329 - S ó. Switch học địa chỉ MAC của các thiết bị kết nối trên từng port của nó và xây dựng thà itch có khả năng phân đoạn mạng cực nhỏ, nghĩa là tạo ra môi trường ko đụng độ giữ ều làn đường và mỗi xe có riêng một làn đườ ng cho mình. witch cũng là 1 thiết bị lớp 2 và được xem là Bridge đa port. Switch có thể quyết định chuyển 1 gói dựa trên địa chỉ MAC được ghi trong gói đ nh bảng chuyển mạch -Khi hai thiết bị kết nối vào Switch thực hiện trao đổi với nhau, Switch sẽ thiết lập một mạch ảo cung cấp một đường liên lạc riêng giữ a hai thiết bị này. Sw a nguồn và đích,nhờ đó tối đa hoá lượng băng thông khả dụng. Switch có thể tạo nhiều mạch ảo đồng thời giữa các cặp thiết bị khác nhau. Hình ảnh này tương tự như đường cao tốc có thể chia thành nhi Hình 4.1.1.b Kết nối user bằng Switch.Có bao nhiêu thiết bị kết nối vào Switch thf Switch có thể tạo ra bấy nhiêu mạch ảo cho từng thiết bị. Điều này giống như hình minh hoạ về đường cao tốc ở bên trái. Đường cao tốc này có đủ 3 làn đường dành cho 3 nhánh đổ vào nó,mỗi nhánh một làn đường riêng. bị trong mạng kết n ối vào nó.Khi số lượng quảng bá quá nhiều sẽ làm cho thời của mạng rất chậm. - R - Khuyết điểm của thiết bị lớp 2 là nó chuyển gói quảng bá cho tất cả các thiết gian đáp ứng outer là một thiết bị ở lớp 3.Router quyết định chuyển gói dựa trên địa chỉ mạng của gói dữ liệu.Router sử dụng bảng định tuyến để ghi lại địa chỉ lớp 3 330 của các mạng kết nối trực tiếp vào router và các mạng mà router học được từ các router láng riềng. - M ra cổng tương ứng - R uter là thiết bị phân luồng lưu lượng quan trọng nhất trong hệ thống mạng lớn. Chúng giúp cho bất kỳ máy tính nào cũng có thể thông tin liên lạc với bất kỳ máy tính nào khác ở bất cứ đâu trên thế giới. - LAN kết hợp hoạt động của cả hai thiết bị lớp 1 và lớp 2 và lớp 3. Việc triển khai các thiết bị này như thế nào phụ thuộc vào đ iều kiện và hoàn cảnh đặc biệt của từng đơn vị tổ chức. ục tiêu của router là thực hiện các việc sau: + Kiểm tra dữ liệu lớp 3 của gói nhận được + Chọn đường tốt nhất cho gói dữ liệu + Chuyển mạch gói outer ko bị bắt buộc phải chuyển các gói quảng bá. Do đó router có thể làm giảm kích thước miền đụng độ và miền quảng bá trong mạng. Ro Hinh 4.1.1.c 4.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của mạng - Mạng LAN ngày nay ngày càng trở nên quá tải và tình trạng nghẽn mạch gia tăng. Thêm vào đó số lượng người dùng mạng tăng lên nhanh chóng cùng với 331 nhiều yếu tố khác kết hợp lại tạo thành nhiều thử tháchđối với mạng LAN truyền thống. +Môi trường đa nhiệm hiện nay của các hệ điều hành máy tính như Window, Unix/Linux và MAC cho phép thực hiện đồng thời nhiều phiên giao dịch mạng.Khả năng này càng tăng lên thì yêu cầu về tài nguyên mạng càng tăng. +Việc sử dụng các ứng dụng chuyên sâu như World Wide Web chẳng hạn gia tăng.Các ứng d ụng dạng client/server này cho phép người quản trị mạng có thể tập trung thông tin,dữ liệu lại để dễ bảo trì và bảo vệ dữ liệu. +Các ứng dụng dạng client/server giải phóng cho các máy trạm gánh nặng của việc lưu trữ dữ liệu và chi phí trang bị đĩa cứng để lưu trữ. Chính vì những ưu điểm này mà việc sử dụng các ứng dụng dạng client/server sẽ càng được sử dụng rộng rãi trong tương lai. Hình vẽ 4.1.2 +Quá nhiều người trong 1 phân đoạn mạng 10Mbps dữ liệu. +Hầu hết mọi người dùng đều truy cập vào 