Mạng cơ bản - Thiết kế mạng

Bài 3 – Mạng cơ bản*Mạng cơ bảnThiết kế mạngĐơn vị 2Bài 3Bài 3 – Mạng cơ bản*Các mục tiêuLiệt kê và mô tả các đặc điểm của các hình trạng mạng: dạng mắt lưới, dạng trục, dạng vòng, dạng sao và dạng lai.Kể ra các vấn đề cần quan tâm khi xem xét để chọn một hình trạng mạng.Bài 3 – Mạng cơ bản*Các mục tiêu (Tiếp theo)Định nghĩa các phương pháp truy nhập đường truyền.Đưa ra ưu và nhược điểm của các phương pháp truy nhập đường truyền: tranh chấp, lần lượt hỏi, trao thẻ bài và yêu cầu ưu tiên. Bài 3 – Mạng cơ bản*Các hình trạngLà các sắp xếp vật lý của các nút mạng.Có 4 loại: mắt lưới, trục, vòng và sao.Bài 3 – Mạng cơ bản*Hình trạng mạng dạng mắt lướiCũng được gọi là hình trạng điểm tới điểm.Mỗi nút mạng được nối trực tiếp tới tất cả các nút mạng khác.Cung cấp khả năng chịu lỗi.Chỉ gặp trong các mạng diện rộng.Bài 3 – Mạng cơ bản*Dạng mắt lướiBài 3 – Mạng cơ bản*Hình trạng mạng dạng trụcLà một hình trạng mạng đa điểm.Tất cả nút mạng chia sẻ một đường truyền.Mạng dạng trục có một điểm bắt đầu và một điểm kết thúc.Các gói tin đến mọi nút trong mạng.Tại một thời điểm, chỉ một nút có thể gửi.Bài 3 – Mạng cơ bản*Dạng trụcBài 3 – Mạng cơ bản*Hình trạng mạng dạng vòngLà một vòng không có điểm cuối.Các gói tin được gửi từ một nút mạng đến nút kế tiếp.Mạng không bị chậm đi khi có nút mạng được thêm vào.Bài 3 – Mạng cơ bản*Dạng vòngBài 3 – Mạng cơ bản*Hình trạng mạng dạng saoTất cả các nút mạng được nối vào một thiết bị tập trung (hub – bộ tập trung).Bộ tập trung nhận và chuyển tiếp các gói tin.Là hình trạng dễ nhất để quản lý và khắc phục sự cố.Mạng không hỏng nếu một nút nào đó hỏng.Bài 3 – Mạng cơ bản*Dạng saoBài 3 – Mạng cơ bản*Hình trạng mạng dạng laiChúng là biến thể của hai hay nhiều hình trạng.Sao – trục: Sử dụng để nối nhiều hub trong một mạng dạng sao với một đường trục.Sao – vòng:Được mắc như dạng sao nhưng hoạt động như như dạng vòng.Bài 3 – Mạng cơ bản*Các lưu ý khi thiết kếCác hình trạng mạng tốt nhất được chọn phải phù hợp với môi trường sẽ được sử dụngVị trí sắp xếp vật lý của các máy tính không ảnh hưởng đến hình trạng mạng cần chọn. Bài 3 – Mạng cơ bản*Các phương pháp truy nhập đường truyềnCó những luật lệ được đặt ra để loại trừ xung đột trên đường truyền.Có bốn loại phương thức truy cập đường truyền.Bài 3 – Mạng cơ bản*Tranh chấpMỗi nút mạng tranh chấp cho khả năng được truyền một gói tin.Đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột – Các nút mạng phải nghe trước khi truyền.Một xung đột xảy ra làm cho hai nút phải đợi một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi tiếp tục thử truyền lại.Đa truy nhập sử dụng sóng mang tránh xung đột – tất cả các nút phải đợi một khoảng thời gian ngẫu nhiên.Bài 3 – Mạng cơ bản*Lần lượt hỏiMỗi nút mạng được hỏi, theo thứ tự, xem nó có cần truyền không.Lần lượt hỏi cung cấp khả năng truy cập như nhau tới tất cả các nút mạng.Bài 3 – Mạng cơ bản*Truyền thẻ bàiMột gói tin đặc biệt gọi là thẻ bài được truyền vòng quanh mạng.Một nút mạng phải đoạt được một thẻ bài trước khi truyền gói tin.Truyền thẻ bài loại trừ hẳn các xung đột.Bài 3 – Mạng cơ bản*Yêu cầu ưu tiênCác nút mạng gửi tín hiệu yêu cầu đến thiết bị trung tâm và đợi một tín hiệu xác nhận.Nó cho phép ta xác định một nút mạng nhất định có quyền ưu tiên cao hơn các nút khác.Nó làm giảm giao thông mạng.Bài 3 – Mạng cơ bản*Yêu cầu ưu tiênBài 3 – Mạng cơ bản*Tổng kếtHình trạng mạng chỉ cách sắp đặt các nút mạng và nối dây giữa chúng và cách tất cả các nút giao tiếp với nhau. Hình trạng của mạng máy tính chỉ cách sắp đặt mạng máy tính. Có bốn loại hình trạng của mạng máy tính cơ bản: mắt lưới, trục, vòng và sao.Một hình trạng mắt lưới cũng được gọi là một hình trạng điểm tới điểm. Mỗi nút mạng được nối trực tiếp tới tất cả các nút còn lại. Loại này đôi khi được dùng trong một mạng diện rộng để đảm bảo tất cả các nơi vẫn tiếp tục truyền được khi dây cáp nào đó hỏng hay các vấn đề tương tự. Hình trạng này hiếm khi gặp trong mạng LAN.Bài 3 – Mạng cơ bản*Tổng kết (tiếp theo)Các mạng nội bộ hay dùng hình trạng đa điểm mà trong đó mỗi máy tính trên mạng chỉ có một kết nối. Kết nối này được nối vào một đường trục đơn chia sẻ cho tất cả các các nút