Nội dung

CÁC LOẠI MÔ HÌNH MẠNG Biên soạn: Nguyễn Quốc Sử Topology • Là hình trạng liên kết máy tính và các thiết bị mạng. • Topology vật lý: là các dạng hình học khi liên kết các máy và thiết bị. • Topology luận lý(logic): là cách thức hoạt động của các thiết bị, máy tính khi sử dụng hình dạng mạng đó. • Trên thực tế rất ít khi bố trí được máy móc, thiết bị đúng chuẩn như hình vẽ. Các loại Topology cơ bản • BUS • STAR • RING • MESH • BUS-STAR(TREE) • STAR-RING Mạng BUS • Sơ đồ kết nối BUS Workstation 1 Workstation 2 Workstation 3 Boätieá p ñaá t Terminator Boätieá p ñaá t Terminator Workstation 4 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM Workstation 5 4/30 Mạng BUS • Tín hiệu đi trong mạng Bus • Workstation 1 gởi cho Workstation 5 Workstation 1 Workstation 2 Workstation 3 Boätieá p ñaá t Terminator Boätieá p ñaá t Terminator Workstation 4 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM Workstation 5 5/30 Mạng BUS • Tín hiệu đi trong mạng Bus - trường hợp có sự cố • Workstation 1 gởi cho Workstation 5, tín hiệu khi đến đoạn bị đứt sẽ đi không được, và gây nghẽn mạch Workstation 1 Workstation 2 Workstation 3 Boätieá p ñaá t Terminator Boätieá p ñaá t Terminator Workstation 4 Workstation 5 Mạng BUS • Kết nối đơn giản và phổ biến • Dùng một sợi cáp kết nối trực tiếp tới tất cả các máy tính trong mạng • Ưu điểm: giá thành rẻ, dễ lắp đặt, có khả năng mở rộng • Khuyết điểm: khi lỗi xảy ra rất khó phát hiện (khi cáp mạng, đầu nối bị sự cố) Mạng BUS • Kỹ thuật CSMA/CD • Workstation 1 gởi đến workstation 5 • Workstation 3 gởi đến workstation 4 Workstation 1 Workstation 2 Workstation 3 Boätieá p ñaá t Terminator Boätieá p ñaá t Terminator Workstation 4 Workstation 5 Mạng BUS •Kỹ thuật CSMA/CD 1. Host muốn gởi dữ liệu. 2. Tín hiệu trên đường truyền ? 3. Chuẩn bị frame để gởi. 4. Gởi Frame đi. 5. Kiểm tra collision ? 6. Tiếp tục gởi frame. 7. Đã gởi xong dữ liệu ? 8. Kết thúc gởi dữ liệu. 9. Phát sinh tín hiệu tắt nghẽn (JAM) 10. Số lần đã gởi tăng lên 1 11. Số lần đã gởi quá lớn ? 12. Hủy bỏ việc truyền dữ liệu 13. Dùng thuật toán backoff để tính toán thời gian chờ (t ms) 14. Chờ t ms, sau đó gởi lại Mạng hình Vòng(Ring) • Được phát triển bởi IBM những năm 80. • Rất thông dụng vào đầu những năm 90 cho văn phòng, trường học,… • Mỗi thiết bị kết nối với 2 thiết bị lân cận. • Sử dụng các kỹ thuật truyền: Token Ring, FDDI, SONET. • Mạng sẽ bị chậm hoặc gián đoạn khi có sự cố tại nút mạng hoặc trên dây Ring. Kỹ thuật Token Ring • Tất cả các gói tin truyền thông qua mạng theo cùng chiều kim • • • • • đồng hồ hoặc ngược lại. Một frame(packet) đến một thiết bị kế tiếp theo thứ tự trong mạng Vòng. Thiết bị sẽ kiểm tra tin nhắn trong frame chứa địa chỉ để xác định có phải gởi cho nó không.Nếu không thiết bị sẽ xóa gói tin đó đi. Nếu gói tin trống được gọi là Token Frame Thiết bị sẽ giữ Token Frame khi muốn truyền tín hiệu. Nó sẽ chèn gói tin vào Token Frame và sau đó gởi trở lại mạng Ring. Nếu không thiết bị sẽ trả lại Token Frame cho thiết bị kế tiếp trong mạng theo thứ tự. Các bước trên cứ luân chuyển trong mạng. Kỹ thuật Token Ring(tt) • Minh họa truyền dữ liệu từ Workstation 2 đến máy Workstation 5 trong mạng Ring Workstation 2 Workstation 1 Workstation 3 RING Workstation 4 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM Workstation 5 12/30 • Tín hiệu đi trong mạng vòng (Ring) - khi có sự cố Workstation 2 Workstation 1 Workstation 3 RING Workstation 4 Workstation 5 Đặc điểm mạng Vòng • Kỹ thuật mạng Vòng được dùng rộng rãi trong những năm 90 đến khi Ethernet chiếm ưu thế. • Mạng Token Ring chuẩn tốc độ: 16Mb/s • Mạng Token Ring tốc độ cao(High Speed Token Ring) tốc độ 100Mb/s gần bằng Ethernet nhưng không còn hấp dẫn các nhà đầu tư. • Ưu điểm: • Không cần quan tâm đến định tuyến • Không sợ bị nghẽn đường truyền • Tiết kiệm dây dẫn • Nhược điểm: • Dễ bị sự cố cho cả hệ thống nếu 1 máy bị đứt kết nối Mạng hình Sao(STAR) • Hầu hết mạng gia đình đều sử dụng mạng hình Sao. • Đặc điểm của mạng hình Sao là có một điểm trung tâm gọi là nút kết nối(Hub Node) có thể là