Đề tài Thiết kế mạng cục bộ LAN

c nhau nên các Agent cũng khác nhau. chương IV các thiết bị kết nối chính 4.1. Card mạng . Các bộ giao tiếp này được thiết kế ngay trong bảng Mainboard của máy tính, hoặc dưới dạng giao tiếp mạng (Network Iterface Card) hay là các bộ thích nghi đường truyền (Transmision Media Adapter) NIC là thiết bị phổ dụng nhất để nối máy tính với mạng, nó có thể được cài vào một khe cắm của máy tính. Trong NIC có một bộ thu phát với một số kiểu đấu nối (Connector) dùng để chuyển đổi tín hiệu bên trong máy tính thành tín hiệu phù hợp với đường truyền của mạng.Bộ thích nghi đường truyền là thiết bị có chức năng làm thích nghi một kiểu đối nối nào đó tên máy với một kiểu đấu khác mà mạng đòi hỏi. 4.2. Bộ tập trung HUB. HUB là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua HUB. Một HUB thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiết bị ngoại vi. Mỗi một cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10 BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi đó tín hiệu Ethernet được truyền từ một trạm tới HUB, nó được lặp lại trên tất cả các cổng khác của HUB. Các HUB thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý HUB. HUB là bộ chia hay còn gọi là bộ tập trung, với một bộ tập trung mỗi một điểm hay một thiết bị đều được đấu lại với maý HUB theo một kiểu mẫu hình sao. Có bốn loại HUB cơ bản: + HUB bị động: Hub không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu này. Mà chúng chỉ có chức năng tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. Khoãng cách từ một máy tính đến một Hub phải nhỏ hơn nữa khoảng cách tối đa cho phép giữa hai máy tính trên mạng. + Hub chủ động: Hub này có chứa các linh kiện điện tử có thể khuyết đại và xử lý các tín hiệu truyền giữa các thiết bị mạng. Trong quá trình truyền các tín hiệu có thể bị suy giảm, Hub có tác dụng tái sinh lại các tín hiệu làm cho nó khoẻ hơn, ít lỗi và có thể truyền đi xa hơn. + HUB thông minh. Hub thông minh chính là Hub chủ động kèm theo một số chức năng mới như: Quản trị Hub nó cho phép gởi các gói tin về trạm điều khiển mạng trung tâm, và nó cũng cho phép mạng trung tâm quản lý Hub. + HUB chuyển mạch. HUB chứa các mạch cho phép chọn nhanh các tín hiệu giữa các cổng trên Hub. Hub chuyển tiếp gói tin tới cổng nối với trạm đích của gói tin thay vì chuyển gói tin tới tất cả các cổng của Hub. Hình 4.1- Nối mạng qua HuB 4.3. Bộ chuyển tiếp. Repeater có chức năng tiếp nhận và chuyển tiếp các tín hiệu. Nó thường được dùng để nối hai đoạn cáp mạng Ethernet. có một số Repeater chỉ có chức năng đơn giản là khuyết đại tín hiệu nên khi tín hiệu bị méo thì Repeater này chẳng những không khắc phục được mà làm cho độ méo tăng lên. Sau đó một số loại Repeater tiên tiến hơn có thể mở rộng phạm vi của đường truyền bằng cách khuyếch đại tín hiệu và tái tạo lại tín hiệu. Chúng định danh dữ liệu trong tín hiệu nhận được và dùng tín hiệu đó để tái tạo lại tín hiệu gốc. Chính vì thế mà chúng có thể khuyếch đại lại tín hiệu, giảm được méo và ồn. Chúng ta chỉ dùng Repeater để mở rộng một cách giới hạn một mạng nào đó do độ trễ truyền dẫn. Thiết bị lặp (Repeater) truyền mỗi bit dữ liệu từ đoạn cáp này tới đoạn cáp khác, ngay cả khi dữ liệu bị hỏng. Bởi vậy thiết bị lặp không đóng vai trò như một bộ lọc dữ liệu. Bộ chuyển tiếp hoạt động tại tầng vật lý trong mô hình OSI. Bộ chuyển tiếp không dịch hoặc lọc bất kỳ tín hiệu nào. Để một bộ chuyển tiếp hoạt động cả hai đoạn mạng nối bộ chuyển tiếp là cách mở rộng ít tốn kém nhất, tuy nhiên không nên sử dụng chúng nếu lưu lượng thông tin trên mạng là quá lớn. Hình 4.2- Mở rộng mạng bằng Repeater 4.4. Cầu nối (Bridge ). So với Repeater thì Bridge linh động hơn, nếu Repeater chuyển tiếp tất cả các tín hiệu mà Nó nhận được thì Bridge chỉ chọn lọc và chuyển đi các tín hiệu có đích ở phần mạng phía bên kia. Bridge làm được điều này vì mỗi thiết bị mạng có một địa chỉ duy nhất mà địa chỉ đích luôn được đặt trong phần gói tin được truyền. Bridge thường được dùng để nối các mạng cục bộ và nó làm việc như sau: - Nhận tất cả các gói tin trên hai mạng và kiểm tra địa chỉ đích của tất cả các gói tin. - Nếu nguồn và đích cùng địa chỉ (Tức trên cùng một mạng) thì gói tin sẽ được huỷ bỏ. - Nếu nguồn và đích trên hai mạng thì gói tin sẽ được truyền tới đích. - Khi các thiết bị được thêm vào hoặc bớt đi thì bridge sẽ tự động cập nhật lại các bản địa chỉ. với các Bridge đời cũ thì ta phải cập nhật lại bản địa chỉ này. Bridge hoạt động tại tầng Data link trong mô hình OSI, dược dùng để liên kết các LAN có cùng giao thức tầng liên kết dữ liệu. Các LAN này có thể khác nhau về môi trường truyền dẫn vật lý. Bridge được sử dụng để mở rộng khoảng cách giữa phân đoạn mạng, tăng số lượng máy tính trên mạng, làm giảm hiện tượng tắc nghẽn khi số lượng máy tính nối mạng là quá lớn. Bridge có thể tiếp nhận một mạng quá tải và chia nó thành hai mạng riêng biệt nhằm giảm bớt lưu lượng truyền trên mỗi mạng. Hình 4.3 Nối hai mạng bằng Bridge 4.5. Bộ điều chế và giải điều chế ( Modem). Modem là một thiết bị được máy PC sử dụngđể truyền thông qua đường dây điện thoại. Nó được sử dụng để biến đổi tín hiệu số của máy tính thành tín hiệu tương tự cho thích hợp với đường dây điện thoại và biến đổi tín hiệu tương tự từ đường truyền thành tín hiệu số cho máy tính. Modem cho phép trao thư điiện tử, truyền tệp, truyền fax và trao đổi dữ liệu theo yêu cầu. Các Modem có thể thực hiện việc nén dữ liệu để tăng tốc độ truyền tải và thực hiện việc hiệu chỉnh lỗi để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Modem có thể dùng để lắp ngoài hay trong, nó phải là một thiết bị liên mạng, không thể dùng để nối các mạng xa nhau và truyền dữ liệu trực tiếp được, chúng phải kết hợp với bộ chọn đường để nối các mạng qua mạng chuyển điện thoại, chuyển mạch công cộng. 4.6. Bộ dồn kênh. Là thiết bị có chức năng tổ hợp một số tín hiệu để chúng cùng truyền trên một đường truyền với nhau, và sau đó lại tách ra troẻ lại tín hiệu gốc ban đầu. Chức năng ghép các tín hiệu lại với nhau gọi là chức năng ghép kênh và chức năng tách các tín hiệu ra gọi là phân kênh. 4.7. Bộ chọn đường cầu. Brouter là thiết bị có thể đóng vai trò của cả Router lẫn Bridge. Khi nhận các gói tin nó bắc cầu cho các gói tin mà nó không