ethernet la gi
TRANSCRIPT
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 1/32
ethernet la gi?
bachthach on Tue Apr 15, 2008 9:19 am
Là phương pháp truy cập mạng máy tính cục bộ (LAN) được sử dụng phố biến nhất. Ethernet
được hình thành bởi định nghĩa chuẩn 802.3 của IEEE (Institute of Electrical and Electronics
Engineers - Tổ chức Quốc tế của các Kỹ sư điện và Điện tử) một tổ chức rất có uy tín, chuyên
thiết lập các chuẩn cho máy tính và mạng truyền thông. Ngày nay, mạng Ethernet trở nên quá
thịnh hành đến nỗi khi nói đến "kết nối mạng LAN" hoặc "card mạng" người ta đã nghĩ ngay đến
mạng Ethernet. Về căn bản, Ethernet là một môi trường mạng LAN có môi trường truyền thông
được chia sẻ (shared media LAN). Tất cả các trạm trên mạng (network station) chia nhau tổng
băng thông của mạng (LAN bandwidth). Băng thông này có thể là 10Mbps (megibit per second
= megabit/giây), 100Mbps hoặc 1000Mbps. Ngày nay, người ta còn dùng khái niệm Switched
Ethernet (Mạng Ethernet chuyển mạch) để nói về công nghệ mạng LAN Ethernet sử dụng
Switch thay cho Hub. Với Switched Ethernet, mỗi cặp máy tính Truyền và Nhận sẽ có các đường
truyền riêng với băng thông đầy đủ (full bandwidth). Mạng Ethernet có thể sử dụng cáp đồng
trục (coaxial cable), cáp xoắn đôi (twisted- pair cable), cáp quang (Optical Fiber) hoặc vô tuyến
(wireless). Mạng Ethernet sử dụng cả cấu trúc Tuyến tính (bus) và hình sao (star).
Ethernet được phát minh bởi Robert Metcalfe và David Boggs của công Ty Xerox PARC vào
năm 1973 với tốc độ ban đầu là 2.94Mbps. Sau này Metcalfe gia nhập hãng Digital và cùng với
hãng này hợp tác với Intel và Xerox để cùng phát triển Ethernet cho đến ngày Ethernet được
"chuẩn hóa" bởi tổ chức IEEE vào năm 1983.
Mạng LAN Ethernet sử dụng cáp xoắn đôi (10Base-T hoặc 100base-T)
Giải thích hình minh họa:
Trong mỗi máy tính Workstation 1, Workstation 2 và File Server đều có một Card mạng hỗ trợ cổng RJ-45. Thông thường trong các bảng báo giá ta thường thấy Card mạng 10/100 PCI/UTPnghĩa là card mạng hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu 10 hoặc 100 Mbps, chuẩn khe cắm là PCI (gắnvào khe mở rộng PCI trên mainboard) và sử dụng cáp UTP (cáp xoắn đôi), nghĩa là sử dụng đầunối cáp RJ-45.
• Mạng sử dụng một bộ chuyển mạch (switch) hiệu Repotec, hỗ trợ tốc độ 10/100Mbps - nghĩa là
các máy tính trong mạng có thể sử dụng card mạng tốc độ 10Mbps (loại cũ) hoặc tốc độ 100Mbps (card loại mới) - có 12 cổng (12- port) giao tiếp RJ-45 cho phép nối với 12 thiết bị (ta còngọi là 12 trạm) trong mạng. • Mỗi trạm trong mạng (có 4 trạm cụ thể là: Workstation 1, Workstation 2, File Server và RepotecPrint Server) được kết nối với bộ tập trung là Repotec Switch thông qua một sợi cáp UTP với haiđầu nối RJ-45 ở hai đầu (đoạn cáp này thường được gọi là Patch cable hay Patch Cord). •
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 2/32
Khoảng cách của đoạn cáp mạng liên tục nối giữa Hub/Switch <----> máy tính không được vượtquá: 100 mét.UTP (Unshielded Twisted Pair) Cable:
Là cáp xoắn đôi không có lớp vỏ bọc kim loại chống nhiễu. Là cáp dùng phổ biến cho mạng điệnthoại và mạng máy tính. Về hình thức, nó là những đôi cáp được xoắn thành từng cặp với nhau:
đối với điện thoại ta sử dụng loại cáp xoắn đôi 1 cặp (điện thoại 2 dây) hoặc 2 cặp (điện thoại 4dây), đối với mạng máy tính ta thường sử dụng loại cáp xoắn có 4 đôi (tuy nhiên về thực tế, cáccông nghệ mạng phổ biến hiện nay chỉ sử dụng có 2 đôi, còn 2 đôi dự phòng cho các công nghệmạng tương lai). Cáp xoắn đôi có nhiều loại (có thể gọi là nhiều cấp độ, tiếng Anh gọi làCategory hay viết tắt là CAT). Ta thường nghe nói "Cáp UTP CAT 5" là loại cáp UTP loại 5.Việc phân biệt loại cáp dựa vào các tiêu chuẩn sau: độ dẫn điện, độ dày (sợi cáp to hay nhỏ,nghĩa là đường kính sợi cáp), điện trở, khả năng hỗ trợ các tín hiệu truyền dẫn có tần số cao haythấp... và các đặc tính vật lý khác. Ta có thể hiểu nôm na là thứ hạng của cáp càng cao thì cápcàng tốt. Ví dụ: cáp UTP Cat 1 -> Cat 3 thường được sử dụng là dây nối điện thoại do nhu cầu vềđộ chính xác và tần số hạn chế vừa đủ cho tín hiệu âm thanh (voice grade quality). Tuy nhiên đốivới mạng máy tính, người ta đòi hỏi loại cáp từ UTP Cat 4 trở lên. Đối với mạng thông thường ở
tốc độ 10/100Mbps (Ethernet và Fast ethernet) ta có thể sử dụng cáp UTP CAT 5, đối với mạng1000Mbps (Gigabit ethernet) ta phải sử dụng cáp UTP CAT 5e (CAT 5enhanced - là một loạicáp tốt hơn CAT 5 một chút) trở lên. RJ-11 (Registered Jack 11) Connector - Đầu nối RJ -11:
Là đầu nối cáp xoắn đôi dùng để kết nối các thiết bị điện thoại. RJ-11 có các phiên bản 2-pin, 4-
pin và 6-pin.
Nguyen tac hoat dong: Ethernet
Trong mạng LAN, khi một máy tính muốn truyền một gói tin, trước tiên nó sẽ lắng nghe xem
trên đường truyền có sóng mang hay không (bằng cách lắng nghe tín hiệu Carrier). Nếu không
có, nó sẽ thực hiện truyền gói tin (theo frame). Sau khi truyền gói tin, nó vẫn tiếp tục lắng nghe
để xem có máy nào định truyền tin hay không. Nếu không có xung đột, máy tính sẽ truyền gói tin
cho đến hết. Nếu phát hiện xung đột, nó sẽ gửi broadcast một gói tin báo hiệu cho các máy trên
mạng không nên gửi tin để tránh làm nhiễu đường truyền, và sẽ tiến hành gửi lại gói tin. tiến
trình các bước như sau:
1. Một thiết bị có frame cần truyền sẽ lắng nghe đường truyền cho đến khi nào đường
truyền Ethernet không còn bị chiếm.
2.
Khi đường truyền Ethernet không còn bị chiếm, máy gửi bắt đầu gửi frame. 3. Máy gửi cũng bắt đầu lắng nghe để đảm bảo rằng không có xung đột xảy ra.
