Tiểu luận Nghiên cứu mạng máy tính và truyền số liệu

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 sử dụng các thiết bị chọn đường (router) và các nút chuyển (switch) cho phép truyền 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 truyền có dải thông cao nhưng chi phí không cao. Các môi trường truyền trong mạng LAN là cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hoặc cáp quang.

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 với 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 người dùng bất kể khoảng cách địa lý.

 

doc25 trang | Chia sẻ: netpro | Ngày: 10/04/2013 | Lượt xem: 1750 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tiểu luận Nghiên cứu mạng máy tính và truyền số liệu, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ền hoạt động theo chế độ này có chi phí cao nhất và cũng cần phần mềm phức tạp để quản lý nhưng là môi trường 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 truyền dị bộ và truyền đồng bộ. Với cách truyền dị bộ, ngoài các bít tin phải thêm các bít để nhận biết đầu ký tự (start), cuối ký tự (stop) và kiểm tra để phát hiện lỗi đường truyền (parity). Như vậy nếu ký tự là 8 bít thì hiệu suất đường truyền sẽ là 8/11, xấp xỉ 70%. Điều này cho thấy hiệu suất của cách truyền dị bộ là thấp. Đối với cách truyền đồng bộ, ngoài dung lượng bản tin còn có các từ điều khiển SYN, EOT và CRC để kiểm tra bản tin đúng-sai. Ở đây có sự nhận biết của cả bản tin chứ không phải từng ký tự giống như cách truyền dị bộ. Nếu bản tin có 128 ký tự thì hiệu suất đường truyền là 128/132, xấp 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 thước bó dữ liệu 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 hệ thống thuật ngữ ISO/OSI, thuật ngữ gói muốn nói đến một đơn vị truyền ở tầng mạng còn bó thì liên quan đến đơn vị truyền ở tầng liên kết dữ liệu. Từ quan điểm thực hành, khác biệt giữa chúng thường được xem xét qua dạng thức 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 thực 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. Chuyển mạch kênh có hiệu 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 mạng căn cứ vào địa chỉ đích của bản tin để chọn nút kế tiếp. Hiệu suất bị hạn chế 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 bản tin được tách nhỏ thành nhiều gói có độ dài phụ thuộc vào chất lượng đường truyền. Các gói tin được truyền đi độc lập. Có hai cách gửi nhận các gói: Datagram và Virtual Circuit. Các gói trong Datagram có thể đi theo các đường 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 động trong việc tìm đường đi để tránh tắc nghẽn. Cuối cùng là việc tách gói cho phép truyền song song dữ liệu. Tuy nhiên, như đã trình bày ở trên, kết quả chuyển dữ liệu theo cách này làm cho thứ tự của chúng không được bảo 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 sử dụng các thiết bị chọn đường (router) và các nút chuyển (switch) cho phép truyền 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 truyền có dải thông cao nhưng chi phí không cao. Các môi trường truyền trong mạng LAN là cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hoặc cáp quang. 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 với 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 người 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 dữ liệu được truyền cố định 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 truyền 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): Bản 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 điều khiển trong đó chỉ định 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 của nó. Như vậy mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên bản tin rồi sau đó chuyển tiếp bản tin. Tuỳ thuộc vào điều kiện của mạng, 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. Cụ 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 thể lưu trữ bản tin cho tới khi kênh truyền rỗi mới gửi bản tin đi do đó giảm được tình trạng tắc nghẽn mạng, có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các bản tin, có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gán địa chỉ quảng bá để gửi bản tin đồng thời đến 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 về một bản tin nào đó có thể được gửi đi qua mạng để tới đích bằng nhiều con đường khác nhau S2 S4 A S1 S6 B S3 S5 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 mạng có thể xử lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không cần phải lưu trử tạm thời 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 sử dụng, đặc biệt khi gói tin truyền theo nhiều đường khác nhau. Cần phải cài đặt cơ chế đánh dấu gói tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc truyền bị lỗi cho các nút mạng. Do ưu điểm về hiệu suất nên mạng chuyển mạch 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), mạng bus, mạng thảm (meshed) và mạng vô định hình (irregular). +Trong các mạng hình sao, tất cả các máy tính đều được nối với một máy tính trung tâm. Máy tính trung tâm điều phối việc truyền dữ liệu trên mạng. Vì vậy nếu hai máy tính muốn trao đổi với nhau, chúng phải thông qua máy tính trung tâm. Bởi vì mỗi máy tính đều có đường truyền 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 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 cục bộ được thực hiện tại mỗi nút và dữ liệu cuối cùng sẽ được truyền 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 nếu một sự 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 thường chỉ 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 chuyển tiếp (repeater). Khi nhận được một thông điệp, nó kiểm tra địa chỉ, sao chép thông điệp đó nếu 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 thực hiện bằng thẻ điều khiển (control token). Trong kiểu đơn giản nhất, một thẻ (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. Các mạng chỉ có một môi trường truyền kiểu vòng thì có độ tin cậy thấp, đơn giản là vì đường nối