Khóa luận tốt nghiệp Triển khai và ứng dụng hệ thống Cluster

Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 1
Mục lục 1
Chương 1 : Chương mở đầu 3
1.1 Giới thiệu 3
1.1.1 Mô tả đề tài 3
1.1.2 Ý nghĩa thực tế 3
1.1.3 Lý do chọn đề tài 4
1.2 Phạm vi đề tài 4
Chương 2 : Lý thuyết chung về mạng và một số khái niệm cơ bản 5
2.1 Sự hình thành và phát triển của mạng máy t ính 5
2.2 Khái niệm về mạng máy tính 5
2.2.1 Định nghĩa về mạng máy tính 5
2.2.2 Các thành phần cơ bản của mạng máy tính 5
2.3 Phân loại mạng máy tính 6
2.3.1 Phân loại mạng theo không gian khoảng cách địa lý 7
2.3.2 Phân loại theo cách sử dụng tài nguyên trên mạng máy tính 8
2.4 Cấu hình mạng (Topology) 9
2.4.1 Mạng BUS 9
2.4.2 Mạng STAR 10
2.4.3 Mạng RING 11
2.4.4 Mạng kết hợp 11
2.4.5 Chọn cấu hình mạng 12
2.5 Mô hình OSI và bộ giao thức TCP/IP 13
2.5.1 Mô hình OSI 13
2.5.2 Quá trình xử lý và vận chuyển của một gói dữ liệu 15
2.5.3 Bộ giao thức TCP/IP 17
2.5.4 Vai trò và chức năng các tầng của mô hình TCP/IP 18
2.6 Phương tiện truyền dẫn và thiết bị mạng 19
2.6.1 Môi trường truyền dẫn 19
2.6.2 Các thiết bị ghép nối mạng 24

Chương 3: Công nghệ Clustering v à lơi ích cuả thệ thống 28
3.1 Giới thiệu về công nghệ Clustering 28
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 2
3.2 Các lợi ích của hệ thồng Clustering 32
3.3 Các khái nịêm liên quan về Cluster 34
3.4 Ưu điểm – Nhược điểm của hệ thống . 35
Chương 4 : Triển khai và ứng dụng hệ thống Cluster 36
4.1 Yêu cẩu về phần cứng và phẩn mềm 36
4.2 Yêu cầu tối thiểu áp dụng cho cả máy chủ Primary và Standby… … …37
4.3 Môi trường triển khai và ứng dụng trong thực tế 38
4.4 triển khai hệ thống Cluste r trên phần mềm giả lập VMWARE… …… 40
4.4.1 Xây dưng mô hình triển khai……………………………… …… 40
4.4.2 Thiết lập thông số mạng cho các Node trong hệ thống cluster… 40
4.4.3 Setup cluster cho các node trong hệ thống… …………………….…43
4.4.4.Triển khai ứng dụng cluster DHCP………… .….……………… …50
4.4.4.1.Cài đặt DHCP cho các node… …………….…… …………. 50
4.4.4.2.Cấu hình DHCP cluster…………………………… . . …… …52
4.5 Một số mô hình ứng dụng Cluster trong thực tế 44
4.6 Ý nghĩa thực tiễn, những kiến thức có được khi tìm hiểu và xây dựng Cl uster 44
Kết luận 57

Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 3
CHƯƠNG 1
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1.1 Giới thiệu
1.1.1 Mô tả đề tài :
Trong thời đại bùng nổ của công nghệ thông tin hiện nay, mạng máy tính đóng
vai trò ngày càng quan trọng hơn trong hoạt động của các doanh nghiệp, tổ chức cũng

như các cơ quan nhà nước. Thậm chí ở một số đơn vị, chẳng hạn như các công ty
hàng không hoặc các ngân hàng lớn, mạng máy tính có thể ví như hệ thần kinh điều
khiển hoạt động của toàn doanh nghiệp. Sự ngừng hoạt động của mạng máy tính trong
những cơ quan này có thể làm tê liệt các hoạt động chính của đơn vị, và thiệt hại khó
có thể lường trước được.
Điều quan trọng nhất của hệ thống mạng hiện nay chính là vấn đề của máy chủ vì các
máy chủ là trái tim của của mạng máy tính, nếu máy chủ mạng hỏng, hoạt động của
hệ thống sẽ bị ngư ng trệ. Điều đáng tiếc là dù các hãng sản xuất đã cố gắng làm mọi
cách để nâng cao chất lượng của thiết bị, nhưng những hỏng hóc đối với các thiết bị
mạng nói chung và các máy chủ nói riêng là điều không thể tránh khỏi. Do vậy, vấn
đề đặt ra là cần có một giải pháp để đảm bảo cho hệ thống vẫn hoạt động tốt ngay cả
khi có sự cố xảy ra đối với máy chủ mạng, và công nghệ clustering (bó) là câu trả lời
cho vấn đề này. Đề tài này giới thiệu về hệ thống mạng và phân tích nguyên lý một
số giải pháp clustering đang được áp dụng cho các hệ thống mạng máy tính lớn nhằm
đáp ứng được kiến thức về mạng máy tính và phương pháp giải quyết các vấn đề
trong hệ thống mạng máy tính .
1.1.2 Ý nghĩa thực tế
Server Cluster là một mô hình được đưa ra nhằm đáp ứng được các nhu cầu ngày
càng gia tăng trong việc truy xuất các ứng dụng có tính chất quan trọng như thương
mại điện tử, database … Các ứng dụng này phải có khả năng chịu được lỗi cao, luôn
đáp ứng được tính sẵn sàng và khả năng có thể mở rộng hệ thống khi cần thiết. Các
khả năng của Server Cluster giúp cho hệ thống có thể tiếp tục được hoạt động và cung
cấp dịch vụ luôn luôn được sẵn sàng ngay cả khi hệ thống có thể xảy ra lỗi như hỏng
ổ đĩa hay server bị down
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 4
Mô hình Server Cluster bao gồm nhiều server riêng lẻ được liên kết và ho ạt động
cùng với nhau trong một hệ thống. Các server này giao tiếp với nhau để trao đổi thông
tin lẫn nhau và giao tiếp với bên ngoài để thực hiện các yêu cầu. Khi có lỗi xảy ra, các
service trong Cluster hoạt động tương tác với nhau để duy trì tính ổn địn h và tính sẵn

sàng cao cho Cluster.
1.1.3 Lý do chọn đề tài :
- Phương tiện truyền thông hiện đang trên đà phát triển và ứng dụng rộng rãi chính
là công nghệ thông tin. Công nghệ mạng máy tính là phương tiện rất tiện ích và khả
năng đáp ứng nhu cầu trong nhiều lĩ nh vực của xã hội.
- Vấn đề để cho phương tiện này luôn đáp ứng nhu cầu mọi lúc mọi nơi, thì hệ
thống cần đảm bảo tính ổn định cao, thông tin được cập nhật liên tục và dữ liệu thông
tin luôn sẵn sàng cung cấp cho nhu cầu sử dụng. Từ đó công nghệ đáp ứng ch o vấn đề
này chính là hệ thống Cluster trên hệ thống máy chủ.
1.2 Phạm vi đề tài
Đề tài “Triển khai và ứng dụng hệ thống Cluster”, sẽ dừng lại ở hai mục đích
là Triển khai và ứng dụng công nghệ Cluster trên mạng máy tính. Bên cạnh đó các
ứng dụng ở việt nam hiện nay đa phần được xây dựng trên hệ điều hành của Microsoft
nên giới hạn của đề tài cũng chỉ tìm hiểu các ứng dụng trên môi trường mạng
Microsoft.

Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 5
CHƯƠNG 2
LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MẠNG VÀ MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

2.1. Sự hình thành và phát triển của mạng má y tính
Người ta nhận thấy rằng, khi trao đổi thông tin giữa các cá nhân, việc sao chép
thông tin ra đĩa mềm, đi lại, ra thiết bị lưu trữ di động, để thực hiện việc trao đổi
thông tin thật là bất tiện và mất thời gian.
Do đó, phát sinh ra nhu cầu cần chia s ẻ và dùng chung (Share) dữ liệu. Để làm
được điều đó thì cần thiết phải có sự liên kết giữa các máy tính đơn lẻ với nhau.
Ở mức độ cơ bản nhất, mạng (Network) bao gồm hai máy tính đơn lẻ kết nối
với nhau bằng cáp (Cable) sao cho chúng có thể dung chung dữ liệu. Mọi mạng máy
tính cho dù đạt đến qui mô to lớn hay phức tạp đến đâu chăng nữa, cũng bắt nguồn từ

hệ thống đơn giản đó.
Sự kết hợp giữa hai máy tính và các hệ thống truyền thông, đặc biệt là viễn
thông đã tạo nên một bước chuyển biến mới trong vấn đề khai thác và sử dụng các hệ
thống máy tính đơn lẻ, điều này tạo nên một môi trường làm việc mới, trong đó có rất
nhiều người sử dụng máy tính phân tán trên những vị trí địa lý khác nhau có thể cùng
khai thác nguồn tài nguyên của hệ thống. Các hệ thống máy tính như thế được gọi là
mạng máy tính (Computer Network).
Từ những năm 60 cho đến ngày nay, mạng máy tính đã phát triển không
ngừng, qua nhiều giai đoạn phát triển của công nghệ máy tính và các hệ thống truyền
thông, điển hình cho sự phát triển đó là sự phát triển mạnh mẽ của mạng INTERNET
2.2. khái niệm về mạng máy tính
2.2.1 Định nghĩa về mạng máy tính
Mạng máy tính là tập hợp các máy tính đơn lẻ được kết nối với nhau bằng các
phương tiện vật lý ( Transmission medium), và theo một kiến trúc mạng xác định
(Network Architecture).
Từ định nghĩa trên ta có thể hiểu là, mạng máy tính là một tập hợp các thiết bị
máy tính nối mạng với nhau để chia sẻ thông tin và tài nguyên như: các thiết bị ngoại
vi, các chương trình hệ thống, các chương trình ứng dụng, cơ sở dữ liệ u…
2.2.2 Các thành phần của mạng máy tính
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 6
Nhìn chung, tất cả các mạng máy tính đều có chung một số thành phần. Đó là :
 Các loại máy tính
 Máy phục vụ (Server): là máy cung cấp tài nguyên dùng chung cho mọi
mọi người dùng mạng
 Máy khách (client): là máy tính truy nhập tài nguyên mạng dùng chung
do máy phục vụ cung cấp
 Các thiết bị giao tiếp
 Card mạng (NIC hay Adapter): là bản mạnh điện từ được sử dụng để làm
thành phần giao tiếp giữa các loại máy tính và phương tiện truyền dẫn .

 Hub, Brigde, switch, Router : là những thiết bị điện tử được sử dụng để
kết nối nhiều máy tính hay nhiều thiết bị mạng lại với nhau thông qua
phương tiện truyền dẫn
 Phương tiện truyền dẫn (Media)
 Là các thức vật liệu nối máy tính. Có thể là sóng hồng ngoại, sóng điện
từ, sóng viba, tia hồng ngoại … hay là các loại cáp đồng, cáp sợi quang
…
 Các tài nguyên mạng
 Dữ liệu dùng chung (Share data): là các tệp tin do máy chủ cung cấp cho
phép mọi người sử dụng chung
 Các thiết bị ngoại vi như : Máy in, máy Fax, thiết bị chia sẻ internet… là
những thiết bị cho phép mọi người có thể sử dụng chung thông qua một
máy chủ nào đó cung cấp
Bất kì một sự kết nối vật lý nào đó mà máy tính không thể dùng chung tài
nguyên của nhau thì không phải là mạng máy tính.
2.3 Phân loại mạng máy tính
Có nhiều cách để dựa v ào đó chúng ta phân ra các loại mạng khác nhau như:
 Phân loại mạng theo không gian khoảng cách địa lý
 Phân loại mạng theo cách sử dụng tài nguyên trên mạng máy tính
 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch
Nhưng do giới hạn trong phạm vi của đề tài này, chúng e m chỉ nêu lên hai cách
phân loại mạng chính đó là :
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 7
 Phân loại mạng theo cách sử dụng tài nguyên trên mạng máy tính
 Phân loại mạng theo không gian khoảng cách địa lý
2.3.1 Phân loại mạng theo không gian khoảng cách địa lý
Theo cách phân loại này người ta ch ia mạng máy tính thành những loại mạng sau :
2.3.1.1 Mạng cục bộ (Local Area Network - LAN)
Mạng LAN (Local Area Network) là nhóm máy tính và thiết bị truyền thông