hiểu giao thức và nó chọn đường cho các gói tin mà nó hiểu. 4.8. Bộ chọn đường. Nếu như Bridge chỉ thực hiện việc chuyển tiếp các gói tin nhận được thì ngoài chức năng trên Router còn có thể thực hiện việc chọn đường đi nào đó cho tối yêu nhất đối với các gói tin theo một chỉ tiêu nào đó. Bridge có chức năng như hai tầng thấp nhất (Tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu) của mô hình OSI, router còn có thêm chức năng của tầng mạng. Router cho phép ta nối các kỉểu mạng lại với nhau thành liên mạng. Router phải hiểu giao thức nào đó trước khi thực hiện việc chọn đường theo giao thức đó. Các Router luôn phụ thuộc vào giao thức của mạng được nối kết. Dựa trên những giao thức, Router cung cấp dịch vụ mà trongđó những packet dữ liệu được đọc và chuyển đến đích một cách độc lập. Khi số kết nối tăng thêm, mạng theo dạng router trở nên kém hiệu quả và cần suy nghĩ đến sự thay đổi. R2 R1 R4 R3 Hình 4.4 Bộ định tuyến Router 4.9. CSU/DSU. Thiết bị này dùng để nối mạng LAN thành mạng WAN thông qua mạng điện thoại công cộng. CSU/DSU có nhiệm vụ chuyển đổi các tín hiệu LAN thành tín hiệu đòi hỏi bởi các nhà cung cấp dịch vụ mạng công cộng. CSU/DSU còn có nhiệm vụ cho mạng cục bộ tránh nhiễu từ mạng công cộng. 4.10. Cổng nối. Là thiết bị để nối hai mạng vốn sử dụng các giao thức khác nhau. Chúng đóng gộp lại và biến đổi dữ liệu truyền từ môi trường này sang môi trường khác, sao cho các môi trường có thể hiểu được dữ liệu của nhau. Cổng giao tiếp có thể thay đổi một một dạng thức thông điệp sao cho phù hợp với chương trình ứng dụng tại nơi nhận của quá trình truyền. Một cổng liên kết hai hệ thống cùng sử dụng. + Giao thức truyền thông. + cấu trúc dạng dữ liệu. + Ngôn ngữ. + Kiến trúc mạng. Phần II mạng cục bộ LAN chương I Tổng quan về mạng cục bộ LAN Loại mạng cục bộ đầu tiên được triển khai là Ethernet do trung tâm nghiên cứu ở Palo Alto của hãng Xero tiến hành vào giữa những năm 1970. Mạng LAN được phân biệt với các mạng khác thông qua những đặc trưng sau đây. - Đặc trưng về địa lý- mạng cục bộ thường được cài đặt trong một phạm vi tương đối nhỏ như trong một toà nhà, một cơ quan, một khu hành chính nào đó,... Khoảng cách giữa hai trạm xa nhất từ vài chục mét đến vài chục km. Rõ ràng là đặc trưng về mặt địa lý chỉ có tính chất tương đối nên ta khó phân biệt mạng LAN với các mạng khác thông qua đặc trựng này. - Đặc trựng về tốc độ truyền- tốc độ truyền của mạng cục bộ thường cao hơn so với các mạng diện rộng có thể lên đến 100Mbps. - Đặc trưng độ tin cậy- tỷ suất lỗi của mạng cục bộ thấp hơn nhiều so với các mạng khác, có thể từ 10 -8 đến 10-11 . - Đặc trưng quản lý- mạng cục bộ thường là sở hữu riêng của một tổ chức nào đó nên việc quản lý khai thác mạng hoàn toàn tập trung thống nhất. Ngày nay mạng cục bộ là những hệ thống con hoàn toàn tách biệt với nhau và có thể được tích hợp với nhau như một phương tiện nối kết chung giữa các máy tính. Tuy nhiên công nghệ LAN vẫn còn là một mớ hỗn độn không cho phép các nhà sản xuất tách LAN như một ngành kỹ nghệ riêng biệt so với các phần mềm và hệ điều hành mạng. Như vậy ta có thể xem mạng LAN như là một hệ thống con riêng biệt trong mạng máy tính. Có hai loại mạng LAN được quan tâm nhiều nhất là- Ethernet và Token Ring. Để bạn có thể hiểu sâu hơn về mạng LAN, mạng LAN gồm 4 thành phần. * Hệ thống cáp nối (hay còn gọi là phương tiện nối mạng) * Topology. * Phương pháp truy xuất cáp. * Các giao thức. 1.1 Các loại cáp truyền. 