Chương 1: Nhập môn mạng máy tính

Chia sẻ: Đinh Tường Vi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

109
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khái niệm mạng máy tính, lợi ích và xu thế phát triển của mạng máy tính, phân loại mạng máy tính, kiến trúc phân tầng OSI, giới thiệu các hệ điều hành mạng là những nội dung chính trong "Chương 1: Nhập môn mạng máy tính". Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 1: Nhập môn mạng máy tính

Chương 1: Nhập môn mạng máy tính CHƯƠNG 1: NHẬP MÔN MẠNG MÁY TÍNH I. Khái niệm mạng máy tính Sự kết hợp của máy tính với các hệ thống truyền thông đặc biệt l à viễn thông đã tạo ra một sự chuyển biến có tính cách mạng trong vấn đề tổ chức khai thác v à sử dụng các hệ thống máy tính. Mô hình tập trung dựa trên các máy tính lớn đã được thay thế bởi một mô h ình tổ chức sử dụng mới trong đó các máy tính đơn lẻ được kết nối lại để cùng thực hiện công việc. Một môi tr ường làm việc nhiều người sử dụng phân tán đã hình thành, cho phép nâng cao hi ệu quả khai thác tài nguyên chung từ những vị trí địa lý khác nhau. Các hệ thống nh ư thế được gọi là các mạng máy tính (computer networks). Như vậy, mạng máy tính cho phép ng ười sử dụng trao đổi thông tin, chia sẻ t ài nguyên, phối hợp làm việc…Mạng máy tính ngày nay đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu phát triển và ứng dụng cốt lõi của công nghệ thông tin (CNTT), bao gồm rất nhiều vấn đề, từ kiến trúc đến các nguy ên lý thiết kế, cài đặt và mô hình ứng dụng. Từ đây, chúng ta có thể định nghĩa: mạng máy tính là một tập hợp các máy tính đ ược nối với nhau bởi các đường truyền vật lý theo một kiến trúc n ào đó. Đường truyền vật lý Đường truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu điện tử giữa các máy tính. Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu d ưới dạng các xung nhị phân (on-off). Tất cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ n ào đó, trải từ các tần số radio tới sóng cực ngắn (viba) và tia hồng ngoại. Tùy theo tần số của sóng điện từ có thể d ùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền tín hiệu. Khi xem xét lựa chọn đường truyền vật lý, ta cần chú ý tới các đặc tr ưng cơ bản của chúng là giải thông (Bandwidth), độ suy hao và độ nhiễu điện từ. Giải thông của một đường truyền chính là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng được. Ví dụ, giải thông của đường điện thoại là 400 - 4000 Hz, có nghĩa là nó có thể truyền các tín hiệu với các tần số nằm trong phạm vi tần số từ 400 dến 4000 chu kỳ/giây. Thông lượng (Throughput) của đường truyền là tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền, thường được tính bằng số lượng bit được truyền đi trong 1 giây. Độ suy hao là độ đo sự yếu đi của tín hiệu tr ên đường truyền, nó phụ thuộc v ào độ dài của đường truyền. Còn độ nhiễu điện từ gây ra bởi tiếng ồn điện từ b ên ngoài làm ảnh hưởng đến tín hiệu trên đường truyền. Kiến trúc mạng Kiến trúc mạng máy tính (Network architecture) thể hiện cách nối các máy tính với nhau ra sao v à tập hợp các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông tr ên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Cách nối các máy tính đ ược gọi là hình trạng (topology) của mạng (gọi gọn là topo của mạng). Còn tập hợp các quy tắc, quy ước truyền thông thì được gọi là giao thức (protocol) của mạng.  Topo mạng: Có 2 kiểu nối mạng chủ yếu l à điểm-điểm (point to point) và quảng bá (boardcast hay point to multipoint) 1
Chương 1: Nhập môn mạng máy tính Theo kiểu điểm-điểm, các đường truyền nối từng cặp nút với nhau v à mỗi nút đều có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích. Do cách thức l àm việc như thế nên mạng kiểu này còn được gọi là mạng "lưu và chuyển tiếp". Một số dạng topo của mạng điểm -điểm: Star (hình sao) Loop (chu trình) Tree (cây) Complete (đầy đủ) Theo kiểu quảng bá, tất cả các nút phân chia chung một đ ường truyền vật lý. Dữ liệu đ ược gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các nút c òn lại, bởi vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ v ào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải d ành cho máy mình hay không? Một số topo mạng kiểu quảng bá: Ring (vòng) Bus (xa lộ) Satelitte (vệ tinh) hoặc radio  Giao thức mạng: Việc trao đổi thông tin, cho d ù là đơn giản nhất, cũng đều phải tuân theo những quy tắc nhất định. Ngay cả hai người nói chuyện với nhau, muốn cho cuộc nói chuyện có kết quả th ì ít nhất cả hai cũng phải ngầm tuân thủ quy tắc: khi ng ười này nói thì người kia nghe và ngược lại. Việc truyền tín hiệu trên mạng cũng vậy, cần phải có những quy tắc, quy ước về nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) của dữ liệu cho tới các thủ tục gửi, nhận dữ liệu, kiểm soát hiệu quả v à chất lượng truyền tin, xử lý các lỗi và sự cố. Tập hợp tất cả các quy tắc, quy ước đó được gọi là giao thức (protocol0 của mạng. Các mạng có thể sử sụng các giao thức khác nhau t ùy vào sự lựa chọn của người thiết kế. II. Lợi ích và xu thế phát triển của mạng má y tính 1. Lợi ích - Làm cho các tài nguyên có giá tr ị cao trở nên khả dụng đối với người sử dụng trên mạng (không quan tâm đến vị trí địa lý của tài nguyên và người sử dụng) - Tăng độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối với một máy tính n ào đó (quan trọng đối với các ứng dụng trong thời gian thực) - Chia sẻ tài nguyên dùng chung :  Dữ liệu, các chương trình ứng dụng Các thiết bị ngoại vi : ổ đĩa ngo ài, Printer, Scanner 2
