Khảo sát thiết kế và xây dựng mạng LAN trong cơ quan xí nghiệp

Lời mở đầu

Từ khi chiếc máy tính đầu tiên ra đời cho đến nay máy tính vẫn
khẳng định vai trò lín cđa nã trong sù ph¸t triĨn kinh tÕ_ x· hội.
Công nghệ thông tin ngày nay đà phát triển vợt bậc, tin học đợc ứng
dụng rộng rÃi trong tất cả các ngành, các lĩnh vực của đời sống, đặc biệt là
trong lĩnh vực quản lý. Đề án 112 Cải cách hành chính về thực hiện chính
phủ điện tử của Thủ tớng Chính phủ đà mang lại lợi ích to lớn thiết thực cho
công việc quản lý của các ngành các cấp. Mạng LAN đợc sử dụng rộng rÃi
và phổ biến, các sở, ban ngành, cơ quan, xí nghiệp đều lắp đặt hệ thống
quản trị mạng này. Tạo điều kiện cho công việc quản lý thuận tiện nhanh
chóng , chính xác hơn, hiệu quả công việc cao hơn.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp hệ Kỹ thuật viên chúng tôi trình bày
về: Khảo sát, thiết kế và xây dựng mạng Lan trong cơ quan xí
nghiệp
Đồ án đợc bố cục làm 2 phần:
Phần 1: Tổng quan về mạng.
Chơng 1 Tổng quan về mạng máy tính , trong chơng này trình bày
các kiến thức cơ bản về mạng, phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý
(LAN, WAN, GAN, MAN), theo TOPO và theo từng chức năng.
Chơng 2 Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ quản thúc
mô hình TCP/IP, trong chơng này trình bày các kiến thức cơ bản về mạng
chạy trên bộ giao thức TCP/IP, mô hình OSI.
Chơng 3 Mạng Lan và thiết kế mạng Lan , trong chơng này trình
bày các kiến thức cơ bản về LAN, các phơng pháp điều khiển truy cập trong
LAN, các công nghệ và các chuẩn cáp, các phơng pháp đi cáp.

Phần 1: Tổng quan về mạng
************************
Chơng 1

Tổng quan về mạng máy tính.
Vào những năm 50 , những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng
các bóng ®Ìn ®iƯn tư nªn kÝch thøc rÊt cång kỊnh tiªu tốn nhiều năng lợng.
Việc nhập dữ liệu máy tính đợc thực hiện thông qua các bìa đục lỗ và kết
quả đợc đa ra máy in, điều này làm mất rất nhiỊu thêi gian vµ bÊt tiƯn cho
ngêi sư dơng.

2


Đến những năm 60 cùng với sự phát triển của máy tính và nhu cầu trao
đổi dữ liệu với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đà nghiên cứu chế tạo
thành công các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chình
là những dạng sơ khai của hệ thống máy tính .
Và cho đến những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra
đời cho phép mở rộng khả năng tính toán của Trung tâm máy tính đến các
vùng xa. Vào năm 1977 công ty Datapoint Corporation đà tung ra thị trờng
mạng của mình cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối bằng
dây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành đầu tiên.
1.1. Khái niệm về mạng máy tính :
Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính đợc
kết nối với nhau theo một cách nào đó. Khác với các trạm truyền hình gửi
thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi
thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại A.
Nói một cách khác, một số máy tính đợc kết nối với nhau và có thể
trao đổi thông tin cho nhau gọi là mạng máy tính.
PC1

PC2

1-1:xuất
Mô phát
hình từ
mạng
Mạng máy tínhHình
ra đời
nhucăn
cầubản.
muốn chia sẻ và dùng
chung dữ liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc
lập muốn chia sẻ vời nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép trên đĩa
mền, CD Romđiều này gây nhiều bất tiện cho ngời dùng.
Từ các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành
mạng máy tính thì chúng có thêm những u điễm sau:
- Nhiều ngời có thể dùng chung mét phÇn mỊm tiƯn Ých.
- Mét nhãm ngêi cïng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng
chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file ) của
đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng.
- Dữ liệu đợc quản lý tập trung nên an toàn hơn , trao đổi giữa những
ngời sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.
- Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy
vẽ).
- Ngời sử dụng trao đổi với nhau th tÝn dƠ dµng (Email ) vµ cã thĨ sử
dụng mạng nh là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một
chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác
nh giá cả thị trờng, tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cái gì
đó ), hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá
biểu của các ngời khác
- Một số ngời sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi
phí thấp mà các chức năng lại mạnh ).

3


- Mạng máy tính cho phép ngời lập trình ở một trung tâm máy tính này
có thể sử dụng các chơng trình tiện ích của các trung tâm máy tính
khác cong rỗi, sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống.
- Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các
tệp (files ) khi có những ngời không đủ quyền truy xuất các tệp tin và
th mục đó.
1.2. Phân loại mạng máy tính :
1.2.1. Phân loại theo phạm vi địa lý:
Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lÃnh thổ nhất định và có
thể phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế.
Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng ngời ta có thể phân ra các loại
mạng nh sau:
ã Mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) : là mạng đợc lắp đặt
trong phạm vi hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10
Km. Kết nối đợc thực hiện thông qua các môi trờng truyền thông
tốc ®é cao vÝ dơ c¸p ®ång trơc thay c¸p quang. LAN thờng đợc
sử dụng trong nội bộ cơ quan, xí nghiệp Các LAN có thể đợc
kết nối với nhau thành WAN.
ã Mạng đô thị MAN ( Metropolitan Area Network) : Là mạng đợc
cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xÃ
hội có bán kính khoảng 100 Km trở lại.Các kết nối này đợc thực
hiện thông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao (50- 100
Mbit/s ).
ã Mạng diện rộng WAN ( Wide Area Network ) : Phạm vi của
mạng có thể vợt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả châu
lục.Thông thờng kết nối này đợc thực hiện thông qua mạng viễn

thông. Các WAN có thể đợc kết nối với nhau thành GAN hay tự
nó đà là GAN.
ã Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network ) : Là mạng đợc thiết
lập trên phạm vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất.Thông
thờng kết nối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
Trong các khái niệm trên, WAN và LAN là hai khái niệm đợc sử dụng
nhiều nhất.
1.2.2. Phân biệt theo phơng pháp chuyển mạch ( truyền dữ liệu )
1.2.2.1. Mạng chuyển mạch kênh ( circuit - switched network )
Trong trong trờng hợp này khi có hai trạm cần trao đổi thông tin với
nhau thì giữa chúng sẽ đợc thiết lập một kênh (circuit) cố định và duy trì
cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ đợc truyền theo
Data2
con đờng cố định ( hình 1).
Data3
Data1