1 hoặc 2 server +Các ứng dụng chuyên ngành như tạo màu, CAD/CAM,xử lý ảnh ,và cơ sở 332 4.1.3. Các thành phần của mạng Ethernet/802.3 - Các c để tru g thiết bị này có thể là máy tính máy in, file server…Tất cả các máy trong cùng một môi trường Eth theo phương pháp quảng bá. Một số yếu tố sau có thể tác động đến hiệu quả hoạt động của mạng Ethernet/802.3 chia sẻ : +Việc truyền gói trong mạng Ethernet/802.3 là quảng bá +P a truy cập cảm nhận sóng mạng phát hiện đụng độ CSMA/CD (ca ỉ cho phép một máy trạm được truyền tại một thời điểm. +N thông có yêu cầu băng thông cao như video và int chất quảng bá của Ethernet sẽ làm cho mạng nghẽn mạch. +T ển trên môi trường mạng l ớp 1 và đi qua +Sử dụng Repeater để mở rộng khoảng cách và đồng thời cũng làm tăng thời gia AN ấu trúc thông dụng nhất của LAN là Ethernet. Ethernet được dùng yền dữ liệu giữa 2 thiết bị trong cùng một mạng nội bộ.Nhữn ernet sẽ truyền và nhận dữ liệu hương pháp đ rrier sense multiple access/collision detect) ch hiều ứng dụng đa truyền ernet, cộng với tính hời gian trễ mặc nhiên khi gói di chuy các thiết bị mạng lớp 1 lớp 2 lớp 3. n trễ của mạng Ethernet/802.3 L Hình 4.1.3.a 333 -Et /CD và môi trường truyền chia sẻ có thể truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 100 Mb/s.CSMA/CD là một phương pháp truy cập cho phé ữ liệu tại một thời điểm.Thành công của Ethernet là cung cấp một dịch vụ truyền tổng lực(best-effort) để truyền dữ liệu và cho phép mọi thiết bị trong cùng một môi trường chia sẻ có cơ hộ i truyền dữ liệu ngang nhau.Tuy nhiên đụng độ là một điều tất yếu trong mạng Ethernet,CSMA/CD hernet sử dụng CSMA p chỉ một máy trạm được truyền d Hình 4.1.3.b 4.1.4.Mạng bán song công -Ethernet khởi đầu là một kỹ thuật bán song công.Với chế độ truyền bán song công ,host chỉ có thể truyền hoặc nhận tại một thời điểm chứ không thể thực hiện cả hai đồng thời.Mỗi một Ethernet host phải kiểm tra xem có dữ liệu đang truyền trên mạng hay không trước khi thực hiện phát dữ liệu của mình.Nếu mạng đang có người s ử dụng thì host phải hoãn lại thì cả hai hay nhiều Ethernet host sẽ có thể truyền dữ liệu cùng một lúc và kết quả là xảy ra đụng độ.Khi đụng độ xảy ra,host nào phát hiện ra đụng độ đầu tiên sẽ phát ra tín hiệu báo 334 nghẽn cho các host khác.Khi nhận được tín hiệu báo nghẽn ,mỗi host sẽ ngừng ại và chờ một thời gian ngẫu nhiên trước khi bắt đầu thực ền lại.Khoảng thời gian chờ ngẫu nhiên này do thuật toán back-off(vãn hồi đụng độ)tính toán.Càng có nhiều host kết nối vào mạng và bắt đầu truyền dữ liệu thì đụng độ càng nhiều hơn. -Et việc truyền dữ liệu l hiện truy hernet LAN ngày càng trở nên bão hoà vì ngwoif dùng sử dụ ng nhiều phần mềm chuyên sâu,các ứng dụng client/server… là những loại phần mềm yêu cầu host phải thực hiện truyền thường xuyên hơn với thời gian lâu hơn. Hình 4.1.4:Cấu trúc mạch của card mạng Ta o môi trường truyền chia sẻ.Do đó chân Rx của card bên trái cũng đồng thời nhận được tín hiệu của chính nó từ đường truyền lên.Khi đó nó sẽ so sánh giữ và một tín hiệu đi từ chân Tx theo mạch hồi tiếp vòng về Rx.Nếu hai tín hiệu giống nhau nghĩa là bìn với tín hiệu hồi tiếp từ Tx.Nhờ đó nó phát hiện được đụng độ xảy ra 4.1.5.Sự nghẽn mạch trong mạng -Kỹ thuật phát triển tạo ra các máy tính ngày càng nhanh hơn và thông minh xét card bên trái ,tín hiệu được phát ra chân