1.1.1. Cáp đôi dây xoắn (Twisted pair cable) Cáp đôi dây xoắn là cáp gồm hai dây đồng xoắn để tránh gây nhiễu cho các đôi dây khác, có thể kéo dài tới vài km mà không cần khuyếch đại. Giải tần trên cáp dây xoắn đạt khoảng 300–4000Hz, tốc độ truyền đạt vài kb/s đến vài Mb/s. Cáp xoắn có hai loại: Loại có bọc kim để tăng cường chống nhiễu gọi là cap STP ( Shield Twisted Pair). Loại này trong vỏ bọc kim có thể có nhiều đôi dây. Về lý thuyết thì tốc độ truyền có thể đạt 500 Mb/s nhưng thực tế thấp hơn rất nhiều (chỉ đạt 155 Mb/s với cáp dài 100 m) Loại không bọc kim gọi là UTP (UnShield Twisted Pair), chất lượng kém hơn STP nhưng rất rẻ. Cap UTP được chia làm 5 hạng tuỳ theo tốc độ truyền. Cáp loại 3 dùng cho điện thoại. Cáp loại 5 có thể truyền với tốc độ 100Mb/s rất hay dùng trong các mạng cục bộ vì vừa rẻ, vừa tiện sử dụng. Cáp này có 4 đôi dây xoắn nằm trong cùng một vỏ bọc Hình 1.1 Cáp UTP Cat.5 1.1.2. Cáp đồng trục (Coaxial cable) băng tần cơ sở. Là cáp mà hai dây của nó có lõi lồng nhau, lõi ngoài là lưới kim loại. , Khả năng chống nhiễu rát tốt nên có thể sử dụng với chiều dài từ vài trăm met đến vài km. Có hai loại được dùng nhiều là loại có trở kháng 50 ohm và loại có trở kháng 75 ohm Hình1.2 Cáp đồng trục cơ sở Giải thông của cáp này còn phụ thuộc vào chiều dài của cáp. Với khoảng cách1 km có thể đạt tốc độ truyền tư 1– 2 Gbps. Cáp đồng trục băng tần cơ sở thường dùng cho các mạng cục bộ. Có thể nối cáp bằng các đầu nối theo chuẩn BNC có hình chữ T. ở VN người ta hay gọi cáp này là cáp gầy do dịch từ tên trong tiếng Anh là ‘Thin Ethernet”. Một loại cáp khác có tên là “Thick Ethernet” mà ta gọi là cáp béo. Loại này thường có màu vàng. Người ta không nối cáp bằng các đầu nối chữ T như cáp gầy mà nối qua các kẹp bấm vào dây. Cứ 2m5 lại có đánh dấu để nối dây (nếu cần). Từ kẹp đó người ta gắn các tranceiver rồi nối vào máy tính. (Xem hình 1) Hình 1.3 Kết nối bằng Traceiver. 1.1.3. Cáp đồng trục băng rộng (Broadband Coaxial Cable) Đây là loại cáp theo tiêu chuẩn truyền hình (thường dùng trong truyền hình cap) có giải thông từ 4 – 300 Khz trên chiều dài 100 km. Thuật ngữ “băng rộng” vốn là thuật ngữ của ngành truyền hình còn trong ngành truyền số liệu điều này chỉ có nghĩa là cáp loại này cho phép truyền thông tin tuơng tự (analog) mà thôi. Các hệ thống dựa trên cáp đồng trục băng rộng có thể truyền song song nhiều kênh. Việc khuyếch đại tín hiệu chống suy hao có thể làm theo kiểu khuyếch đại tín hiệu tương tự (analog). Để truyền thông cho máy tính cần chuyển tín hiệu số thành tín hiệu tương tự. 1.1.4. Cáp quang. Dùng để truyền các xung ánh sáng trong lòng một sợi thuỷ tinh phản xạ toàn phần. Môi trường cáp quang rất lý tưởng vì Xung ánh sáng có thể đi hàng trăm km mà không giảm cuờng độ sáng. Giải thông rất cao vì tần số