Chương 11: Các mạng doanh nghiệp và mạng phân tán

Mục đích bài học

 Tìm hiểu về hoạt động của Modem trong mạng  Tìm hiều về giao tiếp nhanh tới Modems trong

giao tiếp mạng

 Xem xét các loại sóng mang khác nhau được sử

dụng trong truyền thông mạng đường dài

 Giải 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 switch

Các khái niệm mạng cơ bản 2

Modem trong truyền thông mạng

 Modem biến đổi hoặc điều biến (Modulate) tín hiệu số (từ máy tính) thành tín hiệu tương tự để truyền trên đường điện thoại

 Giải điều biến (DEModulate) tín hiệu tương tự thành tín

hiệu số  Xem hình 11-1

 Có 2 loại, modem trong và modem ngoài

 Modem ngoài sử dụng nguồn riêng, dùng giao diện nối tiếp RS-

232

 Đầu nối sử dụng loại RJ-11 để nối với đường điện thoại  Thường dùng tập lệnh Hayes

Các khái niệm mạng cơ bản 3

Modem biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lại

Tín hiệu số

Tín hiệu tượng tự

Modem

Modem

Tín hiệu số

Hình 11-1 Modem biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lại

Các khái niệm mạng cơ bản 4

Tốc độ của modem

 Được đo bằng số lượng bits trong 1 giây (bps)  Bộ tiêu chuẩn V-series của International

Telecommunications Union (ITU) định nghĩa tốc độ

 Từ bis (giây) và ter (1/60) cần được xem xét  Baud chỉ số tín hiệu thay đổi trên 1 giây

 Trước 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 bit

Các khái niệm mạng cơ bản 5

Các loại modem

 Có 2 loại

 Asynchronous: Dị bộ  Synchronous: đồng bộ

 Các công nghệ số tốc độ cao sử dụng loại

modem đặc biệt  Modem DSL  Modem dùng Cáp hữu tuyến

Các khái niệm mạng cơ bản 6

Modem Dị bộ

 Biến đổi dữ liệu thành một dãy số nhị phân

 Các bit Stop và start đứng ở 2 đầu mỗi byte, hình

11-2

 Kiểm soát luồng và sắp xếp dữ liệu chiếm 25% băng

thông

 Có thể dùng bit Parity (chẵn) để kiểm tra lỗi  Nén dữ liệu để tăng tốc độ truyền

 Thường dùng phương pháp nén MNP Class 5

Các khái niệm mạng cơ bản 7

Modem Dị bộ dùng bit Start và Stop

Hình 11-2 Modem dị bộ dùng bit Start và Stop

Các khái niệm mạng cơ bản 8

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 11-3

 Dùng phương pháp điều biến mã xung (PCM) để

giảm nhiễu, hình 11-4

 Truyền thông bất đối xứng có tốc độ dowload và

upload khác nhau  Tốc độ Upload lớn nhất là: 33.6 Kbps  Tốc độ Download là 56 Kbps

Các khái niệm mạng cơ bản 9

Truyền thông modem sử dụng liên lạc 2 chiều Analog-Digital

Hình 11-3 Truyền thông modem sử dụng chuyển đổi 2 chiều Analog-Digital

Các khái niệm mạng cơ bản 10

Truyền thông modem dùng chuẩn V.90

Hình 11-4 Truyền thông modem sử dụng chuẩn V.90

Các khái niệm mạng cơ bản 11

Modem đồng bộ

 Sử dụng thời gian để xác định nơi nào dữ liệu

bắt đầu và kết thúc  Sử dụng cặp bit synch để đồng bộ các modem  Truyền dữ liệu theo từng Frame (gói tin), hình 11-5  Nhanh hơn modem dị bộ và có nhiều chức năng

như kiểm tra lỗi

Các khái niệm mạng cơ bản 12

Modem đồng bộ truyền đi các bit đồng bộ, tuần hoàn

Hình 11-5 Modem đồng bộ truyền đi các bit dữ liệu đồng bộ tuần hoàn

Các khái niệm mạng cơ bản 13

Modem đồng bộ (tiếp)

 Có 3 giao thức đồng bộ

 Synchronous Data Link Control (SDLC): điều khiển

dữ liệu đồng bộ

 High-level Data Link Control (HDCL): điều khiển

tầng liên kết dữ liệu ở mức cao

 Binary Synchronous (bisync) Communications:

truyền thông đồng bộ nhị phân  Dùng trên các đường dành riêng

Các khái niệm mạng cơ bản 14

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 số

 Thường dùng để nói đến mạng dịch vụ tích hợp số (Integrated Services Digital Network:ISDN)

 ISDN sử dụng 2 bộ điều hợp

 Thiết bị Network termination (NT)  Thiết bị Terminal adapter (TA)