S2

A

S4

S1

S6
S3

4

S5

Hình 1-2. Mạng chuyển mạch kênh

B


Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhng hiệu
xuất xử dụng đờng truyền thấp vì có lúc kênh bị bỏ không do cả hai bên đều
hết thông tin cần truyền trong khi các trạm khác không đợc phép sử dụng
kênh truyền này và phải tiêu tốn thời gian thiết lập con đờng (kênh) cố định
giữa 2 trạm.
Mạng điện thoại là ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh.
1.2.2.2 Mạng chuyển mạch bản tin ( Message switched network)
Thông tin cần truyền đợc cấu trúc theo một phân dạng đặc biệt gọi là
bản tin. Trên bản tin có ghi địa chỉ nơi nhận, các nút mạng căn cứ vào địa
chỉ nơi nhận để chuyển bản tin tới đích . Tuỳ thuộc vào điều khiện về mạng,
các thông tin khác nhau có thể đợc gửi đi theo các con đờng khác nhau
Ưu điểm :
Hiệu xuất sử dụng đờng truyền cao vì không bị chiếm dụng độc
quyền mà đợc phân chia giữa các trạm.
Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch bản tin) có thể lu dữ thông báo
cho đến khi kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi, do đó giảm đợc tình
trạng tắc nghẽn mạng.
Có điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ u tiên cho các
thông báo.
Có thể tăng hiệu xuất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa
chỉ quảng bá để gửi thông báo đồng thời đến nhiều đích.
Nhợc điểm :
Phơng pháp chuyển mạch bản tin là không hạn chế kích thớc của các

thông báo, làm cho phí tổn lu trữ tạm thời cao và ảnh hởng đến thời gian
đáp ứng và chất lợng truyền đi. Mạng chuyển mạch bản tin thích hợp với
các dịch vụ thông tin kiểu th điện tử hơn là với các áp dụng có tính thời
gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định do lu trữ và xử lý thông tin điều khiển
tại mỗi nút.
1.2.2.3 Mạng chuyển mạch gói
Phơng pháp này mỗi thông báo đợc chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi
là các gói tin (pachet) có khuôn dạng quy định trớc. Mối gói tin cũng chứa
các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (ngời gửi) và đích ( ngêi
nhËn) cđa gãi tin. C¸c gãi tin vỊ mét thông báo nào đó có thể đợc gửi đi qua
mạng để đến đích bằng nhiều con đờng khác nhau. Căn cứ vào số thứ tự các
gói tin đợc tái tạo thành thông tin ban đầu.
Phơng pháp chuyển mach bản tin và phơng pháp chuyển mạch gói là
gần giống nhau. Điểm khác biệt là các gói tin đợc giới hạn kích thớc tối đa
sao cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ thông tin trong bộ nhớ mà không

5


cần phải lu trữ tạm thời trên đĩa. Nên mạng chuyển mạch gói truyền các gói
tin qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn so với chuyển mạch bản tin.
1.2.3. Phân loại máy tính theo TOPO:
Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là
cách bố trí phần tử của mạng cũng nh cách nối giữa chúng với nhau. Thông
thờng mạng có ba dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star topology ),
mạng dạng vòng (Ring Topology ) và mạng dạng tuyến (Linear Bus
Topology ). Ngoài ba dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tớng từ ba dạng này nh mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng
hình hỗn hợp,
1.2.3.1. Mạng hình sao (Star topology)
Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút. Các nút này là

các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Bộ kết nối
trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng ( hình 2).

saomột bộ tập trung bằng
Mạng dạng sao choHình
phép1-3.
nối Cấu
các trúc
máy mạng
tính vào
cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không
cần thông qua trục bus, nên tránh đợc các yếu tố gây ngng trệ mạng.
Mô hình kết nối dạng sao này đà trở lên hết sức phổ biến. Với việc sử
dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể đợc mở rộng
bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng trong việc quản lý và
vận hành.
Ưu điểm :
Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào
đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thờng.
Cấu trúc mạng đơn giản và các giải thuật toán ổn định.
Mạng có thể dễ dạng mở rộng hoặc thu hẹp.
Dễ dàng kiểm soát nỗi, khắc phục sự cố. Đặc biệt do sử dụng kêt nối
điểm - điểm nên tận dụng đợc tối đa tốc độ của đờng truyền vật lý.
Nhợc điểm :
Khả năng mở rộng của toàn mạng phục thuộc vào khả năng của
trung tâm.
Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.
Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin
đến trung tâm.

6


Độ dài đờng truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế
(trong vòng 100m với công nghệ hiện tai).
1.2.3.2. Mạng dạng vòng (Ring topology)
Mạng dạng này bố trí theo dạng xoay vòng, đờng dây cáp đợc thiết kế
làm thành một vòng tròn khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một vòng nào
đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ đợc một nút mà
thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp
nhận.
Ưu điểm:
Mạng dạng vòng có thuận lợi có thể mở rộng ra xa, tổng đờn dây cần
thiết ít hơn so với hai kiểu trên.
Mỗi trạm có thể đạt đợc tốc độ tối đa khi truy nhập.
Nhợc điểm : Đờng dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì
toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.

Hình 1-4. Cấu hình mạng vòng
1.2.3.3. Mạng dạng tuyến (Bus topology)
Thực hiện theo cách bố trí ngang hàng, các máy tính và các thiết bị
khác. Các nút đều đợc nối về với nhau trên một trục đờng dây cáp chính để
chuyển tải tín hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đờng dây cáp chính
này.
ở hai đầu dây cáp đợc bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín
hiệu và dữ liệu khi truyền đi đều mang theo địa chỉ nơi đến.
terminator

Ưu điểm :
Hình1-5. Cấu trúc mạng hình tuyến

Loại cấu trúc mạng này dùng dây cáp ít nhất.

7


Lắp đặt đơn giản và giá thành rẻ.
Nhợc điểm :
Sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liƯu víi lu lỵng lín.
− Khi cã sù cè háng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, lỗi trên đờng dây cũng làm cho toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động. Cấu trúc
này ngày nay ít đợc sử dụng.
1.2.3.4. Mạng dạng kết hợp
Là mạng kết hợp dạng sao và tuyến ( star/bus topology) : Cấu hình
mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung
tâm, hệ thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear
Bus Topology. Ưu điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm
làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus
Topology. Cấu hình dạng này đa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đờng
dây tơng thích dễ dàng đối với bất kỳ toà nhà nào.
Kết hợp cấu hình sao và vòng (Star/Ring Topology). Cấu hình dạng kết
hợp Star/Ring Topology, có một thẻ bài liên lạc đợc chuyển vòng quanh một
cái bộ tập trung.
1.2.4. Phân loại theo chức năng:
1.2.4.1. Mạng theo mô hình Client- Server:
Một hay một số máy tính đợc thiết lập để cung cấp các dịch vơ nh
file server, mail server, web server, printer server….C¸c m¸y tính đợc thiết
lập để cung cấp các dịch vụ đợc gọi là server, còn các máy tính truy cập và
sử dụng dịch vụ thì đợc gọi là Client.
Ưu điểm: do các dữ liệu đợc lu trữ tập trung nên dễ bảo mật, backup
và đồng bộ với nhau. Tài nguyên và dịch vụ đợc tập trung nên dễ chia sẻ và
quản lý, có thể phục vụ cho nhiều ngời dùng.

