TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH CỤC BỘ (LAN )HIỆN HỮU

TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH CỤC BỘ (LAN )HIỆN HỮU
5.1 kiến trúc của mạng cục bộ
các mạng cục bộ thường có 3 loại kiến trúc chính (hình5.1)

 

  
hình sao (star)

 
  
  
Hình vòng (ring)

  
 

Hình cây (tree)
Bus là trường hợp đặc biệt của hình cây có một thân , không có cành ,nên ta sẽ
dùng từ ghép bus/cây.
Trong dạng hình sao ,một phần tử chuyển mạch trung tâm được dùng để nối
với tất cả các nút trong . Một trạm muốn truyền dữ liệu cần phải gửi một yêu cầu
liên kết với một trạm đích nào đó tới trạm chuyển mạch trung tâm và trạm trung
tâm này sử dụng chuyển mạch kênh để thiết lập , dữ liệu được trao đổi giữa hai
trạm như thể chúng được nối với nhau bởi một liên kết điểm- điểm.
Dạng hình vòng bao gồm một chu trình trong đó mỗi nút được nối với một
phần tử lặp .dữ liệu lưu thông quanh vòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết dữ
liệu điểm - điểm giữa các phần tử chuyển tiếp . Một trạm muốn truyền phải đợi đến
lượt và gửi dữ liệu vào vòng dưới dạng một packet trong đó có chứa các địa chỉ
của nguồn và đích cũng như dữ liệu cần chuyền . Khi packet tới , trạm đích sẽ sao
dữ liệu vào bộ nhớ đệm của nó và packet tiếp tục lưu thông cho đến khi nó trở về

lại nút nguồn , tạo ra một kiểu xác nhận tự nhiên.
Dạng bus/cây được đặc trưng bởi việc sử dụng một phương tiện truyền tin dạng
quảng bá ,đa truy nhập .Vì tất cả các thiết bị phân chia một phương tiện truyền
thông chung nên ở mỗi thời điểm chỉ có một thiết bị có thể truyền và cũng giống
trường hợp dạng vòng , dữ liệu được gói trong một packet có chứa các địa chỉ
nguồn và đích. Mỗi trạm kiểm soát phương tiện truyền và sao cho các gói dành cho
nó .
5.2 Phương tiện truyền
Bảng 2.1 cho ta danh sách các phương tiện truyền thích hợp với mạng cục bộ :
cặp dây xoắn ,cáp đồng trục và sợi quang .Các đặc tính được chỉ ra trong bảng cho
phép so sánh hiệu quả cũng như khả năng ứng dụng của mỗi loại phương tiện .
Đặc tính
phương tiện
Tốc độ truyền dữ
liệu tối đa (Mb/s)
Tầm cực đại ứng với
tốc độ ( km)
Số lượng thiết
Bị ghép nối
Cặp dây xoắn 1-2 Vài 10
Cáp đồngtrục (50Ω)
10 Vài 100
Cáp đồng trục(75Ω)
20-50 1-10 10-1000
Cáp sợi quang 10 ? 1 ? 10 ?

Bảng 5.2 Các đặc tính chủ yếu của các phương tiẹn truyền dùng cho mạng
cục bộ
5.3 Quan hệ giữa phương tiện truyền và kiến trúc
Việc lựa chọn phương tiện truyền tin và kiến trúc cho một mạng cục bộ không