mạng được nối kết với nhau trong một khu vực nhỏ như một tòa nhà cao ốc, khuôn
viên trường đại học, khu giải trí …. Đặc điểm của mạng LAN :
 Băng thông lớn, có khả năng chạy các ứng dụng trực tuyến như xem phim, hội
thảo qua mạng.
 Phạm vi kết nối giới hạn trong khu vực nhỏ
 Chi phí rẻ
 Quản trị đơn giản
2.3.1.2 Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN)
Mạng đô thị (Metropolitan Area Network ) gần giống như mạng LAN nhưng
giới hạn của nó là một thành phố. Mạng MAN nối kết các mạng LAN lại với nhau
thông qua các phương tiện truyền dẫn khác nhau như : Cáp sợi quang, cáp đồng,
sóng… Đặc điểm của mạng MAN:
 Băng thông mức trung bình , đủ để phục vụ các ứng dụng cấp thành phố hay
quốc gia như chính phủ điện tử, thương mại điện tử, các ứng dụng của ngân
hàng …
 Quản trị và kết nối phức tạp
 Chi phí cao
2.3.1.3 Mạng diện rộng (Wide Area Network - WAN)
Mạng WAN bao phủ vùng địa lý r ộng lớn có thể là một quốc gia, một lục địa
hay toàn cầu, điển hình là mạng internet. Do phạm vi rộng lớn của mạng WAN nên
thông thường mạng WAN là tập hợp các mạng LAN, MAN nối lại với nhau bằng các
phương tiện truyền dẫn như : vệ tinh (satellites), sóng viba (microware), cáp sợi
quang, cáp điện thoại … Đặc điểm của mạng WAN:
 Băng thông thấp, dễ mất kết nối, thường chỉ phù hợp với các ứng dụng như e -
mail, web, ftp …
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 8
 Phạm vi hoạt động rộng lớn không giới hạn
 Quản trị và kết nối phức tạp
 Chi phí cho các thiết bị và các công nghệ mạng WAN rất đắt tiền .

2.3.1.4 Mạng INTERNET
Mạng internet là trường hợp đặc biệt của mạng WAN, nó cung cấp các dịch vụ
toàn cầu như Email, web, chat, ftp và phục vụ miễn phí cho mọi người
2.3.2 Phân loại theo cách sử dụng tài nguyên trên mạn g máy tính
2.3.2.1 Mạng ngang hàng (Peer – to – peer )
Mạng ngang hàng là mạng mà mọi máy tính đều bình đẳng và có vai trò như
nhau. Mỗi máy tính hoạt động với cả hai vai trò là máy phục vụ và máy khách, vì vậy,
không có máy tính nào được chỉ định chịu trá ch nhiệm quản lý mạng. Người dùng ở
từng máy tính sẽ tự quyết định dữ liệu nào trên máy tính của họ sẽ được dùng chung
trên mạng.
Mạng ngang hàng còn được gọi là trạm làm việc (Workstation). Thông thường
một hệ thống mạng ngang hàng có 10 máy tính trở lại.
Mạng ngang hàng tương đối đơn giản , thích hợp cho những môi trường làm việc
ít người dùng và những người dùng này ở cùng một khu vực. Tuy nhiên, do không
được quản lý tập trung nên rất khó đảm bảo sự an toàn trong môi trường mạng.

Hình 2.1 Mạng ngang hàng
2.3.2.2 Mạng khách chủ (Client – Server)
Nếu môi trường sử dụng có nhiều hơn 10 người sử dụng, mạng ngang hàng sẽ
không đáp ứng được yêu cầu đó. Vì thế, hầu hết các mạng đề có máy chủ phục vụ
chuyên dụng. Máy tính phục vụ có tính chuyên dụng vì chúng được tối ưu hóa để
phục vụ nhanh những yêu cầu của khách hàng trên mạng, cũng như để đảm bảo tính
an toàn cho thư tin và dữ liệu. Mạng ngang hàng dựa trên máy chủ phục vụ lý tưởng
nhất đối với mạng dùng chung nhiều tài nguyên và dữ liệu.
Loại mạng này có thể có nh iều máy phục vụ tùy thuộc vào quy mô của mạng.
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 9

Hình 2.2 Mạng client – server
2.3.2.3 Mạng kết hợp

Để kết hợp được các tính năng ưu việt của cả mạng ngang hàng mạng mạng
dựa trên máy phục vụ ta có mạng kết hợp. Trong mạng kết hợp, hai loại hệ điều hành
hoạt động phối hợp nhau nhằm tạo ra cảm giác về một hệ thống hoàn chỉnh nơi người
quản trị .
Loại mạng này rất phổ biến, nhưng nó đòi hỏi nhiều công sức cũng như thời
gian để thu được hiệu xuất cao nhất.

2.4 Cấu hình mạng
Có 3 cấu hình ( Tophology) gọi tắt là topo cơ bản thường được sử dụng :
 BUS (Trục cáp thẳng)
 START (Hình sao)
 RING (vòng khép kín)
 Và một số topo khác
2.4.1 Mạng BUS
Cấu hình mạng BUS là phương pháp nối mạng máy tính đơn giản và phổ biến
vào những thời kỳ đầu khi mạng máy tính hình thành. Cấ u hình mạng BUS bao gồm
một dây cáp đơn lẻ nối tất cả máy tính trong mạng theo một hàng.
Máy tính trên mạng BUS giao tiếp bằng cách gửi dữ liệu đến một máy tính xác
định và đưa dữ liệu đó lên cáp dưới dạng tín hiệu điện tử.
Do mỗi lần chỉ có một máy tính g ởi dữ liệu lên mạng BUS nên hiệu suất của
mạng bị ảnh hưởng ởi số lượng máy tính nối vào đường cáp chính.
Do dữ liệu, tức tín hiệu điện tử được gởi lên hoàn mạng nên dữ liệu sẽ đi từ
đầu cáp này đến đầu cáp kia của sợi cáp. Nếu tín hiệu được phép truyền kh ông ngừng
nó dữ dội tới, lui trong dây cáp và ngăng không cho máy tính khác gởi tín hiệu. Do
đó, phải có một bộ phận ngăn không cho tín hiệu bị dội, gọi là Terminator.
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 10
Cấu trúc mạng BUS có ưu điểm là đơn giản, kinh tế nhưng lại không thích hợp
với hệ thống mạng lớn, khó bảo hành bảo trì, khi sự cố xảy ra trên một note mạng sẽ
gây lỗi cho toàn bộ hệ thống mạng .

Hình 2.3 Cấu trúc mạng BUS
2.4.2 Mạng STAR
Trong cấu trúc hình sao (STAR) các máy tính được nối cáp vào một thiết bị
trung tâm gọi là HUB hay SWIT CH . Tín hiệu được truyền từ máy tính gởi dữ liệu
qua HUB hay SWITCH để đến các máy tính khác trên mạng.
Mạng STAR cung cấp tài nguyên và chế độ quản lý tập trung. Tuy nhiên, do
mỗi máy tính nối vào một HUB, nên cấu hình này cần rất nhiều cáp, nếu cài đặt mạng
ở quy mô lớn. Ngoài ra, nếu HUB hay SWITCH bị hỏng thì tòan bộ mạng ngưng hoạt
động.
Trong trường hợp một máy tính, hoặc đoạn cáp nối máy tính đó với thiết bị
trung tâm bị hỏng, thì chỉ máy tính đó không thể trao đổi thông tin với các máy tính
khác trên mạng. Còn các máy tính khác trên mạng vẫn hoạt động bình thường.
Cấu trúc mạng hình sao đơn giản, thích hợp với địa hình phức tạp, dễ bảo hành
khi có sự cố, nhưng đòi hỏi thêm nhiều thiết bị khác.