4. Nếu có xung đột, tất cả các máy trạm đã từng gửi ra frame sẽ gửi ra một tín hiệu nghẽn
để đảm bảo tất cả các máy trạm đều nhận ra collision.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 3/32
5. Sau khi tín hiệu nghẽn là hoàn tất, mỗi máy gửi của của những frame bị xung đột sẽ khởi
động một bộ định thờI timer và chờ hết khoản thời gian này sẽ cố gắng truyền lại. Những
máy không tạo ra collision sẽ không phải chờ.
6. Sau khi các thời gian định thời là hết, máy gửi có thể bắt đầu một lần nữa với bước 1.
Cac dieu co ban cua Ethernet
Chương 1. Hiểu biết cơ bản về hệ thống Ethernet
1.1 – Hệ thống Ethernet
1.2 – Ethernet là công nghệ mạng thiết bị và thông dụng
1.3 – Phát triển của các chuẩn Ethernet
1.4 – Những thành phần của mạng Ethernet
1.5 – Hoạt động của mạng Ethernet
1.6 – Khung và địa chỉ của Ethernet
1.7 – Giao thức lớp trên và địa chỉ Ethernet
1.8 – Cấu trúc tín hiệu và lớ p hệ thống truyền thông
1.9 – Mở rộng Ethernet vớ i các hub (bộ tập trung)
__________________________________________________ _______
_______
1.1.Hệ thống Ethernet __________________________________________________ _______
_______
Phần này sẽ cung cấp những hiểu biết sơ lượ c về hệ thống Ethernet . Chúng ta sẽ tìm hiểu nguồn
gốc và chuẩn của Ethernet cũng như những yếu tố đặc trưng cho hệ thống Ethernet .
Ethernet là 1 công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằm chuyển thông tin giữa các máy tính vớ i tốc độ
từ 10 đến 100 triệu bít một giây (Mbps) . Hiện thờ i công nghệ Ethernet thường đượ c sử dụng
nhất là công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10-Mbps.
Công nghệ truyền thông 10-Mbps sử dụng hệ thống cáp đồng trục cỡ lớ n , hoặc cáp đôi , cáp sợ iquang . Tốc độ chuẩn cho hệ thống Ethernet hiện nay là 100-Mbps .
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 4/32
__________________________________________________ _______
_______
1.2 Ethernet là công nghệ mạng thiết bị và thông dụng
__________________________________________________ _______
_______
Mặc dù ngày nay có nhiều công nghệ LAN nhưng Ethernet vẫn là công nghệ đượ c sử dụng nhiều
nhất . Năm 1994 ướ c tính có khoảng hơn 40 triệu nút Ethernet đượ c sử dụng trên toàn cầu .
Từ khi chuẩn Ethernet ra đời , các đặc tính kĩ thuật và trình tự để xây dựng nên 1 mạng Ethernet
đã trở nên dễ dàng hơn đối vớ i mọi ngườ i . Những đặc tính này cùng vớ i tính dễ sử dụng đã tạo
nên một thị trườ ng Ethernet rộng lớ n và là nguyên nhân cho sự ứng dụng rộng rãi của Ethernet
trong nền công nghiệp máy tính .
Phần lớ n các hãng sản xuất máy tính ngày nay trang bị cho sản phẩm của họ thiết bị 10-Mbps
Ethernet khiến cho thiết bị của họ có thể sẵn sàng k ết nối vào mạng Ethernet cục bộ . Khi chuẩn
Ethernet 100-Mbps đã trở nên phổ biến hơn thì máy tính đượ c trang bị các thiết bị Ethernet hoạt
động ở cả hai tốc độ 10-Mbps và 100-Mbps . Những quản lí viên mạng Ethernet ngày nay cần
thiết phải biết liên k ết một số lượ ng lớ n các máy tính lại vớ i nhau bằng công nghệ mạng thiết bị trung gian . Rất nhiều mạng LAN ngày nay hỗ trợ các máy tính đượ c sản xuất bở i nhiều hãng
khác nhau , tuy nhiên cần phải đảm bảo đượ c sự tương thích giữa các dòng máy tính .
__________________________________________________ _______
_______
1.3 Sự phát triển của các chuẩn Ethernet
__________________________________________________ _______
_______
Ethernet đã đượ c phát minh ra tại trung tâm nghiên cứu Xerox Palo Alto vào những năm 1970bở i tiến sĩ Robert M. Metcalfe . Nó đã đượ c thiết k ế vớ i mục đích phục vụ nghiên cứu trong “ hệ
thống công sở trong tương lai” , bao gồm trạm cá nhân đầu tiên trên thế giớ i , trạm Xerox Alto .
Trạm Ethernet đầu tiên chạy vớ i tốc độ xấp xỉ 3-Mbps và đượ c biết đến vớ i tên gọi : “ tiền
Ethernet” . Ethernet chính thức đượ c công bố vào năm 1980 bở i liên minh DEC-Intel-
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 5/32
Xerox(DIX) . Nỗ lực này đã chuyển “tiền Ethernet” trở thành một hệ thống Ethernet mở và có
chất lượ ng vớ i tốc độ 10-Mbps. Công nghệ Ethernet đượ c công nhận là tiêu chuẩn bở i uỷ ban
tiêu chuẩn LAN nằm trong viện k ỹ thuật điện và điện tử thế giớ i(IEEE 802) . Chuẩn IEEE đãđượ c công bố lần đầu tiên vào năm 1985 , với tiêu đề “ IEEE 802.3 khuyến nghị về lớ p vật lý và
phương thức truy nhập đa truy nhập sóng mang phát hiện va chạm “ . Chuẩn IEEE đã đượ c thừa
nhận bở i tổ chức chuẩn hoá của thế giớ i (ISO ) .
Chuẩn IEEE cung cấp hệ thống kiểu Ethernet dựa trên nền là công nghệ DIX Ethernet . Mọi hệ
thống Ethernet từ năm 1985 đều đượ c xây dựng dựa trên chuẩn IEEE 802.3 . Nói chính xác hơn ,chúng ta đã dựa trên công nghệ “IEEE 802.3 CSMA/CD” . Tuy nhiên hầu hết mạng Ethernet
hiện nay đều từ mạng Ethernet nguyên thuỷ mà ra.
Chuẩn 802.3 đượ c nâng lên từng bướ c bao gồm các chuẩn công nghệ mớ i . Từ nằm 1985 chẩn đãđược tăng cườ ng những công nghệ 10-Mbps ( ví dụ cáp xoắn ) cũng như các khuyến nghị mớ i về
mạng Ethernet nhanh 100 Mbps.
1.4.Các thành phần của Ethernet
Hệ thống Ethernet bao gồm 3 thành phần cơ bản :
1.Hệ thống trung gian truyền tín hiệu Ethernet giữa các máy tính.
2.Các nhóm thiết bị trung gian đóng vai trò giao diện Ethernet làm cho nhiều máy tính có thể k ết
nối tớ i cùng 1 kênh Ethernet.
3.Các khung Ethernet đóng vai trò làm các bit chuẩn để luân chuyển dữ liệu trên Ethernet.
Phần tiếp sau đây sẽ miêu tả quy tắc thiết lập cho các thành phần đầu tiên , các mảng truyền
thông vật lí , thiết lập quy tắc truy cập trung gian cho Ethernet và các khung Ethernet.
