Home / Thiết Bị Điện Tử / Mạng cục bộ là gì: phân loại, cấu tạo thiết bị, chuẩn hóa

Mạng cục bộ là gì: phân loại, cấu tạo thiết bị, chuẩn hóa

/

Giới thiệu các vấn đề cơ bản về mạng cục bộ và các công nghệ mạng thông dụng. Đồng thời, đi sâu giới thiệu về thiết kế hạ tầng cáp mạng, thiết kế mạng cục bộ trên lớp 2 và lớp 3.

mạng cục bộ là gì

1. Mạng cục bộ là gì?

Mạng cục bộ (LAN) là một tập hợp các thiết bị được kết nối với nhau tại một địa điểm thực, chẳng hạn như một tòa nhà, văn phòng hoặc nhà riêng. Mạng LAN có thể nhỏ hoặc lớn, từ mạng gia đình với một người dùng đến mạng doanh nghiệp, trường học, bệnh viện với hàng nghìn người dùng. Tìm hiểu thêm quy trình xây dựng, phân loại và cài đặt mạng máy tính đúng kỹ thuật.

Bất kể kích thước, đặc điểm xác định duy nhất của mạng LAN là nó kết nối các thiết bị trong một khu vực giới hạn, duy nhất. Ngược lại, mạng diện rộng (WAN) hoặc mạng vùng đô thị (MAN) bao gồm các khu vực địa lý lớn hơn. Một số mạng WAN và MAN kết nối nhiều mạng LAN với nhau.

Mạng LAN bao gồm cáp, điểm truy cập, bộ chuyển mạch, bộ định tuyến và các thành phần khác cho phép thiết bị kết nối với máy chủ nội bộ, máy chủ web và các mạng LAN khác thông qua mạng diện rộng.

Sự phát triển của các mạng LAN ảo, cho phép các quản trị viên mạng nhóm các nút mạng một cách hợp lý, cũng như phân vùng mạng internet mà không cần thay đổi cơ sở hạ tầng lớn.

Ví dụ, trong một văn phòng có nhiều phòng ban (chẳng hạn như kế toán, hỗ trợ CNTT và hành chính), các máy tính của mỗi phòng ban có thể được kết nối hợp lý với cùng một công tắc nhưng được phân đoạn để hoạt động như thể tách biệt. Xem thêm ethernet là gì? lịch sử hoạt động và tiêu chuẩn mạng.

2. Phân loại mạng cục bộ

Có nhiều cách để phân loại các mạng khác nhau, phần này chỉ nêu những cách thức phân loại mạng thường dùng trong thực tế

2.1.Phân loại mạng theo vùng địa lý

2.1.1. Mạng cục bộ LAN (Local Area Network)

Là một hệ thống mạng dùng để kết nối các máy tính trong một phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc, trường học…). Các máy tính trong mạng LAN có thể chia sẻ tài nguyên với nhau (chia sẻ tập tin, máy in, máy quét và một số thiết bị khác). Xem thêm mạng cục bộ không dây là gì: lắp đặt wlan & bảo mật.

Đặc điểm chính:

– Phạm vi địa lý nhỏ.

– Tốc độ cao và đáng tin cậy.

– Ethernet, Wifi, FDDI, ATM.

2.1.2. Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network)

Là mạng dữ liệu băng rộng được thiết kế cho phạm vi trong thành phố, thị xã. Khoảng cách thường nhỏ hơn 50 km. Xét về quy mô địa lý, MAN lớn hơn mạng LAN nhưng nhỏ hơn mạng WAN, MAN đóng vai trò kết nối 2 mạng LAN và WAN với nhau hoặc kết nối giữa các mạng LAN. Kết nối giữa các phần tử của mạng MAN thường sử dụng loại không dây (Wireless) hoặc sử dụng cáp quang (Optical Fiber).

2.1.3. Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network)

Là mạng dữ liệu được thiết kế để kết nối giữa các mạng đô thị (mạng MAN), giữa các khu vực địa lý cách xa nhau. Xem thêm mạng diện rộng Wan là gì? giao thức kết nối & bảo mật.

Đặc điểm chính:

– Phạm vi địa lý rộng lớn.