Các khái niệm mạng cơ bản 15

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 tự

 Tốc độ tối đa 1.5 Mbps  Dùng phương tiện truy cập dùng chung  Không giới hạn khoảng cách  Khoá mã dùng 56 bit để đảm bảo tính riêng tư

Các khái niệm mạng cơ bản 16

Modem kỹ thuật số (tiếp)

 Đường thuê bao kỹ thuật số (DSL) làm việc

với dây điện thoại soắn đôi  Kết nối không được chia sẻ  Băng 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 17

Modem kỹ thuật số (tiếp)

 Có 2 loại DSL

 Asymmetric 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 xa

Các khái niệm mạng cơ bản 18

Truyền thông

 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn modem và

kết nối đến các mạng xa  Thông lượng  Khoảng cách  Chi phí

Các khái niệm mạng cơ bản 19

Sóng mang (tiếp)

 4 lựa chọn sóng mang thông qua mạng điện

thoại chuyển mạch công cộng - public switched telephone network (PSTN):  Dial-up  ISDN  DSL  Dedicated leased lines - đường thuê bao riêng

Các khái niệm mạng cơ bản 20

Sóng mang (tiếp)

 Dial-up rất chậm, tối đa 28.8 Kbps

 Các 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-$35  ISDN có 2 tuỳ chọn

 Basic 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-$70

 Primary Rate Interface (PRI) có 23 kênh loại B-channel à 1

kênh loại D-channel; chi phí từt $300 đến $1500

Các khái niệm mạng cơ bản 21

Sóng mang (tiếp tục)

 DSL hỗ trợ tốc độ 384 Kbps, chi phí từ $30-$60  Truyền thông tại tốc độ 1.5 Mbps, chi phí khoảng

$300-$600

 Đường thuê bao riêng

 Có tốc độ từ 56 Kbps đến 45 Mbps  Chi phí cao

Các khái niệm mạng cơ bản 22

Truy cập mạng từ xa

 Windows 2000/2003 sử dụng tiện ích Routing

and Remote Access Service (RRAS)  Bao gồm các dịch vụ định hướng cục bộ  Hình 11-6

 Tối đa 256 kết nối truy cập từ xa  Hỗ trợ mạng riêng ảo (VPN)

Các khái niệm mạng cơ bản 23

Windows 2000/2003 RRAS

Hình 11-6 Windows 2000/2003 RRAS cho phép người dùng từ xa truy cập mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 24

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 xa

 2 giao thức

 Serial Line Internet Protocol (SLIP): giao thức

Internet đơn tuyến

 Point-to-Point Protocol (PPP): giao thức liên kết

điểm-điểm

Các khái niệm mạng cơ bản 25

Giao thức Internet đơn tuyến (SLIP)

 Là giao thức cổ trong tầng vật lý  Hỗ trợ giao thức IP  Dùng modem để kết nối PC với Internet  Không kiểm tra lỗi  Không nén dữ liệu bằng chuẩn SLIP

 Chỉ giao thức Compressed SLIP (CSLIP) hỗ trợ

nén dữ liệu

 Ngày nay rất ít dùng

Các khái niệm mạng cơ bản 26

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 NetBEUI  Hỗ trợ nén và kiểm tra lỗi  Nhanh hơn và tin cậy hơn SLIP  Hỗ trợ địa chỉ IP động  Là giao thức trong các hệ thống TCP/IP

Các khái niệm mạng cơ bản 27

Mạng riêng ảo

 Là các kết nối tạm thời hoặc vĩnh viễn trong hệ

thống mạng

 Sử dụng công nghệ nén đặc biệt  Tạo ra một “đường hầm riêng ảo” để truyền

thông qua mạng Internet

Các khái niệm mạng cơ bản 28

VPNs trong môi trường Windows

 Windows hỗ trợ dịch vụ quay số ảo (PPTP)  Windows NT dùng Remote Access Service

(RAS) cho phép người dùng quay số đến máy chủ  Windows 2000/2003 dùng Routing and Remote

Access Service (RRAS)

Các khái niệm mạng cơ bản 29

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 2000  Hỗ trợ xác thực và mã hoá cao cấp  Yêu cầu 2 đầu kết nối phải sử dụng Windows

Các khái niệm mạng cơ bản 30

VPNs trong các môi trường hệ điều hành khác

 Linux hỗ trợ các ứng dụng VPN trên máy chủ và

máy trạm  Không tương thích với chuẩn L2TP dùng trên

Windows

 Khó 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 Linux

Các khái niệm mạng cơ bản 31

VPN trong các môi trường hệ điều hành khác (tiếp)