1.5. Hoạt động của Ethernet
Mỗi máy Ethernet, hay còn gọi là máy trạm , hoạt động độc lập vớ i tất cả các trạm khác trên
mạng , không có một trạm điều khiển trung tâm.Mọi trạm đều k ết nối vớ i Ethernet thông qua
một đườ ng truyền tín hiệu chung còn gọi là đuờ ng trung gian. Tín hiệu Ethernet đượ c gửi theo
chuỗi , t
ừng bit m
ột , qua đườ ng trung gian t
ớ i t
ất c
ảcác tr
ạm thành viên. Đểgử
i dữ
liệu trướ
ctiên trạm cần lắng nghe xem kênh có rỗi không , nếu rỗi thì mớ i gửi đi các gói ( dữ liệu).
Cơ hội để tham gia vào truyền là bằng nhau đối vớ i mỗi trạm . Tức là không có sự ưu tiên . Sự
thâm nhập vào kênh chung đượ c quyết dịnh bởi nhóm điều khiển truy nhập trung gian ( Medium
Access Control-MAC) được đặt trong mỗi trạm . MAC thực thi dựa trên cơ sở sự phát hiện va
chạm sóng mang ( CSMA/CD).
-Giao thức CSMA/CD .
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 6/32
- Xung đột
-Truyền dữ liệu
1.5.1.Giao thức CSMA/CD.
Để truyền thông tin, mỗi giao tiếp mạng phải lắng nghe cho tớ i khi không có tín hiệu trong kênh
chung , lúc này nó mớ i có thể truyền thông tin . Nếu một giao tiếp mạng thực hiện truyền thông
tin trong kênh thì gọi là sóng và các trạm khác phải chờ đợ i cho tớ i khi sự truyền dẫn này k ết
thúc . Quá trình này gọi là phát hiện sóng mang.
Mọi giao tiếp Ethernet đều có cơ hội ngang nhau trong việc truyền thông tin trong mạng (Đa truynhập ) . Trong quá trình truyền từ đầu này tới đầu kia của Ethernet , những bít đầu tiên của
khung cần phải đi tớ i mọi vùng của mạng . Tức là có thể có 2 giao tiếp mạng cùng thấy mạng rỗi
và gửi đi cùng 1 lúc. Khi đó Ethernet phát hiện sự “ va chạm “ và dừng việc truyền và gửi lại cáckhung . ĐÓ là quá trình phát hiện va chạm.
Giao thức CSMA/CD đượ c thiết k ế nhằm cung cấp cơ hội ngang bằng truy nhập kênh chung cho
mọi trạm trong mạng . Sau khi gói tin đượ c gửi đi mỗi trạm trong mạng sẽ sủ dụng giao thức
CSMA/CD để xem trạm nào sẽ đượ c gửi tiếp sau.
1.5.2.Va chạm
Nếu có có hơn 1 trạm cùng gửi thông tin cùng lúc thì tín hiệu đượ c nói rằng đang va chạm , Các
trạm sẽ nhận ra biến cố này và dừng việc truyền bằng thuật toán backoff . Sau đó mỗi trạm sẽ
chọn 1 thờ i gian ngẫu nhiên sau đó để truyền tiếp .
Thông thườ ng khoảng thờ i gian trễ này là rất ngắn chỉ khoảng phần nghìn hoặc phần triệu của
giây . Nếu như sau đó lại có va chạm thì lại phải truyền lại . Nếu sau một số lần liên tiếp nào đóva chạm thì hệ thống sẽ thôi truyền gói tin này nữa , thườ ng Ethernet chọn 16 lần để hảy bỏ
truyền gói tin. Nếu mạng càng lớ n và càng nhiều trạm thì khả năng huỷ bỏ càng lớ n .
controlnet:
ControlNet là 1 thành viên của họ CIP (Common Industrial Protocol). ControlNet cung cấp khảnăng thời gian thực cho việc truyền thông tốc độ cao đối với dữ liệu I/O chú trọng thời gian.ControlNet được phát triển bởi Rockwell Automation và hiện nay được ControlNet InternationalUser organization quản lý. ControlNet là 1 mạng truyền thông phổ biến cho các ứng dụng thờigian thực trên công nghệ của Rockwell Automation. ControlNet được chứng nhận bởiControlNet International user organization.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 7/32
Giao tiếp giữa nhà sản xuất/người tiêu dùng
ControlNet được chuẩn hóa với tiêu chuẩn dòng EN 50170 của Châu Âu. Nó sử dụng cáp xoắnvà tốc độ truyền 5 Mbit/s. Phương pháp Media Access tận dụng đầy đủ mô hình sản xuất/tiêudùng và cho phép các bộ điều khiển kiểm soát I/O trên cùng 1 đường dây.
ControlNet có tính xác định và lặp lại cao, do đó đáp ứng yêu cầu quan trọng cho các ứng dụngđiều khiển chuyển động đồng bộ và phối hợp thời gian thực. Thuyết định dạng là khả năng để dựđoán đáng tin cậy khi dữ liệu được chuyển giao và sự lặp lại đảm bảo cho những lần truyềnthông là cố định và không bị ảnh hưởng bởi các thiết bị đang kết nối hoặc tháo bỏ khỏi mạnglưới. Những đặc tính này giúp người dùng tăng cường hơn nữa việc lựa chọn I/O và bộ điềukhiển cập nhật thời gian để phù hợp với yêu cầu ứng dụng. Cấu hình với EDS-Files
Trong suốt giai đoạn thiết lập mạng ControlNet, ControlNet Master phải được cấu hình bằngcông cụ đặc biệt như Rockwell's RSNetWorx. Quá trình cấu hình dựa trên dữ liệu thiết bị điện tử(EDS-Files) được yêu cầu cho mỗi thiết bị ControlNet. EDS-Files được cung cấp bởi nhà sảnxuất thiết bị và chứa các mô tả điện tử liên quan đến thông số truyền thông của thiết bịControlNet.
Devicenet:
DeviceNet là một hệ thống bus đượ c hãng Allen-Bradley phát triển dựa trên cơ sở của CAN,
dùng để nối mạng cho các thiết bị đơn giản ở cấp chấp hành. Sau này , chuẩn DeviceNet đượ cchuyển sang dạng mở dướ i sự quản lý của hiệp hội ODVA (Open DeviceNet Vendor
Asscociation) và đượ c dữ thảo chuẩn hóa IEC 62026-3.
DeviceNet không chỉ đơn thuần là chuẩn giao thức cho lớ p ứng dụng của CAN, mà còn bổ sung
một số chi tiết thực hiện lớ p vật lý và đưa ra các phương thức giao tiếp kiểu điểm-điểm hoặc chủ
tớ . Cấu trúc mạng là đườ ng trục/đường nhánh, trong đó chiều dài đườ ng nhánh hạn chế dướ i 6m. Ba tốc độ truyền qui định là 125 Kbit/s, 250 Kbit/s và 500 Kbit/s tương ứng vớ i chiều dài tối
đa của đườ ng trục là 500 m, 250 m và 100m.
Mỗi mạng DeviceNet cho phép ghép nối tối đa 64 trạm. Khác vớ i CAN, mỗi thành viên trong
một mạng DeviceNet được đặt một địa chỉ trong khoảng từ 0-63, đượ c gọi là MAC-ID (Medium
Access Control Identifier). Việc bổ sung hay bỏ đi một trạm có thể thực hiện ngay khi mạng còn
đóng nguồn.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 8/32
Vlan:
LAN là gì?
Chắc hẳn phần lớn các bạn đều hiểu thế nào là một mạng LAN. Tuy nhiên chúng ta vẫn nên nhắclại một chút, bởi lẽ nếu bạn không nắm được mạng LAN là gì, bạn sẽ không thể có khái niệm vềVLAN.
