Tài liệu MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG - Chương IV: MẠNG LAN pptx

Chương 4. MẠNG LAN
11/4/2008 Mạng LAN
2
Khái niệm
 Mạng cục bộ (LAN - Local Area Network) là
một hệ thống mạng dùng để kết nối các máy
tính trong một phạm vi nhỏ. Các máy tính
trong mạng LAN có thể chia sẻ tài nguyên
(dữ liệu, máy in, máy quét,…) với nhau
4.1.Tổng quan về mạng LAN
4.1.1.Đặc trưng mạng LAN
4.1.2.Topo mạng LAN
4.1.3.Phương pháp điều khiển
truy nhập đường truyền
4.1.4.Thiết bị
11/4/2008 Mạng LAN
4
4.1.1.Đặc trưng
 Quy mô nhỏ, thường là bán kính dưới vài km
– Mạng có thể kết nối từ hai cho tới hàng trăm máy tính thông
qua các cáp mạng hoặc đường truyền vô tuyến (mạng LAN
không dây).
– Các máy tính trong mạng LAN thường chia sẻ cáp mạng
chung
– Trong một mạng LAN đơn không cần có hệ thống trung
chuyển (routing/switching).
 Là sở hữu của một tổ chức
11/4/2008 Mạng LAN
5
Đặc trưng(t)
 Tốc độ truyền cao, ít lỗi

– Nhiều chuẩn mạng LAN đã được phát triển trong
đó Ethernet và FDDI là phổ biến nhất. Người ta
thường gọi chung họ các chuẩn mạng LAN là
IEEE 802.
– Tốc độ thông thường trên mạng LAN là 10, 100
Mb/s và tới nay với Gigabit (Ethernet).
11/4/2008 Mạng LAN
6
11/4/2008 Mạng LAN
7
4.1.2.Topology mạng LAN
11/4/2008 Mạng LAN
8
a. Mạng hình sao
 Bố trí hình sao gồm:
– Các nút: trạm đầu cuối, máy tính, thiết bị mạng khác.
– Bộ kết nối trung tâm: điều phối mọi hoạt động trong mạng
 Bộ tập trung Hub
 Bộ chuyển mạch Switch
 Hoạt động:
– Mọi máy tính đều phát tín hiệu ra bộ kết nối trung tâm và bộ
kết nối trung tâm phát lại tín hiệu vào đến tất cả các đầu ra.
11/4/2008 Mạng LAN
9
Mạng hình sao (t)
 Ưu điểm
– Máy tính kết nối không cần dùng chung đường
truyền cáp, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ
mạng.
– Thiết bị tại nút bị hỏng, mạng vẫn hoạt động

– Cấu trúc đơn giản, thuật toán điều khiển ổn định
– Dễ dàng mở rộng và thu hẹp
11/4/2008 Mạng LAN
10
Mạng hình sao (t)
 Nhược điểm
– Khả năng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc
vào khả năng của thiết bị kết nối 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.
– Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế.
11/4/2008 Mạng LAN
11
b) Mạng hình tuyến
 Bố trí hành lang:
– Các máy tính và các thiết bị khác-các nút, đều được nối đến
một trục đường dây cáp chung/chính để chuyển tải tín hiệu.
– Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là
terminator
 Hoạt động:
– Dữ liệu khi truyền đi dây cáp mang theo địa chỉ của nơi đến
11/4/2008 Mạng LAN
12
Mạng hình tuyến (t)
 Ưu điểm:
– Dùng ít dây cáp, dễ lắp đặt, giá thành rẻ.
 Nhược điểm:
– Sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu

lương lớn.
– Khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó
phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa
chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.
11/4/2008 Mạng LAN
13
c) Mạng dạng vòng
 Bố trí
– Không có thiết bị trung tâm
– Đường dây cáp tạo thành một vòng khép kín, đường kết nối
mạng đi từ máy này tới máy khác
– Thực tế có một đoạn cáp ngắn nối máy tính tới vòng
 Hoạt động:
– Tín hiệu chạy quanh vòng theo một chiều nào đó.
– Mỗi thời điểm chỉ có một nút được truyền dữ liệu. Dữ liệu
truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi máy tiếp
nhận.
11/4/2008 Mạng LAN
14
Mạng dạng vòng (t)
 Ưu điểm:
– Mạng có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần
thiết ít hơn so với hai kiểu trên.
– Mỗi trạm có thể đạt được tốc độ tối đa khi truy
nhập.
 Nhược điểm:
– Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một nơi
nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.
11/4/2008 Mạng LAN
15