Chương 1: Nhập môn mạng máy tính - Cho phép giao tiếp trực tuyến (online). Cụ thể như, những lợi ích của mạng máy tính gồm : - Nhiều người có thể dùng chung phần mềm tiện ích - Một nhóm người có thể thực hiện một đề án, nếu nối mạng họ sẽ d ùng chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính của đề án, họ trao đổi thông tin dễ d àng. - Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi giữa người sử dụng thuận lợi và nhanh chóng hơn . - Có thể sử dụng chung các thiết bị ngoại vi đắt tiền (máy in, máy vẽ …) - Người sử dụng có thể trao đổi th ư tín với nhau dễ dàng và thể sử dụng mạng như một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kin h tế khác như giá trị thị trường, tin giao vặt, hoặc xếp thời khoá biểu của một ng ười chen lẫn với thời khoá biểu của người khác … - Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền - Rất an toàn dữ liệu và phần mềm vì hệ điều hành sẽ khoá các các tin (file) khi có những người không đủ quyền hạn truy nhập vào các tệp tin và thư mục 2. Xu thế phát triển - Mạng cục bộ không dây - Mạng cục bộ dựa trên các tổng đài và hệ thống điện thoại có sẵn trong từng khu nh à (đơn vị, trường học, doanh nghiệp) - Mạng Internet tốc độ cao (ADSL, VDSL,…) - Mạng internet dựa trên mạng điện lưới sẵn có - Các dịch vụ gia tăng trên Internet: + Truy xuất thông tin (vốn đã có sẵn từ trước) + Thương mại điện tử + Giải trí qua mạng + Đào tạo từ xa + Hội nghị trực tuyến III. Phân loại mạng máy tính Có nhiều loại mạng khác nhau t ùy thuộc vào yếu tố chính được chọn để làm chỉ tiêu phân loại, chẳng hạn đó là "khoảng cách địa lý", "kỹ thuật chuyển mạch", hay " kiến trúc mạng"… 1. Phân loại theo khoảng cách địa lý - Mạng cục bộ (Local Area Network - LAN ): là mạng được cài đặt trong một phạm vi tương đối nhỏ (ví dụ trong một tòa nhà, khu trường học…) với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài chục km trở lại. - Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN): Là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hay một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại - Mạng diện rộng (Wide Area Network - WAN): Phạm vi của mạng có thể v ượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa. - Mạng toàn cầu (Global Area Network - GAN): phạm vi của mạng trải rộng kháp các lục địa của trái đất. 2. Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch  Mạng chuyển mạch kênh (circuit - switched networks): 3
Chương 1: Nhập môn mạng máy tính Trong trường hợp này, khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau th ì giữa chúng sẽ được thiết lập một "kênh" (circuit) cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định đó. Phương pháp chuyển mạch kênh có hai nhược điểm chính: một là phải tiêu tốn thời gian để thiết lập con đường (kênh) cố định giữa hai thực thể, v à hai là hiệu suất sử dụng đường truyền không cao vì sẽ có lúc kênh bị bỏ không do cả hai đều hết thông tin cần truyền trong khi các thực thể khác không được phép sử dụng kênh truyền này. Mạng điện thoại là một ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh.  Mạng chuyển mạch thông báo (message - switched networks): Thông báo (message) là m ột đơn vị thông tin của người sử dụng có khuôn dạng đ ược quy định trước. Mỗi thông báo đều có chứa v ùng thông tin điều khiển trong đó chỉ rõ đích của thông báo. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp theo đ ường dẫn tới đích của nó. Như vậy mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để "đọc" thông tin điều khiển tr ên thông báo để rồi sau đó chuyển tiếp thông báo đi. Tùy thuộc vào điều kiện của mạng, các thông báo khác nhau có thể được gửi đi trên các con đường khác nhau. Phương pháp này có nhiều ưu điểm so với phương pháp chuyển mạch kênh: + Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể. + Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông báo cho tới khi k ênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi, do đó giảm được tình trạng tắc nghẽn. + Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo. + Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá (boardcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích. Nhược điểm chủ yếu của ph ương pháp chuyển mạch thông báo là không hạn chế kích thước của các thông báo, có thể dẫn đến phí tổn lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian đáp (response time) và chất lượng truyền đi. Rõ ràng là chuyển mạch thông báo thích hợp với các dịch vụ thông tin kiểu như thư điện tử hơn là đối với các áp dụng có tính thời gian thực v ì tồn tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều khiển tại mỗi nút.  