Bài giảng Mạng máy tính: Mạng LAN

ạ

M ng máy tính

ạ

M ng LAN

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ộ

ữ

ề

ể

N i dung  Truy n thông gi a nhi u máy ề ạ ạ

ườ

ng truy n

 M ng đi m – đi m (point – to – point) ể  M ng chia s dùng chung đ ề ẻ ạ

 Các mô hình m ng LAN

ế ợ

 Mô hình BUS  Mô hình STAR  Mô hình RING  Các mô hình k t h p: BUS – BUS, BUS – STAR, STAR –

ạ

 Ho t đ ng c a m ng LAN ủ

ị

ạ ộ

ủ

STAR. ạ ộ  LAN card  Đ a ch tr m trên LAN ỉ ạ  Ho t đ ng c a LAN

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ậ

ng pháp truy c p trên LAN ươ ươ

ộ N i dung  Ph ươ  Ph  Ph

ng pháp CSMA/CD ậ ng pháp truy c p token passing ệ ạ

 Các công ngh m ng LAN

ạ

ể

ấ

ệ

ấ

 M ng Ethernet  Đ c đi m ặ  Các c u hình Ethernet 10 Base  Mã hóa tính hi u truy n ề  C u trúc khung Ethernet  Fast Ethernet 100 Base

ạ

 M ng Token Ring

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ạ

ể M ng đi m – đi m

ể (point – to – point)

 M i c p máy s d ng 1 k t ế

ử ụ

ể ỗ ặ ố n i khác nhau  3 máy  3 k t n i ế ố  4 máy  6 k t n i ế ố  N máy  N(N-1)/2 k t n i ế ố  Nh n xét: M ng đi m - đi m ể ạ

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ậ ỉ ỏ ợ ch thích h p khi N nh

ạ

ườ

ẻ M ng chia s dùng chung đ

ề ng truy n

Telecommuter

ể

 Các máy tính trên m ng có th chia t ế

Internet

Headquarters

ạ ế ố  ti

Branch office

ạ ề

ậ

ạ

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ẻ s dùng chung các k t n i ượ ố ế ố ệ c s k t n i ki m đ  M ng c c b LAN là m ng chia s ẻ ụ ộ ạ ườ ng truy n sao cho dùng chung đ ể các máy có th truy c p thông tin ạ ớ v i nhau trên m ng  Ph m vi ho t đ ng LAN: vài km, ạ ộ ớ ợ thích h p v i các văn phòng, công ọ ườ ng h c,... ty, tr

ế ố ạ

ứ

Các mô hình LAN  Mô hình LAN xác đ nh cách th c các máy tính k t n i l

ị ớ v i nhau nh th nào

ư ế  Có nhi u mô hình: ề

 BUS  STAR  RING  Mesh  Tree (ít dùng)

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ượ ố ớ ọ

ệ ượ ấ ả ướ c n i v i nhau vào 1 đ c truy n theo 2 h ườ ủ ng c a bus ng truy n chung g i là BUS ề t c các máy đ u ề  t

Mô hình BUS  Các máy đ  Tín hi u đ ậ ượ nh n đ ệ

ề c tín hi u. ế



ể ấ ệ ệ  Tín hi u đ n 2 đ u bus có th b d i l ầ  Terminator dùng đ h p thu tín hi u không cho d i l ể ị ộ ạ  gây nhi u.ễ i ộ ạ i

ặ ả ơ u: d l p đ t, đ n gi n, ít

ộ ạ

 Bus đ t ứ  toàn b m ng tê

tệ

ả ử ụ

ệ ế

ấ ề

ạ

 Khó thêm máy m iớ  Khó b o trì cáp ả  Hi u su t m ng gi m đáng k ể ạ n u nhi u máy s d ng m ng

Quảng Nam 2009, Huy Cường

Ư ễ ắ ố t n cáp.  Khuy t:ế

ố c n i vào 1 h p m c

Mô hình STAR  Các máy đ ượ ố ộ ọ trung tâm g i là HUB  HUB nh n tín hi u t ậ ề

ệ ừ ệ ở 1 máy g i ấ ả ế t c

ế đ n truy n tín hi u đ n t các máy khác

ề

 Switch (HUB thông minh): nh n ậ ế ở ỉ tín hi u g i đ n, ch truy n tín ậ ầ hi u đ n máy c n nh n