HUB, SWITCH, ROUTER. • Các thiết bị trong mạng Sao liên kết bằng cáp xoắn cặp UTP(Unshielded Twisted Pair). Mạng hình Sao(STAR(tt)) • Minh họa truyền dữ liệu từ Workstation 2 đến máy Workstation 5 Workstation 1 Workstation 2 Workstation 3 Hub/Switch Workstation 4 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM Workstation 5 16/30 Mạng hình Sao(STAR(tt)) • Minh họa nếu 1 đoạn mạng bị hỏng không làm ảnh hưởng máy khác Workstation 1 Workstation 2 Workstation 3 Hub/Switch Workstation 4 Workstation 5 Đặc điểm mạng hình Sao • Mạng hình Sao hoạt động với các mức tốc độ thông dụng 10/100/1000Mb/s(Ethernet). • Được các nhà đầu tư chọn dùng nhiều nhất hiện nay. • Ưu điểm: • Nguyên lý hoạt động đơn giản, dễ phát hiện thiết bị hư hỏng và sữa chữa. • Khi một máy bị đứt kết nối không ảnh hưởng đến mạng. • Nhược điểm: • Thiết bị trung tâm(Hub Node) bị hư hỏng sẽ làm sụp đổ cả mạng. • Tốn kém nhiều dây dẫn. • Cần phải định tuyến gói tin. • Số lượng máy càng nhiều hiệu suất mạng càng giảm Mạng hình Lưới(MESH) • Từng cặp máy tính được kết nối trực tiếp với nhau tạo thành một lưới mạng 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM 19/30 Mô hình kết hợp star-bus • Mô hình kết hợp kiến trúc mạng sao và kiến trúc mạng bus 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM 20/30 Mô hình kết hợp Star-Ring • Mô hình kết nối 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM 21/30 Ethernet • Được phát triển bởi Xerox, Digital, Intel vào đầu thập niên • • • • • 1970 Tốc độ ban đầu 2,94 Mbps sau đó phát triển lên tốc độ 10Mbps Thường có cấu hình star hoặc bus Sử dụng kỹ thuật IEEE 802.3 Tốc độ truyền 10-100-1000Mbps Sử dụng cáp : thin cable (thinknet), thick cable (thicknet), UTP, STP, FTP. Ethernet • Tên của chuẩn Ethernet thể hiện 3 đặc điểm: • Con số đầu tiên thể hiện tốc độ truyền tối đa • Từ tiếp theo thể hiện tín hiệu dải tần cơ sở được sử dụng có cần phải thực hiện điều chế hay không ? (Base hoặc Broad) • Các ký tự còn lại thể hiện loại cáp được sử dụng • Ví dụ: Chuẩn 10Base2 • Tốc độ truyền tối đa là 10Mbps • Sử dụng tín hiệu Baseband • Sử dụng cáp Thinnet Ethernet • Các loại Ethernet băng tầng cơ sở • 10Base2: tốc độ 10, chiều dài cáp nhỏ hơn 200 m, dùng cáp thinnet (cáp đồng trục mảnh) • 10Base5: tốc độ 10, chiều dài cáp nhỏ hơn 500 m, dùng cáp thicknet (cáp đồng trục dày) • 10BaseT: tốc độ 10, dùng cáp xoắn đôi (Twisted-Pair) Ethernet • 10BaseFL: tốc độ 10, dùng cáp quang (Fiber optic) • 100BaseT: tốc độ 100, dùng cáp xoắn đôi (Twisted-Pair) • 100BaseX: tốc độ 100, dùng cho multiple media type • 100VG-AnyLAN: tốc độ 100, dùng voice grade. FDDI(Fiber Distributed Data Interconnection) • Fiber Distributed Data Interconnection (FDDI) là công nghệ mạng vòng tín bài (token) truyền dữ liệu tốc độ cao 100Mbps, có thể đạt tốc độ 1Gbps • Dùng cáp quang để kết nối hai vòng ring 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM Workstation 2 Workstation 3 Workstation 4 Workstation 1 FDDI Workstation 5 26/30 Nguyên lí hoạt động của FDDI Cách hoạt động bình thường: T Workstation 2 T T Workstation 3 T Workstation 4 FDDI T Workstation 1 – Thẻ bài được luân chuyển trên cả vòng – Máy muốn truyền dữ liệu thì phải giữ được thẻ bài. – Bình thường, thẻ bài chỉ hoạt động trên một vòng. T Workstation 5 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM 27/30 Nguyên lí hoạt động của FDDI Cách hoạt động khi có sự cố: Workstation 2 Workstation 3 FDDI Workstation 1 T T Workstation 4 Workstation 5 T – Khi có sự cố (đứt cáp trên cả 2 vòng), thiết bị đấu nối sẽ tự phát hiện sự cố và sẽ ghép 2 vòng thành 1 vòng kín. Vì vậy, tín hiệu sẽ hoàn toàn không đi qua đoạn mạng bị sự cố T T T 102 Lũy Bán Bích, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú – TP.HCM 28/30 Tổng kết • Topology là mô hình liên kết của các thiết bị mạng gồm dạng vật lý và luận lý. • Topo vật lý: là dạng hình học liên kết của các thiết bị mạng bằng cáp, sóng,… • Topo luận lý là nguyên lý truyền thông trong từng loại mạng. • Dạng hình học chỉ là lý thuyết, còn thực tế hiếm khi sắp xếp các máy đúng như những hình dạng đã học.