 Hệ điều hànhNovell NetWare tạo các kết nối VPN phía

máy chủ  Có thể tạo VPN WAN bằng cách liên kết các LANs qua các VPN

qua Internet

 Hệ 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 IPSec

 Máy 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 32

VPNs trong các môi trường khác

 Bộ 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 Internet  Các kết nối mạng LAN mở rộng có thể được tạo

nên bởi nhiều mạng LAN liên kết

Các khái niệm mạng cơ bản 33

Hoạt động và các lợi ích của VPN

 Tách biệt chức năng riêng tư và mã hoá ra khỏi

hoạt động của mạng  Các thông tin vào, ra mạng đều phải được mã hoá  Sử 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 34

Hoạt động và các lợi ích của VPN

 2 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 hạt

 Lợi ích lớn nhất của VPN mở rộng phạm vi của các mạng riêng dễ dàng và trong suốt với người dùng

Các khái niệm mạng cơ bản 35

Tạo các hệ thống mạng lớn

 Có nhiều cách để mở rộng khả năng mạng

 Mở rộng vật lý, hỗ trợ nhiều máy  Phân đoạn để lọc và quản lý thông lượng trong mạng  Liên kết các LAN  Liên kết 2 hoặc nhiều môi trường mạng khác nhau

Các khái niệm mạng cơ bản 36

Tạo các hệ thống mạng lớn (tiếp)

 Các thiết bị thường dùng:

 Repeaters: bộ lặp  Bridges: cầu nối  Routers: bộ định tuyến  Brouters: cầu định tuyến  Gateways: cổng nối  Switches

Các khái niệm mạng cơ bản 37

Bộ lặp

 Khi tín hiệu truyền trên đường dài, có thể bị suy

giảm nhiều và gây méo

 Bộ lặp tái tạo lại tín hiệu và mở rộng phạm vi

mạng  Xem mình 11-8  Các gói tin và giao thức kiểm soát liên kết logic phải ở

cùng phía với bộ lặp  Hoạt động tại tầng vật lý  Không lọc hay biến đổi tín hiệu

Các khái niệm mạng cơ bản 38

Bộ lặp tái tạo tín hiệu

Tín hiệu ra được khôi phục

Bộ lặp

Tín hiệu đến

Hình 11-8 Bộ lặp tái tạo tín hiệu

Các khái niệm mạng cơ bản 39

Bộ lặp (tiếp)

 Không thể nối các loại mạng (cấu trúc) khác nhau  Có thể liên kết các phương tiện truyền khác nhau, hình

11-9

 Chuyển tiếp dữ liệu ở cùng tốc độ với nhận dữ liệu  Thời gian trễ, còn gọi là độ trễ chuẩn bị, trong quá trình

tái tạo tín hiệu

 Số lượng bộ lặp trong mạng bị giới hạn

 Mạng 10Base2 có tối đa 4 bộ lặp kết nối 5 đoạn mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 40

Bộ lặp có thể kết nối các phương tiện truyền khác nhau

Cáp quang

Mạng Ethernet với cáp UTP

Mạng Ethernet với cáp UTP

Hình 11-9 Bộ lặp có thể kết nối các phương tiện truyền khác nhau

Các khái niệm mạng cơ bản 41

Cầu nối

 Liên kết 2 đoạn mạng  Hỗ trợ kết nối các phương tiện liên kết  Giảm thông lượng mạng và hiện tượng thắt cổ

chai

 Có thể liên kết nhiều kiến trúc mạng khác nhau  Làm việc tại tầng liên kết dữ liệu

 Đọc địa chỉ MAC để định hướng truyền dữ liệu

Các khái niệm mạng cơ bản 42

Cầu nối (tiếp)

 Không giảm lưu lượng truyền vì sử dụng truyền

broadcast  Nếu broadcast quá nhiều các gói tin sẽ gây nên “bão”

broadcast và gây nghẽn mạng

 Làm việc tại tầng vật lý và liên kết nhiều kiến

trúc mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 43

Switch

 Về cơ bản là một cầu nối có nhiều cổng  Có một bảng lưu địa chỉ các phần cứng  Trong khi cầu nối chỉ liên kết 2 hoặc 3 đoạn

mạng, thì switch có thể liên kết hàng trăm đoạn mạng

 Trong khi cầu nối sử dụng phần mềm thì switche

có bộ vi xử lý riêng

Các khái niệm mạng cơ bản 44

Switch (tiếp)

 Lợi ích: mỗi cổng kết nối dùng băng thông riêng  Cho phép truyền thông song đôi  Có thể phân đoạn mạng thành mạng riêng ảo  Mỗi mạng riêng ảo có số hiệu riêng