ạ ợ

ử ụ

ứ

ệ ế ệ

ạ

ẫ

c m ng, các máy khác v n vào m ng bình th ả ấ

ố ớ ườ ng ế

ử ụ

ệ

ề

ạ

ả

ỉ ộ ạ  N u dùng Switch hi u su t m ng v n đ m b o n u nhi u máy s d ng ẫ

ễ ễ ả ượ ế m ngạ  Khuy t: ế

ạ ơ

ề

 HUB h ư  m ng tê li ệ t  Chi phí cao h n (chi phí cho HUB, nhi u cáp h n) Quảng Nam 2009, Huy Cường

u: Ư  D thêm/b t máy vào m ng ớ  D b o trì cáp, khi 1 s i cáp đ t ch m t máy n i v i cáp không s d ng

ệ ượ ố ự ế ề ề c truy n theo 1 chi u trên vòng

Mô hình RING  Các máy n i tr c ti p vào 1 vòng tròn  Tín hi u đ  Có 2 lo i vòng: ạ  Tr c ti p ự ế  Qua HUB vòng ạ

 Vòng đ t ứ  m ng tê li ệ

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ế ị ầ ố

ế ợ Các mô hình k t h p  BUS – BUS: Các bus n i v i nhau qua thi

t b c u n i bridge 

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ế ề ả ố ớ i trên BUS n u BUS quá nhi u máy ả gi m t

ế ợ Các mô hình k t h p  BUS-STAR

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ế ợ Các mô hình k t h p  STAR-STAR

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ạ

ủ ạ

Ho t đ ng c a LAN – Card m ng  Thi

ạ ộ ế ị ơ ả t b c b n đ n i m ng LAN là

ạ ể ố card m ng (LAN card)

 LAN card có ch c năng truy n/nh n d ậ ữ

ứ ề

ể

ề

ể

ạ

 Chip đi u khi n: đi u khi n các ho t

ề đ ng trên LAN card

ộ ộ

ộ

ớ ằ

ầ

 Cài đ t LAN card: c u hình ườ

ạ ớ

 B thu phát  Vùng đ m: b nh n m trong Card ệ  Đ u n i cáp ố  Boot ROM (option) ấ 15): đ

 Đ ng IRQ (0

ng liên l c v i

ệ ấ li u theo khung  C u trúc LAN card:

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ặ ườ CPU  I/O port

ỗ

ượ

Đ a ch tr m trên LAN  Đ phân bi

c quy

ỉ ạ ệ t các máy tính trên LAN, m i máy đ ị ỉ

ị ể ị đ nh 1 đ a ch duy nh t g i là đ a ch tr m ở ị

ỉ ạ ị

ầ ứ

ấ ọ  Đ a ch tr m trên LAN đ

c quy đ nh b i ph n c ng LAN

ị ỉ ạ ị

ượ Card (đ a ch v t lý – MAC (Medium Access Control))

 Có 3 cách quy đ nh đ a ch : ỉ

ị  Đ a ch tĩnh: m i LAN Card khi s n xu t đ

ỉ ậ ị ỗ ầ ứ nh t trong ph n c ng LAN Card

ả ỉ ấ ượ ỉ ị c gán 1 đ a ch duy

 Đ a ch kh c u hình: m t s LAN Card cho phép ng

ộ ố ỉ ườ ị ấ ị i dùng t ự

ả ấ ượ ị ỉ ầ c đ a ch LAN Card b ng ph n m m.

ị quy đ nh đ ỉ ộ ằ ự ộ đ ng khi kh i đ ng.

ườ ị ỉ ị ng thì dùng ph

 Đ a ch đ ng: gán đ a ch 1 cách t ị  Thông th  Ng ễ  Có d ng ạ XX XX XX XX XX XX ví d : ụ 00-0B-5D-55-B5-DB Mã nhà SX Mã LAN Card

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ươ ể ể ườ ị ề ở ộ ỉ ng pháp gán đ a ch tĩnh ỉ i ta dùng 48 bit đ bi u di n đ a ch LAN Card

ạ ộ

ủ

ề ẽ ộ

Ho t đ ng c a LAN  M t máy mu n truy n khung s ố ỉ

ị kèm theo đ a ch đích ượ ấ ạ

ậ c truy n lên m ng, t ể

ị ề ỉ

ị ớ ỉ ạ ớ ỉ ạ

 Khung đ ề t ả c các máy đ u có th nh n khung. Tuy nhiên ch máy có đ a ch tr m trùng v i đ a ch tr m đích m i ậ nh n khung, các máy khác b qua khung. ế