– Tốc độ đảm bảo tỷ lệ lỗi chấp nhận được.

– Công nghệ chuyển mạch.

Mạng LAN sử dụng kỹ thuật mạng quảng bá (Broadcast network), trong đó các thiết bị cùng chia sẻ một kênh truyền chung. Khi một máy tính truyền tin, các máy tính khác đều nhận được thông tin. 

Ngược lại, mạng WAN sử dụng kỹ thuật Mạng chuyển mạch (Switching Network), có nhiều đường nối kết các thiết bị mạng lại với nhau. 

Thông tin trao đổi giữa hai điểm trên mạng có thể đi theo nhiều đường khác nhau. Chính vì thế cần phải có các thiết bị đặc biệt để định đường đi cho các gói tin, các thiết bị này được gọi là bộ chuyển mạch hay bộ chọn đường (router). 

Ngoài ra để giảm bớt số lượng đường nối kết vật lý, trong mạng WAN còn sử dụng các kỹ thuật đa hợp và phân hợp. Xem thêm cách kết nối mạng Lan cho máy tính với 12 lưu ý.

2.2. Phân loại mạng máy tính theo topology mạng

2.2.1. Mạng dạng hình sao (Star topology)

Ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là “điểm – điểm”.

2.2.2. Mạng hình tuyến (Bus Topology)

Trong dạng hình tuyến, các máy tính đều được nối vào một đường truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là Terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver).

2.2.3. Mạng dạng vòng (Ring Topology)

Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức “điểm – điểm”, qua đó mỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một.

2.2.4. Mạng dạng kết hợp

Trong thực tế tùy theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta có thể thiết kế mạng kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng.

2.3. Phân loại mạng máy tính theo chức năng

2.3.1. Mạng khách chủ (Client-Server)

Một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file server, mail server, Web server, Printer server,… Các máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ này được gọi là Server, còn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client.

2.3.2. Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer)

Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa như một Client vừa như một Server.

2.2.4. Mạng kết hợp

Các mạng máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức năng Client-Server và Peer-to-Peer.

3. Mạng cục bộ và giao thức điều khiển truy cập đường truyền

Khi được cài đặt vào trong mạng, các máy trạm phải tuân theo những tắc định trước để có thể sử dụng đường truyền, đó là phương thức truy nhập. Phương thức truy nhập được định nghĩa là các thủ tục điều hướng trạm làm việc làm thế nào và lúc nào có thể thâm nhập vào đường dây cáp để gửi hay nhận các gói thông tin. Có 3 phương thức cơ bản.

3.1. Giao thức CSMA/CD

Giao thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) thường dùng cho mạng có cấu trúc hình tuyến, các máy trạm cùng chia sẻ một kênh truyền chung, các trạm đều có cơ hội thâm nhập đường truyền như nhau (Multiple Access).

Tuy nhiên tại một thời điểm thì chỉ có một trạm được truyền dữ liệu mà thôi.

Trước khi truyền dữ liệu, mỗi trạm phải lắng nghe đường truyền để chắc chắn rằng đường truyền rỗi (Carrier Sense).

Trong trường hợp hai trạm thực hiện việc truyền dữ liệu đồng thời, xung đột dữ liệu sẽ xảy ra, các trạm tham gia phải phát hiện được sự xung đột (Collision Detection) và thông báo tới các trạm khác gây ra xung đột, đồng thời các trạm phải ngừng thâm nhập, chờ đợi lần sau trong khoảng thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi mới tiếp tục truyền.

Khi lưu lượng các gói dữ liệu cần di chuyển trên mạng quá cao, thì việc xung đột có thể xảy ra với số lượng lớn dẫn đến làm chậm tốc độ truyền tin của hệ thống.

3.2. Giao thức truyền thẻ bài (Token passing)

Giao thức này được dùng trong các LAN có cấu trúc vòng sử dụng kỹ thuật chuyển thẻ bài (token) để cấp phát quyền truy nhập đường truyền tức là quyền được truyền dữ liệu đi.

Thẻ bài ở đây là một đơn vị dữ liệu đặc biệt, có kích thước và nội dung (gồm các thông tin điều khiển) được quy định riêng cho mỗi giao thức. Trong đường cáp liên tục có một thẻ bài chạy quanh trong mạng.

