1 / 60

Chương 7: Các kiến trúc mạng

Chương 7: Các kiến trúc mạng. Mục đích bài học. Tìm hiểu kiến trúc của một số mạng chính: 10 Mbps Ethernet, 100 Mbps Ethernet, Gigabit Ethernet, token ring, AppleTalk, FDDI, và ATM Tìm hiểu các chuẩn dùng trong các kiến trúc mạng So sánh hạn chế, ưu điểm, và nhược điểm. Ethernet.

orien
Download Presentation

Chương 7: Các kiến trúc mạng

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Chương 7:Các kiến trúc mạng

  2. Mục đích bài học • Tìm hiểu kiến trúc của một số mạng chính: 10 Mbps Ethernet, 100 Mbps Ethernet, Gigabit Ethernet, token ring, AppleTalk, FDDI, và ATM • Tìm hiểu các chuẩn dùng trong các kiến trúc mạng • So sánh hạn chế, ưu điểm, và nhược điểm Các khái niệm mạng cơ bản

  3. Ethernet • Hình thành từ các nghiên cứu vào thập kỷ 60 và 70 nhằm kết nối giữa các máy tính và chia sẻ dữ liệu • ALOHA mạng trong trường University of Hawaii • Phiên bản đầu tiên của mạng Ethernet được phát triển tại trung tâm nghiên cứu Palo Alto của Xerox vào năm 1972 • DIX (gồm 3 công ty Digital, Intel, Xerox) đã phát triển chuẩn truyền thông tốc độ 10 Mbps • Chuẩn này là cơ sở đặc tả các chuẩn của IEEE 802.3 Các khái niệm mạng cơ bản

  4. Giới thiệu về mạng Ethernet • Là kiến trúc mạng phổ thông có nhiều ưu điểm: • Dễ cài đặt • Chi phí hợp lý • Hỗ trợ nhiều phương tiện truyền thông • Một số đặc điểm: gói dữ liệu vào các khung, phương pháp truy cập là CSMA/CD, và sử dụng địa chỉ vật lý (MAC) • Chi làm 3 loại dựa vào: truyền thông, tốc độ, và phương tiện truyền Các khái niệm mạng cơ bản

  5. Các chuẩn IEEE 10 Mbps • 4 chuẩn chính: • 10Base5 – dùng cáp đồng trục loại lớn • 10Base2 – dùng cáp đồng trục loại nhỏ hơn • 10BaseT – dùng cáp xoắn đôi không bảo vệ • 10BaseF – dùng cáp quang • Ngày nay chỉ còn các chuẩn 10BaseT và 10BaseF là vẫn được dùng Các khái niệm mạng cơ bản

  6. 10BaseT • Dùng các loại cáp xoắn loại 3, 4, hoặc 5 • Vì giá thành rẻ, mạng được dùng khá phổ biến • Có topo mạng là star, nhưng truyền tín hiệu theo topo dạng bus, xem hình 7-1 • Số đoạn mạng tối đa là 5, số Hub tối đa là 4 • Tối đa là 1024 máy tính trong mạng Các khái niệm mạng cơ bản

  7. Mạng 10BaseT sử dụng cấu trúc dạng Star Hình 7-1 Mạng 10BaseT sử dụng cấu trúc dạng Star Các khái niệm mạng cơ bản

  8. 10BaseT (tiếp) • Độ dài tối đa dây cáp là 100 mét • Bảng 7-1 chỉ rõ thông số Ethernet • Hình 7-1 mô tả hoạt động của mạng 10BaseT Các khái niệm mạng cơ bản