Nhợc điểm: các server chuyên dụng rất đắt tiền, phải có nhà quản trị
cho hệ thống.
1.2.4.2.Mạng ngang hàng (Peer- to- Peer):
Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa nh một Client võa nh
mét Server.

8


Chơng 2

Mô hình tham chiếu hệ thống mở OSI và bộ
giao thức TCP/IP

2.1.Mô hình OSI (Open Systems Interconnect):
ở thời kỳ đầu của công nghệ nối mạng, việc gửi và nhận dữ liệu
ngang qua mạng thờng gây nhầm lẫn do các công ty lớn nh IBM,
HoneyWell và Digital Equipment Corporation tự đề ra tiêu chuẩn riêng cho
hoạt động kết nối máy tính .
Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hoá Quốc tế ISO(International
Standard Oranization) chính thức đa ra mô hình OSI(Open Systems
Interconnect) là tập hợp các đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dành
cho việc kết nối các thiết bị không cùng chủng loại.
Mô hình OSI đợc chia thành 7 tầng, mỗi tầng bao gồm các hoạt
động thiết bị và giao thức mạng khác nhau.
Application

Application

Presentation

Presentation

Session

Session

Transport

Transport

Network

Network

Data Link

Data Link

Physical

Physical

2.1.1.Mục đích và ý nghĩa của mô hình OSI:
Mô hình OSI (Open System Interconnection ): là mô hình tơng kết
Hình 2-1:Mô hình OSI bảy tầng
những hệ thống mở, là mô hình đợc tổ chức ISO đợc đề xuất năm 1977 và
công bố năm 1984. Để các máy tính và các thiết bịi mạng có thể truyền
thông với nhau phải có những quy tắc giao tiếp đợc các bên chấp nhận. Mô
hình OSI là mộ khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu đợc các chức năng mạng

diễn ra tại mỗi lớp.
Trong mô hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng
độc lập. Sự tách rời của mô hình nay mang lại lỵi Ých sau:

9


- Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn,
đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn.
- Chuẩn hoá các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng
từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm.
- Ngăn chặn đợc tình trạng sự thay đổi của một lớp làm ảnh hởng đến các lớp khác, nh vậy giúp mỗi lớp có thể phát triển
độc lập và nhanh chóng hơn,
- Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các quy tắc cho các nội
dung sau:
ã Cách thức các thiết bị giao tiếp và chuyền thông
đợc với nhau.
ã Các phơng pháp để các thiết bị trên mạng khi nào
thì đựơc truyền dữ liệu, khi nào thì không đợc.
ã Các phơng pháp để đảm bảo truyền đúng bên
nhận.
ã Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với
nhau.
ã Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc
độ truyền dữ liệu thích hợp
ã Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn.
- Mô hình tham chiếu OSI đợc chia thành 7 lớp với các chức
năng sau:
ã Application Layer ( líp øng dơng ): giao diƯn
gi÷a øng dơng và mạng.

ã Presentation Layer (lớp trình bày ): thoả thuận
khuôn dạng trao đổi dc liệu.
ã Session Layer (lớp phiên ): cho phép ngời dùng
thiết lập các kết nối.
ã Transport Layer (lớp vận chuyển ): đảm bảo
truyền thông giữa hai hệ thống.
ã Network Layer (lớp mạng ): định hớng dữ liệu
truyền trong môi trờng liên mạng
ã Data link Layer (lớp liên kết dữ liệu ): xác định
truy xuất đến các thiết bị.
ã Physical Layer (lớp vật lý ): chuyển đổi dữ liệu
thành các bit và truyền đi.
2.1.2.Các giao thức trong mô hình OSI:
Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính đợc áp dụng : Giao
thức liên kết ( Connection- Oriented )và giao thức không liên kết
(Connection Less).

10


- Giao thức liên kết: Trớc khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức
cần thiết lập một liên kêt logic và các gói tin đợc trao đổi
thông qua liên kêt này, việc có liên kêt logic sẽ nâng cao sự an
toàn trong truyền dữ liệu.
- Giao thức không liên kêt : Trớc khi truyền dữ liệu không thiết
lập liên kêt logic mà mỗi gói tin đợc truyền độc lập với các gói
tin trớc hoặc sau nó.
Nh vậy với giao thức có liên kêt , quá trình truyền thông phải gồm ba
giai đoạn phân biệt:
- Thiết lập liên kêt (logic): Hai thực thể đồng mức ở hai hệ

thống thơng lợng với nhau vỊ tËp c¸c tham sè sÏ sư dơng trong
giai đoạn sau(truyền dữ liệu).
- Truyền dữ liệu: dữ liệu đợc truyền với các cơ chế kiểm soát và
quản lý kèm theo ( nh kiểm soat lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu,
cắt/ hợp dữ liệu ) Để tăng cờng độ tin cậy và hiệu quả của
việc truyền dữ liệu .
- Huỷ bỏ liên kêt (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đà đợc
cấp phát cho liên kêt để dùng cho liên kêt khác.
Đối với giao thức không liên kêt thì chỉ duy nhất một giai đoạn truyền
dữ liệu mà thôi .
Gói tin của giao thức: Gói tin (Packet ) đợc hiểu nh là một đơn vị
thông tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính
.Những thông điệp (message) trao đổi giữa các máy tính trong mạng, đợc
tạo thành các gói tin ở các gói nguồn. Và những gói tin này khi đích sẽ đợc
kết hợp lại thành các thông điệp ban đầu. Mỗi gói tin có thể chứa đựng các
yêu cầu phục vụ, các thông tin điều khiển và dữ liệu.
Data