Phần dữ liệu của thẻ bài có một bit biểu diễn trạng thái sử dụng của nó (bận hoặc rỗi). Trong thẻ bài có chứa một địa chỉ đích và được luân chuyển tới các trạm theo một trật tự đã định trước. Đối với cấu hình mạng dạng vòng thì trật tự của sự truyền thẻ bài tương đương với trật tự vật lý của các trạm xung quanh vòng.

Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được một thẻ bài rỗi. Khi đó trạm sẽ đổi bit trạng thái của thẻ bài thành bận, nén gói dữ liệu có kèm theo địa chỉ nơi nhận vào thẻ bài và truyền đi theo của vòng, thẻ bài lúc này trở thành khung mạng dữ liệu. 

Trạm đích sau khi nhận khung dữ liệu này, sẽ copy dữ liệu vào bộ đệm rồi tiếp tục truyền khung theo vòng nhưng thêm một thông tin xác nhận. Trạm nguồn nhận lại khung của mình (theo vòng) đã được nhận đúng, đổi bit bận thành bit rỗi và truyền thẻ bài đi.

Vì thẻ bài chạy vòng quanh trong mạng kín và chỉ có một thẻ nên việc đụng độ dữ liệu không thể xảy ra, do vậy hiệu suất truyền dữ liệu của mạng không thay đổi.

Trong các giao thức này cần giải quyết hai vấn đề có thể dẫn đến phá vỡ hệ thống. 

– Một là việc mất thẻ bài làm cho trên vòng không còn thẻ bài lưu chuyển nữa. 

– Hai là một thẻ bài bận lưu chuyển không dừng trên vòng.

Ưu điểm của giao thức là vẫn hoạt động tốt khi lưu lượng truyền thông lớn. Giao thức truyền thẻ bài tuân thủ đúng sự phân chia của môi trường mạng, hoạt động dựa vào sự xoay vòng tới các trạm.

Việc truyền thẻ bài sẽ không thực hiện được nếu việc xoay vòng bị đứt đoạn. Giao thức phải chứa các thủ tục kiểm tra thẻ bài để cho phép khôi phục lại thẻ bài bị mất hoặc thay thế trạng thái của thẻ bài và cung cấp các phương tiện để sửa đổi logic (thêm vào, bớt đi hoặc định lại trật tự của các trạm).

3.3. Giao thức FDDI

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) là kỹ thuật dùng trong các mảng cấu trúc vòng, chuyển thẻ bài tốc độ cao bằng phương tiện cáp sợi quang.

FDDI sử dụng hệ thống chuyển thẻ bài trong cơ chế vòng kép. Lưu thông trên mạng FDDI bao gồm 2 luồng giống nhau theo hai hướng ngược nhau.

FDDI thường được sử dụng với mạng trục trên đó những mạng LAN công suất thấp có thể nối vào. Các mạng LAN đòi hỏi tốc độ truyền dữ liệu cao và dải thông lớn cũng có thể sử dụng FDDI.

4. Các loại thiết bị sử dụng trong mạng cục bộ LAN

Để xây dựng mạng LAN, người ta thường dùng các thiết bị sau

– Card giao tiếp mạng (NIC – Network Interface Card).

– Dây cáp mạng (Cable).

– Bộ khuếch đại (Repeater).

– Bộ tập trung nối kết (HUB).

– Cầu nối (Bridge).

– Bộ chuyển mạch (Switch).

– Bộ chọn đường (Router).

4.1. Network Adapter

Thành phần đầu tiên nên đề cập tới trong số các thiết bị phần cứng mạng là bộ điều hợp mạng (network adapter). Thiết bị này còn được biết đến với nhiều tên khác nhau như card mạng (network card), card giao diện mạng (NIC – Network Interface Card), LAN Adapter. 

Tất cả đều là thuật ngữ chung của cùng một thiết bị phần cứng. Công việc của card mạng là gắn một cách vật lý máy tính để nó có thể tham gia hoạt động truyền thông trong mạng đó.

