cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
1
Chng I NG QUAN V MNG
Ni dung chính :
M u
1.1 Các khái nim c bn
1.2 Chun hóa mng
1.3 Truyn thông trên mng
Các câu hi và bài tp cho phn lý thuyt
M u:
Chng này s cung cp cho các bn mt cái nhìn tng quan n các vn
liên quan n mng máy tính, vic phân tích thit k, phát trin và vn hành mt mng
máy tính n gin. Chúng ta s xem xét các tiêu chí phân loi mng máy tính và
gii áp cho câu hi ti sao chúng ta phi chun hóa mng và chun hóa mng thì
phi làm nh th nào. Chúng ta cng tìm hiu các quy tc khi truyn d liu trên mng
ng thi nghiên cu mt s phng pháp s dng ng truyn vt lý truyn ti
thông tin trong các mng máy tính khác nhau.
cng Mng máy tính
u hành ni b
2
1.1 Các khái nim c bn
1.1.1. Các khái nim và thut ng
Vn là mng là gì và ti sao phi dùng mng?
Mng máy tính
c xem nh là hai hay nhiu máy tính c ni vi nhau và
cho phép các máy tính dùng chung d liu, thit b ca nhau (cho phép chia s tài
nguyên). Vic kt ni c thc hin thông qua ng truyn vt lý và phi tuân theo
các qui tc truyn thông.
ng truyn
vt lý c hiu là các môi trng truyn tín hiu vt lý (hu
tuyn hoc vô tuyn).
Các quy c truyn thông
chính là các c s máy tính có th nói chuyn vi
nhau, có th hiu nhau, ây là mt yu t rt quan trng khi nói v công ngh mng.
Các file d liu (file nh , file vn bn,…) và các thit b c gi chung là tài
nguyên trên mng.
Tài khon
trong mng (account) là mt mã s tng hp t các thông tin c bn
phân bit, qun lý ngi khai thác mng nh : Tên ngi s dng, i ch, tên
nhóm,…
Máy ch
là máy nm quyn qun lý trong mng, iu phi cung cp và qun lý
tài nguyên dùng chung trong mng cng nh qun lý ngi dùng khai thác mng.
Thông thng máy ch có cu hình máy mnh (tc cao, cng ln…) là ni lu
tr và qun lý các tài nguyên dùng chung ca mng,
Máy trm
là máy tính tham gia kt ni mng, có th khai thác các tài nguyên
trên mng theo mt quyn hn nào ó. Máy trm chim s nhiu trong mt mng và
không òi hi có cu hình cao.
1.1.2 Li ích ca mng
- Kinh t trong vic u t thit b : gim s lng các thit b phi mua sm.
- Kinh t v mt s dng tài nguyên: d liu c lu tr mt ln.
- Thông tin chính xác và kp thi.
- Khai thác nhanh chóng và an toàn.
- Tránh c s lc hu v thit b
1.1.3. Phân loi mng máy tính
Có nhiu quan im và cách thc phân chia mt mng máy tính.
v Phân loi mng theo c ch hot ng ca mng :
Theo quan im này mng c phân chia theo kh nng cung cu tài nguyên
gia các máy tính trong mng và có 2 loi mng nh sau :
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
3
Ø Mng bình ng (peer to peer)
Không phân bit gia máy trm và máy ch, mi u cui có cùng mi quan h
vi toàn b các trm cui khác trên mng. Nói cách khác h thng bao gm các u
cui có th va là máy trm hay máy ch
Ø Mng khách ch (Client/Server)
Mng bao gm các máy trm (Client)- nhn dch v và máy ch (Server) cung
cp dch v. Thông thng lu thông trên mng c truyn gia nhiu máy trm và
mt s ít các máy ch, do ó d liu tp trung chính ti u cui máy ch.
v Phân loi mng theo quy mô mng :
Phân loi theo tiêu chun phm vi kt ni mng và có các loi sau:
Ø Mng cc b (LAN – Local Area Netwrok)
Hu ht các c quan t chc thit lp mng ni b kt ni các máy tính. S
dng mng LAN là kinh t do mt vài yu t c tích hp trong các h iu hành
em li nhng thun li cho công tác ca mi cá nhân và ca doanh nghip. Mt vài
li im ca mng LAN:
- Thit k mm do và giá thành h
- Chia s tài nguyên
- Chia s ng dng
- Chia s file
- Bo mt d liu
- An ninh tp trung
Ø Mng din rng (WAN – Wide Area Network)
Liên kt các mng có mã vùng khác nhau hay ti các lc a, WAN ng ký
dch v ca nhà cung cp dch v ng truyn công cng. Dch v cung cp ng
truyn bao gm: ng quay s, ng giành riêng, và chuyn mch gói, giá thành cài
t và thuê bao tháng cao.
òi hi nhiu thi gian và n lc cng tác: nhng nhà cung cp dch v WAN
thng tri trên các phm vi a lý riêng bit, vì vy cn có s cng tác v hot ng
gia nhng nhà cung cp dch v.
- Gim tc ng truyn và thi gian áp ng: khi kt ni các mng LAN
thông qua mng WAN thng có xut hin nút c chai trên ng truyn gây nên tr
ng truyn và thi gian áp ng.
cng Mng máy tính
u hành ni b
4
v Phân loi mng theo NIC- Network Interface Card
Có 3 loi mng da vào NIC : Ethernet, Token ring, ARCnet.
Ø Ethernet
Nhng c im c bn ca mng Ethernet
Dng Topo truyn thng Bus ng thng
Kiu tín hiu Baseband
C ch truy nhp CSMA/CD
Quy cách k thut IEEE 802.3
Tc truyn 10 Mbps hay 100 Mbps
Loi cáp mng Cáp ng trc béo, ng trc gy, cáp UTP
Các giao thc TCP/IP, IPX, NetBEUI, DCL
Các h iu hành
Win95, WinNT WKS/SRV, LAN manager,
IBM LAN Server, AppleShare và hu ht các
h iu hành khác.
Ethernet chia d liu thành các khung (frame), là gói thông tin c
truyn i nh mt n v duy nht. Khung trong Ethernet có dài t 64 n
1518 bytes, trong ó có ít nht 18 bytes dành cho iu khin.