  9. Tóm tắt mạng Ethernet 10BaseT Table 7-1 Tóm tắt Ethernet 10BaseT Các khái niệm mạng cơ bản

  10. 10BaseF • Dùng cáp quang • Có 3 loại: • 10BaseFL – kết nối các máy tính trong mạng LAN • 10BaseFP – kết nối các máy tính dùng Hub thụ động; độ dài cáp tối đa là 500 mét • 10BaseFB – dùng cáp quang làm dây nối chính backbone giữa các Hub • Dùng cấu trúc mạng Star, số nút mạng tối đa là 1024 có dùng các bộ lặp repeaters • Table 7-2 tóm tắt thông số về mạng 10BaseF Ethernet Các khái niệm mạng cơ bản

  11. Bảng thông số 10BaseF Bảng 7-2 Tóm tắt Ethernet 10BaseF Các khái niệm mạng cơ bản

  12. Các chuẩn IEEE cho tốc độ 100 Mbps • Có 2 chuẩn Ethernet 100 Mbps thường dùng: • 100BaseT, còn gọi là Fast Ethernet • 100 VG-AnyLAN – Short-lived, rất hiếm Các khái niệm mạng cơ bản

  13. 100BaseT • Các chuẩn mô tả là IEEE 802.3u • Các chuẩn con: • 100BaseT4 – gồm 4 cặp dây xoắn loại 3, 4, hoặc 5 • 100BaseTX – dùng 2 cặp dây xoắn loại 5 • 100BaseFX – dùng 2 sợi trong cáp Các khái niệm mạng cơ bản

  14. 100BaseT (tiếp) • Có 2 lớp dùng trong 100BaseT: • Lớp I – dùng 1 Hub để kết nối các thiết bị • Lớp II – dùng tối đa là 2 Hub để kết nối • Xem hình 7-2 dùng switche liên kết các hub • Bảng 7-3: các thông số của 100BaseT Ethernet Các khái niệm mạng cơ bản

  15. Switch liên kết các Hub 100BaseT Hình 7-2 Switch liên kết các Hub 100BaseT Các khái niệm mạng cơ bản

  16. Bảng thông số 100BaseT Ethernet Bảng 7-3 Tóm tắt Ethernet 100BaseT Các khái niệm mạng cơ bản

  17. Gigabit Ethernet: các chuẩn 1 Gbps IEEE 802.3z • 1000BaseX xác định các chuẩn Gigabit Ethernet • Yêu cầu các phương pháp truyền tín hiệu khác nhau • Sử dụng lược đồ 8B/10B trong đó 8 bits dành cho dữ liệu và 2 bits dành cho phát hiện lỗi • Sử dụng full-duplex (truyền và nhận dữ liệu đồng thời) Các khái niệm mạng cơ bản

  18. Gigabit Ethernet: Các chuẩn 1 Gbps IEEE 802.3z (tiếp) • 2 chuẩn mở rộng: 1000BaseX và 1000BaseT • 802.3z-1998 – là chuẩn cho 1000BaseX gồm: • L – dùng ánh sáng laser bước sóng dài (cáp quang) • S – dùng ánh sáng laser bước sóng ngắn (cáp quang) • C – dùng cáp đồng • 802.3ab-1999 – là chuẩn cho 1000BaseT gồm 4 cặp dây có trở kháng 100-ohm loại 5 hoặc cao hơn Các khái niệm mạng cơ bản

  19. 10 Gigabit Ethernet:chuẩn 10 Gbps IEEE 802.3ae • Thông qua vào cuối năm 2002 • Là chuẩn dành riêng cho cáp quang, sử dụng cho cả single-mode và multi-mode • Độ dài tối đa 5 km • Sử dụng full-duplex • Được dùng như dây backbone trong mạng và dùng trong mạng lưu trữ (SANs) • Tốc độ truyền từ 10 Mbps đến 10 Gbps Các khái niệm mạng cơ bản

  20. Tương lai của Ethernet • 40 Gbps đang dần được thực hiện • 100 Gbps có thể ra mắt vào năm 2006 • Terabit (1000 Gigabit) vào năm 2011 và 10 Terabit vào năm 2015 • Các chuẩn này phục vụ chính trong ngành giải trí và doanh nghiệp Các khái niệm mạng cơ bản

