Nội dung

Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ së vÒ m¹ng m¸y tÝnh Trang 1 Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương Th¸i Nguyªn n¨m 2004 PhÇn I. Tæng quan vÒ m¹ng m¸y tÝnh I. Mét sè kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ m¹ng m¸y tÝnh 1. Kh¸i niÖm vÒ m¹ng m¸y tÝnh. M¹ng m¸y tÝnh lµ mét tËp hîp c¸c m¸y tÝnh ®­îc nèi víi nhau bëi c¸c ®­êng truyÒn vËt lý theo mét kiÕn tróc nµo ®ã. Nh­ vËy ë ®©y bao gåm 2 kh¸i niÖm cÇn quan t©m ®ã lµ ®­êng truyÒn vËt lý vµ kiÕn tróc cña mét m¹ng m¸y tÝnh. Formatted: Bullets and Numbering §­êng truyÒn vËt lý Dïng ®Ó chuyÓn c¸c tÝn hiÖu ®iÖn tö gi÷a c¸c m¸y tÝnh víi nhau. C¸c tÝn hiÖu ®iÖn tö nµy d­íi d¹ng xung nhÞ ph©n (on -off). HiÖn nay cã 2 lo¹i ®­êng truyÒn lµ ®­êng truyÒn h÷u tuyÕn (cable) vµ ®­êng truyÒn v« tuyÕn (wireless) ®Òu ®­îc sö dông trong viÖc kÕt nèi m¹ng m¸y tÝnh. §­êng c¸p h÷u tuyÕn gåm cã :  C¸p ®ång trôc (Coaxial).  C¸p ®«i xo¾n (twisted - pair cable), gåm cã hai lo¹i : cã bäc kim vµ kh«ng bäc kim.  Sîi c¸p quang (fiber - optic cable).  §­êng v« tuyÕn gåm cã :  Radio  Sãng cùc ng¾n  Tia hång ngo¹i  KiÕn tróc m¹ng KiÕn tróc m¹ng thÓ hiÖn c¸ch nèi c¸c m¸y tÝnh víi nhau vµ tËp hîp c¸c quy t¾c, quy ­íc mµ tÊt c¶ c¸c thùc thÓ tham gia truyÒn th«ng trªn m¹ng ph¶i tu©n theo ®Ó b¶o ®¶m cho m¹ng ho¹t ®éng tèt. C¸ch nèi c¸c m¸y tÝnh ®­îc gäi lµ h×nh tr¹ng cña m¹ng (topolopy). Trang 2 Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương TËp hîp c¸c quy t¾c, quy ­íc ®­îc gäi lµ giao thøc cña m¹ng.  C¸ch nèi m¹ng Cã hai kiÓu nèi m¹ng chñ yÕu lµ nèi ®iÓm - ®iÓm (point to point ) vµ nèi qu¶ng b¸ (broadcast hay point ti multipoint). Theo kiÓu ®iÓm ®iÓm c¸c ®­êng truyÒn nèi tõng cÆp nót víi nhau vµ mçi nót ®Òu cã tr¸ch nhiÖm l­u tr÷ t¹m thêi sau ®ã chuyÓn tiÕp d÷ liÖu ®i tíi ®Ých. Do c¸ch thøc lµm viÖc nh­ vËy nªn cßn gäi lµ m¹ng “l­u vµ chuyÓn tiÕp” (Store and forward) . D­íi ®©y lµ mét sè kiÓu nèi ®iÓm - ®iÓm . H×nh sao Chu tr×nh (loop) H×nh c©y KiÓu nèi qu¶ng b¸ : TÊt c¶ c¸c nót ph©n chia chung mét ®­êng truyÒn vËt lý. D÷ liÖu ®­îc göi ®i tõ mét nót nµo ®ã sÏ cã thÓ ®­îc tiÕp nhËn bëi tÊt c¶ c¸c nót cßn l¹i, bëi vËy cÇn ph¶i chØ ra ®Þa chØ ®Ých cña d÷ liÖu ®Ó mçi nót c¨n cø vµo ®ã kiÓm tra xem d÷ liÖu cã ph¶i dµnh cho m×nh hay kh«ng ? Mét sè d¹ng topo cña m¹ng kiÓu qu¶ng b¸ : Ring (Vßng) Trang 3 Bus (xa lé) Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương  Giao thøc m¹ng : Khi trao ®æi th«ng tin cho dï lµ ®¬n gi¶n nhÊt còng ®Òu ph¶i tu©n theo nh÷ng quy t¾c nhÊt ®Þnh. VÝ dô khi hai ng­êi nãi chuyÖn víi nhau ph¶i tu©n thñ nguyªn t¾c: khi ng­êi nµy nãi th× ng­êi kia nghe vµ ng­îc l¹i. ViÖc truyÒn th«ng tin trªn m¹ng còng vËy, cÇn ph¶i cã nh÷ng quy t¾c nhÊt ®Þnh (tõ khu«n d¹ng có ph¸p, ng÷ nghÜa ®Õn c¸c thñ tôc göi nhËn d÷ liÖu, kiÓm so¸t chÊt l­îng truyÒn tin ...) . T©p hîp tÊt c¶ nh÷ng quy t¾c ®ã ®­îc gäi lµ giao thøc cña m¹ng (Protocol). HiÖn nay cã nhiÒu lo¹i giao thøc kh¸c nhau, tuú theo tõng tr­êng hîp mµ ng­êi thiÕt kÕ m¹ng cã thÓ chän giao thøc nµo cho phï hîp. 2. Ph©n lo¹i m¹ng m¸y tÝnh. Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i m¸y tÝnh kh¸c nhau theo c¸c chØ tiªu kh¸c nhau. NÕu lÊy kho¶ng c¸ch ®Þa lý lµm chØ tiªu ph©n lo¹i th× ta cã thÓ chia m¹ng m¸y tÝnh thµnh 4 lo¹i : m¹ng côc bé, m¹ng ®« thÞ, m¹ng diÖn réng vµ m¹ng toµn cÇu.  M¹ng côc bé: (Local Area Networks viÕt t¾t lµ LAN) lo¹i m¹ng nµy cµi ®Æt trong ph¹m vi nhá hÑp ( vÝ dô trong ph¹m vi mét ng«i nhµ) víi kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a c¸c nót m¹ng chØ trong vµi chôc Km trë l¹i.  M¹ng ®« thÞ (Metropolitan Area Networks - MAN) lµ m¹ng ®­îc cµi ®Æt trong ph¹m vi mét ®« thÞ hoÆc mét trung t©m kinh tÕ x· héi cã b¸n kÝnh kho¶ng 100 km trë l¹i.  M¹ng diÖn réng (Wide Area Networks - viÕt t¾t lµ WAN) ®©y lµ lo¹i m¹ng mµ ph¹m vi cña nã cã thÓ lµ mét quèc gia hoÆc v­ît qua biªn giíi quèc gia thËm chÝ c¶ lôc ®Þa.  M¹ng toµn cÇu (Global Area Networks - viÕt t¾t lµ GAN) ph¹m vi trªn toµn cÇu. Chó ý r»ng tÝnh chÊt ®Þa lý ®«i khi còng chØ lµ t­¬ng ®èi. HiÖn nay víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ truyÒn dÉn vµ qu¶n trÞ m¹ng nh÷ng ranh giíi ®ã cµng mê ®i. 3. C¸c thiÕt bÞ th­êng dïng trong m¹ng Trang 4 Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương 3.1 §­êng truyÒn 3.1.1 C¸p truyÒn.  C¸p ®ång trôc Gåm mét d©y dÉn trung t©m th­êng b»ng ®ång cøng Mét d©y dÉn t¹o thµnh ®­êng èng bao bäc xung quanh ®­êng dÉn trung t©m, d©y dÉn nµy cã thÓ lµ d©y bÖn hoÆc l¸ kim lo¹i (nã cßn cã tªn lµ líp bäc kim v× cã kh¶ n¨ng chèng nhiÔu) gi÷a hai líp d©y dÉn lµ líp c¸ch ly. Líp bäc kim Líp bäc kim Vá ngoµi Lâi ®ång Lâi ®ång  C¸p xo¾n ®«i Gåm c¸c cÆp d©y dÉn ®ång xo¾n víi nhau. HiÖn nay cã hai lo¹i c¸p xo¾n ®«i lµ c¸p cã bäc kim STP vµ c¸p kh«ng bäc kim UTP.  Sîi c¸p quang (Fiber - Optic cable) Gåm mét d©y dÉn trung t©m lµ mét bã thuû tinh hoÆc plastic cã thÓ truyÒn dÉn tÝn hiÖu quang ®­îc bäc bëi mét líp vá cã t¸c dông ph¶n x¹ tÝn hiÖu trë l¹i ®Ó tr¸nh hao gi¶m tÝn hiÖu 3.1.2 §­êng truyÒn v« tuyÕn  Radio th­êng d¶i tÇn tõ 10 - 1 GHz.  Viba cã 2 d¹ng truyÒn th«ng b»ng viba: mÆt ®Êt vµ vÖ tinh, c¸c hÖ thèng viba mÆt ®Êt th­êng cã gi¶i tÇn tõ 4-6 GHz vµ 21-23GHz, tèc ®é truyÒn 1-10Mb/s.  