Mạng chuyển mạch gói (packet - switched networks) Trong trường hợp này, mỗi thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng quy định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và đích (người nhận) của gói tin. Các gói tin thuộc về một thông báo n ào đó có thể gửi đi qua mạng để tới đích bằng nhiều con đ ường khác nhau. Chúng ta thấy các phương pháp chuyển mạch thông báo và chuyển mạch gói là gần giống nhau. Điểm khác biệt là ở chỗ các gói tin được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút mạng có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không cần phải lưu trữ tạm thời trên đĩa. Bởi thế nên mạng chuyển mạch gói truyền các gói tin qua mạng nhanh h ơn và hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo. Vấn đề khó khăn nhất của mạng loại n ày là việc tập hợp các gói tin để tạo lại thông báo ban đầu của người sử dụng, đặc biệt các gói tin đ ược truyền theo nhiều đường khác nhau. Cần phải cài đặt các cơ chế "đánh dấu" gói tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc truyền bị lỗi cho các nút mạng. Do có ưu điểm mềm dẻo và hiệu suất cao hơn nên hiện nay mạng chuyển mạch gói đ ược dùng phổ biến hơn mạng chuyển mạch thông bá o. Việc tích hợp cả hai kỹ thuật chuyển mạch (k ênh và gói) trong một mạng thống nhất được gọi là mạng tích hợp dịch vụ kỹ thuật số - Integrated Services Digital networks - viết tắt ISDN. 3. Phân loại theo kiến trúc mạng. 4
Chương 1: Nhập môn mạng máy tính Người ta còn có thể phân loại mạng theo kiến trúc mạng (topo và giao thức sử dụng). Chẳng hạn chúng ta thường nghe nói đến mạng ISO (theo kiến trúc chuẩn quốc tế) hay mạng ICP/IP… IV. Kiến trúc phân tầng OSI Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế v à cài đặt mạng, hầu hết các mạng máy tính hiện có đều được phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng (layering). Mỗi hệ thống th ành phần của mạng được xem như là một câud trúc đa tầng, trong đó mỗi tầng đ ược xây trên tầng trước nó. Số lượng các tầng cũng như tên và chức năng của mỗi tầng là tùy thuộc vào các nhà thiết kế. Khi thiết kế, các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng ri êng của mình. Từ đó dẫn đến tình trạng không tương thích giữa các mạng: phương pháp truy nhập đường truyền khác nhau, sử dụng họ giao thức khác nhau… Sự không t ương thích đó làm trở ngại cho sự tương tác của người sử dụng các mạng khác nhau. Vì lý do đó, Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (International Orgnization for Standardization - ISO) đã lập ra một tiểu ban (vào năm 1977) nhằm phát triển một khung chuẩn. Kết quả l à vào năm 1984, ISO đã xây dựng xong Mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconnection) g ọi tắt là mô hình OSI Mô hình OSI gồm có 7 tầng như sau: Hệ thống mở A Hệ thống mở B 7 APPLICATION Giao thức tầng 7 ỨNG DỤNG 7 6 PRESENTATION Giao thức tầng 6 TRÌNH DIỄN 6 5 SESSION Giao thức tầng 5 PHIÊN 5 4 TRANSPORT Giao thức tầng 4 GIAO VẬN 4 3 NETWORK Giao thức tầng 3 MẠNG 3 2 DATA LINK Giao thức tầng 2 LIÊN KẾT DỮ LIỆU 2 1 PHYSICAL Giao thức tầng 1 VẬT LÝ 1 Đường truyền vật lý 1. Tầng vật lý Tầng Vật lý cung cấp các ph ương tiện điện, cơ, chức năng, thủ tục để kích hoạt, duy tr ì và đình chỉ liên kết vật lý giữa các hệ thống. Ở đây, thuộc tính điện liên quan đến sự biểu diễn các bit (các mức điện thế) v à tốc độ truyền các bit, thuộc tính cơ liên quan đến các tính chất vật lý của giao diện với một đường truyền (kích thước, cấu hình). Thuộc tính chức năng chỉ ra các chức năng được thực hiện bởi các phần tử của giao diện vật lý, giữa một hệ thống và đường truyền, và thuộc tính thủ tục liên quan đến giao thức điều khiển việc truyền các xâu bit qua đường truyền vật lý. 2. Tầng liên kết dữ liệu Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các ph ương tiện để truyền thông tin qua li ên kết vật lý đảm bảo tin cậy thông qua các cơ chế đồng bộ hóa, kiểm soát lỗi v à kiểm soát luồng dữ liệu. 3. Tầng mạng Cấu trúc của tầng Mạng (Net work layer) được nhiều chuyên gia đánh giá là phức tạp nhất trong các tầng của mô hình OSI. Tầng Mạng cung cấp các ph ương tiện để truyền các đơn vị dữ liệu qua mạng thậm chí qua một mạng của mạng (network of networks). Bởi vậy nó cần phải đáp ứng với nhiều kiểu mạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau. Các dịch vụ v à giao thức cho tầng 5
Chương 1: Nhập môn mạng máy tính Mạng là phải phản ánh được tính phức tạp đó. Hai chức năng chủ yếu của tầng Mạng l à chọn đường (routing) và chuyển tiếp (relaying). Để ví dụ, ta xét một mạn g chuyển mạch gói, bao gồm tập hợp các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các li ên kết dữ liệu. Các gói dữ liệu đ ược truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở khác tr ên mạng phải được chọn đường qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gói dữ liệu từ một đường vào (incoming link) và chuy ển tiếp nó tới một đường ra (outgoing link) hướng đến đích của dữ liệu. Như vậy là ở nút trung gian đó phải thực hiện các chức năng chọn đ ường và chuyển tiếp. Các chức năng đó phải thuộc tầng 3 vì chúng rõ ràng ở trên tầng Liên kết dữ liệu và để cung cấp một dịch vụ "trong suốt" cho tầng Giao vận, phải ở d ưới tầng giao vận. Ngoài hai chức năng quan trọng nói tr ên, tầng