Hình 2.4 Cấu trúc mạng STAR

Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 11
2.4.3 Mạng RING
Cấu hình mạng RING nối các máy tính trên một vòng cáp khép kín. Mạng
RING thực chất là mạng BUS nhưng hai nút đầu và cuối trùng nhau tạo thành vòng
khép kín. Tín hiệu truyền đi theo một chiều và đi qua từng máy tính. Mỗi máy tính
trên mạng RING đóng vai trò như một bộ chuyển tiếp, khuếch đại tín hiệu và gởi nó
đến máy tính tiếp theo. Do tín hiệu đi qua từng máy tính nên sự hỏng hóc của một
máy sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ mạng.
Cấu trúc này có ưu điểm là tốc độ truyền dữ liệu nhanh, độ an toàn cao. Nhưng
giá thành các thiết bị còn đắt, không kinh tế.

Hình 2.5 Cấu trúc mạng RING
2.4.4 Cấu trúc mạng kết hợp
2.4.4.1 STAR – BUS
STAR BUS là sự kết hợp giữa cấu hình STAR và cấu hình BUS. Trong cấu
hình STAR BUS, vài mạng có cấu hình STAR được nối với các trục cáp chính (BUS)
Nếu một máy tính bị hỏng, nó sẽ không ảnh hưởng đến phần mạng còn lại. Các
máy tính khác vẫn có thể tiếp tục giao tiếp .
Nếu một thiết bị trung tâm (HUB hoặc SWITCH) bị hỏng, toàn bộ máy tính
được gắn với thiết bị trung tâm đó sẽ không thể giao tiếp được.


Hình 2.6 Mạng kết hợp STAR – RING

Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 12
2.4.4.2 STAR – RING
Cấu hình mạng kết hợp STAR RING trông gần giống với cấu hình STAR
BUS, thiết bị trung tâm trong cấu hình STAR RING được nối với nhau theo dạng
hình sao với một HUB hay SWITCH chính.

Hình 2.7 Mạng Start - Ring
2.4.5 Chọn cấu hình mạng
Có nhiều yếu tố cần xem xét khi quyết định cấu hình mạng nào phù hợp nhất với
nhu cầu của một tổ chức. Bảng so sánh sau đây phần nào giúp chúng ta đánh giá để
lựa chọn cấu hình mạng phù hợp nhất cho một tổ chức .
Bảng 2.1 So sánh và lựa chọn cấu hình mạng phù hợp
Cấu hình
mạng
Ưu điểm
Nhược điểm

BUS
 Dùng cáp tiết kiệm
 Phương tiện rẻ tiền và dễ làm
việc
 Đơn giản, đáng tin cậy
 Dễ mở rộng
 Mạng có thể chạy chậm khi
lưu lượng mạng tăng
 Khó phát hiển và cách ly các
vấn đề khi có sự cố
 Cáp đứt sẽ ảnh hưởng đến
toàn mạng
STAR
 Dễ chỉnh sửa và bổ sung máy
tính mới
 Theo dõi quản lý tập trung
 Sự hỏng hóc của một máy
tính không làm ảnh hưởng
đến các máy khác trên mạng
 Nếu thiết bị trung tâm bị
hỏng thì toàn bộ mạng ngưng
hoạt động.
RING
 Mọi máy tính đề có quyền
truy nhập như nhau
 Sự hỏng hóc của một máy tín
sẽ ảnh hưởng đến tất cả các
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 13
 Tiến độ thi hành ổn định bất

chấp nhiều người sử dụng
máy tính còn lại trên mạng
 Khó phát hiện và cách ly các
vấn đề.
 Tái cấu hìh sẽ làm ngưng
hoạt động

2.5 Mô hình OSI và bộ giao thức TCP/IP
2.5.1 Mô hình OSI
2.5.1.1 Giới thiệu mô hình OSI
Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (Unternational Standard Organization)
đã đưa ra mô hình tham chiếu hệ mở (Open System Interconnector) và đã trở thành
tiêu chuẩn quốc tế và dùng như là hướng dẫn mạng.
Mô hình OSI là kiến trúc truyền thông mạng, được chia thành 7 tầng, mỗi tầng
bao gồm những hoạt động, thiết bị và các giao thức mạng khác nhau.
Mô hình 7 lớp có kiến trúc như sau :

Hình 2.8 Mô hình OSI
2.5.1.2 Các nguyên tắc khi xây dựng mô hình OSI
 Để đơn giản cần hạn chế sốlượng tầng
 Mỗi lớp cần phải thực hiện các chức năng được định nghĩa rõ ràng.
 Việc chọn chức năng cho mỗi lớp cần chú ý đến việc định nghĩa các quy tắc
chuẩn hóa Quốc tế.
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 14
 Số phân mức phải đủ lớn để các chức năng quan trọng không cùng nằm trong
một lớp và đủ nhỏ để mô hình không quá phức tạp
 Một lớp có thể được phân thành các lớp nhỏ nếu cần thiết
 Hai hệ thống khác nhau có thể loại bỏ khi không cần thiết
 Hai hệ thống khác nhau có thể truyền thông với n hau nếu chúng bảo đảm

những nguyên tắc chung (cài đặt cùng một giao thức truyền thông)
 Các chức năng được tổ chức thành một tập hợp các tầng đồng mức cung cấp
chức năng như nhau. Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung.
2.5.1.3 Các chức năng của các tầ ng trong mô hình OSI
 Tầng vật lý (Physical Layer): là tầng thấp nhất, có chức năng truyền dòng
bit không có cấu trúc qua đường truyền vật lý, truy nhập đường truyền vật
lý nhờ vào các phương tiện cơ, điện, thủ tục ….
 Tầng liên kết dữ liệu (Data Link layer) : cung cấp các phương tiện truyền
thông tin qua liên kết vật lý, đảm bảo tin cậy, gửi các khôi phục dữ liệu với
các cơ chế đồng bộ hóa, kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết.
 Tầng mạng (Network Layer): thực hiện việc chọn đường và chuyể tiếp
thông tin với các công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện việc kiểm
soát luồng dữ liệu cần thiết
 Tầng giao vận (transport Layer): thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu
nút, kiểm soát luồng dữ liệu ở hai đầu nút, thực hiện việc ghép kênh, cắt
hợp dữ liệu cần thiết hay có thể nói là phân đoạn và tái lắp ghép dữ liệu.
 Tầng phiên (Session Layer) :cung cấp phương tiện quản lý truyền thông
giữa ccs ứng dụng, thiết lập , duy trì, đồng bộ hóa và hủy bỏ các phiên
truyền thông giữa hai ứng dụng.
 Tầng trình diễn ( Presentation Layer): Chuyển đổi cấu trúc dữ liệu để đáp
ứng nhu cầu truyền dữ liệu của các phương tiện truyền thông trên môi
trường OSI.
 Tầng ứng dụng (Application Layer): cung cấp các phương tiện để người
dùng có thể truy cập vào môi trường OSI, đồng thời cung cấp các dịch vụ
thông tin phân tán.

Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 15
2.5.2 Quá trình xử lý và vận chuyển của một gói dữ liệu
Đóng gói dữ liệu là quá trình gắn thêm phần mô tả thông ti n tại mỗi lớp trong hô

hình OSI. Lớp Physical không đóng gói dữ liệu vì nó không dùng header và tra iler.
Việc đóng gói dữ liệu không nhất thiết phải xảy ra trong mỗi lần truyền dữ liệu của
trình ứng dụng .Các lớp 5, 6,7 sử dụng header trong quá trình khởi động, nhưng trong
phàn lớn các lần truyền thì không có header của lớp 5,6,7 lý do là không có thông tin
mới để trao đổi .
Quá trình trao đổi dữ liệu từ A sang B c ó thể diễn ra theo ba quá trình : Tại máy
tính gởi, quá trình truyền trên cable và thiết bị khác , Quá trình tại máy tính nhận .
1. Quá trình đóng gói dữ liệu tại máy gử i được xử lý theo trình tự sau .
Bước 1: người dùng cung cấp thôg tin cho các ứng dụng hoạt động ở lớp Application
như văn bản, hình ảnh, âm thanh … Các thông tin này có nhiều dạng khác
nhau như : hình ảnh, âm thanh, văn bản …
Bước 2: tiếp theo các thông tin đó được chuyển xuống lớp p resentation để chuyển
thành định dạng chung, rồi được mã hóa và nén dữ liệu
Bước 3: tiếp đó dữ liệu được chuyển xuống lớp session để bổ xung các thông tin về
phiên giao dịch này .
Bước 4: dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp transport, tại lớp này dữ liệu được
cắt ra thành nhiều phân đoạn (segment) và bổ sung thêm các thông tin về
phương thức vận chuyển dữ liệu để đảm bảo độ tin cậy khi truyền .
Bước 5: dữ liệu tiếp tục được chuyển xuống lớp Network, tại lớp này các phân đoạn
(segment) sẽ được đóng gó i thành các gói tin (packet) trong đó chó chưa
các thông tin định tuyến .
Bước 6: tiếp đó dữ liệu được chuyển xuống lớp data link, tại lớp này mỗi gói dữ liệu
(packet) sẽ được đóng gói thành các khung (frame) và bổ sung thêm các
thông tin kiểm tra gói ti n (để kiểm tra ở nơi nhận)
Bước 7: cuối cùng , mỗi tầng sẽ được tầng physical chuyển thành một chuỗi các bit
và được đẩy lên các phương tiện truyền dẫ đ ể truyền đến các thiết bị khác.

2. Quá trình chuyển dữ liệu từ máy tính gửi đến máy tính nhận
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 16

Bước 1: trình ứng dụng trên máy tính gởi tạo ra dữ liệu và các chương trình phần
cứng, phần mềm cài đặt mỗi lớp sẽ bổ sung và header và trailer (quá trình
đóng gói dữ liệu tại máy gởi)
Bước 2: lớp physical (trên máy gởi) phát sinh tín hiệu lên môi trường truyền tải để
truyền dữ liệu
Bước 3: lớp physical (trên máy nhận) nhận dữ liệu
Bước 4: các chương trình phần cứng , phần mềm (trên máy nhận) gỡ bỏ header và
trailer và xử lý phần dữ liệu (quá trình xử lý dữ liệu tại máy tính nhận)

Giữa bước 1 và bước 2 là quá trình tìm đường đi của gói tin. Thông thường , máy
gởi đã biết địa chỉ IP của máy nhận. Vì thế, sau khi định được địa chỉ ip của máy tính
nhận thì lớp network của máy gởi sẽ so sánh địa chỉ IP của máy nhận và địa chỉ IP
của chính nó.

3. Quá trình xử lý dữ liệ u tại máy tính nhận
Bước 1: lớp physical kiểm tra quá trình đồng bộ bit và đặt chuỗi bit nhận được và
vùng đệm. Sau đó thông báo cho lớp Data Link dữ liệu đã nhận được.
Bước 2: Lớp Data Link kiểm tra frame bằng cách kiểm tra FCS (Frame Check
Sequence) trong trailer. Nếu có lỗi thì frame bị bỏ.Sau đó kiểm tra địa chỉ
lớp Data Link (địa chỉ MAC) xen cí trùng với địa chỉ máy tính nhận hay
không. Nếu đúng thì phần dữ liệu sau khi loại bỏ header và trailer sẽ được
chuyển lên cho lớp network
Bước 3: địa chỉ lớp network được kiểm tra xem có phải là địa chỉ máy nhận hay
không. Nếu đúng thì phần dữ liệu được chuyển lên cho lớp transport xử lý .
Bước 4: nếu giao thức lớp transport có hỗ trợ việc phục hồi lỗi thì số định danh phân
đoạn được xử lý . Các thông tin về ACK, NAK (gói tin ACK và NAK được
dùng để phản hồi về việc các gói tin đã được gởi đến máy tính nhận chưa)
cũng được xử lý ở lớp này. Sau quá trình phục hồi lỗi và sắp xếp thứ tự các
phân đoạn, dữ liệu được đưa lên lớp session
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster

Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 17
Bước 5: lớp session đảm bảo một chuỗi các thông điệp đã trọn vẹn . Sau khi các luồng
đã hoàn tất , lớp session chuyển dữ liệu sau header lớp 5 lên cho lớp
presentasion xử lý
Bước 6: dữ liệu sẽ được lớp presentation xử lý bằng cách chuyển đồi dạng thức dữ
liệu. Sau đó kết quả chuyển lên cho lớp application .
Bước 7: lớp Application xử lý header cuối cùng . Header này chứa các tham số thỏa
thuận giữa hai trình ứng dụng. Do vậy tham số này thường chỉ được trao
đổi lúc khởi động quá trình truyền thông giữa hai trình ứng dụng .