Ø Token ring
Mng Token Ring c phát trin bi công ty IBM trong nm 1970. mng
Token ring vn là công ngh mng LAN ch yu ca công ty IBM, Hin nay,
mng Token ring ph bin th hai sau mng ethernet/IEEE 802.3. Mô t IEEE
Hình 1.1 Ethernet
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
5
802.5 c phát trin sau mng IBM Token Ring. Mt mng Token Ring xem
nh mng Token Ring ca IBM và IEEE 802.5
Mng Token Ring và IEEE 802.5 v c bn là tng thích, tuy nhiên có mt
vài im khác nhau gia hai mô t này. Trong tài liu này chúng tôi trình bày
hai c t trên.
Mng Token Ring kt ni theo topo star, trong ó các thit b trong mng
c ni ti mt thit b trung tâm là MSAU (MultiStation Access Unit-n v
truy cp a trm), s dng cáp ôi dây xon.
IEEE 802.5 không xác nh topo, mc dù gn nh mt cách chính thc tt
c các mng IEEE 802.5 da trên topo star. IEEE 802.5 không xác nh loi
phng tin truyn.
v Phân loi mng theo s ni mng :
Có nhiu loi nhng có 3 loi c bn sau:
Ø S Bus
Hình 1.3 Bus
Hình 1.2 Token Ring
cng Mng máy tính
u hành ni b
6
Ø S Star
Ø S Ring
1.2. Chun hóa mng
1.2.1 Khái nim
mng t kh nng ti a, các tiêu chun c chn phi cho phép m rng
mng có th phc v cho các ng dng không d kin c trong tng lai, ng
thi cho phép mng làm vic vi nhiu thit b t các nhà sn xut khác nhau. Vn
t ra là phi xây dng c mt tiêu chun áp ng c các mc tiêu trên. Gii
quyt c vn nêu trên chính là công vic chun hóa mng.
1.2.2. Kin trúc mng theo ISO
Hình 1.5 Ring
Hình 1.4 Star
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
7
T chc tiêu chun quc t ISO – International Standard Organization,
có tr s t ti Geneve, Thy S. T chc ISO phát hành các tiêu chun và phi hp
hot ng vi các quc gia ã c tiêu chun hoá. Nm 1977 t chc ã ra tiêu
chun liên lc da trên lý thuyt kin trúc h m lp ra các mng in toán. Mô
hình này ngày nay c gi là H ni m (hay mô hình tham kho h ni m) – OSI
(Open System Interconection) xut hin nm 1984. Mô hình ã c công nhn là
khung sn phân tích và phát trin linh kin cho hot ng trên mng.
1.3. Truyn thông trên mng
1.3.1. Nguyên tc truyn d liu trên mng
Thông tin khi truyn ti trên mng nó phi c phân chia thành các gói tin nh
giúp cho lng thông tin lu chuyn trên mng uyn chuyn và linh hot hn, mt
khác nó làm cho vic dò tìm và khc phc li tr lên n gin hn. Mi tp tin khi
chuyn qua mng u c thit b ngun phân nh thành các gói và c cu trúc li
khi nó ti máy tính nhn, mi gói tin khi vn chuyn u c phát hin xem có li
xy ra hay không nu có thì ch gói tin ó c yêu cu phát li ch không phi toàn
b tp tin c yêu cu truyn li.
Vic nh dng mt gói tin khi chuyn ti ph thuc vào giao thc mà thit b
c thit lp tuy nhiên nó có các thông tin chính sau ây;
- Header (phn u): phn u báo hiu bt u gói tin và cha mt gói các
thông s quan trng, chng hn nh a ch ngun, ích và thông tin thi
gian ng b.
- Data (d liu): phn này trong gói tin cha ng d liu gc c truyn.
- Trailer (du vt): phn này ánh du im kt thúc ca gói tin và thng
cha thông tin sa li (CRC).
Khi d liu c chuyn ti qua mng i qua các giao thc thì mi lp ca giao
thc c s dng s kim tra và lu các thông tin cn thit vào phn Header.
1.3.2. ng truyn
Là mt yu t quan trng ca mt mng máy tính, ây là phng tin dùng
truyn các tín hiu in t gia các máy vi nhau trong mng. Các tín hiu in t ó
chính là các thông tin, d liu c biu th di dng các xung nh phân (ON_OFF),
mi tín hiu truyn gia các máy tính u là sóng in t.
ng truyn có c trng c bn là di thông: Thut ng này ch n kh nng
chuyn ti tín hiu ca phng tin truyn dn, môi trng có th truyn ti cao thì
có di thông cao. Di thông có th ví nh bình ti cây có vòi 1,5cm, mi phút ch
ti c 8 n 10 lít nc, mt vòi nc to gp 10 ln s ti c lng nc gp
cng Mng máy tính
u hành ni b
8
10 ln. Tc truyn ti d liu thng dùng thut ng “bit“ không phi byte. Theo lý
thuyt mng Ethernet có th truyn 10 triu bit mi giây (10 Mbps). Tc truyn ti
tín hiu còn ph thuc vào chiu dài ca cáp, nu cáp quá dài thì tín hiu s b suy
gim và nhiu li phát sinh.
Vic liên lc din ra gia hai máy tính hai v trí khác nhau tuy nhiên lp
t mt mng din rng riêng cho mình thì không t chc nào có th chp nhn c
các yêu cu v giá c lp t nó. c im ca mng cc b là di thông rt cao do
vy ngi qun tr mng có th iu khin và duy trì tt c các phng tin kt ni và
truyn thông trên mng. Vic kt ni các máy tính thc hin c thông qua môi
trng truyn dn, chúng ta có th s dng 2 loi ng truyn:
+ Hu tuyn: Các máy tính c ni vi nhau bng dây cáp mng ví d dây cáp
ng trc, cáp ôi dây xon, cáp quang,…
+ Vô tuyn: Các máy tính truyn tín hiu cho nhau thông qua các sóng vô tuyn
(tia hng ngoi, sóng vi ba, v tinh, ) vi các thit b iu ch/gii iu ch ti
mi u nút.
