Giáo trình Mạng cục bộ - phần 2

II.CÔNG NGHỆ MẠNG CỤC BỘ
1.
Định Nghĩa
Mạng cục bộ – Local Area Network (LAN) là mạng có tốc độ cao, tỷ lệ
truyền lỗi thấp trong phạm vi tương đối nhỏ, LAN kết nối các trạm làm việc, thiết
bị ngoại vi, các thiết bị đầu cuối, và những thiết bị khác trong một toà nhà hoặc
trong phạm vi địa lý giới hạn. Các chuẩn LAN mô tả cáp truyền và tín hiệu truyền
tại tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu của mô hình OSI, Ethernet, FDDI, và Token
Ring là các công nghệ phổ biến hiện nay.
2.
Phân loại
Một mạng LAN chủ yếu là một kênh truyền cho hệ thống thông tin trên đó.
Mạng LAN có thể được phân làm hai loại tương ứng với phân loại hệ thống thông
tin.
2.1.1 Mạng khách chủ(Client/Server)
Mạng bao gồm các máy trạm (Client) nhận dịch vụ và máy chủ (Server)
cung cấp dịch vụ. Thông thường lưu thông trên mạng được truyền giữa nhiều máy
trạm và một số ít các máy chủ, do đó dữ liệu tập trung chính tại đầu cuối máy chủ
2.1.2 Mạng ngang hàng(Peer to Peer)
Không phân biệt giữa máy trạm và máy chủ, mỗi đầu cuối có cùng mối
quan hệ với toàn bộ các trạm khác trên mạng. Nói cách khác hệ thống bao gồm
các đầu cuối có thể vừa là máy trạm vừa là máy chủ.
3.
Kiến trúc và cấu hình LAN
3.1 Cấu hình LAN
Phần cứng Lan bao gồm môi trường truyền dẫn, trạm cuối, transceiver, bộ
điều khiển(Controler).
Transceiver: chuyển tín hiệu từ bộ điều khiển sang tín hiệu số hoặc tín hiệu quang
tương ứng với phương tiện truyền thông và cung cấp vào dữ liệu tín hiệu.
Bộ điều khiển: thực hiện chức năng điều khiển giao tiếp (giao thức...) đảm bảo dữ
liệu được truyền đúng tới các trạm cuối. Bộ điều khiển thường được gọi là cạc

mạng – NIC.
Phần mềm: mỗi máy tính nối mạng cần phải được cài hệ điều hành mạng (NOS), đó
là hệ điều hành trên LAN, và một LAN driver hỗ trợ truyền thông tin giữa NIC và
NOS. Driver thường được kèm theo khi mua cạc mạng từ mỗi nhà sản xuất.
Hệ điều hành mạng phổ biến hiện nay là WindowsNT, Windows95, Windows2000,
NetWare
3.2 Phương thức truy nhập
Phương thức truy nhập là tập các luật quy định các máy tính gửi và nhận thông
tin trên môi trường cáp. Phần này sẽ giới thiệu một số phương thức truy nhập như:
CSMA/CD, CSMA/CA, Token Ring, demand prority.
3.2.1 CSMA/CD
Phương thức truy nhập là tổ chức cách thức một máy tính(host) truy nhập
mạng. Phương thức cảm nhận sóng mạng - đa thâm nhập - có dò xung đột CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) với ý nghĩa:
Carrier Sense - cảm nhận sóng mạng: khi một nút muốn truyền dữ liệu mạng nó cảm
nhận cáp đường truyền để xác định liên kết của nút với đường truyền và liệu trên
đường truyền có nút nào khác đang truyền dữ liệu hay không.
Multiple Access - đa thâm nhập: các nút trên mạng có truy nhập tương tranh tới
đường truyền.
Collision Detection - có phát hiện xung đột: sau khi vừa truyền dữ liệu nút truyền dữ
liệu cần lắng nghe đường truyền để xác định liệu dữ liệu được truyền có xuất hiện
xung đột với dữ kiệu do nút khác truyền không ?
Với phương thức truy nhập CSMA/CD mỗi nút kiểm tra lưu thông trên cáp
mạng. Khi nút phát hiện đường truyền dỗi, bắt đầu quá trình truyền dữ liệu, tuy nhiên
một nút khác cũng phát hiện rằng đường truyền dỗi, đồng thời cũng truyền dữ liệu,
điều này gây xung đột dữ liệu trên đường truyền. Khi phát hiện thấy xung đột, nút đó
đợi một khoảng thời gian ngầm định trước khi truyền lại dữ liệu đó. Theo phương
thức này đảm bảo hai nút không cùng truyền lại dữ liệu tại cùng một thời điểm, do đó
không xuất hiện xung đột trên mạng.
3.2.2 CSMA/CA