2.5.3 Bộ giao thức TCP/IP
TCP/IP là tập hợp các giao thức truyền dữ liệu. Các giao thức này cho phép
định tuyến thông tin từ một máy tính tới một máy tính khác, phân phát thư điện tử và
tin tức và ngay cả các khả năng truy nhập từ xa. TCP/IP qui chiếu đến hai giao thức
chính, đó là giao thức điều khiển truyền dẫn TCP ( Transmission Control Protocol) và
giao thức liên mạng IP (Internet Protocol) . Có nhiều giao thức khác nhau cung cấp
các dịch vụ vận hành trên TCP/IP.
Kết nối mạng với TCP/IP đã có từ nhiều năm nay kể từ khi có hệ điều hành
UNIX. TCP/IP hay giao thức điều khiển truyền dẫn giao thức liên mạng được cơ quan
nghiên cứu dự án công nghệ cao thuộc Bộ Quốc Phòng Mỹ DARPA (Defence
Advance Project Reseach Agency) phát minh và phát triển. Năm 1969, DARPA đã tài
trợ cho một dự án có tên là ARPANET . ARPANET chủ yếu cung cấp khả năng kết
nối băng thông cao cho các trung tâm tính toán lớn của chính phủ, giáo dục đào tạo và
các phòng thí nghiệm nghiên cứu.
Mạng ARPANET cung cấp cho người sử dụng các khả năng chuyển phá t thư
điện tử, truyền tệp dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác. DARPA đã tài trợ toàn
bộ kinh phí nghiên cứu phát triển cho dự án này. Trong quá trình phát triển của dự án,
người ta nhận thấy rằng dự án mạng lại rất nhiều lợi ích và ưu thế. Công nghệ này có
thể được ứng dụng để liên kết mạng máy tính toàn quốc gia.
Trong những năm 1970, DARPA tiếp tục tài trợ và khuyến khích các hoạt động

nguyên cứu về mạng ARPANET, đến tháng giêng năm 1983 tất cả các máy tính kết
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 18
nối với ARPANET đều chạy giao thức TCP/IP. Ngoài ra còn rất nhiều máy tính
không liên kết với ARPANET cũng sử dụng TCP/IP.
Quỹ Khoa học Quốc gia mỹ NSF (National Sceince Foundation) đã thiết lập một
mạng riêng được đặt tên là NSFNet. Mạng NSFNET cũng sử dụng các giao thức đã
được phát triển thành công của ARPANET.
Kể từ thời gian này việc sử dụng giao thức TCP/IP tăng rất nhanh, số máy tính
liên kết mạng INTERNET cũng tăng theo hệ số lũy thừa. Mạng internet đã trở thành
mạng toàn cầu của các mạng máy tính. Rất nhiều người đã bắt đầu kiếm sống từ mạng
Internet. Cùng với xu thế bùng nổ thông tin, mạng Internet sẽ trực tiếp tác động tới
cuộc sống của mỗi người ở các nước phát triển.
Tuy nhiên TCP/IP không phải là duy nhất. Trên thực tế còn một số giao thức
khác nhau, mỗi giao thức đảm đương một số dịch vụ nhất định.
2.5.4 Vai trò và chức năng các tầng của mô hình TCP/IP
Mô hình TCP/IP lại phân thành 4 lớp và tương ứng với mô hình OSI như hình

Hình 2.9 Bộ giao thức mô hình tương ứng OSI -TCP/IP
 Tầng truy nhập mạng (Network Access Layer)
Tương ứng với tần g vật lý và tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI, tầng
truy nhập mạng cung cấp các phương tiện kết nối vật lý cáp, bộ chuyển đổi, card
mạng, giao thức kết nối, giao thức truy nhập đường truyền như CSMA/CD, Token
Ring nó cung cấp các dịch vụ cho tầng i nternet
 Tầng liên mạng (Internet Layer)
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 19
Ứng với tầng mạng (Network Layer) trong mô hình OSI. Liên mạng cung
cấp một địa chỉ logic cho giao diện vật lý mạng. Giao thức thực hiện của tầng liên
mạng trong mô hình TCP/IP là giao thức kết nối “không liên kết” I P.

 Tầng cung cấp dịch vụ (Host-to-Host Layer)
Ứng với tầng vận chuyển (Transport Layer) trong mô hình OSI, giao thức
Host – to – Host thực hiện những kết nối giữa hai máy chủ trên mạng hỗ trợ bằng
2 giao thức: Giao thức điều khiển trao đổi dữ liệu TCP và g iao thức dữ liệu người
sử dụng UDP (User Datagram Protocol). Giao thức TCP là giao thức kết nối liên
kết có hướng chịu trách nhiệm đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao trong việc
trao đổi dữ liệu giữa các thành phần của mạng. Giao thức UDP là giao thức liên
kết “không có hướng” được sử dụng cho những ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy
cao trong tầng Host – to – Host .
 Tầng ứng dụng (Application Layer)
Ứng với tầng Session, Presentation, và Application trong mô hình OSI, tầng
ứng dụng hỗ trợ các ứng dụng phổ biến các giao thức tầng Host – to – Host, đó
chính la giao thức đăng nhập từ xa như Telnet, FTP (File Transfer Protocol),
HTTP (Hypertext Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol),
DNS (Domain Name Server).
2.6 Phương tiện truyền dẫn và thiết bị mạng
2.6.1 Môi trường truyền dẫn
Môi trường truyền dẫn (Transmission Media) được hiểu là theo nghĩa rộng thì rất đa
dạng, gồm các đường truyền dùng cáp kim loại, cáp sợi quang, và cả môi trường sóng
vô tuyến (Wireless Media).
1) Cáp đồng trục
Là loạ i cáp đầu tiên được dùng trong các mạng LAN, cấu tạo của cáp đồng trục
gồm :
 Dây dẫn trung tâm: dây đồng hoặc dây đồng bện.
 Một lớp cách điện giữa dây dẫn phía ngoài và dây dẫn phía trong.
 Dây dẫn ngoài : bao quanh dây dẫn trung tâm dưới dạng lưới đồng bện hoặc lá.
Dây này có tác dụng bảo vệ dây dẫn trung tâm khỏi nhiễu điện từ và được nối
đất để thoát nhiễu.
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 20

 Ngoài cùng là một lớp vỏ plastic bảo vệ cáp.
Có hai loại cáp đồng trục khác nhau được dùng trong liên kết mạng cục bộ
LAN với các chỉ định khác nhau v ề kỹ thuật và thiết bị ghép nối đi kèm, gọi là cáp
đồng trục mỏng (Thin Cable) và cáp đồng trục dày (Think Cable)
 Thin cable (RG-58)
 Giá thành rẻ, mềm, dễ kéo dây
 Điện trở kháng 50 .
 Dùng với connectors
 BNC-Connector
 T-Connector
 BNC-Terminator 50 
 Think cable
 Có khả năng chống nhiễu tốt hơn so với loại thin cable, đắt hơn, thường
được sử dụng để liên kết mạng trong môi trường công nghiệp.
 Điện trở kháng 50 
 Dùng các connector : Transceiver, AUI connector, Terminator 50 
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật củ a cáp đồng trục
Loại cáp
Trở kháng
Đường kính ngoài
10 Mhz
Vận tốc cáp
RG-8A/U
55 
10.3 mm
1.87 dB
66 %
RG-8A
50 
10.3 mm

