Chương 2:Căn bản trong thiết kế

mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 2

Mục tiêu của bài học

Thiết kế một mạng Hiểu về các cấu trúc của mạng Tìm hiểu cách dùng Hub trong mạng Tìm hiểu cách dùng switches trong mạng Mô tả các cấu trúc mạng chuẩn Lựa chọn mô hình mạng tốt nhất Xây dựng một mô hình mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 3

Thiết kế mạng

Thiết kế mạng bao gồm: Phân tích yêu cầu Lựa chọn cấu trúc mạng Lựa chọn thiết bị mạng phù hợp

Các khái niệm mạng cơ bản 4

Thiết kế một mô hình mạng

Topology là một khái niệm chỉ một mô hình vật lý gồm: máy tính, cáp, và các thiết bị khác Xác định cách thức các thiết bị được nối với nhau

Thiết kế mạng thường được mô tả bởi các từ: topology, mô hình, lược đồ, sơ đồ

Các khái niệm mạng cơ bản 5

Thiết kế một mô hình mạng (tiếp)

Cấu trúc vật lý chỉ cách bố trí các dây cáp nối Cấu trúc logic chỉ cách truyền dữ liệu trong

mạng Mạng sử dụng một cấu vật lý nhưng có nhiều

cấu trúc logic

Các khái niệm mạng cơ bản 6

Thiết kế một mô hình mạng (tiếp)

Cấu trúc ảnh hưởng đến hiệu năng và sự mở rộng mạng

Cấu trúc mạng quyết định đến cách quản lý và các thiết thiết bị sử dụng trong mạng

Xem xét đến các yêu cầu về mở rộng và an toàn mạng

Thiết kế tốt sẽ đáp ứng được các yêu cầu thay đổi trong tương lai

Các khái niệm mạng cơ bản 7

Các cấu trúc chuẩn

Có 3 cấu trúc chuẩn được dùng ngày nay: Bus gồm nhiều máy nối với nhau qua một đoạn cáp

đơn Star sử dụng hub hoặc thiết bị làm trung tâm để liên

kết các máy tính Ring các máy tính được nối thành một vòng tròn

khép kín

Các khái niệm mạng cơ bản 8

Bus

Cấu trúc đơn giản nhất Các thành phần được nối với nhau qua một

đoạn dây cáp Xem hình 2-1 Nhược điểm cơ bản: khi cáp nối hỏng thì dẫn

đến mạng ngừng hoạt động

Các khái niệm mạng cơ bản 9

Mô hình mạng Bus

Hình 2-1 Mô hình mạng Bus

Các khái niệm mạng cơ bản 10

Truyền tín hiệu

Các máy tính xác định địa chỉ cần gửi và truyền dữ liệu đến địa chỉ đó qua cáp trung tâm dưới dạng tính hiệu điện (không phụ thuộc vào cấu trúc)

Dữ liệu được đóng thành các “gói tin” và được truyền trên cáp Chỉ máy tính nhận mới được truy cập các gói tin này

Các khái niệm mạng cơ bản 11

Liên lạc trong Bus

Trong cấu trúc Bus, tại một thời điểm chỉ một máy được truyền tin Hiệu năng giảm khi có càng nhiều máy tính tham gia

Các khái niệm mạng cơ bản 12

Liên lạc trong Bus (tiếp theo)

Cấu trúc thụ động Các máy tính chỉ lắng nghe dữ liệu được truyền; không

chịu trách nhiệm chuyển dữ liệu Khi một máy tính không tuân theo sẽ gây nên lỗi

Cấu trúc tích cực, các máy tính tái tạo lại tín hiệu; và chuyển dữ liệu trong mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 13

Tín hiệu Bounce

Là các tín hiệu di chuyển từ điểm truyền đến cả hai điểm kết thúc của Bus và dội ngược lại.

Phải có thiết bị để chặn các tín hiệu này khi chúng tới các điểm kết thúc của Bus Xem hình 2-2

Terminator là thiết bị gắn tại 2 điểm kết thúc trên Bus để thực hiện nhiệm vụ này Xem hình 2-3

Các khái niệm mạng cơ bản 14

Tín hiệu Bounce

Hình 2-2 Tín hiệu Bounce trên mạng không có điểm kết thúc

Các khái niệm mạng cơ bản 15

Mạng Bus với Terminator

Hình 2-3 Mạng Bus có điểm kết thúc

Các khái niệm mạng cơ bản 16

Cáp lỗi

Cáp bị đứt tương đương với Bus không có điểm kết thúc

Không có điểm kết thúc, xuất hiện tín hiệu bounce và mạng ngừng hoạt động

Xem hình 2-4

Các khái niệm mạng cơ bản 17

Cáp đứt

Hình 2-4 Cáp bị đứt và tín hiệu Bounce

Các khái niệm mạng cơ bản 18

Mở rộng mạng bus

Dễ dàng mở rộng mạng Bus nhờ sử dụng chuẩn Ethernet 10Base2 và các đầu nối BNC

Các đoạn cáp dài hơn có thể làm suy yếu tín hiệu Bộ lặp Repeater giúp phục hồi tín hiệu trên đường

truyền Nhưng không sửa lỗi

Cấu trúc Bus không được dùng phổ biến vì lỗi trên cáp có thể phá huỷ hoạt động màng thêm vào đó là khó khắc phục và quản lý

