.4-5 GHz (unlicensed
spectrum)
 Tốc ñộ tối ña 11 Mbps

802.11a
 Dải 5-6 GHz
 Tốc ñộ tối ña 54 Mbps

802.11g
 Dải 2.4-5 GHz
 Tốc ñộ tối ña 54 Mbps

802.11n: cho phép dùng
nhiều ăng-ten (MIMO)
 Dải 2.4-5 GHz
 Tốc ñộ tối ña 200 Mbps
 ðều sử dụng CSMA/CA ñể quản lý ña truy nhập
 Có thể hỗ trợ 2 chế ñộ: base-station và ad hoc
24
802.11: Kênh, liên kết

Dải tần ñược chia làm 11 kênh với tần số khác nhau

Người quản trị lựa chọn tần số cho AP (có thể tự
ñộng)
 Máy trạm: Phải tạo một liên kết với 1 AP

Quét kênh, lắng nghe các frame khởi tạo (beacon

frames) có chứa tên của AP (SSID) và ñịa chỉ
MAC của AP

Chọn một AP ñể tạo liên kết
25
Phương pháp dò: chủ ñộng/bị ñộng
AP 2
AP 1
H1
BBS 2
BBS 1
1
2
2
3
4
Active Scanning:
(1) H1 quảng bá yêu cầu tìm AP
(2) APs trả lời thông tin về mình
(3) H1 gửi yêu cầu lập liên kết tời
AP2
(4) Xác nhận yêu cầu
AP 2
AP 1
H1
BBS 2
BBS 1
1
2
3

1
Passive Scanning:
(1) frames khởi tạo ñược gửi từ APs
(2) H1 gửi yêu cầu lập liên kết tời AP2
(3) Xác nhận yêu cầu