thể làm độc lập với nhau .Bảng 5.3 cho các tổ hợp mong muốn .
Hình dạng
Phươngtiện
Bus Cây Vòng Sao
Cặp dây xoắn x x x
Cáp đồng trục băng hẹp x
Cápđồng trục băng rộng x x
Cáp sợi quang x
Bảng 5.3 Các quan hệ giữa truyền tin và kiến trúc
Kiến trúc bus có thể được cài đặt đối với hoặc cặp dây xoắn hoặc cáp đồng trục .
Kiến trúc cây có thể dùng với cáp đồng trục băng rộng . Tính chất đơn hướng
của tín hiêu băng rộng cho phép xây dựng một kiến trúc cây ,còn tính chất song
hướng của tín hiệu băng hẹp trên cặp dây xoắn hoặc cáp đồng trục nói chung
không thích hợp với kiến trúc cây.
Kiến trúc vòng đòi hỏi các liên kết điểm - điểm giữa các bộ chuyển tiếp . Cặp
dây xoắn , cáp đồng trục băng hẹp và sợi quang có thể được sử dụng để cung cấp
các liên kết đó . cáp đồng trục băng rộng không thích hợp với kiến trúc vòng vì
mỗi bộ lặp trong trường hợp đó cần có khả năng tiếp nhận và truyền lại một cách
không đồng bộ các dữ liệu trên nhiều kênh . Giá thành cao của những thiết bị như
vậy sẽ được chấp nhận .
Kiến trúc sao đòi hỏi một liên kết giữa mỗi trạm và trạm chuyển mạch trung
tâm . cặp dây xoắn sẽ thích hợp nhất với nhiệm vụ đó . Tốc độ truyền cao của cáp
đồng trục hoặc sợi quang có thể vượt quá khả năng của các bộ chuyển mạch thông
thường .
5.4 Các giao thức điều khiển truy nhập phương tiện truyền
Tất cả các mạng cục bộ đều bao gồm một tập các thiết bị cùng phân chia khả
năng truyền dữ liệu của mạng . Do vậy cần phải có các phương pháp điều khiển
việc truy nhập vào phương tiện truyền để cho hai thiết bị bất kỳ có thể trao đổi dữ
liệu khi muốn . Hình 5.4 cho sơ đồ phân loại các giao thức điều khiển truy nhập
phương tiện truyền. Điều này dẫn tới việc ghép kênh hoặc theo thời gian hoặc theo

tần số . Các kỹ thuật điều khiển truy nhập có thể là đồng bộ hoặc không đồng
bộ .

Ghép kênh
TDM FDM
Đồng bộ Không đồng bộ
PBX
Truy nhập ngẫu nhiên Truy nhập có điều khiển
CSMA CSMA/CD Vòng có khe
TOKEN TOKEN Tránh
BUS RING đụng độ
Chèn thanh ghi
Hình 5.4 Các kỹ thuật điều khiển truy nhập mạng cục bộ
5.4.1 truy nhập ngẫu nhiên CSMA/CD
Trước khi xem xét giao thức CSMA/CD ta tìm hiểu phương án đơn giản của
nó là CSMA/, hay còn gọi là phương pháp LBT(listen before talk - nghe trước khi
nói ).
Một trạm muốn truy nhập phương tiện truyền , phải nghe xem phương tiện
truyền rỗi hay bận . Nếu phương tiện truyền rỗi thì trạm bắt đầu truyền packet đi .
Nếu phương tiện truyền đang bận thì trạm thực hiện một trong ba giải thuật được
gọi các giải thuật “kiên trì “-Persitent algorithms sau đây:
 Giải thuật tạm rút lui none- persitent . Trạm tạm thời rút lui chờ đợi trong một
thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi bắt đầu nghe phương tiện .
 Giải thuật 1- persitent : Trạm tiếp tục nghe đến khi phương tiện rỗi thì truyền
dữ liệu .
 Giải thuật P- persitent : trạm tiếp tục nghe đến khi phương tiện rỗi thì truyền
dữ liệu đi với xác suất P định trước nào đó . Ngược lại nó tạm rút lui chờ đợi
trong một thời gian cố định rồi truyền đi với xác suất P hoặc tiếp tục chờ đợi
với xác suất (1-P).
Giải thuật none- Persitent có hiệu qua trong việc tránh xung đột vì hai trạm cần