Điều đầu tiên chúng ta cần biết đến khi nói về card mạng là nó phải được ghép nối phù hợp với phương tiện truyền dẫn mạng (network medium). Network medium chính là kiểu cáp dùng trên mạng. Các mạng không dây là một mảng khác và không được để cập chi tiết trong mục này.

Để card mạng ghép nối phù hợp với phương tiện truyền dẫn mạng là một vấn đề thực sự vì chúng đòi hỏi phải đáp ứng được lượng lớn tiêu chuẩn cạnh tranh bắt buộc. 

Chẳng hạn, trước khi xây dựng một mạng và bắt đầu mua card mạng, dây cáp, chúng ta phải quyết định xem liệu nên dùng Ethernet, Ethernet đồng trục, Token Ring, Arcnet hay một tiêu chuẩn mạng nào khác. Mỗi tiêu chuẩn mạng có ưu và nhược điểm riêng. Áp dụng loại nào phù hợp nhất với tổ chức mình là điều hết sức quan trọng.

Ngày nay, hầu hết công nghệ mạng được đề cập đến ở trên đều nhanh chóng trở nên mai một. Bây giờ chỉ có một kiểu mạng sử dụng dây nối còn được dùng trong các doanh nghiệp vừa và nhỏ là Ethernet (Fast Ethernet hoặc Gigabit Ethernet).

Card mạng hoạt động ở lớp 1 (Physical Layer: Lớp vật lý) và lớp 2 (Data Link Layer: Lớp liên kết dữ liệu) trong mô hình OSI. Trên NIC địa chỉ MAC Address (layer 2) 48 bit có dạng FF-FF-FF- FF-FF-FF. 

Ví dụ: 00-1B-77-09-BF-1E là một Mac Address.

Các mạng Ethernet hiện đại đều sử dụng cáp xoắn đôi xoắn 8 dây. Các dây này được sắp xếp theo thứ tự đặc biệt và đầu nối RJ-45 được gắn vào phần cuối cáp. Cáp RJ-45 trông giống như bộ kết nối ở phần cuối dây điện thoại, nhưng lớn hơn. Các dây điện thoại dùng chuẩn kết nối RJ-11, tương phản với chuẩn kết nối RJ-45 dùng trong cáp Ethernet.

4.2. Repeater

Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI. Repeater dùng để nối 2 mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một nghi thức và một cấu hình. Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng.

Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng.

Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang.

4.2.1. Repeater điện

Repeater điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia. Khi một mạng sử dụng Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ của tín hiệu.

Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2,8km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater.

4.2.2. Repeater điện quang

Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại. Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng.

Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiệu đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông (như hai mạng Ethernet hay hai mạng Token ring) nhưng không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau (như một mạng Ethernet và một mạng Token ring). 

Thêm nữa Repeater không làm thay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng. Khi lựa chọn sử dụng Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc độ của mạng.

4.3. Hub

– Hub hoạt động như một multiport repeater, lặp lại và chuyển tín hiệu điện sang tất cả các cổng có kết nối đến nó.

–  Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn nhiều hơn.

– Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hub đóng vai trò là trung tâm của mạng.

Hub có hai nhiệm vụ khác nhau:

– Cung cấp một điểm kết nối trung tâm cho tất cả máy tính trong mạng. Mọi máy tính đều được cắm vào hub. Các hub đa cổng có thể được đặt xích lại nhau nếu cần thiết để cung cấp thêm cho nhiều máy tính.

– Sắp xếp các cổng theo cách để nếu một máy tính thực hiện truyền tải dữ liệu, dữ liệu đó phải được gửi đến đích.

Có 3 loại: Passive Hub, Active Hub và Intelligent Hub. Hub hoạt động ở Layer 1 trong mô hình OSI (Trừ Intelligent Hub hoạt động ở Layer 2). Các port của Hub nằm trong một miền đụng độ và một miền quảng bá (1 Collision Domain & 1 Broadcast Domain).

4.4. Bridge

Bridge là một thiết bị được dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. 

Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu (Layer 2) nên không như Repeater phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các frame của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không.

Khi nhận được các frame Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những frame mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo.

Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó. 

Khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi frame nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi/nhận, dựa trên bảng địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ sung vào bảng địa chỉ.