Vic s dng cáp liên lc và to mng cc b chúng ta s xem xét sau bây
gi chúng ta quan tâm n mt s trng truyn dn mà các t chc s dng thit
lp mng din rng.
v Mng in thoi công cng:
im ct yu trong vic kt ni mng WAN là hng n các dch v bn
mun s dng các im liên lc. Chng hn nu bn mun liên lc gia
Hà Ni và Moscow, chúng ta s ch nh các dch v nh nhau gia các
im truy cp. Mng in thoi công cng áp ng mt cách rng khp cho
dch v kt ni mng din rng.
Mng in thoi công cng thng có hai loi dch v chung:
- Cung cp dch v thuê bao: khách hàng c quyn truy cp riêng.
- Dch v gi: khách hàng tr tin cho mi ln s dng.
v ng dây k thut s b sung không i xng ADSL
Mt kiu kt ni bng tn ca mng din rng ã c các công ty in
thoi phát trin t nhng nm 1997. ADSL – Asymmetric Digital Subscriber
Line, bng cách dùng modem ADSL riêng ngi s dng có th nhn d liu
vi tc trên 8 Mbps và gi d liu vi tc là 640 Kbps, iu này c
thc hin thông qua vic s dng a hp chia tn (FDM – Frequency Division
Multiplexing).
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
9
Mi tín hiu tng t có th iu hp bng mt tn s riêng (gi là tn
s mang) khin nó phc hi li tín hiu trong qui trình phân a kênh. u
tip nhn, b a hp s chn ra tín hiu ti i và dùng nó rút tín hiu d liu
cho kênh ó. FDM h tr c 2 hng trên cùng mt si cáp, mt tn s có th
xut phát t c hai u trên phng tin truyn thông ngay tc khc.
v ng thuê bao – Leased Line
Là mch truyn thông c thit lp thng trc cho mt t chc bi
các nhà cung cp dch v (FPT, VDC,…). Nhà cung cp m bo mt bng
thông rng theo hp ng ký kt qua h thng chuyn mch và ng dây
trung k (trunk line), ng thuê bao Leased line c coi nh mt mch
chuyên dng riêng, t tc d liu cao thì ng dây phi c bo m
Các t chc s dng ng thuê bao liên kt mng ca mình vi các
mng trung tâm khác xa hoc vi mng din rng internet. Chi phí ca ng
thuê bao ph thuc vào dung lng ca ng truyn, khong cách gi ni kt
ni và nhà cung cp. Bn cn phi cài t mt "Chanel Service Unit" (CSU)
ni n mng T, và mt "Digital Service Unit" (DSU) ni n mng ch
(primary) hoc giao din mng.
v ISDN (Integrated Service Digital Nework).
S dng ng in thoi s thay vì ng tng t. Do ISDN là mng
dùng tín hiu s, bn không phi dùng mt modem ni vi ng dây mà
thay vào ó bn phi dùng mt thit b gi là "codec" vi modem có kh nng
chy 14.4 kbit/s. ISDN thích hp cho c hai trng hp cá nhân và t chc.
Các t chc có th quan tâm hn n ISDN có kh nng cao hn ("primary"
ISDN) vi tc tng cng bng tc 1.544 Mbit/s ca ng T1. Cc phí
khi s dng ISDN c tính theo thi gian, mt s trng hp tính theo lng
d liu c truyn i và mt s thì tính theo c hai.
v CATV link.
Hình 1.13 B phân tng
cng Mng máy tính
u hành ni b
10
Công ty dn cáp trong khu vc ca bn có th cho bn thuê mt "ch"
trên ng cáp ca h vi giá hp dn hn vi ng in thoi. Cn phi bit
nhng thit b gì cn cho h thng ca mình và rng ca di mà bn s c
cung cp là bao nhiêu. Cng nh vic óng góp chi phí vi nhng khách hàng
khác cho kênh liên lc ó là nh th nào. Mt dng k l hn c a ra vi
tên gi là mng "lai" ("hybrid" Network), vi mt kênh CATV c s dng
lu thông theo mt hng và mt ng ISDN hoc gi s s dng cho ng
tr li. Nu mun cung cp thông tin trên Internet, bn phi xác nh chc chn
rng "kênh ngc" ca bn kh nng phc v cho nhu cu thông tin ca
khách hàng ca bn.
v Frame relay.
Frame relay "uyn chuyn" hn ng thuê bao. Khách hàng thuê ng
Frame relay có th mua mt dch v có mc xác nh - mt "tc thông tin
u thác" ("Committed Information Rale" - CIR). Nu nh nhu cu ca bn trên
mng là rt "bt phát" (burty), hay ngi s dng ca bn có nhu cu cao trên
ng liên lc trong sut mt khong thi gian xác nh trong ngày, và có ít
hoc không có nhu cu vào ban êm - Frame relay có th s kinh t hn là thuê
hoàn toàn mt ng T1 (hoc T3). Nhà cung cp dch v ca bn có th a ra
mt phng pháp tng t nh là phng pháp thay th ó là Switched
Multimegabit Data Service.
v Ch truyn không ng b (Asynchoronous Trangfer Mode - ATM).
ATM là mt phng pháp tng i mi u tiên báo hiu cùng mt k
thut cho mng cc b và liên khu vc. ATM thích hp cho real-time
multimedia song song vi truyn d liu truyn thng. ATM ha hn s tr
thành mt phn ln ca mng tng lai.
Mt s mng vô tuyn c s dng:
v ng vi sóng (Microware links).
Nu cn kt ni vnh vin n nhà cung cp dch v nhng li thy rng
ng thuê bao hay nhng la chn khác là quá t, bn s thy microware nh
là mt la chn thích hp. Bn không cn tr quá t cho cách này ca
microware, tuy nhiên bn cn phi u t nhiu tin hn vào lúc u, và bn s
gp mt s ri ro nh tc truyn n mng ca bn quá nhanh.
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
11
v ng v tinh (satellite links).
Nu bn mun c chuyn mt lng ln d liu c bit là t nhng
a im t xa thì ng v tinh là câu tr li. Tm hot ng ca nhng v tinh
cùng v trí a lý vi trái t cng to ra mt s chm tr (hoc "b che du") mà
nhng ngi s dng Telnet có th cm nhn c.