ánh sáng dùng đối với cáp quang cỡ khoảng 1014 – 1016 An toàn và bí mật Không bị nhiễu điện từ Chỉ có hai nhược điểm là khó nối dây và giá thành cao. Hình 1.4 Truyền tín hiệu bằng cáp Để phát xung ánh sáng người ta dùng các đèn LED hoặc các diod laser. Để nhận người ta dùng các photo diode , chúng sẽ tạo ra xung điện khi bắt được xung ánh sáng Cáp quang cũng có hai loại Loại đa mode (multimode fiber): khi góc tới thành dây dẫn lớn đến một mức nào đó thì có hiện tượng phản xạ toàn phần. Nhiều tia sáng có thể cùng truyền miễn là góc tới của chúng đủ lớn. Các cap đa mode có đường kính khoảng 50 m Loại đơn mode (singlemode fiber): khi đường kính dây dẫn bằng bước sóng thì cáp quang giống như một ống dẫn sóng, không có hiện tượng phản xạ nhưng chỉ cho một tia đi. Loại nàycó cường kính khoản 8 m và phải dùng diode laser. Cáp quang đa mode có thể cho phép truyền xa tới hàng trăm km mà không cần phải khuyếch đại. Các thông số kỹ thuật mạng rất quan trọng, các giao thức truy xuất cáp đều đòi hỏi các tính chất kĩ thuật cáp phải tốt và nằm trong giới hạn cho phép về loại và chiều dài của cáp thì mới có thể làm việc được. 5 thông số kĩ thuật của cáp như sau : + Chiều dài cáp. + Hệ số suy giảm. + Nhiễu chen ngang đầu cáp . + Tạp nhiễu. + Độ thất thoát . Nếu bạn sử dụng mạng không dây cáp hay cáp điện thoại có sẵn thì chúng ta mặc nhiên không cần quan tâm đến việc lắp đặt. Nếu bạn cần lắp đặt cáp mới thì sẽ có các yếu tố mà bạn phải quan tâm. Khi chọn cáp, bạn cũng nên chú ý đến tầm quan trọng của việc bọc cáp và tính chất bảo mật của nó. Những mạng dùng cáp đôi xoắn trần phổ biến hơn vì chúng dễ lắp đặt, cung cấp tốc độ truyền cao, giá lại rẻ nhưng cho phép truyền đi ở những khoảng cách rất ngắn, cáp đồng trục thì đáng tin cậy hơn nhưng giá thành đắt hơn cáp đôi. Cáp quang thì an toàn nhất với lại kẻ lạ không thể nào thu lấy tín hiệu được mà nó cũng không cần sự bao bọc . 1.2. TOPOLOGY của mạng cục bộ. Mọi Topology của máy tính đều sử dụng được cho mạng cục bộ. Nhưng trong thực tế thì chỉ có các Topology thường sử dụng hình sao (star), vòng (ring), bus. 1.2.1 Topo hình sao (star) . Dạng hình sao thì tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiêụ từ các trạm truyền nguồn và chuyển đến trạm đích. Phụ thuộc vào yêu cầu truyền thông mà thiết bị trung tâm có thể là một bộ chuyển mạch, một bộ phận kênh, một bộ chọn đường. Chức năng của thiết bị trung tâm chính là nối kết các cặp trạm cần trao đổi thông tin với nhau, thiết lập các liên kết giữa chúng. : : : : : : Hình 1.5 Topology hình sao với Hub là thiết bị trung gian. Ưu điểm: của Topology dạng này là lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại có thể bớt trạm, dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố. Tốc độ của đường truyền vật lí sẽ được tận dụng tối đa do sử dụng liên kết điểm. Nhược điểm là hạn chế độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm. 1.2.2 Topology dạng vòng ( ring). Dạng vòng thì mỗi trạm của mạng được nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp, bộ chuyển tiếp có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển đến trạm kế tiếp