Đề tài Ghép nối mạng lan bằng giao Thức Tcp/Ip

MôC LôC Më ®Çu………………………………………………………………….3 Më §Çu Tin häc vµ ®iÖn tö viÔn th«ng lµ hai thµnh phÇn cèt lâi cña c«ng nghÖ th«ng tin nãi chung vµ m¹ng sè liÖu nãi riªng. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, nhiÒu dù ¸n x©y dùng vµ ph¸t triÓn ph¸t triÓn m¹ng sè liÖu ë n­íc ta ®· triÓn khai theo gi¶i ph¸p tæng thÓ trong ®ã tÝch tÝch h¹ tÇng truyÒn th«ng m¸y tÝnh. M¹ng m¸y tÝnh nãi chung vµ m¹ng côc bé (LAN) nãi riªng kh«ng cßn lµ mét thuËt ng÷ thuÇn tuý khoa häc mµ ®ang trë thµnh mét ®èi t­îng nghiªn cøu vµ øng dông cña nhiÒu ng­êi cã nghÒ nghiÖp vµ ph¹m vi ho¹t ®éng kh¸c nhau. Lµ mét sinh viªn tr­íc ng­ìng cöa tèt nghiÖp, nh×n thÊy tÇm quan träng cña c¸c m¹ng LAN vµ viÖc ghÐp nèi chóng thµnh mét m¹ng ®a dÞch vô. Trong ®ît lµm ®å ¸n nµy, d­íi sù h­íng dÉn, ®éng viªn cña thÇy gi¸o NguyÔn Kh¾c H­ng, em ®· chän ®Ò tµi "GhÐp nèi m¹ng LAN b»ng giao thøc TCP/IP" . §©y lµ lÇn ®Çu thùc hiÖn mét ®Ò tµi lín, ch¾c ch¾n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng bì ngì, thiÕu sãt. Em rÊt mong ®­îc sù ®¸nh gi¸, quan t©m vµ gióp ®ì cña c¸c thÇy, c« gióp em thùc hiÖn tèt ®­îc ®å ¸n. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n ! ghÐp nèi c¸c m¹ng lan b»ng giao thøc tcp/ip CH­¬NG I T×m hiÓu VÒ M¹NG CôC Bé (LAN) Vµ NHU CÇU GHÐP NèI CHóNG Giíi thiÖu vÒ m¹ng m¸y tÝnh. VÒ c¬ b¶n, mét m¹ng m¸y tÝnh lµ mét sè c¸c m¸y tÝnh ®­îc kÕt nèi víi nhau theo mét c¸ch nµo ®ã. Kh¸c víi c¸c tr¹m truyÒn h×nh chØ göi th«ng tin ®i, c¸c m¹ng m¸y tÝnh lu«n hai chiÒu, sao cho khi m¸y tÝnh A göi th«ng tin tíi m¸y tÝnh B th× B cã thÓ tr¶ lêi l¹i cho A. Nãi mét c¸ch kh¸c, mét sè m¸y tÝnh ®­îc kÕt nèi víi nhau vµ cã thÓ trao ®æi th«ng tin cho nhau gäi lµ m¹ng m¸y tÝnh. M¹ng m¸y tÝnh cã thÓ ph©n bæ trªn mét vïng l·nh thæ nhÊt ®Þnh vµ cã thÓ phËn bæ trong ph¹m vi mét quèc gia hay quèc tÕ. Dùa vµo ph¹m vi ph©n bæ cña m¹ng ng­êi ta cã thÓ ph©n ra c¸c lo¹i m¹ng nh­ sau. * M¹ng côc bé (LAN : LocaIArea Network) : kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh trong mét khu vùc b¸n kÝnh hÑp, th«ng th­êng kho¶ng vµi tr¨m mÐt. KÕt nèi ®­îc thùc hiÖn th«ng qua c¸c m«i tr­êng truyÒn th«ng tèc ®é cao, vÝ dô: c¸p ®ång trôc, c¸p xo¾n ®«i hay c¸p quang. LAN th­êng ®­îc sö dông trong néi bé mét c¬ quan tæ chøc. . .C¸c LAN cã thÓ ®­îc kÕt nèi víi nhau thµnh WAN. * M¹ng ®« thÞ (MAN : MetropoIitan Area Network) : kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh trong ph¹m vi mét thµnh phè. KÕt nèi nµy ®­¬c thùc hiÖn th«ng qua c¸c m«i tr­êng truyÒn th«ng tèc ®é cao (50- 100Mbit/s). * M¹ng diÖn réng (WAN : Wide Area Network) : kÕt nèi m¸y tÝnh trong néi bé c¸c quèc gia hay gi÷a c¸c quèc gia trong cïng mét ch©u lôc. Th«ng th­êng c¸c kÕt nèi nµy ®­îc thùc hiÖn th«ng qua m¹ng viÔn th«ng. C¸c WAN cã thÓ ®­îc kÕt nèi víi nhau thµnh GAN hay tù nã ®· lµ GAN. * M¹ng toµn cÇu (GAN : GlobaIArea Network) : kÕt nèi m¸y tÝnh tõ c¸c ch©u lôc kh¸c nhau. Th«ng th­êng kÕt nèi nµy ®­îc thùc hiªn th«ng qua m¹ng viÔn th«ng vµ vÖ tinh. Trong c¸c kh¸i niÖm nãi trªn, WAN vµ LAN lµ hai kh¸i niÖm hay ®­îc sö dông nhÊt. M¹ng côc bé (LAN) Chøc n¨ng cña m¹ng LAN M¹ng LAN