Để đánh giá một Bridge người ta đưa ra hai khái niệm: Lọc và chuyển vận. Quá trình xử lý mỗi frame được gọi là quá trình lọc trong đó tốc độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge. 

Tốc độ chuyển vận được thể hiện số frame/giây trong đó thể hiện khả năng của Bridge chuyển các frame từ mạng này sang mạng khác.

Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch.

4.4.1. Bridge vận chuyển

Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các frame mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận frame đó đi.

4.1.2. Bridge biên dịch

Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một frame thuộc mạng này sang frame thuộc mạng kia trước khi chuyển qua.

Ví dụ: Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet và một mạng Token ring. Khi đó cầu nối thực hiện như một nút Token ring trên mạng Token ring và một nút Enthernet trên mạng Ethernet. Cầu nối có thể chuyền một frame theo chuẩn đang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuẩn đang sử dụng trên mạng Token ring.

Tuy nhiên chú ý ở đây cầu nối không thể chia một frame ra làm nhiều frame cho nên phải hạn chế kích thước tối đa các frame phù hợp với cả hai mạng. 

Ví dụ như kích thước tối đa của frame trên mạng Ethernet là 1500 byte và trên mạng Token ring là 6000 byte do vậy nếu một trạm trên mạng tokenring gửi một gói tin cho trạm trên mạng Ethernet với kích thước lớn hơn 1500 byte thì khi qua cầu nối số lượng byte dư sẽ bị chặt bỏ.

Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau:

– Mở rộng mạng hiện tại khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridge sau khi xử lý frame đã phát lại frame trên phần mạng còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức.

– Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge, khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các frame trong nội bộ tùng phần mạng sẽ không được phép qua phần mạng khác.

– Để nối các mạng có giao thức khác nhau.

– Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển.

Nó có thể chỉ chuyển vận những frame của những địa chỉ xác định. Một số Bridge được chế tạo thành một bộ riêng biệt, chỉ cần nối dây và bật. 

Các Bridge khác chế tạo như card chuyên dùng cắm vào máy tính, khi đó trên máy tính sẽ sử dụng phần mềm Bridge. Việc kết hợp phần mềm với phần cứng cho phép uyển chuyển hơn trong hoạt động của Bridge.

4.5. Switch

Switch hoạt động ở Layer 2&3 trong mô hình OSI. Các port của Switch khác Collision Domain nhưng cùng Broadcast Domain.

Nhiệm vụ của Switch:

– Quyết định khi nào chuyển tiếp một frame hay khi nào phải lọc (không chuyển tiếp) frame đó, dựa trên địa chỉ MAC.

– Học các địa chỉ MAC bằng cách kiểm tra địa chỉ MAC nguồn của mỗi frame nhận được.

– Tạo môi trường không có vòng lặp (lớp 2) sử dụng giải thuật Cây Bao trùm – Spanning Tree Protocol (STP).

4.5.1. Lọc hay chuyển tiếp frame

Để quyết định lọc hay chuyển tiếp một frame, switch sử dụng một bảng được xây dựng tự động có liệt kê các địa chỉ MAC và các giao tiếp đầu ra.

Switch so sánh địa chỉ MAC đích của một frame với bảng này để quyết định lọc hay chuyển tiếp nó.

– Nếu địa chỉ MAC đích được tìm thấy trong bảng địa chỉ của switch, nó sẽ chuyển tiếp.

– Nếu địa chỉ MAC không thấy hoặc chính là địa chỉ giao tiếp gửi, nó sẽ lọc gói tin.

4.5.2. Học các địa chỉ MAC và tìm giao tiếp ra phù hợp

Switches tạo bảng địa chỉ bằng cách lắng nghe trên các frame đến và kiểm tra địa chỉ MAC nguồn trong frame đó.

– Nếu frame vào switch và MAC nguồn không có trong bảng MAC. Switch tạo một giá trị cho bảng này. Địa chỉ MAC được đặt trong bảng này, cùng với giao tiếp mà từ đó frame đã đến.

– Nếu switch không tìm thấy giao tiếp ra phù hợp với địa chỉ MAC đích, switch tiến hành đẩy các frame ra tất cả các giao tiếp (trừ giao tiếp đến). Switch chuyển tiếp tất cả các frame unicast chưa biết này ra tất cả các giao tiếp, chờ phản hồi để xây dựng bảng địa chỉ đúng theo yêu cầu.