trên vòng. Tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chiều duy nhất giữa các repeater. Cần phải có một giao thức điều khiển việc trao quyền được truyền dữ liệu trên vòng cho các trạm có nhu cầu. Reoeater : : : : : Hình 1.6 Topology Ring. Ưu và nhược điểm của Ring tương tự như hình sao nhưng dạng này có giao thức truy cập đường truyền khá phức tạp. 1.2.3 Topology dạng Bus. Dạng Bus tất cả các trạm được phân chia một đường truyền chính (Bus). Đường truyền này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu mối đặc biệt gọi là Terminato, các trạm được nối vào Bus thông qua một đầu nối chữ T hay một thiết bị thu phát. Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu được quảng bá trên hai chiều của Bus, mọi trạm còn lại đều được nhận tín hiệu trực tiếp. Nếu BUS là một chiều tín hiệu chỉ đi về một phía thì terminator có tác dụng dội ngược tín hiệu trở lại để tín hiệu có thể đi đến các trạm còn lại của mạng. Việc truyền dữ liệu trong Topology dạng này dựa vào liên kết điểm- nhiều điểm hay quảng bá. Terminator : T-connector Terminator Bus : : Hình1.7 Topology Bus. Trường hợp này cũng phải có một giao thức để quản lí việc truy cập đường truyền. Có thể truy cập đường truyền theo phương pháp truy cập ngẫu nhiên hay truy cập có điều khiển. Trên đây là 3 kiểu Topology cơ bản nhất. Trong thực tế tuỳ thuộc vào địa hình mà ta có thể phối hợp các kiểu cơ bản trên thành Topology lai ví dụ như : MAU : -Topology vòng đấu sao : : : : : : Hình 1.8 Topology lai dạng vòng đấu sao. MAU : hộp xử lí đa trạm -Topology bus dạng sao : : : : : : : Hình 1.9 Topology dạng bus - Sao. 1.2.4 Topology kết nối hỗn hợp. Là sự phối hợp các kiểu kết nối khác nhau ví du hình cây là cấu trúc phân tầng của kiểu hình sao hay các HUB có thể được nối với nhau theo kiểu bus còn từ các HUB nối với các máy theo hình sao. Hình 1.10 Kết cấu hổn hợp 1.3 Card giao tiếp mạng. Một card giao tiếp mạng được cắm vào một khe mở rộng trên bo mạch hệ thống và cung cấp một số cổng phía sau dành để kết nối tới một mạng. Card mạng xử lí việc trao đổi thông tin giữa các máy tính trên mạng theo chồng các giao thức và qui tắc truy xuất các cáp định được card đó dùng. Một card được thiết kế phù hợp với tính chất cơ bản và hỗ trợ cho các loại mạng khác nhau như- Ethernet, Token Ring, ARCnet hoặc FDDI. Các loại card này không đưa ra những tính năng đặc biệt để cải thiện hiệu năng làm việc của máy trên mạng. Tuy nhiên nó có thể được thiết kế để quản lý nhiều hơn hệ thống dây cáp, có những tính năng thực sự độc đáo như làm chủ bus, có vùng đệm lớn, có cả chíp vi xử lý gắn trên card. Card mạng và trình điều khiển nó là những thành phần trong máy biết rõ về kiểu mạng đang được sử dụng. Nói cách khác, kiểu mạng đang được sử dụng là vô hình đối với phần mềm ứng dụng đang sử dụng mạng. Giai đoạn chuẩn bị cho việc truyền dữ liệu, một quá trình bắt tay nhau (handshaking) diễn ra giữa hai trạm làm việc. Quá trình này thiết lập những thông số liên lạc giữa hai trạm làm việc. Quá trình này thiết lập những thông số liên lạc chẳng hạn như tốc độ truyền, kích thước gói dữ liệu, thông số hết giờ truyền và