ỏ

ề

 N u mu n truy n nhi u máy ph i ả ề ệ t thêm 1 đ a ch LAN Card đ c bi ỉ broad cast có d ng ạ ị ọ g i là đ a ch

ố ị ặ ỉ

FF FF FF FF FF FF cho phép khung

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ở ế ấ ả g i đ n t t c các máy trên LAN

ậ

ươ

ng pháp truy c p trên LAN

ề ẻ ng truy n chia s dùng chung  ph i có 1 ả

Ph  M ng LAN s d ng đ

ề ể ị ườ ậ ườ ng truy n chung đ các máy không b xung ử ụ ng pháp truy c p đ

ạ ươ ph đ tộ

 Có nhi u ph ề  CSMA/CD  CSMA/CA  Token passing  Token bus  .........

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ậ ươ ng pháp truy c p:

ươ

ậ

ớ

ậ ng pháp truy c p CSMA/CD Ph  CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision ườ ng dây đa truy c p v i phát

ng pháp đ

ươ Detection): ph ộ hi n s xung đ t ố

ệ ự ộ

ề

ướ

 M t máy mu n truy n, tr

ườ ế ụ

ả c tiên ph i ki m tra đ ượ ạ ề c l

ể ng i, máy ti p t c

ử

ề

ề truy n, n u máy rãnh thì truy n. Ng th cho t

ế

ả

ợ

ả

ể

ế ớ i khi rãnh và truy n.  Có kh năng x y ra tr

ườ ấ

ng h p: N u 2 máy cùng ki m tra ề  2 tín hi u ệ

ng truy n, cùng th y rãnh và cùng truy n

ề

ộ

ẫ ộ

ế ụ ư ồ ế

ế ờ

ề ả

ử ạ

ề ườ đ ạ  gây ra xung đ tộ ẽ s va ch m  Đ gi ế ể ả i quy t xung đ t: 1 máy khi truy n v n ti p t c ệ ườ ể ng truy n n u phát hi n xung đ t thì ng ng ki m tra đ ẫ ợ ề truy n và đ i 1 kho ng th i gian ng u nhiên < d, r i ti p ụ t c th l

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ươ

Ph

ậ ng pháp truy c p CSMA/CD

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ươ

ế

ể ả

ộ ẫ

ố ả

ố ố ẫ ẫ

ạ ấ

ộ

ớ  xác su t trùng càng ấ ầ ẫ ề ị ỗ

i đa 16 l n xung đ t. N u sau 16 l n v n i”.

ế  thông báo l ỗ

i “truy n b l

ọ

ộ ầ ộ ầ ộ ầ ố ị

ạ

ậ Ph ng pháp truy c p CSMA/CD  Có th x y ra đa xung đ t. Đ gi ộ ể ả i quy t đa xung đ t  Xung đ t l n đ u: s ng u nhiên < d (kho ng th i gian đ i) ợ ờ ầ  Xung đ t l n 2: s ng u nhiên < 2d  Xung đ t l n k: s ng u nhiên < kd  Ph m vi s ng u nhiên càng l n ẫ ầ ố th p, quy đ nh t xung đ t ộ  b qua khung ỏ  Cách Ch n d: ζ ọ ọ

 G i là tín hi u lan truy n h t đ ệ  Ch n d = 2 là kho ng th i gia t ố

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ề ế ườ ờ ệ ượ ả ng kính m ng i đa phát hi n đ ộ c xung đ t

ươ

Ph

ậ ng pháp truy c p CSMA/CD

 Nh n xét ậ  Ph

ụ ộ ả ử ụ ạ ố ng pháp CSMA/CD ph thu c vào t i m ng (s máy s d ng

ệ

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ươ m ng)ạ ả ả ặ ả ị ả ễ ị ệ ể ả  nhanh do ít xung đ tộ  T i nh : r t hi u qu ỏ ấ  T i n ng: hi u qu b gi m đáng k do các máy d b xung đ t h n ộ ơ

ậ

ể

ẻ

ng pháp này ch dùng trên mô hình vòng (ring). ể

ụ

c di chuy n liên t c quanh vòng.

