mạng máy tính

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "mạng máy tính ": http://123doc.vn/document/570114-ma-ng-ma-y-ti-nh.htm

Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
- Dịch vụ in ấn: Có thể dùng chung các máy in đắt tiền trên mạng. Cung cấp khả năng đa
truy nhập đến máy in, phục vụ đồng thời cho nhiều nhu cầu in khác nhau. Cung cấp các dịch vụ
FAX và quản lý được các trang thiết bị in chuyên dụng.
- Các dịch vụ ứng dụng hướng đối tượng: Sử dụng các dịch vụ thông điệp (Message) làm
trung gian tác động đến các đối tượng truyền thông. Đối tượng chỉ bàn giao dữ liệu cho tác nhân
(Agent) và tác nhân sẽ bàn giao dữ liệu cho đối tượng đích.
- Các dịch vụ ứng dụng quản trị luồng công việc trong nhóm làm việc: Định tuyến các tài
liệu điện tử giữa những người trong nhóm. Khi chữ ký điện tử được xác nhận trong các phiên giao
dịch thì có thể thay thế được nhiều tiến trình mới hiệu quả và nhanh chóng hơn.
- Dịch vụ cơ sở dữ liệu là dịch vụ phổ biến về các dịch vụ ứng dụng, là các ứng dụng theo
mô hình Client/Server. Dịch vụ xử lý phân tán lưu trữ dữ liệu phân tán trên mạng, người dùng
trong suốt và dễ sử dụng, đáp ứng các nhu cầu truy nhập của người sử dụng.
1.4. Cấu trúc mạng (Topology)
Topology là cấu trúc hình học không gian của mạng thực chất là cách bố trí vị trí vật lý các
node và cách thức kết nối chúng lại với nhau. Có hai kiểu cấu trúc mạng: kiểu điểm - điểm (Point
to Point) và kiểu quảng bá (Multi Point).
1.4.1. Kiểu điểm - điểm (Point to Point)
Đường truyền nối từng cặp node lại với nhau theo một hình học xác định. Một kênh truyền
vật lý sẽ được thiết lập giữa 2 node có nhu cầu trao đổi thông tin. Chức năng các node trung gian:
tiếp nhận, lưu trữ tạm thời và gửi tiếp thông tin sang node tiếp theo khi đường truyền rỗi. Cấu trúc
điểm- điểm gọi là mạng lưu và gửi tiếp (Store - and - Forward).
Ưu điểm là ít khả năng đụng độ thông tin (Collision). Nhược điểm của nó là hiệu suất sử
dụng đường truyền thấp. Chiếm dụng nhiều tài nguyên, độ trễ lớn, tiêu tốn nhiều thời gian để thiết
lập đường truyền và xử lý tại các node. Vì vậy tốc độ trao đổi thông tin thấp.












Mạng hình sao
(Star)
Mạng chu trình
(Loop)
Mạng đầy đủ
(Complete)
Hình 1.2 Các mạng có cấu trúc điểm - điểm







7
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
1.4.2. Kiểu đa điểm hay quảng bá (Point to Multipoint, Broadcasting)
Tất cả các node cùng truy nhập chung trên một đường truyền vật lý. Một thông điệp được
truyền đi từ một node nào đó sẽ được tất cả các node còn lại tiếp nhận và kiểm tra địa chỉ đích trong
thông điệp có phải của nó hay không. Cần thiết phải có cơ chế để giải quyết vấn đề đụng độ thông
tin (Collision) hay tắc nghẽn thông tin trên đường truyền trong các mạng hình BUS và hình RING.
Các mạng có cấu trúc quảng bá được phân chia thành hai loại: quảng bá tĩnh và quảng bá
động phụ thuộc vào việc cấp phát đường truyền cho các node. Trong quảng bá động có quảng bá
động tập trung và quảng bá động phân tán.
Quảng bá tĩnh: Chia thời gian thành nhiều khoảng rời rạc và dùng cơ chế quay vòng
(Round Robin) để cấp phát đường truyền. Các node có quyền được truy nhập khi đến cửa thời
gian của nó.
Quảng bá động tập trung: Một thiết bị trung gian có chức năng tiếp nhận yêu cầu liên lạc và
cấp phát đường truyền cho các node. Kiểu cấp phát này giảm được tối đa thời gian chết của đường
truyền, hiệu suất kênh truyền cao, nhưng thiết kế phức tạp và khó khăn.
Quảng bá động phân tán: Không có bộ trung gian, các node tự quyết định có nên hay không
nên truy nhập đường truyền, phụ thuộc vào trạng thái của mạng.