Application

hdr

Data

Presentation

hdr

hdr

Data

Session

hdr

hdr

hdr

Data

Transport

hdr

hdr

hdr

hdr

Data

Network

hdr

hdr

hdr

hdr

Data

Application

Presentation
Session
Transport
Network
hdr

trl

hdr

Data Link

Data Link

Physical

Physical

Data
hdr

Data

hdr

hdr

Data

hdr

hdr

hdr

Data

hdr

hdr

hdr

hdr

Data

hdr

hdr

hdr

hdr

Data

trl

Hdr: phần đầu gói tin.
Trl: phần kiểm lỗi (tầng liên kết dữ liệu )
Trên quan điểm mô
hình
mạng
phâncủa
tầng
mỗi tầng chỉ thực hiện
Data:
phần
dữ liệu
gói, tin
một chức năng
nhận dữ
tầng
để chuyển
giaoOSI
xuống cho
Hìnhlà2-2:Ph
ơngliệu
thứctừxác
lậpbên
góitrên

tin trong
mô hình
11


tầng bên dới và ngợc lại. Chức năng này thực chất là gắn thêm và gỡ bỏ
phần đầu (header) đối với các gói tin trớc khi chuyển nó đi. Nói cách khác,
từng gói tin bao gồm phần đầu(header) và phần dữ liệu. Khi đi đến một tầng
mới gói tin sẽ đợc đóng thêm một phần đầu đề khác và đợc xem nh là gói
tin của tầng mới, công việc trên tiếp diễn cho tới khi gói tin đợc truyền lên
đờng dây mạng để đến bên nhận.
Tại bên nhận các gói tin đợc gỡ bỏ phần đầu trên từng tầng tơng ứng
và đây cũng là nguyên lý của bất cứ mô hình phân tầng nào.
2.1.3. Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mô hình OSI:
ã Tầng ứng dụng (Application Layer):
Là tầng cao nhất của mô hình OSI, nó xác định giao diện giữa các chơng
trình ứng dụng của ngời dùng và mạng. Giải quyết các kỹ thuật mà các chơng trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng. Tầng ứng dụng xử lý truy
cập mạng chung, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi. Tầng này không cung cấp
dịch vụ cho tầng nào mà nó cung cấp dịch vụ cho c¸c øng dơng nh: trun
file, gưi nhËn mail, Telnet, HTTP, FTP,SMTP
ã Tầng trình bầy (Presentation Layer):
Lớp này chịu trách nhiệm thơng lợng và xác lập dạng thức dữ liệu đợc
trao đổi nó đảm bảo thông tin mà lớp ứng dụng của hệ thống đầu cuối gửi
đi, lớp ứng dụng của một hệ thống khác có thể đọc đợc. Lớp trình bày thông
dịch giữa nhiều dạng dữ liệu khác nhau thông qua một dạng chung, đồng
thời nó cũng nén và giải nén dữ liệu . Thứ tự byte, bit bên gửi và bên nhận
quy ớc quy tắc gửi nhận một chuỗi byte và bit từ trái qua phải hay từ phải
qua trái nếu hai bên không thống nhất thì sẽ có sự chuyển đổi thứ tự các
byte, bit vào trớc hoặc sau khi truyền. Lớp trình bày cũng quản lý các cấp
độ nén dữ liệu làm giảm số bít cần truyền.

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 thờng 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 đợc chạy trên các hệ thống hoàn toàn khác
nhau.
ã Tầng phiên(Session Layer)
Lớp này có tác dụng thiết lập quản lý và kết thúc các phiên thông tin
giữa hai thiết bị truyền nhận. Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần
muốn đối thoại với nhau và lập ánh xạ giữa các tên với địa chỉ của chúng.
Lớp phiên cung cấp các dịch vụ cho lớp trình bày, cung cấp sự đồng bộ hoá
giữa các tác vụ ngời dùng bằng cách đặt những điểm kiểm tra vào luồng dữ
liệu. Bằng cách này nếu mạng không hoạt động thì chỉ có dữ liệu truyền sau
điểm kiểm tra cuối cùng mới phải truyền lại. Lớp này cũng thi hành kiểm
soát hội thoại giữa các quá trình giao tiếp, điều chỉnh bên nào truyền, khi
nào, trong bao lâu.
Trong trờng hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nảy sinh vấn đề hai ngời sử dụng luân phiên phải lấy lợt để truyền dữ liệu. ở mét thêi ®iĨm chØ cã

12


một ngời sử dụng đó quyền đặc biệt đợc gọi các dịch vụ nhất định của tầng
phiên. Việc phân bổ tầng này thông qua việc trao đổi thẻ bài.
ã Tầng vận chuyển(Transport Layer):
Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa tầng mạng và
các tầng trên, nó phân đoạn dữ liệu từ hệ thống máy truyền và tái thiết dữ
liệu vào một luồng dữ liệu tại hệ thống máy nhận đảm bảo rằng việc bàn
giao các thông điệp giữa các thiết bị đáng tin cậy. Tầng này thiết lập duy trì
và kết thúc các mạch ảo đảm bảo cung cấp các dịch vụ sau:
- Xếp thứ tự các phân đoạn: Khi một thông điệp lớn đợc tách
thành nhiều phân đoạn nhỏ để bàn giao , tầng vận chuyển sẽ

sắp xếp thứ tự trớc khi giáp nối các phân đoạn thành thông
điệp ban đầu.
- Kiếm soát lỗi: Khi có phân đoạn bị thất bại , sai hoạc trùng
lặp, tầng vận chuyển sẽ yêu cầu truyền lại.
- Kiểm soát luồng : Tầng vận chuyển dùng các tín hiệu báo nhận
để xác nhận. Bên gửi sẽ không truyền đi phân đoạn dữ liệu kế
tiếp nếu bên nhận cha gửi tín hiệu xác nhận rằng đà nhận đợc
phân đoạn dữ liệu trớc đó đầy đủ.
Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn
trong dữ liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản
chất của tầng mạng.
ã
Tầng mạng (Network Layer):
Chịu trách nhiệm lập địa chỉ các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tên
logic thành địa chỉ vật lý đồng thời nó cũng chịu trách nhiệm gửi packet từ
mạng nguồn đến mạng đích. Tầng này quyết định hớng đi từ máy nguồn
đến máy đích Nó cũng quản lý lu lợng trên mạng chẳng hạn nh chuyển
đổi gói, định tuyến va kiểm soát tắc nghẽn dữ liệu. Nếu bộ thích ứng mạng
trên bộ định tuyến (router) không thể truyền đủ dữ liệu mà máy tính nguồn
gửi đi, tầng mạng trên bộ định tuyến sẽ chia sẻ dữ liệu thành những đơn vị
nhỏ hơn.
Tầng mạng quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau nh
mạng Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộ tìm đờng
(quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gói tin từ máy này sang máy khác
và ngợc lại.
Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet- switched network) gồm
các tập hợp các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữ
liệu.Các gói dữ liệu ®ỵc trun tõ mét hƯ thèng më tíi mét hƯ thống mở
khác trên mạng phải đợc chuyển qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gói
dữ liệu từ một đờng vào (incoming link) rồi chuyển tiếp nó tới một đờng ra

(outgoing link) hớng đến đích của dữ liệu . Nh vậy ở mỗi nút trung gian nó
phải thực hiện các chức năng chọn đờng và chuyển tiếp.
Ngời ta có hai phơng thức đáp ứng cho việc chọn đờng là phơng thức xử
lý tập trung và xử lý tại chỗ:

