Mạng máy tính - Chương 11: Các mạng doanh nghiệp và mạng phân tán

Chương 11:Các mạng doanh nghiệp và mạng phân tánCác khái niệm mạng cơ bản*Mục đích bài họcTìm hiểu về hoạt động của Modem trong mạngTìm hiều về giao tiếp nhanh tới Modems trong giao tiếp mạngXem xét các loại sóng mang khác nhau được sử dụng trong truyền thông mạng đường dàiGiải thích về hoạt động của các thiết bị như: bộ lặp (repeater), cầu nối (bridge), bộ định tuyến (router), cầu định hướng (brouter), cổng nối (gateway), và switchCác khái niệm mạng cơ bản*Modem trong truyền thông mạngModem biến đổi hoặc điều biến (Modulate) tín hiệu số (từ máy tính) thành tín hiệu tương tự để truyền trên đường điện thoạiGiải điều biến (DEModulate) tín hiệu tương tự thành tín hiệu sốXem hình 11-1Có 2 loại, modem trong và modem ngoàiModem ngoài sử dụng nguồn riêng, dùng giao diện nối tiếp RS-232 Đầu nối sử dụng loại RJ-11 để nối với đường điện thoạiThường dùng tập lệnh Hayes Các khái niệm mạng cơ bản*Modem biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lạiHình 11-1 Modem biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lạiTín hiệu sốTín hiệu tượng tựTín hiệu sốModemModemCác khái niệm mạng cơ bản*Tốc độ của modemĐược đo bằng số lượng bits trong 1 giây (bps)Bộ tiêu chuẩn V-series của International Telecommunications Union (ITU) định nghĩa tốc độTừ bis (giây) và ter (1/60) cần được xem xétBaud chỉ số tín hiệu thay đổi trên 1 giâyTrước đây, baud và bps có thể dùng như nhau khi 1 bit tương ứng với 1 giao động của tín hiệu, nhưng ngày nay, thường trong 1 baud có nhiều hơn 1 bitCác khái niệm mạng cơ bản*Các loại modemCó 2 loạiAsynchronous: Dị bộSynchronous: đồng bộCác công nghệ số tốc độ cao sử dụng loại modem đặc biệtModem DSL Modem dùng Cáp hữu tuyếnCác khái niệm mạng cơ bản*Modem Dị bộBiến đổi dữ liệu thành một dãy số nhị phânCác bit Stop và start đứng ở 2 đầu mỗi byte, hình 11-2Kiểm soát luồng và sắp xếp dữ liệu chiếm 25% băng thông  Có thể dùng bit Parity (chẵn) để kiểm tra lỗiNén dữ liệu để tăng tốc độ truyềnThường dùng phương pháp nén MNP Class 5 Các khái niệm mạng cơ bản*Modem Dị bộ dùng bit  Start và Stop Hình 11-2 Modem dị bộ dùng bit Start và StopCác khái niệm mạng cơ bản*Modem dị bộ (tiếp)V.90 hiện là chuẩn cho modem dị bộ có tốc độ 56 Kbps Truyền thông Internet điển hình dùng V.90 thực hiện giao tiếp 2 chiều, hình 11-3Dùng phương pháp điều biến mã xung (PCM) để giảm nhiễu, hình 11-4Truyền thông bất đối xứng có tốc độ dowload và upload khác nhauTốc độ Upload lớn nhất là: 33.6 Kbps Tốc độ Download là 56 Kbps Các khái niệm mạng cơ bản*Truyền thông modem sử dụng liên lạc 2 chiều Analog-Digital Hình 11-3 Truyền thông modem sử dụng chuyển đổi 2 chiều Analog-DigitalCác khái niệm mạng cơ bản*Truyền thông modem dùng chuẩn V.90 Hình 11-4 Truyền thông modem sử dụng chuẩn V.90Các khái niệm mạng cơ bản*Modem đồng bộSử dụng thời gian để xác định nơi nào dữ liệu bắt đầu và kết thúcSử dụng cặp bit synch để đồng bộ các modemTruyền dữ liệu theo từng Frame (gói tin), hình 11-5Nhanh hơn modem dị bộ và có nhiều chức năng như kiểm tra lỗiCác khái niệm mạng cơ bản*Modem đồng bộ truyền đi các bit đồng