Mạng hình BUS


Mạng hình vòng RING

Vệ tinh
Hình 1.3 Các mạng có cấu trúc quảng bá
1.5. Khái niệm giao thức mạng máy tính (Protocols)
1.5.1. Khái niệm về giao thức
Các thực thể của mạng muốn trao đổi thông tin với nhau phải bắt tay, đàm phán về một số
thủ tục, quy tắc Cùng phải “nói chung một ngôn ngữ”. Tập quy tắc hội thoại được gọi là giao
thức mạng (Protocols). Các thành phần chính của một giao thức bao gồm:
- Cú pháp: định dạng dữ liệu, phương thức mã hoá và các mức tín hiệu.
- Ngữ nghĩa: thông tin điều khiển, điều khiển lưu lượng và xử lý lỗi
Trao đổi thông tin giữa hai thực thể có thể là trực tiếp hoặc gián tiếp. Trong hai hệ thống kết
nối điểm - điểm, các thực thể có thể trao đổi thông tin trực tiếp không có sự can thiệp của các thực
thể trung gian. Trong cấu trúc quảng bá, hai thực thể trao đổi dữ liệu với nhau phải thông qua các

8
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
thực thể trung gian. Phức tạp hơn khi các thực thể không chia sẻ trên cùng một mạng chuyển
mạch, kết nối gián tiếp phải qua nhiều mạng con.
1.5.2. Chức năng giao thức
Đóng gói: Trong quá trình trao đổi thông tin, các gói dữ liệu được thêm vào một số thông tin
điều khiển, bao gồm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích, mã phát hiện lỗi, điều khiển giao thức Việc
thêm thông tin điều khiển vào các gói dữ liệu được gọi là quá trình đóng gói (Encapsulation). Bên
thu sẽ được thực hiện ngược lại, thông tin điều khiển sẽ được gỡ bỏ khi gói tin được chuyển từ tầng
dưới lên tầng trên.
Phân đoạn và hợp lại: Mạng truyền thông chỉ chấp nhận kích thước các gói dữ liệu cố định.
Các giao thức ở các tầng thấp cần phải cắt dữ liệu thành những gói có kích thước quy định. Quá
trình này gọi là quá trình phân đoạn. Ngược với quá trình phân đoạn bên phát là quá trình hợp lại
bên thu. Dữ liệu phân đoạn cần phải được hợp lại thành thông điệp thích hợp ở tầng ứng dụng
(Application). Vì vậy vấn đề đảm bảo thứ tự các gói đến đích là rất quan trọng. Gói dữ liệu trao
đổi giữa hai thực thể qua giao thức gọi là đơn vị giao thức dữ liệu PDU (Protocol Data Unit).
Điều khiển liên kết: Trao đổi thông tin giữa các thưc thể có thể thực hiện theo hai phương
thức: hướng liên kết (Connection - Oriented) và không liên kết (Connectionless). Truyền không
liên kết không yêu cầu có độ tin cậy cao, không yêu cầu chất lượng dịch vụ và không yêu cầu xác
nhận. Ngược lại, truyền theo phương thức hướng liên kết, yêu cầu có độ tin cậy cao, đảm bảo chất
lượng dịch vụ và có xác nhận. Trước khi hai thực thể trao đổi thông tin với nhau, giữa chúng một
kết nối được thiết lập và sau khi trao đổi xong, kết nối này sẽ được giải phóng.
Giám sát: Các gói tin PDU có thể lưu chuyển độc lập theo các con đường khác nhau, khi
đến đích có thể không theo thứ tự như khi phát. Trong phương thức hướng liên kết, các gói tin
phải được yêu cầu giám sát. Mỗi một PDU có một mã tập hợp duy nhất và được đăng ký theo
tuần tự. Các thực thể nhận sẽ khôi phục thứ tự các gói tin như thứ tự bên phát.
Điều khiển lưu lượng liên quan đến khả năng tiếp nhận các gói tin của thực thể bên thu và
số lượng hoặc tốc độ của dữ liệu được truyền bởi thực thể bên phát sao cho bên thu không bị tràn
ngập, đảm bảo tốc độ cao nhất. Một dạng đơn giản của của điều khiển lưu lượng là thủ tục dừng
và đợi (Stop-and Wait), trong đó mỗi PDU đã phát cần phải được xác nhận trước khi truyền gói
tin tiếp theo. Có độ tin cậy cao khi truyền một số lượng nhất định dữ liệu mà không cần xác nhận.
Kỹ thuật cửa sổ trượt là thí dụ cơ chế này. Điều khiển lưu lượng là một chức năng quan trọng cần
phải được thực hiện trong một số giao thức.
Điều khiển lỗi là kỹ thuật cần thiết nhằm bảo vệ dữ liệu không bị mất hoặc bị hỏng trong
quá trình trao đổi thông tin. Phát hiện và sửa lỗi bao gồm việc phát hiện lỗi trên cơ sở kiểm tra
khung và truyền lại các PDU khi có lỗi. Nếu một thực thể nhận xác nhận PDU lỗi, thông thường
gói tin đó sẽ phải được phát lại.
Đồng bộ hoá: Các thực thể giao thức có các tham số về các biến trạng thái và định nghĩa
trạng thái, đó là các tham số về kích thước cửa sổ, tham số liên kết và giá trị thời gian. Hai thực
thể truyền thông trong giao thức cần phải đồng thời trong cùng một trạng thái xác định. Ví dụ
cùng trạng thái khởi tạo, điểm kiểm tra và huỷ bỏ, được gọi là đồng bộ hoá. Đồng bộ hoá sẽ khó
khăn nếu một thực thể chỉ xác định được trạng thái của thực thể khác khi nhận các gói tin. Các gói