13


- Phơng thức chọn đờng xử lý tập trung đợc đặc trng bởi sự tồn
tại của một (hoặc vài trung tâm điều khiển mạng, chúng thực
hiện việc lập ra các bảng đờng đi tại từng thời điểm cho các
nút và sau đó gửi các bảng chọn đờng tới từng nút dọc theo
con đờng đà đợc chọn đó. Thông tin tổng thể của mạng cần
dùng cho việc chọn đờng chỉ cần cập nhập và đợc cắt giữ tại
trung tâm điều khiển mạng.
- Phơng thức chọn đờng xử lý tại chỗ đợc đặc trng bởi việc chọn
đờng đợc 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 đờng cho mình. Nh vậy các thông tin tổng thể
của mạng cần dùng cho việc chọn đờng cần cập nhập và đợc
cất giữ tại mỗi nút.
ã
Tầng liên kết dữ liệu (Data Link):
Là tầng mà ở đó ý nghĩa đợc gán cho các bit đợc truyền trên mạng. Tầng
liên kết dữ liệu phải quy định đợc các dạng thức, kích thớc , địa chỉ máy gửi
và nhận của mỗi gói tin đợc gửi đi. Nó phải xác định đợc cơ chế truy cập
thông tin trên mạng và phơng tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó đợc đa đến
cho ngời nhận đà định.
Tầng liên kết dữ liệu có hai phơng thức liên kết dựa trên cách kết nối các
máy tính , đó là phơng thức điểm- điểm và phơng thức điểm- nhiều

điểm. Với phơng thức điểm - điểm các đờng truyền riêng biệt đợc thiết
lập để nối các cặp máy tính lại với nhau. Phơng thức điểm- nhiều điểm tất
cả các máy phân chia chung một đờng truyền vật lý.
Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để
đảm bảo cho dữ liệu nhận đợc giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi. Nếu một
gói tin có lỗi không sửa đợc, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra đợc cách thông
báo cho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại.
Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm hai loại chính là các giao
thức hớng ký tự và các giao thức hớng bit. Các giao thức hớng ký tự đợc
xây dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mà nào đó ( nh ASCII hay
EBCDIC), trong khi đó các giao thức hớng bit lại dùng các cấu trúc nhị
phân( xâu bít ) để xây dựng các phần tử của giao thức (đơn vị dữ liệu , các
thủ tục), và khi nhận, dữ liệu sẽ đợc tiếp nhận lần lợt từng bit một.
ã Tầng vật lý (Physical):
Là tầng cuối cùng của mô hinh OSI, nó mô tả các đặc trng vật lý của
mạng: Các loại cáp để nối các thiết bị, các loại đầu nối đợc dùng, các dây
cáp có thể dài bao nhiêu.Mặt khác các tầng vật lý cung cấp các đặc trng
điện của các tín hiệu đợc 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 quy định một ý nghĩa nào cho các tín hiệu đó ngoài
các giá trị nhị phân là 0 và 1. ở các tầng cao hơn của mô hình OSI ý nghiÃ
của các bit ở tầng vật lý sẽ đợc xác định.
Một số đặc điểm của tÇng vËt lý:

14


- Mức điện thế.
- Khoảng thời gian thay đổi điện thế.
- Tốc độ dữ liệu vật lý.

- Khoảng đờng truyền tèi ®a.
2.2. Bé giao thøc TCP/IP:
TCP/IP – Transmission Control Protocol/ Internet Protocol.
2.2.1. Tỉng quan vỊ bé giao thøc TCP/IP:
TCP/IP lµ bé giao thøc cho phÐp kÕt nèi c¸c hƯ thèng mạng không
đồng nhất với nhau. Ngày nay,TCP/IP đợc sử dụng rộng rÃi trong các mạng
cục bộ cũng nh trên mạng Internet toàn cầu.
TCP/IP đợc xem là giản lợc của mô hình tham chiếu OSI với bốn tầng nh
sau:
- Tầng liên kết mạng (Network Access Layer).
- Tầng Internet (Internet Layer).
- Tầng giao vËn (Host- to Host Transport Layer).
- TÇng øng dơng (Application Layer).
Applications

Applications

Transport

TCP/UDP

Internetwork

IP

Network Interface
And
Hardware

ICMP

ARP/RARP

Network Interface
And
Hardware

ã Tầng liên kết:
Hình 2-3: Kiến trúc TCP/IP
Tầng liên kết ( còn đợc gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giao
tiếp mạng) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP , bao gồm các thiết bị
mạng và chơng trình cung cấp các thông tin cần thiết có thể hoạt động,
truy nhập đờng truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó.
ã Tầng Internet:
Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình gói tin trên
mạng. Các giao thức của tầng này bao gåm : IP(Internet Protocol),
ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group
Messages Protocol).
ã Tầng giao vận:
Tầng giao vận phụ trách luồng dữ liệu giữa hai trạm thực hiện các ứng
dụng của tầng mạng. Tầng này có hai giao thức chính: TCP (Transmission
Protocol) vµ UDP (User Datagram Protocol).
TCP cung cÊp mét luång dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó sử dụng các cơ
chế nh chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thớc

15


thích hợp cho tầng mạng bên dới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thời gian
time- out để đảm bảo bên nhận biết đợc các gói tin đà gửi đi. Do tầng này
đảm bảo tính tin cậy, tầng trên sẽ không cần quan tâm đến nữa.

UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng . Nó chỉ
gửi các gói dữ liệu từ trạm này đến trạm kia mà không đảm bảo các gói tin
đến đợc tới đích. Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần đợc thực hiện bởi tầng
trên.
ã Tầng ứng dụng:
Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiến
trình và các ứng dụng cung cấp cho ngời sử dụng để truy cập mạng. Có rất
nhiều ứng dụng đợc cung cấp trong tầng này mà phổ biến là: Telnet: sư
dơng trong viƯc truy cËp m¹ng tõ xa, FTP (File Transfer Protocol): dÞch vơ
trun tƯp, Email: dÞch vơ th tÝn ®iƯn tư, www (World Wide Web).