7.70 dB
78 %
RG-58A/U
50 
4.59 mm
4.59 dB
66 %
RG-59A/U
75 
6.15 mm
3.30 dB
66 %
RG-62A/U
93 
6.15 mm
2.33 dB
84 %

2) Cáp xoắn đôi
Cáp xoắn đôi bao gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát
xạ nhiễu điện từ. Do giá thành thấp nên cáp xoắn đường dùng rất rộng rãi trong các hệ
thống mạng hiện nay. Có hai loại cáp xoắn đôi được sử dụng rộng rãi trong LAN là
loại có vỏ bọc chống nhiễu và loại không có vỏ bọc chống nhiễu .
 Cáp xoắn đôi trần UTP (Unshielded Twisted Pair)
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 21
Cáp xoắn đôi trần sử dụng chuẩn 10BaseT, là loại cáp phổ biến trong các loại
mạng, giá thành rẻ, dễ lắp đặt. Độ dài tối đa của một phân đoạn cáp là 100m
Loại cáp này không có khả năng chống nhiễu, tốc độ truyền phụ thuộc vào
từng loại cáp khác nhau :

Bảng 2.3 Các loại cáp xoắn đôi thông dụng
Lọai cáp
Tốc độ hỗ trợ
Loại 1 (Category 1 hay cat1)
< 4 Mbps
Loại 2 (Category 2 hay cat2)
4 Mbps
Loại 3 (Category 3 hay cat3)
10 Mbps
Loại 4 (Category 4 hay cat4)
16 Mbps
Loại 4 (Category 5 hay cat5)
100 Mbps
Loại 5 (Category 5e hay cat5e)
1000 Mbps (Sử dụng tần số 100 Mhz)
Loại 6 (Category 6 hay cat6)
1000 Mbps (Sử dụng tần số 250 Mhz)
Loại 6a (Category 6a hay cat6a)
10 Gbps (Sử dụng tần số 500 Mhz)
Loại 7 (Category 7 hay cat7)
10 Gbps (Sử dụng tần số 600 Mhz)

 Cáp xoắn đôi có vỏ bọc STP (Shielded Twisted Pair)
Gồm nhiều cặp xoắn được phủ bên ngoài một lớp vỏ làm bằng dây đồng bện.
Lớp vỏ này có tác dụng chố ng EMI từ bên ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong.
Loại cáp này phù hợp cho các đường trục chính ngoài trời.
Trên lý thuyết thì cáp này có thể đạt tốc độ 500 Mbps, nhưng trên thực tế chỉ
khoảng 155 Mbps, với đường chạy 100m
3) Cáp sợi quang (Fiber Optic Ca ble)
Cáp sợi quang rất lý tưởng cho việc truyền dữ liệu vì băng thông cao, độ kháng

nhiễu tốt, tốc độ truyền lớn trên đoạn cáp dài vài Km. Cáp sợi quang bao gồm một
hay nhiều sợi quang trung tâm được bao bọc bởi một lớp vỏ nhựa phản xạ các tín
hiệu, vì vậy hạn chế được sự suy hao, mất mát tín hiệu.
Cáp sợi quang chỉ truyền tín hiệu quang. Khi truyền các tín hiệu dữ liệu được
biến đổi thành các tín hiệu quang truyền trên đường truyền và khi nhận, các tín hiệu
quang chuyển thành các tín hiệu dữ liệu. Cáp sợi quang hoạt động mộ trong hai chế
độ :
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 22
 Chế độ đơn (Single Mode): cáp chế độ đơn chỉ hỗ trợ một đường ánh sáng và
làm việc với ánh sáng.
 Đa chế độ (Multi Mode): cáp đa mode được hỗ trợ nhiều đường ánh sáng, phù
hợp với nhiều nguồn ánh sáng chất lượng thấp nh ư LED. Giá thành cao hơn
chế độ Single Mode, vì phải hỗ trợ các người sáng laser.
Khi cài đặt cáp sợi quang đòi hỏi phải có kỹ thuật, kỹ năng cao, quy trình khó
và phức tạp. Băng thông có thể đạt 2 Gbps, truyền tín hiệu với tốc độ 100 Mbps trên
đọan cáp dà i hàng Km
Bảng 2.4 So sánh các loại cáp
Đặc điểm
Cáp đồng trục
mảnh
(10Base2)
Cáp đồng trục
dày (10Base5)
Cáp xoắn đôi
(10 Base T)
Cáp sợi
quang
Phí tổn
Cao hơn cáp

xoắn đôi
Cao hơn cáp
đồng trục
mảnh
Thấp nhất
Cao nhất
Độ dài cáp
185 m
500 m
100 m
2 Km
Tốc độ
truyền
10 Mbps
10 Mbps
10 Mbps – 10
Gbps
> 100 Mbps
Độ mềm
dẻo
Khá mềm dẻo
Hơi cứng
Mềm dẻo nhất
Cứng
Lắp đặt
Dễ lắp đặt
Dễ lắp đặt
Rất dễ lắp đặt
Khó lắp đặt
Khả năng

chống
nhiễu
Kháng nhiễu
tốt
Kháng nhiễu
tốt
Dễ bị nhiễu
Không bị tác
động bởi
nhiễu
Tính chất
đặc trưng
Các thành
phần dùng
điện rẻ tiền
hơn cáp xoắn
đôi
Các thành
phần dùng
điện rẻ tiền
hơn cáp xoắn
đôi
Giống như dây
điện thoại,
thường được
lắp đặt sẵn
trong nhà
Chấp nhận
âm thanh, dữ
liệu và hình

