Bài giảng Mạng máy tính: Bài 3

Các loại mô hình mạng

Biên soạn: Nguyễn Quốc Sử

Topology

• Là hình trạng liên kết máy tính và các thiết bị mạng.

và thiết bị.

• Topology vật lý: là các dạng hình học khi liên kết các máy

thiết bị, máy tính khi sử dụng hình dạng mạng đó.

• Topology luận lý(logic): là cách thức hoạt động của các

chuẩn như hình vẽ.

• Trên thực tế rất ít khi bố trí được máy móc, thiết bị đúng

Các loại Topology cơ bản

• BUS

• STAR

• RING

• MESH

• BUS-STAR(TREE)

• STAR-RING

Mạng BUS

• Sơ đồ kết nối BUS

Workstation 1

Workstation 2

Workstation 3

Boä tieáp ñaát Terminator

Workstation 4

Workstation 5

4/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

Mạng BUS

• Tín hiệu đi trong mạng Bus

Workstation 1

Workstation 2

Workstation 3

Boä tieáp ñaát Terminator

Workstation 4

Workstation 5

5/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

• Workstation 1 gởi cho Workstation 5

Mạng BUS • Tín hiệu đi trong mạng Bus - trường hợp có sự cố

• Workstation 1 gởi cho Workstation 5, tín hiệu khi đến đoạn bị đứt sẽ đi không

được, và gây nghẽn mạch

Workstation 1

Workstation 2

Workstation 3

Boä tieáp ñaát Terminator

Workstation 4

Workstation 5

Mạng BUS

• Kết nối đơn giản và phổ biến

trong mạng

• Dùng một sợi cáp kết nối trực tiếp tới tất cả các máy tính

• Ưu điểm: giá thành rẻ, dễ lắp đặt, có khả năng mở rộng

mạng, đầu nối bị sự cố)

• Khuyết điểm: khi lỗi xảy ra rất khó phát hiện (khi cáp

Mạng BUS

• Workstation 1 gởi đến workstation 5

• Workstation 3 gởi đến workstation 4

Workstation 1

Workstation 2

Workstation 3

Boä tieáp ñaát Terminator

Workstation 4

Workstation 5

• Kỹ thuật CSMA/CD

Mạng BUS

1. Host muốn gởi dữ liệu.

2. Tín hiệu trên đường truyền ?

3. Chuẩn bị frame để gởi.

4. Gởi Frame đi.

5. Kiểm tra collision ?

6. Tiếp tục gởi frame.

7. Đã gởi xong dữ liệu ?

8. Kết thúc gởi dữ liệu.

9. Phát sinh tín hiệu tắt nghẽn

(JAM)

10. Số lần đã gởi tăng lên 1

11. Số lần đã gởi quá lớn ?

12. Hủy bỏ việc truyền dữ liệu

13. Dùng thuật toán backoff để tính

toán thời gian chờ (t ms)

14. Chờ t ms, sau đó gởi lại

•Kỹ thuật CSMA/CD

Mạng hình Vòng(Ring)

• Được phát triển bởi IBM những năm 80.

những năm 90 cho văn phòng, trường học,…

• Rất thông dụng vào đầu

với 2 thiết bị lân cận.

• Mỗi thiết bị kết nối

• Sử dụng các kỹ thuật truyền: Token Ring, FDDI, SONET.

khi có sự cố tại nút mạng hoặc trên dây Ring.

• Mạng sẽ bị chậm hoặc gián đoạn

Kỹ thuật Token Ring

kim đồng hồ hoặc ngược lại.

• Tất cả các gói tin truyền thông qua mạng theo cùng chiều

trong mạng Vòng.

• Một frame(packet) đến một thiết bị kế tiếp theo thứ tự

• Thiết bị sẽ kiểm tra tin nhắn trong frame chứa địa chỉ để xác định có phải gởi cho nó không.Nếu không thiết bị sẽ xóa gói tin đó đi. Nếu gói tin trống được gọi là Token Frame

sẽ chèn gói tin vào Token Frame và sau đó gởi trở lại mạng Ring.

• Thiết bị sẽ giữ Token Frame khi muốn truyền tín hiệu. Nó

tiếp trong mạng theo thứ tự.

• Nếu không thiết bị sẽ trả lại Token Frame cho thiết bị kế

• Các bước trên cứ luân chuyển trong mạng.

Kỹ thuật Token Ring(tt)

• Minh họa truyền dữ liệu từ Workstation 2 đến

máy Workstation 5 trong mạng Ring

Workstation 2

Workstation 3

Workstation 1

RING

Workstation 4

Workstation 5

12/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

Workstation 2

Workstation 3

Workstation 1

RING

Workstation 4

Workstation 5

• Tín hiệu đi trong mạng vòng (Ring) - khi có sự cố

Đặc điểm mạng Vòng

năm 90 đến khi Ethernet chiếm ưu thế.

• Kỹ thuật mạng Vòng được dùng rộng rãi trong những

• Mạng Token Ring chuẩn tốc độ: 16Mb/s

• Mạng Token Ring tốc độ cao(High Speed Token Ring) tốc độ 100Mb/s gần bằng Ethernet nhưng không còn hấp dẫn các nhà đầu tư.

• Không cần quan tâm đến định tuyến

• Không sợ bị nghẽn đường truyền

• Tiết kiệm dây dẫn

• Ưu điểm:

• Dễ bị sự cố cho cả hệ thống nếu 1 máy bị đứt kết nối

• Nhược điểm:

Mạng hình Sao(STAR)

dụng mạng hình Sao.