9
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
tin không đến ngay mà phải mất một khoảng thời gian để lưu chuyển từ nguồn đến đích và các gói
tin PDU cũng có thể bị thất lạc trong quá trình truyền.
Địa chỉ hoá: Hai thực thể có thể truyền thông được với nhau, cần phải nhận dạng được
nhau. Trong mạng quảng bá, các thực thể phải nhận dạng định danh của nó trong gói tin. Trong
các mạng chuyển mạch, mạng cần nhận biết thực thể đích để định tuyến dữ liệu trước khi thiết lập
kết nối.
1.6. Cáp mạng - phương tiện truyền (Network Medium)
Phương tiện truyền vật lý là vật truyền tải các tín hiệu điện tử giữa các thành phần mạng với
nhau, bao gồm các loại cáp và các phương tiện vô tuyến.
1.6.1. Đặc trưng cơ bản của đường truyền
Băng thông (Bandwidth): Băng thông của một đường truyền là miền tần số giới hạn thấp và
tần số giới hạn cao, tức là miền tần số mà đường truyền đó có thể đáp ứng được. Ví dụ băng thông
của cáp thoại từ 400 đến 4000 Hz, có nghĩa là nó có thể truyền các tín hiệu với tần số từ 400 đến
4000 chu kỳ/giây. Băng thông của cáp phụ thuộc vào chiều dài của cáp. Cáp ngắn băng thông cao
và ngược lại. Vì vậy khi thiết kế lắp đặt cáp, chiều dài cáp sao cho không vượt qua giới hạn cho
phép, vì có thể xẩy ra lỗi trong quá trình truyền.
Thông lượng (Throughput) Thông lượng của đường truyền là số lượng các bit (chuỗi bit)
được truyền đi trong một giây. Hay nói cách khác là tốc độ của đường truyền dẫn. Ký hiệu là bit/s
hoặc bps. Tốc độ của đường truyền phụ thuộc vào băng thông và độ dài của nó. Một mạng LAN
Ethernet tốc độ truyền 10 Mbps và có băng thông là 10 Mbps.
Suy hao (Attenuation): Là độ đo sự suy yếu của các tín hiệu trên đường truyền. Suy hao phụ
thuộc vào độ dài của cáp, cáp càng dài thì suy hao càng cao. Khi thiết kế cáp cũng rất cần quan
tâm đến giới hạn chiều dài cho phép của từng loại cáp.
1.6.2. Các loại cáp mạng
Cáp đồng trục (Coaxial cable): Là phương tiện truyền các tín hiệu có phổ rộng và tốc độ
cao. Băng thông của cáp đồng trục từ 2,5 Mbps (ARCnet) đến 10 Mbps (Ethernet). Thường sử
dụng để lắp đặt mạng hình BUS (các loại mạng LAN cục bộ Thick Ethernet, Thin Ethernet) và
mạng hình sao (mạng ARCnet).
Cáp đồng trục gồm: một dây dẫn trung tâm, một dây dẫn ngoài, tạo nên đường ống bao
quanh trục, tầng cách điện giữa 2 dây dẫn và cáp vỏ bọc ngoài.
Các loại cáp đồng trục .
- Cáp RC-8 và RCA-11, 50 Ohm dùng cho mạng Thick Ethernet.
- Cáp RC-58 , 50 Ohm dùng cho mạng Thin Ethernet.
- Cáp RG-59 , 75 Ohm dùng cho truyền hình cáp.
- Cáp RC-62, 93 Ohm dùng cho mạng ARCnet.
Cáp xoắn đôi (Twisted Pair cable): Cáp xoắn đôi được sử dụng trong các mạng LAN cục
bộ. Giá thành rẻ, dễ cài đặt, có vỏ bọc tránh nhiệt độ, độ ẩm và có loại có khả năng chống nhiễu