Mạng cũng thực hiện một số chức năng khác m à chúng ta cũng thấy ở nhiều tầng: ví dụ h ư thiết lập, duy trì và giải phóng các liên kết logic (cho tầng Mạng), kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, dồn k ênh/phân kênh, cắt/hợp dữ liệu… 4. Tầng giao vận Trong mô hình OSI người ta thường phân biệt 4 tầng thấp (vật lý, li ên kết dữ liệu, mạng, giao vận) v à 3 tầng cao (phiên, trình diễn, ứng dụng). Các tầng thấp quan tâm đến việc truyền dữ liệu giữa các hệ thống cuối (end systems) qua ph ương tiện truyền thông còn các tầng cao tập trung đáp ứng các y êu cầu và các ứng dụng của người sử dụng. Tầng Giao vận l à tầng cao nhất của nhóm các tầng thấp, mục đích của nó là cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể của ph ương tiện truyền thông được sử dụng ở bên dưới trở nên "trong suốt" đối với các tầng cao. Nói cách khác, có thể h ình dung tầng Giao vận như một "bức màn" che phủ toànbộ hoạt động của các tầng thấp b ên dưới nó. Từ đó, nhiệm vụ của tầng Giao vận rất phức tạp. Nó phải đ ược tính đến khả năng thích ứng với một phạm vi rất rộng các đặc trưng của mạng. Chẳng hạn, một mạng có thể l à "có liên kết" hoặc "không liên kết", có thể là tin cậy hoặc chưa tin cậy… Nó phải biết được yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người sử dụng, đồng thời cũng phải biết được khả năng cung cấp dịch vụ của mạng b ên dưới. 5. Tầng phiên Tầng Phiên (Session) là tầng thấp nhất trong nhóm các tầ ng cao và nằm ở ranh giới giữa 2 nhóm tầng nói trên. Mục tiêu của nó là cung cấp cho người sử dụng cuối các chức năng cần thiết để quản trị các phiên ứng dụng của họ, cụ thể l à: - Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách thiết lập v à giải phóng (một cách logic) các phiên (hay còn g ọi là các hội thoại - dialog) - Cung cấp các điểm đông bộ hóa để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu. - áp dụng các quy tắc cho các tương tác giữa các ứng dụng của người sử dụng. - Cung cấp cơ chế "lấy lượt" (nắm quyền) trong quá trình trao đổi dữ liệu. 6. Tầng trình diễn Mục đích của tầng Trình diễn (Presentation) là đảm bảo cho các hệ thống cuối có thể truyền thông có kết quả ngay cả khi chúng sử dụng các biểu diễn dữ liệu khác nhau. Để đạt đ ược điều đó nó cung cấp một biểu diễn chung để dùng trong truyền thông và cho phép chuyển đổi từ biểu biễn cục bộ sang biểu diễn chung đó. Tồn tại 3 dạng cú pháp thông tin đ ược trao đổi giữa các thực thể ứng dụng, đó l à: cú pháp dùng bởi thực thể ứng dụng nguồn, cú pháp d ùng bởi thực thể ứng dụng đích và cú pháp được dùng giữa các thực thể tầng Trình diễn ( gọi là cú pháp truyền). Có thể cả 3 hoặc một cặp n ào đó trong các cú pháp trên là giống nhau. Tầng trình diễn đảm nhiệm việc chuyển đổi biểu diễn của thông tin giữa cú pháp truyền và mỗi một cú pháp kia khi có yêu cầu. 7. Tầng ứng dụng Tầng ứng dụng là ranh giới giữa môi trường nối kết các hệ thống mở v à các tiến trình ứng dụng (Application Process - AP). Các AP sử dụng môi trường OSI để trao đổi dữ liệu trong quá tr ình thực 6
Chương 1: Nhập môn mạng máy tính hiện của chúng. Là tầng cao nhất trong trong mô h ình OSI 7 tầng, tầng ứng dụng có một số đặc điểm khác với các tầng dưới nó. Trước hết, nó không cung cấp các dịch vụ cho một tầng tr ên như trong trường hợp các tầng khác. Theo đó, ở tầng ứng dụng không có khái niệm điểm t ruy nhập tầng ứng dụng. ISO định nghĩa một AP là "một phần tử ở trong một hệ thống mở thực hiện việc xử lý thông tin cho một ứng dụng cụ thể". Các AP thuộc các hệ thống mở khác nhau muốn trao đổi thông tin phải thông qua tầng ứng dụng . Tầng ứng dụng bao gồm các thực thể ứng dụng (Application Entity - AE), các thực thể này dùng các giao thức ứng dụng và các dịch vụ trình diễn để trao đổi thông tin. Nh ư vậy, các AE cung cấp cho các AP các phương tiện cần thiết để truy nhập môi tr ường OSI. Tuy nhiên, tầng ứng dụng chủ yếu chỉ giải quyết vấn đề ngữ nghĩa chứ không giải quyết vấn đề cú pháp nh ư tầng trình diễn. V. Giới thiệu các hệ điều h ành mạng Cùng với việc ghép nối các máy tính th ành mạng, cần thiết phải có các hệ điều h ành trên phạm vi toàn mạng có chức năng quản lý dữ liệu và tính toán, xử lý một cách thống nhất. Các hệ thống nh ư vậy được gọi chung là hệ điều hành mạng (Network Operating Systems - NOS). Hệ điều hành mạng được chia làm 2 loại: - Peer to Peer (điểm-điểm) - Client/Server (khách/chủ) Một số hệ điều hành thường thấy như: + Hệ điều hành Windows NT/2000/2003 + Hệ điều hành Netware (công ty Novell) + Hệ điều hành Unix + Hệ điều hành Linux 1. Hệ điều hành mạng Windows NT/ 2000/ 2003 /2008 server Là hệ điều hành đa nhiệm, đa người dùng, là sản phẩm của hãng Microsoft. Nó có đặc điểm là tương đối dễ sử dụng, hỗ trợ mạnh cho các máy khách c ài đặt HĐH windows HĐH này có khả năng sẽ ngày càng được sử dụng phổ biến rộng r ãi. Ngoài ra Widows NT còn có khả năng kết nối tốt tới máy chủ Novell Netware. Tuy nhiên, nhược điểm đòi hỏi cấu hình tương đối mạnh và độ bảo mật chưa tốt 2. Hệ điều hành mạng Unix Là HĐH do các nhà khoa h ọc xây dựng và được dùng rất phổ biến trong giới khoa học, giáo dục Unix là HĐH mạng đa nhiệm, đa người sử dụng, phục vụ cho truyền thông tốt. Hiện nay Unix được sử dụng rất phổ biến, đặc biệt trong hệ thống đ òi độ ổn định cao Nhược điểm của nó là có rất nhiều phiên bản khác nhau, không thống nhất gây khó khăn cho người sử dụng. Ngoài ra, HĐH này khá ph ức tạp, đòi hỏi cấu hình máy chủ mạnh, thường là các máy Mini hay máy chủ chuyên dụng 3. Hệ điều hành Linux Là hệ thống được phát triển từ Unix: nó có đặc điểm nổi bật l à một hệ thống mở, nghĩa là những nhà sản xuất phần mềm có quyền đặt tất cả các phần mềm của họ đ ã được phát triển vào trong nhân của HĐH Ngoài ra nó còn có một số đặc tính : 7