d) Mạng hình lưới
 Mạng cho phép mỗi ngày máy tính nối với
một máy khác trong mạng bằng một đường
cáp riêng.
 Các máy truyền dữ liệu trực tiếp với nhau
không thông qua một thiết bị trung gian cũng
như không cần một giao thức để điều khiển
việc truyền dữ liệu.
11/4/2008 Mạng LAN
16
Mạng hình lưới(t)
 Ưu điểm:
– Các máy tính được kết nối trực tiếp nên việc truyền dữ liệu được
thực hiện một cách đáng tin cậy.
– Việc một dây nối bị hỏng thì việc truyền dữ liệu giữa hai máy đầu
dây sẽ được thực hiện theo một con đường khác.
 Nhược điểm:
– Dùng quá nhiều dây do đó việc cài đặt trở nên rất tốn kém.
– Khó mở rộng
– Dạng mạng này thường được triển khai kết hợp với các kiểu phân
bố khác để tạo ra một kiểu phân bố mạng kết hợp cho một khu
vực đòi hỏi độ tin cậy cao.
11/4/2008 Mạng LAN
17
e) Mạng dạng kết hợp
 Kết hợp hình sao và tuyến (Star/Bus
Topology)
 Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring
Topology).
11/4/2008 Mạng LAN

18
4.1.3. Phương pháp điều khiển truy nhập
đường truyền
 Mạng LAN thường là dạng mạng truyền
theo kiểu quảng bá.
– Hai máy tính không thể cùng truyền dữ liệu trên
cùng một đường truyền
Cách thức để xác định ai có quyền truy nhập kênh
truyền tại một thời điểm nhằm tránh đụng độ
11/4/2008 Mạng LAN
19
Phương pháp điều khiển truy nhập đường
truyền (t)
 Ba phương pháp điều khiển truy nhập đường truyền:
– Chia kênh
– Truy nhập ngẫu nhiên (Random Access)
– Phân lượt (“Taking-turns”).
 Các giao thức thuộc ba phương pháp này được
gom vào trong một tầng con bên dưới của tầng liên
kết dữ liệu, tầng con MAC.
11/4/2008 Mạng LAN
20
a) Phương pháp chia kênh
 Tài nguyên của đường truyền sẽ được chia
thành nhiều phần nhỏ (kênh), mỗi phần sẽ
được cấp phát riêng cho một trạm/một nút
mạng. Tài nguyên của đường truyền có thể
là thời gian, tần số, mã.
– Chia kênh theo thời gian
– Chia kênh theo tần số

– Chia kênh theo mã
11/4/2008 Mạng LAN
21
Chia kênh theo thời gian
 Một vòng thời gian sẽ được chia đều thành các khe (slot) thời gian bằng nhau,
mỗi trạm sẽ được cấp một khe thời gian – đủ để nó có thể truyền hết một gói
tin.
 Những trạm nào tới lượt được cấp cho khe thời gian của mình mà không có dữ
liệu để truyền thì vẫn chiếm lấy khe thời gian đó, và khoảng thời gian bị chiếm
này được gọi là thời gian nhàn rỗi (idle time).
 Các trạm sẽ xoay vòng (round) để truy nhập đường truyền.
11/4/2008 Mạng LAN
22
Chia kênh theo tần số
 Phổ của kênh truyền được chia thành nhiều băng tần
(frequency bands) khác nhau.
 Mỗi trạm được gán cho một băng tần cố định. Những trạm nào
được cấp băng tần mà không có dữ liệu để truyền thì ở trong
trạng thái nhàn rỗi (idle).
11/4/2008 Mạng LAN
23
Chia kênh theo mã
 Mỗi trạm có quyền phát dữ liệu lên toàn bộ
phổ tần của đường truyền lớn tại mọi thời
điểm. Các cuộc truy nhập đường truyền xảy
ra đồng thời sẽ được tách biệt với nhau bởi
kỹ thuật mã hóa.
11/4/2008 Mạng LAN
24
b) Phương pháp truy nhập

ngẫu nhiên
 Các trạm tự do tranh chấp đường truyền chung để truyền từng
khung dữ liệu một. Sẽ không có sự phối hợp trình tự giữa các
trạm.
 Nếu có hơn hai trạm phát cùng một lúc, “đụng độ” (collision) sẽ
xảy ra, các khung bị đụng độ sẽ bị hư hại.
 Giao thức truy nhập đường truyền ngẫu nhiên được dùng để
xác định:
– Làm thế nào để phát hiện đụng độ.
– Làm thế nào để phục hồi sau đụng độ.
 Ví dụ về các giao thức truy nhập ngẫu nhiên: slotted ALOHA và
pure ALOHA, CSMA và CSMA/CD, CSMA/CA.
11/4/2008 Mạng LAN
25
Giao thức CSMA/CD (CA)
 Carrier Sense Multiple Access / Collision
Detection (Collision Avoidance ) - Phương
thức đa truy nhập có phát hiện đụng độ.
– Multiple Access: Đa truy nhập
– Collision: Đụng độ
– CSMA: Nghe trước khi nói
– CD: Nghe trong khi nói
– CA: Tránh đụng độ