lµ hÖ thèng tèc ®é cao ®­îc thiÕt kÕ ®Ó kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh vµ c¸c thiÕy bÞ xö lý d÷ liÖu kh¸c cïng ho¹t ®éng víi nhau trong mét khu vùc ®Þa lý nhá nh­ ë mét tÇng cña toµ nhµ, hoÆc trong mét toµ nhµ… Mét sè m¹ng LAN cã thÓ kÕt nèi l¹i víi nhau trong mét khu lµm viÖc. C¸c m¹ng LAN trë nªn h÷u Ých v× nã cho phÐp nh÷ng ng­êi sö dông dïng chung tµi nguyªn quan träng nh­ m¸y in, æ CDROM, c¸c phÇn mÒm øng dông vµ nh÷ng th«ng tin cÇn thiÕt kh¸c. Tr­íc khi ph¸t triÓn c«ng nghÖ LAN c¸c m¸y tÝnh lµ ®éc lËp víi nhau, bÞ h¹n chÕ bëi sè l­îng c¸c ch­¬ng tr×nh tiÖn Ých, sau khi kÕt nèi m¹ng râ rµng hiÖu qu¶ cña chóng t¨ng lªn gÊp béi. §Ó tËn dông hÕt nh÷ng ­u ®iÓm cña m¹ng LAN ng­êi ta ®· kÕt nèi c¸c LAN riªng biÖt vµo m¹ng chÝnh yÕu diÖn réng WAN. C¸c kiÓu m¹ng (Topology) Topology cña m¹ng lµ cÊu tróc h×nh häc kh«ng gian mµ thùc chÊt lµ c¸ch bè trÝ phÇn tö cña m¹ng còng nh­ c¸ch nèi gi÷a chóng víi nhau M¹ng h×nh sao (Star Topology) ë d¹ng h×nh sao, tÊt c¶ c¸c tr¹m ®­îc nèi vµo mét thiÕt bÞ trung t©m cã nhiÖm vô nhËn tÝn hiÖu tõ c¸c tr¹m vµ chuyÓn ®Õn tr¹m ®Ých cña tÝn hiÖu. Tuú theo yªu cÇu truyÒn th«ng trong m¹ng, thiÕt bÞ trung t©m cã thÓ lµ mét bé chuyÓn m¹ch (switch), mét bé chän ®­êng (router) hoÆc ®¬n gi¶n lµ mét bé ph©n kªnh (hub) (H×nh 1- l). Vai trß thùc chÊt cña thiÕt bÞ trung t©m nµy chÝnh lµ thùc hiÖn viÖc "b¾t tay" gi÷a c¸c cÆp tr¹m cÇn trao ®æi th«ng tin víi nhau, thiÕt lËp c¸c liªn kÕt ®iÓm - ®iÓm (point to point) gi÷a chóng. HUB H×nh 1.1. Star Topology víi Hub ë trung t©m * ¦u ®iÓm cña ,cña Star Topology : + L¾p ®Æt ®¬n gi¶n, dÔ dµng cÊu h×nh l¹i (thªm, bít tr¹m), dÔ dµng kiÓm so¸t vµ kh¾c phôc sù cè. §Æc biÖt do sö dông liªn kÕt ®iÓm - ®iÓm nªn tËn dông ®­îc tèi ®a tèc ®é cña ®­êng truyÒn vËt lý. * Nh­îc ®iÓm cña Star Topology : + §é dµi ®­êng truyÒn nèi mét tr¹m víi thiÕt bÞ trung t©m bÞ h¹n chÕ (trong vßng 100m víi c«ng nghÖ hiÖn t¹i). M¹ng m¹ch vßng (Ring Topology) data repeater H×nh 1-2 : Ring Topology. ë d¹ng vßng, tÝn hiÖu ®­îc l­u chuyÓn trªn vßng theo mét chiÒu duy nhÊt. Mçi tr¹m cña m¹ng ®­îc nèi víi vßng qua mét bé chuyÓn tiÕp (repeater) cã nhiÖm vô nhËn tÝn hiÖu råi chuyÓn ®Õn tr¹m kÕ tiÕp trªn vßng. Nh­ vËy tÝn hiÖu ®­îc l­u chuyÓn trªn vßng theo mét chuçi liªn tiÕp c¸c liªn kÕt ®iÓm- ®iÓm gi÷a c¸c repeater (H×nh 1-2). CÇn ph¶i cã mét giao thøc ®iÒu khiÓn viÖc cÊp ph¸t "quyÒn!' ®­îc truyÒn d÷ liÖu trªn vßng cho c¸c tr¹m cã nhu cÇu. §Ó t¨ng ®é tin cËy cña m¹ng, tïy tr­êng hîp ng­êi ta cã thÓ l¾p ®Æt d­ thõa c¸c tuyÕn ®­êng truyÒn trªn vßng, t¹o thµnh mét d¹ng vßng dù phßng. Khi ®­êng truyÒn trªn vßng chÝnh bÞ sù cè th× vßng phô nµy sÏ ®­îc sö dông, víi chiÒu ®i cña tÝn hiÖu ng­îc víi chiÒu ®i trªn m¹ng chÝnh. * ¦u, nhùîc diÓm cña Ring Topo]ogy : T­¬ng tù d¹ng Star, ®iÒu kh¸c biÖt quan träng lµ d¹ng Ring ®ßi hái giao thøc truy nhËp ®­êng truyÒn kh¸ phøc t¹p. M¹ng tuyÕn tÝnh (Bus Topology) T-connector Bus Termiator Termiator H×nh 1.3.Bus Topology ë d¹ng bus, tÊt c¶ c¸c tr¹m ph©n chia chung mét ®­êng truyÒn chÝnh (bus). §­êng truyÒn chÝnh nµy ®­îc giíi h¹n hai ®Çu bëi mét lo¹i ®Çu nèi ®Æc biÖt gäi lµ Temlinator. Mçi tr¹m ®­îc