Chương 1: Nhập môn mạng máy tính - Độc lập với nền phần cứng m à trên đó nó được cài đặt. Nhân của Linux được viết bằng ngôn ngữ lập trình C, cho phép nó giao ti ếp tốt các khối xử lý trung tâm v à các phần mềm còn lại. - Là HĐH đa nhiệm, đa người sử dụng - ở mức CPU Linux làm việc trên hệ thống 32 bit, trong chế độ bảo vệ của d òng họ vi xử lý Intel 80 * 86 - Giao diện chạy dưới Linux là phiên bản chuẩn được biết đến nhiều nhất là X- Windows 4. Hệ điều hành mạng Netware của hãng Novell Là HĐH khá phổ biến. Nó có thể sử dụng các mạng nhỏ (khoảng 5 – 25 máy tính) và cũng có thể dùng cho các mạng cỡ vừa gồm hàng trăm máy tính Người ta thường sử dụng HĐH Netware cho các máy khách theo chuẩn của IBM hay Apple Macintosh, cài đặt HĐH Windows hay OS/2 5. Hệ điều hành mạng Windows for Workgroup Là HĐH mạng ngang hàng nhỏ, cho phép một nhóm làm việc từ 2 – 10 người dùng chung các ổ đĩa ngoài hay máy in của nhau. Nó dễ dàng cài đặt và dễ sử dụng nhưng nhược điểm là không cho dùng chung các chương tr ình ứng dụng. Là sản phẩm của Microsoft Câu hỏi 1. Mạng máy tính là gì? 2. Hãy cho biết các lợi ích của mạng máy tính. 3. Hãy phân loại mạng máy tính theo phạm vi địa lý. 4. Kiến trúc phân tầng OSI gồm mấy tầng, là nhứng tầng nào? 5. Hệ điều hành mạng là gì, nó được chia thành nhứng loại nào? Hãy kể tên một số Hệ điều hành mạng thông dụng. 8
CHƯƠNG II: MẠNG CỤC BỘ (LAN) I. Giới thiệu chung về LAN Trong thời gian qua, công nghiệp mạng cục bộ (LAN) đ ã phát triển với tốc độ vô cùng nhanh chóng. Sự bùng nổ của công nghiệp LAN phản ánh nhu cầu thực tế của các c ơ quan, doanh nghiệp cần kết nối các hệ thống đơn lẻ thành mạng nội bộ để tạo khả năng trao đổi thông tin, phân chia t ài nguyên (phần cứng, phần mềm) đắt giá. Trong chương đầu, khi phân loại mạng máy tính dựa tr ên yếu tố là khoảng cách địa lý, chúng ta có các loại mạng thường nghe nó đến như mạng cục bộ (LAN), mạng diện rộng (WAN), mạng to àn cầu (GAN)… Tuy nhiên, khoảng cách địa lý giữa các trạm của mạng cũng chỉ l à một trong các đặc trưng của mạng cục bộ. Còn các đặc trưng khác như tốc độ truyền, tỷ suất lỗi… cũng không kém phần quan trọng. Dưới đây là những đặc trưng chủ chốt cho phép ta phân biệt LAN với các loại mạng khác, đặc biệt là với WAN: 1. Đặc trưng địa lý: LAN thường đặt trong một phạm vi địa lý t ương đối nhỏ như trong một tòa nhà, một khu đại học, một căn cứ quân sự… với đ ường kính của mạng (tức giữa 2 trạm xa nhất) có thể từ vài chục mét tới vài chục km trong điều kiện công nghệ hiện nay. 2. Đặc trưng tốc độ truyền: LAN có tốc độ truyền th ường cao hơn so với mạng diện rộng. Với công nghệ hiện nay, tốc độ truyền của LAN có thể đạt tới h àng trăm Mb/s. 3. Đặc trưng độ tin cậy: tỉ suất lỗi thấp h ơn nhiều so với mạng diện rộng (nh ư mạng điện thoại chẳng hạn), có thể đạt từ 10-8 đến 10-11. 4. Đặc trưng quản lý: LAN thường là sở hữu riêng của tổ chức nào đó, do vậy việc quản lý khai thác mạng là hoàn toàn tập trung, thống nhất. Với sự phát triển của công nghệ mạng, các đặc tr ưng trên chỉ mang tính tương đối, sự phân biệt LAN với WAN sẽ ngày càng không rõ nét. II. Các Topo mạng LAN Có 3 mô hình thường được sử dụng đó là Star (hình sao), Bus ( đường trục) và Ring (vòng). 1. STAR   ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm   và chuyển đến trạm đích của tín hiệu. Tùy theo yêu cầu truyền thông trong mạng, thiết bị trung tâm có thể là một bộ chuyển mạch (switch), một bộ chọn đường (router) hay chỉ đơn giản là bộ tập trung (hub). Vai trò thực chất của thiết bị trung tâm này chính là thực hiện việc "bắt tay" giữa các trạm cần trao đổi thông tin   Topology STAR với HUB ở trung tâm với nhau, thiết lập các li ên kết điểm- điểm giữa chúng. Ưu điểm của mô hình Star là lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại (thêm bớt trạm), dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố. Đặc biệt do sử dụng li ên kết điểm-điểm nên tận dụng tối đa tốc độ đường truyền vật lý. Nhược điểm chủ yếu của mô hình này là độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong v òng 100 m, với công nghệ hiện tại). 9