LAN là một mạng cục bộ (viết tắt của Local Area Network), được định nghĩa là tất cả các máytính trong cùng một miền quảng bá (broadcast domain). Cần nhớ rằng các router (bộ định tuyến)chặn bản tin quảng bá, trong khi switch (bộ chuyển mạch) chỉ chuyển tiếp chúng.
VLAN là gì?
Như đã giới thiệu phía trên, VLAN là một mạng LAN ảo. Về mặt kỹ thuật, VLAN là một miền
quảng bá được tạo bởi các switch. Bình thường thì router đóng vai trò tạo ra miền quảng bá. Đốivới VLAN, switch có thể tạo ra miền quảng bá.
Ảnh minh họa: thebryantadvantage.com
Việc này được thực hiện khi bạn - quản trị viên - đặt một số cổng switch trong VLAN ngoại trừVLAN 1 - VLAN mặc định. Tất cả các cổng trong một mạng VLAN đơn đều thuộc một miềnquảng bá duy nhất.
Vì các switch có thể giao tiếp với nhau nên một số cổng trên switch A có thể nằm trong VLAN10 và một số cổng trên switch B cũng có thể trong VLAN 10. Các bản tin quảng bá giữa nhữngmáy tính này sẽ không bị lộ trên các cổng thuộc bất kỳ VLAN nào ngoại trừ VLAN 10. Tuy
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 9/32
nhiên, tất cả các máy tính này đều có thể giao tiếp với nhau vì chúng thuộc cùng một VLAN. Nếu không được cấu hình bổ sung, chúng sẽ không thể giao tiếp với các máy tính khác nằmngoài VLAN này.
VLAN có cần thiết không?
Có một điều quan trọng mà tôi cần nhấn mạnh, đó là bạn không cần cấu hình một mạng LAN ảotrừ khi mạng máy tính của bạn quá lớn và có lưu lượng truy cập quá nhiều. Nhiều khi người tadùng VLAN chỉ đơn giản vì lý do mạng máy tính mà họ đang làm việc đã sử dụng chúng rồi.
Thêm một vấn đề quan trọng nữa, đó là trên switch Cisco, VLAN được kích hoạt mặc định và tấtcả các máy tính đã nằm trong một VLAN. VLAN đó chính là VLAN 1. Bởi thế mà theo mặcđịnh, bạn có thể sử dụng tất cả các cổng trên switch và tất cả các máy tính đều có khả năng giaotiếp với nhau.
Khi nào bạn cần một VLAN?
Bạn cần cân nhắc việc sử dụng VLAN trong các trường hợp sau: Bạn có hơn 200 máy tính trong mạng LAN
Lưu lượng quảng bá (broadcast traffic) trong mạng LAN của bạn quá lớn
Các nhóm làm việc cần gia tăng bảo mật hoặc bị làm chậm vì quá nhiều bản tin quảng bá. Các nhóm làm việc cần nằm trên cùng một miền quảng bá vì họ đang dùng chung các ứng
dụng. Ví dụ như một công ty sử dụng điện thoại VoIP. Một số người muốn sử dụng điện thoạicó thể thuộc một mạng VLAN khác, không cùng với người dùng thường xuyên.
Hoặc chỉ để chuyển đổi một switch đơn thành nhiều switch ảo. Co che trao doi du lieu trog mang truyen thong:
FTP (viết tắt của tiếng Anh File Transfer Protocol, "Giao thức truyền tập tin") thường đượcdùng để trao đổi tập tin qua mạng lưới truyền thông dùng giao thức TCP/IP (chẳng hạn
như Internet - mạng ngoại bộ - hoặc intranet - mạng nội bộ). Hoạt động của FTP cần có hai máy
tính, một máy chủ và một máy khách). Máy chủ FTP, dùng chạy phần mềm cung cấp dịch vụ
FTP, gọi là trình chủ, lắng nghe yêu cầu về dịch vụ của các máy tính khác trên mạng lưới.Máy
khách chạy phần mềm FTP dành cho người sử dụng dịch vụ, gọi là trình khách, thì khởi đầu một
liên kết với máy chủ. Một khi hai máy đã liên kết với nhau, máy khách có thể xử lý một số thao
tác về tập tin, như tải tập tin lên máy chủ, tải tập tin từ máy chủ xuống máy của mình, đổi tên của
tập tin, hoặc xóa tập tin ở máy chủ v.v. Vì giao thức FTP là một giao thức chuẩn công khai, cho
nên bất cứ một công ty phần mềm nào, hay một lập trình viên nào cũng có thể viết trình chủ FTP
hoặc trình khách FTP. Hầu như bất cứ một nền tảng hệ điều hành máy tính nào cũng hỗ trợ giao
thức FTP. Điều này cho phép tất cả các máy tính kết nối với một mạng lưới có nền TCP/IP, xử lý
tập tin trên một máy tính khác trên cùng một mạng lưới với mình, bất kể máy tính ấy dùng hệ
điều hành nào (nếu các máy tính ấy đều cho phép sự truy cập của các máy tính khác, dùng giao
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 10/32
thức FTP). Hiện nay trên thị trường có rất nhiều các trình khách và trình chủ FTP, và phần đông
các trình ứng dụng này cho phép người dùng được lấy tự do, không mất tiền.
Mục lục
[ẩn]
1 Khái quát
2 Mục đích của giao thức FTP
3 Những phê bình về giao thức FTP
4 Những vấn đề về bảo an khi dùng FTP
5 Các mã hồi âm của FTP
6 FTP nặc danh
7 Dạng thức của dữ liệu
8 FTP và các trình duyệt
9 FTP trên nền SSH
10 Các tham chiếu
11 Xem thêm
o 11.1 Các giao thức tương tự như FTP
o 11.2 Phần mềm
12 Liên kết ngoài
o 12.1 Hướng dẫn học / Tổng quan
[sửa]Khái quát
FTP thường chạy trên hai cổng, 20 và 21, và chỉ chạy riêng trên nền của TCP. Trình chủ FTP
lắng nghe các yêu cầu dịch vụ từ những kết nối vào máy của các trình khách FTP, trên cổng 21.
Đường kết nối trên cổng 21 này tạo nên một dòng truyền điều khiển, cho phép các dòng lệnh
được chuyển qua trình chủ FTP. Để truyền tải tập tin qua lại giữa hai máy, chúng ta cần phải có
một kết nối khác. Tùy thuộc vào chế độ truyền tải được sử dụng, trình khách (ở chế độ năng
động - active mode) hoặc trình chủ (ở chế độ bị động - passive mode) đều có thể lắng nghe yêu
cầu kết nối đến từ đầu kia của mình. Trong trường hợp kết nối ở chế độ năng động, (trình chủ kếtnối với trình khách để truyền tải dữ liệu) , trình chủ phải trước tiên đóng kết vào cổng 20, trước
khi liên lạc và kết nối với trình khách. Trong chế độ bị động, hạn chế này được giải tỏa, và việc
đóng kết trước là một việc không cần phải làm.
Trong khi dữ liệu được truyền tải qua dòng dữ liệu, dòng điều khiển đứng im. Tình trạng này gây
ra một số vấn đề, đặc biệt khi số lượng dữ liệu đòi hỏi được truyền tải là một số lượng lớn, và
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 11/32
đường truyền tải chạy thông qua những bức tường lửa. Bức tường lửa là dụng cụ thường tự động
ngắt các phiên giao dịch sau một thời gian dài im lặng. Tuy tập tin có thể được truyền tải qua
hoàn thiện, song dòng điều khiển do bị bức tường lửa ngắt mạch truyền thông giữa quãng, gây ra
báo lỗi.