  21. Các loại Ethernet Frame • Có 4 loại Ethernet Frame: • Ethernet 802.3 dùng trong giao thức IPX/SPX trong Novell NetWare 2.x hoặc 3.x networks • Ethernet 802.2 dùng trong giao thức IPX/SPX trong Novell 3.12 and 4.x networks; Có sẵn trong NWLink của Microsoft • Ethernet SNAP dùng trong EtherTalk và các máy chủ lớn • Ethernet II sử dụng trong TCP/IP • 2 thiết bị bất kỳ trong mạng muốn truyền thông phải tuân theo frame này • Các gói tin có dung lượng từ 64 đến 1518 bytes Các khái niệm mạng cơ bản

  22. Chuẩn Ethernet 802.3 • Còn được gọi là Ethernet sơ khai • Không hoàn toàn tuân theo các đặc tả của 802.3 • Được dùng trong Novell NetWare 2.x or 3.x • Hình 7-3 mô tả một frame Các khái niệm mạng cơ bản

  23. Điạ chỉ đích 6 byte Gianh giới Frame 1 byte Dữ liệu 46-1500 byte 2 byte CRC 4 byte Điạ chỉ nguồn 6 byte Header 7 byte Bảng 7-3 Định dạng 1 Frame Ethernet 802.3 Ethernet 802.3 Frame Các khái niệm mạng cơ bản

  24. Phân đoạn • Chia mạng thành các phần nhỏ dễ quản lý • Dùng switch hoặc router giữa các đoạn mạng • Tăng hiệu năng mạng • Xem hình 7-5 Các khái niệm mạng cơ bản

  25. Switch phân đoạn Network Đoạn mạng Switch Đoạn mạng Hình 7-5 Switch làm giảm lưu luợng qua mạng Các khái niệm mạng cơ bản

  26. Ethernet không dây:Chuẩn IEEE 802.11b, a, và g • Sử dụng điểm truy cập (AP) là thiết bị trung tâm mạng • Các máy trạm trong mạng phải có NIC không dây • Dùng phương pháp truy cập CSMA/CA • Dùng phương pháp bắt tay trước khi truyền • Chuẩn 802.11b xác định tốc độ truyền 11 Mbps; 802.11a và g là 54 Mbps • Không có độ dài cố định, nhưng độ dài tối đa là 300 feet Các khái niệm mạng cơ bản

  27. Token Ring • Được IBM phát triển • Nâng độ tin cậy và tốc độ truyền mạng nhờ sử dụng cáp xoắn đôi • Dùng cấu trúc mạng vật lý Star • Truyền dữ liệu theo mạch vòng logic • Xem hình 7-6 và 7-2 Các khái niệm mạng cơ bản

  28. Token Ring: cấu trúc mạng Star thực hiện chức năng mạch vòng Hình 7-6 Mạng Token Ring có cấu trúc mạng Start - thực hiện chức năng mạnh vòng logic Các khái niệm mạng cơ bản

  29. Chức năng Token Ring • Phương pháp truy cập kênh là token-passing (thẻ bài) • Nhận thẻ bài từ Nearest Active Upstream Neighbor (NAUN) • Truyền thẻ bài đến Nearest Active Downstream Neighbor (NADN) • Tạo công bằng cho các máy tham gia mạng • Sử dụng các gói tin có kích thước, từ 4000 đến 17,800 bytes không gây xung đột • Hoạt động ở tốc độ 4 Mbps, phiên bản mới nhất là 16 Mbps Các khái niệm mạng cơ bản

  30. Cột mốc (Beaconing) • Là kỹ thuật tự động cách ly lỗi • Máy tính đầu tiên tham gia mạng (bật) sẽ trở thành một bộ monitor tích cực quản lý tiến trình beaconing • Các máy tính còn lại là các monitor dự phòng • Cứ 7 giây, máy tính tích cực này sẽ gửi các gói tin đặc biệt đến máy ngay cạnh (theo chiều quy định) • Gói tin thông báo địa chỉ của monitor tích cức • Mạng sẽ không bị tác động nếu gói tin đi một vòng và trở lại monitor tích cực • Hình 7-7 mô tả khả năng cấu hình lại để tránh lỗi mạng Các khái niệm mạng cơ bản

  31. Cấu hình lại Token Ring để tránh lỗi mạng Trạm 1 Trạm 2 Tôi không nhận được tín hiệu từ trạm 2 Trạm 8 Trạm 7 Trạm 3 Trạm 5 Trạm 4 Trạm 6 Hình 7-7 Cấu hình lại Token Ring để tránh lỗi mạng Các khái niệm mạng cơ bản

  32. Phần cứng • Sử dụng Khối truy nhập tra trạm (MAU or MSAU) hoặc Khối truy nhập tra trạm thông minh (SMAU) • Hai cổng nối các Hub theo mạch vòng • Cổng ra Ring Out (RO) trên Hub nối với cổng vào Ring In (RI) trên Hub kế tiếp • IBM cho phép 33 Hub kết nối với nhau • Ban đầu, tối đa 260 máy trạm trên mạng; bây giờ tối đa là 520 Các khái niệm mạng cơ bản

  33. Dây cáp trong mạng Token Ring • IBM định nghĩa một số loại cáp • Đường kính dây cáp theo chuẩn American Wire Gauge (AWG) • Xem bảng 7-8 • Bảng 7-9 mô tả thông số token ring Các khái niệm mạng cơ bản

  34. Dây cáp trong IBM/Token Ring Bảng 7-8 Các khái niệm mạng cơ bản

  35. Thông số Token Ring Bảng 7-9 Các khái niệm mạng cơ bản

  36. Kiến trúc AppleTalk và ARCnet • Được thiết kế bởi Apple Computers, Inc., cho mạng Macintosh • ARCnet rất hiếm sử dụng • LocalTalk là triển khai vật lý của AppleTalk Các khái niệm mạng cơ bản

  37. Mô trường kiến trúc AppleTalk • Là kiến trúc đơn giản, dễ triển khai • Được thiết kế cho mạng Macintosh • Kiến trúc AppleTalk chỉ kiến trúc mạng nói chung, LocalTalk chỉ việc đi dây trong kiến trúc vật lý • Sử dụng địa chỉ động • Máy tính lấy một địa chỉ và truyền tin trên toàn mạng để xác định địa chỉ này đã được dùng hay chưa Các khái niệm mạng cơ bản

  38. Môi trường kiến trúc AppleTalk (tiếp theo) • Pha 1 hỗ trợ 32 máy tính trên 1 mạng nhưng sau đó tăng lên 254 máy tính • Pha 2 giới thiệu EtherTalk và TokenTalk • Chấp nhận các giao thức AppleTalk hoạt động trên mạng Ethernet và mạng token ring. • Tăng số lượng máy tham gia mạng lên đến hơn 16 triệu Các khái niệm mạng cơ bản

  39. FDDI • Fiber Distributed Data Interface: Giao diện dữ liệu phân bố theo cáp quang • Phương pháp truy cập kênh: token-passing • Hình 7-10 mô tả đặc điểm của vòng xoay hai chiều • Tốc độ truyền 100 Mbps • Tối đa 500 nút mạng trong phạm vi 100 km (60 miles) • Dùng cấu trúc vòng vật lý, không dùng Hub • Có thể dùng các bộ Bộ tập kết (concentrator) làm điểm truy cập trung tâm Các khái niệm mạng cơ bản

  40. Mạng FDDI sử dụng vòng xoay 2 chiềus Hình 7-10 Mạng FDDI hoạt động với các vòng xoay 2 chiều Các khái niệm mạng cơ bản