1.3.3. Giao thc mng
Giao thc là mt b các quy tc xác nh các lut truyn thông gia các thc
th tham gia vào quá trình truyn thông trên mng, các giao thc thng c s dng
TCP/IP, IPX/SPX,…
1.3.4. Các giao thc mng
v IPX/SPX - I
nternet Packet eXchange Protocol/ Sequence Packet eXchange
Protocol
IPX/SPX là b giao thc c s dng trong mng Netware, nó c dùng
vn chuyn và nh hng gói tin trên mng.
IPX là giao thc thuc lp mng có nhim v dn ng và duy trì các a ch
logic mng, nó dùng a ch vt lý ca phn cng cung cp cho vic ánh a ch
các thit b trên mng.
SPX là giao thc thuc lp vn chuyn giúp m rng IPX cung cp các dch
v có nh hng vi vic chuyn giao có tin cy.
Mt a ch trong mng s dng giao thc IPX/SPX bao gm hai thành phn
nh hình v di ây:
Address :
Trong ó xx – xx – xx – xx – xx – xx là a ch ca máy ch trong mng ó vi
x có giá tr là các s h Hexa ví d : 44 – 45 – 50 – 60 – 0E – FD
Thông thng 3 cp s u chính là thông s ca card mng do nhà sn xut
quy nh. a ch ca máy ch luôn c thit lp sn
Phn còn li yyyyy là phn a ch mng, a ch này thng do ngi qun tr
mng thit lp trong khi cài t mng. Giá tr ca y cng là mt con s h Hexa, ví d:
0DF456.
Và ta có mt a ch c th nh sau:
44 – 45 – 50 – 60 – 0E – FD : 0DF456
xx – xx – xx – xx – xx – xx : yyyyyy
/c máy ch /c mng
cng Mng máy tính
u hành ni b
12
v TCP/IP – Transmission Control Protocol/ Internet Protocol
TCP/IP là b giao thc Internet, ban u c thit lp và phát trin bi B
quc phòng M cung cp các dch v trên mng ln có th kt hp cht ch nhiu
chng loi máy tính khác nhau. n nay giao thc này ã phát trin rt mnh và tr
thành ph bin, cng bi l không có ai qun lý b giao thc này c.
TCP – Giao thc iu khin truyn thông là mt giao thc có nh hng trên
mng tng ng vi tng chuyn ti ca mô hình OSI
IP chia nh gói tin và kt hp chúng li theo kích c theo gii hn nht nh ,
thc hin vic kim tra và sa li khi li xy ra trong quá trình truyn.
Vic ánh a ch trong giao thc TCP/IP cng khá n gin, mt a ch bao
gm 4 b s nh sau
Address :
Trong ó X, Y, Z và T nhn các giá tr trong on 0 255
d qun lý ngi ta tin hành phân chia a ch IP vi dng nh trên thành
các nhóm a ch IP khác nhau : A, B, C, D, E. Trong ó các nhóm D và E d tr.
Các nhóm A, B, C u ã c s dng mt cách trit .
v NLSP – N
etWare Link Sevices Protocol
NLSP là mt giao thc tìm ng ni mng do các router s dng thông báo
cho thit b mng bit bng a ch ca chúng thay i.
v NetBEUI – Network Basic Input/Output System
NetBEUI là mt giao thc truyn phc v nh mt phn m rng ca h thng
vào/ra c bn ca MicroSoft. NetBEUI là mt giao thc nhanh nht có sn trong
Windows NT, tuy nhiên nó c thit lp cho các mng LAN nh và cô lp nên
NetBEUI không dn ng c khin nó tr thành li thi so vi các môi trng
mng.
Vi vic ra i ca chun NDIS –(N
etwork Drive Interface Specification, c
t giao din iu khin mng, do Microsoft phát trin h tr các nhà sn xut
tng thích vi nhiu giao thc mng và h iu hành ng thi cng giúp các nhà
qun tr au u trong vic cu hình mng) giúp cho NetBEUI cùng tn ti vi các
giao thc khác có kh nng dn ng tn dng kh nng giao tip nhanh và hiu
qu trên các phân on mng LAN cài t ng thi vi TCP/IP.
1.3.5. Các c ch truy nhp ng truyn
Mt phng pháp truy cp ng truyn là mt tp hp nhng qui tc chi phi
các nút mng chia s các phng tin truyn dn thông tin. Qui tc chia s gia các
X.Y.Z.T
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
13
máy tính ging nh qui tc chia s gia con ngi vi nhau và u tuân theo trit lý
sau:
1. n trc phc v trc.
2. Thay phiên nhau.
T hai trit lý này ngi ta xây dng c các kiu truy cp ng truyn rt
quan trng:
1. Contention (tranh chp): Mt cách n gin nht tranh chp có ngha là các
máy tính tranh chp nhau s dng các phng tin truyn. Bt c máy
tính nào cng có th c truyn thông tin theo nguyên tc n trc phc
v trc
2. Token passing (tip sc vòng): Các máy tính thay phiên nhau s dng thit
b truyn.
1.3.5.1. Contention
Mt máy tính có th truyn bt c lúc nào, nhng h thng s sp khi có 2
máy tính u truyn trong mt lúc .
Có nhiu k thut c a ra gim thiu s lng tranh chp. Carrier
sensing mi máy tính u thm dò trc khi c gng truyn thông tin. Nu mng bn
nó s kìm li n khi mng ht bn. ây là phng thc “nghe trc khi nói”.
K thut khác ó là carrier detection , các máy tính luôn c gng nghe ngóng
khi nó truyn ti thông tin nu phát hin thy máy tính khác có nhu cu truyn ti
thông tin thì nó s ngng truyn sau ó c hai máy tính li tip tc sau mt khong
thi gian ngu nhiên.
v C ch CSMA/CD
Phng thc a truy xut - cm nhn sóng mang - có phát hin xung t
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) vi ý ngha:
Carrier Sense-cm nhn sóng mang: khi mt nút mun truyn d liu trên mng nó
cm nhn cáp ng truyn xác nh liên kt ca nút vi ng truyn và liu trên
ng truyn có nút nào khác ang truyn d liu hay không; Multiple Access - a
truy xut: các nút trên mng có truy nhp tng tranh ti ng truyn; Collision
Detection- có phát hin xung t: sau khi truyn d liu nút va truyn d liu cn
cng Mng máy tính
u hành ni b
14
nghe ng truyn xác nh liu d liu c truyn có xut hin xung t vi d
liu do nút khác truyn hay không?