chỉ cần bị cắt đứt tại một điểm nào đó là có thể làm ngừng toàn bộ hoạt động của mạng. Để có độ tin cậy cao hơn, 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 nối kết giữa 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 một 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 2 Node 1 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 tục lắng nghe mọi diễn biến xảy ra trên kênh chung. Khi có một thông điệp được gửi đi trạm sẽ kiểm tra phần header của thông điệp xem có phải gửi cho nó hay không, rồi thực hiện một hành động thích hợp. Nếu nó muốn truyền, nó sẽ chờ cho đến khi phát hiện ra không còn hoạt động nào xảy ra trên kênh chung rồi mới đặt thông điệp của nó lên mạng. Có một số biến thể của lược đồ cơ bản này. Một phiên bản gọi là CSMA cơ bản, chỉ truyền nếu kênh rảnh. Nếu kênh đang bận, nó sẽ chờ. Một phiên bản thứ 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 sử dụng các gói và thời gian khoảng có kích thước cố định, đồng bộ hóa việc truyền các gói với các thời gian khoảng. Nếu một trạm muốn truyền một thông điệp 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 giống như 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 thời gian rồi truyền 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 như thế rõ ràng là cung cấp được độ tin cậy cao hơn và khả năng hoạt động tốt hơn những cấu trúc đã nói ở trên. Tuy nhiên nó cũng là cấu trúc có chi phí cao nhất. Lược đồ nối kết 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 cả những nút nối với nhiều nút khác. Các nối kết giữa các máy tính trên Internet thuộc 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 truyền thông luôn được 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 đến bên nhận đi theo một hoặc nhiều đường giữa chúng, một số đường có thể phải đi ngang qua một số nút khác. Các nút trung gian sẽ kiểm tra địa chỉ đích trong phần header và nếu không phải là địa chỉ của nó thì phải chuyển 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 truyền chung cho tất cả các nút trong mạng. Các bó dữ liệu được truyền 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 thể 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 hệ thống 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 kiểu điểm-điểm. 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. III/ Các chuẩn giao thức và kiến trúc phân tầng Thiết lập các đường nối vật lý giữa hai máy tính chưa đủ để chúng giao tiếp được với nhau. Để truyền thông tin hiệu quả, tin cậy và không có lỗi giữa hai máy tính đòi hỏi phải cài đặt các hệ thống phần mềm thích hợp 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 phải có khả 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 biết rộng rãi nhất 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 phần cứng. 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 Application Giao thức tầng ứng dụng ứng dụng Presentation Giao thức tầng trình diễn Trình diễn Session Giao thức tầng phiên Phiên Transport Giao thức tầng giao vận Giao vận Network Giao thức tầng mạng Mạng Datalink Giao thức tầng liên kết DL Liên kết DL Physical Giao thức tầng vật lý Vật lý 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. Tầng vật lý: liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bít không có cấu trúc qua đường truyền vật lý, truy nhập đường truyền vật lý nhờ các phương tiện cơ, điện. Tầng liên kết dữ liệu: cung cấp phương tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy như gửi các khối dữ liệu với các cơ chế 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 đầu 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 truyền thông giữa các ứng dụng. Tầng trình diễn: Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trường OSI. Tầng ứng dụng: Cung cấp các phương tiện để người sử dụng có thể 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 tưởng tổng 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. Một khác biệt quan trọng giữa hai chồng giao thức này là tất cả các tầng của ISO/OSI đều được định nghĩa rõ còn trong TCP/IP, tầng host-to-network không được đặc tả. Tầng OSI TCP/IP 7 Application Application 6 Presentation Không hiển 5 Session diện trong 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 tầng thấp nhất trong chồng giao thức, hơn nữa trong LAN các thiết bị mạng thường 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 thường được thực hiện bằng các giao thức TCP/IP. Việc tiêu chuẩn hóa trong lĩnh vực này được dẫn đầu bởi IEEE, đặc 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 nhẹ và thương mại, 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 triển 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 tiếp 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 tầng của chuẩn IEEE 802 là tầng vật lý, tầng điều khiển truy xuất đường truyền và tầng điều 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 Session Điểm truy xuất dịch vụ 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 tả trong IEEE 802. Các mạng FDDI dùng cáp quang cũng như mạng Ethernet hoạt 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 rằng phần 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 nối với DCE để thâm nhập vào mạng. Khi đó mạng sẽ quản lý truyền 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 chuẩn 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 cố định. X25 mức này còn được gọi là X25-PLP (packet level protocol), đó là giao thức có kết nối. Điều này giống như IP của Internet. 1.2/ Kiến trúc mạng X25 Lớp OSI X25 7 Application-ứng dụng X400, FTP 6 Presentation-Trình diễn ASN-1 5 Session-Phiên PAD 4 Transport-Giao vận End-To-End 3 Network-Mạng X25-PLP 2 Data Link-Liên kết dữ liệu HDLC/LAP-B 1 Physical-Vật lý 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 (Packe

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDownload- Tiểu luận cao học- mạng máy tính và truyền số liệu.doc
Tài liệu liên quan