User Data
Application
Appl
Header

User Data
TCP

TCP
header

Application data
TCP segment

IP
header

TCP
header

IP

Application data
Ethernet
driver

IP datagram
Ethernet
header

IP
header

TCP
header

Application data

Ethernet
trailer

Ethernet
Ethernet frame
46 to 1500 bytes
Hình 2-4:Quá trình ®ãng / më gãi d÷ liƯu trong TCP/IP
16


Cũng tơng tự nh mô hình OSI khi truyền dữ liệu quá trình tiến hành

từ tầng trên xuống tầng dới, qua mỗi tầng dữ liệu đợc thêm vào một thông
tin điều khiển đợc gọi là phần header. Khi nhận dữ liệu thì quá trình này
xảy ra ngợc lại, dữ liệu đợc truyền từ tầng dới lên và qua mỗi tầng thì phần
header tơng ứng đợc lấy đi và khi đến tấng trên cùng thì dữ liệu không còn
phần header nữa. Hình vẽ 0-10 cho ta thấy lợc đồ dữ liệu qua các tầng .
Trong hình vẽ này ta thấy tại các tầng khác nhau dữ liệu đợc mang những
thuật ngữ khác nhau:
- Trong tầng ứng dụng dữ liệu là các luồng đợc gọi là stream.
- Trong tầng giao vận, đơn vị dữ liệu mà TCP gửi xuống tầng dới
gọi là TCP segment.
- Trong tầng mạng, dữ liệu mà IP gửi tới tầng dới đợc gọi là IP
datagram.
- Trong tầng liên kết , dữ liệu đợc truyền đi gọi là frame.
Application Layer

UDP

TCP
stream

message

Segment

packet

datagram

datagram

frame

frame

Transport Layer

Internet Layer

Network Access Layer

2.2.2. So s¸nh TCP/IP víi OSI:
TCP/IP với OSI: mỗi tầng trong TCP/IP có thể là một hay nhiều tầng
của OSI.Bảng sau chỉ rõ mối tơng quan giữa các tầng trong mô hình TCP/IP
Hình2-5: Cấu trúc dữ liƯu trong TCP/IP
víi OSI:
OSI
TCP/IP
Physical Layer va Data link Layer
Data link Layer
Network Layer
Internet Layer
Transport Layer
Transport layer
Session Layer, Presentation Layer, Application Layer
Application Layer
Sự khác nhau giữa TCP/IP với OSI chỉ là:
- Tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm luôn cả 3tầng
trên của mô hình OSI.

17

- Tầng giao vận trong mô hình TCP/IP không phải luôn đảm bảo
độ tin cậy của việc truyền tin nh ở trong tầng giao vận của mô
hình OSI mà cho phép thêm một lựa chọn khác là UDP.
2.2.3. Một số giao thøc trong bé giao thøc TCP/IP :
2.2.3.1. Giao thøc hiệu năng IP (Internet Protocol):
ã Giới thiệu chung:
Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhÊt
cđa bé giao thøc TCP/IP . Mơc ®Ých cđa giao thức liên mạng IP là cung cấp
khả năng kết nối của mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu . IP là
giao thức cung cấp dịch vụ phân phát datagram theo kiểu không liên kết và
không tin cậy nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trớc khi
truyền dữ liệu , không đảm bảo rằng datagram sẽ tới đích và không duy trì
thông tin nào về những datagram đà gửi đi.
Khuân dạng đơn vị dữ liệu dùng trong IP đợc thể hiện nh hình vẽ:

0

4

Bits

1
2

3

1
6

Type of
1 Version IHL Service
2
Words

Identification

2
0

2
8

3
1

Total Length
Flags

3 Time to live Protocol

2
4

Fragment Offset

Header Checksum

4

Source Address

5

Destination Address

Header

Options
Padding
6
ý nghÜa c¸c tham
sè trong IP header:
- Version (4 bit) : chỉData
phiên
bản hiện
hành của IP đợc cài đặt.
begins
here
- IHL (4 bit): chỉ độ dài phần header tính theo đơn vị từ (word32 bit).
- TypeHình
of Service
(8 bit):dạng
đặc tả
số về yêu
2-6: Khuân
dữtham
liệu trong
OSI cầu dịch vụ .

- Total length (16 bit): chỉ độ dài toàn bộ IP datagram tính theo
byte.
- Indentification (16 bit) : là trờng định danh.
- Flags (3 bit) : các cờ sử dụng trong khi phân đoạn các
datagram.
- Flagment Offset (13 bit): chỉ vị trí của đoạn phân mảnh trong
datagram tính theo đơn vị 64 bit.
- TTL(Time to Live ) : thiÕt lËp thêi gian tån t¹i cđa datagram.

18


-

Protocol (8 bit): chỉ giao thức tầng trên kế tiếp.
Header checksum (16 bit): kiểm soát lỗi cho vùng IP header.
Source address (32 bit) : địa chỉ IP trạm đích.
Option: Khai báo các tuỳ chọn do ngừơi gửi yêu cầu.
ã
Kiến trúc địa chỉ IP (IPv4):
Địa chỉ IP (IPv4):
Có độ dài 32 bits và đợc tách thành 4 vùng , mỗi vùng 1 byte thờng đợc
biểu diễn dới dạng thập phân và cách nhau bởi dấu chấm (.).
VD: 203.162.7.92.
Địa chỉ IPv4 đợc chia thành 5 lớp A, B, C, D, E, trong đó 3 lớp địa chỉ A,
B, C đợc dùng cấp phát.
Lớp A (0) cho phép định danh tới 126 mạng với tối đa 16 triệu trạm trên
mỗi mạng.
Lớp B (10): cho phép đinh danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 trạm
trên mỗi mạng.

Lớp C (110) : cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tối đa 254 trạm
trên mỗi mạng.
Class A

Class B

Class C

0

1

1

24- bits
hostid

7- bits
netid

0

1

16- bits

14- bits
netid

0

hostid
21- bits

8- bits

netid

hostid

28- bits
1 1 1 0
Multicast group ID
Class D
Líp D (1110) dung ®Ĩ gưi gãi tin IP ®Õn mét nhãm các trạm trên mạng
(còn gọi là lớp địa chỉ multicast).
27- bits
Lớp
Class
E E (11110)
1 1dùng
1 để
1 dự0phòng.
Reserved for future use
Lớp
A
B
C
D
E

Khoảng địa chỉ
2-7: Phân lớp địa chỉ IPv4
0.0.0.0 Hình
đến 127.255.255.255
128.0.0.0 đến 191.255.255.255
192.0.0.0 đến 223.255.255.255
224.0.0.0 đến 239.255.255.255
240.0.0.0 đến 247.255.255.255

Hình 2-8: Bảng các lớp địa chỉ Internet
Địa chỉ mạng con:

19


Đối với các địa chỉ lớp A, B số trạm trong một mạng là quá lớn và trong
thực tế thờng không có một số lợng trạm lớn nh vậy kết nối vào một
mạng đơn lẻ. địa chỉ mạng con cho phép chia một mạng lớn thành các
mạng con nhỏ hơn. Ta có thể dùng một số bit đầu tiên của trờng hostid
trong địa chỉ IP để đặt địa chỉ mạng con.
Chẳng hạn đối với một địa chỉ thuộc lớp A, việc chia địa chỉ mạng con
có thể đợc thực hiện nh sau:
3
1
2
1
6
01
4