Tx(transmit) xuống đường truyền, đồng thời theo mạch hồi tiếp(loopback) đi vào chân Rx(Receive).Tín hiệu xuống đường truyền và được truyền quảng bá đến mọi máy trạm cùng kết nối và a hai tín hiệu,một tín hiệu nhận được từ đường truyền h thường.Nếu có đụng độ xảy ra,tín hiệu nhận được từ đường truyền lên sẽ bị khác hơn.Khả năng của máy trạm và các ứng dụng mạng chuyên sâu ngày càng phát 335 triển thì yêu cầu về băng thông của mạng ngày càng tăng.Nhu cầu đã vượt mức 10Mb/s trên mạng chia sẻ Ethernet/802.3 -N in hình ảnh lớn +H +H +Ứ -Ngoài ra số lượng người dùng trong mạng cũng tăng lên nhanh chóng.Tất cả b/s.Khi có quá nhi ập tin,truy cập file server và kết nối Internet thì tình tr ng của mạng chậ ủa người sử dụ ơn hoặc là phải sử dụng lượng băng thông đang có một cách hiệu quả gày nay ,mạng thực hiện truyền rất nhiều các loại dữ liệu như: +Tập t ình ảnh ình động(video) ng dụng đa phương tiện các yếu tố trên đã đặt một s ức ép rất lớn đối với băng thông 10M ều người cùng thực hiện chia sẻ t ạng nghẽn mạch sẽ xảy ra.Hậu quả là thời gian đáp ứ m,thời gian tải tập tin lâu hơn và làm giảm năng suất làm việc c ng. Để giải quyết tình trạng nghẽn mạch này,bạn cần phả i có nhiều băng thông h hơn. Hình 4.1.5.a.Cán cân phải cân bằng giữa băng thông mạng và nhu cầu của người dùng cùng với các ứng dụng chạy trên mạng 336 Hình 4.1.5.b.Băng thông và các nhu cầu của các ứng dụng khác 4.1.6.Th -Thời gian trễ là khoảng thời gian gói dữ liệu di chuyển từ máy nguồn tới máy đín đường đi giữa nguồn và đính trong LAN và WAN là rất quan trọng.Trong mạng Ethernet LAN ,nắm được thời gian trễ và các trọng để quyết định thời gian CSMA/CD phát hiệ ận truyền lại. -Có ít nhất 3 nguồn gây ra trễ: ời gian trễ trên mạng h.Việc xác định thời gian trễ của tác đọng của nó là rất quan n đụng độ và thoả thu 337 -Đầ 556 us trên 100m cáp UTP CAT5.Cáp càng dài và vận tốc truyền ậm thì thời gian trễ này càng lớn. -Th dữ liệu ở lớp 3 chứ không phải dữ liệu ở lớp 2 như Switch 4.1.7.Thời gian truyền của Ethernet 10Base-T -Tất cả các mạng đều có một thời bit hay còn gọi là một khe thời gian.Nhiều kỹ ng.Hay nói cách khác,thời gian truyền là khoảng thời gian truyền hết một gói dữ liệu.Do đó gói dữ liệu càng dài thì kh ng thời gian này càng dài. -M i mộ t bít trong mạng Ethernet 10Mb/s có thời gian truyền là 100ns. Đây chính là thời bit.Một byte bằng 8 bit .Do đó,một byte cần tối thiểu 800ns để truyền hết.Một frame có 64 byte là frame nhỏ nhất hợp lệ của 10Base-T càn 51.200 ns(51,2us) Như vậy ,nếu truyền một frame có 1000 byte thì máy nguồn cần 800us mới phát xong frame này.Tổng thời gian thực sự để frame đi được tới máy đích còn phụ thuộc vào nhiều nguồn gây trễ khác trên mạng như: +thơi gian trễ c ủa NIC u tiên là thời gian mà NIC ở máy nguồn phát tín hiệu điện xuống đường dây và thời gian để NIC ở máy thu nhận biết được các xung điện.Khoảng thời gian này gọi là khoảng thời gian của NIC,khoảng us đối với 10BASE-T NIC. -Thứ hai là khoảng thời gian tín hiệu lan truyền trên đường dây.Thời gian này khoảng 0, càng ch ứ ba là thời gian trễ do các thiết bị mạ ng lớp 1 lớp 2 lớp 3 dọc trên đường đi giữa hai máy nguồn và đích. -Thời gian trễ không phụ thuộc hoàn toàn vào khoảng cách và số lượng thiết bị mạng.Ví dụ :Nếu 3 Switch giữa 3 máy trạm được cấu hình đúng thì thời gian trễ giữa hai máy trạm sẽ ít hơn