kích thước vùng đệm. Việc bắt tay đặc biệt quan trọng khi hai card có liên quan trong phiên truyền dữ liệu đó có thiết kế phần cứng hoặc đặc tính kỹ thuật hơi khác nhau. Khi các thông số liên lạc được thiết lập thì việc chuyển giao các gói dữ liệu mới bắt đầu. Một card mạng sẽ gửi và tiếp nhận các dữ liệu tới từ bus hệ thống theo kiểu song song, gởi và tiếp nhận các dữ liệu tới tử mạng theo kiểu tuần tự nghĩa là một sự biến đổi từ song song ra nối tiếp làm biến chất dữ liệu dữ liệu để vận chuyển đi dưới dạng một dòng bit tín hiệu điện trên cáp. Sau đó dữ liệu thường được mã hoá và nén lại để tăng tốc độ truyền. Ngoài ra card mạng còn có nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu và nó đang truyền tải thành một tín hiệu vốn mang một dạng thức thích hợp với mạng. Trên card mạng thành phần có trách nhiệm chuyển đổi tín hiệu được gọi là bộ phận thu. Có những loại card có nhiều hơn một bộ phận thu phát, mỗi bộ cung cấp các cổng phía sau card để thích nghi với các phương tiện dây card khác nhau. kiểu card này gọi là một card kết hợp. Sự khác biệt trong thiết kê phần cứng giữa các NIC trên một mạng có thể làm hạn chế tốc độ truyền dữ liệu. Để giảm ảnh hưởng này người ta thiết kế một bộ nhớ đệm trên các card 8 bit để tạm giữ lại những tín hiệu được máy khác đưa đến. Điều này cho phép các card hoàn tất việc truyền dữ liệu của chúng nhanh hơn nhiều. Tuy nhiên tình trạng này cũng hay xảy ra khi di chuyển thông tin từ vùng đệm của card mạng và bộ nhớ. Để khắc phục điều đó có 4 phương pháp hữu hiệu sau. - Truy xuất bộ nhớ trực tiếp (DMA: Direct Memory Access) - một bộ điều khiển trên máy tính sẽ nắm quyền điều khiển bus và chuyển dữ liệu từ vùng đệm của card mạng thẳng vào vùng nhớ đã đăng ký trên máy. Chia sẻ dùng chung bộ nhớ card, các card để bộ xử lý của máy truy xuất trực tiếp bộ nhớ riêng của nó. - Chia sẻ dùng chung bộ nhớ hệ thống. Bộ nhớ hệ thống sẽ chia một khối nhớ cho bộ xử lý đặc biệt trên card mạng xử lý nó. Card mạng sẽ chuyển dữ liệu từ vùng đệm của nó vào vùng nhớ này nơi bộ xử lý cả máy có thể truy xuất trực tiếp. - Làm chủ bus- với phương pháp này, card mạng có thể chuyển thông tin trực tiếp vào bộ nhớ hệ thống mà không ngắt quá trình xử lý của CPU. Như vậy card mạng cung cấp một kỹ thuật DMA tăng cường bằng cách chiếm lấy quyền điều khiển bus hệ thống. Tất cả card mạng đều được bán kèm theo một đĩa mềm drive để cài đặt nó vào máy và làm cho hệ điều hành mạng có thể nhận biết được nó. Các mạng khác nhau sử dụng các cách khác nhau để nhận diện trên mỗi nút mạng. Việc định địa chỉ trên toàn cầu này đảm bảo mỗi card mạng đều có một địa chỉ nút duy nhất để nhận diện. Các card Ethernet và Token ring được hãng sản xuất khắc mã các địa chỉ duy nhất ngay trên card được gọi là các địa chỉ MAC (kiểm soát truy xuất đường truyền) hay địa chỉ điều hợp. Các card mạng đòi hỏi một IRQ, một địa chỉ I/O, đối với DOS và chế độ thực của Windows 9x. Chúng cũng có thể đòi hỏi các địa chỉ bộ nhớ trên. Nếu card mạng nằm trên bus PCI, bộ kiểm soát bus PCI sẽ quản lý các yêu cầu IRQ và địa chỉ I/O. Khi lựa chọn một card mạng bạn phải chú ý đến kiểu của