8
Class A
0
Net ID
Subnet number
Host ID
Subnet
Hình2-9
Mặt nạ địa chỉ mạng
con:: Chia mạng con
Bên cạnh địa chỉ IP, một trạm cũng cần đợc biết việc định dạng địa chỉ
mạng con: bao nhiêu bit trong trờng hostid đợc dùng cho phần địa chỉ
mạng con(subnetid). Thông tin này đợc chỉ ra trong mặt nạ địa chỉ mạng
con (subnet mask).Subnet mask cũng là một số 32 bit với các bit tơng
ứng với phần netid và subnetid đợc đặt bằng 1 còn các bit còn lại đợc đặt
bằng 0.
2.2.3.2. Giao thức hiệu năng UDP(User Datagram Protocol):
UDP là giao thức không liên kết , cung cấp dịch vụ giao vận không
tin cậy đợc, sử dụng thay thế cho TCP trong tầng giao vận. Khác với TCP,
UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, không có cơ chế
báo nhận (ACK), không sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu (datagram) đến
và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không hề có thông
báo cho ngời gửi. Khuân dạng của UDP datagram đợc mô tả nh sau:
Bits

0

31

16

Source Port

Destination
Port
Checksum

Length

Data begins here

Port

- Số hiệu
cổng
nguồn
(Source
bit): số hiệu cổng nơi đÃ
Hình
2-10:
Khuân
dạng Port
UDP-16
datagram
gửi datagram.
- Sè hiƯu cỉng ®Ých (Destination Port – 16 bit): số hiệu cổng
nơi datagram đà chuyển tới.
- Độ dài UDP (Length 16 bit): độ dài tổng cộng kể cả phÇn
header cđa UDP datagram.

20

- UDP Checksum(16 bit): dùng để kiểm soát lỗi, nếu phát hiện
lỗi thì UDP datagram sẽ bị loại bỏ mà không có một thông báo
nào trả lại cho trạm gửi.
UDP có chế độ gán và quản lý các số hiệu cổng (port number) để
định danh duy nhất cho nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn so với
TCP. Nó thờng dùng cho các ứng dụng không đòi hỏi độ tin cËy cao trong
giao vËn.
2.2.3.3. Giao thøc TCP(Tranmission Control Protocol):
TCP và UDP là hai giao thức ở tầng giao vận và cùng sử dụng giao
thức IP trong tầng mạng. Nhng không giống nh UDP, TCP cung cấp dịch vụ
liên kết tin cậy và có liên kết .
Có liên kết ở đây có nghĩa là hai ứng dụng sử dụng TCP phải thiết lập
liên kết với nhau trớc khi trao đổi dữ liệu. Sự tin cậy trong dịch vụ đợc cung
cấp bởi TCP đợc thể hiện nh sau:
- Dữ liệu từ tầng ứng dụng gửi đến đợc TCP chia thành các
segment có kích thớc phù hợp nhất để truyền đi.
- Khi TCP gưi 1 segment , nã duy tr× mét thêi lợng để chờ phúc
đáp từ trạm nhận. Nếu trong khoảng thời gian đó phúc đáp
không gửi tới đợc trạm gửi thì segment đó đợc truyền lại.
- Khi TCP trên trạm nhận dữ liệu từ trạm gửi tới trạm gửi 1 phúc
đáp tuy nhiêm phúc đáp không đợc gửi lại ngay lập tức mà thờng trễ một khoảng thời gian .
- TCP duy trì giá trị tổng kiểm tra (checksum) trong phần
Header của dữ liệu để nhận ra bất kỳ sự thay đổi nào trong quá
trình truyền dẫn. Nếu 1 segment bị lỗi thì TCP ở phía trạm
nhận sẽ loại bỏ và không phúc đáp lại để trạm gửi truyền lại
segment bị lỗi đó.
TCP cung cấp khả năng điều khiển luồng. Mỗi của liên kết TCP có
vùng đệm (buffer) giới hạn do đó TCP tại trạm nhận chỉ cho phép trạm gửi

truyền một lợng dữ liệu nhất định (nhỏ hơn khôn gian buffer còn lại). Điều
này tránh sảy ra trờng hợp trạm có tốc độ cao chiếm toàn bộ vùng đệm của
trạm có tốc độ chậm hơn.
Khuân dạng của TCP segment đợc
mô tả nh sau:
Bits
4

0

3

1
6

2
0

2

Sequence Number

3

Acknowledgment Number

4 Offset

Reserved

5

Checksum

6

2
8

2
4

3
1

Destination Port

Source Port

1

Words

1
2

Flags

Header

Window
Urgent Pointer

Options
Data begins here

21
Hì2-11: Khuân dạng TCP segment

Padding


Các tham số trong khân dạng trên có ý nghĩa nh sau:
- Source Port (16 bits) lµ sè hiƯu cỉng của trạm nguồn.
- Destination Port (16 bits) là số hiệu cổng của trạm đích.
- Sequence Number (32 bits) là số hiệu byte đàu tiên của
segment trừ khi bit SYN đợc thiết lập. Nếu bit SYN đợc thiết
lập thì sequence number là số hiệu tuần tự khởi đầu ISN
(Initial Sequence Number ) và byte dữ liệu đầu tiên là ISN +1.
Thông qua trờng này TCP thực hiện việc quản lý từng byte
truyền đi trên một kết nối TCP.
- Acknowledgment Number (32 bits): Số hiệu của segment tiếp
theo mà trạm nguồn đang chờ để nhận và ngầm định báo nhận
tốt các segment mà trạm đích đà gửi cho trạm nguồn.
- Header Length (4 bits): Sè lỵng tõ (32 bits) trong TCP header,
chØ ra vị trị bắt đầu của vùng dữ liệu vì trờng Option có độ dài
thay đổi. Header length có giá trị từ 20 đến 60 byte.
- Reserved(6 bits) : dành để dùng trong tơng lai.
- Control bits: các bit điều khiển .
URG : xác định vùng con trỏ khẩn có hiÖu lùc.

ACK : vïng bao nhËn ACK Number cã hiÖu lực.
PSH : Chức năng PUSH.
RST : khởi động lại liên kết .
SYN :đồng bộ hoá các số hiệu tuần tự (sequence
number)
FIN : không còn dữ liệu từ trạm nguồn.
- Window size(16 bits): cấp phát thẻ để kiểm soát luồng dữ liệu
(cơ chế cửa sổ trợt).
- Checksum (16 bits) : mà kiểm soát lỗi cho toàn bộ segment cả
phần header và d÷ liƯu .
- Urgent Pointer(16 bits): con trá trá tíi số hiệu tuần tự của byte
cuối cùng trong dòng dữ liệu khẩn cho phép bên nhận biết đợc
độ dài của dữ liệu khẩn. Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG
đợc thiết lập.
- Option (độ dài thay đổi): Khai báo các tuỳ chọn cuat TCP.
- TCP data (độ dài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng ứng dụng có
độ dài ngầm định là 536 byte. Giá trị này có thể điều chỉnh đợc bằng cách khai báo trong vùng Option.
Ch¬ng 3

22


Mạng LAN và thiết kế mạng LAN

3.1 Các thiết bị LAN cơ bản:
Mạng cục bộ LAN lad hệ chuyền thông tốc độ cao đợc thiết kế để kết
nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác nhau cùng hoạt động với
nhau trong một khu vực địa lý nhỏ nh 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.

