Tiểu luận: môn mạng và truyền số liệu

Chia sẻ: Le Xuan Binh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

143
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trao đổi thông tin là một nhu cầu bức thiết và không thể thiếu của con người. Mạng điện thoại ra đời đã giải quyết được phần nào nhu cầu này. Chưa dừng lại ở đó, con người còn muốn trao đổi nhiều dạng thông tin khác như văn bản, hình ảnh... Việc nối kết nhiều máy tính lại với nhau không nhằm ngoài mục đích này

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: môn mạng và truyền số liệu

TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu A. MỞ ĐẦU Trao đổi thông tin là một nhu cầu bức thiết và không th ể thiếu của con người. Mạng điện thoại ra đời đã giải quyết được phần nào nhu cầu này. Chưa dừng lại ở đó, con người còn muốn trao đổi nhiều dạng thông tin khác như văn bản, hình ảnh... Việc nối kết nhiều máy tính lại với nhau không nhằm ngoài mục đích này. Hơn nữa, để tồn tại và phát triển con người phải từng bước khám phá được thiên nhiên thông qua việc gi ải những bài toán rất phức tạp. Chỉ một vài nhà khoa học và chỉ bằng nh ững máy tính đơn lẻ làm công cụ sẽ không thể nào xử lý và giải quy ết được những bài toán phức tạp đó. Việc kết nối các máy tính thành mạng máy tính giúp cho con người sử dụng được sức mạnh tổng h ợp của trí tu ệ nhân lo ại cũng như sức mạnh tổng hợp của công cụ xử lý thông tin. Sự kết hợp của mạng máy tính với các hệ thống truyền thông đã tạo một sự chuyển biến có tính cách mạng trong vấn đề tổ chức khai thác và sử dụng các hệ thống máy tính. Mô hình tập trung dựa trên các máy tính lớn với phương thức xử lý theo lô đã được thay thế bởi một mô hình tổ chức sử dụng mới, trong đó các máy tính đơn lẻ được kết nối l ại đ ể cùng th ực hi ện công việc. Một môi trường làm việc nhiều người sử dụng phân tán đã hình thành, cho phép nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên chung từ những vị trí địa lý khác nhau. Thực ra, mạng máy tính và truyền số liệu là một lĩnh vực đã được nghiên cứu sâu và ứng dụng mạnh mẽ. Tuy nhiên, tiểu luận đ ược trình bày có tính cơ bản và tổng quan. Tiểu luận chỉ nhằm tóm t ắt lại nh ững tri th ức mà bản thân đã thu nhận được qua một th ời gian h ọc tập ng ắn và qua tham khảo một số tài liệu. Tiểu luận gồm bốn phần. Phần 1: giới thiệu một cách tổng quan v ề mạng máy tính và truyền số liệu. Phần 2: giới thiệu một s ố loại m ạng máy tính và đưa ra một số nhận xét, đánh giá và các biện pháp c ải ti ến cũng nh ư ứng dụng cụ thể của những loại mạng này. Phần 3: giới thiệu một số chuẩn giao thức và kiến trúc phân tầng. Phần 4: Giới thiệu ba mạng cụ thể: X25, Internet và mạng ATM.
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu B. NỘI DUNG I/ Các kiến thức cơ bản về mạng máy tính và truyền dữ liệu -Khái niệm về mạng máy tính: Một mạng máy tính (computer network) là một tập các máy tính tự vận hành, được kết nối lại và có khả năng trao đổi thông tin gi ữa chúng. Thuật ngữ “tự vận hành” để chỉ rằng mỗi máy có thể cho các ch ương trình chạy trên chúng, thuật ngữ “được kết nối” để chỉ rằng chúng có thể trao đổi thông tin cho nhau. Các máy tính trên một mạng th ường được g ọi là các nút (node, host) hoặc trạm (site). Chúng tạo ra thành ph ần c ứng c ơ b ản c ủa mạng. Ngoài ra còn có những thành phần khác nh ư đường truy ền, card giao tiếp... dùng để nối các nút. Thông thường thuật ngữ “ host” và “node” được sử dụng để nói đến một thiết bị đơn thuần, còn thuật ngữ “ site” dùng để nói đến các thiết bị và phần mềm chạy trên nó. Tiểu mạng truyền thông Nút chuyển Hình 1: Mạng máy tính -Dữ liệu và sự truyền tin: Theo Stallings-1998, dữ liệu là các thực th ể dùng để chuy ển tải ý nghĩa của đối tượng. Tín hiệu (signal) là sự mã hóa của dữ li ệu d ưới dạng điện hoặc điện từ. Phát tín hiệu (signaling) là hành động gây lan truy ền tín hiệu qua một vật dẫn truyền thích hợp nào đó. Sự truy ền tin (transmission) là quá trình trao đổi dữ liệu bằng cách làm lan truyền và xử lý các tín hiệu thông qua môi trường truyền tin.