bộ, tuần hoànHình 11-5 Modem đồng bộ truyền đi các bit dữ liệu đồng bộ tuần hoànCác khái niệm mạng cơ bản*Modem đồng bộ (tiếp)Có 3 giao thức đồng bộSynchronous Data Link Control (SDLC): điều khiển dữ liệu đồng bộHigh-level Data Link Control (HDCL): điều khiển tầng liên kết dữ liệu ở mức caoBinary Synchronous (bisync) Communications: truyền thông đồng bộ nhị phânDùng trên các đường dành riêngCác khái niệm mạng cơ bản*Modem kỹ thuật số (modem số)Không hẳn là một từ ngữ chuyên môn; không làm nhiệm vụ biến đổi từ tín hiện tương tự sang tín hiệu sốThường dùng để nói đến mạng dịch vụ tích hợp số (Integrated Services Digital Network:ISDN)ISDN sử dụng 2 bộ điều hợpThiết bị Network termination (NT)Thiết bị Terminal adapter (TA) Các khái niệm mạng cơ bản*Modem kỹ thuật số (tiếp)Modem Cable dùng cáp truyền hình hữu tuyến có đầu nối loại RJ-45 Đa số là dùng tín hiệu số, một số ít dùng tín hiệu tương tựTốc độ tối đa 1.5 MbpsDùng phương tiện truy cập dùng chungKhông giới hạn khoảng cáchKhoá mã dùng 56 bit để đảm bảo tính riêng tư Các khái niệm mạng cơ bản*Modem kỹ thuật số (tiếp)Đường thuê bao kỹ thuật số (DSL) làm việc với dây điện thoại soắn đôiKết nối không được chia sẻBăng thông rộng, tối thiểu là 384 Kbps Khoảng cách giới hạn trong khoảng 17,500 feet (3.31 miles) đến 23,000 feet (4.36 miles)Các khái niệm mạng cơ bản*Modem kỹ thuật số (tiếp)Có 2 loại DSLAsymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)- đường thuê bao số dị bộ: download là 8 Mbps và Upload là 1 Mbps Symmetric Digital Subscriber Line (SDSL)-đường thuê bao số đồng bộ: tốc độ download và upload bằng nhau Modem DSL và cable luôn giữ tốc độ kết nối ổn định đến các máy chủ xaCác khái niệm mạng cơ bản*Truyền thôngCác yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn modem và kết nối đến các mạng xaThông lượngKhoảng cáchChi phíCác khái niệm mạng cơ bản*Sóng mang (tiếp)4 lựa chọn sóng mang thông qua mạng điện thoại chuyển mạch công cộng - public switched telephone network (PSTN):Dial-upISDNDSLDedicated leased lines - đường thuê bao riêngCác khái niệm mạng cơ bản*Sóng mang (tiếp)Dial-up rất chậm, tối đa 28.8 KbpsCác công nghệ mới cho phép nâng lên 56 Kbps trên một số dây, trên lý thuyết có thể lên đến 115 Kbps Chi phí từ $18-$35ISDN có 2 tuỳ chọnBasic Rate Interface (BRI): có 2 kênh 64-Kbps cho âm thanh và dữ liệu gọi là B-channel và 1 kênh cho kiểm soát là D-channel. Chi phí từ $50-$70Primary Rate Interface (PRI) có 23 kênh loại B-channel à 1 kênh loại D-channel; chi phí từt $300 đến $1500Các khái niệm mạng cơ bản*Sóng mang (tiếp tục)DSL hỗ trợ tốc độ 384 Kbps, chi phí từ $30-$60Truyền thông tại tốc độ 1.5 Mbps, chi phí khoảng $300-$600Đường thuê bao riêngCó tốc độ từ 56 Kbps đến 45 MbpsChi phí caoCác khái niệm mạng cơ bản*Truy cập mạng từ xaWindows 2000/2003 sử dụng tiện ích Routing and Remote Access Service (RRAS)Bao gồm các dịch vụ định hướng cục bộHình 11-6Tối đa 256 kết nối truy cập từ xaHỗ trợ mạng riêng ảo (VPN) Các khái niệm mạng cơ bản*Windows 2000/2003 RRASHình 11-6 Windows 2000/2003 RRAS cho phép người dùng từ xa truy cập mạngCác khái niệm mạng cơ bản*Truy cập mạng từ xa (tiếp)Windows XP, 2000, NT, ME, và 9x gồm các phần mềm Dial-up Networking (DUN) để phục vụ kết nối từ xa2 giao thứcSerial Line Internet Protocol (SLIP): giao thức Internet đơn tuyến Point-to-Point Protocol (PPP): giao thức liên kết điểm-điểmCác khái niệm mạng cơ bản*Giao thức Internet đơn tuyến (SLIP)Là giao thức cổ trong tầng vật lýHỗ trợ giao thức IPDùng modem để kết nối PC với InternetKhông kiểm tra lỗiKhông nén dữ liệu bằng chuẩn SLIP Chỉ giao thức Compressed SLIP (CSLIP) hỗ trợ nén dữ liệuNgày nay rất ít dùngCác khái niệm mạng cơ bản*Giao thức liên kết điểm-điểm (PPP)Cung cấp dịch vụ cho tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu Hỗ trợ nhiều giao thức, IP, IPX, và NetBEUIHỗ trợ nén và kiểm tra lỗiNhanh hơn và tin cậy hơn SLIPHỗ trợ địa chỉ IP độngLà giao thức trong các hệ thống TCP/IP Các khái niệm mạng cơ bản*Mạng riêng ảoLà các kết nối tạm thời hoặc vĩnh viễn trong hệ thống mạngSử dụng công nghệ nén đặc biệtTạo ra một “đường hầm riêng ảo” để truyền thông qua mạng InternetCác khái niệm mạng cơ bản*VPNs trong môi trường WindowsWindows hỗ trợ dịch vụ quay số ảo (PPTP)Windows NT dùng Remote Access Service (RAS) cho phép người dùng quay số đến máy chủWindows 2000/2003 dùng Routing and Remote Access Service (RRAS)Các khái niệm mạng cơ bản*VPNs trong môi trường Windows (tiếp)Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) là giao thức an toàn hơn giao thức VPN, được giới thiệu trong Windows 2000Hỗ trợ xác thực và mã hoá cao cấpYêu cầu 2 đầu kết nối phải sử dụng WindowsCác khái niệm mạng cơ bản*VPNs trong các môi trường hệ điều hành khácLinux hỗ trợ các ứng dụng VPN trên máy chủ và máy trạmKhông tương thích với chuẩn L2TP dùng trên WindowsKhó sử dụng; có thể cần một bộ patch (vá lỗi) cho nhân Linux“giả” VPN là phương pháp phổ biến nhấn cho việc tạo kết nối VPN với LinuxCác khái niệm mạng cơ bản*VPN trong các môi trường hệ điều hành khác (tiếp)Hệ điều hànhNovell NetWare tạo các kết nối VPN phía máy chủCó thể tạo VPN WAN bằng cách liên kết các LANs qua các VPN qua InternetHệ điều hành Mac OS từ phiên bản 9. hỗ trợ các kết nối VPN từ máy trạm đến máy chủ Windows dùng giao thức PPTP hoặc IPSecMáy chủ Mac OS cung cấp một dịch vụ VPN cho phép các máy trạm dùng Mac OS, Windows, và Linux/Unix kết nối đến các mạng LAN (liên thông)Các khái niệm mạng cơ bản*VPNs trong các môi trường khácBộ định tuyến có thể cung cấp các tạo ra các kết nối VPN Liên kết các bộ định tuyến trong VPN cho phép kết nối từ xa đến cơ quan tổng sử dụng InternetCác kết nối mạng LAN mở rộng có thể được tạo nên bởi nhiều mạng LAN liên kếtCác khái niệm mạng cơ bản*Hoạt động và các lợi ích của VPNTách biệt chức năng riêng tư và mã hoá ra khỏi hoạt động của mạngCác thông tin vào, ra mạng đều phải được mã hoáSử dụng Internet như là một dịch vụ quay số riêng cho từng người Có thể liên kết nhiều LAN Các khái niệm mạng cơ bản*Hoạt động và các lợi ích của VPN2 ưu điểm của việc quay số:Tiết kiệm tiền cho phần cứng và hệ thống quản lý bằng cách lược bỏ các nhu cầu cần nhiều modem trên máy chủ RAS Tiết kiệm chi phí cho các cuộc điện thoại đường dài vì người dùng xa có thể truy cập