[sửa]Mục đích của giao thức FTP
Mục đích của giao thức FTP, như được phác thảo trong bản RFC, là:
1. Khuyến khích việc dùng chung tập tin (như chương trình ứng dụng vi tính hoặc dữ liệu)
2. Khuyến khích việc sử dụng máy tính ở xa một cách gián tiếp / âm thầm (implicit ).
3. Che đậy sự khác biệt về hệ thống lưu trữ tập tin giữa các máy chủ, hầu cho người dùng
không cần phải quan tâm đến những sự khác biệt riêng tư của chúng.
4. Truyền tải dữ liệu một cách đáng tin cậy và có hiệu quả cao. [sửa] Những phê bình về giao thức FTP
1. Mật khẩu và nội dung của tập tin được truyền qua đường cáp mạng ở dạng văn bản
thường (clear text ), vì vậy chúng có thể bị chặn và nội dung bị lộ ra cho những kẻ nghe
trộm. Hiện nay, người ta đã có những cải tiến để khắc phục nhược điểm này.
2. Cần phải có nhiều kết nối TCP/IP: một dòng dành riêng cho việc điều khiển kết nối, một
dòng riêng cho việc truyền tập tin lên, truyền tập tin xuống, hoặc liệt kê thư mục. Các
phần mềm bức tường lửa cần phải được cài đặt thêm những lôgic mới, đế có thể lường
trước được những kết nối của FTP. 3. Việc thanh lọc giao thông FTP bên trình khách, khi nó hoạt động ở chế độ năng động,
dùng bức tường lửa, là một việc khó làm, vì trình khách phải tùy ứng mở một cổng mới
để tiếp nhận đòi hỏi kết nối khi nó xảy ra. Vấn đề này phần lớn được giải quyết bằng
cách chuyển FTP sang dùng ở chế độ bị động.
4. Người ta có thể lạm dụng tính năng ủy quyền, được cài đặt sẵn trong giao thức, để sai
khiến máy chủ gửi dữ liệu sang một cổng tùy chọn ở một máy tính thứ ba. Xin xem thêm
về FXP.
5. FTP là một giao thức có tính trì trệ rất cao (high latency). Sự trì trệ gây ra do việc, nó bắt
buộc phải giải quyết một số lượng lớn các dòng lệnh khởi đầu một phiên truyền tải.
6. Phần nhận không có phương pháp để kiểm chứng tính toàn vẹn của dữ liệu được truyền
sang. Nếu kết nối truyền tải bị ngắt giữa lưng chừng thì không có cách gì, trong giao
thức, giúp cho phần nhận biết được rằng, tập tin nhận được là hoàn chỉnh hay còn vẫn
còn thiếu sót. Sự hỗ trợ bên ngoài, như việc dùng kiểm tra tổng MD5, hoặc dùng kiểm
độ dư tuần hoàn (cyclic redundancy checking) là một việc cần thiết.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 12/32
[sửa] Những vấn đề về bảo an khi dùng FTP
FTP là một phương pháp truyền tập tin có truyền thống phi bảo an (không an toàn), vì theo như
bản thiết kế gốc đặc tả của FTP, không có cách nào có thể truyền tải dữ liệu dưới hình thức mật
mã hóa được. Ảnh hưởng này có nghĩa là, phần lớn các cài đặt của mạng lưới truyền thông, tên
người dùng, mật khẩu, dòng lệnh FTP và tập tin được truyền tải, đều có thể bị người khác trên
cùng một mạng lưới, "ngửi" hoặc quan sát, dùng phần mềm phân tích giao thức ( protocol
analyzer ) (hoặc còn gọi là "dụng cụ ngửi dữ liệu", tiếng Anh là "sniffer"). Nên chú ý rằng đây là
vấn đề thường thấy ở các giao thức của Internet được thiết kế trước khi SSL (Secure Sockets
Layer ) ra đời (tạm dịch là giao thức "tầng kết nối bảo mật"), như HTTP, SMTP và Telnet. Giải
pháp thường thấy, đối với vấn đề này, là dùng SFTP (Secure Shell File Transfer Protocol - tạm
dịch là "giao thức truyền tập tin dùng trình bao bảo mật"), một giao thức dựa trên nền của SSH,
hoặc trên FTPS (FTP over SSL).SFTP là FTP được cộng thêm chức năng mã hoá dữ liệu
của SSL hoặc TLS (Transport Layer Security - tạm dịch là "Bảo mật tầng giao vận").
[sửa]Các mã hồi âm của FTP
Xin xem thêm: Danh sách toàn bộ các mã hồi âm của trình chủ FTP .
Mã hồi âm của trình chủ FTP chỉ định hiện trạng của trình, sau khi đã hoạt động, bằng giá trị của
con số trong vị trí của nó. Nghĩa của những con số và vị trí có thể được lược giải như sau:
1xx: Hồi âm sơ bộ tích cực. Đề nghị thao tác đã bắt đầu khởi hành, song chương trình còn
phải đợi một thông điệp hồi âm nữa, trước khi đề nghị thao tác được tiến hành.
2xx: Hồi âm hoàn thành tích cực. Đề nghị thao tác đã hoàn thành. Trình khách có thể tiếp tục
gửi dòng lệnh mới sang.
3xx: Hồi âm trung gian tích cực. Dòng lệnh đã được thao tác và xử lý thành công, song trình
chủ còn phải đợi một dòng lệnh khác nữa, trước khi toàn bộ đề nghị được giải quyết.
4xx: Hồi âm phủ quyết tạm thời. Dòng lệnh không được thao tác và xử lý, song trình khách
có thể gửi yêu cầu sang một lần nữa, vì sự thất bại trong việc xử lý dòng lệnh đầu tiên chỉ là
tạm thời.
5xx: Hồi âm phủ quyết toàn phần. Dòng lệnh không được xử lý, và trình khách không nên
gửi lại yêu cầu ấy thêm một lần nào nữa.
x0z: Sự thất bại xảy ra vì lỗi trong cú pháp.
x1z: Thông điệp trả lời là hồi âm của một yêu cầu về tin tức.
x2z: Thông điệp trả lời là hồi âm về tin tức liên quan đến liên kết (connection).
x3z: Thông điệp trả lời là hồi âm liên quan đến trương mục và quyền hạn.
x4z: Không rõ.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 13/32
x5z: Thông điệp trả lời là hồi âm liên quan đến hệ thống tập tin. [sửa]FTP nặc danh
Nhiều máy chủ chạy trình chủ FTP cho phép cái gọi là "FTP nặc danh". Bố trí này cho phép
người dùng truy nhập vào máy chủ mà không cần có trương mục. Tên người dùng của truy cập
nặc danh thường là hai chữ 'nặc danh' hoặc một chữ 'ftp' mà thôi. Trương mục này không có mật
khẩu. Tuy người dùng thường bị đòi hỏi phải kèm địa chỉ thư điện tử của mình vào, thay thế cho
mật khẩu, hòng giúp phần mềm xác minh người dùng, song thủ tục xác minh thường là rất sơ sài
và hầu như không có - tùy thuộc vào trình chủ FTP đang được dùng và sự cài đặt của nó. Internet
Gopher đã được đề nghị trở thành một hình thức thay thế của FTP nặc danh.