2. RING Ở dạng vòng, tín hiệu được  lưu chuyển trên vòng theo một chiều duy nhất. Mỗi trạm của mạng được nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp (repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển đến trạm kế tiếp trên vòng. Như vậy tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết điểm-điểm giữa các repeater. Cần thiết phải có  Data  giao thức điều khiển việc cấp Repeater phát quyền được truyền dữ liệu trên vòng cho các trạm có nhu cầu. Mô hình Ring cũng có những ưu, nhược điểm tương tự dạng Star và Ring  Topology RING còn đòi hỏi giao thức truy nhập đường truyền khá phức tạp. 3. BUS Ở dạng Bus, tất cả các trạm phân chia chung một đường Terminator  Terminator T-connector truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại dầu nối đặc biệt gọi l à Terminator. Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối Bus chữ T (T-connector) hoặc   một bộ thu phát (transceiver). Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu được quảng bá trên 2 Topology BUS chiều của bus, có nghĩa l à mọi trạm còn lại đều có thể nhận được tín hiệu trực tiếp. Đối với các bus một chiều th ì tín hiệu chỉ đi về một phía, lúc đó terminator phải đ ược thiết kế sao cho tín hiệu phải đ ược "dội lại" trên bus để có thể đến được các trạm còn lại phía bên kia. Như vậy, với mô hình Bus, dữ liệu được truyền dựa trên các liên kết điểm-nhiều điểm (point to multipoint) hay quảng bá (broadcast). Tr ường hợp này cũng cần có giao thức để quản lý truy nhập đ ường truyền. Ta thấy star, ring, bus chỉ là những topology cơ bản phổ dụng nhất. Trong nhiều tr ường hợp, do thực tế địa hình, người ta thường chọn một topology "lai" l à tổ hợp của những dạng cơ bản trên Kết nối phân cấp 10
Các kiến trúc dạng Bus hay Star đều có thể quy về kiến trúc phân cấp. Mỗi p hạm vi kết nối có 1 Hub có số cổng phù hợp để kết nối các thiết bị cuôí ở phạm vi đó với Hub ở mức cao h ơn. Các Hub có chức năng chính là chuyển tiếp số liệu chính xác v à hỗ trợ phục hồ lõi kết nối cũng như quản trị mạng. Hub/Switch MT MT Hub/Switch MT Hub/Switch MT MT MT MT Kết nối phân cấp III. Các thiết bị mạng thông dụng và tiêu chuẩn kỹ thuật 1. Card mạng (Network Interface Card - NIC) Là thiết bị phổ dụng nhất để nối máy tính với mạng. Card mạng đảm nhận trách nhiệm truyền dữ liệu từ bus dữ liệu của một nút mạng (node) tới một nút mạng khác trong mạng. Để làm được việc này, card mạng phải tương thích với bus của PC, loại cáp của LAN, với thủ tục của mạng v à với hệ điều hành mạng. Nhiệm vụ đầu tiên của card mạng là lấy dữ liệu song song từ PC và truyền chúng nối tiếp theo từng gói. Card mạng phải có Connector nối với môi trường truyền dẫn của LAN. Th ường thì môi trường truyền dẫn là cáp, nhưng cũng có thể là vô tuyến hoặc tia hồng ngoại. Connector nối cáp có thể l à đồng trục, đôi dây xoắn hoặc sợi quang. Nhiệm vụ tiếp theo của card mạng l à thực hiện giao diện với thủ tục của LAN, tức l à lấy dữ liệu của PC và chuyển nó thành từng gói phù hợp với hệ điều hành mạng hoăc thủ tục truyền thông (ví dụ nh ư TCP/IP). Nhiệm vụ chuyển đổi này được thực hiện bởi phần mềm Network Driver, gọi tắt l à phần mềm điều khiển. Nhiệm vụ cuối cùng của card mạng là truyền các gói dữ liệu phù hợp với thủ tục truy nhập mạng. 11
Theo chều ngược lại, card mạng thu dữ liệu v à chuyển chúng thành dạng mà PC có thể đọc được. 2. Cáp (Cable) Cáp là đường truyền tín hiệu giữa các nút mạng. Lắp đặt cáp là một phần quan trong khi xây dựng mạng LAN, nó đòi hỏi phải được thiết kế cẩn thận. Mục đích lắp đặt cáp là đảm bảo dung lượng (tốc độ) cần thiết cho các nhu cầu truyền thông trong mạng. PC có thể thay đổi, thủ tục LAN có thể thay đổi, nh ưng vì hệ thống cáp là rất đắt do vậy mà không được thay đổi thường xuyên. Để đạt được mục tiêu này, người quản trị mạng phải cân đối 4 yếu tố sau: - Tốc độ truyền lớn nhất của hệ thống cáp hiện h ành, khả năng nâng cấp của nó. - Nhu cầu về tốc độ truyền thông trong vòng 5-10 năm tới là bao nhiêu. - Chọn trong số những loại cáp đang có tr ên thị trường. - Chi phí để lắp đặt thêm cáp dự phòng. Một số vấn đề trên có thể được giải quyết bởi các chuẩn về cáp. Câu hỏi khó trả lới h ơn là tốc độ nào mà người sử dụng sẽ cần trong 5 năm tới và tốc độ đó có thể đáp ứng đ ược ngay ngày hôm nay không. Môi trường truyền của LAN: Cáp đồng l à môi trường truyền chủ yếu của LAN, nh ưng những môi trường khác cũng được sử dụng như cáp quang, vô tuyến và tia hồng ngoại. Môi trường truyền Sử dụng ưu điểm Cáp đồng (Copper) Lớn hơn 155Mbps Rẻ, dễ cài đặt Cáp quang (Optical Fibre) Tốc độ cao, môi trường có nhiễu Tốc độ, chống nhiễu, khoảng cách Vô tuyến (Radio) Địa thế đặc biệt Triển khai nhanh, không phải đục tường đi cáp Hồng ngoại (Infra-red) Địa thế đặc biệt Triển khai nhanh, không phải đục tường đi cáp Các loại cáp và đặc tính: Việc lựa chọn loại cáp n ào cho LAN phụ thuộc vào đặc tính truyền dẫn và giá của cáp. Loại cáp Kiểu LAN Tốc độ tối đa Độ dài đoạn Cáp đồng trục béo (Thick Coaxial) Ethernet 10Mbps 500 m Cáp đồng trục béo (Thin Coaxial) Ethernet 10Mbps 200 m Cáp xoắn có bọc kim (Shielded Twisted Pair -STP) Token Ring 16 Mbps 90 m Cáp xoắn không bọc kim (Unshielded Twisted Pair - Fast 1000 Mbps 100 m UTP) Ethernet Cáp quang (Optical Fibre) FDDI 1000 Mbps 2 km 12
Cáp đồng trục Cáp xoắn Cáp quang 13
Thiết bị chuyển đổi tín hiệu giữa các cáp: Xoắn đôi/đồng trục/quang Cáp UTP: cáp dây xoắn đôi được phân loại theo chất lượng Cat 1: Category 1, tốc độ chậm, không dùng cho Lan Cat 2: Category 2, tốc độ chậm, không dùng cho Lan Cat 3: Category 3, đảm bảo tốc độ truyền tới 10 Mbps Cat 4: Category 4, đảm bảo tốc độ truyền tới 16 Mbps Cat 5: Category 5, đảm bảo tốc độ truyền tới 100 Mbps Cat 5e: Category 5 enhance, đảm bảo tốc độ truyền tới 1000 Mbps Cat 6: Category 6, đảm bảo tốc độ truyền tới 1000 Mbps 14
3. Bộ tập trung (Hub) Là một thiết bị dùng để tập trung tín hiệu, nó có khả năng quản lý tín hiệu của nhiều máy tính. Những thông tin khi cần lưu chuyển trong mạng sẽ được chuyển tới Hub, lúc này Hub có thể đưa ra các phương án để giải quyết. Người ta phân biệt 3 loại Hub sau:    Đầu nối mạng qua Hub - Passive Hub (thụ động): chỉ đơn giản là một thiết bị đầu nối, nó nối một cổng tới một cổng tiếp theo. Nó không tác động tới tín hiệu đi qua nó, do vậy n ó không cần nguồn nuôi. - Active Hub (chủ động): thu tín hiệu từ một cổng, tái tạo lại tín hiệu rồi chuyển tới cổng khác. Việc này làm cho mạng "khỏe" hơn, ít nhạy cảm với lỗi và khoảng cách giữa các thiết bị tăng l ên. - Intelligent Hub (thông minh): C ũng là Hub chủ động nhưng có thêm chức năng quản lý, như quản lý cấu hình, quản lý lưu lượng. Lợi ích của Hub: tất cả các loại Hub khác nhau đều có chung một số lợi ích - Thêm một thiết bị vào mạng không làm ảnh hưởng tới hoạt động của mạng - Dễ dàng cách ly lỗi - Quản lý mạng tại một vị trí là bộ tập trung. 4. Bộ chuyển tiếp (Repeater) Là bộ khuếch đại tín hiệu v à phát chúng   tiếp tục trên đường truyền. Những tín hiệu do Repeater khuếch đại là những tín hiệu đã bị suy hao, do vậy chúng không c òn được như khuôn dạng cũ nữa, vậy chỉ nên dùng 2 đến 3 Repeater. 5. Cầu (Bridge) và Bộ chọn đường Bridge (Router) Bridge (cầu): Được coi là cầu nối giữa các   đoạn mạng, chúng sẽ tiến h ành chuyển đổi khuôn dạng dữ liệu trở nên phù hợp giữa các công nghệ. Nó còn mềm dẻo hơn Repeater, một Repeater chuyển đi tất cả các tín hiệu mà nó nhận được, còn Bridge Nối 2 mạng cục bộ bằng Brid ge có chọn lọc và chỉ chuyển đi các tín hiệu có đích ở phần mạng b ên kia. 15
Router (bộ chọn đường): Router thông minh h ơn Bridge vì nó có thể thực hiện các giải thuật chọn đường tối ưu (theo một tiêu chí nào đó) cho các gói tin. R2 Net 1 Net 2 R1 R4 R: router R3 Net 3 Net 4 Dùng Router trong liên mạng 6. Bộ chuyển mạch (Switch) Khi hệ thống mạng có số lượng máy quá lớn yêu cầu có sự quản lý cao hơn, lúc này thay vì dùng Hub ta sử dụng Switch. Switch có nhiệm vụ phân đoạn mạng trở n ên các mạng nhỏ hơn để dễ quản lý. Bộ chuyển mạch thực ra là bridge tốc độ cao, nó rẻ và dễ quản lý hơn router. Nó có khả năng nhất định về an toàn mạng và khả năng tránh được việc phát quảng bá một cách ồ ạt.     Hub Switch Hub Sử dụng Switch 16
7. Các phụ kiện khác - Connector là công cụ để nối card mạng với môi trường truyền dẫn của LAN. - Terminator là thiết bị dùng để giới hạn hai đầu của đường truyền chính trên mạg Bus. IV. Một số chuẩn mạng Ethernet phổ biến 1. Chuẩn mạng Ethernet 10BASE -5 Đây là chuẩn mạng Ethernet đầu tiên được phát triển. Nó bao gồm các thông số kỹ thuật sau: + Sơ đồ mạng dạng BUS + Sử dụng dây cáp đồng trục béo (thich coaxial cable), chiều d ài tối đa của mỗi đoạn mạng (network segment) là 500 mét. + Tốc độ truyền dữ liệu là 10 Mbps + Khoảng cách gần nhất giữa hai nút / máy tính tr ên mạng là 2,5 mét + Tối đa cho phép 100 nút / máy tính trên m ột đoạn mạng. + Card mạng sử dụng đầu nối kiểu AUI. + Chiều dài dây dẫn nối máy tính vào dây cáp đồng trục dài tối đa 50 mét + Sử dụng hai thiết bị đầu cuối (Terminator) trở kháng 50 Ώ để gắn vào mỗi đầu của dây cáp. Một trong hai đầu cuối này phải nối tiếp đất vào vỏ của máy tính. Thế mạnh lớn nhất của chuẩn mạng n ày là đường kính mạng (khoảng cách giữa hai máy tính trong mạng) lớn. Tuy nhiên việc thi công mạng khá phức tạp, tốc độ lại không cao, giá thành không phải là thấp so với các chuẩn mạng khác. Chính v ì thế mà hiện nay nó không phải là chuẩn mạng được chọn lựa khi xây dựng các mạng LAN mới. 2. Chuẩn mạng Ethernet 10BASE -2 Chuẩn 10Base-2 có các thông số kỹ thuật sau: + Sơ đồ mạng dạng Bus + Sử dụng dây cáp đồng trục gầy (thin coaxial cable), chiều d ài tối đa của mỗi đoạn mạng (network segment) là 185 mét. + Tốc độ truyền dữ liệu là 10 Mbps + Tối đa cho phép 30 nút / máy tính trên m ột đoạn mạng. + Dây dẫn được cắt thành từng đoạn nhỏ để nối hai máy tính kế cận nhau với c hiều dài tối thiểu là 0,5 mét. Mỗi đầu dây có một đầu nối BNC bấm vào. + Card mạng sử dụng cần có đầu nối BNC để gắn đầu nối hình chữ T vào (Tconnector). + Sử dụng hai thiết bị đầu cuối (Terminator) trở kháng 50 Ω để gắn vào đầu nối hình chữ T của hai máy ở hai đầu dây mạng. Một trong hai đầu cuối này phải nối tiếp đất vào vỏ của máy tính. Mạng thiết kế theo chuẩn 10Base -2 có giá thành rẻ nhất khi so với các chuẩn khác. Tuy nhi ên tính ổn định của nó không cao, các điểm nối dây rất dễ bị hỏng tiếp xúc. Chỉ cần mộ t điểm nối dây trong mạng không tiếp xúc tốt sẽ làm cho các máy khác không th ể vào mạng được. 17
Yếu điểm của mạng 10BASE-2 3. Chuẩn mạng Ethernet 10BASE -T Vào những năm 1990, cấu hình mạng hình sao trở nên được ưu chuộng. Trong mạng sử dụng một bộ khuếch đại nhiều cổng (port), được họi là HUB hay còn gọi là Bộ tập trung nối kết, để nối các máy tính lại với nhau. HUB và chuẩn mạng 10 BASE-T Với một HUB, người ta quan tâm đến số lượng cổng của nó. Bởi vì một cổng cho phép nối một máy tính vào mạng. Một HUB 24 cổng sẽ cho nối tối đa 24 máy tính lại với nhau. Trên thị trường thường tìm thấy các HUB 8,12,16, 24 cổng. Chuẩn 10BASE-T sử dụng cáp xoắn đôi (Twisted Pair Cable) để nối máy tính vào HUB. Cáp xoắn đôi thường có hay loại là có vỏ bọc (STP - Shielded Twisted Pair) và loại không có vỏ bọc (UTP - Unshielded Twisted Pair). Loại có vỏ bọc có tính năng chống nhiễu tốt hơn loại không có vỏ bọc. Nó được sử dụng trong những môi trường mà ở đó có các sóng điện từ mạnh (đài phát thanh, phát hình, ...). Tuy nhiên giá thành đắt hơn loại không có vỏ bọc. Đa số các mạng cục bộ sử dụng cho v ăn phòng ngày nay sử dụng cáp xoắn đôi không bọc kim (cáp UTP). Cáp xoắn đôi được chia thành nhiều chủng loại (Caterogy), viết tắt l à CAT. Mỗi chủng loại có băng thông tối đa khác nhau. Chuẩn 10 BASE-T có băng thông qui định là 10 Mbps, vì thế phải sử dụng cáp từ CAT 3 trở l ên. Chiều dài tối đa của một sợi dây là 100 mét. Cáp xoắn đôi có 8 sợi, xoắn lại với nhau từng đôi một tạo thành 4 đôi với bốn màu đặc trưng: Cam (Orange), xanh dương (Blue), xanh lá (Green) và nâu (Brown). M ột đôi gồm một sợi được phủ màu hoàn toàn và một sợi màu trắng được điểm vào các đốm màu tương ứng. Để có thể nối máy tính vào HUB, mỗi đầu của sợi cáp xoắn đôi đều phải được bấm đầu nối UTP (UTP Connector). Card mạng trong trường hợp này cũng phải hỗ trợ loại đầu nối UTP. 18
Sử dụng đầu nối UTP với dây cáp xoắn đôi Đâu nối UTP có 8 pin để tiếp xúc với 8 sợi của dây cáp xoắn đôi. Chuẩn 10 BASE T chỉ sử dụng 4 trong 8 sợi của cáp xoắn đôi để truyền dữ liệu (Một cặp t ruyền, một cặp nhận). Bốn sợi c òn lại không sử dụng. Tương ứng trên đầu nối UTP, chỉ có 4 pin 1,2,3,6 được sử dụng, các pin còn lại không dùng đến. Câu hỏi kế tiếp là sợi dây màu nào của cáp xoắn đôi sẽ đi với pin số mấy của đầu nối UTP. Để thống nhất, EIA và TIA đã phối hợp và đưa ra 2 chuẩn bấm đầu dây là T568A và T568B Chuẩn T568A qui định: • Pin 1: White Green / Tx+ • Pin 2: Green / Tx- • Pin 3: White Orange / Rx+ • Pin4: Blue • Pin5: White Blue • Pin 6: Orange / Rx- • Pin 7: White Brown • Pin 8: Brown Chuẩn T568B qui định: • Pin 1: White Orange / Tx + • Pin 2: Orange / Tx- • Pin 3: White Green / Rx+ • Pin4: Blue • Pin5: White Blue • Pin 6: Green / Rx- • Pin 7: White Brown • Pin 8: Brown Như vậy, sẽ dẫn đến 2 sơ đồ nối dây đối với một sợi cáp xoắn đôi: • Sơ đồ nối dây thẳng (Straight through): hai đầu của một sơi cáp xoắn đôi đều được bấm đầu UTP theo cùng một chuẩn, tức hoặc cả hai c ùng bấm theo chuẩn T568A hoặc cả hai c ùng bấm theo chuẩn T568B. • Sơ đồ nối dây chéo (Cross over): hai đầu của một sợi cáp xoắn đôi được bấm đầu UTP theo hai chuẩn khác nhau, tức một đầu bấm theo chuẩn T568A, đầu còn lại bấm theo chuẩn T568B. Dây được bấm theo sơ đồ thẳng dùng để nối hai thiết bị khác loại lại với nhau. Ví dụ nối máy tính và Hub,Switch, router. Ngược lại, dây bấm theo sơ đồ chéo dùng để nối hai thiết bị cùng loại, ví dụ nối Hub với Hub, nối máy tính với máy tính, Hub với Router. So với chuẩn 10 BASE-2, chuẩn 10 BASE-T đắt hơn, nhưng nó có tính ổn định cao hơn: sự cố trên một điểm nối dây không ảnh hưởng đến toàn mạng. 19
Chuẩn 10BASE-T khắc phục nhược điểm của 10BASE-2 4. Mạng Fast Ethernet Để tăng tốc độ truyền dữ liệu, chuẩn mạng Fast Ethernet đã được phát triển với tốc độ tăng gấp 10 lần sơ với chuẩn mạng Ethernet, tức 100 Mbps. Về c ơ bản Fast Ethernet vẫn sử dụn g giao thức CSMA/CD để chia sẻ đường truyền chung giữa các máy tính. Fast Ethernet định nghĩa 3 chuẩn mạng ở tầng vật lý là 100Base-Tx, 100Base-T4 và 100Base-FX. Chuẩn mạng 100Base-TX và 100 Base-T4 sử dụng topology dạng h ình sao, với một Hub làm trung tâm, cùng các loại đầu nối UTP tương tự như chuẩn 10Base-T. Tuy nhiên chúng có điểm khác nhau như: Chuẩn 100Base-TX sử dụng dây cáp xoắn đôi từ CAT 5 trở lên, chỉ sử dụng 2 đôi và có sơ đồ bấm dây giống như chuẩn 10Base-T. Chuẩn 100Base-T4 sử dụng cáp xoắn đôi từ CAT 3 trở lên. Điều này cho phép sử dụng lại hệ thống dây của các mạng 10Base-T. Tuy nhiên sơ đồ đầu dây trong chuẩn này có sự khác biệt. Dây phải được bấm đầu RJ45 theo sơ đồ sau: Trắng cam Trắng cam Cam Cam Trắng xanh lá cây Trắng xanh lá cây Xanh da trời Xanh da trời Trắng xanh da trời Trắng xanh da trời Xanh lá cây Xanh lá cây Trắng nâu Trắng nâu Nâu Nâu Chiều dài tối đa sợi cáp trong cả hai chuẩn vẫn l à 100 mét. Chuẩn 100Base-FX được thiết kế để nối kết vào đường truyền cáp quang với chiều dài của sợi cáp lên đến 2000 mét, sử dụng loại đầu nối SC. Một điểm cần lưu ý nữa là khả năng liên thông giữa chuẩn Ethernet và Fast Ethernet. Đa số Hub và card mạng thuộc chuẩn Fast Ethernet đều hỗ trợ thêm chức năng Auto-Sensing, nhờ đó có thể giao tiếp được với các thiết bị của chuẩn 10Base -T. Ví dụ, nếu card mạng chuẩn 100Base -TX có tính năng Auto-Sensing nối kết vào một cổng 10Base-T thì nó sẽ tự động nhận biết và chuyển sang hoạt động theo chuẩn 10Base-T. Hay ngược lại, một card 20