vào máy chủ RAS bằng các cuộc nội hạtLợi ích lớn nhất của VPN mở rộng phạm vi của các mạng riêng dễ dàng và trong suốt với người dùngCác khái niệm mạng cơ bản*Tạo các hệ thống mạng lớnCó nhiều cách để mở rộng khả năng mạngMở rộng vật lý, hỗ trợ nhiều máyPhân đoạn để lọc và quản lý thông lượng trong mạngLiên kết các LANLiên kết 2 hoặc nhiều môi trường mạng khác nhauCác khái niệm mạng cơ bản*Tạo các hệ thống mạng lớn (tiếp)Các thiết bị thường dùng:Repeaters: bộ lặpBridges: cầu nốiRouters: bộ định tuyếnBrouters: cầu định tuyếnGateways: cổng nốiSwitchesCác khái niệm mạng cơ bản*Bộ lặpKhi tín hiệu truyền trên đường dài, có thể bị suy giảm nhiều và gây méoBộ lặp tái tạo lại tín hiệu và mở rộng phạm vi mạngXem mình 11-8Các gói tin và giao thức kiểm soát liên kết logic phải ở cùng phía với bộ lặpHoạt động tại tầng vật lýKhông lọc hay biến đổi tín hiệuCác khái niệm mạng cơ bản*Bộ lặp tái tạo tín hiệuHình 11-8 Bộ lặp tái tạo tín hiệuTín hiệu đếnBộ lặpTín hiệu ra được khôi phụcCác khái niệm mạng cơ bản*Bộ lặp (tiếp)Không thể nối các loại mạng (cấu trúc) khác nhauCó thể liên kết các phương tiện truyền khác nhau, hình 11-9Chuyển tiếp dữ liệu ở cùng tốc độ với nhận dữ liệuThời gian trễ, còn gọi là độ trễ chuẩn bị, trong quá trình tái tạo tín hiệuSố lượng bộ lặp trong mạng bị giới hạnMạng 10Base2 có tối đa 4 bộ lặp kết nối 5 đoạn mạngCác khái niệm mạng cơ bản*Bộ lặp có thể kết nối các phương tiện truyền khác nhauHình 11-9 Bộ lặp có thể kết nối các phương tiện truyền khác nhauCáp quangMạng Ethernet với cáp UTPMạng Ethernet với cáp UTPCác khái niệm mạng cơ bản*Cầu nốiLiên kết 2 đoạn mạngHỗ trợ kết nối các phương tiện liên kếtGiảm thông lượng mạng và hiện tượng thắt cổ chaiCó thể liên kết nhiều kiến trúc mạng khác nhauLàm việc tại tầng liên kết dữ liệuĐọc địa chỉ MAC để định hướng truyền dữ liệuCác khái niệm mạng cơ bản*Cầu nối (tiếp)Không giảm lưu lượng truyền vì sử dụng truyền broadcastNếu broadcast quá nhiều các gói tin sẽ gây nên “bão” broadcast và gây nghẽn mạngLàm việc tại tầng vật lý và liên kết nhiều kiến trúc mạngCác khái niệm mạng cơ bản*SwitchVề cơ bản là một cầu nối có nhiều cổng Có một bảng lưu địa chỉ các phần cứngTrong khi cầu nối chỉ liên kết 2 hoặc 3 đoạn mạng, thì switch có thể liên kết hàng trăm đoạn mạngTrong khi cầu nối sử dụng phần mềm thì switche có bộ vi xử lý riêngCác khái niệm mạng cơ bản*Switch (tiếp)Lợi ích: mỗi cổng kết nối dùng băng thông riêngCho phép truyền thông song đôiCó thể phân đoạn mạng thành mạng riêng ảoMỗi mạng riêng ảo có số hiệu riêngCác khái niệm mạng cơ bản*Bộ định tuyếnLà thiết bị cao cấp, cho phép kết nối các mạng riêng lẻ thành mạng phức tạp liên thôngMỗi bộ định tuyến có chức năng riêngInternet là mạng liên thông lớn nhấtCó rất nhiều đường nối giữa các đoạn mạngMỗi đoạn mạng gọi là một mạng con, chúng đều có số hiệu riêngXem hình 11-11Các khái niệm mạng cơ bản*Bộ định tuyến liên kết các mạng conHình 11-11 Bộ định tuyến liên kết các mạng conCác khái niệm mạng cơ bản*Bộ định tuyến (tiếp)Dùng địa chỉ mạng đích để định tuyến các gói tinHoạt động tại tầng mạngDùng bảng định tuyến để chọn đườngLoại bỏ các gói tin không có địa