10
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
STP (Shield Twisted Pair). Cáp cơ bản có 2 dây đồng xoắn vào nhau, giảm độ nhạy của cáp với
EMI, giảm bức xạ âm nhiễu tần số radio gây nhiễu. Các loại cáp xoắn:
- Cáp có màng chắn (STP): Loại cáp STP thường có tốc độ truyền vào khoảng 16 Mbps
trong loại mạng Token Ring. Với chiều dài 100 m tốc độ đạt 155 Mbps (lý thuyết là 500 Mbps).
Suy hao cho phép khoảng 100 m, đặc tính EMI cao. Giá thành cao hơn cáp Thin Ethernet, cáp
xoắn trần, nhưng lại rẻ hơn giá thành loại cáp Thick Ethernet hay cáp sợi quang. Cài đặt đòi hỏi
tay nghề và kỹ năng cao.
- Loại cáp không có vỏ bọc UTP (Unshield Twisted Pair): Cáp trần không có khả năng
chống nhiễu, tốc độ truyền khoảng 100 Mbps. Đặc tính suy hao như cáp đồng, giới hạn độ dài tối
đa 100m. Do thiếu màng chắn nên rất nhạy cảm với EMI, không phù hợp với môi trường các nhà
máy. Được dùng phổ biến cho các loại mạng, giá thành hạ, dễ lắp đặt.
Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable) rất lý tưởng cho việc truyền dữ liệu, băng thông có thể
đạt 2 Gbps, tránh nhiễu tốt, tốc độ truyền 100 Mbps trên đoạn cáp dài vài km. Cáp sợi quang gồm
một hoặc nhiều sợi quang trung tâm được bao bọc bởi một lớp vỏ nhựa phản xạ các tín hiệu trở
lại, vì vậy hạn chế sự suy hao, mất mát tín hiệu. Cáp sợi quang chỉ truyền các tín hiệu quang. Các
tín hiệu dữ liệu được biến đổi thành các tín hiệu quang trên đường truyền và khi nhận, các tín hiệu
quang chuyển thành các tín hiệu dữ liệu. Cáp sợi quang hoạt động một trong hai chế độ: chế độ
đơn (Single Mode) và đa chế độ (Multi Mode). Cài đặt cáp sợi quang đòi hỏi phải có kỹ năng cao,
quy trình khó và phức tạp.
1.6.3. Các phương tiện vô tuyến
Radio: Quang phổ của điện từ nằm trong khoảng 10 KHz đến 1GHz. Có nhiều giải tần:
Sóng ngắn (Short Wave), VHF (VeryHightFrequency)-Tivi&Radio FM và UHF (Ultra Hight
Frequency)-Tivi
Đặc tính truyền: tần số đơn, công suất thấp không hỗ trợ tốc độ dữ liệu các mạng cục bộ
LAN yêu cầu. Tần số đơn, công suất cao dễ cài đặt, băng thông cao từ 1 - 10 Mbps, suy hao chậm.
Khả năng nhiễu từ thấp, bảo mật kém. Giá thành cao trung bình. Radio quang phổ trải (Spread
spectrum) độ tin cậy cao, bảo mật dữ liệu. Băng thông cao, tốc độ truyền có thể đạt theo yêu cầu
của các mạng cục bộ.
Viba: Truyền thông viba có hai dạng: Viba mặt đất và vệ tinh. Viba mặt đất sử dụng các
trạm thu và phát. Kỹ thuật truyền thông vệ tinh sử dụng các trạm thu mặt đất (các đĩa vệ tinh) và
các vệ tinh. Tín hiệu đến vệ tinh và từ vệ tinh đến trạm thu một lượt đi hoặc về 23.000 dặm. Thời
gian truyền một tín hiệu độc lập với khoảng cách. Thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh đến các
trạm nằm vòng tròn 1/3 chu vi quả đất là như nhau, gọi là trễ lan truyền (Propagation Delay).
Thông thường là 0,5-5 giây.
Tia hồng ngoại (Infrared system): Có 2 phương thức kết nối mạng Point - to - Point và
Multi Point. Point - to – Point tiếp sóng các tín hiệu hồng ngoại từ thiết bị này sang thiết bị
khác.Giải tần từ 100 GHz đến 1000 THz, tốc độ truyền khoảng 100 Kbps-16 Mbps. Multi Point
truyền đồng thời các tín hiệu hồng ngoại đến các thiết bị. Giải tần số từ 100 GHz đến 1000 THz,
nhưng tốc độ truyền chỉ đạt tối đa 1 Mbps.