Phương thức CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance) có thể là phương thức truy nhập chậm khi số máy trong mạng lớn. Khi
lưu thông trên mạng tăng, xung đột cũng tăng theo làm giảm tốc độ truyền trên mạng.
Phương thức truy nhập CSMA/CA tương tự như Phương thức
CSMA/CSMA/CD. Trong phương thức CSMA/CA mỗi nút gửi yêu cầu gửi tín
hiệu trên mạng để xác định yêu cầu muốn truyền dữ liệu. Nếu không nhận được
tín hiệu “phản đối-nagative”, nút bắt đầu truyền dữ liệu.
Trong thương thức CSMA/CA nút đầu tiên phát hiện đường truyền dỗi
bằng tín hiệu RTS, do vậy tránh được xung đột trên mạng. Tuy nhiên phương thức
này chậm bởi việc gửi tín hiệu broadcasting, tới tất cả các máy trên mạng.
3.2.3 Token Ring
Trong phương thức truy nhập truyền thẻ bài (Token pass), một tín hiệu điều
khiển được gọi là thẻ bài, được chuyển tuần tự từ máy này tới máy kế tiếp. Nếu
một trạm nhận được thẻ bài, khi có nhu cầu gửi dữ liệu, nó gắn dữ liệu vào thẻ bài
và truyền trên mạng. Khi thẻ bài được chuyển tới trạm đích, một thông điệp thừa
nhận được chuyển tới trạm gửi. Thẻ bài được phát sinh lại và quá trình không
được truyền dữ liệu. Chỉ một thẻ bài thực sự được chuyển trên mạng. Trong mạng
Token Ring không xảy ra xung đột tuy nhiên thời gian đợi thẻ bài hoàn thành di
chuyển một vòng làm giảm hiệu năng mạng.
3.2.4 Demand priority
Phương thức truy nhập Demand prority, xét theo thứ tự ưu tiên các yêu cầu,
là phương thức truy nhập mới được thiết kế theo chuẩn Ethernet 100 Mbps gọi là
100VG-AnyLAN. Phương thức truy nhập này dựa thực tế là các Hubs và các nút
cuối là hai thành phần cấu thành mạng 100VG-AnyLAN.
rong phương thức truy nhập demand prority, Hub quản lý truy nhập mạng
bằng cách tìm kiếm yêu cầu được gửi từ tất cả các nút trên mạng. Hub lưu chi tiết
thông tin về tất cả các địa chỉ và các liên kết, nó cũng xác nhận rằng một trạm trên
mạng đang làm việc.
Nếu Hub nhận 2 yêu cầu một lúc. Yêu cầu có độ ưu tiên cao hơn sẽ được
đáp ứng trước. Khi hai yêu cầu có cùng độ ưu tiên, chúng sẽ được đáp ứng lần

lượt. Trong mạng 100VG-AnyLAN, một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu một
thời điểm. Demand prority hoạt động hiệu quả hơn các phương thức truy nhập
khác bởi truyền thông chỉ xuất hiện giữa trạm gửi dữ liệu và trạm đích. Do vậy
giảm lưu thông trên mạng và tăng tốc độ đường truyền.
3.3 Hình thức kết nối (network topology)
Topo mạng là kiểu sắp xếp, bố trí của máy tính, dây cáp mạng và cá thành phần
trên mạng theo phương diện vật lý. Ba kiểu topo mạng cơ bản là: star, bus, ring.
3.3.2 Topo Bus
Các máy tính giao tiếp bằng cáh gửi thông điệp ở dạng tín hiệu điện tử lên
cáp. tuy nhiên thông tin chỉ được mayd tính có địa chỉ khớp với địa chỉ mã hoá
trong tín hiệu gốc chấp nhận. Mỗi lần chỉ có một máy tính có thể gửi thông điệp.
Hiệu xuất thi hành của mạng sẽ giảm đi khi số lượng máy tính trên Bus tăng lên.
Đâu là topo mạng thụ động, các máy tính trên Bus chỉ lắng nghe tín hiệu truyền trên
mạng, không chịu trách nhiệm chuyển dữ liệu từ máy tính này sang máy tính kế
tiếp.
Tín hiệu được gửi lên toàn mạng sẽ đi từ đầu cáp này tới đầu cáp kia và có
thể dẫn tới việc bị dội (bouncing) tới lui trong dây cáp, ngăn không cho máy tính
khác gửi dữ liệu. Nhằm nhăn không cho tín hiệu dội người ta đặt điện trở
cuối(terminator) ở cuối mỗi đầu cáp và cho phép các máy tính khác gửi tín hiệu.
Một khi cáp bị đứt, sẽ có đầu cáp không được nối với điện trở cuối, tín hiệu sẽ dội
và toàn bộ mạng ngưng hoạt động ( các máy tính hoạt động như những máy độc
lập).
Cáp mạng Bus có thể được nối bằng bộ trục tròn (barral conector) hay sử
dụng bộ chuyển tiếp. Trong trường hợp thứ nhất bộ nối sẽ làm cho tín hiệu bị suy
yếu đi, còn trong trường hợp thứ hai bộ chuyển tiếp sẽ khuyếch đại tín hiệu trước
khi gửi đi do đó sẽ được kéo đi xa hơn mà vẫn đảm bảo tính chuẩn xác.
Ưu diểm Nhược điểm
Sử dụng cáp nối hiệu quả Lưu lượng lớn dễ gây tắc mạng
Cáp không đắt và dễ làm việc Khó xác đinh lỗi
Hệ thống đơn giản tin cậy Đứat cáp gây ảnh hưởng đến nhiều người