HÖ thèng hång ngo¹i 3.2 . C¸c bé giao tiÕp m¹ng Card giao tiÕp m¹ng ( Network Interface Card - NIC). Lµ lo¹i thiÕt bÞ phæ th«ng nhÊt ®Ó nèi m¸y tÝnh víi m¹ng. Trong NIC cã mét bé thu ph¸t víi mét sè kiÓu ®Çu nèi . 3.3 . Bé tËp trung - Hub. Hub lµ bé chia hay còng cã thÓ gäi lµ bé tËp trung dïng ®Ó ®Êu m¹ng. Ng­êi ta chia lµm c¸c lo¹i Hub sau: Trang 5 Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương 3.4 . Modem (Bé ®iÒu chÕ vµ gi¶i chÕ ) Lµ thiÕt bÞ cã chøc n¨ng chuyÓn ®æi tÝn hiÖu sè thµnh tÝn hiÖu t­¬ng tù vµ ng­îc l¹i, dïng ®Ó kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh qua ®­êng ®iÖn tho¹i. Modem cho phÐp trao ®æi th­ ®iÖn tö, truyÒn tÖp, truyÒn fax. Chó ý r»ng modem kh«ng thÓ dïng ®Ó nèi c¸c m¹ng xa víi nhau. Tuy nhiªn nã cã thÓ kÕt hîp víi Router ®Ó kÕt nèi c¸c m¹ng th«ng qua m¹ng ®iÖn tho¹i chuyÓn m¹nh c«ng céng. 3.5 . Router ( Bé chän ®­êng) Router lµ mét thiÕt bÞ th«ng minh, nã cã thÓ thùc hiÖn c¸c gi¶i thuËt chän ®­êng ®i tèi ­u cho c¸c gãi tin theo mét chØ tiªu nµo ®ã. Router cho phÐp nèi c¸c kiÓu m¹ng kh¸c nhau thµnh mét liªn m¹ng. 4. Thµnh phÇn trong m¹ng C¸c thµnh phÇn trong m¹ng bao gåm m¸y chñ (Server) , m¸y tr¹m (WorkStation) , vµ c¸c thiÕt bÞ dïng chung trong m¹ng nh­ m¸y in, æ ®Üa...  M¸y Server Trong mét m¹ng cã thÓ cã mét hay nhiÒu m¸y Server, c¸c m¸y nµy cã cÊu h×nh m¹nh th­êng sö dông ®Ó qu¶n lý c¸c ho¹t ®éng cña m¹ng nh­ ph©n chia tµi nguyªn m¹ng, trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c tr¹m...  M¸y Tr¹m (WorkStation) Lµ c¸c m¸y tÝnh c¸ nh©n ®­îc nèi víi nhau vµ nèi víi m¸y chñ theo mét kiÕn tróc nµo ®ã. Ng­êi sö dông lµm viÖc trªn m¹ng th«ng qua c¸c tr¹m nµy. T¹i ®©y ngoµi c¸c tµi nguyªn riªng cña m×nh ng­êi dïng cßn cã thÓ sö dông c¸c tµi nguyªn chung cña m¹ng.  C¸c thiÕt bÞ dïng chung C¸c thiÕt bÞ nµy lµ tµi nguyªn chung cña m¹ng bao gåm m¸y in, m¸y quÐt Scaner, æ ®Üa ... t¹i bÊt cø m¸y tr¹m nµo trong m¹ng ta còng cã thÓ sö dông ®­îc chóng, viÖc ®iÒu hµnh vµ ph©n chia sö dông sÏ do hÖ ®iÒu hµnh m¹ng ®¶m nhiÖm. 4. §Þa chØ m¹ng Khi thùc hiÖn viÖc truyÒn tin gi÷a hai m¸y tÝnh trong m¹ng ta cÇn ph¶i cã c¬ chÕ ®Ó x¸c ®Þnh ®­îc m¸y nµo lµm viÖc víi m¸y nµo. Do vËy mçi m¸y cÇn Trang 6 Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương thiÕt ph¶i cã mét ®Þa chØ vµ ®Þa chØ nµy ph¶i ®¶m b¶o tÝnh duy nhÊt trong m¹ng. Tuú theo tõng lo¹i giao thøc mµ c¸ch thÓ hiÖn ®Þa chØ kh¸c nhau. D­íi ®©y ta xÐt mét lo¹i giao thøc th«ng dông , giao thøc TCP/IP. S¬ ®å ®Þa chØ ho¸ ®Ó ®Þnh danh c¸c tr¹m (host) trong liªn