11
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
1.7. Phân loại mạng
1.7.1. Theo khoảng cách
a. Mạng cục bộ LAN (Local Area Networks):
Mạng cục bộ LAN: kết nối các máy tính đơn lẻ thành mạng nội bộ, tạo khả năng trao đổi
thông tin và chia sẻ tài nguyên trong cơ quan, xí nhiệp Có hai loại mạng LAN khác nhau: LAN
nối dây (sử dụng các loại cáp) và LAN không dây (sử dụng sóng cao tần hay tia hồng ngoại). Đặc
trưng cơ bản của mạng cục bộ:
Quy mô của mạng nhỏ, phạm vi hoạt động vào khoảng vài km. Các máy trong một tòa nhà,
một cơ quan hay xí nghiệp nối lại với nhau. Quản trị và bảo dưỡng mạng đơn giản.
Công nghệ truyền dẫn sử dụng trong mạng LAN thường là quảng bá (Broadcast), bao gồm
một cáp đơn nối tất cả các máy. Tốc độ truyền dữ liệu cao, từ 10÷100 Mbps đến hàng trăm Gbps,
thời gian trễ nhỏ (cỡ 10μs), độ tin cậy cao, tỷ số lỗi bit từ 10
-8
đến 10
-11
.
Cấu trúc tôpô của mạng đa dạng. Ví dụ Mạng hình BUS, hình vòng (Ring), hình sao (Star)
và các loại mạng kết hợp, lai ghép




Terminator
Bus
Terminator
T-connector





Hình 1.4 Cấu trúc mạng hình BUS

- Mạng hình BUS hoạt động theo kiểu quảng bá (Broadcast). Tất cả các node truy nhập
chung trên một đường truyền vật lý có đầu và cuối (BUS). Chuẩn IEEE 802.3 được gọi là
Ethernet, là một mạng hình BUS quảng bá với cơ chế điều khiển quảng bá động phân tán, trao đổi
thông tin với tốc độ 10 Mbps hoặc 100 Mbps.
Phương thức truy nhập đường truyền được sử dụng trong mạng hình BUS hoặc TOKEN
BUS, hoặc đa truy nhập sử dụng sóng mang với việc phát hiện xung đột thông tin trên đường
truyền CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
- Mạng hình vòng (RING) là mạng quảng bá (Broadcast), tất cả các node cùng truy nhập
chung trên một đường truyền vật lý. Tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chiều duy nhất,
theo liên kết điểm - điểm. Dữ liệu được chuyển một cách tuần tự từng bit quanh vòng, qua các bộ
chuyển tiếp. Bộ chuyển tiếp có ba chức năng: chèn, nhận và hủy bỏ thông tin. Các bộ chuyển tiếp
sẽ kiểm tra địa chỉ đích trong các gói dữ liệu khi đi qua nó.

12
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính

Repeater
Chiều truyền
dữ liệu








Hình 1.5 Cấu trúc mạng hình RING

- Mạng hình sao (Star) các trạm kết nối với một thiết bị trung tâm có chức năng điều khiển
toàn bộ hoạt động của mạng. Dữ liệu được truyền theo các liên kết điểm - điểm. Thiết bị trung
tâm có thể là một bộ chuyển mạch, một bộ chọn đường hoặc đơn giản là một HUB.
- Mạng LAN hồng ngoại (Infrared) sử dụng sóng hồng ngoại để truyền dữ liệu. Phạm vi
hoạt động của mạng bị hạn chế trong một phòng, vì tín hiệu hồng ngoại không đi xuyên qua t-
ường. Có hai phương pháp kết nối điểm- điểm và kết nối quảng bá. Các mạng điểm - điểm hoạt
động bằng cách chuyển tiếp các tín hiệu hồng ngoại từ một thiết bị tới thiết bị kế tiếp. Tốc độ dữ
liệu đạt khoảng 100Kb/s đến 16Mb/s. Các mạng quảng bá hồng ngoại có tốc độ truyền dữ liệu
thực tế chỉ đạt dưới 1Mb/s.

Thiết bị
trung tâm
Hub, Switch or
Repeater








Hình 1.6 Cấu trúc mạng hình sao

- Mạng LAN trải phổ (Spread spectrum) Sử dụng kỹ thuật trải phổ, thường dùng trong công
nghiệp và y tế.
- Mạng LAN vi ba băng hẹp: Hoạt động với tần số vi ba nhưng không trải phổ. Có hai
dạng truyền thống: vi ba mặt đất và vệ tinh. Các hệ thống vi ba mặt đất thường hoạt động ở
băng tần 4-6 GHz và 21- 23 GHz, tốc độ truyền dữ liệu khoảng vài chục Mbps.

13
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
b. Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Networks)
Mạng đô thị MAN hoạt động theo kiểu quảng bá, LAN to LAN. Mạng cung cấp các dịch vụ
thoại và phi thoại và truyền hình cáp. Trong một mạng MAN, có thể sử dụng một hoặc hai đường
truyền vật lý và không chứa thực thể chuyển mạch. Dựa trên tiêu chuẩn DQDB (Distributed
Queue Dual Bus - IEEE 802.6) quy định 2 cáp đơn kết nối tất cả các máy tính lại với nhau, các
máy bên trái liên lạc với các máy bên phải thông tin vận chuyển trên đường BUS trên. Các máy
bên trái liên lạc với các máy bên phải, thông tin đi theo đường BUS dưới.



Bus A
Head-End
Hướng truyền dữ liệu trên bus A
Hướng truyền dữ liệu trên bus B

Bus B








Hình 1.7: Cấu trúc mạng đô thị MAN

c. Mạng diện rộng WAN (Wide Area Networks)
Đặc trưng cơ bản của một mạng WAN:
- Hoạt động trên phạm vi một quốc gia hoặc trên toàn cầu.
- Tốc độ truyền dữ liệu thấp so với mạng cục bộ.
- Lỗi truyền cao.

Router












Hình 1.8: Cấu trúc một mạng diện rộng WAN

Một số mạng diện rộng điển hình
- Mạng tích số hợp đa dịch vụ ISDN (Integrated Services Digital Network)

14
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
- Mạng X25 và chuyển mạch khung Frame Relay
- Phương thức truyền không đồng bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode)
- Mạng hội tụ- mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network)
d. Kết nối liên mạng (Internet Connectivity)
Nhu cầu trao đổi thông tin và chia sẻ tài nguyên chung đòi hỏi các hoạt động truyền thông
cần thiết phải kết nối nhiều mạng thành một mạng lớn, gọi là liên mạng.
Liên mạng (internet) là mạng của các mạng con, là một tập các mạng LAN, WAN, MAN
độc lập được kết nối lại với nhau. Kết nối liên mạng có một số lợi ích sau:
Giảm lưu thông trên mạng: Các gói tin thường được lưu chuyển trên các mạng con và các
gói tin lưu thông trên liên mạng khi các mạng con liên lạc với nhau.
Tối ưu hoá hiệu năng: Giảm lưu thông trên mạng là tối ưu hiệu năng của mạng, tuy nhiên
máy chủ (Server Load) sẽ phải tăng tải khi nó được sử dụng như một Router.
Đơn giản hoá việc quản trị mạng: Có thể xác định các sự cố kỹ thuật và cô lập dễ dàng hơn
trong một mạng có quy mô nhỏ, thường là trong một mạng cục bộ chẳng hạn.
Hiệu quả hơn so với mạng WAN có phạm vi hoạt động lớn, chi phí giảm, hiệu năng liên
mạng tăng và độ phức tạp của việc quản lý nhỏ hơn.
Một trong những chức năng chủ yếu của các thiết bị kết nối liên mạng là chức năng định
tuyến (Routing). Có 3 phương thức kết nối liên mạng cơ bản:
- Kết nối các mạng LAN thuần nhất tại tầng vật lý tạo ra liên mạng có phạm vi hoạt động
rộng và tăng số lượng các node trên mạng, giảm bớt lưu lượng trên mỗi mạng con, hạn chế tắc
nghẽn và đụng độ thông tin. Các mạng con hoạt động hiệu quả hơn.
- Kết nối các mạng LAN không thuần nhất tại tầng 2 (Data Link) tạo ra một liên mạng bao
gồm một số mạng LAN cục bộ kết nối với nhau bằng các bộ chuyển mạch đến các máy chủ cô lập
với tốc độ cao.
- Kết nối các mạng LAN các kiểu khác nhau tại tầng 3 (Network Layer) tạo ra một mạng
WAN đơn. Các node chuyển mạch kết nối với nhau theo một cấu trúc lưới. Mỗi một node chuyển
mạch cung cấp dịch vụ cho tập hợp các thiết bị đầu cuối (DTE) của nó.
1.7.2. Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switched Networks)
- Trước khi trao đổi thông tin, hệ thống sẽ thiết lập kết nối giữa 2 thực thể bằng một đường
truyền vật lý. Thực thể đích nếu bận, kết nối này sẽ bị huỷ bỏ.
- Duy trì kết nối trong suốt quá trình 2 thực thể trao đổi thông tin.
- Giải phóng kết nối: Sau khi truyền xong dữ liệu, kết nối sẽ được huỷ bỏ, giải phóng các tài
nguyên đã bị chiếm dụng để sẵn sàng phục vụ cho các yêu cầu kết nối khác.
Nhược điểm là cần nhiều thời gian để thiết lập kênh truyền, vì vậy thời gian thiết lập kênh
chậm và xác suất kết nối không thành công cao. Khi cả hai không còn thông tin để truyền, kênh bị
bỏ không trong khi các thực thể khác có nhu cầu.
1.7.3. Mạng chuyển mạch gói (Packet Switched Networks)

15
Chương 1: Khái niệm về mạng máy tính
Nguyên lý chuyển mạch gói: Thông điệp (Message) của người sử dụng được chia thành
nhiều gói nhỏ (Packet) có độ dài quy định. Độ dài gói tin cực đại (Maximum Transfer Unit) MTU
trong các mạng khác nhau là khác nhau. Các gói tin của một thông điệp có thể truyền độc lập trên
nhiều tuyến hướng đích và các gói tin của nhiều thông điệp khác nhau có thể cùng truyền trên một
tuyến liên mạng. Tại mỗi node, các gói tin được tiếp nhận, lưu trữ, xử lý tại bộ nhớ, không cần
phải lưu trữ tạm thời trên bộ nhớ ngoài (như đĩa cứng) và được chuyển tiếp đến node kế tiếp. Định
tuyến các gói tin qua mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn.
Kỹ thuật chuyển mạch gói có nhiều ưu điểm hơn so với chuyển mạch kênh:
- Các gói tin lưu chuyển hướng đích độc lập, trên một đường có thể chia sẻ cho nhiều gói
tin. Vì vậy hiệu suất đường truyền cao hơn.
- Các gói tin được xếp hàng và truyền qua tuyến kết nối.
- Hai thực thể có tốc độ dữ liệu khác nhau có thể trao đổi các gói với tốc độ phù hợp.
- Trong mạng chuyển mạch kênh, khi lưu lượng tăng thì mạng từ chối thêm các yêu cầu kết
nối (do nghẽn) cho đến khi giảm xuống. Trong mạng chuyển mạch gói, các gói tin vẫn được chấp
nhận, nhưng trễ phân phát gói tin có thể tăng lên.
Các công nghệ chuyển mạch gói: Nếu một thực thể gửi một gói dữ liệu qua mạng có độ dài
lớn hơn kích thước gói cực đại MTU, nó sẽ được chia thành các gói nhỏ có độ dài quy định và gửi
lên mạng. Có hai kỹ thuật được sử dụng trong các mạng chuyển mạch gói là kỹ thuật datagram
trong mạng không liên kết (Connectionless) và kỹ thuật kênh ảo cho mạng hướng liên kết
(Connection- Oriented).
- Phương thức datagram sử dụng trong mạng không liên kết: Mỗi một gói tin được lưu
chuyển và xử lý độc lập, không cần tham chiếu đến các gói tin đã gửi trước. Mỗi một gói tin được
xem như là một datagram.
Ưu, nhược điểm của phương thức datagram: Giai đoạn thiết lập và giải phóng kết nối sẽ
được bỏ qua. Phù hợp với yêu cầu truyền khối lượng dữ liệu không lớn trong thời gian ngắn.
Phương thức linh hoạt hơn so với phương thức kênh ảo. Nếu xẩy ra nghẽn thông tin, các datagram
có thể được định tuyến ra khỏi vùng nghẽn. Và nếu có node bị hỏng, các gói tin tự tìm một tuyến
khác để lưu chuyển hướng đích, việc phân phát các gói tin tin cậy hơn.
Phương thức kênh ảo VC (Virtual Circuit) sử dụng trong mạng hướng liên kết: Trước khi
trao đổi thông tin, hai thực thể tham gia truyền thông đàm phán với nhau về các tham số truyền
thông như kích thước tối đa của gói tin, các cửa sổ, đường truyền Một kênh ảo đã được hình
thành thông qua liên mạng và tồn tại cho đến khi các thực thể ngừng trao đổi với nhau. Tại một
thời điểm, có thể có nhiều kênh ảo đi và đến từ nhiều hướng khác nhau. Các gói tin vẫn được đệm
tại mỗi node và được xếp hàng đầu ra trên một đường truyền, các gói tin của các thông điệp khác
trên kênh ảo khác có thể chia sẻ sử dụng đường truyền này.
Ưu, nhược điểm của phương pháp kênh ảo: Mạng có thể cung cấp các dịch vụ kênh ảo, bao
gồm việc điều khiển lỗi và thứ tự các gói tin. Tất cả các gói tin đi trên cùng một tuyến sẽ đến theo
thứ tự ban đầu. Điều khiển lỗi đảm bảo không chỉ các gói đến đích theo đúng thứ tự mà cho tất cả
các gói không bị lỗi. Một ưu điểm khác là các gói tin lưu chuyển trên mạng sẽ nhanh hơn vì
không cần phải định tuyến tại các node. Tuy nhiên sẽ khó khăn hơn việc thích ứng với nghẽn. Nếu

16