  41. FDDI (tiếp) • Máy tính có thẻ bài có thể truyền đi một hoặc nhiều gói tin • Hạn chế xung đột bằng cách tính toán thời gian trễ mạng • Một số trạm hoặc kiểu dữ liệu có thể được gán quyền ưu tiên • Vòng xoay 2 chiều • Dữ liệu truyền trên vòng chính • Khi vòng chính bị lỗi, dữ liệu sẽ được chuyển sang vòng 2, xem hình 7-11 Các khái niệm mạng cơ bản

  42. Vòng kép trong FDDI đảm bảo dữ liệu luôn được truyền đến đích Hình 7-11 Vòng kép luôn đảm bảo dữ liệu được truyền đến đích Các khái niệm mạng cơ bản

  43. FDDI (tiếp) • Có 2 loại card mạng • Dual Attachment Stations (DAS) – gắn trên cả 2 vòng; dùng cho Server và bộ tập kết • Single Attachment Stations (SAS) – gắn trên 1 vòng; dùng cho các máy trạm nối vào bộ tập kết • Bảng 7-11 mô tả thông số kiến trúc FDDI Các khái niệm mạng cơ bản

  44. Thông số kiến trúc FDDI Bảng 7-11 Các khái niệm mạng cơ bản

  45. Các mạng tương tự khác • Một số công nghệ bao gồm: • Cable modem: modem dùng cáp truyền hình • Digital Subscriber Line (DSL): đường thuê bao số • Công nghệ dải tần rộng (Broadband) • Asynchronous Transfer Mode (ATM): chế độ truyền bất đồng bộ Các khái niệm mạng cơ bản

  46. Công nghệ dải tần rộng • Sử dụng tín hiệu tương tự để mã hoá thông tin • Dải tần cơ sở sử dụng lược đồ mã hoá tín hiệu số tại tần số đơn, cố định • Sử dụng sóng điện từ liên tục hoặc sóng quang • Dùng 2 kênh để truyền và nhận tín hiệu • Tốc độ cao, tăng độ tin cậy Các khái niệm mạng cơ bản

  47. Công nghệ Cable Modem • Truy cập internet qua cáp TV đồng trục • Là chuẩn chính thức của Dữ liệu thể hiện qua thông số giao diện dịch vụ cáp (DOCSIS) • Sử dụng tốc độ downstream (download) và upstream (upload) khác nhau, không đồng bộ • Upstream: 10 Mbps • Downstream: từ 256 Kbps đến 1 Mbps • Xem hình 7-12 Các khái niệm mạng cơ bản

  48. Mạng Cable Modem điển hình Truyền thông qua cáp quang Hub trung gian Điểm truy cập Khung mạng Gia đình Mạng Sonet hoặc ATM Các điểm nối đầu cuối Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Hub trung gian Gia đình Điểm truy cập Hub trung gian Cổng Cơ quan Điểm truy cập Các khái niệm mạng cơ bản

  49. Đường thuê bao kỹ thuật số (DSL) • Sử dụng đường điện thoại để truyền âm thanh và hình ảnh đông thời • Biến đến nhiều nhất là Đường thuê bao kỹ thuật số không đối xứng (ADSL) • Tốc độ downloads và upload khác nhau đáng kể • Download: từ 256 Kbps đến 8 Mbps • Upload: từ 16 Kbps đến 640 Kbps • Chia dây điện thoại thành 2 dải tần, dải tần < 4 KHz sử dụng cho âm thanh Các khái niệm mạng cơ bản

  50. Các công nghệ Broadcast • Truy cập Internet bằng sóng từ vệ tinh • Người dùng kết nối đến nhà cung cấp dịch vụ bằng modem bình thường • Nhà cung cấp dịch vụ, như DirectTV, truyền tín hiệu lên vệ tinh, tốc độ khoảng 400 Kbps Các khái niệm mạng cơ bản

More Related