mạng mà bạn sẽ nối vào máy tính của mình, kiểu phương tiện truyền thông mà mạng đó đang sử dụng, và kiểu của bus I/O mà bạn đang sử dụng cho mạng. Chương II Các phương pháp truy cập đường truyền vật lý Trong mạng cục bộ, tất cả các trạm kết nối trực tiếp vào đường truyền chung. Vì vậy tín hiệu từ một trạm đưa lên đường truyền sẽ được các trạm khác “nghe thấy”. Một vấn đề khác là, nếu nhiều trạm cùng gửi tín hiệu lên đường truyền đồng thời thì tín hiệu sẽ chồng lên nhau và bị hỏng. Vì vậy cần phải có một phương pháp tổ chức chia sẻ đường truyền để việc truyền thông đựơc đúng đắn. Có hai phương pháp chia sẻ đường truyền chung thường được dùng trong các mạng cục bộ: Truy nhập đường truyền một cách ngẫu nhiên, theo yêu cầu. Đương nhiên phải có tính đến việc sử dụng luân phiên và nếu trong trường hợp do có nhiều trạm cùng truyền tin dẫn đến tín hiệu bị trùm lên nhau thì phải truyền lại. Có cơ chế trọng tài để cấp quyền truy nhập đường truyền sao cho không xảy ra xung đột 2.1 Phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có pháp hiện xung đột CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Giao thức CSMA (Carrier Sense Multiple Access) - đa truy nhập có cảm nhận sóng mang được sử dụng rất phổ biến trong các mạng cục bộ. Giao thức này sử dụng phương pháp thời gian chia ngăn theo đó thời gian được chia thành các khoảng thời gian đều đặn và các trạm chỉ phát lên đường truyền tại thời điểm đầu ngăn. Mỗi trạm có thiết bị nghe tín hiệu trên đường truyền (tức là cảm nhận sóng mang). Trước khi truyền cần phải biết đường truyền có rỗi không. Nếu rỗi thi mới được truyền. Phương pháp này gọi là LBT (Listening before talking). Khi phát hiện xung đột, các trạm sẽ phải phát lại. Có một số chiến lược phát lại như sau: Giao thức CSMA 1-kiên trì. Khi trạm phát hiện kênh rỗi trạm truyền ngay. Nhưng nếu có xung đột, trạm đợi khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi truyền lại. Do vậy xác suất truyền khi kênh rỗi là 1. Chính vì thế mà giao thức có tên là CSMA 1-kiên trì. (1) Giao thức CSMA không kiên trì khác một chút.Trạm nghe đường, nếu kênh rỗi thì truyền, nếu không thì ngừng nghe một khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi mới thực hiện lại thủ tục. Cách này có hiệu suất dùng kênh cao hơn. (2) Giao thức CSMA p-kiên trì. Khi đã sẵn sàng truyền, trạm cảm nhận đường, nếu đường rỗi thì thực hiện việc truyền với xác suất là p < 1 (tức là ngay cả khi đường rỗi cũng không hẳn đã truyền mà đợi khoảng thời gian tiếp theo lại tiếp tục thực hiện việc truyền với xác suất còn lại q=1-p. (3) Ta thấy giải thuật (1) có hiệu quả trong việc tránh xung đột vì hai trạm cần truyền thấy đường truyền bận sẽ cùng rút lui chở trong những khoảng thời gian ngẫu nhiên khác nhau sẽ quay lại tiếp tục nghe đường truyền. Nhược điểm của nó là có thể có thời gian không sử dụng đường truyền sau mỗi cuộc gọi. Giải thuật (2) cố gắng làm giảm thời gian "chết" bằng cách cho phép một trạm có thể được truyền dữ liệu ngay sau khi một cuộc truyền kết thúc. Tuy nhiên nếu lúc đó lại có nhiều trạm đang đợi để truyền dữ liệu thì khả năng xẩy ra xung đột sẽ rất lớn