ể ả ợ

ữ

ế

ố

PP truy c p token passing (chuy n th bài)  Ph ỉ ươ  M t th bài (token) đ ượ ộ  M t máy mu n truy n ph i đ i token đ n, gi ề ộ

token và

ề

ữ ệ ế

 Khung d li u đ n máy đích, máy s sao chép khung vào

truy n khung d li u ữ ệ ể

máy và chuy n khung tr v l

ẽ ầ ở i máy g i ban đ u

ở ỏ

ế

ở ề ạ  Máy g i b khung và tr token đ n máy k trên vòng ả  Quá trình ti p t c ế ụ

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ậ

PP truy c p token passing

 Nh n xét: ậ  Ph

ị ng pháp này không b

ệ

ẹ

ả

ng pháp

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ươ xung đ tộ  So v i ph ươ ớ CSMA/CD:  T i năng: hi u qu h n ả ơ ả  T i nh : không hi u qu ệ ả

ề

ấ

ệ ạ Các công ngh m ng LAN  Có nhi u công ngh m ng LAN ệ ạ  ArcNet (x a nh t) ấ ư  Ethernet (ph bi n nh t) ổ ế  Token Ring  FDDI  Apple talk  100 Base – any LAN  ATM (m i nh t) ớ

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ạ ạ

ượ ữ ứ

M ng Ethernet  M ng Ethernet đ

ế ợ ư

 Đ c đi m:

ặ

ụ

ươ

ậ ng pháp truy c p CSMA/CD

 Các c u hình Ethernet 10 Base

 S d ng mô hình: BUS/STAR k t h p ế ợ  Cáp: xo n đôi, đ ng tr c, quang ắ ồ  K thu t truy n: Baseband ề ậ ỹ  T c đ : 10Mbps ố ộ  Dùng ph ấ ấ ấ ấ ấ

 C u hình 10 Base 5  C u hình 10 Base 2  C u hình 10 Base T  C u hình 10 Base F

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ề c hãng Xerox nghiên c u vào nh ng năm 1970. V ẩ sau các hãng Intel và Digital Equipment và Xerox k t h p đ a ra chu n Ethernet 10 Base ể ử ụ

ấ

ồ

ạ

ố

ố ớ

ạ

C u hình 10 Base 5  Mô hình BUS v i cáp đ ng tr c dày (thick) ụ ớ  M ng cho phép t

i đa 5 đo n BUS. Các đo n n i v i nhau

ố

ỗ

ố

ạ

ố ố

i đa 100 máy

 dài t

i đa

i đa 500m, n i t

i đa 500 máy

ạ

 Các thi

ộ

ố

qua bridge  M i đo n dài t ố ố 2500m, n i t ế ị ố t b n i m ng  LAN car đ u AUI (D-15) ầ  B thu phát trên BUS g i la transceiver ọ  Terminator  Cáp n i AUI  C u hình này không ph bi n

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ấ ổ ế  do chi phí cao

ấ

ồ

ạ

ượ

ố

ạ

i đa 5 đo n BUS, các đo n đ

ố ớ c n i v i

ố

ỗ

ố ố

i đa 30 máy

 m ng dài t ạ

t b n i m ng:

 Các thi

ổ ế

ấ

ẻ ễ

C u hình 10 Base 2  Mô hình BUS v i cáp đ ng tr c mãnh (thin) ụ ớ  M ng cho phép t nhau qua bridge  M i đo n dài t ố ạ i đa 185m, n i t ố ố i đa 150 máy đa 925m, n i t ế ị ố ạ  LAN Card đ u BNC ầ  Terminator  Đ u n i BNC và T_Connector ầ ố  1 th i gian đ ượ ờ

ặ c dùng r t ph bi n do chi phí r , d cài đ t

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ấ

ắ  HUB là 100m

i: BUS-STAR, STAR-STAR

C u hình 10 Base T  Mô hình STAR v i cáp xo n đôi ớ  Kho ng cách t ố ả i đa máy  Các HUB có th k t h p l ể ế ợ ạ  T i đa 1020 máy ố  Các thi

t b n i m ng:

ạ ế ị ố  LAN Card đ u RJ_45 ầ  HUB/Switch  Đ u n i RJ_45 ầ ố

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ấ

ủ ế

ụ

ấ

ỉ ở

ố

ớ

C u hình 10 Base F  Mô hình BUS v i cáp quang ớ  C u hình này ch y u ch dùng làm tr c chính ạ i đa

xa v i nhau, dài t

ể ố (backbone) đ n i các m ng 2km

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ệ

ễ

ề ệ Mã hóa tín hi u truy n  Dùng mã manchester  Hi u đi n th : ế ệ  0V bi u di n bit 1 ể  -1,5V bi u di n bit 0 ể