là nếu giữa chúng đặt một Router vì router thực hiện chức năng phức tạp hơn,cần nhiều thơi gian xử lý hơ n.Router phải xử lý thuật LAN như Ethernet chẳng hạn, định nghĩa thời bit là một đơn vị thời gian để truyền đi một bit. Để cho một thiết bị điện hay quang nh ận ra được tín hiệu là bit 0 hay bit 1 thì phải có một khoảng thời gian tối thiểu là khoảng thời gian của một bit. -Thời gian truyền được tính bằng số lượng bit gửi đi nhân với thời bit tương ứng của kỹ thuật mà bạn đang sử dụ oả ỗ 338 +Thời gian trễ do lan truyền trên đường cáp +Thời gian trễ do các thiết bị lớp 1,lớp 2 và lớp 3 dọc trên đường đi 4.1.8. Ích lợi của việc sử dụng Repeater -Khoảng cách mà một mạng LAN có thể bao phủ bị giới hạn và sự suy hao của tín hiệu.Khi tín hiệu di chuyển trên mạng nó sẽ bị suy hao do trở kháng của cáp hay của môi trường truyền làm tiêu hao năng lượng tín hiệu . Ethernet Repeater là một thiết bị hoạt động ở lớp vật lý,nó khuếch đại và tái tạo lại tín hiệu trong Ethernet LAN.Khi bạn sử dụng repeater để mở rộng khoảng cách của một LAN,mạng LAN này có thể bao phủ lênmột phạm vi lớn hơn và có nhiều người dùng hơn cùng chia sẻ mạng này.Tuy nhiên,việc sử dụng repeater và hub lại tạo ra một vấn đề về quảng bá và đụng độ làm giảm hiệu quả hoạt động của mạ ng LAN có môi trường truyền chia sẻ. [...]... v Rx bn cú 10Mb/s, tng cng l bn cú thụng lng 20Mb/s 34 0 Gp ụi bng thụng gia hai node Truyn khụng cú ng Hai ng 10Mb/s hay 100Mb/s 4.2 Giới thiệu về chuyển mạch LAN 4.2.1 Phân đoạn mạng LAN Một hệ thống mạng có thể chia thành nhiều đơn vị nhỏ hơn gọi là segmnet Hình 4.2.1 là một ví dụ về phân đoạn Mạng Ethernet Toàn bộ hệ thống mạng có 15 máy tính, trong đó có 6 server và 9 máy trạm Mỗi segment... 30 % khi sử dụng bridge Thời gian trễ này là thời gian để bridge xử lý và quyết định chuyển gói Bridge là một thiết bị chuyển mạch dạng store and-forward Với kiểu chuyển mạch này, bridge phải kiểm tra địa chỉ đích và tính toán CRC (Cyclic Redundancy Check) để kiểm tra lỗi frame rồi mới chuyển frame đi Nếu port đích đang bận thì bridge có thể tạm thời lâu frame cho đến khi port đích đợc giải phóng 34 2.. .33 9 +Repeater l mt thit b lp 1 thc hin khuch i,tỏi to li tớn hiu v truyn i +Repeater cho phộp kộo di khong cỏch t u cui -n -u cui +Repeater lm tng kớch thc ca min ng v min qung bỏ Hỡnh:4.1.8.b.M rng mụi... trong segment đó Mỗi segment là một miền đụng độ riêng Việc phân đoạn mạng cho phép phạm vi nghẽn mạch đợc thu nhỏ trong phạm vi từng segment Khi dữ liệu đợc truyền đi trong một segment, các thiết bị 34 1 trong cùng segment đó chia sẻ toàn bộ băng thông của segment đó Dữ liệu đợc truyền giữa các segment sẽ đợc truyền lên đờng trục chính của mạng 4.2.2 Phân đoạn của mạng bridge Bridge là một thiết bị . dụng đa truyền ernet, cộng với tính hời gian trễ mặc nhiên khi gói di chuy các thiết bị mạng lớp 1 lớp 2 lớp 3. n trễ của mạng Ethernet/802 .3 L Hình 4.1 .3. a 33 3 -Et /CD và môi trường truyền. ngành như tạo màu, CAD/CAM,xử lý ảnh ,và cơ sở 33 2 4.1 .3. Các thành phần của mạng Ethernet/802 .3 - Các c để tru g thiết bị này có thể là máy tính máy in, file server…Tất cả các máy trong cùng. ứng outer là một thiết bị ở lớp 3. Router quyết định chuyển gói dựa trên địa chỉ mạng của gói dữ liệu.Router sử dụng bảng định tuyến để ghi lại địa chỉ lớp 3 33 0 của các mạng kết nối trực tiếp