Dễ dàng mở rộng mạng
3.3.2 Topo Star
Trong mạng Star tín hiệu được truyền từ máy tính gửi dữ liệu qua Hub
(active hay passive) để đến tất cả máy tính trên mạng. Mạng Star cung cấp tài
nguyên và chế độ quản lý tập trung. Khi một máy tính hay đoạn dây nối đến nó bị
hỏng các máy tính khác trên mạng vẫn hoạt động bình thường. Tuy nhiên khi Hub
trung tâm bị hỏng toàn bộ mạng sẽ không làm việc.
Ưu diểm Nhược điểm
Thay đổi hệ thống và thêm máy tính dễ
dàng
Toàn bộ mạng bị hỏng khi thiết bị
trung tâm bị hỏng
Có thể giám sát và quản ký tập trung
Không ảnh hưởng khi một máy tính
trong mạng bị hỏng

Hoạt động mạng không bị ảnh hưởng
khi cấu hình lại mạng
3.3.3 Topo Ring
Trong mạng Ring tín hiệu truyền đi theo một chiều và qua từng máy tính.
Mỗi máy tính đóng vai trò như một bộ chuyển tiếp, khuyếch đại tín hiệu và gửi nó
đên máy tính tiếp theo. Do đó tín hiêu qua từng nay nên sự hỏng hóc của một máy
có thể ảnh hưởng đến toàn mạng.
Một phương pháp truyền dữ liệu quanh mạng là chuyển thể bài(Token
passing). Thẻ bài chạy vòng trên mạng cho đến khi tới được máy tính muốn gửi
dữ liệu. Máy tính đầu gửi sẽ sửa thẻ bài, đưa địa chỉ điện tử lên dữ liệu và gửi đi
quanh mạng. Dữ liệu chuyển qua từng máy tính cho đến khi tìm thấy được máy có
địa chỉ khớp với địa chỉ trên đó. Máy tính đầu nhận gửi trả một thông điệp tới máy
đầu gửi cho biết dữ liệu dã đựơc nhận. Sau khi xác minh máy đầu gửi tạo thẻ bài
mới và thả lên mạng.

Ưu diểm Nhược điểm
Quyền truy nhập như nhau cho
mọi người trên mạng.
Một máy tính hỏng ảnh hưởng đến toàn
mạng.
Hiệu năng mạng ổn định ngay
cả khi có nhiều người dùng.
Phải ngừng lại hoạt động khi cấu hình lại
mạng.
Khó xác định vị trí lỗi.

3.4 Môi trường truyền dẫn
3.4.1 Cáp đôi dây xoắn (Twisted Pair)
Cáp xoắn là một cặp dây đồng xoắn: một dây cho tín hiệu phát và một dây cho tín
hiệu thu. Thông thường cáp gồm nhiều dây đòng xoắn có vỏ bọc tiếp đát (STP)
hoặc không có bọc tiếp đất (UTP) và được bọc trong một lớp nhựa chống ẩm.
STP – Shielded twisted pair: gồm 2 cặp dây xoắn, cáp STP có tầng cách ly bảo vệ
để chống nhiễu.
UTP – Unshielded twisted pair gồm 4 cặp dây xoắn, cáp UTP không yêu cầu đặt
cố định giữa các kết nối như cáp đòng trục. Có 5 loại cáp UTP:
¾ Loại 1-2(Category 1-2)) không được dùng trong LAN.
¾ Loại 3( Categore 3) ttốc độ truyền 10Mbps.
¾ Loại 4( Categore 4) ttốc độ truyền 16Mbps.
¾ Loại 3( Categore 3) ttốc độ truyền 100Mbps.
3.4.2 Cáp đồng trục
Cáp nối với dải tần rộng trong đó có một dây dẫn vỏ cách điện chạy suốt
trong lòng cáp. Bao quanh sợi dây cách điện này là dây dẫn kim loại thứ hai cứng
hoặc dạng lưới.
Có hai loại:
¾ Cáp đồng trục loại 50Ω.

¾ Cáp đồng trục loại 70Ω.