nèi vµo bus qua mét ®Çu nèi ch÷ T (T- connector) hoÆc mét bé thu ph¸t (transceiver) (H×nh 1-3). Khi mét tr¹m truyÒn d÷ liÖu, tÝn hiÖu ®­îc qu¶ng b¸ (broadcast) trªn hai chiÒu cña bus, cã nghÜa lµ mäi tr¹m cßn l¹i ®Òu cã thÓ nhËn tÝn hiÖu trùc tiÕp. §èi víi c¸c bus mét chiÒu th× tÝn hiÖu chØ ®i vÒ mét phÝa, lóc ®ã temlinator ph¶i ®­îc thiÕt kÕ sao cho c¸c tÝn hiÖu ph¶i ®­îc "déi l¹i!' trªn bus ®Ó cã thÓ ®Õn ®­îc c¸c tr¹m cßn l¹i ë phÝa bªn kia. Nh­ vËy, ®èi víi topology bus, d÷ liÖu ®­îc truyÒn dùa trªn c¸c liªn kÕt ®iÓm - nhiÒu ®iÓm (point to multipoint) hay qu¶ng b¸ (broadcast). . DÔ thÊy r»ng trong tr­êng hîp nµy còng cÇn ph¶i cã giao thøc ®Ó qu¶n lý truy nhËp ®­êng truyÒn. Tuy nhiªn møc ®é qu¶n lý cã thÓ hoÆc lµ gÇn nh­ th¶ næi (truy nhËp ngÉu nhiªn) hoÆc rÊt chÆt chÏ (truy nhËp cã ®iÒu khiÓn), mçi c¸ch ®Òu cã nh÷ng ­u, nh­îc ®iÓm riªng. Star, Bus, Ring lµ nh÷ng topology c¬ b¶n, phæ dông nhÊt. Trong nhiÒu tr­êng hîp, do thùc tÕ ®Þa h×nh ng­êi ta th­êng chän mét topology “lai"- lµ tæ hîp cña nh÷ng c¬ b¶n trªn. §­êng truyÒn vËt lý C¸c thiÕt bÞ g¾n víi m¹ng LAN ®Òu dïng chung mét ph­¬ng tiÖn truyÒn tin ®ã lµ d©y c¸p, c¸p th­êng ®ïng hiÖn nay lµ: C¸p ®ång trôc ( Coaxial cable), c¸p d©y xo¾n (shielded twisted pair, UTP -STP), c¸p quang ( Fiber optic)… Mçi lo¹i d©y c¸p ®Òu cã tÝnh n¨ng kh¸c nhau. C¸p ®ång trôc (Coaxial cable) C¸p ®ång trôc gåm cã 2 phÇn : èng trôc bªn ngoµi vµ mét d©y lâi bªn trong. D©y lâi vµ èng trôc bªn ngoµi ®­îc ®Æt c¸ch ®Òu nhau vµ c¸ch li bëi phÇn c¸ch ®iÖn. Trôc bªn ngoµi ®­îc bao bëi mét líp ¸o hoÆc vá bäc. C¸p ®ång trôc th­êng cã ®é lín tõ 0,4 linches. Vá Vá c¸ch ®iÖn Líp chèng nhiÔu Cable ®ång trôc H×nh 1-4 : C¸p ®ång trôc. C¸p ®ång trôc cã ®é suy hao Ýt h¬n so víi c¸c lo¹i c¸p ®ång kh¸c, vÝ dô nh­ c¸p xo¾n ®«i. C¸p kh«ng cã vá bäc chèng nhiÔu UTP (Unshielded Twisted Pair) TÝnh n¨ng cña UTP t­¬ng tù nh­ STP (c¸p cã vá bäc chèng nhiÔu), chØ kÐm vÒ kh¶ n¨ng chèng nhiÔu vµ suy hao do kh«ng cã vá bäc kim. Cable xo¾n ®«i UTP CÆp 3: Green While - Green CÆp 4: Brow While -Brow Vá bäc CÆp 1: Blue While - Blue CÆp 2: Orege While -Orage H×nh 1-5 : C¸p xo¾n ®«i UTP. C¸p cã vá bäc chèng nhiÔu STP (Shielded Twisted Pair) Líp bäc kim bªn ngoµi c¸p xo¾n ®«i cã t¸c dông chèng nhiÔu ®iÖn tõ. Cã nhiÒu lo¹i c¸p STP, cã lo¹i chØ gåm 1 ®«i d©y xo¾n ë trong vá bäc kim, nh­ng còng cã lo¹i gåm nhiÒu ®«i d©y xo¾n. §é dµi ch¹y c¸p STP th­êng giíi h¹n trong vµi tr¨m mÐt. C¸p quang (Fiber optic cable) C¸p quang gåm nh÷ng sîi nhá, máng (kho¶ng 2- 115 mm) vµ dÎo cã kh¶ n¨ng truyÒn dÉn ¸nh s¸ng. Mét c¸p sîi quang cã h×nh trô gåm 3 phÇn ®ång t©m : lâi, líp ¸o bao vµ vá b¶o vÖ ngoµi. Líp vá b¶o vÖ ngoµi lµ chÊt dÎo hoÆc c¸c vËt liÖu mÒm cã ®é tæn thÊt quang lín, dïng ®Ó chèng Èm vµ ¨n mßn, chèng ¶nh h­ëng cña m«i tr­êng ®ång thêi chèng xuyªn ©m víi c¸c sîi kÒ c¹nh Nh×n chung, yÕu tè quyÕt ®Þnh sö dông lo¹i cap nµo lµ phô thuéc vµo yªu cÇu tèc ®é truyÒn tin, kho¶ng c¸ch ®Æt c¸c thiÕt bÞ, yªu cÇu an toµn thong tin vµ cÊu h×nh cña m¹ng,…VÝ dô m¹ng Ethernet 1- Base-T lµ m¹ng dïng kªnh truyÒn gi¶i tÇn c¬ b¶n víi th«ng l­îng 10Mbit/s theo tiªu chuÈn quèc tÕ ISO/IEC 8802.3 nèi b»ng ®«i