Các khái niệm mạng cơ bản 45

Bộ định tuyến

 Là thiết bị cao cấp, cho phép kết nối các mạng

riêng lẻ thành mạng phức tạp liên thông  Mỗi bộ định tuyến có chức năng riêng  Internet là mạng liên thông lớn nhất  Có rất nhiều đường nối giữa các đoạn mạng  Mỗi đoạn mạng gọi là một mạng con, chúng đều có

số hiệu riêng  Xem hình 11-11

Các khái niệm mạng cơ bản 46

Bộ định tuyến liên kết các mạng con

Hình 11-11 Bộ định tuyến liên kết các mạng con

Các khái niệm mạng cơ bản 47

Bộ định tuyến (tiếp)

 Dùng địa chỉ mạng đích để định tuyến các gói tin  Hoạt động tại tầng mạng  Dùng bảng định tuyến để chọn đường  Loại bỏ các gói tin không có địa chỉ  Sử dụng 2 phương pháp để chọn đường  Bộ 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 48

Bảng định tuyến

 Lưu địa chỉ mạng  Có 2 loại bộ định tuyến xét trên bảng định tuyến  Định tuyến tĩnh – quản trị mạng thường xuyên cập

nhật nội dung bảng định tuyến

 Định tuyến động – tự biết về các bộ định tuyến có trong mạng; dễ bảo trì và giúp định tuyến tốt hơn

Các khái niệm mạng cơ bản 49

Giao thức định tuyến được và không định tuyến được

 Giao thức định tuyến

 Giao thức không định

tuyến được  NetBEUI  DLC (sử dụng trong máy in HP

và máy chủ lớn IBM)

 LAT (Local Area Transport, một phần trong cấu trúc DECNet)

ể ế ề

ư

t v  các  u và

ả ể

ượ

được  TCP/IP  IPX/SPX  DECNet  OSI  DDP (AppleTalk)  XNS Xem b ng 11­5 đ  bi ủ c đi m c a Routers nh

Các khái niệm mạng cơ bản 50

Ưu điểm và nhược điểm của bộ định tuyến

Bảng 11-5

Ưu điểm

Nhược điểm

Đắt, phức tạp hơn cầu nối hoặc bộ lặp

Liên kết các mạng có cấu trúc và phương tiện truyền khác nhau

Chọn tuyến “đường” để truyền gói tin trên liên mạng

Chỉ làm việc với các giao thức định hướng; cập nhật tuyến động, tạo ra lưu lượng lớn trong mạng

Không sử dụng truyền broadcast hoặc bom tin để giảm lưu lượng

Chậm hơn cầu nối bởi vì bộ định tuyến phải thực hiện các tính toán phức tạp trên gói tin

Các khái niệm mạng cơ bản 51

Cầu định tuyến

 Kết hợp các tính năng của cầu nối và bộ định

tuyến  Chọn 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 tuyến

 Dùng hiệu quả trong mạng lai, mạng tồn tại cả giao thức định tuyến được và không định tuyến được

 Được xem như một bộ định tuyến có thêm các

khả năng của cầu nối

Các khái niệm mạng cơ bản 52

Cổng nối

 Liên kết hai kiến trúc mạng khác nhau hoặc 2

gói tin có định dạng khác nhau

 Có thể thay đổi định dạng thật của dữ liệu

 Làm việc tại các tầng phía trên trong mô hình OSI  Sử 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 OSI

Các khái niệm mạng cơ bản 53

Tóm tắt chương

 Vì nhu cầu sử dụng mạng tăng, cần thiết phải hỗ

trợ truy cập mạng từ xa

 ISDN, DSL, modem cáp, hoặc đường thuê bao

riêng có thể là giải pháp tốt nhất

 Bộ lặp tái tạo tín hiệu và giúp mở rộng mạng  Cầu nối được đặt giữa 2 đoạn mạng, xác định

địa chỉ phần cứng để truyền tin

Các khái niệm mạng cơ bản 54

Tóm tắt chương (tiếp)

 Đặt các máy tính thường xuyên giao tiếp mạng về cùng một phía với cầu nối để giảm thông lượng mạng

 Switch gần giống với cầu nối, nhưng cho phép

quản lý nhiều mạng con và tốc độ nhanh hơn cầu nối

 Có 3 phương pháp chuyển mạch là cut-through,

store-and-forward, và fragment-free

 Bộ định tuyến liên kết các mạng độc lập thành

một liên mạng phức tạp

Các khái niệm mạng cơ bản 55

Tóm tắt chương (tiếp)

 Trong mạng có nhiều tuyến, bộ định tuyến sẽ lựa chọn tuyến đường ngắn nhất để truyền tin  Giao 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 tuyến

 Cổng nối là thiết bị phổ biến nhất trong các

mạng phức tạp

Các khái niệm mạng cơ bản 56