Vi phng thc truy nhp CSMA/CD mi nút kim tra lu thông trên cáp
mng. Khi nút phát hin ng truyn di, bt u quá trình truyn d liu, tuy nhiên
mt nút khác cng phát hin rng ng truyn di, ng thi truyn d liu, iu này
gây nên xung t d liu trên ng truyn. Khi phát hên thy xung t, nút ó i
mt khong thi gian ngm nh trc khi truyn li d liu, có mt s chin lc phát
li nh sau:
CSMA 1 – kiên trì: Khi trm phát hin ri thì trm s truyn ngay. Nhng nu
có xung t trm i mt khong thi gian ngu nhiên ri truyn li. Do vy xác sut
truyn khi kênh ri là 1. Chính vì vy mà phng thc có tên là CSMA 1. (1)
Phng thc CSMA không kiên trì: khác mt chút trm nghe ng nu kênh
ri thì truyn, nu không thì ngng nghe mt khong thi gian ngu nhiên ri thc
hin li th tc này. Cách này có hiu sut s dng kênh cao hn. (2)
Phng thc CSMA p – kiên trì: Khi ã sn sàng truyn, trm cm nhn ng
truyn nu thy ri thì thc hin vic truyn vi xác sut là ( p<1). Ngay c khi ng
truyn ri cng không hn ã truyn mà i khong thi gian tip theo li tip tc
truyn vi xác sut còn li q=1-p. (3)
Ta thy rng trong phng thc CSMA (1) thì hiu qu trong vic tránh xung
t vì hai trm cn truyn thy ng truyn bn s cùng rút lui ch trong khong thi
gian ngu nhiên khác s quay li tip tc nghe ng truyn và thc hin li th tc.
Phng pháp này có nhc im là có th tn ti thi gian ri ng truyn sau mi
ln mt trm truyn xong.
Vi phng thc CSMA (2) c gng làm gim thi gian “cht” phng pháp
(1) bng cách cho phép mt trm c truyn d liu ngay sau khi mt cuc truyn kt
thúc. Tuy nhiên nu lúc ó li có nhiu trm ang i truyn thì kh nng xy ra
xung t có th rt ln.
i vi phng thc CSMA (3) vi giá tr c chn (p) hp lý có th ti thiu
hóa c c kh nng xy ra xung t ln thi gian “cht” ca ng truyn.
Theo phng thc CSMA m bo hai nút không cùng truyn li d liu ti
cùng mt thi im, do ó không xut hin xung t trên mng.
* Phng thc CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance – a truy xut cm nhn sóng mang tránh xung t) có th là phng thc
truy nhp chm khi s máy trong mng ln. Khi lu thông trên mng tng, xung t
cng tng theo là gim tc truyn trên mng.
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
15
Phng thc truy nhp CSMA/CA tng t nh phng thc CSMA/CD.
Trong phng thc CSMA/CA mi nút gi yêu cu gi tín hiu trên mng xác nh
yêu cu mun truyn d liu. Nu không nhn c tín hiu “phn i-negative”, nút
bt u truyn d liu.
Trong phng thc CSMA/CA nút u tiên phát hin ng truyn di bng tín
hiu RTS, do vy tránh c xung t trên mng. Tuy nhiên phng thc này chm
bi vic gi tín hiu broadcasting, ti tt c các máy trên mng, làm tng lu thông
trên mng.
1.3.5.2. Token passing
v C ch Token bus
Nguyên lý chung ca phng pháp này là cp quyn truy nhp ng truyn
cho các trm ang có nhu cu truyn d liu, mt th bài c lu chuyn trên mt
vòng logic ã c thit lp bi các trm ó. Khi mt trm nhn c th bài thì s
c cp phép s dng ng truyn trong mt thi gian nht nh. Trong khong thi
gian ó nó có th truyn mt hay nhiu n v d liu. Khi ã truyn xong d liu
hoc thi gian ã ht thì trm ó phi chuyn th bài cho trm tip theo.
Nh vy, công vic u tiên là thit lp vòng logic (hay còn gi là vòng o) bao
gm các trm ang có nhu cu truyn d liu c xác nh v trí theo mt chui th
t mà trm cui cùng ca chui s tip lin sau trm u tiên. Mi trm s bit a ch
ca trm lin trc và k sau nó. Th t ca các trm trên vòng logic này có th c
lp vi th t vt lý. Các trm có hoc cha có nhu cu truyn d liu không c vào
vòng logic.
Trong ví d trên trm A và trm F nm ngoài vòng logic, do vy hai trm này
ch có th nhn d liu t các trm khác chuyn n.
A
B
D
E
I
H
G
F
Hình 1.14 Vòng tròn logic trong c ch Token Bus
cng Mng máy tính
u hành ni b
16
Sau khi xác lp vòng logic thì vic cn quan tâm là duy trì vòng logic ó vi
mt s yu t sau:
- B xung vào trm vào vòng logic: Các trm nm ngoài vòng logic cn c
kim tra nh k bit c trm ó có nhu cu truyn d liu hay không, nu có thì
phi b sung trm vào vòng logic.
- Loi b mt trm khi vòng logic: Khi mt trm không có nhu cu truyn d
liu thì phi loi trm ó khi vòng logic ti u hóa vic truyn d liu.
- Qun lý li: Mt s li có th xy ra trong quá trình truyn d liu nh trùng
a ch, hoc t vòng logic.
- Khi to vòng logic: Khi khi to mng hoc khi t vòng logic phi khi to
li vòng logic. Phng pháp token bus có th s dng cho tô pô mng dng start, bus.
v C ch Token ring
Phng pháp này cng da trên nguyên tc dùng th bài cp phát quyn truy
cp ng truyn. Nhng ây th bài lu chuyn theo vòng vt lý ch không theo
vòng logic nh vi phng pháp token bus.