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ấ

C u trúc khung Ethernet

7 byte

2/6

01500

046

preamble

sof

dest

src

len

data

pad

CRC

ườ

ạ

 Tr

ng preamble (7 byte) có d ng

 1 0 1 0 1 0 1 0 … 1 0 1 0  Dùng làm tín hi u đ ng h (clock) đ đ ng b gi a máy g i và

ộ ữ ể ồ ệ ở ồ ồ

ắ ầ

ậ

ị

ỉ ạ ồ

ị

ỉ

ị

 sof (start of frame) có giá tr 10101011 byte b t đ u khung ị  dest (2 hay 6 byte): xác đ nh đ a ch tr m đích (máy nh n) ị  src (2 hay 6 byte): xác đ nh đ a ch ngu n (máy g i) ở ị  len (2 byte): xác đ nh chi u dài data tính theo byte ề ị  data: xác đ nh vùng d li u c n truy n ề ữ ệ ầ

Quảng Nam 2009, Huy Cường

máy nh nậ

ấ

ả

C u trúc khung Ethernet  Pad: vùng d li u gi

ữ ệ ị

 Theo quy đ nh 1 khung ph i ch a ít nh t là 46 byte data (đ có th ứ

ể ấ ả ể

ộ phát hi n xung đ t)

 N u d li u không đ thì ta ph i thêm d li u gi

ể

ỗ

ứ

ữ ệ ủ ả ả ủ 0 cho đ 46 byte

i CRC 32 bit dùng đa th c sinh

ệ ế ữ ệ  CRC: Mã ki m l

G(x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 +

Quảng Nam 2009, Huy Cường

x + 1

Ethernet 10 Base

 Fast Ethernet 100 Base v i ớ

Fast Ethernet 100 Base  C i ti n t ả ế ừ ố ộ t c đ 100Mbps. ấ

 C u hình Fast Ethernet 100 Base nh sau:

ắ ấ

 100 Base T4: c u hình STAR v i cáp UTP CAT 5, dùng 4 c p xo n ặ ớ ươ ặ ng thích

ắ  không t

ỉ đôi (Ethernet 10 Base ch dùng 2 c p xo n đôi) ớ v i Ethernet 10 Base

ặ

 100 Base TX: c u hình STAR v i cáp UTP CAT 5 ch dùng 2 c p ấ ớ ươ ng thích v i Ethernet 10 Base. Đây là c u hình dùng ệ

ỉ ấ ớ

Quảng Nam 2009, Huy Cường

 t ắ xo n đôi ấ ổ ế ph bi n nh t hi n nay  100 Base FX: dùng cáp quang.

ạ

ớ ệ ượ

i thi u vào năm 1984 ớ

ả ế ề

ề ậ ươ ng pháp truy c p token passing ệ

M ng Token Ring  Đ c hãng IBM gi  Dùng mô hình Ring v i HUB vòng  Cáp xo n đôi ắ  T c đ 4Mbps, v sau c i ti n lên 16Mbps ố ộ  K thu t truy n baseband ỹ ậ  S d ng ph ử ụ  Mã hóa tín hi u: dùng mã Manchester vi sai



 Bit đ uầ bit 1 bit 0

 Các bit k :ế ệ ệ

ề  bit 1  Tín hi u đ o chi u ả  Tín hi u không đ o chi u ả

ề  bit 0

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ạ ấ

ứ ạ ơ

M ng Token Ring  C u trúc khung token ring ph c t p h n Ethernet  Có 3 lo i:ạ

 Token: b t đ u 2 token ắ ầ  D li u: ch a d li u truy n ề  L nh: ch a các l nh token ring

SD AC ED

ữ ệ

ệ

 Token (3 byte):  Khung d li u / l nh

data

dest

SD AC FC

src

Command CRC ED FS

2/6

Quảng Nam 2009, Huy Cường

ứ ữ ệ ệ ữ ệ ệ ứ

ạ

ế

t token hay khung

ỉ

ứ ữ ệ ầ ạ

ế

ượ

ệ ề t tr ng thái frame đ

c thành

M ng Token Ring  SD: byte b t đ u khung ắ ầ  ED: byte k t thúc khung ế  AC (Access Control): cho bi  Dest: đ a ch đích ỉ ị  Src: đ a ch ngu n ồ ị  Data/command: ch a d li u c n truy n hay l nh  FS (Frame Status): cho bi iỗ công hay l ị

ữ ệ

ệ

 FC: xác đ nh khung d li u hay khung l nh

Quảng Nam 2009, Huy Cường

Bài giảng Mạng máy tính: Mạng LAN - Nguyễn Hà Huy Cường