m¹ng ®­îc gäi lµ ®Þa chØ IP cã ®é dµi 32 bit vµ ®­îc chia lµm 4 vïng mçi vïng 1 byte vµ biÓu thÞ d­íi d¹ng thËp ph©n , nhÞ ph©n hoÆc thËp lôc ph©n. C¸ch viÕt phæ biÕn nhÊt lµ ký ph¸p thËp ph©n cã dÊu chÊm ®Ó t¸ch vïng. Do tæ chøc vµ ®é lín cña c¸c m¹ng con, ng­êi ta chia ®Þa chØ IP lµm 5 líp A, B, C, D, E. Bit ®Çu tiªn cña byte ®Çu tiªn ®­îc ®­îc dïng ®Ó ®Þnh danh líp ®Þa chØ : 0 Líp A 1110 Líp D 10 Líp B 11110 Líp E 110 Líp C Líp A Cho phÐp ®Þnh danh 126 m¹ng víi tèi ®a 16 triÖu host trªn mçi m¹ng. Líp nµy dïng cho m¹ng cã sè tr¹m cùc lín. Líp B Cho phÐp ®Þnh danh tíi 16384 m¹ng víi tèi ®a 65534 host trªn mçi m¹ng. Líp C Cho phÐp ®Þnh danh tíi 2 triÖu m¹ng víi tèi ®a 254 host trªn mçi m¹ng. Líp D Dïng ®Ó göi c¸c IP datagram tíi mét nhãm c¸c host trªn mét m¹ng. Líp E dù phßng vµ dïng trong t­¬ng lai. 01 0 78 Netid 0 1 10 15 16 23 24 31 Líp B Hostid 7 8 11 0 1 11 0 Líp A 15 16 Netid 0 1 31 Hostid 7 8 0 1 23 24 15 16 Netid 7 8 23 24 31 Líp C Hostid 15 16 Multicast address Trang 7 23 24 31 Líp D Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương VÝ dô 10000000 00000011 00000010 00000011 128.3.2.3 Líp B (Netid = 128.3; hostid = 2.3 ) 6. Kh¸i niÖm vïng (Domain) Trong mét m¹ng lín, cã nhiÒu ng­êi sö dông, ®Ó tiÖn lîi cho viÖc qu¶n lý ng­êi ta chia lµm nhiÒu vïng (Domain), mçi mét vïng cã mét tªn riªng (Domain name) , trong mçi vïng nµy cã mét danh s¸ch c¸c ng­êi dïng (User), c¸ch tæ chøc nµy còng gÇn t­¬ng tù nh­ ta ph©n chia qu¶n lý theo kiÓu mét c¬ quan cã nhiÒu phßng ban, mçi phßng l¹i cã nhiÒu nh©n viªn vËy. ViÖc ®Þnh danh danh vïng, thªm bít c¸c User cña mçi vïng do ng­êi qu¶n trÞ m¹ng thùc hiÖn. Trang 8 Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương PHAÀN II. THIEÁT BÒ MAÏNG VAØ GIAO THÖÙC MAÏNG Chöông 1. THIEÁT BÒ SÖÛ DUÏNG TRONG MAÏNG MAÙY TÍNH I. CARD GIAO TIEÁP MAÏNG ( NETWORK INTERFACE CARD) Caùc boä phaän giao tieáp coù theå ñöôïc thieát keá ngay trong baûng maïch chính (mainboard) cuûa maùy tính hoaëc ôû daïng taám giao tieáp maïng goïi laø card giao tieáp maïng NIC (Network Interface Card) hoaëc laø caùc boä thích nghi ñöôøng truyeàn. Moät NIC coù theå ñöôïc caøi vaøo moät khe caém (slot) cuûa maùy tính. Ñaây laø thieát bò phoå duïng nhaát ñeå noái maùy tính vôùi maïng. Trong NIC coù moät boä thu phaùt (transceiver) vôùi moät soá kieåu ñaàu noái. Boä thu phaùt chuyeån ñoåi caùc tín hieäu beân trong maùy tính thaønh tín hieäu maø maïng ñoøi hoûi. Card giao tieáp phaûi coù moät ñaàu noái hôïp vôùi caùp. Neáu duøng caùp ñoàng truïc loaïi nhoû thì card giao tieáp maïng phaûi coù ñaàu noái BNC, neáu