d©y c¸p xo¾ kh«ng bäc kim (UTP) trong Topology h×nh sao. C¸c ph­¬ng ph¸p truy nhËp ®­êng truyÒn vËt lý §èi víi topo d¹ng star, khi mét liªn kÕt ®· ®­îc thiÕt lËp gi÷a hai tr¹m th× thiÕt bÞ trung t©m sÏ ®¶m b¶o ®­êng truyÒn ®­îc dµnh riªng trong suèt cuéc truyÒn. Tuy nhiªn ®èi víi c¸c topo d¹ng bus vµ ring th× chØ cã mét ®­êng truyÒn duy nhÊt nèi tÊt c¶ c¸c tr¹m víi nhau, bëi vËy cÇn ph¶i cã c¸c quy t¾c chung cho tÊt c¶ c¸c tr¹m nèi vµo m¹ng ®Ó ®¶m b¶o r»ng ®­êng truyÒn ®­îc truy nhËp vµ sö dông mét c¸ch tèt ®Ñp. Cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau ®Ó truy cËp ®­êng truyÒn vËt lý, ®­îc ph©n thµnh hai lo¹i : c¸c ph­¬ng ph¸p truy cËp ngÉu nhiªn (random access) vµ c¸c ph­¬ng ph¸p truy cËp cã ®iÒu khiÓn (contro]Ied access). C¸c ph­¬ng ph¸p chñ chèt thuéc hai lo¹i trªn ®­îc liÖt kª trong h×nh 1-6 Radom Access Controlled Access CSMA CSMA/CD Register insertion Slotted Ring Collision Avoidance Token Bus Token Ring H×nh 1.6. C¸c ph­¬ng ph¸p truy nhËp ®­êng truyÒn CSMA/CD CSMA (Canier Sense Multiple Access Ph­¬ng ph¸p ®a truy nhËp sö dông sãng mang). §©y lµ ph­¬ng ph¸p truy nhËp ngÉu nhiªn ®­îc sö dông cho topo d¹ng bus, trong ®ã tÊt c¶ c¸c tr¹m cña m¹ng ®­îc nèi trùc tiÕp vµo bus . Mäi tr¹m ®Òu cã thÓ truy nhËp vµo bus chung (®a truy nhËp) mét c¸ch ngÉu nhiªn vµ do vËy rÊt cã thÓ dÉn ®Õn xung ®ét (hai hoÆc nhiÒu tr¹m ®ång thêi truyÒn d÷ liÖu). §Ó cã thÓ ph¸t hiÖn xung ®ét, CSMA/CD hay cßn gäi lµ LWT (Listen While Talk - Nghe trong khi nãi) ®· bæ xung thªm quy t¾c : + Khi mét tr¹m ®ang truyÒn, nã vÉn tiÕp tôc "nghe” ®­êng truyÒn. NÕu ph¸t hiÖn thÊy xung ®ét th× nã ngõng ngay viÖc truyÒn nh­ng vÊn tiÕp tôc göi tÝn hiÖu sãng mang thªm mét thêi gian n÷a ®Ó ®¶m b¶o r»ng tÊt c¶ c¸c tr¹m trªn m¹ng ®Òu cã thÓ "nghe” ®­îc sù kiÖn xung ®ét ®ã. + Sau ®ã tr¹m chê ®îi trong mét thêi ®o¹n ngÉu nhiªn nµo ®ã råi thö truyÒn l¹i theo quy t¾c cña CSMA. Token §©y lµ giao thøc th«ng dông sau CSMA/CD ®­îc dïng trong c¸c LAN cã cÊu tróc vßng (Ring). Trong ph­¬ng ph¸p nµy, khèi ®iÒu khiÓn m¹ng hoÆc token ®­îc truyÒn lÇn l­ît tõ tr¹m nµy ®Õn tr¹m kh¸c. Token lµ mét khèi d÷ liÖu ®Æc biÖt. Khi mét tr¹m ®ang chiÕm token th× nã cã thÓ ph¸t ®i mét gãi d÷ liÖu. Khi ph¸t hÕt gãi d÷ liÖu cho phÐp hoÆc kh«ng cßn g× ®Ó ph¸t n÷a th× tr¹m ®ã l¹i göi token sang tr¹m kÕ tiÕp. * Token Bus (Bus víi thÎ bµi) Nguyªn lý cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ : ®Ó cÊp ph¸t quyÒn truy nhËp ®­êng truyÒn cho c¸c tr¹m ®ang cã nhu cÇu truyÒn d÷ liÖu, mét thÓ bµi ®­îc l­u chuyÓn trªn mét vßng logic thiÕt lËp bëi c¸c tr¹m ®ã. Khi mét tr¹m nhËn ®­îc thÎ bµi th× cã quyÒn sö ®­êng truyÒn trong mét thêi ®o¹n x¸c ®Þnh tr­íc. Trong thêi ®o¹n ®ã nã cã thÓ truyÒn mét hoÆc nhiÒu ®¬n vÞ d÷ liÖu. Khi ®· hÕt d÷ liÖu hoÆc hÕt thêi ®o¹n cho phÐp, tr¹m ph¶i chuyÓn thÎ bµi ®Õn tr¹m tiÕp theo trong vßng logic. Nh­ vËy c«ng viÖc ph¶i lµm ®Çu tiªn lµ thiÕt lËp vßng logic (hay cßn gäi lµ vßng ¶o) bao gåm c¸c tr¹m ®ang cã nhu cÇu truyÒn d÷ liÖu ®­îc x¸c ®Þnh vÞ trÝ theo mét chuçi thø tù mµ tr¹m cuèi cïng cña chuçi sÏ tiÕp liÒn sau bëi tr¹m ®Çu tiªn. Mçi tr¹m ®­îc biÕt ®Þa chØ cña c¸c tr¹m kÕ tr­íc vµ sau nã. Thø tù cña