Liên mạng - Internetwork


LIÊN MẠNG - INTERNETWORK

1.Khái niệm liên mạng

Khi nhu cầu trao đổi thông tin và chia sẻ tài nguyên tăng lên đòi hỏi các hoạt động truyền thông cần phải kết nối nhiều mạng đơn lẻ thành 1 mạng lớn gọi là liên mạng. Ta có thể định nghĩa liên mạng như sau.
“Liên mạng (internetworking) là một tp các mạng riêng lẻ đưc nối vi nhau bi các thiết bị mạng trung gian, chc năng như là một mạng đơn. Các mạng thành phần tạo nên liên mng đưc  gọi   mạng  con  (Subnetworks),  Các  thiết  bị  đưc nối  đến  các  mạng  con  đưc  gọi   hệ thống đầu cuối (End nodes) những thiết bị nối các mạng con lại vi nhau đưc gọi các thiết bị liên kết liên mạng (Intermediate nodes)”

Thuật  ngữ  “internetworking”  thưng  đưc  sử  dng  i  dạng  rút  gọn   “internet”.  Một cách  chung  nhất, internet  mt tập  hp các mng  đưc nối vi nhau. Khi sủ  dụng  “I”  hoa  ở trưc,  thì  thuật  ngữ  “Internet”   đề  cập  đến  mng  internetwork  toàn  cầu,  bao  gồm  hàng  triệu mạng trên thế gii liên kết vi nhau và hoạt động theo chuẩn TCP/IP.

Liên mạng thể đưc liên kết bi LAN to LAN, LAN to WAN WAN to WAN. ba phương pháp liên kết liên mạng phổ biến ơng ng vi 3 tầng cuối của mô hình OSI. Phương pháp liên kết tại tầng vật lý, cùng cấu trúc và phương thức trao đổi thông tin. Bộ lặp Repeater hoạt động tại tầng vật lý, thiết bị đưc sử dụng để m rộng chiều dài của một mạng LAN. Phương pháp liên kết tại tầng liên kết dữ liệu (Datalink), có cấu trúc khác nhau phương thức trao đổi thông tin khác nhau. Cu (Bridge) các bộ chuyển mạch (Switched) tng 2 hoạt động tại tầng liên kết dữ liệu. Những thiết bị này hỗ trợ cho các giao thức tầng vật khác nhau thể liên kết  giữa  các  mạng  LAN   cấu  trúc  khác  nhau.  Pơng  pháp  liên  kết  sử  dụng  tầng  mạng (Network Layer) hay tầng Internet (Internet Layer) cho các mng khác nhau về phần cứng, khác nhau về phn mền, khác nhau về giao thức thưng cung cấp những chừc năng ứng dụng khác nhau. Thiết bị liên kết liên mạng trợ giúp cho các giao thức mạng như IP, IPX, Apple Talk. Việc nối kết đưc thực hiện bi việc định dạng gói tin t một mạng đến một mạng khác bởi thông tin điều khin tầng mạng như địa chỉ nguồn, địa chỉ đích. Thực hiện chuyn đổi giao thức mạng (Network Protocol Translation). Một thiết bị cung cấp các liên kết tại tầng mạng đưc gọi mt bộ định tuyến (Router). Chức năng chủ yếu của một Router liên kết các mạng khác nhau về vật lý chuyển đổi các gói tin t một mạng này sang một mạng khác, quyết đnh đường đi của các gói tin đến node đích.
Các lợi ích của kết nối liên mạng có thể chỉ ra bao gồm:
· 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 hóa hiệu năng: giảm lưu thông trên mạng là tối ưu hiệu năng của mạng, tuy nhiên máy chủ sẽ phải tăng tải khi nó sử dụng như 1 Router.
· Đơn giản hóa việc quản trị mạng: có thể xác định các sự cố kỹ thuật và cô lập mạng dễ dàng hơn trong một mạng có quy mô nhỏ, thường là trong 1 mạng cục bộ.
· 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

2. Khái niệm mạng LAN, WAN và MAN

2.1 Khái niệm mạng LAN

Mạng cục b LAN: kết nối các máy tính đơn lẻ thành mạng nội bộ, tạo khả năng trao đổi thông tin chia sẻ tài nguyên trong cơ quan, nhiệp... hai loại mạng LAN khác nhau: LAN nối y (s dụng các loại cáp) LAN không dây (s dụng sóng cao tần hay tia hồng ngoại). Đặc trưng cơ bản của mạng cục bộ:
·     Quy 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 vi nhau. Qun trị và bảo dưng mạng đơn giản.
·     Công nghệ truyền dẫn sử dụng trong mạng LAN thưng qung (Broadcast), bao gồm một cáp đơn nối tất cả các máy. Tốc đ truyền dữ liệu cao, t 10 tới 100 Mbps đến ng trăm Gbps, thi gian trễ nhỏ (cỡ 10 micro s), độ tin cậy cao, tỷ số lỗi bit từ 10-8  đến 10-11.
·     Cấu trúc pô của mng đa dạng. dụ Mạng hình BUS, hình vòng (Ring), hình sao (Star) và các loại mạng kết hp, lai ghép.....