Th bài là mt n v truyn d liu c bit vi dài 3 byte, trong ó có mt
bit biu din trng thái ca th (bn hay ri). Mt trm mun truyn d liu phi ch
cho ti khi nhn c th bài “ri”. Khi ó trm s i bit trng thái thành “bn” và
truyn mt n v d liu cùng vi th bài theo chiu ca vòng. Lúc này các trm phi
i nu mun truyn d liu. D liu n trm ích c sao chép li, sau ó cùng vi
th bài tr v trm ngun. Trm ngun s xóa b d liu, i bit trng thái thành “ri”
và cho lu chuyn th bài trên vòng các trm khác s dng nu có nhu cu cn
truyn d liu.
S quay li ca d liu và th bài v trm ích nhm to kh nng báo nhn t
nhiên: Trm ích có th gi vào n v d liu (header) các thông tin v d liu nhn
Hình 1.15 Th bài và vic truyn thông tin trong mng Ring
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
17
c: D liu ã c tip nhn nhng có li, d liu không c sao chép, hoc các
thông tin v trm ích không tn ti hoc không hat ng n nh…
Trong phng pháp token ring có 2 vn có th xy ra và dn n phá v h
thng mà phi gii quyt ó là mt th bài và th bài luân chuyn không ngng trên
vòng; gii quyt vn mt th bài trong vòng qui nh mt trm iu khin ch
ng (active monitor) có trách nhim theo dõi phát hin tình trng mt th bài bng
cách dùng c ch ngng thi gian (time - out) và phc hi bng cách cp mt th bài
“ri” mi. gii quyt vn th bài luân chuyn không ngng, trm iu khin s
dng mt bit trên th bài ánh du khi gp mt th bài bn i qua nó. Nu nó gp
li th bài ã ánh du này có ngha là trm ngun ã không nhn li c n v d
liu ca mình do ó th bài “bn” c lu chuyn mãi. Lúc này trm iu khin s ch
ng i bít trng thái ca th bài t “bn” sang “ri” và cho th bài lu chuyn trên
vòng.
Trong mng token ring có mt thit b óng vai trò rt quan trng thit k nên
vòng tròn luân chuyn token trên mng c gi là MAU (M
ultistation Access Unit) -
or MSAU. MAU cung cp im kt ni cho nhiu máy tính. Nó gm có mt vòng tròn
ni b và c m rng khi các trm c ni thêm vào vòng.
Trong mng ring vn ny sinh khi vòng b t thì i vi token ring khi s
dng thit b MAU nu có mt trm mà card mng b hng thì nó cho phép i tt qua
trm ó m bo vòng không b gián on.
Mng IBM token ring có b MAU vi 10 cng trong ó có 8 cng to im
kt ni vi các máy trm còn 1 cng là cng xut cng còn li là cng nhp. xây
dng mng token ring i vi mi cng trong MAU ta phi có công c setup i kèm
sau ó có th m rng mng token ring bng cách ni t cng xut ca MAU th nht
và cng nhp ca MAU th hai và cng xut ca MAU này vào cng nhp ca MAU
th nht. Khi dùng cáp có bo v MAU cho phép mng làm vic vi 260 trm và 33
MAU và vi khong cách cc i t trm n MAU là 101 mét.
Tóm li khi mt n v truyn i trên mng (frame) token ring phi xoay quan
mng. Trm nào gi c token s có quyn kim soát phng tin truyn thông trên
mng, quá trình x lý nh sau:
1. Mt trm nm c token.
Nu trm có yêu cu truyn d liu, nó s gi token và tin hành truyn
frame d liu
2. Kim tra mi trm trong vòng xem có phi nó tip nhn frame d liu này
không?
cng Mng máy tính
u hành ni b
18
3. Khi frame d liu n c a ch ích, máy ích s sao chép frame d liu
này vào vùng m d liu nhn sau ó cp nhp thông tin v trng thái ca
frame d liu và a frame tr li mng.
4. Trong mng token ring 16 Mbps (có mng token ring 4 Mbps), thit b ca
nó có mt tính nng tùy chn làm tng cng kh nng truyn ti d liu bng
cách truyn i frame d liu tip theo ngay sau khi mt frame d liu ã c
truyn khi frame d liu truyn i qua cha quay li trm ngun.
5. Khi máy ngun nhn c frame d liu t mng tc là ã thc hin xong
mt quá trình truyn, nó a frame d liu ã truyn ra khi vòng và gi token
tr li mng.
Mt frame d liu ca mng token ring có dng nh sau:
Start
Delimiter
Access
Control
Frame
Control
Destination
Address
Source
Address
Data
Frame
Check
Sequence
End
Delimiter
Frame
Status
Start
Delimiter
Báo hiu bt u d liu. Nó có mã duynht phân bit vi d liu
Access
Control
Cha thông tin v u tiên ca frame, cn thit cho các token sau này.
Các trm s nhng nu chúng có u tiên thp hn
Frame
Control
Xác nh loi frame hoc thông tin MAC (Medium Access Control) hoc
thông tin v trm u cui. Nu frame thuc MAC tt c các trm trên
vòng c thông tin này. Nu frame cha thông tin ch có trm ích mi
c thông tin này.
Destination
Address
Cha a ch ca trm nhn frame. Frame có th cha a ch ca tt c
các trm trên vòng
Source
Address
Cha a ch ca trm gi frame i
Data
Cha “sc ti” d liu. Nu frame thuc loi MAC thì trng này có th
cha thêm thông tin iu khin.
Frame
Check
Cha thông tin kim tra li bo m tính toàn vn ca frame cho trm
nhn.
cng Mng mỏy tớnh
_đ_ o ỡnh Thõn Hy 2/2005
19
Sequence
End
Delimiter
Bỏo hiu kt thỳc frame
Frame
Status
Báo hiệu có một hay nhiều trạm trên vòng nhận biết đ-ợc frame hay
không, khung có đ-ợc sao chép hay không hoặc trạm đích có tại hay có
làm việc tích cực hay không?