Các mạng LAN trở nên thông dụng vì nó cho phép những ngời sử
dụng dùng chung những tàI nguyên quan trọng nh máy in màu, ổ đĩa CDROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trớc khi
phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi
số lợng các chơng trình tiện ích, sau khi nối mạng LAN rõ ràng hiệu quả
của chúng tăng lên gấp bội.
3.1.1.Các thiết bị nối chính của LAN:
3.1.1.1.Card mạng NIC(Network Interface Card)
Card mạng _ NIC là một thiết bị đợc cắm vào trong máy tính để cung
cấp cổng kết nối vào mạng.Card mạng đợc coi là thiết bị hoạt động ở lớp
2 của mô hình OSI. Mỗi card mạng có chứa một địa chỉ duy nhất là địa
chỉ MAC- Media Access Control. Card mạng điều khiển việc kết nối của
máy tính vào các phơng tiện truyền dẫn trên mạng. Card thực hiện các
chức năng quan trọng:
- Điều khiển liên kết luận lý: liên lạc với các lớp trên trong máy
tính.
- Danh định: cung cấp một danh định là địa chỉ của MAC.
- Đóng Frame: định dạng, đóng gói các bit để truyền tải.
- Điều khiển truy xuất môi trờng: cung cấp truy xuất có tổ chức
để chia sẻ môi trờng.
- Báo hiệu: tạo các tín hiệu và giao tiếp với môi trờng bằng cách
dùng các bộ thu phát tích hợp sẵn.
Card mạng quyết định phần lớn các đặc tính của LAN nh:
- Kiểu cáp.
- Topo.
- Phơng pháp truy nhập mạng.
- Tốc độ truyền thông tin.
Thiết bị host không phải là một phần của bất cứ lớp nào của mô hình OSI,
chúng hoạt động tại tất cả 7 lớp của mô hình OSI: kết nối vật lý với môi trờng mạng bằng một card mạng với các lớp OSI khác đợc thực hiện bằng
phần mềm bên trong host.

23


3.1.1.2. Repeater Bộ lặp:
Repeater l một thiết bị hoạt động ở mức 1 của mô hình OSI khuyếch
đại v định thời lại tín hiệu. Thiết bị ny hoạt động ở mức 1 (Physical.
repeater khuyếch đại v gửi mọi tín hiệu m nó nhận đ ợc từ một port ra
tất cả các port còn lại. Mục đích của repeater l phục hồi lại các tín hiệu
trên đờng truyền mà không sửa đổi gì.
3.1.1.3. 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 đợc kết nối
thông qua hub. Một hub thông thờng có nhiều cổng nối với ngời sử dụng
để gắn máy tính và các thiêt bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối
dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi có tín hiệu Ethernet đợc
truyền tự một trạm tới hub, nó đợc lặp đI lặp lại trên khắp các cổng của
hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc
không cho phép bởi ngời điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub.
Có ba loại hub:
- Hub đơn (stand alone hub ).

24


- Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là hub sắp xếp ).
- Hub modun (modular hub ) Modular hub rất phổ biến cho các
hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức
năng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm
các modun 10 BASET.

Stackable hub là một ý tởng cho những cơ quan muốn đầu t tối thiểu ban
đầu cho nhng kế hoạch phát triển LAN sau này.
Nếu phân loại theo khả năng ta có 2 loại:
- Hub bị động (Passive hub): Hub bị động không chứa những linh
kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức
nng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng.
- Hub chủ động (Active hub ): Hub chủ động có những linh kiện
điện tử có thể khuyếch đại và x lý tín hiệu điện t truyền giữa các
thiết bị của mạng. Quá trình xử lý dữ liệu đợc gọi là táI sinh tín
hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhậy cảm và lỗi do
vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên
những u điểm đó cũng kéo theo giá thành của hub chủ động cao
hơn nhiều so với hub bị động.
Về cơ bản, trong mạch Ethernet, hub hoạt động nh mét repeater cã
nhiỊu cỉng.
Chó ý: ban kü tht ®iƯn tử (IEEE 0 ) đền nghị dùng các tên sau
đây để chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3.
- Dây cáp đồng trục sợi tơ (thick coax ) thì gọi là 10 BASET5 (Tốc
độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối đa 500m ).
- Dây cáp đồng trục sợi nhỏ (thin coax ) gọi là 10 BASET2 (Tốc độ
10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cáp tối đa 200m ).
- Dây cáp xoắn không vỏ bọc (twisted pair ) gọi là 10 BASET (Tốc
độ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn ).
- Dây cáp quang (Fiber Optic Inter- Repeater Link ) gọi là FOIRL.
3.1.1.4.Liên mạng (Iternetworking )
Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung gọi là
Iternetworking. Iternetworking sử dụng 3 công cụ chính: bridge, router
và switch.
3.1.1.5.Cầu nối (bridge ):
D giống Enhau hoặcF khác

Là A
một thiết bịB có xử lýCdùng để nối hai mạng
nhau nó có thể đợc dùng với các mạng có giao thức khác nhau. Cầu nối
hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không nh bộ tiếp sức phải phát
lại tất cả những gì nó nhận đợc thì cầu nối đọc đợc các gói tin của tầng
liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trớc khi quyết định có
truyền đi hay không.
Bridge
Khi nhận đợc các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ truyền đi những gói mà
nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một
A
D
vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo.
B
E
C

F
25

Hình 3-3: Hoạt động của cầu nèi.


Để thực hiện đợc điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một
bảng các địa chỉ các trạm đợc kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối
xem xét mỗi gói tin nó nhận đợc bằng cách đọc địa chỉ của nơI gửi và nhận
và dựa trên địa chỉ phía nhận đợc gói tin nó quyết định gửi gói tin hay
không gửi và bổ sung bảng địa chỉ.
Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của
phần mạng nhận đợc gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ

cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không
gửi gói tin đó đi, nếu ngợc lại thì Bridge mới huyển gói tin dó đi sang phía
bên kia.
ỏ đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên
toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi.
Application

Application

Presentation

Presentation

Session

Session

Transport

Transport

Network

Network

Datalink

Datalink

Datalink

Datalink

Physic
Physic
Physic
Physic
Để đánh giá một Bridge ngời ta thờng đa ra khái niệm: lọc và vận
chuyển. Hình 3-4: Hoạt động của Bridge trong mô hình OSI.
- Qua trình xử lý mỗi gói tin đợc gọi là quá trình lọc trong đó tốc
độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge.

26