Bài giảng Mạng máy tính và internet - Chương 4: Công nghệ mạng LAN

MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET
Chương 4:
Công nghệ mạng LAN
bangtqh@utc2.edu.vn
Nội dung
Tổng quan về mạng LAN
Topoly mạng LAN
Chuẩn mạng LAN
Một số công nghệ mạng LAN phổ biến
LAN = Local Area Network
Là mạng có quy mô nhỏ (khoảng một vài km trở lại).
Tốc độ truyền tin cao, độ trễ thấp
Được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của xã hội
về mặt kỹ thuật
Tất cả các host trong 1 LAN chia sẻ chung đường truyền.
Việc truyền tin dạng giữa các host thường được thực hiện theo cơ chế broadcast.
Không cần có thiết bị trung chuyển (switch/router),
Các loại mạng LAN phân biệt nhau bởi kỹ thuật điều khiển thâm nhập đường truyền (MAC - Media Access Control)
Functions of a LAN
Data and Application
Share resources
Provie communication path to other networks
Database
Tổng quan về mạng LAN (tt)
Kiến trúc điển hình của mạng LAN
Các thông số 1 LAN
□ Topology
- Hình thái đấu nối các host trong LAN
Cáp mạng (network cable)
Các kiểu đường truyền được dùng để đấu nối các host trong LAN lại vơi nhau (Cáp xoắn đôi, Cáp đồng trục, cáp quang)
Kỹ thuật truy nhập đường truyền (Media Access Control)
Cách thức mà các host trong LAN sử dụng để truy cập và chia sẻ đường truyền mạng.
□ Protocols
Ethernet
IP
ARP
DHCP
Tổng quan về mạng LAN (tt)
Các thành phần cơ bản của LAN
Computers
PC
Servers
Interconnections
NIC
Media
Network Devices
Hub
Switch
Router
bangtqh@utc2.edu.vn	Mạng máy tính
□ Topology là tiêu chí bắt buộc dùng để xây dựng mạng LAN, nó chủ yếu quan tâm đến việc làm cho mạng được liên thông, che dấu chi tiết về các thiết bị thực đối với người dùng.
□ Có 3 topology chính khi xây dựng 1 LAN
- Star
Ring
Bus
Computer
star Topology
□ Tất cả các máy tính trong	r~i
” 27 X..,.	_ .HUB
mạng được đâu nôi tới một	I ^//Computer
thiết bị tập trung tín hiệu.
Thành phần trung tâm của ■“ mạng được gọi là Hub.
Mọi máy tính đều phát tín hiệu ra Hub và Hub phát lại tín hiệu vào đến tất cả các đầu ra.
Mỗi máy tính có một nối kết riêng lẻ đến Hub
Ring Topology
□ Không có thiết bị trung tâm trong sơ đồ nối mạng hình vòng. Đường nối kết mạng sẽ đi trực tiếp từ một máy tính đến máy tính khác.
□ Thực tế, có một đoạn cable
ngắn nối máy tính với vòng.
trục chính
□ Thực tế: mỗi host có 1 đoạn cáp đấu nối trực tiếp vào đường backbone
. III Jill
Topology cúa mạng LAN (tt)
Bus topology
□ Tất cả các host trong mạng cùng đấu nối vào 1 đường
□ Do cùng chia sẻ đường truyền chung nên phải có giải pháp làm cho các máy tính hoạt động đồng bộ với nhau nhằm cho phép chỉ một máy tính truyền thông tin tại một thời điểm.
□ Do đặc trưng riêng, việc chuẩn hóa mạng cục bộ chỉ được thực hiện trên hai tang thấp nhất (Physical, Datãlink) trong
mô hình OSI.
□ Trong LAN, tầng liên kết dư liêu được chia làm hai tầng con:
LLC : Logical Link Control
MAC: Media Access Control.
Application
Presentation
Session
Transport
Network
D at al ink
Physical
LLC
MAC
Physical
Tầng MAC quản lý việc truy cập đường truyền
Tầng LLC đảm bảo tính độc lập của việc quản lý các liên kết dữ liệu với đường truyền vật lý và phương pháp truy cập đường truyền.