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

·       Mạng hình sao (Star) các trạm kết nối vi một thiết bị trung tâm chức năng điều khiển toàn bộ hoạt động của mạng. Dữ liệu đưc truyền theo các liên kết điểm - điểm. Thiết bị trung tâm có thể là một bộ chuyển mạch, mt bộ chọn đưng hoặc đơn giản là một HUB.
·       Mạng LAN hồng ngoại (Infrared) sử dụng ng hồng ngoại để truyền d liệu. Phạm vi hoạt động của mạng bị hạn chế trong một phòng, tín hiệu hồng ngoại không đi xuyên qua ng. hai phương pháp kết nối đim- đim kết nối quảng bá. Các mạng điểm - điểm hoạt động bằng cách chuyển tiếp các tín hiệu hồng ngoại từ một thiết bị ti thiết bị kế tiếp. Tốc độ dữ liệu đạt khoảng 100Kb/s đến 16Mb/s. Các mạng quảng hng ngoại tốc độ truyn dữ liệu thực tế chỉ đạt dưi 1Mb/s.
·       Mạng LAN trải phổ (Spread spectrum) Sử dụng kỹ thuật trải phổ, thưng dùng trong công nghiệp và y tế.
·       Mng LAN vi ba ng hẹp: Hot đng vi tn s vi ba nhưng không tri ph. Có hai dạng  truyn thng: vi  ba mt đất và v tinh. c h thng  vi ba  mt đất thường  hoạt động ng tn 4-6 GHz và 21- 23 GHz, tc đ truyn d liu khoảng i chc Mbps.

2.2 Khái niệm mạng MAN

Mạng đô thị MAN hoạt động theo kiểu quảng bá, LAN to LAN. Mạng cung cấp các dịch vụ thoại phi thoại truyn hình cáp. Trong một mạng MAN, có thể sử dụng một hoặc hai đưng truyền  vật    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 tt cả các máy tính lại vi nhau, các máy bên trái liên lạc vi các máy bên phải thông tin vận chuyn trên đường BUS trên. Các máy bên trái liên lạc vi các máy bên phải, thông tin đi theo đưng BUS dưi.

2.3 Khái niệm mạng WAN

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 vi mng cục bộ.
·  Lỗi truyn cao.
Một số mạng diện rộng điển hình
·   Mạng tích số hp đa dịch vụ ISDN (Integrated Services Digital Network)
·  Mạng X25 và chuyển mạch khung Frame Relay
·  Phương thc truyền không đồng b ATM (Asynchronous Transfer Mode)
·  Mạng hội tụ - mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network)

3. Các phương thức kết nối liên mạng

Một trong những chức năng chủ yếu của các thiết bị kết nối liên mạng là chức năng định tuyến (routing). Có 3 phương pháp 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. Người ta sử dụng HUB để kết nối.
HUB có các đặc điểm như sau:
o          Là thiết bị hoạt động ở tầng vật lý của mô hình OSI
o          Hoạt động dựa trên nguyên tắc khi tín hiệu tới 1 cổng của HUB nó sẽ được lặp, gửi tới tất cả các cổng kết nối còn lại của HUB đó.
Phân loại HUB chia thành 3 loại
o          Passive Hub: không xử lý tín hiệu, chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ cáp mạng. Khoảng các tối đa từ Hub tới node mạng <=1/2 khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 node mạng.
o          Active Hub: có thành phần khuyếch đại và xử lý tín hiệu, làm tốt tín hiệu. Khoảng cách kết nối giữa các node mạng được tăng lên. Active Hub thường được sử dụng trong mô hình mạng Token Ring.
o          Inteligent Hub: là 1 dạng Active Hub nhưng có bộ nhớ và bộ xử lý, thành phần tìm lỗi, cho phép điều khiển hoạt động thông qua phần mềm, hỗ trợ tìm đường.
·  Kết nối các mạng LAN không thuần nhất tại tầng 2 (Data Link) tạo ra 1 liên mạng bao gồm 1 số mạng LAN cục bộ kết nối với nhau bằng các bộ chuyển mạch đến các máy chủ cô lập với tốc độ cao. Dạng kết nối này sử dụng các bộ chuyển mạch Switch. Một số đặc điểm của Switch
o          Là thiết bị hoạt động ở tầng 2 của mô hình OSI
o          Có khả năng kết nối nhiều node mạng với nhau.
o          Chức năng chính là chuyển các khung dữ liệu từ nguồn tới đích và xây dựng bảng Switch (bảng chứa thông tin về mạng mà switch học được từ các dữ liệu), hỗ trợ khả năng tạo các VLAN.
o          Có 1 số Switch cao cấp hoạt động ở tầng 3 của mô hình OSI
·  Kết nối các mạng LAN các kiểu khác nhau tại tầng 3 (Network Layer) tạo ra 1 mạng WAN đơn. Các node chuyển mạch kết nối với nhau theo cấu trúc lưới. Mỗi node chuyển mạch cung cấp dịch vụ cho 1 tập hợp các thiết bị đầu cuối (DTE) của nó.

·  Bài báo cáo chỉ là cái nhìn tổng quan sơ lược về Internetworking

·  Rất mong nhận được sự hướng dẫn chỉ bảo của thầy giáo và các ý kiến đóng góp của các bạn học viên.

Tài liệu tham khảo:

[1] MẠNG MÁY TÍNH, Biên soạn : Ts. PHẠM THẾ QUẾ
[2] Cisco Internet working, Cisco Internet working. Education-Course-Material. www.scribd.com/.../Cisco-Internet-working
    www.technologyreview.com/articles/fitzgerald0404.asp
[4] Hinden, R., Advanced Networking Lab (ANML) Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Resources, Pervasive Labs at Indiana University
[5] Jason Halpern, Sean Convery, Roland Saville, Safe VPN IPSec Virtual Private Network in depth , White paper of Cisco Systems , 2004.


Mục lục:

0 nhận xét:

Cảm ơn bạn đã quan tâm tới bài viết này!