[sửa]Dạng thức của dữ liệu
Có hai chế độ được dùng để truyền tải dữ liệu qua mạng lưới truyền thông:
1. Chế độ ASCII
2. Chế độ Nhị phân
Hai chế độ này khác nhau trong cách chúng gửi dữ liệu. Khi một tập tin được truyền dùng chế
độ ASCII, mỗi một chữ, mỗi con số, và mỗi ký tự đều được gửi trong dạng mã ASCII. Máy nhận
tin lưu trữ chúng trong một tập tin văn bản thường, dưới dạng thức thích hợp (chẳng hạn, một
máy dùng Unix sẽ lưu trữ nó trong dạng thức của Unix, một máy dùng Macintosh sẽ lưu trữ nó
trong dạng thức của Mac). Vì thế, khi chế độ ASCII được dùng trong một cuộc truyền tải dữ liệu,
phần mềm FTP sẽ tự cho rằng các dữ liệu được truyền gửi có dạng thức văn bản thường ( plain
text ), và lưu trữ trên máy nhận theo dạng thức của máy. Chuyển đổi giữa các dạng thức văn bản
thường bao gồm việc, thay thế mã kết dòng và mã kết tập tin, từ những mã tự được dùng ở máy
nguồn, sang những mã tự được dùng ở máy đích, chẳng hạn một máy dùng hệ điều hành
Windows, nhận một tập tin từ một máy dùng hệ điều hành Unix, máy dùng Windows sẽ thay thế
những chữ xuống dòng (carriage return) bằng một cặp mã, bao gồm mã xuống dòng và mã thêm
hàng (carriage return and line feed pairs). Tốc độ truyền tải tập tin dùng mã ASCII cũng nhanh
hơn một chút, vì bit ở hàng cao nhất của mỗi byte của tập tin bị bỏ [1].
Gửi tập tin dùng chế độ nhị phân khác với cái trên. Máy gửi tập tin gửi từng bit một sang cho
máy nhận. Máy nhận lưu trữ dòng bit, y như nó đã được gửi sang. Nếu dữ liệu không phải ở
dạng thức văn bản thường, thì chúng ta phải truyền tải chúng ở chế độ nhị phân, nếu không, dữ
liệu sẽ bị thoái hóa, không dùng được.
Theo như cài đặt sẵn, phần lớn các trình khách FTP dùng chế độ ASCII khi khởi công. Một số
trình khách FTP xét nghiệm tên và nội dung của tập tin được gửi, để xác định chế độ cần phải
dùng.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 14/32
[sửa]FTP và các trình duyệt
Đa số các trình duyệt web (web browser ) gần đây và trình quản lý tập tin ( file manager ) có thể
kết nối vào các máy chủ FTP, mặc dù chúng có thể còn thiếu sự hỗ trợ cho những mở rộng của
giao thức, như FTPS chẳng hạn. Điều này cho phép người dùng thao tác các tập tin từ xa, thông
qua kết nối FTP, dùng một giao diện quen thuộc, tương tự như giao diện trong máy của mình (ví
dụ liệt kê danh sách của các tập tin của máy ở xa trông giống như phần liệt kê của máy mình,
đồng thời các thao tác sao bản tập tin (copy), đổi tên, xóa, v.v.. được xử lý như là chúng ở trong
máy mình vậy). Phương pháp làm là thông qua FTP URL, dùng dạng thức ftp(s)://<địa chỉ của
máy chủ FTP > (ví dụ: ftp.gimp.org). Tuy không cần thiết, song mật khẩu cũng có thể gửi kèm
trong URL, ví dụ: ftp(s)://<tên người dùng >:<mật khẩu>@<địa chỉ của máy chủ FTP >:< số
cổng >. Đa số các trình duyệt web đòi hỏi truyền tải FTP ở chế độ bị động, song không phải máy
chủ FTP nào cũng thích ứng được. Một số trình duyệt web chỉ cho phép tải tập tin xuống máy
của mình mà không cho phép tải tập tin lên máy chủ.
[sửa]FTP trên nền SSH
"FTP trên nền của SSH" ám chỉ đến một kỹ thuật "đào hầm" cho một phiên giao dịch dùng giao
thức FTP bình thường, thông qua một kết nối dùng giao thức SSH.
Vì FTP (một giao thức khá bất thường, dựa trên nền của giao thức TCP/IP, mà hiện nay người ta
vẫn còn dùng) sử dựng nhiều kết nối TCP, cho nên việc đi ngầm dưới nền của SSH là một việc
khó khăn. Đối với đa số các trình khách của SSH, khi "kết nối điều hành" (kết nối khởi đầu giữa
máy khách tới máy chủ, dùng cổng 21) được thiết lập, SSH chỉ có thể bảo vệ được đường kết nối
này mà thôi. Khi việc truyền tải dữ liệu xảy ra, trình FTP ở một trong hai đầu, sẽ thiết lập một
kết nối TCP mới ("đường dẫn dữ liệu") và kết nối này sẽ bỏ qua kết nối của SSH, làm cho nó
không còn được hưởng tính tin cẩn (confidentiality), sự bảo vệ tính toàn vẹn (integrity
protection) của dữ liệu, hoặc những tính năng khác mà SSH có.
Nếu trình khách FTP được cài đặt dùng chế độ bị động, và kết nối với một máy chủ dùng giao
diện SOCKS, là giao diện mà nhiều trình khách SSH có thể dùng để tiến cử việc đi ngầm, việc
dùng các đường kết nối của FTP, trên các kết nối của SSH, là một việc có thể làm được.
Nếu không, các phần mềm trình khách SSH phải có kiến thức cụ thể về giao thức FTP, giám sátvà viết lại các thông điệp trong kết nối điều khiển của FTP, tự động mở các đường truyền tải dữ
liệu cho FTP. Phiên bản 3 của trình SSH (do công ty phần mềm Communications Security Corp.
sản xuất) là một ví dụ điển hình, hỗ trợ những khả năng nói trên [2].
"FTP trên nền của SSH" còn đôi khi được gọi là FTP bảo an (secure FTP). Chúng ta không nên
nhầm cái này với những phương pháp bảo an FTP, như SSL/TLS hay còn gọi là FTPS. Những
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 15/32
phương pháp để truyền tải các tập tin khác, dùng SSH, không có liên quan đến FTP, bao
gồm SFTP (SSH file transfer protocol - giao thức truyền tải tập tin dùng SSH ) hoặc SCP (Secure
copy - sao chép bảo an) - trong cả hai cái này, toàn bộ cuộc hội thoại (xác minh người dùng và
truyền tải dữ liệu) đều luôn luôn được bảo vệ bằng giao thức SSH.
I. Sự cần thiết phải có mô hình truyền thông
Để một mạng máy tính trở một môi trường truyền dữ liệu thì nó cần phải có những yếu tố sau:
Mỗi máy tính cần phải có một địa chỉ phân biệt trên mạng.
Việc chuyển dữ liệu từ máy tính này đến máy tính khác do mạng thực hiện thông quanhững quy định thống nhất gọi là giao thức của mạng.
Khi các máy tính trao đổi dữ liệu với nhau thì một quá trình truyền giao dữ liệu đã được thựchiện hoàn chỉnh. Ví dụ như để thực hiện việc truyền một file giữa một máy tính với một máy tínhkhác cùng được gắn trên một mạng các công việc sau đây phải được thực hiện:
Máy tính cần truyền cần biết địa chỉ của máy nhận.
Máy tính cần truyền phải xác định được máy tính nhận đã saün sàng nhận thông tin
Chương trình gửi file trên máy truyền cần xác định được rằng chương trình nhận filetrên máy nhận đã saün sàng tiếp nhận file.