4.6. Router

Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối. 

Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích.

Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọi gói tin trên đường truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi. Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router (Trong gói tin đó phải chứa các thông tin khác về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp.

Khi xử lý một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin qua mạng. Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng định tuyến (Router table). 

Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trong liên mạng, Router tính được bảng định tuyến (Router table) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước.

Người ta phân chia Router thành hai loại là Router có phụ thuộc giao thức (The protocol dependent routers) và Router không phụ thuộc vào giao thức (The protocol independent router) dựa vào phương thức xử lý các gói tin khi qua Router.

4.6.1. Router có phụ thuộc giao thức

Chỉ thực hiện việc tìm đường và truyền gói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phương cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thông.

4.6.2. Router không phụ thuộc vào giao thức

Có thể liên kết các mạng dùng giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đổi gói tin của giao thức này sang gói tin của giao thức kia, Router cũng chấp nhận kích thước các gói tin khác nhau (Router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước khi truyền trên mạng).

Để ngăn chặn việc mất mát dữ liệu, Router còn nhận biết được đường nào có thể chuyển vận và ngừng chuyển vận khi đường đi bị tắc nghẽn.

4.6.3. Mục đích sử dụng Router

– Router thường được sử dụng để nối các mạng thông qua các đường dây thuê bao đắt tiền.

– Router có thể dùng trong một liên mạng có nhiều vùng, mỗi vùng có giao thức riêng biệt.

– Router có thể xác định được đường đi an toàn và tốt nhất trong nên độ an toàn của thông tin được đảm bảo hơn.

– Trong một mạng phức hợp khi các gói tin luân chuyển giữa các đường và dễ xảy ra tình trạng tắc nghẽn của mạng thì các Router có thể được cài đặt các phương thức nhằm tránh được tắc nghẽn.

4.6.4. Các phương thức hoạt động của Router

Đó là phương thức mà một Router có thể nối với các Router khác để qua đó chia sẻ thông tin về mạng hiện có. Các chương trình chạy trên Router luôn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thông tin với các Router khác.

Phương thức véc-tơ khoảng cách (Distance Vector): Mỗi Router luôn luôn truyền đi thông tin về bảng định tuyến của mình trên mạng, thông qua đó các Router khác sẽ cập nhật lên bảng định tuyến của mình.

Phương thức trạng thái đường liên kết (Link state): Router chỉ truyền các thông báo khi có phát hiện có sự thay đổi trong mạng và chỉ khi đó các Router khác mới cập nhật lại bảng định tuyến.

5. Các tổ chức chuẩn hóa mạng cục bộ

Để các thiết bị phần cứng mạng của nhiều nhà sản xuất khác nhau có thể đấu nối, trao đổi thông tin được với nhau trong một mạng cục bộ thì chúng phải được sản xuất theo cùng một chuẩn. 

Dưới đây là một số tổ chức chuẩn hóa quan trọng liên quan đến các thiết bị mạng:

5.1. EIA 

Được thành lập năm 1924, EIA (Electronic Industry Association – Hiệp hội Công nghiệp điện tử) là một tổ chức của Mỹ sản xuất các thiết bị điện tử. EIA đã công bố một số tiêu chuẩn liên quan đến viễn thông và truyền thông điện toán và hoạt động kết hợp chặt chẽ với các hiệp hội khác như ANSI (American National Standards Institute: Học viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ) và ITU (International Telecommunication Union: Hiệp hội viễn thông quốc tế).

– Website của EIA là http://www.eia.org.

5.2. TIA 

TIA (Telecommunications Industry Association) là Hiệp hội Công nghiệp viễn thông – một hiệp hội thương mại toàn cầu đặt trụ sở chính tại Hoa Kỳ và đại diện cho khoảng 600 công ty viễn thông.

Với sự hỗ trợ từ 600 thành viên, TIA tăng cường môi trường kinh doanh cho các công ty tham gia vào viễn thông, điện thoại di động băng thông rộng không dây, công nghệ thông tin, mạng lưới, dây cáp, vệ tinh, truyền thông hợp nhất, liên lạc khẩn cấp và công nghệ xanh. TIA được công nhận bởi ANSI.