Các khái niệm mạng cơ bản 19

Mô hình Star

Là mô hình mạng phổ biết nhất hiện nay Xem hình 2-5

Các máy tính được nối đến hub trung tâm, Hub sẽ nhận nhận và truyền tín hiệu đến các thiết bị khác Dữ liệu chỉ truyền đến máy tính nhận

Các khái niệm mạng cơ bản 20

Mô hình Star (tiếp theo)

Các thiết bị được nối tập trung tại một điểm, yêu cầu nhiều cáp nối Hub lỗi, toàn mạng sẽ hỏng, nhưng một máy tính hay

một cáp gặp lỗi sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động mạng

Dễ khắc phụ

Các khái niệm mạng cơ bản 21

Mô hình mạng Star

Hình 2-5 Mô hình mạng Star điển hình

Các khái niệm mạng cơ bản 22

Mô hình Ring

Các máy tính nối theo một vòng tròn khép kín và không có điểm kết thúc Tín hiệu truyền theo một chiều đã quy định Mỗi máy tính sẽ nhận tín hiệu rồi chuyển tiếp Xem hình 2-6

Thẻ bài điện tử token được truyền theo vòng tròn. Chỉ máy tính nào có thẻ bài mới được truyền dữ liệu Thẻ bài có thể được truyền logic theo hình tròn trên

một mạng vật lý mô hình Star

Các khái niệm mạng cơ bản 23

Mô hình mạng Ring

Hình 26: Mô hình mạng Ring chuẩn

Các khái niệm mạng cơ bản 24

Mô hình Ring

Một số mạng sử dụng cặp vòng để tăng tốc độ và giảm thiểu lỗi Fiber Distributed Data Interface (FDDI) Trong mạng đơn vòng, một máy tính lỗi có thể dẫn

đến mạng gặp trục trặc nếu Hub không tự động loại máy tính lỗi ra khỏi mạng (Hub thông minh)

Trong mạng vòng kép, một vòng bị hỏng, hệ thống mạng sẽ hoạt động nhờ vòng thứ 2

Chia sẽ các tài nguyên mạng tương đương với việc tất cả các máy tính đều được truyền dữ liệu

Các khái niệm mạng cơ bản 25

Mô hình mạng không dây

Không dùng cáp Mô hình đơn giản nhất là mạng ngang hàng, các

máy tính liên lạc trực tiếp với nhau Thông thường có một thiết bị trung tâm là “điểm

truy cập”, vai trò tương tự như Hub. Mô hình Star Tín hiệu được truyền nhận qua điểm truy cập này

Các khái niệm mạng cơ bản 26

Hub Là thiết bị trung tâm trong mô hình mạng Star,

hình 2-7 Có 2 loại

Tích cực, còn gọi là bộ lặp Repeater đa cổng, tự tái tạo và truyền tín hiệu

Thụ động, đơn giản là điểm liên lạc trung tâm, không khuếch đại hoặc phục hồi tín hiệu – hình 2-8 mô tả một thanh nối (patch pannel)

Hub lai làm tăng tối đa hiệu năng mạng nhờ liên kết các loại cáp nối và mô hình mạng khác nhau

Các khái niệm mạng cơ bản 27

Liên lạc qua Hub

Hình 2-7 Mô hình Hub

Các khái niệm mạng cơ bản 28

Hub thụ động

Hình 2-8 Patch Panel – Hub thụ động

Thanh nối

Dây nối Dây nối

Khe cắm (trên tường)

Máy trạm

Các khái niệm mạng cơ bản 29

Switches

Cũng là điểm kết nối trung tâm trong mô hình mạng Start Xác định địa chỉ gói tin và truyền tín hiệu đến đúng cổng

ra Cung cấp băng thông rộng cho từng máy trạm trên

mạng Quản lý nhiều liên lạc trong cùng lúc Đắt hơn Hub Hiệu năng cao hơn Hub Nên chọn để sử dụng Hình 2-2 mô phỏng hoạt động cơ bản của Switch

Các khái niệm mạng cơ bản 30

Các mô hình chính

Có 4 mô hình mạng chính được kết hợp từ các mô hình mạng cơ bản Mô hình Star mở rộng Mesh Star Bus Star Ring