laø caùp xoaén ñoâi thì card phaûi coù ñaàu noái RJ-45. II. THIEÁT BÒ TAÄP TRUNG DAÂY (HUB) : Hub laø boä chia hay goïi laø boä taäp trung daây duøng ñeå ñaáu noái maïng. Theo hoaït ñoäng vaø chöc naêng, ngöôøi ta phaân bieät coù caùc loaïi Hub khaùc nhau nhö sau : HUB THUÏ ÑOÄNG : Loaïi hub naøy khoâng chöùa caùc linh kieän ñieän töû vaø cöng khoâng söû lyù caùc tín hieäu döõ lieäu. Caùc hub thuï ñoäng coù chöù naêng duy nhaát laø toå hôïp caùc tín hieäu töø moät ñoaïn caùp maïng, khoaûng caùch giöõa moät maùy tính vaø hub khoâng lôùn hôn moät nöûa khoaûng caùch toái ña cho pheùp giöõa hai maùy tính treân maïng (ví duï khoaûng caùch toái ña cho pheùp giöõa hai maùy tính treân maïng laø 200 m thì khoaûng caùch toái ña giöõa maùy tính vaø hub laø 100 m). Trang 9 Vietebooks Nguyễn Hoàng Cương HUB CHUÛ ÑOÄNG : loaïi hub naøy coù caùc linh kieän ñieän töû coù theå khueách ñaïi vaø xöû lyù tín hieäu ñieän töû tryueàn qua giöõa caùc thieát bò maïng. Quaù trình xöû lyù tín hieäu ñöôïc goïi laø taùi sinh tín hieäu, noù laøm cho maïng hoaït ñoäng toát hôn, ít nhaïy caûm vôùi loãi vaø khoaûng caùch giöõa caùc thieát bò coù theå taêng leân. Tuy nhieân nhöõng öu ñieåm ñoù cuõng coù theå keùo theo giaù thaønh cuûa hub chuû ñoäng cao hôn ñaùng keå so vôùi hub bò ñoäng. HUB THOÂNG MINH : ñaây laø hub chuû ñoäng nhöng coù theâm chöùc naêng quaûn trò hub: nhieàu hub hieäân nay ñaõ hoã trôï caùc giao thöùc quaûn trò maïng cho pheùp hub göûi caùc goùi tin veà traïm ñieàu khieån maïng trung taâm. Noù cuõng cho pheùp maïng trung taâm quaûn lyù hub, chaúng haïn ra leänh cho hub huyû boû moät lieân keát ñang gaây roái cho maïng. HUB CHUYEÅN MAÏCH : ñaây laø loaïi hub môùi nhaát bao goàm caùc maïch cho pheùp choïn ñöôøng raát nhanh cho caùc tín hieäu giöõa caùc coång treân hub. Thay vì chuyeån tieáp moät goùi tin tôùi taát caû caùc coång cuûa hub, moät hub chuyeån maïch chæ chuyeån tieáp caùc goùi tin tôùi coång noái vôùi traïm ñích cuûa goùi tin. Nhieàu hub chuyeån maïch coù khaû naêng chuyeån maïch caùc goùi tin theo con ñöôøng nhanh nhaát. Do tính öu vieät nhieàu maïng cuûa hub chuyeån maïch neân noù ñang daàn daàn thay theá caàu noùi vaø boä ñònh tuyeán treân nhieàu maïng. III. BOÄ LAËP (REPEATER) Boä laëp (repeater) laø moät thieât bò noái hai ñaàu ñoaïn caùp vôùi nhau khi caàn môû roäng maïng. Noù ñöôïc duøng khi ñoä daøi toång coäng cuûa caùp vöôït quaù ñoä daøi cöïc ñaïi cho pheùp. Boä laëp chæ duøng vôùi caùc maïng Ethrnet noái vôùi caùp ñoàn truïc, coøn ôû maïng duøng caùp UTP thì chính hub cuõng laø moät boä laëp. Trang 10