chỉSử dụng 2 phương pháp để chọn đườngBộ định tuyến tập trung sử dụng giao thức Giao thức thông tin tìm đường (Routing Information Protocol -RIP)Bộ định tuyến phân tán dùng giao thức Đường dẫn số 1 mở ngắn nhất (Open Shortest Path First-OSPF)Các khái niệm mạng cơ bản*Bảng định tuyếnLưu địa chỉ mạngCó 2 loại bộ định tuyến xét trên bảng định tuyếnĐịnh tuyến tĩnh – quản trị mạng thường xuyên cập nhật nội dung bảng định tuyếnĐịnh tuyến động – tự biết về các bộ định tuyến có trong mạng; dễ bảo trì và giúp định tuyến tốt hơnCác khái niệm mạng cơ bản*Giao thức định tuyến được và không định tuyến đượcGiao thức định tuyến đượcTCP/IPIPX/SPXDECNetOSIDDP (AppleTalk)XNSGiao thức không định tuyến đượcNetBEUIDLC (sử dụng trong máy in HP và máy chủ lớn IBM)LAT (Local Area Transport, một phần trong cấu trúc DECNet)Xem bảng 11-5 để biết về các ưu và nhược điểm của RoutersCác khái niệm mạng cơ bản*Ưu điểm và nhược điểm của bộ định tuyếnƯu điểm Nhược điểmLiên kết các mạng có cấu trúc và phương tiện truyền khác nhauĐắt, phức tạp hơn cầu nối hoặc bộ lặpChọn tuyến “đường” để truyền gói tin trên liên mạngChỉ làm việc với các giao thức định hướng; cập nhật tuyến động, tạo ra lưu lượng lớn trong mạngKhông sử dụng truyền broadcast hoặc bom tin để giảm lưu lượngChậm hơn cầu nối bởi vì bộ định tuyến phải thực hiện các tính toán phức tạp trên gói tinBảng 11-5Các khái niệm mạng cơ bản*Cầu định tuyếnKết hợp các tính năng của cầu nối và bộ định tuyếnChọn đường (giống bộ định tuyến)Chuyển gói tin dựa vào địa chỉ vật lý (giống cầu nối)Duy trì đồng thời bảng địa chỉ vật lý phần cứng và bảng định tuyếnDùng hiệu quả trong mạng lai, mạng tồn tại cả giao thức định tuyến được và không định tuyến đượcĐược xem như một bộ định tuyến có thêm các khả năng của cầu nốiCác khái niệm mạng cơ bản*Cổng nốiLiên kết hai kiến trúc mạng khác nhau hoặc 2 gói tin có định dạng khác nhauCó thể thay đổi định dạng thật của dữ liệuLàm việc tại các tầng phía trên trong mô hình OSISử dụng phần mềm để lược bỏ các phần thông tin được gắn vào gói tin; chuyển đổi dữ liệu sang định dạng mới, về với mô hình OSICác khái niệm mạng cơ bản*Tóm tắt chươngVì nhu cầu sử dụng mạng tăng, cần thiết phải hỗ trợ truy cập mạng từ xaISDN, DSL, modem cáp, hoặc đường thuê bao riêng có thể là giải pháp tốt nhấtBộ lặp tái tạo tín hiệu và giúp mở rộng mạngCầu nối được đặt giữa 2 đoạn mạng, xác định địa chỉ phần cứng để truyền tin Các khái niệm mạng cơ bản*Tóm tắt chương (tiếp)Đặt các máy tính thường xuyên giao tiếp mạng về cùng một phía với cầu nối để giảm thông lượng mạngSwitch gần giống với cầu nối, nhưng cho phép quản lý nhiều mạng con và tốc độ nhanh hơn cầu nốiCó 3 phương pháp chuyển mạch là cut-through, store-and-forward, và fragment-freeBộ định tuyến liên kết các mạng độc lập thành một liên mạng phức tạpCác khái niệm mạng cơ bản*Tóm tắt chương (tiếp)Trong mạng có nhiều tuyến, bộ định tuyến sẽ lựa chọn tuyến đường ngắn nhất để truyền tinGiao thức RIP cho phép bộ định tuyến học và quảng bá các tuyến đường này Cầu định tuyến kết hợp các chức năng của cầu nối và bộ định tuyếnCổng nối là thiết bị phổ biến nhất trong các mạng phức tạp