truyền khi thấy phương tiện truyền sẽ cùng rút lui chờ đợi trong các thời đoạn ngẫu
nhiên khác nhau . Nhược điểm của nó là có khoảng thời gian chết sau mỗi cuộc
truyền .ngược lại giải thuật 1- persitent cố gắng giảm thời gian chết bằng cách cho
phép một trạm đợi có thể truyền ngay sau khi một cuộc truyền khác kết thúc . Song
nếu có nhiều hơn một trạm đang đợi thì xung đột xảy ra . Giải thuật P- persitent
phức tạp hơn cốt để tối thiểu hoá cả xung đột lẫn thời gian chết vì chỉ nghe trước
khi nói còn trong khi nói thì không nên mặc dù có xung đột nên các trạm không
hay biết gì mà vẫn cứ tiếp tục truyền nốt các packet của mình , gây ra việc chiếm
dụng vô ích phương tiện truyền . Nhược điểm rõ ràng đó của CSMA được khắc
phục bởi giải thuật CSMA/CD mà người ta gọi là phương pháp LWT( listen while
talk- nghe trong khi nói ), trong đó có hai qui tắc sau được bổ xung vào giao thức
CSMA:
* Trong khi một trạm đang truyền nó vẫn tiếp tục nghe trên phương tiện truyền .
Nếu phát hiện thấy có xung đột thì nó ngừng việc truyền và tiếp tục gửi tín hiệu
thêm một thời gian nữa để đảm bảo tất cả các trạm đều nghe được sự kiện xung
đột đó.
 Sau đó trạm tạm chờ đợi trong một thời đoạn ngẫu nhiên nào đó rồi thử truyền
lại bằng cách sử dụng CSMA.
5.4.2 token bus (bus dùng thẻ bài)
Token Bus là kỹ thuật trong đó các trạm Bus (hoặc cây ) tạo nên một vòng
logic : Đó là các trạm được xác định theo dãy thứ tự mà trạm cuối cùng của dãy sẽ
tiếp liền sau bởi trạm đầu tiên . Mỗi trạm được biết địa chỉ của trạm kề trước và
sau nó .Hình 5.5
Một packet điều khiển mà ta gọi là thẻ bài ( token) được dùng để cấp phát
quyền truy nhập phương tiện truyền , nó được chạy trên vòng logíc này .
Khi một trạm nhận được Token thì nó được trao quyền sử dụng phương tiện trong
một thời đoạn xác định , trong thời đoạn đó nó có thể truyền một hoặc nhiều packet
dữ liệu . Khi công việc đã song hoặc đã hết thời hạn cho phép , trạm sẽ chuyển
Token đến trạm kế tiếp trong vòng logíc . Các trạm không sử dụng Token vẫn có
thể có mặt trên Bus nhưng chúng chỉ có thể trả lời cho các yêu cầu xác nhận ( nếu

chúng là đích của packet nào đó) .
Trạm A Trạm C
Trước= C Trước = B
Sau = B Sau = A
Trạm B Trạm D

Trước= D Trước = A
Sau = C Sau = B
Hình 5.5: Token Bus
Cần nhấn mạnh rằng thứ tự vật lý của các trạm trên BUS là không quan trọng và
độc lập với thứ tự Logíc . Phương pháp này đòi hỏi một công việc khó khăn : đó là
việc duy trì vòng logic . Tối thiểu cần phải thực hiện các chức năng sau :
 cần bổ xung trạm vào vòng logic : Các trạm không tham dự cần được xem xét
định kì để được chấp nhận bổ xung vào vòng logic.
 Loại bỏ trạm khỏi vòng logic : Một trạm có thể tách ra khỏi vòng bằng các
nối trạm trước và trạm sau nó với nhau .
 Quản lý sai sót: Một số sai sót có thể xảy ra .
Chẳng hạn : địa chỉ trùng ( hai trạm đều nghĩ đến lượt
mình) ,và“gãy vòng“(không trạm nào nghĩ tớilượt mình) .
Khởi tạo vòng logic : Khi thiết đặt mạng hoặc sau khi vòng logic bị gãy , cần phải
tái tạo lại vòng .Cần có một giải thuật phân tán nào đó để vào trạm đầu , trạm nào
thứ hai …