Website của TIA là http://www.tiaonline.org ISO (International Standard Organization)

5.3. ISO 

ISO là Tổ chức chuẩn hóa quốc tế, là một tổ chức quốc tế thực hiện việc thống nhất và đưa ra các chuẩn kết nối dùng chung cho các thiết bị viễn thông, máy tính,.

Một trong những chuẩn nổi tiếng của ISO là mô hình kết nối OSI.

5.4. ANSI

ANSI (American National Standard Institute) là Viện Tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ, là cơ quan đầu mối để điều phối việc xây dựng và sử dụng các tiêu chuẩn đồng thuận tự nguyện và đồng thời là đại diện cho nhu cầu và quan điểm của các bên liên quan của Hoa Kỳ trên diễn đàn tiêu chuẩn hoá ở phạm vi toàn thế giới.

5.5. IEEE 

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) là Viện các kỹ sư điện và điện tử, là một tổ chức khoa học nghề nghiệp được xây dựng nhằm mục đích hỗ trợ các hoạt động nghiên cứu khoa học, thúc đẩy sự phát triển khoa học công nghệ trong các lĩnh vực điện tử, viễn thông, công nghệ thông tin, khoa học máy tính,… IEEE hiện có trên 350.000 thành viên là các kỹ sư, các nhà khoa học gia và sinh viên.

Trong đó hai tổ chức TIA và EIA kết hợp với nhau để đưa ra nhiều đặc tả cho các thiết bị truyền dẫn cũng như đưa ra nhiều sơ đồ nối dây. IEEE có nhiều tiểu ban (Committee). Trong đó Tiểu ban 802 phụ trách về các chuẩn cho mạng cục bộ.

Một số chuẩn mạng cục bộ quan trọng do tiểu ban này đưa ra như:

– IEEE 802.1: Các giao thức LAN tầng cao.

– IEEE 802.2: Điều khiển liên kết logic.

– IEEE 802.3: Ethernet.

– IEEE 802.4: Token bus (đã giải tán).

– IEEE 802.5: Token Ring.

– IEEE 802.6: Metropolitan Area Network (đã giải tán).

– IEEE 802.7: Broadband LAN using Coaxial Cable (đã giải tán).

– IEEE 802.8: Fiber Optic TAG (đã giải tán).

– IEEE 802.9: Integrated Services LAN (đã giải tán).

– IEEE 802.10: Interoperable LAN Security (đã giải tán).

– IEEE 802.11: Wireless LAN (Wi-Fi certification).

– IEEE 802.12: Công nghệ 100 Mbit/s plus.

– IEEE 802.13: (không sử dụng).

– IEEE 802.14: Modem cáp (đã giải tán).

– IEEE 802.15: Wireless PAN.

– IEEE 802.15.1: Bluetooth certification.

– IEEE 802.15.4: ZigBee certification.

– IEEE 802.16: Broadband Wireless Access (WiMAX certification).

– IEEE 802.16e: (Mobile) Broadband Wireless Access.

– IEEE 802.17: Resilient packet ring.

– IEEE 802.18: Radio Regulatory TAG.

– IEEE 802.19: Coexistence TAG.

– IEEE 802.20: Mobile Broadband Wireless Access.

– IEEE 802.21: Media Independent Handoff.

– IEEE 802.22: Wireless Regional Area Network.

– IEEE 802.23: Broadband ISDN system (Đang thử nghiệm).

Các chuẩn do IEEE 802 định nghĩa thực hiện chức năng của tầng 2 trong mô hình tham chiếu OSI. Tuy nhiên, chúng chia tầng 2 thành hai tầng con (sublayer) là Tầng con điều khiển nối kết logic (LLC – Logical Link Control) và Tầng con điều khiển truy cập đường truyền (MAC – Medium Access Control).

Tầng con điều khiển truy cập đường truyền đảm bảo cung cấp dịch truyền nhận thông tin theo kiểu không nối kết. Trong khi tầng con điều khiển nối kết logic cung cấp dịch vụ truyền tải thông tin theo kiểu định hướng nối kết.

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :