Transcript Lesson03 Thiết kế mạng

Mạng cơ bản
Thiết kế mạng
Đơn vị 2
Bài 3
Bài 3 – Mạng cơ bản
1
Các mục tiêu
• Liệt kê và mô tả các đặc điểm của
các hình trạng mạng: dạng mắt
lưới, dạng trục, dạng vòng, dạng
sao và dạng lai.
• Kể ra các vấn đề cần quan tâm khi
xem xét để chọn một hình trạng
mạng.
Bài 3 – Mạng cơ bản
2
Các mục tiêu (Tiếp
theo)
• Định nghĩa các phương pháp
truy nhập đường truyền.
• Đưa ra ưu và nhược điểm của
các phương pháp truy nhập
đường truyền: tranh chấp, lần
lượt hỏi, trao thẻ bài và yêu cầu
ưu tiên.
Bài 3 – Mạng cơ bản
3
Các hình trạng
• Là các sắp xếp vật lý của
các nút mạng.
• Có 4 loại: mắt lưới, trục,
vòng và sao.
Bài 3 – Mạng cơ bản
4
Hình trạng mạng dạng
mắt lưới
• Cũng được gọi là hình trạng điểm
tới điểm.
• Mỗi nút mạng được nối trực tiếp tới
tất cả các nút mạng khác.
• Cung cấp khả năng chịu lỗi.
• Chỉ gặp trong các mạng diện rộng.
Bài 3 – Mạng cơ bản
5
Dạng mắt lưới
Bài 3 – Mạng cơ bản
6
Hình trạng mạng dạng
trục
• Là một hình trạng mạng đa điểm.
• Tất cả nút mạng chia sẻ một đường truyền.
• Mạng dạng trục có một điểm bắt đầu và một
điểm kết thúc.
• Các gói tin đến mọi nút trong mạng.
• Tại một thời điểm, chỉ một nút có thể gửi.
Bài 3 – Mạng cơ bản
7
Dạng trục
Bài 3 – Mạng cơ bản
8
Hình trạng mạng dạng
vòng
• Là một vòng không có điểm
cuối.
• Các gói tin được gửi từ một nút
mạng đến nút kế tiếp.
• Mạng không bị chậm đi khi có
nút mạng được thêm vào.
Bài 3 – Mạng cơ bản
9
Dạng vòng
Bài 3 – Mạng cơ bản
10
Hình trạng mạng dạng
sao
• Tất cả các nút mạng được nối vào một
thiết bị tập trung (hub – bộ tập trung).
• Bộ tập trung nhận và chuyển tiếp các
gói tin.
• Là hình trạng dễ nhất để quản lý và
khắc phục sự cố.
• Mạng không hỏng nếu một nút nào đó
hỏng.
Bài 3 – Mạng cơ bản
11
Dạng sao
Bài 3 – Mạng cơ bản
12
Hình trạng mạng dạng
lai
• Chúng là biến thể của hai hay nhiều
hình trạng.
• Sao – trục: Sử dụng để nối nhiều hub
trong một mạng dạng sao với một
đường trục.
• Sao – vòng:Được mắc như dạng sao
nhưng hoạt động như như dạng vòng.
Bài 3 – Mạng cơ bản
13
Các lưu ý khi thiết kế
• Các hình trạng mạng tốt nhất
được chọn phải phù hợp với
môi trường sẽ được sử dụng
• Vị trí sắp xếp vật lý của các
máy tính không ảnh hưởng đến
hình trạng mạng cần chọn.
Bài 3 – Mạng cơ bản
14
Các phương pháp truy
nhập đường truyền
• Có những luật lệ được đặt ra
để loại trừ xung đột trên
đường truyền.
• Có bốn loại phương thức
truy cập đường truyền.
Bài 3 – Mạng cơ bản
15
Tranh chấp
• Mỗi nút mạng tranh chấp cho khả năng được truyền
một gói tin.
• Đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện
xung đột – Các nút mạng phải nghe trước khi
truyền.
• Một xung đột xảy ra làm cho hai nút phải đợi một
khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi tiếp tục thử
truyền lại.
• Đa truy nhập sử dụng sóng mang tránh xung đột
– tất cả các nút phải đợi một khoảng thời gian ngẫu
nhiên.
Bài 3 – Mạng cơ bản
16
Lần lượt hỏi
• Mỗi nút mạng được hỏi, theo
thứ tự, xem nó có cần truyền
không.
• Lần lượt hỏi cung cấp khả
năng truy cập như nhau tới
tất cả các nút mạng.
Bài 3 – Mạng cơ bản
17
Truyền thẻ bài
• Một gói tin đặc biệt gọi là thẻ
bài được truyền vòng quanh
mạng.
• Một nút mạng phải đoạt được
một thẻ bài trước khi truyền gói
tin.
• Truyền thẻ bài loại trừ hẳn các
xung đột.
Bài 3 – Mạng cơ bản
18
Yêu cầu ưu tiên
• Các nút mạng gửi tín hiệu yêu cầu
đến thiết bị trung tâm và đợi một tín
hiệu xác nhận.
• Nó cho phép ta xác định một nút
mạng nhất định có quyền ưu tiên
cao hơn các nút khác.
• Nó làm giảm giao thông mạng.
Bài 3 – Mạng cơ bản
19
Yêu cầu ưu tiên
Bài 3 – Mạng cơ bản
20
Tổng kết
• Hình trạng mạng chỉ cách sắp đặt các nút mạng và nối dây giữa
chúng và cách tất cả các nút giao tiếp với nhau. Hình trạng của
mạng máy tính chỉ cách sắp đặt mạng máy tính. Có bốn loại
hình trạng của mạng máy tính cơ bản: mắt lưới, trục, vòng và
sao.
• Một hình trạng mắt lưới cũng được gọi là một hình trạng điểm
tới điểm. Mỗi nút mạng được nối trực tiếp tới tất cả các nút còn
lại. Loại này đôi khi được dùng trong một mạng diện rộng để
đảm bảo tất cả các nơi vẫn tiếp tục truyền được khi dây cáp nào
đó hỏng hay các vấn đề tương tự. Hình trạng này hiếm khi gặp
trong mạng LAN.
Bài 3 – Mạng cơ bản
21
Tổng kết (tiếp theo)
•
•
Các mạng nội bộ hay dùng hình trạng đa điểm mà trong đó mỗi máy
tính trên mạng chỉ có một kết nối. Kết nối này được nối vào một đường
trục đơn chia sẻ cho tất cả các các nút mạng trên mạng. Loại hình
trạng đa điểm hay gặp nhất là dạng trục. Một mạng máy tính theo hình
trạng trục được đặc trưng bởi một điểm bắt đầu và một điểm kết
thúc.Loại hình trạng này hoạt động tốt với các mạng máy tính nhỏ hơn
và có chi phí thấp cho việc cài đặt. Tuy nhiên, nó sẻ trở nên chậm khi
mạng được thêm các nút mới.
Trong một mạng máy tính theo hình trạng sao, tất cả các nút được nối
vào một thiết bị trung tâm gọi là bộ tập trung (hub), thiết bị này có
nhiệm vụ nhận và chuyển tiếp các gói tin tới các nút mạng khác trong
mạng. Bởi vì tất cả mọi thứ được tập trung hóa trong mạng hình sao
nên nó là loại mạng dễ quản lý và xử lý sự cố hơn cả.
Bài 3 – Mạng cơ bản
22
Tổng kết (tiếp theo)
• Một hình trạng đa điểm khác là dạng vòng ngược lại với dạng
trục. Một trục có hai điểm kết thúc ở hai đầu, nhưng một vòng là
một vòng tròn không có điểm kết thúc. Tất cả các nút mạng trên
mạng nối với nhau thành một vòng. Không giống như dạng trục,
trong đó nút mạng không đóng một vai trò tích cực, mỗi nút
mạng trong một mạng dạng vòng có thêm chức năng mạng. Một
mạng dạng vòng hoạt động tốt với một mạng máy tính với nhiều
nút mạng nối với nhau.
• Không phải tất cả các hình trạng phải là một trong số các dạng
như mắt lưới, trục, sao, hay vòng. Một vài biến thể của những
hình trạng này, được biết đến như các hình trạng lai, cũng được
sử dụng. Những biến thể này thực sự là sự kết hơp của hai hay
nhiều hình trạng khác nhau.
Bài 3 – Mạng cơ bản
23
Tổng kết (tiếp theo)
•
•
•
Một hình trạng sao – trục hay được dùng để kết nối nhiều hub trong
một mạng dạng sao với một mạng dạng trục và cung cấp thêm khả
năng chịu lỗi. Một hình trạng sao – vòng được nối dây như một dạng
sao nhưng lại hoạt động như một mạng dạng vòng. Các gói tin trong
mạng dạng sao-vòng không truyền trực tiếp tới nút mạng tiếp theo trên
vòng mà lại truyền thẳng tới hub.
Để các hình trạng đa điểm hoạt động đúng, có những quy tắc bắt buộc
để đảm bảo các dữ liệu truyền đến được nơi nguyên vẹn. Các quy tắc
này gọi là các phương pháp truy nhập đường truyền.
Một loại phương pháp truy nhập đường truyền là lần lượt hỏi. Mỗi nút
mạng được lần lượt hỏi xem nó có cần truyền không. Nếu có, nó gửi
gói tin đi và các nút mạng khác phải chờ; nếu không, đến lượt nút
mạng tiếp theo được hỏi.
Bài 3 – Mạng cơ bản
24
Tổng kết (tiếp theo)
• Một loại phương pháp truy cập đường truyền khác là tranh
chấp, nghĩa là mỗi nút mạng tranh chấp, đấu tranh, cho khả
năng được truyền. Có hai loại phương pháp truy nhập đường
truyền tranh chấp. Loại thứ nhất là đa truy nhập sử dụng sóng
mang có phát hiện xung đột (CSMA/CD). CSMA/CD cho rằng
một nút mạng nên “nghe ngóng” để xác định xem có nút nào
khác đang truyền hay không. Nếu một xung đột xảy ra, tất cả
các nút khác vẫn tiếp tục việc truyền của họ, nếu có. Hai nút gây
ra xung đột, mỗi nút đợi thêm một khoảng thời gian khác nhau
trước khi nghe ngóng lại đường truyền và khởi động lại quá
trình truyền.
Bài 3 – Mạng cơ bản
25
Tổng kết (tiếp theo)
•
•
Một biến thể khác trong phương pháp truy nhập đường truyền tranh
chấp là đa truy nhập sử dụng sóng mang loại trừ xung đột (CSMA/CA).
CSMA/CA cố gắng loại trừ hết các tất cả xung đột cùng lúc bằng cách
giải quyết tình huống một cách khác hẳn. Thay vì chỉ cho hai nút gây ra
xung đột, mỗi nút đợi một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi thử
truyền lại, CSMA/CA cho tất cả các nút, mỗi nút đợi một khoảng thời
gian ngẫu nhiên sau khi đường truyền không còn xung đột.
Phương pháp truyền thẻ bài truyền dữ liệu kèm một gói tin đặc biệt gọi
là thẻ bài từ một nút tới nút kế tiếp trên mạng. Một nút mạng chỉ có thể
gửi nếu nó có thẻ bài. Nếu một nút mạng không cần gửi dữ liệu nó
truyền thẻ bài sang nút kế tiếp. Nếu một nút mạng cần gửi một gói tin,
nó đợi đến khi thẻ bài truyền đến và ghép gói tin đó vào thẻ bài.
Bài 3 – Mạng cơ bản
26
Tổng kết (tiếp theo)
• Phương pháp truy nhập đường truyền yêu cầu ưu tiên tương tự
như việc giơ tay lên và chờ được gọi. Nếu một nút mạng cần
gửi một gói tin, đầu tiên nó truyền một tín hiệu yêu cầu tới thiết
bị trung tâm. Ngay khi thiết bị trung tâm nhận được tín hiệu yêu
cầu, nó gửi một tín hiệu chấp nhận trả lại nút mạng, lúc đó nút
mạng có thể bắt đầu gửi gói tin của nó đi.
Bài 3 – Mạng cơ bản
27