c¸c tr¹m trªn vßng logic cã thÓ ®éc lËp víi thø tù vËt lý C¸c tr¹m kh«ng hoÆc ch­a cã nhu cÇu truyÒn d÷ liÖu th× kh«ng ®­îc ®­a vµo vßng logic vµ chóng chØ cã thÓ tiÕp nhËn d÷ liÖu. H×nh 1-7 minh ho¹ mét vïng logic ®­îc thiÐt lËp trªn mét m¹ng bus. A B C D H G F E §­êng truyÒn vËt lý Vßng logic Hmh 1-7 : VÝ dô vßng logic trong m¹ng bus. * Token Ring (Ring víi thÎ bµi) Token Ring (vßng víi thÎ bµi) : ph­¬ng ph¸p nµy còng dùa trªn nguyªn lý dïng thÎ bµi ®Ó cÊp ph¸t quyÒn truy nhËp ®­êng truyÒn. Nh­ng ë ®©y thÎ bµi l­u chuyÓn theo vßng vËt lý chø kh«ng cÇn thiÕt lËp vßng logic nh­ ®èi víi ph­¬ng ph¸p trªn. ThÎ bµi lµ mét ®¬n vÞ d÷ liÖu ®Æc biÖt trong ®ã cã mét bit biÓu diÔn tr¹ng th¸i sö dông cña nã (bËn hoÆc rçi). Mét tr¹m muèn truyÒn d÷ liÖu th× ph¶i ®îi ®Õn khi nhËn ®­îc mét thÎ bµi "rçi" (free). Khi ®ã tr¹m sÏ ®æi bÝt tr¹ng th¸i cña thÎ bµi thµnh “bËn" (busy) vµ truyÒn mét ®¬n vÞ d÷ liÖu cïng víi thÎ bµi ®i theo chiÒu cña vßng. Giê ®©y kh«ng cßn thÎ bµi "rçi" trªn vßng n÷a, do ®ã c¸c tr¹m cã d÷ liÖu cÇn truyÒn còng ph¶i ®îi. D÷ liÖu ®Õn tr¹m ®Ých sÏ ®­îc sao l¹i, sau ®ã cïng víi thÎ bµi ®i tiÕp cho ®Õn khi quay vÒ tr¹m nguån. Tr¹m nguån sÏ xo¸ bá d÷ liÖu ®æi bÝt tr¹ng th¸i trë vÒ "rçi “ vµ cho l­u chuyÓn tiÕp trªn vßng ®Ó c¸c tr¹m kh¸c cã thÓ nhËn ®­îc quyÒn truyÒn d÷ liÖu. Qñ¸ tr×nh m« t¶ ë trªn ®­îc minh ho¹ trong h×nh 1-8 free token A B C D nguån §Ých busy token A B C D nguån §Ých §ata A B C D nguån §Ých A cã d÷ liÖu cÇn chuyÓn ®Õn C. NhËn ®­îc thÎ bµi “råi” , nã ®æi bÝt tr¹ng th¸i thµnh “bËn” vµ truyÒn d÷ liÖu ®i cïng víi thÎ Tr¹m ®Ých C sao cho d÷ liÖu dµnh cho nã vµ chuyÓn tiÕp d÷ liÖu cïng thÎ bµi vÒ h­íng tr¹m nguån A sau khi ®· göi th«ng tin b¸o nhËn vµ ®¬n vÞ d÷ liÖu A nhËn ®­îc d÷ liÖu cïng thÎ bµi quay vÒ, ®æi bÝt tr¹ng th¸i cña thÎ bµi thµnh “rçi” vµ chuyÓn tiÕp trªn vßng, xo¸ d÷ liÖu ®· truyÒn. H×nh 1-8 : Ho¹t ®éng cña ph­¬ng ph¸p Token Ring. * So s¸nh CSMA/CD víi c¸c ph­¬ng ph¸p dïng thÎ bµi : + §é phøc t¹p cña c¸c ph­¬ng ph¸p dïng thÎ bµi ®Òu lín h¬n rÊt nhiÒu so víi CSMA/CD. Nh÷ng c«ng viÖc mµ mét tr¹m ph¶i lµm trong ph­¬ng ph¸p CSMA/CD ®¬n gi¶n h¬n nhiÒu so víi hai ph­¬ng ph¸p dïng thÎ bµi. + HiÖu qu¶ cña c¸c ph­¬ng ph¸p dïng thÎ bµi kh«ng cao trong ®iÒu kiÖn t¶i nhÑ : mét tr¹m cã thÓ ph¶i ®îi kh¸ l©u míi ®Õn l­ît (cã thÎ bµi). + Tuy nhiªn c¸c ph­¬ng ph¸p dïng thÎ bµi còng cã nh÷ng ­u ®iÓm quan träng: - §ã lµ kh¶ n¨ng ®iÒu hoµ l­u th«ng trong m¹ng hoÆc b»ng c¸ch cho phÐp c¸c tr¹m truyÒn sè l­îng ®¬n vÞ d÷ liÖu kh¸c nhau khi nhËn ®­îc thÎ bµi hoÆc b»ng c¸ch lËp chÕ ®é ­u tiªn cÊp ph¸t thÎ bµi cho c¸c tr¹m cho tr­íc. - §Æc biÖt c¸c ph­¬ng ph¸p dïng thÎ bµi cã hiÖu qu¶ cao h¬n CSMA/CD trong c¸c tr­êng hîp t¶i nÆng. C¸c thiÕt bi m¹ng Bé giao tiÕp m¹ng (NIC) ViÖc kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh víi mét d©y c¸p ®­îc dïng nh­ mét ph­¬ng tiÖn truyÒn tin chung cho tÊt c¶ c¸c m¸y tÝnh. C«ng viÖc kÕt nèi vËt lý vµo m¹ng ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch c¾m mét card giao tiÕp m¹ng NIC ( Network interface Card) vµo trong m¸y tÝnh vµ nèi nã víi c¸p m¹ng. Sau khi kÕt nèi vËt lý ®· hoµn tÊt, qu¶n lý viÖc truyÒn tin gi÷a c¸c tr¹m trªn m¹ng tuú thuéc vµ phÇn mÒm m¹ng. §Çu nèi cña NIC víi d©y c¸p cã nhiÒu lo¹i ( phô thuéc vµo c¸p m¹ng), hiÖn nay cã mét sè NIC cã hai hoÆc ba lo¹i ®Çu nèi. Bé tiÕp søc (Repeater) Trong m¹ng, khi tÝn hiÖu di chuyÓn trªn ®­êng truyÒn, chóng sÏ bÞ biÕn d¹ng, kh«ng nhËn diÖn ®­îc hoÆc nhËn diÖn sai. Vµ do ®ã ®Ó më réng m¹ng ®¸p øng nhu cÇu ph¸t triÓn th× cÇn cã thiÕt bÞ cho phÐp truyÒn tÝn hiÖu ®i xa, ®ã chÝnh lµ bé tiÕp søc. Repeater H×nh 1-7 : Më réng LAN b»ng Repeater. Bé tiÕp søc ho¹t ®éng chÝnh ngay t¹i líp VËt lý theo m« h×nh OSI. Bé tËp chung tÝn hiÖu (Hub) Hub lµ bé chia hay cßn gäi lµ bé tËp chung tÝn hiÖu, nã lµ thiÕt bÞ kÕt nèi, b¾t tay gi÷a nh÷ng ng­êi sö dông cã nhu cÇu trao ®æi th«ng tin. Hub ®­a c¸c gãi d÷ liÖu mµ nã nhËn ®­îc tõ mét cæng tíi tÊt c¶ c¸c cæng cßn l¹i. Do ®ã Hub lµm viÖc t¹i líp Physical (VËt lý) trong m« h×nh OSI. Hub lµ bé chia (hay còng ®­îc gäi lµ bé tËp chung : concentrators ) dïng ®Ó ®Êu m¹ng. Bé chuyÓn m¹ch (Switch) Switch lµ mét thiÕt bÞ lµm viÖc ë líp Data Link (liªn kÕt d÷ liÖu) theo m« h×nh OSI. - Switch th«ng minh h¬n Hub vµ nã cung cÊp nhiÒu gi¶i th«ng h¬n Hub. - Switch cã thÓ kÕt hîp nhiÒu ®o¹n m¹ng hoÆc c¸c nhãm LAN, cã kh¶ n¨ng ph©n chia m¹ng, gióp ng­êi qu¶n trÞ m¹ng cã thÓ t¹o m¹ng ¶o (VLAN -Virtual LAN) nh»m c¶i thiÖn l­u l­îng m¹ng vµ h¹n chÕ lçi. Switch chØ ®­a gãi d÷ liÖu tíi cæng thÝch hîp dùa vµo Header cña gãi ®ã. §Ó ng¨n chÆn viÖc truyÒn tíi c¸c cæng kh¸c, Switch thiÕt lËp mét kÕt nèi t¹m thêi gi÷a cæng gãi truyÒn ®Õn vµ cæng gãi muèn ®Õn vµ kÕt nèi nµy ®­îc huû bá khi viÖc truyÒn d÷ liÖu kÕt thtÝc, chÝnh v× thÕ mµ l­u l­îng qua m¹ng nhiÒu h¬n Hub. Bé ®iÒu chÕ vµ gi¶i ®iÒu chÕ (Modem) Modem (Modulation/Demodulation) lµ thiÕt bÞ cã chøc n¨ng chuyÓn ®æi tÝn hiÖu sè thµnh tÝn hiÖu t­îng tù vµ ng­îc l¹i (digital analog) ®Ó kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh qua ®­êng ®iÖn tho¹i. Modem cho phÐp trao ®æi th­ ®iÖn tö, truyÒn tÖp, truyÒn fax vµ trao ®æi d÷ liÖu theo yªu cÇu. L­u ý : Modem kh«ng thÓ dïng ®Ó nèi c¸c m¹ng xa víi nhau vµ trao ®æi d÷ liÖu trùc tiÕp ®­îc. Nãi c¸ch kh¸c, Modem kh«ng ph¶i lµ mét thiÕt bÞ lªn m¹ng (intemetwork device) nh­ lµ Router. Tuy nhiªn Modem cã thÓ ®­îc dïng kÕt hîp víi mét Router ®Ó nèi kÕt c¸c m¹ng qua m¹ng ®iÖn tho¹i chuyÓn m¹ch c«ng céng (PSTN). Modem cã thÓ l¾p ngoµi hoÆc l¾p ngay trong m¸y, víi c¸c chuÈn kh¸c nhau quy ®Þnh vÒ tèc ®é vµ tÝnh n¨ng. CÇu nèi (Bridge) CÇô nèi cã nhiÒu ®iÓm t­¬ng ®ång víi c¶ Repeater lÉn Router, Bridge ho¹t ®éng t¹i líp Data Link trong m« h×nh OSI. Mét cÇu nèi cã mét thiÕt bÞ ®éc lËp cã hai m¹ch giao tiÕp m¹ng hoÆc mét m¸y tr¹m ®­îc hoµn toµn cho chøc n¨ng cÇu nèi. Chøc n¨ng cña Brige lµ liªn kÕt hai LAN víi nhau (H×nh 1. 8) vµ thùc hiÖn viÖc chän läc, lùa nh÷ng th«ng tin lu©n chuyÓn qua nã mét c¸ch th«ng minh. ThiÕt bÞ nµy tiÕp nhËn nh÷ng th«ng tin truyÒn tíi tõ mét trong hai m¹ch giao tiÕp råi chuyÓn tiÕp mét c¸ch cã chän läc th«ng tin ®ã "ngang qua cÇu “nèi” : - T¨ng sè l­îng m¸y tÝnh trªn m¹ng, - Gi¶m hiÖn t­îng t¾c nghÏn do sè l­îng m¸y tÝnh nèi vµo m¹ng qu¸ nhiÒu. - Nèi kÕt c¸c ph­¬ng tiÖn VËt lý kh¸c nhau nh­ d©y xo¾n ®«i vµ c¸p ®ång trôc. - Nèi kÕt c¸c ®o¹n m¹ng kh¸c nhau nh­ Ethemet, Token Ring vµ truyÒn gãi d÷ liÖu gi÷a chóng. Bridge LANB LANA H×nh 1- 8 : Nèi hai m¹ng côc bé b»ng mét Bridge. Bé ®Þnh tuyÕn (Router) Trong m«i tr­êng gåm nhiÒu ®o¹n m¹ng víi giao thøc vµ kiÕn tróc m¹ng kh¸c nhau, cÇu nèi cã thÓ kh«ng ®¶m b¶o truyÒn th«ng nhanh trong tÊt c¶ c¸c ®o¹n m¹ng. M¹ng cã ®é phøc t¹p lín c¸n cã mét thiÕt bÞ kh«ng nh÷ng biÕt ®Þa chØ cña mçi ®o¹n m¹ng mµ cßn ph¶i biÕt quyÕt ®Þnh tuyÕn ®­êng ®i tèt nhÊt ®Ó truyÒn d÷ liÖu vµ sµng läc l­îng ph¸t réng trªn m¹ng côc bé. Bé ®Þnh tuyÕn ho¹t ®éng t¹i tÇng m¹ng (Network) trong m« h×nh OSI. §iÒu ®ã cã nghÜa chóng cã thÓ chuyÓn ®æi vµ ®Þnh tuyÕn gãi d÷ liÖu qua nhiÒu m¹ng. Router ®äc th«ng tin ®Þa chØ m¹ng trong gãi vµ mét sè th«ng tin kh¸c, dïng th«ng tin nµy ®Ó c¶i thiÖn viÖc ph©n ph¸t gãi d÷ liÖu. C¸c bé ®Þnh tuyÕn cã thÓ chia sÎ th«ng tin tr¹ng th¸i vµ th«ng tin ®Þnh tuyÕn víi nhau vµ sö dông th«ng tin nµy bá qua c¸c kÕt háng vµ chËm. Cæng giao tiÕp (Gateway) Gateway cho phÐp truyÒn th«ng giøa c¸c kiÕn tróc m¹ng vµ m«i tr­êng kh¸c nhau. Chóng ®ãng gãi l¹i vµ biÕn ®æi d÷ liÖu ®­îc truyÒn tõ m«i tr­êng nµy ®Õn m«i tr­êng kh¸c sao cho c¸c m«i tr­êng cã thÓ hiÓu d÷ liÖu cña nhau. Qu¶n lý m¹ng b»ng mét sè H§H phæ biÕn. HÖ ®iÒu hµnh UNIX §©y lµ hÖ ®iÒu hµnh ®a nhiÖm; ®a ng­êi sö dông nh­ng nã cã nh­îc ®iÓm lµ hiÖn nay cã nhiÒu version kh¸c nhau kh«ng thèng nhÊt g©y khã kh¨n cho ng­êi sö dông. Ngoµi ra hÖ ®iÒu hµnh nµy ®ßi hái cÊu h×nh m¸y m¹nh. HÖ ®iÒu hµnh m¹ng Windows NT §©y lµ hÖ ®iÒu hµnh cña h·ng Microsoft còng lµ hÖ ®iÒu hµnh ®a nhiÖm, ®a ng­êi sö dông. §Æc ®iÓm cña nã lµ t­¬ng ®èi dÔ sö dông, hç trî m¹nh cho c¸c phÇn mÒm Windows. HÖ ®iÒn hµnh m¹ng Windows For Workgroup §©y lµ hÖ ®iÒu hµnh m¹ng nhá cho phÐp mét nhãm ng­êi lµm viÖc dïng chung æ ®a trªn m¸y cña nhau, dïng chung m¸y in nh­ng kh«ng cho phÐp ch¹y chung mét øng dông. HÖ dÔ cµi ®Æt vµ còng kh¸ phæ biÕn. HÖ ®iÒu hµnh m¹ng Netware cña Novell §©y lµ hÖ ®iÒu hµnh phæ biÕn ë n­íc ta vµ trªn thÕ giíi, cã thÓ ¸p dông cho c¸c m¹ng nhá vµ còng cã thÓ dïng cho c¸c m¹ng lín. HÖ ®iÒu hµnh nµy t­¬ng ®èi gän nhÑ, dÔ cµi ®Æt (M¸y chñ chØ cÇn thËm chÝ AT 386). Nhu cÇu ghÐp nèi C¸c m¹ng LAN Më ®¸u : Trong nh÷ng n¨m võa qua, c«ng nghiÖp m¹ng côc bé (LAN) ®· ph¸t triÓn víi tèc ®é v« cïng nhanh chãng. Sù bïng næ cña c«ng nghiÖp LAN ph¶n ¸nh nhu cÇu thùc tÕ cña c¸c c¬ quan, tr­êng häc, doanh nghiÖp cÇn kÕt nèi c¸c hÖ thèng ®¬n lÎ thµnh m¹ng néi bé ®Ó t¹o ra kh¶ n¨ng trao ®æi th«ng tin, chia sÎ tµi nguyªn (phÇn cøng, phÇn mÒm). Tuy nhiªn m¹ng côc bé th­êng ®­îc cµi ®Æt trong mét ph¹m vÞ ®Þa lý t­¬ng ®èi nhá, víi cù li ng¾n (< 100m). H¬n n÷a, nhu cÇu trao ®æi th«ng tin trong x· héi .ph¸t triÓn ngµy cµng cao nªn viÖc kÕt nèi c¸c m¹ng m¸y tÝnh l¹i víi nhau ®· trë thµnh mét vÊn ®Ò ®­îc quan t©m ®¹c biÖt. Môc tiªu ®Ò ra lµ ph¶i lµm sao ®Ó nh÷ng ng­êi sö dông m¹ng trªn c¸c m¹ng kh¸c nhau (vÒ chñng loaÞ, cÊu tróc hoÆc vÞ trÝ ®Þa lý) cã thÓ trao ®æi th«ng tin víi nhau mét c¸ch dÔ dµng vµ hiÖu qu¶. §Ó kÕt nèi c¸c m¹ng ®ang tån t¹i l¹i víi nhau, ng­êi ta th­êng xuÊt ph¸t tõ mét trong hai quan ®iÓn sau ®©y .: (1) Xem mçi nót cña m¹ng con nh­ lµ mét hÖ thèng më. (2) Xem mçi m¹ng con nh­ lµ mét hÖ thèng mê. Quan ®iÓm (1) cho phÐp mçi nót cña m¹ng con cã thÓ truyÒn th«ng trùc tiÕp víi mét nót cña m¹ng con bÊt kú kh¸c. Nh­ vËy toµn bé c¸c m¹ng con còng sÏ lµ nót cña m¹ng lín vµ tu©n thñ theo mét kiÕn tróc chung. Víi quan ®iÓm (2), hai nót thuéc hai m¹ng con kh¸c nhau kh«ng thÓ "b¾t tay” trùc tiÕp víi nhau ®­îc mµ ph¶i th«ng qua mét phÇn tö trung gian gäi lµ giao diÖn kÕt nèi (Interconnection Interface) ®Æt gi÷a hai m¹ng con ®ã. Cã nghÜa lµ cïng h×nh thµnh mét m¹ng lín gåm c¸c giao diÖn nèi kÕt vµ c¸c m¸y chñ (host) ®­îc nèi víi nhau bëi c¸c m¹ng con. T­¬ng øng víi hai quan ®iÓm ®ã, cã hai chiÕn l­îc nèi kÕt c¸c m¹ng. Mét chiÕn l­îc (t­¬ng øng víi quan ®iÓm ( l)) t×m c¸ch x©y dùng c¸c chuÈn chung cho c¸c m¹ng (c¸c c«ng tr×nh chuÈn ho¸ cña CCITT, ISO, v.v. . .®i theo h­íng nµy) vµ mét chiÕn l­îc kh¸c (t­¬ng øng víi quan ®iÓm (2)) cè g¾ng x©y dùng c¸c giao diÖn nèi kÕt ®Ó t«n träng tÝnh ®éc lËp cña c¸c m¹ng hiÖn cã. X©y dùng c¸c chuÈn chung lµ ®iÒu lý t­ëng, nh­ng ph¶i chÊp nhËn mét thùc tÕ lµ kh«ng thÓ lo¹i bá tøc kh¾c hµng ngµn m¹ng kh¸c nhau ®ang tån t¹i trªn thÕ giíi ®­îc mµ ph¶i t×m c¸ch tËn dông chóng ®Õn cïng. Tõ ®ã viÖc trªn thÞ tr­êng xuÊt hiÖn hµng lo¹t c¸c s¶n phÈm giao diÖn nèi kÕt cho phÐp chuyÓn ®æi gi÷a c¸c m¹ng kh¸c nhau lµ mét minh chøng cho søc sèng cña quan ®iÓm (2). Giao diÖn nèi kÕt H×nh 1- 12 cho mét vÝ dô kÕt nèi c¸c m¹ng con SN l, SN2, SN3 vµ SN4 nhê c¸c giao diÖn nèi kÕt G1 , G2, G3 vµ G4. Ta còng cã thÓ xem m¹ng nèi kÕt nµy nh­ mét m¹ng gåm c¸c nót m¹ng lµ c¸c giao diÖn nèi kÕt G1, G2, G3, G4 ®­îc nèi l¹i víi nhau nhê c¸c "®­êng truyÒn ®Æc biÖt"lµ c¸c m¹ng con SN1, SN2, SN3 , SN4. Chøc n¨ng cô thÓ cña mét giao diÖn nèi kÕt phô thuéc vµo sù kh¸c biÖt vÒ kiÕn tróc cña c¸c m¹ng con. Sù kh¸c nhau cµng lín th× chøc n¨ng cña giao diÖn nèi kÕt cµng phøc t¹p. L­u ý r»ng mét giao diÖn nèi kÕt cã thÓ thùc hiÖn nèi "tay ®«i" , "tay ba” hoÆc "nhiÒu tay” tuú thuéc vµo ng­êi thiÕt kÕ. Ngoµi ra giao diÖn nèi kÕt cã thÓ lµ mét thiÕt bÞ (m¸y tÝnh) ®éc lËp, nh­ng còng cã thÓ ®­îc cµi ®Æt ghÐp vµo mét nót cña m¹ng con nµo ®ã. Tuú thuéc vµo chøc n¨ng cô thÓ mµ giao diÖn nèi kÕt cã nh÷ng tªn gäi riªng, nh­ lµ : Bridge, Router, Gateway. SN1 SN4 G3 G2 G111 SN2 G411 SN3 users H×nh 1- 12 : S¬ ®å vÝ dô kÕt nèi m¹ng. Gateway (cæng giao tiÕp) lµ tªn gäi chung nhÊt cho c¸c giao diÖn nèi kÕt vµ th­êng dïng trong nh÷ng tr­êng hîp chøc n¨ng cña c¸c giao diÖn nµy lµ phøc t¹p, ®ßi hái sù chuyÓn ®æi gi÷a c¸c hä giao thøc kh¸c nhau ®­îc sö dông trong c¸c m¹ng con. Trong khi ®ã Bridge (cÇu _ nèi) ®­îc dïng ®Ó chØ giao diÖn nèi kÕt trong tr­êng hîp ®¬n gi¶n nhÊt, ch¼ng h¹n ®Ó kÕt nèi c¸c m¹ng côc bé (LAN) cïng lo¹i. Cßn Router (bé ®Þnh tuyÕn) ho¹t ®éng ë møc cao h¬n so víi Bridge v× nã ®¶m nhiÖm c¶ viÖc chän ®­êng cho c¸c ®¬n vÞ d÷ liÖu ®Ó h­íng chóng ®Õn ®Ých. Ch­¬ng 2 NGHI£N CøU VÒ GIAO THøC TCP/IP M« h×nh tham chiÕu OSI Khi thiÕt kÕ, c¸c nhµ thiÕt kÕ tù do lùa chän kiÕn tróc m¹ng riªng cña m×nh. Tõ ®ã dÉn ®Õn t×nh tr¹ng kh«ng t­¬ng thÝch gi÷a c¸c m¹ng: ph­¬ng ph¸p truy nhËp ®­êng truyÒn kh¸c nhau, sö dông h