ảnh video
4) Tia hồng ngoại
Tất cả các mạng vô tuyến hồng ngoại đều hoạt động bằng cách dùng tia hồng
ngoại để truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị. Phương pháp này có thể truyền tín hiệu ở
tốc độ cao của tia hồng ngoại. thông thường mạng hồng ngoại có thể truyền với tốc độ
từ 1 – 10 Mbps. Miền tần số từ 100 Ghz đến 1000 Ghz. Có 4 loại mạng hồng ngoại :
 Mạng đường ngắm : mạng này chỉ truyền khi máy phát và máy thu có một
đường ngắm rõ rệt giữa chúng
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 23
 Mạng hồng ngoại tán xạ : kỹ thuật này phát tia truyền dội tường và sàn nhà rồi
mới đến máy thu. Diện tích hiệu dụng bị giới hạn ở khoảng 100 feet (35m) và
có tín hiệu chậm do hiện tượng dội tín hiệu.
 Mạng phản xạ : ở loại mạng hồng ngoại này, máy thu -phát quang đặt gần máy
tính sẽ truyền tới một vị trí chung , tại đây tia truyền được đổi hướng đ ến máy
tính thích hợp.
 Broadband Optical Telepoint: loại mạng cục bộ vô tuyến hồng ngoại cung cấp
các dịch vụ dải rộng. Mạng vô tuyến này có khả năng xử lý các yêu cầu tối đa
phương tiện chất lượng cao, vốn có thể trùng khớp với các yêu cầu đa phương
tiện của mạng cáp.
5) Sóng Laser
Môi trường truyền dẫn dùng sóng laser là một môi trường định hướng, trong
diện rộng có bán kính đến 20 km. Thường chỉ dùng liên kết các mạng cục bộ LAN
trong trường hợp không có điều kiện thi công cáp sợi quang. Tốc độ truyền dẫn d ữ
liệu hàng chục Mbps.
6) Sóng radio
Môi trường truyền dẫn dùng sóng radio là môi trường không định hướng, trong diện
rộng bán kính khoảng 30 Km. thường được sử dụng trong liên kết dữ liệu hàng chục
Mbps
Bảng 2.5 Các đặc trưng cơ bản của các phương tiện vô tu yến

Loại phương
tiện
Dải tần
Giá
thành
Lắp
đặt
Tốc độ
thực tế
Độ
suy
hao
Độ nhạy
cảm EMI
Radio:
 Công xuất
thấp, đơn tần
(1)

 Công xuất
cao, đơn tần

 Trải phổ

 Vệ tinh



Vài GHz

Vài GHz


2-6 GHz

11-14 GHz

Cao hơn
cáp


Cao hơn
so với 1

T.Bình

Cao

Dễ



Khó


Vừa

Rất

khó

1-10 Mbps



1-10 Mbps


2-6 Mbps

1-10 Mbps


Cao



Thấp


Cao

Cao



Cao

B.thường

cao
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster
Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 24
Hồng ngoại :
 Điểm -điểm






 Quảng bá

100 Ghz –
1000 Ghz





100 Ghz –
1000 Ghz


Dưới
trung
bình

Thấp so
với Radio

Vừa
phải





Dễ

100 Kbps –
16 Mbps





Đến
1Mbps



Nhạy
cảm với
cường độ

ánh sáng



Nhạy
cảm với
cường độ
ánh sáng

2.6.2 Các thiết bị ghép nối mạng
1). Card giao tiếp mạng
Card mạng (NIC – Network Interface Card) đóng vai trò như là giao diện hoặc
kết nối vật lý và cáp mạng. Những card này được cắm vào khi mở rộng (Exspansion
Slot) trong mỗi một máy tính như PCI, ISA, USB … Phần giao tiếp với cáp mạng
thông thường theo các chuẩn như AUI, BNC, UTP…Các chức năng chính của card
mạng:
 Chuẩn bị dữ liệu đưa lên cáp: tr ước khi đưa lên mạng, dữ liệu phải được
chuyển từ dạng byte, bit sang tín hiệu điện để có thể truyền trên cáp.
 Gởi dữ liệu đến máy tính khác
 Kiểm soát luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ thống cáp
 Nhận dữ liệu từ cáp mạng và chuyển thành các byte dữ liệu mà máy tính có thể
hiểu được.
2). HUB
 Hub là thiết bị trung tâm dùng để kết nối nhiều thiết bị mạng lại với nhau. Nó
được dùng để khuyếch đại tín hiệu điện và truyền đến tất cả các port còn lại
đồng thời không lọc được dữ liệu. Thông thường Hub hoạt động ở tầng 1 của mô
hình OSI. Tất cả các thiết bị kết nối đến Hub đều thuộc cùng một Collision
Domain
 Hub gồm có 3 loại:
Đề tài khóa luận tôt nghiệp - Triển khai và Ứ ng dụng hệ thống Cluster

Sinh viên: Đặng Đức Long – Văn Huy Thiện Trang 25
 Passive Hub: là thiết bị đấu nối cáp dùng để chuyển tiếp tín hiệu từ đoạn
cáp này đến đoạn cáp khác, không có linh kiện điện tử và nguồn riêng nên
không khuyếch đại và xử lý tín hiệu
 Acctive Hub: là thiết bị đấu nối cáp dùng để chuyển tiếp tín hiệu điện từ
đoạn cáp này đến đoạn cáp khác với chất lượng cao hơn. Thiết bị này có
linh kiện điện tử và nguồn điện riêng nên hoạt động như một Repeater có
nhiều cổng (Port).
 Intelligent Hub: là một Active Hub có thêm chức năng vượt trội như cho
phép quản lý từ các máy tính chuyển mạch, cho phép tín hiệu điện chuyển
đến đúng cổng cần nhận không chuyển đến các port không liên quan.
3). Bridge
 Bridge (cầu nối) cho ph ép mở rộng phạm vi mạng của mạng, kết nối hai hệ
thống mạng riêng biệt thành một mạng cục bộ. Bridge chọn lọc và truyền đi
những tín hiệu có đích là một máy trạm ở một mạng khác.
 Bridge hoạt động và thực hiện hầu hết công việc trong tầng con MAC của tầng
liên kết dữ liệu (Data link layer) trong mô hình OSI. Bridge hoạt động dựa trên
địa chỉ MAC
 Bridge cách ly cơ chế truy nhập phương tiện truyền của các mạng cục bộ LAN
được kết nối, nó có khả năng chọn lựa những gói dữ liệu nào đi qua, vì vậy các
xung đột tr ong mạng CSMA/CD không được đi qua Bridge, giải quyết được
các vấn đề về xung đột, tắc nghẽn lưu thông.
4). Switch
Switch là thiết bị trung tâm có nhiều cổng cho phép kết nối nhiều thiết bị mạng
hoặc nhiều đoạn mạng lại với nhau. Thông thường thiết bị này hoạt động ở lớp 2
(Data Link) của mô hình OSI. Switch dựa vào bảng địa chỉ MAC để quyết định gói
tin nào đi ra port nào nhằm tránh tình trạng giảm băng thông khi số máy trạm trong
mạng tăng lên. Việc xử lý gói tin dựa trên phần cứng khi một gói tin đi đến Swit ch,
switch sẽ thực hiện những bước sau:
 Kiểm tra địa chỉ nguồn của gói tin đã có trong bảng MAC chưa, nếu chưa có thì

nó sẽ thêm địa chỉ MAC này và port nguồn (nơi gói tin đi vào switch ) vào trong
bảng MAC