mạng trên mạng. Loại hình trạng đa điểm hay gặp nhất là dạng trục. Một mạng máy tính theo hình trạng trục được đặc trưng bởi một điểm bắt đầu và một điểm kết thúc.Loại hình trạng này hoạt động tốt với các mạng máy tính nhỏ hơn và có chi phí thấp cho việc cài đặt. Tuy nhiên, nó sẻ trở nên chậm khi mạng được thêm các nút mới.Trong một mạng máy tính theo hình trạng sao, tất cả các nút được nối vào một thiết bị trung tâm gọi là bộ tập trung (hub), thiết bị này có nhiệm vụ nhận và chuyển tiếp các gói tin tới các nút mạng khác trong mạng. Bởi vì tất cả mọi thứ được tập trung hóa trong mạng hình sao nên nó là loại mạng dễ quản lý và xử lý sự cố hơn cả.Bài 3 – Mạng cơ bản*Tổng kết (tiếp theo)Một hình trạng đa điểm khác là dạng vòng ngược lại với dạng trục. Một trục có hai điểm kết thúc ở hai đầu, nhưng một vòng là một vòng tròn không có điểm kết thúc. Tất cả các nút mạng trên mạng nối với nhau thành một vòng. Không giống như dạng trục, trong đó nút mạng không đóng một vai trò tích cực, mỗi nút mạng trong một mạng dạng vòng có thêm chức năng mạng. Một mạng dạng vòng hoạt động tốt với một mạng máy tính với nhiều nút mạng nối với nhau.Không phải tất cả các hình trạng phải là một trong số các dạng như mắt lưới, trục, sao, hay vòng. Một vài biến thể của những hình trạng này, được biết đến như các hình trạng lai, cũng được sử dụng. Những biến thể này thực sự là sự kết hơp của hai hay nhiều hình trạng khác nhau.Bài 3 – Mạng cơ bản*Tổng kết (tiếp theo)Một hình trạng sao – trục hay được dùng để kết nối nhiều hub trong một mạng dạng sao với một mạng dạng trục và cung cấp thêm khả năng chịu lỗi. Một hình trạng sao – vòng được nối dây như một dạng sao nhưng lại hoạt động như một mạng dạng vòng. Các gói tin trong mạng dạng sao-vòng không truyền trực tiếp tới nút mạng tiếp theo trên vòng mà lại truyền thẳng tới hub.Để các hình trạng đa điểm hoạt động đúng, có những quy tắc bắt buộc để đảm bảo các dữ liệu truyền đến được nơi nguyên vẹn. Các quy tắc này gọi là các phương pháp truy nhập đường truyền.Một loại phương pháp truy nhập đường truyền là lần lượt hỏi. Mỗi nút mạng được lần lượt hỏi xem nó có cần truyền không. Nếu có, nó gửi gói tin đi và các nút mạng khác phải chờ; nếu không, đến lượt nút mạng tiếp theo được hỏi.Bài 3 – Mạng cơ bản*Tổng kết (tiếp theo)Một loại phương pháp truy cập đường truyền khác là tranh chấp, nghĩa là mỗi nút mạng tranh chấp, đấu tranh, cho khả năng được truyền. Có hai loại phương pháp truy nhập đường truyền tranh chấp. Loại thứ nhất là đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột (CSMA/CD). CSMA/CD cho rằng một nút mạng nên “nghe ngóng” để xác định xem có nút nào khác đang truyền hay không. Nếu một xung đột xảy ra, tất cả các nút khác vẫn tiếp tục việc truyền của họ, nếu có. Hai nút gây ra xung đột, mỗi nút đợi thêm một khoảng thời gian khác nhau trước khi nghe ngóng lại đường truyền và khởi động lại quá trình truyền.Bài 3 – Mạng cơ bản*Tổng kết (tiếp theo)Một biến thể khác trong phương pháp truy nhập đường truyền tranh chấp là đa truy nhập sử dụng sóng mang loại trừ xung đột (CSMA/CA). CSMA/CA cố gắng loại trừ hết các tất cả xung đột cùng lúc bằng cách giải quyết tình huống một cách khác hẳn. Thay vì chỉ cho hai nút gây ra xung đột, mỗi nút đợi một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi thử truyền lại, CSMA/CA cho tất cả các nút, mỗi nút đợi một khoảng thời gian ngẫu nhiên sau khi đường truyền không còn xung đột.Phương pháp truyền thẻ bài truyền dữ liệu kèm một gói tin đặc biệt gọi là thẻ bài từ một nút tới nút kế tiếp trên mạng. Một nút mạng chỉ có thể gửi nếu nó có thẻ bài. Nếu một nút mạng không cần gửi dữ liệu nó truyền thẻ bài sang nút kế tiếp. Nếu một nút mạng cần gửi một gói tin, nó đợi đến khi thẻ bài truyền đến và ghép gói tin đó vào thẻ bài.Bài 3 – Mạng cơ bản*Tổng kết (tiếp theo)Phương pháp truy nhập đường truyền yêu cầu ưu tiên tương tự như việc giơ tay lên và chờ được gọi. Nếu một nút mạng cần gửi một gói tin, đầu tiên nó truyền một tín hiệu yêu cầu tới thiết bị trung tâm. Ngay khi thiết bị trung tâm nhận được tín hiệu yêu cầu, nó gửi một tín hiệu chấp nhận trả lại nút mạng, lúc đó nút mạng có thể bắt đầu gửi gói tin của nó đi.