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu -Môi trường truyền tin: Môi trường truyền là con đường vật lý nối giữa thiết bị phát và thi ết bị thu. Môi trường truyền ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính và ch ất l ượng của dữ liệu được truyền, nó cũng là nhân tố quan trọng quy ết định gi ới h ạn sự truyền. Có hai loại môi trường truyền là truy ền định h ướng và không định hướng. Sự liên lạc trong cả hai trường hợp này đều sử dụng sóng điện từ. Trong trường hợp truyền có định hướng, sóng điện từ theo một con đường vật lý như cáp đôi dây song hành, cáp đồng trục, cáp s ợi quang. Đối với môi trường truyền không định hướng sóng điện từ không theo một lo ại dây dẫn nào mà truyền lan trong không khí, trong chân không hoặc qua nước biển. -Đường truyền, kênh và dải thông: Thiết bị trong môi trường truyền thông được nối kết qua các đ ường truyền, mỗi đường truyền có thể mang một hoặc nhiều kênh (channel). Đường truyền là một thực thể vật lý còn kênh chỉ là một th ực th ể logic. Đường truyền có thể mang dữ liệu dưới dạng tín hiệu số (digital signal) hoặc tín hiệu tương tự (analog signal). Mỗi đường truy ền có một sức t ải (capacity), đó là số lượng dữ liệu có thể được truy ền trên đường truy ền trong một đơn vị thời gian. Sức tải còn được gọi là dải thông (bandwidth) của kênh. Trong các kênh truyền tương tự, dải thông được định nghĩa là hiệu số giữa tần số thấp và tần số cao nhất có thể truyền được trên kênh trong mỗi giây (được tính bằng hertz). Trong các đường truyền số, dải thông thường được xem là số bít có thể được truyền trong mỗi giây (bps). -Điều chế tín hiệu: Nếu dữ liệu được truyền trên các kênh tương tự thì nó phải được điều chế (modulate). Nghĩa là dữ liệu số được mã hóa thành các tín hi ệu mang tương tự (analog carrier signal) bằng cách thay đổi một hoặc nhi ều đặc tính cơ bản (biên độ, tần số và pha). Tín hi ệu mang đã đi ều ch ế s ẽ được truyền đến đầu nhận, và tại đó nó lại được giải điều ch ế thành d ạng s ố. Thiết bị dùng để điều chế và giải điều chế thông dụng là MODEM. Tín hiệu từ máy tính đến modem được modem biến đổi thành tín hiệu tương tự để có thể đi qua mạng thoại nhờ bộ điều chế. Ở đầu vào c ủa b ộ điều chế có hai tín hiệu là sóng mang và tín hiệu số “0’, “1”. Các tín hiệu này có vai trò như đóng/mở để cho sóng mang đi qua bộ điều chế. K ết qu ả ở đầu ra của bộ điều chế ta thu được chuỗi sóng mang ng ắt quảng, đ ại
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu diện cho các tín hiệu số “0” và “1” và có thể đi qua đ ược m ạng đi ện tho ại. Ngược lại, các tín hiệu này từ mạng điện thoại đến modem đ ược bi ến đ ổi thành tín hiệu số nhờ bộ giải điều chế và đi vào máy tính. Đ ầu vào c ủa b ộ giải điều chế là chuỗi sóng mang ngắt quảng. Bộ giải điều chế lấy hình bao của các chuỗi sóng mang và cho lại ta chuỗi tín hiệu số “0”, “1”. -Các kỹ thuật điều chế cơ bản: Sóng mang được biểu diễn là một dao động hình sin s(t)=Asin(2πft+ϕ), trong đó A là biên độ, f là tần s ố giao động, ϕ là góc pha dao động. Ba đại lượng này đặc trưng cho sóng mang. Dựa vào ba đại lượng này ta có ba kỹ thuật điều chế cơ bản. +Kỹ thuật điều chế theo biên độ (Amplitude Modulation-AM, điều biên), các tín hiệu “0” và “1” được phân biệt bởi biên đ ộ c ủa dao đ ộng, còn tần số của tín hiệu là giống nhau. Kỹ thuật này dễ thực hiện nh ưng cũng dễ bị nhiễu. +Kỹ thuật điều chế theo tần số (Frequency Modulation-FM, điều tần), các tín hiệu “0” và “1” được phân biệt bởi tần số của dao động còn biên độ các tín hiệu là giống nhau. Kỹ thuật này phức tạp hơn so với AM nhưng lại có tính chống nhiễu cao. +Kỹ thuật điều chế theo pha (Phase Modulation-PM, điều pha), các tín hiệu “0” và “1” được phân biệt bởi pha dao đ ộng, còn biên đ ộ và t ần s ố của các tín hiệu giống nhau. Kỹ thuật này cũng rất phức tạp nhưng chống được nhiễu. Thông thường, để tăng tốc độ truyền tin ta th ường k ết h ợp điều pha với điều biên gọi là điều pha biên. -Dồn kênh và tách kênh: Để tận dụng các đường truyền có dải thông cao, người ta th ường dùng các bộ dồn/tách kênh để tập trung dữ liệu vào đường chính, nh ờ đó có thể truyền cùng một lúc được nhiều tín hiệu. Có hai kiểu dồn kênh cho phép truyền đồng thời nhiều kênh logic trên cùng một đường truy ền v ật lý. Một là chia dải thông sao cho mỗi tín hiệu được truyền ở một tần số khác nhau. Dạng dồn kênh này được gọi là dồn kênh phân tần (frequency division multiplexing, FDM). Một kiểu khác là chia thời gian truy ền thành t ừng khoảng và dành toàn bộ kênh để truyền một tín hiệu. Dạng dồn kênh này được gọi là dồn kênh phân thời (time division multiplexing, TDM). Dồn kênh phân thời thường được dùng nhiều hơn trong quá trình truyền dữ liệu. Giữa hai kiểu dồn kênh để truyền dữ liệu có một ít khác biệt. Tùy vào đặc tính đường truyền hoạt động như môi trường truyên s ố hay môi trường truyền tương tự mà có thể cần đến nhiều dạng điều ch ế và d ồn
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu kênh khác nhau. Điểm cơ bản cần biết nhất là các kênh với dải thông cao sẽ cung cấp khả năng dồn nhiều tín hiệu trên cùng một đường truyền vật lý. Dĩ nhiên chi phí cao hơn các đường truyền dải thông thấp. -Phương thức truyền tin: Từ góc độ hệ cơ sở dữ liệu phân tán, một đặc tính khác của đ ường truyền dữ liệu là chế độ hoạt động của nó. Một đường truy ền có th ể ho ạt động theo chế độ đơn công (simplex), bán song công (half-duplex) hoặc toàn song công (full-duplex). +Một đường truyền hoạt động theo chế độ đơn công tức là gi ữa hai điểm chỉ có một đường truyền và chỉ truyền tín hiệu, dữ liệu theo một chiều. Lĩnh vực ứng dụng điển hình của loại đường truyền này là kết n ối đến máy in và các bộ đọc thẻ, hệ thống thu số liệu đo lường ở các trạm khí tượng thủy văn, các trạm vũ trụ, các ứng dụng điều khiển thời gian thực, trong đó chúng được dùng để truyền tín hiệu từ các thiết bị hoặc các máy trạm đến các máy tính trung tâm. Những đường truy ền lo ại này khá r ẻ, tuy nhiên nó không cung cấp được độ linh hoạt như mong muốn. +Đường truyền hoạt động theo chế độ bán song công tức là gi ữa hai điểm có một đường truyền nhưng lại có hai hướng truyền. Tại mỗi