Ph-ơng pháp token ring có thể sử dụng cho tô pô mạng dạng start và ring.
Xem thêm về một mẫu frame của mạng Ethernet
Preamble Address Type Data CRC
Preamble : báo hiệu bắt đầu một frame.
Address : địa chỉ nguồn và địa chỉ đích.
Type : chỉ rõ giao thức lớp mạng.
Data : dữ liệu đ-ợc chuyển đi.
CRC
(2)
: kiểm tra lỗi d- vòng. (Cyclic Redundancy Check)
(1)
MAC- (Medium Access Control) Kiểm soát truy cập môi tr-ờng truyền thông,
nó có nhiệm vụ định frame dữ liệu tr-ớc khi gửi đến tầng vật lý- gói thông tin
thành từng gói. Mỗi máy tính khi kết nối hay không kết nối vào mạng nếu có
card mạng đ-ợc gắn vào thì máy tính đó sẽ có một địa chỉ MAC. MAC là địa
chỉ duy nhất đ-ợc tạo bởi nhà sản xuất card mạng chúng còn đ-ợc gọi là địa
chỉ vật lý. Vì nó gắn liền với card mạng nên khi thay thế card mạng thì địa chỉ
MAC của máy cũng bị thay đổi theo. Một địa chỉ MAC là một số thập lục phân
và có 2 dạng nh-: 0001.1223.0cbd hay 00 01 12 23 0c db.
(2)
CRC kiểm tra lỗi d- vòng, về cơ bản trạm gửi sẽ ghép thêm một bít thứ tự
vào mỗi frame khi truyền đi, đ-ợc gọi là FCS (Frame Check Sequence), sao cho
frame kết quả chia hết cho một số định tr-ớc. Trạm nhận sẽ chia frame cho số
định tr-ớc nếu có số d- thì frame truyền bị lỗi do vậy nó có thể yêu cầu một
phiên truyền khác.
v So sánh hai cơ chế CSMA/CD và Token ring:
Mạng sử dụng cơ chế truy nhập đ-ờng truyền Token ring thì không xảy ra
tình trạng xung đột trên đ-ờng truyền trong khi đó với cơ chế CSMA/CD thì điều
này rất hay xảy ra.
Chi phí cho mạng Token ring lớn hơn nhiều so với mạng sử dụng cơ chế
CSMA/CD (Ethernet) việc thiết lập mạng token ring khó khăn đòi hỏi phải có
trình độ nghiệp vụ và nhiều kinh nghiệm. Mạng token ring ít đ-ợc phát triển hơn
so với mạng Ethernet.
cng Mng máy tính
u hành ni b
20
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
21
Chng 2: MÔ HÌNH KT NI CÁC H THNG M – OSI
Ni dung chính :
M u
Mô hình truyn thông
2.1 Kin trúc phân tng OSI
2.2 Tng ng dng
2.3 Tng trình din
2.4 Tng phiên
2.5 Tng giao vn
2.6 Tng mng
2.7 Tng liên kt d liu
2.8 Tng vt lý
Các câu hi và bài tp cho phn lý thuyt
M u:
Chng này cung cp cho ngi hc nhng hiu bit c bn v mô hình
truyn thông trên mng, quá trình vn chuyn d liu xuyên qua các tng trong
mt mô hình truyn thông. Nghiên cu các c im ca mô hình chun hóa
OSI. cp n c im chc nng và giao thc trong mi tng ca mô hình
OSI
cng Mng máy tính
u hành ni b
22
* Mô hình truyn thông
I. S cn thit phi có mô hình truyn thông
mt mng máy tính tr thành mt môi trng truyn d liu thì nó cn phi
có nhng yu t sau:
+ Mi máy tính cn phi có mt a ch phân bit trên mng.
+ Vic chuyn d liu t máy tính này n máy tính khác do mng thc hin
thông qua nhng quy nh thng nht gi là giao thc ca mng.
Khi các máy tính trao i d liu vi nhau thì mt quá trình truyn giao d liu
ã c thc hin hoàn chnh. Ví d nh thc hin vic truyn mt file gia mt
máy tính vi mt máy tính khác cùng c gn trên mt mng các công vic sau ây
phi c thc hin:
+ Máy tính cn truyn cn bit a ch ca máy nhn.
+ Máy tính cn truyn phi xác nh c máy tính nhn ã san sàng nhn
thông tin
+ Chng trình gi file trên máy truyn cn xác nh c rng chng trình
nhn file trên máy nhn ã sn sàng tip nhn file.
+ Nu cu trúc file trên hai máy không ging nhau thì mt máy phi làm nhim
v chuyn i file t dng này sang dng kia.
+ Khi truyn file máy tính truyn cn thông báo cho mng bit a ch ca máy
nhn các thông tin c mng a ti ích.
iu trên ó cho thy gia hai máy tính ã có mt s phi hp hot ng
mc cao. Bây gi thay vì chúng ta xét c quá trình trên nh là mt quá trình chung
thì chúng ta s chia quá trình trên ra thành mt s công on và mi công on con
hot ng mt cách c lp vi nhau. ây chng trình truyn nhn file ca mi
máy tính c chia thành ba module là: Module truyn và nhn File, Module truyn
thông và Module tip cn mng. Hai module tng ng s thc hin vic trao i vi
nhau trong ó:
Ø Module truyn và nhn file: cn c thc hin tt c các nhim v trong
các ng dng truyn nhn file. Ví d: truyn nhn thông s v file, truyn
nhn các mu tin ca file, thc hin chuyn i file sang các dng khác nhau
nu cn. Module truyn và nhn file không cn thit phi trc tip quan tâm
ti vic truyn d liu trên mng nh th nào mà nhim v ó c giao cho
Module truyn thông.
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
23
Ø Module truyn thông: quan tâm ti vic các máy tính ang hot ng và sn
sàng trao i thông tin vi nhau. Nó còn kim soát các d liu sao cho nhng
d liu này có th trao i mt cách chính xác và an toàn gia hai máy tính.
iu ó có ngha là phi truyn file trên nguyên tc m bo an toàn cho d
liu, tuy nhiên ây có th có mt vài mc an toàn khác nhau c dành
cho tng ng dng. ây vic trao i d liu gia hai máy tính không ph
thuc vào bn cht ca mng ang liên kt chúng. Nhng yêu cu liên quan
n mng ã c thc hin module th ba là module tip cn mng và nu
mng thay i thì ch có module tip cn mng b nh hng.