Các khái niệm mạng cơ bản 31

Mô hình Star mở rộng

Là mô hình Star được tập hợp từ nhiều mô hình Star con

Switch hoặc hub đóng vai trò trung tâm Các Switchs hoặc Hub ở biên kết nối đến thiết

bị trung tâm Các máy trạm và máy chủ được nối vào hubs

hoặc Switch ở biên, hình 2-9

Các khái niệm mạng cơ bản 32

Star mở rộngMáy trạm Máy trạm Máy trạm Máy trạm

Máy trạmMáy trạmMáy trạmMáy trạmHình 2-9 Mạng Star mở rộng

Các khái niệm mạng cơ bản 33

Mô hình Mesh (lưới)

Là mô hình hạn chế lỗi tốt nhất Tạo nhiều kết nối đến từng thiết bị Cấu hình nối cáp phức tạp; mọi thiết bị đều

được nối đến các thiết bị khác trong mạng Giá thành triển khai cao Internet là một mô hình Mesh với rất nhiều

đường và điểm nối.

Các khái niệm mạng cơ bản 34

Mô hình Mesh

Hình 2-10 Mô hình mạng Mesh điển hình

Các khái niệm mạng cơ bản 35

Mô hình Star Bus

Dùng Bus làm sương sống cho mạng

Liên thông với nhau qua 2 hay nhiều hub

Hình 2-11 Mô hình mạng star-bus

Các khái niệm mạng cơ bản 36

Mô hình Star Ring

Vật lý theo mô hình Star Truyền dữ liệu logic theo

mô hình Ring Có thể dùng các Hub

ngoài nối với các Hub trong

Mạng hoạt động bình thường ngay cả khi có một máy gặp lỗi

Hình 2-12 Mô hình mạng Star chuẩn

Các khái niệm mạng cơ bản 37

Xây dựng một mô hình mạng

Đầu tiên, xác định các yêu cầu Qua các câu hỏi:

Có bao nhiêu máy trạm? Có bao nhiêu máy chủ? Đơn vị có kế hoạch mở rộng không? Các loại ứng dụng nào chạy trong mạng?

Các khái niệm mạng cơ bản 38

Xây dựng một mô hình mạng (tiếp tục)

Các câu hỏi(tiếp tục): Sử dụng mạng ngang hàng hay mạng dựa trên

máy chủ? Sai số mà các phần mềm cho phép là bao

nhiêu? Tổng chi phí cho xây dựng mạng? An toàn mạng ra sao? Sử dụng mạng không dây hay hữu tuyến?

Các khái niệm mạng cơ bản 39

Xây dựng một mô hình mạng (tiếp theo)

Bước tiếp theo là phác thảo mô hình mạng Xem xét bản thiết kế toà nhà Đánh dấu vị trí các thiết bị mạng

Dùng phần mềm, như netViz, để vẽ lược đồ mạng

Thu thập để thông tin chi tiết để các kỹ thuật viên có thể khắc phục lỗi qua lược đồ mạng

Lược đồ mạng luôn luôn được cập nhật

Các khái niệm mạng cơ bản 40

Lược đồ mạng đơn giản

Hình 2-13 Lược đồ mạng đơn giản

Các khái niệm mạng cơ bản 41

Tóm tắt chương Mạng được xây dựng theo 3 mô hình cơ

bản Mô hình Bus dễ cài đặt nhưng khó nâng

cấp mới Mô hình Star giúp quản lý tập trung và

giảm lỗi. Mạng không bị ảnh hưởng khi cáp hoặc máy tính hỏng

Star là mô hình được dùng phổ biến hiện nay

Các khái niệm mạng cơ bản 42

Tóm tắt chương (tiếp)

Mô hình Ring giúp cân bằng thời gian dùng tài nguyên mạng giữa các máy tính, nhưng hiệu năng mạng giảm nhiều khi số lượng máy tăng.

Hub, thiết bị trung tâm trong mô hình Star, truyền nhận tín hiệu qua mạng

Hub tích cực phục hồi tín hiệu Hub thụ động đơn giản là truyền tín hiệu

Các khái niệm mạng cơ bản 43

Tóm tắt chương (tiếp)

Switch là thiết bị có băng thông rộng và thông minh, hiệu năng cao hơn Hub

Switches là sự lựa chọn chính trong mô hình Star tại các đơn vị sử dụng mạng

Rất hiều mô hình mạng kết hợp cho phép tăng độ chính xác và linh động – Mô hình star mở rộng được dùng phổ biến

Mô hình Mesh giúp giảm thiểu lỗi tốt nhất, tất cả các máy tính đều liên kết với tất cả các máy khác trong mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 44

Tóm tắt chương (tiếp)

Mô hình Star bus hoặc star ring là sự kết hợp của việc quản lý tập trung của mô hình Star và những ưu điểm của Bus và Ring

Mô hình mạng cần gắn liền với mạng trong thực tế cũng như cần được bảo trì, sửa chữa khi có thay đổi

Rất nhiều công cụ giúp thiết kế và bảo trì mạng