th ời điểm chỉ có một hướng truyền được thực hiện. Quá trình truy ền trước tiên sẽ tiến hành theo một chiều, sau đó đường truyền phải “quay đầu lại” thì quá trình truyền theo chiều ngược lại mới có th ể bắt đầu. Bán song công rõ ràng linh hoạt hơn đường truyền đơn công nhưng làm tăng thêm chi phí. Tuy nhiên có một độ trễ đáng kể khi “quay” đường truy ền lại trong các ứng dụng phân tán. Phương thức này thường được sử dụng khi số liệu cần truyền không nhiều và không cần thiết về tốc độ thực hiện. Phương thức này cũng được sử dụng khá rộng rãi. Một ví dụ thuộc loại này là các m ạng Ethernet, trong đó một trạm không thể vừa nhận lại vừa truyền đồng th ời. Đường truyền hoạt động theo chế độ toàn song công tức là gi ữa hai điểm có hai đường truyền và có thể truyền tín hiệu và dữ liệu theo cả hai chiều đồng thời. Đường truyền hoạt động theo chế độ này có chi phí cao nhất và cũng cần phần mềm phức tạp để quản lý nhưng là môi tr ường linh hoạt và đảm bảo thời gian thực. Phương thức này được sử dụng khi số liệu trao đổi nhiều và cần thiết xử lý với tốc độ cao. -Cách truyền thông tin: Có hai cách truyền thông tin nối tiếp là truy ền d ị bộ và truy ền đ ồng bộ. Với cách truyền dị bộ, ngoài các bít tin phải thêm các bít để nh ận biết đầu ký tự (start), cuối ký tự (stop) và kiểm tra để phát hiện lỗi đường
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu truyền (parity). Như vậy nếu ký tự là 8 bít thì hiệu su ất đ ường truy ền s ẽ là 8/11, xấp xỉ 70%. Điều này cho thấy hiệu suất của cách truy ền d ị b ộ là thấp. Đối với cách truyền đồng bộ, ngoài dung lượng bản tin còn có các t ừ điều khiển SYN, EOT và CRC để kiểm tra bản tin đúng-sai. Ở đây có s ự nhận biết của cả bản tin chứ không phải từng ký tự giống nh ư cách truy ền dị bộ. Nếu bản tin có 128 ký tự thì hiệu suất đ ường truy ền là 128/132, x ấp xỉ 99,9%. Điều này cho thấy nếu bản tin có dung lượng càng lớn thì cách truyền đồng bộ cho hiệu suất càng cao. -Bó dữ liệu và gói dữ liệu: Khi truyền tải giữa các máy tính, dữ liệu thường được truyền theo từng bó dữ liệu (frame). Thường thì giới hạn trên các kích th ước bó d ữ li ệu phải được thiết lập cho mỗi mạng và mỗi bó chứa dữ liệu cùng các thông tin điều khiển như nơi đến và địa chỉ nguồn, mã kiểm lỗi cho khối... Nếu như một thông điệp cần phải gửi từ một nút nguồn đến một nút đích nhưng không được xếp vừa vào một bó, nó sẽ được tách ra thành nhiều bó. Thuật ngữ gói và bó là không hoàn toàn giống nhau, chúng đề cập đến các thực thể ở những tầng khác nhau. Cụ thể là theo h ệ thống thu ật ngữ ISO/OSI, thuật ngữ gói muốn nói đến một đơn vị truy ền ở t ầng m ạng còn bó thì liên quan đến đơn vị truy ền ở tầng liên k ết d ữ li ệu. T ừ quan điểm thực hành, khác biệt giữa chúng thường được xem xét qua dạng th ức của chúng. Dạng thức gói chứa thông tin tiêu đề cho tầng mạng, nghĩa là thông tin chọn đường (routing), còn một bó chỉ gồm các thông tin liên quan đến các cơ chế khả tín của tầng liên kết dữ liệu. -Các phương pháp chuyển mạch: Số liệu được truyền từ người gửi đến người nhận thường thông qua mạng truyền tin. Để có được đường đi trong mạng ta phải th ực hiện các chuyển mạch giữa các nút trong mạng. Có ba phương pháp chuyển mạch: chuyển mạch kênh, chuyển mạch bản tin và chuyển mạch gói. +Chuyển mạch kênh là phương pháp mà dành hẳn một kênh trong suốt quá trình kết nối giữa bên gửi và bên nhận. Chuyển mạch kênh gồm ba giai đoạn: kết nối, trao đổi số liệu và kết thúc. Chuy ển m ạch kênh có hi ệu suất không cao vì chắc chắn trong khi kết nối sẽ có lúc kênh không được sử dụng. Hiệu suất=T (trao đổi số liệu)/[T(kết nối) + T(trao đổi số liệu)] +Chuyển mạch bản tin: Trong kỹ thuật này không có thiết lập kết nối mà có sự gán địa chỉ người nhận vào bản tin. Các nút m ạng căn c ứ vào
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu địa chỉ đích của bản tin để chọn nút kế tiếp. Hiệu suất bị hạn ch ế trong trường hợp bản tin quá dài và bị sai phải truyền lại. Một dạng chuyển mạch khác thường được sử dụng trong truyền thông tin giữa các máy tính là chuyển mạch gói, trong đó một b ản tin đ ược tách nhỏ thành nhiều gói có độ dài phụ thuộc vào chất lượng đường truy ền. Các gói tin được truyền đi độc lập. Có hai cách gửi nh ận các gói: Datagram và Virtual Circuit. Các gói trong Datagram có thể đi theo các đ ường khác nhau. Kết quả của việc dùng các đường đi khác nhau trên mạng đó là chúng có thể đến đích một cách lộn xộn. Vì thế phần mềm tại nơi nhận phải có khả năng sắp xếp chúng theo đúng thứ tự, tái tạo lại bản tin ban đầu. Các gói trong Virtual Circuit chỉ đi theo một đường được xác lập từ lúc ban đầu. Kỹ thuật chuyển mạch gói có nhiều ưu điểm. Trước tiên nó cho phép sử dụng đường truyền tốt hơn bởi vì mỗi đường truyền không phải chỉ dành riêng cho mỗi cặp thiết bị mà có thể được nhiều thiết bị dùng chung. Thứ hai là tránh được thiết lập kết nối. Thứ ba là tính linh đ ộng trong việc tìm đường đi để tránh tắc nghẽn. Cuối cùng là vi ệc tách gói cho phép truyền song song dữ liệu. Tuy nhiên, như đã trình bày ở trên, k ết qu ả chuyển dữ liệu theo cách này làm cho thứ tự của chúng không được b ảo đảm. II/ Phân loại mạng máy tính Có rất nhiều cách để phân loại mạng khác nhau tùy 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”, “kiến trúc mạng”, “topo mạng”... 1/ Phân loại dựa trên khoảng cách địa lý Theo sự phân phối về mặt địa lý, các mạng có thể phân loại là mạng diện rộng (wide area network-WAN), mạng liên vùng (metropolitan area network-MAN) và mạng cục bộ (local area network-LAN). Sự phân biệt này thường mang tính chất tương đối. Một mạng diện rộng WAN là những mạng có khoảng cách đường nối giữa hai nút từ khoảng 20 km đến vài ngàn km. Việc s ử dụng các thi ết bị chọn đường (router) và các nút chuyển (switch) cho phép truy ền thông tin trên những vùng rộng lớn hơn, nhưng lại làm giảm hiệu năng. Mạng cục bộ LAN thường là mạng truyền gói và hạn chế trong một phạm vi địa lý thường dưới 2 km. Chúng sử dụng môi trường truy ền có d ải thông cao nhưng chi phí không cao. Các môi trường truyền trong mạng LAN là cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hoặc cáp quang.
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu Mạng liên vùng MAN nằm lưng chừng giữa LAN và WAN về tầm địa lý và thường bao phủ một thành phố hay một phần của nó. Khoảng cách giữa các nút thường 10km. MAN có nhiều điểm tương đồng v ới LAN. Tuy nhiên trong MAN do lượng người dùng nhiều hơn làm nảy sinh nhiều vấn đề mới cần phải giải quyết như sự bình đẳng truy xuất cho mọi ng ười dùng bất kể khoảng cách địa lý. 2/ Phân loại dựa trên kỹ thuật chuyển mạch Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố chính để phân loại thì ta có mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch bản tin và mạng chuyển mạch gói +Mạng chuyển mạch kênh (Circuit-Switched Network): Khi hai máy trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì cho đến khi một bên ngắt liên lạc. Các d ữ li ệu đ ược truy ền c ố đ ịnh theo con đường đó. Nhược điểm của kỹ thuật này là tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh cố định giữa hai máy, hiệu suất sử dụng đường truyền không cao vì có lúc kênh bị bỏ do cả hai bên đều hết thông tin cần truy ền trong khi các máy khác không được phép sử dụng kênh này. S2 S4 A S1 S6 B S3 S5 Mạng chuyển mạch theo kênh +Mạng chuyển mạch bản tin (Message Switch Network): B ản tin là một đơn vị thông tin của người sử dụng có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi bản tin đều có chứa vùng thông tin đi ều khi ển trong đó ch ỉ đ ịnh rõ địa chỉ đích của bản tin. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển bản tin đến nút kế tiếp theo đường dẫn tới đích c ủa nó. Nh ư vậy mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin đi ều khi ển trên
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu bản tin rồi sau đó chuyển tiếp bản tin. Tuỳ thu ộc vào đi ều ki ện c ủa m ạng, các bản tin khác nhau có thể được gửi đi trên con đường khác nhau. S2 S4 A S1 S6 B S3 S5 Mạng chuyển mạch theo bản tin Phương pháp này có nhiều ưu điểm so với chuyển mạch kênh. C ụ thể là: hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia cho nhiều máy, mỗi nút mạng có th ể l ưu tr ữ b ản tin cho tới khi kênh truyền rỗi mới gửi bản tin đi do đó gi ảm đ ược tình trạng tắc nghẽn mạng, có thể điều khiển việc truy ền tin b ằng cách s ắp xếp độ ưu tiên cho các bản tin, có thể tăng hiệu suất sử dụng gi ải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá để gửi bản tin đ ồng th ời đ ến nhiều đích. Tuy nhiên do nó không hạn chế kích thước của các bản tin nên có thể dẫn đến phí tổn lưu trử tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian đáp và chất lượng truyền đi. +Mạng chuyển mạch gói (Packet-Switched Network), mỗi bản tin được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin có khuôn dạng quy định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ người gửi và người nhận của gói tin. Các gói tin thuộc v ề một b ản tin nào đó có thể được gửi đi qua mạng để tới đích bằng nhiều con đ ường khác nhau S2 S4 A S1 S6 B S3 S5
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu Mạng chuyển mạch theo gói Chuyển mạch bản tin và chuyển mạch gói gần giống nhau. Điểm khác biệt là gói tin được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút m ạng có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không cần phải lưu trử t ạm th ời trên đĩa. Vì vậy mạng chuyển mạch gói qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn so với chuyển mạch bản tin. Nhược điểm của kỹ thuật này là khó khăn trong việc tập hợp các gói tin để tạo lại bản tin ban đầu của người s ử dụng, đặc biệt khi gói tin truyền theo nhiều đường khác nhau. C ần ph ải cài đặt cơ chế đánh dấu gói tin và phục hồi các gói tin bị thất l ạc hoặc truy ền bị lỗi cho các nút mạng. Do ưu điểm về hiệu suất nên m ạng chuy ển m ạch gói được sử dụng rộng rãi hơn mạng chuyển mạch bản tin. 3/ Phân loại dựa trên Topo mạng Topo mạng là cách nối các máy tính trên một mạng lại với nhau. Một số kiểu thông dụng là mạng hình sao (star), mạng vòng (ring), m ạng bus, mạng thảm (meshed) và mạng vô định hình (irregular). +Trong các mạng hình sao, tất cả các máy tính đều đ ược nối với một máy tính trung tâm. Máy tính trung tâm điều phối việc truy ền dữ liệu trên mạng. Vì vậy nếu hai máy tính muốn trao đổi với nhau, chúng ph ải thông qua máy tính trung tâm. Bởi vì mỗi máy tính đ ều có đ ường truy ền riêng với máy tính trung tâm nên cần phải có một thỏa thuận giữa các máy tính “vệ tinh” và máy tính trung tâm khi chúng muốn trao đổi. Máy trạm Máy điều khiển trung tâm
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu Mô hình mạng hình sao Loại mạng này thông thường được dùng trong các tổ chức có nhiều chi nhánh nằm ở nhiều vùng khác nhau, máy tính trung tâm được đặt tại văn phòng chính hoặc tại trung tâm vùng. Trong trường hợp này việc xử lý c ục bộ được thực hiện tại mỗi nút và dữ liệu cuối cùng sẽ được truy ền đến máy trung tâm. Khuyết điểm của mạng hình sao là độ tin cậy thấp, vì giao tiếp giữa hai máy tính phụ thuộc vào máy tính trung tâm nên n ếu một s ự cố tại nút này sẽ làm cho việc truyền trên mạng bị ngừng hoàn toàn. Hơn nữa vì phải điều phối việc giao tiếp toàn mạng nên tải trọng trên máy trung tâm quá lớn. Vì thế người ta thường dùng một trạm trung tâm mạnh hơn các máy tính vệ tinh. Do những khuyết điểm này, mạng này th ường ch ỉ được dùng khi lượng dữ liệu cần truyền giữa các máy vệ tinh không cao. +Trong mạng vòng, các máy tính được nối với đường truyền có dạng một vòng khép kín. Truyền dữ liệu quanh vòng thường theo một chiều, và mỗi trạm đóng vai trò là một bộ chuy ển tiếp (repeater). Khi nh ận được một thông điệp, nó kiểm tra địa chỉ, sao chép thông đi ệp đó n ếu là thông điệp được gửi cho nó rồi truyền thông điệp đi tiếp. Mạng vòng Việc điều khiển truyền tin trên mạng vòng thường được th ực hiện bằng thẻ điều khiển (control token). Trong kiểu đơn giản nh ất, một th ẻ (token) là một bít chỉ ra rằng mạng hiện đang rảnh ( free) hoặc đang được dùng (busy). Thẻ này được chuyển xoay vòng trên mạng. Mỗi trạm khi muốn truyền thông điệp phải đợi đến khi thẻ được truyền đến. Khi đó trạm sẽ kiểm tra bít của thẻ để xem free hay busy. Nếu mạng rãnh, trạm sẽ thay đổi mẫu bít thành busy, chỉ ra rằng mạng đang được dùng rồi đặt các thông điệp vào đường truyền. Thông điệp sẽ được chuyển xoay vòng rồi trở về trạm gửi. Bít thẻ được đổi lại thành free và thẻ sẽ được gửi đến trạm kế tiếp.
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu Các mạng chỉ có một môi trường truyền kiểu vòng thì có đ ộ tin c ậy thấp, đơn giản là vì đường nối chỉ cần bị cắt đứt tại một đi ểm nào đó là có thể làm ngừng toàn bộ hoạt động của mạng. Để có độ tin c ậy cao h ơn, người ta có thể sử dụng mạng hai vòng. Trong một mạng như thế, sự cố tại một điểm nối không làm mất khả năng truy xuất đến phần còn lại của mạng bởi vì có thể truyền tắt qua trạm bị hư bằng cách chuyển đường truyền sang vòng thứ hai. Một thể thức khác nhằm đảm bảo độ tin cậy là sử dụng một nút chuyển mạch trung tâm (central switch). Các n ối k ết gi ữa các trạm được thực hiện qua trung tâm chuyển mạch dù hoạt động của mạng có thể ở dạng xoay vòng. Nếu một trạm bị sự cố, hoặc nếu đường nối bị đứt liên lạc thì dễ dàng đi tắt qua phân mạng đó thông qua nút chuyển mạch. Kiến trúc này đã được phát triển tại phòng thí nghiệm của IBM tại Zurich và được cài đặt trên mạng LAN token ring của IBM +Một loại topo mạng thông dụng khác là mạng bus, trong đó có m ột kênh chung để truyền dữ liệu, các máy tính và các thiết bị đầu cuối sẽ được gắn vào đó. Ở kiểu mạng này, việc điều khiển truy xuất đường truyền được thực hiện bằng hai cách chính. Một là phương pháp CSMA (carrier sense multiple access) và phương pháp CSMA/CD (carrier sense multiple access with collision detection). Ngoài hai phương pháp cơ bản này, bus cũng có thể được điều khiển bằng thẻ, khi đó mạng bus cũng được xem như có một vòng logic. Node 1 Node 2 Node 3 Mô hình mạng bus Cơ chế kiểm soát bus kiểu CSMA có thể được mô tả là lược đồ “lắng nghe trước khi truyền”. Điểm cơ bản đó là mỗi trạm sẽ liên t ục l ắng nghe mọi diễn biến xảy ra trên kênh chung. Khi có một thông đi ệp đ ược gửi đi trạm sẽ kiểm tra phần header của thông điệp xem có ph ải g ửi cho nó hay không, rồi thực hiện một hành động thích hợp. Nếu nó muốn truy ền, nó sẽ chờ cho đến khi phát hiện ra không còn hoạt động nào x ảy ra trên kênh chung rồi mới đặt thông điệp của nó lên mạng. Có m ột s ố bi ến th ể c ủa
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu lược đồ cơ bản này. Một phiên bản gọi là CSMA cơ bản, chỉ truy ền nếu kênh rảnh. Nếu kênh đang bận, nó sẽ chờ. Một phiên bản th ứ hai là CSMA không kiên nhẫn (nonpersistent CSMA) chỉ truyền nếu kênh rảnh. Tuy nhiên nếu kênh đang bận, nó sẽ chờ một khoảng thời gian nào đó trước khi thử lại. Một phiên bản thứ ba là t-persistent CSMA s ử d ụng các gói và thời gian khoảng có kích thước cố định, đồng bộ hóa việc truy ền các gói với các thời gian khoảng. Nếu một trạm muốn truyền một thông đi ệp và kênh hiện đang rảnh, nó sẽ truyền với một xác suất tiền định t và sẽ hoãn lại vào thời khoảng kế tiếp với xác suất 1-t. Ngược lại, cơ chế điều khiển bus CSMA/CD có thể được mô tả là lược đồ “lắng nghe trong khi truyền”. Các trạm đóng vai trò gi ống nh ư trong lược đồ CSMA, ngoại trừ chúng tiếp tục lắng nghe trên kênh chung sau khi đã truyền thông điệp đi. Mục đích của việc lắng nghe trong khi truyền là phát hiện xem có tương tranh hay không. Khi phát hiện ra tương tranh, các trạm sẽ hủy bỏ cuộc truyền, đợi một khoảng th ời gian rồi truy ền lại thông điệp. Lược đồ CSMA/CD cơ bản được dùng trong các mạng cục bộ Ethernet. +Một lược đồ khác là nối kết đầy đủ, trong đó mỗi nút đều được nối với tất cả các nút khác. Một cấu trúc nh ư th ế rõ ràng là cung c ấp đ ược độ tin cậy cao hơn và khả năng hoạt động tốt hơn nh ững c ấu trúc đã nói ở trên. Tuy nhiên nó cũng là cấu trúc có chi phí cao nhất. L ược đ ồ nối k ết đầy đủ như thế là không thực tế. Ngay cả với số lượng máy tính trên mạng khá ít, số nối kết cũng là rất lớn. Mô hình mạng thảm (cấu trúc kết nối đầy đủ) Các mạng truyền thông thường có các đường nối vô định. Nghĩa là các đường nối không có tính hệ thống cũng không tuân theo một khuôn mẫu nào. Chúng ta có thể gặp một nút chỉ nối với một nút khác và c ả nh ững nút
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu nối với nhiều nút khác. Các nối kết giữa các máy tính trên Internet thu ộc loại này. 4/ Phân loại mạng dựa trên lược đồ truyền dữ liệu Theo các lược đồ truyền thông vật lý được dùng, các mạng có thể thuộc loại điểm-điểm (point-to-point) hoặc quảng bá (broadcast). +Trong các mạng điểm-điểm, ta dùng một hoặc nhiều đường nối giữa mỗi cặp nút. Có thể là không có một đường nối trực tiếp giữa mỗi cặp những thường là một số đường nối gián tiếp. Việc truy ền thông luôn đ ược thực hiện giữa hai nút, bên nhận và bên gửi được xác định bằng địa chỉ có trong phần header của bó dữ liệu. Truyền dữ liệu từ bên gửi đ ến bên nh ận đi theo một hoặc nhiều đường giữa chúng, một số đường có th ể ph ải đi ngang qua một số nút khác. Các nút trung gian sẽ kiểm tra địa ch ỉ đích trong phần header và nếu không phải là địa chỉ của nó thì phải chuy ển cho nút nằm kế cận. Hành động này được gọi là chuyển mạch (switching). Môi trường truyền cơ sở cho mạng điểm-điểm là cáp đồng trục hoặc cáp quang. +Trong các mạng quảng bá, người ta dùng một kênh truy ền chung cho tất cả các nút trong mạng. Các bó dữ liệu được truy ền qua kênh chung này và như thế tất cả các nút đều nhận được. Mỗi nút sẽ kiểm tra địa chỉ bên nhận trong phần header và nếu bó dữ liệu không gửi cho nó, nó sẽ bỏ qua. Một rường hợp đặc biệt của mạng quảng bá là mạng đa tán (multicast), trong đó thông điệp được gửi đến một tập con các nút trong mạng. Địa chỉ bên nhận được mã hóa bằng một cách nào đó để có thể chỉ ra những nút nào là bên nhận. Mạng quảng bá nói chung đều dùng sóng radio hoặc vệ tinh. Trong trường hợp truyền qua vệ tinh, mỗi vị trí phát tín hiệu truyền của nó đến vệ tinh rồi tín hiệu đó được phát trả lại ở một tần số khác. Mỗi vị trí trên mạng đều lắng nghe tần số nhận và phải bỏ qua thông điệp không được gửi cho nó. Một ví dụ mạng có sử dụng kỹ thuật này là mạng SATNET. Truyền bằng sóng viba là một cách truyền dữ liệu thông dụng khác, có th ể qua vệ tinh hoặc trên mặt đất. Các đường truyền bằng sóng viba hiện là thành phần chủ yếu của mạng điện thoại trong phần lớn các quốc gia. Một thí dụ về mạng dùng sóng viba vệ tính để truyền dữ liệu là h ệ th ống ALOHA. Ưu điểm của mạng quảng bá là chúng ta dễ dàng phát hiện lỗi, và các thông điệp có thể đến được nhiều vị trí hơn so với ki ểu đi ểm-đi ểm. Ngược lại, do mỗi trạm đều lắng nghe các thông điệp trên mạng nên tính an ninh khó duy trì hơn so với kiểm điểm-điểm.
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu III/ Các chuẩn giao thức và kiến trúc phân tầng Thiết lập các đường nối vật lý giữa hai máy tính ch ưa đủ để chúng giao tiếp được với nhau. Để truyền thông tin hiệu quả, tin c ậy và không có lỗi giữa hai máy tính đòi hỏi phải cài đặt các h ệ th ống ph ần m ềm thích h ợp và thường được gọi là giao thức (protocol). Tính chất phức tạp của những giao thức này đều khác nhau giữa các mạng WAN, MAN, LAN Mạng WAN thường phải điều chỉnh thiết bị được sản xuất từ nhiều nhà sản xuất khác nhau. Điều này đòi hỏi môi trường truyền ph ải có kh ả năng xử lý tính đa chủng của các thiết bị và cách nối kết. Các thiết bị có thể khác nhau về tốc độ, độ rộng từ nhớ, lược đồ mã hóa được dùng để biểu diễn thông tin hoặc các chuẩn khác. Vì thế các mạng WAN có nhu cầu về giao thức cấp thiết hơn. Giao thức cho WAN được bi ết rộng rãi nh ất là kiến trúc giao kết các hệ thống mở của tổ chức tiêu chuẩn quốc tế và thường gọi là kiến trúc ISO/OSI Kiến trúc ISO/OSI mô tả rằng cần xây dựng mạng máy tính theo kiểu phân tầng. Giữa các tầng của một nút cần định nghĩa rõ ràng các giao diện dùng để trao đổi thông tin giữa các tầng phần mềm và ph ần c ứng. Giữa các tầng tương ứng của các trạm khác nhau, các giao thức được định nghĩa và đặc tả cách trình bày thông điệp được gửi qua lại giữa hai trạm. Kiến trúc ISO/OSI được thể hiện như hình dưới đây. Node A Node B Giao thức tầng ứng dụng ứng dụng Application Giao thức tầng trình diễn Trình diễn Presentation Giao thức tầng phiên Session Phiên Giao thức tầng giao vận Giao vận Transport Giao thức tầng mạng Mạng Network Giao thức tầng liên kết DL Liên kết DL Datalink Giao thức tầng vật lý Vật lý Physical Đường truyền vật lý Mô hình OSI 7 tầng Ba tầng thấp nhất tạo ra tiểu mạng truyền thông (communication subnet). Tiểu mạng truyền thông chịu trách nhiệm cung cấp độ tin cậy vật lý cho việc truyền thông tin giữa hai trạm.
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu Tầng vật lý: liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bít không có c ấu trúc qua đường truyền vật lý, truy nhập đường truy ền vật lý nh ờ các phương tiện cơ, điện. Tầng liên kết dữ liệu: cung cấp phương tiện để truy ền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy như gửi các khối dữ liệu với các c ơ ch ế đồng bộ hóa, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết. Tầng mạng: thực hiện việc chọn đường và chuyển tiếp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/hợp dữ liệu nếu cần. Tầng giao vận: Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu mút; thực hiện cả việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đ ầu mút; có thể thực hiện ghép kênh, cắt/hợp dữ liệu nếu cần. Tầng phiên: cung cấp phương tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dung; thiết lập, duy trì, đồng bộ hóa và hủy bỏ các phiên truy ền thông gi ữa các ứng dụng. Tầng trình diễn: Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu c ầu truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trường OSI. Tầng ứng dụng: Cung cấp các phương tiện để người sử dụng có th ể truy nhập được vào môi trường OSI, đồng thời cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán. Một chồng giao thức WAN thông dụng khác là TCP/IP. Ý t ưởng t ổng quát giống như ISO/OSI nhưng chỉ có năm tầng. Mối liên hệ giữa các giao thức ISO/OSI và TCP/IP được mô tả trong hình dưới đây. M ột khác bi ệt quan trọng giữa hai chồng giao thức này là tất cả các tầng của ISO/OSI đ ều được định nghĩa rõ còn trong TCP/IP, tầng host-to-network không được đ ặc tả. Tầng OSI TCP/IP 7 Application Application Không hiển 6 Presentation diện trong 5 Session 4 Transport mô hình Transport 3 Network Internet 2 Data Link Host-to-network 1 Physical So sánh giữa TCP/IP và ISO/OSI Kết nối mạng trong mạng cục bộ dường như đơn giản hơn trong mạng WAN bởi vì chúng ta thường chỉ phải quan tâm đến ba t ầng th ấp
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu nhất trong chồng giao thức, hơn nữa trong LAN các thiết bị mạng th ường đồng chủng hơn. Tuy nhiên như chúng ta sẽ thấy, việc truyền thông trong LAN cũng phải có sự điều hoạt tại tất cả các tầng mạng và cũng th ường được thực hiện bằng các giao thức TCP/IP. Việc tiêu chuẩn hóa trong lĩnh vực này được dẫn đầu bởi IEEE, đ ặc biệt là ủy ban Commitee No. 802. Ủy ban này đã thiết lập một chuẩn gồm hai hoặc ba tầng. Các yêu cầu cơ bản của chuẩn IEEE 802 là LAN được thiết kế cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp nh ẹ và th ương m ại, và bảo đảm một độ tin cậy hợp lý, dữ liệu được truyền với khoảng cách 2 km có tốc độ từ 1-10Mbps. Những đặc tả chỉ ra rằng các mạng được phát tri ển theo như chuẩn này không được dùng trong các ứng dụng của ngành công nghiệp nặng, chẳng hạn như trong việc điều khiển thời gian thực. Chuẩn IEEE 802 yêu cầu rằng các giao thức này cho phép giao ti ếp ngang hàng. Đặc tả đã loại bỏ các mạng hình sao mà trong đó có một nút trung tâm kiểm soát và điều khiển các truy xuất trên kênh truyền. Ba t ầng c ủa chu ẩn IEEE 802 là tầng vật lý, tầng điều khiển truy xuất đường truy ền và t ầng đi ều khiển nối logic. Cấu trúc và mối liên hệ của chúng được thể hiện ở hình dưới đây. TCP/IP cũng rất thông dụng trong các mạng LAN, trong trường hợp đó các tầng TCP/IP được chạy bên trên các tầng IEEE 802. OSI Application Presentation Điểm truy xuất dịch vụ Session Transport Network Logical link control Data Link Medium access control Physical Physical Mối liên hệ giữa ISO/OSI và IEEE Để cho phép nó bao quát được nhiều loại sản phẩm có mặt trên thị trường, chuẩn mạng cục bộ 802 thực sự là một số chuẩn chứ không phải là một chuẩn duy nhất. Lúc ban đầu, nó được đặc tả để hổ trợ ba cơ chế ở mức điều khiển truy xuất đường truyền: cơ chế SMA/CD, token ring và cơ chế truy xuất thẻ cho các mạng bus. Công nghệ dây dẫn cho cáp xoắn đôi và cáp đồng trục hỗ trợ các tốc độ trong khoảng 1-10Mbps. Tuy nhiên các mạng LAN hiện nay hoạt động ở các tốc độ cao hơn so với dặc t ả trong IEEE 802. Các mạng FDDI dùng cáp quang cũng như mạng Ethernet hoạt
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu tác với tốc độ 100Mbps. Vì thế giao thức 802 hiện giờ đã được điều chỉnh tích hợp với FDDI cũng như giao thức MAN DQDB. Cũng đã có nhiều đề xuất hỗ trợ các chuẩn LAN dải rộng như ATM. Cũng cấn chú ý r ằng ph ần lớn các mạng LAN hiện nay đều dùng hỗ trợ giao thức TCP/IP. IV/ Một số mạng cụ thể. 1/ Mạng X25 1.1/ Đặc trưng của mạng X25 Mạng X25 là mạng chuyển mạch gói công cộng được đưa ra từ năm 1976. Nó được thiết kế cho hệ truyền số liệu không phải là tiếng nói. Mạng X25 sử dụng kỹ thuật STDM (Synchronous Time Division Multiplex). Mạng X25 xác định giao tiếp giữa người sử dụng (DTE) và nút mạng (DCE). Hai DTE muốn trao đổi thông tin với nhau phải kết n ối với DCE để thâm nhập vào mạng. Khi đó mạng sẽ quản lý truy ền tin giữa các DCE. X25 điều chỉnh thông lượng giữa DTE-DCE ở mỗi đầu nút mạng. Mạng X25 có 3 mức: Mức 1 (Tầng vật lý): xét các chuẩn ghép nối về cơ, điện, các chân tín hiệu, thủ tục giao tiếp giữa DTE và DCE. Đây chính là chu ẩn X21-bis (RS-232C) cho tín hiệu analog và chuẩn X21 cho tín hiệu digital. Mức 2 (Tầng liên kết dữ liệu): đảm bảo truyền tin cậy giữa DTE và DCE. Nó sử dụng giao thức LAB-B, một phần của giao thức HDLC (High level data link control) Mức 3 (Tầng mạng): quản lý ghép nối giữa hai DTE ở hai đầu nút mạng. Có hai dạng nối là mạng ảo kênh thoại và mạng ảo c ố định. X25 mức này còn được gọi là X25-PLP (packet level protocol), đó là giao th ức có kết nối. Điều này giống như IP của Internet. 1.2/ Kiến trúc mạng X25 Lớp OSI X25 Application-ứng dụng 7 X400, FTP Presentation-Trình diễn 6 ASN-1 5 Session-Phiên PAD Transport-Giao vận 4 End-To-End Network-Mạng 3 X25-PLP Data Link-Liên kết dữ liệu 2 HDLC/LAP-B Physical-Vật lý 1 X21 bis/X21 So với mô hình 7 mức của OSI, Lớp ứng dụng tương ứng với dịch vụ thư tín điện tử (X400) và truyền tệp (FTP). Lớp trình diễn tương ứng với ASN-1 (Abstract Syntax Notation-1). Lớp phiên tương ứng với PAD (Packet Assembler Disassembler) để gộp các ký tự ở C-DTE (thiết bị đầu
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu cuối) thành các gói tin khi phát, và tách gói tin thành các ký tự cho C_DTE khi thu. Lớp giao vận chỉ là lớp tượng trưng “end-to-end” vì lớp mạng với X25-PLP đã đảm bảo chất lương dịch vụ. Nhưng chính điều này đã làm cho mạng X25 hiệu suất không cao vì đi qua các nút mạng phải kiểm soát đầy đủ. 2/ Mạng Internet 2.1/ Đặc trưng của mạng Internet Mạng Internet là một từ được dùng để chỉ đến một mạng máy tính toàn cầu. Thực sự đó là sự liên hiệp đa chủng của nhiều mạng, mỗi mạng có các đặc tính và giao thức riêng. Nối kết vào Internet là t ự nguy ện và h ầu như không có một tổ chức nào điều khiển hoặc áp đặt các chiến lược và chỉ dẫn việc trao đổi thông tin trên các mạng này. Số nút kết nối vào Internet tăng lên rất nhanh. Động lực cho sự phát triển nhanh của mạng Internet là sự chấp nhận giao thức TCP/IP làm giao thức chính. TCP/IP hiện đã được đưa vào h ầu hết các h ệ đi ều hành, t ạo d ễ dàng cho việc kết nối Internet vì nó thích hợp với nhiều giao thức Mạng Internet đã đặt ra nhiều thách thức mới, đặc biệt là do tính đa chủng của các thiết bị và các mạng tham gia. Đặc trưng của mạng Internet là cấu trúc quản lý phi tập trung, thiếu tính an ninh, và nhiều dịch vụ phân tán được cung cấp bởi người dùng và các công ty có kết nối vào Internet. Tuy nhiên đặc trưng chính của mạng Internet là tất cả các máy tính có kết nối vào nó đều hỗ trợ cùng một bộ giao thức ở tầng mạng và giao th ức TCP/IP hiện đã được hầu hết mọi hệ điều hành cung cấp. 2.2/ Kiến trúc mạng Internet Lớp OSI Internet Application-ứng dụng 7 SMTP, Telnet, FTP Presentation-Trình diễn 6 5 Session-Phiên Transport-Giao vận 4 TCP, UDP Network-Mạng 3 IP Data Link-Liên kết dữ liệu 2 Network Interface Physical-Vật lý 1 Hardware So với mô hình 7 mức OSI, ba tầng xử lý (5,6,7) đ ược ghép thành một tầng ứng dụng SMTP, Telnet, FTP... Tầng giao vận tương ứng với TCP, UDP. Tầng mạng tương ứng với IP. Tầng liên k ết d ữ li ệu t ương ứng với Network Interface-giao diện ghép nối mạng, gồm LLC và MAC. Tầng vật lý tương ứng với Hardware.
TiÓu luËn m«n: M¹ng m¸y tÝnh vµ truyÒn sè liÖu Giao thức TCP/IP nâng cao hiệu suất mạng Internet so với mạng X25. Việc kiểm soát gói tin qua các nút mạng với IP không bị cồng kềnh như X25-PLP, sau đó được rà soát lại bởi TCP để đảm bảo ch ất l ượng d ịch vụ cuối cùng. 3/ Mạng dải rộng 3.1/ Đặc trưng Các mạng dải rộng được thiết kế để đáp ứng nhu cầu truyền tải các dạng dữ liệu khác ngoài dữ liệu số như hình ảnh, video ho ặc âm thanh v ới các yêu cầu phân phối theo thời gian thực và những hình ảnh tỉnh với yêu cầu dải rộng đủ lớn trong một môi trường mạng duy nhất. Công nghệ mạng dải rộng thông dụng nhất hiện nay là ATM (Asynchronous Transfer Mode). Mạng ATM dã được phát triển cho những ứng dụng WAN và LAN. Các đặc trưng nhận diện của mạng ATM là truyền dẫn với tốc độ cao 155Mbps, có thể đạt 622Mbps trong tương lai. Đó là phương th ức truyền tải không đồng bộ, cho phép sử dụng hữu hiệu hơn dải thông sẵn có bằng cách chỉ phân cửa sổ thời gian cho các kênh có số liệu trao đổi, có kh ả năng mang nhiều dòng dữ liệu với các đặc tính khác nhau, kh ả năng th ỏa thuận về một mức chất lượng dịch vụ và có thể dành đủ tài nguyên mạng để đáp ứng được mức chất lượng này. ATM là mạng chuyển mạch gói với các nút chuy ển có m ục đích đ ặc biệt được nối lại bằng các đường cáp quang. Các gói có chiều dài 53 byte trong đó 5 byte tiêu đề và 48 byte dữ liệu (gọi là tế bào thông tin), Nh ư v ậy, thời gian xử lý đơn vị số liệu ở các nút là nhỏ và xác định. ATM kết hợp giữa phương pháp chuyển mạch kênh và chuyển m ạch gói nhờ các kênh ảo. Như vậy thuận lợi cho các dòng tế bào từ nguồn tới đích theo thứ tự, và số bít cho VPI/VCI cũng nhỏ so với địa chỉ đầy đủ. Công nghệ ATM tương ứng với tầng vật lý của chồng giao th ức ISO/OSI và TCP/IP nên có một tầng thích ứng ATM (ATM Adaptation Layer-AAL) để điều chỉnh các khác biệt giữa công ngh ệ ATM và các công nghệ mạng truyền thống đã được xây dựng cho các tầng giao th ức bên trên. AAL chịu trách nhiệm xử lý các tế bào bị thất lạc và bị phân ph ối sai, ch ọn thời gian khôi phục, tách các bó dữ liệu từ các tầng giao th ức bên trên thành các tế bào ATM ở nguồn và tái hợp lại ở đích. Công việc chọn đường và dồn/tách kênh các tế bào được thực hiện bởi tầng ATM bằng cách dùng các nút chuyển ATM Các mạng dải rộng hiện nay hoạt tác với tốc độ khoảng 155Mbps. Có nhiều hệ thống ATM thử nghiệm cho WAN đang hoạt động và nhi ều