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) là tổ chức đi tiên phong trong việc chuẩn hóa LAN với dự án IEEE 802 được triển khai từ năm 1980
ISO tiếp nhận các chuẩn 802.X thành chuẩn quốc tế mang tên 8802.X
SỐ hiệu
Đặc tả dành cho
■
IEEE 802.2
Logical Link Control (LLC)
IEEE 802.3
Ethernet, CSMA/CD
IEEE 802.4
Token bus
IEEE 802.5
Token ring
IEEE 802.6
MAN
IEEE 802.11
Wireless LAN
OSI Layers
bangtqh@utc2.edu.vn
LAN Specification
Mạng máy tính & Internet - Chương 4
4.4. Một vài công nghệ LAN
□ Ethernet (Ethernet 802.3) □ Token ring (IEEE 802.6) □ FDDI (Fiber Distributed Data Interconnection)
Ethernet là công nghệ mạng LAN thống trị hiện nay
- Tốc độ thông dụng: 10/100/1 OOOMbps (hiện đã đạt tới 10Gbps với chuẩn 10GbE)
Lịch sử phát triển:
Year
Ethernet activity
1970
First packet radio network (mạng ALOHA)
1973
Ethernet invented at Xerox
1977
U.S Patent No. 4063220 issued
1982
DIX released 10Mb/s Ethernet
1992
First stackable Ethernet hub
2002
IEEE approves 802.3ae; 10 billion bps
Ethernet sử dụng cáp đồng trục
□ Chuẩn 10Base2 và 10Base5
Tốc độ truyền tối đa: 10Mbps
Khoảng cách tối đa giữa 2 host trong segment: 185m và 500m
Sử dụng cáp đồng trục gầy (thin coaxial), mạng có topo dạng bus
Ethernet sử dụng cáp xoắn đôi (Twisted pair)
□ Chuẩn 10Base-T và 100Base-T
Tốc độ truyền tối đa: 10Mbps/100 Mbps
Có topo hình sao, khoảng cách tối đa từ host đến hub là: 100m. Sử dụng cáp UTP cat3 trở lên.
Chuẩn 100Base-T còn gọi là chuẩn Fast Ethernet
□ Chuẩn 1000Base-T, 1000Base-TX
Tốc độ tối đa: 1 Gbps
Còn gọi là chuẩn Giga Ethernet
Sử dung cáp STP-Cat5 trở lên
Ethernet sử dụng cáp quang
□ Chuẩn 100Base-FXvà 100Base-SX
Tốc độ truyền 100Mbps
Sử dụng cáp quang multi-mode
Khoảng cách truyền tối đa 550m
Chuẩn 100Base-BXvà 100Base-LX
Sử dụng cáp quan single-mode
Khoảng cách truyền tối đa có thể lên tới 40km
Chuẩn 1000Base-LX và 1000Base-ZX
Khoảng cách truyên đạt 5km - 70km
Kỹ thuật truy nhập đường truyền
□ Ethernet sử dụng kỹ thuật truy nhập đường truyền CSMA/CD - Cảm biến sóng mang đa truy nhập/dò xung đột:
1 Host muốn truyền phải lắng nghe đường truyền, nếu đường truyền đang bận, tiếp tục đợi
Tình huống: Nếu cả 2 máy cùng dò thấy đường truyền đang rảnh -ỳ cùng truyền -ỳ xung đột (collision)
Để giải quyết xung đột: Một host khi truyền vẫn phải kiểm tra đường truyền, nếu phát hiện sung đột -ỳ ngừng truyền và đợi 1 khoảng thời gian ngẫu nhiên t nào đó rồi tiếp tục thử truyền lại
□ CSMA/CD
- Miền xung đột (Collistion Domain)
Hub
Switch
Collision
Collision Detection (Back off algorithm)
Công nghẹ Ethernet 802.3 (tt) O
□ □ □ □
Carrier
Sense	ị	I	I	I	I	I
Multiple Tr" I* T™*
Access	I	y	I	I	I	I
cấu trúc Ethernet frame
Field Length, in Bytes	Elhợrneĩ
B	fi	s s 46^1500	4
Preamble
Desl iriG Uon Address
Sctirue
/■:1c?-'‘J
Type
puts
FCS
Field Length, in Bytes
IEEE BŨ2.3
7
1
6
6
2
4&-1SD0
4
Praajflbte
s
Dsatl nation
Source Adrtfens
Lungtfi
902.2 títtađửĩ ẹnri Data
FCS
SOF ■ Stan-of-Frame Defter
FCS = Fr<ime Check Sequence
□ Là công nghệ mạng vòng sử dụng thẻ bài
- Có thể truyền dữ liệu ở tốc độ 100 triệu bit/giây(gấp 8 lần mạng Token ring).
a)	b)
□ Mạng FDDI sử dụng cáp quang có đặc điểm sau :
Chiều dài của cáp tối đa của cáp (2 vòng) là 100Km, nếu cáp (1 vòng) thì chiều dài tối đa là 200Km.
Có khả năng hỗ trợ 500 máy trong một mạng. Chỉ bị nghe lén khi vòng cáp bị đứt. Không bị nhiễu điện từ.
Phương pháp truy nhập đường truyền
□ FDDI sử dụng phương pháp truy nhập sử dụng thẻ bài (token passing)
Một thẻ bài (token) được di chuyển liên tục quanh vòng kết nối
Một host muốn truyền phải đợi tới lượt giữ token. Khi đã giữ token, host gửi sẽ giử kèm luôn toke
Khi Frame dữ liệu tới host đích, máy sẽ chép frame vào máy và chuyển token trở lại máy ban đầu
Host gửi gỡ bỏ frame và trả token đến host đến máy kế tiếp trong vòng
Collision và Broadcast trong LAN
□ Repeater/Hub: Tất cả các host Chung 1 collision
domain
Bridge/Switch:
Có khả năng học MAC của các host trong mạng
Mỗi port là 1 collision domain
Router:
Có khả năng chặn broadcast giữa các mạng
Mỗi port là 1 broadcast domain
Bài tập	O
□ Xác định số collision domain và broadcast domain
PCŨ	PC1	PC2	PC3