Ø Module tip cn mng: c xây dng liên quan n các quy cách giao tip
vi mng và ph thuc vào bn cht ca mng. Nó m bo vic truyn d
liu t máy tính này n máy tính khác trong mng.
Nh vy thay vì xét c quá trình truyn file vi nhiu yêu cu khác nhau nh
mt tin trình phc tp thì chúng ta có th xét quá trình ó vi nhiu tin trình con
phân bit da trên vic trao i gia các Module tng ng trong chng trình truyn
file. Cách này cho phép chúng ta phân tích k quá trình file và d dàng trong vic vit
chng trình.
Vic xét các module mt cách c lp vi nhau nh vy cho phép gim phc
tp cho vic thit k và cài t. Phng pháp này c s dng rng rãi trong vic xây
dng mng và các chng trình truyn thông và c gi là phng pháp phân tng
(layer).
Nguyên tc ca phng pháp phân tng là:
+ Mi h thng thành phn trong mng c xây dng nh mt cu trúc nhiu
tng và u có cu trúc ging nhau nh: s lng tng và chc nng ca mi tng.
+ Các tng nm chng lên nhau, d liu c ch trao i trc tip gia hai tng
k nhau t tng trên xung tng di và ngc li.
+ Cùng vi vic xác nh chc nng ca mi tng chúng ta phi xác nh mi
quan h gia hai tng k nhau. D liu c truyn i t tng cao nht ca h thng
truyn ln lt n tng thp nht sau ó truyn qua ng ni vt lý di dng các bit
ti tng thp nht ca h thng nhn, sau ó d liu c truyn ngc lên ln lt
n tng cao nht ca h thng nhn.
cng Mng máy tính
u hành ni b
24
II. Mô hình truyn thông n gin 3 tng
Nói chung trong truyn thông có s tham gia ca các thành phn: các chng
trình ng dng, các chng trình truyn thông, các máy tính và các mng. Các chng
trình ng dng là các chng trình ca ngi s dng c thc hin trên máy tính và
có th tham gia vào quá trình trao i thông tin gia hai máy tính. Trên mt máy tính
vi h iu hành a nhim (nh Windows, UNIX) thng c thc hin ng thi
nhiu ng dng trong ó có nhng ng dng liên quan n mng và các ng dng
khác. Các máy tính c ni vi mng và các d liu c trao i thông qua mng t
máy tính này n máy tính khác.
Vic gi d liu c thc hin gia mt ng dng vi mt ng dng khác trên
hai máy tính khác nhau thông qua mng c thc hin nh sau: ng dng gi chuyn
d liu cho chng trình truyn thông trên máy tính ca nó, chng trình truyn thông
s gi chúng ti máy tính nhn. Chng trình truyn thông trên máy nhn s tip nhn
d liu, kim tra nó trc khi chuyn giao cho ng dng ang ch d liu.
Vi mô hình truyn thông n gin ngi ta chia chng trình truyn thông
thành ba tng không ph thuc vào nhau là: tng ng dng, tng chuyn vn và tng
tip cn mng.
Ø Tng tip cn mng liên quan ti vic trao i d liu gia máy tính và
mng mà nó c ni vào. d liu n c ích máy tính gi cn phi
chuyn a ch ca máy tính nhn cho mng và qua ó mng s chuyn các
thông tin ti ích. Ngoài ra máy gi có th s dng mt s phc v khác
nhau mà mng cung cp nh gi u tiên, tc cao. Trong tng này có th
có nhiu phn mm khác nhau c s dng ph thuc vào các loi ca
mng ví d nh mng chuyn mch, mng chuyn mch gói, mng cc b.
Hình 2.1: Mô hình phân tng gm N tng
cng Mng máy tính
_®_ ào ình Thân Hy 2/2005
25
Ø Tng truyn d liu thc hin quá trình truyn thông không liên quan ti
mng và nm trên tng tip cn mng. Tng truyn d liu không quan tâm
ti bn cht các ng dng ang trao i d liu mà quan tâm ti làm sao cho
các d liu c trao i mt cách an toàn. Tng truyn d liu m bo các
d liu n c ích và n theo úng th t mà chúng c x lý. Trong
tng truyn d liu ngi ta phi có nhng c ch nhm m bo s chính
xác ó và rõ ràng các c ch này không ph thuc vào bn cht ca tng ng
dng và chúng s phc v cho tt c các ng dng.
Ø Tng ng dng s cha các module phc v cho tt c nhng ng dng ca
ngi s dng. Vi các loi ng dng khác nhau (nh là truyn file, truyn
th mc) cn các module khác nhau.
Hình 2.2 Mô hình truyn thông 3 tng
Trong mt mng vi nhiu máy tính, mi máy tính mt hay nhiu ng dng
thc hin ng thi (Ti ây ta xét trên mt máy tính trong mt thi im có th chy
nhiu ng dng và các ng dng ó có th thc hin ng thi vic truyn d liu qua
mng). Mt ng dng khi cn truyn d liu qua mng cho mt ng dng khác cn
phi gi 1 module tng ng dng ca chng trình truyn thông trên máy ca mình,
ng thi ng dng kia cng s gi 1 module tng ng dng trên máy ca nó. Hai
module ng dng s liên kt vi nhau nhm thc hin các yêu cu ca các chng
trình ng dng.
Các ng dng ó s trao i vi nhau thông qua mng, tuy nhiên trong 1 thi
im trên mt máy có th có nhiu ng dng cùng hot ng và vic truyn thông
c chính xác thì các ng dng trên mt máy cn phi có mt a ch riêng bit. Rõ
ràng cn có hai lp a ch:
+ Mi máy tính trên mng cn có mt a ch mng ca mình, hai máy tính
trong cùng mt mng không th có cùng a ch, iu ó cho phép mng có th truyn
thông tin n tng máy tính mt cách chính xác.