• Hầu hết mạng gia đình đều sử

là có một điểm trung tâm gọi là nút kết nối(Hub Node) có thể là HUB, SWITCH, ROUTER.

• Đặc điểm của mạng hình Sao

UTP(Unshielded Twisted Pair).

• Các thiết bị trong mạng Sao liên kết bằng cáp xoắn cặp

Mạng hình Sao(STAR(tt))

• Minh họa truyền dữ liệu từ Workstation 2 đến

máy Workstation 5

Workstation 1

Workstation 2

Workstation 3

Hub/Switch

Workstation 4

Workstation 5

16/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

Mạng hình Sao(STAR(tt))

hưởng máy khác

Workstation 1

Workstation 2

Workstation 3

Hub/Switch

Workstation 4

Workstation 5

• Minh họa nếu 1 đoạn mạng bị hỏng không làm ảnh

Đặc điểm mạng hình Sao

10/100/1000Mb/s(Ethernet).

• Mạng hình Sao hoạt động với các mức tốc độ thông dụng

• Được các nhà đầu tư chọn dùng nhiều nhất hiện nay.

• Nguyên lý hoạt động đơn giản, dễ phát hiện thiết bị hư hỏng và

sữa chữa.

• Khi một máy bị đứt kết nối không ảnh hưởng đến mạng.

• Ưu điểm:

• Thiết bị trung tâm(Hub Node) bị hư hỏng sẽ làm sụp đổ cả mạng.

• Tốn kém nhiều dây dẫn.

• Cần phải định tuyến gói tin.

• Số lượng máy càng nhiều hiệu suất mạng càng giảm

• Nhược điểm:

Mạng hình Lưới(MESH)

• Từng cặp máy

tính được kết nối trực tiếp với nhau tạo thành một lưới mạng

19/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

Mô hình kết hợp star-bus

• Mô hình kết hợp kiến trúc mạng sao và kiến trúc

mạng bus

20/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

Mô hình kết hợp Star-Ring

21/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

• Mô hình kết nối

Ethernet

1970

• Được phát triển bởi Xerox, Digital, Intel vào đầu thập niên

10Mbps

• Tốc độ ban đầu 2,94 Mbps sau đó phát triển lên tốc độ

• Thường có cấu hình star hoặc bus

• Sử dụng kỹ thuật IEEE 802.3

• Tốc độ truyền 10-100-1000Mbps

UTP, STP, FTP.

• Sử dụng cáp : thin cable (thinknet), thick cable (thicknet),

Ethernet

• Con số đầu tiên thể hiện tốc độ truyền tối đa

• Từ tiếp theo thể hiện tín hiệu dải tần cơ sở được sử dụng có cần

phải thực hiện điều chế hay không ? (Base hoặc Broad)

• Các ký tự còn lại thể hiện loại cáp được sử dụng

• Tên của chuẩn Ethernet thể hiện 3 đặc điểm:

• Tốc độ truyền tối đa là 10Mbps

• Sử dụng tín hiệu Baseband

• Sử dụng cáp Thinnet

• Ví dụ: Chuẩn 10Base2

Ethernet

• Các loại Ethernet băng tầng cơ sở

• 10Base2: tốc độ 10, chiều dài cáp nhỏ hơn 200 m, dùng cáp

thinnet (cáp đồng trục mảnh)

• 10Base5: tốc độ 10, chiều dài cáp nhỏ hơn 500 m, dùng cáp

thicknet (cáp đồng trục dày)

• 10BaseT: tốc độ 10, dùng cáp xoắn đôi (Twisted-Pair)

Ethernet

• 10BaseFL: tốc độ 10, dùng cáp quang (Fiber optic)

• 100BaseT: tốc độ 100, dùng cáp xoắn đôi (Twisted-Pair)

• 100BaseX: tốc độ 100, dùng cho multiple media type

• 100VG-AnyLAN: tốc độ 100, dùng voice grade.

FDDI(Fiber Distributed Data Interconnection)

Workstation 2

FDDI

Workstation 3

Workstation 1

• Fiber Distributed Data Interconnection (FDDI) là công nghệ mạng tín bài (token) vòng truyền dữ liệu tốc độ cao 100Mbps, có thể đạt tốc độ 1Gbps

• Dùng cáp quang để

Workstation 4

Workstation 5

kết nối hai vòng ring

26/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

Nguyên lí hoạt động của FDDI

Cách hoạt động bình thường:

– Thẻ bài được luân chuyển

trên cả vòng

T

Workstation 2

T

– Máy muốn truyền dữ liệu thì phải giữ được thẻ bài. – Bình thường, thẻ bài chỉ hoạt động trên một vòng.

FDDI

Workstation 3

Workstation 1

T

Workstation 4

Workstation 5

27/30

102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM

Nguyên lí hoạt động của FDDI

Cách hoạt động khi có sự cố:

Workstation 2

FDDI

Workstation 3

Workstation 1

T

Workstation 4

Workstation 5

T

– Khi có sự cố (đứt cáp trên cả 2 vòng), thiết bị đấu nối sẽ tự phát hiện sự cố và sẽ ghép 2 vòng thành 1 vòng kín. Vì vậy, tín hiệu sẽ hoàn toàn không đi qua đoạn mạng bị sự cố