Nếu cấu trúc file trên hai máy không giống nhau thì một máy phải làm nhiệm vụchuyển đổi file từ dạng này sang dạng kia.
Khi truyền file máy tính truyền cần thông báo cho mạng biết địa chỉ của máy nhận đểcác thông tin được mạng đưa tới đích.
Điều trên đó cho thấy giữa hai máy tính đã có một sự phối hợp hoạt động ở mức độ cao. Bây giờ thay vì chúng ta xét cả quá trình trên như là một quá trình chung thì chúng ta sẽ chia quá trìnhtrên ra thành một số công đoạn và mỗi công đoạn con hoạt động một cách độc lập với nhau. Ởđây chương trình truyền nhận file của mỗi máy tính được chia thành ba module là: Moduletruyền và nhận File, Module truyền thông và Module tiếp cận mạng. Hai module tương ứng sẽthực hiện việc trao đổi với nhau trong đó:
Module truyền và nhận file cần được thực hiện tất cả các nhiệm vụ trong các ứng dụngtruyền nhận file. Ví dụ: truyền nhận thông số về file, truyền nhận các mẫu tin của file,thực hiện chuyển đổi file sang các dạng khác nhau nếu cần. Module truyền và nhận file
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 16/32
không cần thiết phải trực tiếp quan tâm tới việc truyền dữ liệu trên mạng như thế nào mànhiệm vụ đó được giao cho Module truyền thông.
Module truyền thông quan tâm tới việc các máy tính đang hoạt động và saün sàng trao
đổi thông tin với nhau. Nó còn kiểm soát các dữ liệu sao cho những dữ liệu này có thể
trao đổi một cách chính xác và an toàn giữa hai máy tính. Điều đó có nghĩa là phải truyềnfile trên nguyên tắc đảm bảo an toàn cho dữ liệu, tuy nhiên ở đây có thể có một vài mứcđộ an toàn khác nhau được dành cho từng ứng dụng. Ở đây việc trao đổi dữ liệu giữa haimáy tính không phụ thuộc vào bản chất của mạng đang liên kết chúng. Những yêu cầuliên quan đến mạng đã được thực hiện ở module thứ ba là module tiếp cận mạng và nếumạng thay đổi thì chỉ có module tiếp cận mạng bị ảnh hưởng.
Module tiếp cận mạng được xây dựng liên quan đến các quy cách giao tiếp với mạng và phụ thuộc vào bản chất của mạng. Nó đảm bảo việc truyền dữ liệu từ máy tính này đếnmáy tính khác trong mạng.
Như vậy thay vì xét cả quá trình truyền file với nhiều yêu cầu khác nhau như một tiến trình phứctạp thì chúng ta có thể xét quá trình đó với nhiều tiến trình con phân biệt dựa trên việc trao đổigiữa các Module tương ứng trong chương trình truyền file. Cách này cho phép chúng ta phân tíchkỹ quá trình file và dễ dàng trong việc viết chương trình.
Việc xét các module một cách độc lập với nhau như vậy cho phép giảm độ phức tạp cho việcthiết kế và cài đặt. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng mạng và cácchương trình truyền thông và được gọi là phương pháp phân tầng (layer).
Nguyên tắc của phương pháp phân tầng là:
Mỗi hệ thống thành phần trong mạng được xây dựng như một cấu trúc nhiều tầng vàđều có cấu trúc giống nhau như: số lượng tầng và chức năng của mỗi tầng.
Các tầng nằm chồng lên nhau, dữ liệu được chỉ trao đổi trực tiếp giữa hai tầng kề nhautừ tầng trên xuống tầng dưới và ngược lại.
Cùng với việc xác định chức năng của mỗi tầng chúng ta phải xác định mối quan hệgiữa hai tầng kề nhau. Dữ liệu được truyền đi từ tầng cao nhất của hệ thống truyền lầnlượt đến tầng thấp nhất sau đó truyền qua đường nối vật lý dưới dạng các bit tới tầng thấpnhất của hệ thống nhận, sau đó dữ liệu được truyền ngược lên lần lượt đến tầng cao nhấtcủa hệ thống nhận.
Chỉ có hai tầng thấp nhất có liên kết vật lý với nhau còn các tầng trên cùng thứ tư chỉ cócác liên kết logic với nhau. Liên kết logic của một tầng được thực hiện thông qua cáctầng dưới và phải tuân theo những quy định chặt chẽ, các quy định đó được gọi giao thứccủa tầng.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 17/32
Hình 3.1: Mô hình phân tầng gồm N tầng
II. Mô hình truyền thông đơn giản 3 tầng
Nói chung trong truyền thông có sự tham gia của các thành phần: các chương trình ứng dụng,các chương trình truyền thông, các máy tính và các mạng. Các chương trình ứng dụng là cácchương trình của người sử dụng được thực hiện trên máy tính và có thể tham gia vào quá trìnhtrao đổi thông tin giữa hai máy tính. Trên một máy tính với hệ điều hành đa nhiệm (nhưWindows, UNIX) thường được thực hiện đồng thời nhiều ứng dụng trong đó có những ứng dụngliên quan đến mạng và các ứng dụng khác. Các máy tính được nối với mạng và các dữ liệu đượctrao đổi thông qua mạng từ máy tính này đến máy tính khác.
Việc gửi dữ liệu được thực hiện giữa một ứng dụng với một ứng dụng khác trên hai máy tínhkhác nhau thông qua mạng được thực hiện như sau: Ứng dụng gửi chuyển dữ liệu cho chươngtrình truyền thông trên máy tính của nó, chương trình truyền thông sẽ gửi chúng tới máy tính
nhận. Chương trình truyền thông trên máy nhận sẽ tiếp nhận dữ liệu, kiểm tra nó trước khichuyển giao cho ứng dụng đang chờ dữ liệu.
Với mô hình truyền thông đơn giản người ta chia chương trình truyền thông thành ba tầng không phụ thuộc vào nhau là: tầng ứng dụng, tầng chuyển vận và tầng tiếp cận mạng.
Tầng tiếp cận mạng liên quan tới việc trao đổi dữ liệu giữa máy tính và mạng mà nóđược nối vào. Để dữ liệu đến được đích máy tính gửi cần phải chuyển địa chỉ của máytính nhận cho mạng và qua đó mạng sẽ chuyển các thông tin tới đích. Ngoài ra máy gửicó thể sử dụng một số phục vụ khác nhau mà mạng cung cấp như gửi ưu tiên, tốc độ cao.Trong tầng này có thể có nhiều phần mềm khác nhau được sử dụng phụ thuộc vào các
loại của mạng ví dụ như mạng chuyển mạch, mạng chuyển mạch gói, mạng cục bộ.
Tầng truyền dữ liệu thực hiện quá trình truyền thông không liên quan tới mạng và nằmở trên tầng tiếp cận mạng. Tầng truyền dữ liệu không quan tâm tới bản chất các ứng dụngđang trao đổi dữ liệu mà quan tâm tới làm sao cho các dữ liệu được trao đổi một cách antoàn. Tầng truyền dữ liệu đảm bảo các dữ liệu đến được đích và đến theo đúng thứ tự màchúng được xử lý. Trong tầng truyền dữ liệu người ta phải có những cơ chế nhằm đảm
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 18/32
bảo sự chính xác đó và rõ ràng các cơ chế này không phụ thuộc vào bản chất của từngứng dụng và chúng sẽ phục vụ cho tất cả các ứng dụng.
Tầng ứng dụng sẽ chứa các module phục vụ cho tất cả những ứng dụng của người sửdụng. Với các loại ứng dụng khác nhau (như là truyền file, truyền thư mục) cần các
module khác nhau.
Hình 3.2 Mô hình truyền thông 3 tầng
Trong một mạng với nhiều máy tính, mỗi máy tính một hay nhiều ứng dụng thực hiện đồng thời(Tại đây ta xét trên một máy tính trong một thời điểm có thể chạy nhiều ứng dụng và các ứngdụng đó có thể thực hiện đồng thời việc truyền dữ liệu qua mạng). Một ứng dụng khi cần truyềndữ liệu qua mạng cho một ứng dụng khác cần phải gọi 1 module tầng ứng dụng của chương trìnhtruyền thông trên máy của mình, đồng thời ứng dụng kia cũng sẽ gọi 1 module tầng ứng dụngtrên máy của nó. Hai module ứng dụng sẽ liên kết với nhau nhằm thực hiện các yêu cầu của cácchương trình ứng dụng.
Các ứng dụng đó sẽ trao đổi với nhau thông qua mạng, tuy nhiên trong 1 thời điểm trên một máycó thể có nhiều ứng dụng cùng hoạt động và để việc truyền thông được chính xác thì các ứngdụng trên một máy cần phải có một địa chỉ riêng biệt. Rõ ràng cần có hai lớp địa chỉ:
Mỗi máy tính trên mạng cần có một địa chỉ mạng của mình, hai máy tính trong cùngmột mạng không thể có cùng địa chỉ, điều đó cho phép mạng có thể truyền thông tin đếntừng máy tính một cách chính xác.
Mỗi một ứng dụng trên một máy tính cần phải có địa chỉ phân biệt trong máy tính đo. Nó cho phép tầng truyền dữ liệu giao dữ liệu cho đúng ứng dụng đang cần. Địa chỉ đóđược gọi là điểm tiếp cận giao dịch. Điều đó cho thấy mỗi một ứng dụng sẽ tiếp cận các
phục vụ của tầng truyền dữ liệu một cách độc lập.
Các module cùng một tầng trên hai máy tính khác nhau sẽ trao đổi với nhau một cáchchặt chẽ theo các qui tắc xác định trước được gọi là giao thức. Một giao thức được thểhiện một cách chi tiết bởi các chức năng cần phải thực hiện như các giá trị kiểm tra lỗi,việc định dạng các dữ liệu, các quy trình cần phải thực hiện để trao đổi thông tin.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 19/32
Hình 3.3 Ví dụ mô hình truyền thông đơn giản
Chúng ta hãy xét trong ví dụ (như hình vẽ trên): giả sử có ứng dụng có điểm tiếp cận giao dịch 1trên máy tính A muốn gửi thông tin cho một ứng dụng khác trên máy tính B có điểm tiếp cậngiao dịch 2. Úng dụng trên máy tính A chuyển các thông tin xuống tầng truyền dữ liệu của A với
yêu cầu gửi chúng cho điểm tiếp cận giao dịch 2 trên máy tính B. Tầng truyền dữ liệu máy A sẽchuyển các thông tin xuống tầng tiếp cận mạng máy A với yêu cầu chuyển chúng cho máy tính B(Chú ý rằng mạng không cần biết địa chỉ của điểm tiếp cận giao dịch mà chỉ cần biết địa chỉ củamáy tính B). Để thực hiện quá trình này, các thông tin kiểm soát cũng sẽ được truyền cùng vớidữ liệu.
Đầu tiên khi ứng dụng 1 trên máy A cần gửi một khối dữ liệu nó chuyển khối đó cho tầng vậnchuyển. Tầng vận chuyển có thể chia khối đó ra thành nhiều khối nhỏ phụ thuộc vào yêu cầu củagiao thức của tầng và đóng gói chúng thành các gói tin (packet). Mỗi một gói tin sẽ được bổ sungthêm các thông tin kiểm soát của giao thức và được gọi là phần đầu (Header) của gói tin. Thôngthường phần đầu của gói tin cần có:
Địa chỉ của điểm tiếp cận giao dịch nơi đến (Ở đây là 3): khi tầng vận chuyển củamáy B nhận được gói tin thì nó biết được ứng dụng nào mà nó cần giao.
Số thứ tự của gói tin, khi tầng vận chuyển chia một khối dữ liệu ra thành nhiều gói tinthì nó cần phải đánh số thứ tự các gói tin đó. Nếu chúng đi đến đích nếu sai thứ tự thìtầng vận chuyển của máy nhận có thể phát hiện và chỉnh lại thứ tự. Ngoài ra nếu có lỗi
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 20/32
trên đường truyền thì tầng vận chuyển của máy nhận sẽ phát hiện ra và yêu cầu gửi lạimột cách chính xác.
Mã sửa lỗi : để đảm bảo các dữ liệu được nhận một cách chính xác thì trên cơ sở các dữliệu của gói tin tầng vận chuyển sẽ tính ra một giá trị theo một công thức có sãn và gửi nó
đi trong phần đầu của gói tin. Tầng vận chuyển nơi nhận thông qua giá trị đó xác địnhđược gói tin đó có bị lỗi trên đường truyền hay không.
Bước tiếp theo tầng vận chuyển máy A sẽ chuyển từng gói tin và địa chỉ của máy tính đích (ở đây là B) xuống tầng tiếp cận mạng với yêu cầu chuyển chúng đi. Để thực hiện được yêu cầu nàytầng tiếp cận mạng cũng tạo các gói tin của mình trước khi truyền qua mạng. Tại đây giao thứccủa tầng tiếp cận mạng sẽ thêm các thông tin điều khiển vào phần đầu của gói tin mạng.
Hình 3.4: Mô hình thiết lập gói tin
Trong phần đầu gói tin mạng sẽ bao gồm địa chỉ của máy tính nhận, dựa trên địa chỉ này mạngtruyền gói tin tới đích. Ngoài ra có thể có những thông số như là mức độ ưu tiên.
Như vậy thông qua mô hình truyền thông đơn giản chúng ta cũng có thể thấy được phương thứchoạt động của các máy tính trên mạng, có thể xây dựng và thay đổi các giao thức trong cùng mộttầng.
III. Các nhu cầu về chuẩn hóa đối với mạng
Trong phần trên chúng ta đã xem xét một mô hình truyền thông đơn giản, trong thực tế việc phânchia các tầng như trong mô hình trên thực sự chưa đủ. Trên thế giới hiện có một số cơ quan địnhchuẩn, họ đưa ra hàng loạt chuẩn về mạng tuy các chuẩn đó có tính chất khuyến nghị chứ không bắt buộc nhưng chúng rất được các cơ quan chuẩn quốc gia coi trọng.
Hai trong số các cơ quan chuẩn quốc tế là:
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 21/32
ISO (The International Standards Organization) - Là tổ chức tiêu chuẩn quốc tếhoạt động dưới sự bảo trợ của Liên hợp Quốc với thành viên là các cơ quan chuẩn quốcgia với số lượng khoảng hơn 100 thành viên với mục đích hỗ trợ sự phát triển các chuẩntrên phạm vi toàn thế giới. Một trong những thành tựu của ISO trong lãnh vực truyềnthông là mô hình hệ thống mở (Open Systems Interconnection - gọi tắt là OSI).
<!--[if !vml]--> CCITT (Commité Consultatif International pour le Telegraphe etla Téléphone) - Tổ chức tư vấn quốc tế về điện tín và điện thoại làm việc dưới sự bảo trợ của Liên Hiệp Quốc có trụ sở chính tại Geneva - Thụy sỹ. Các thành viên chủ yếu là cáccơ quan bưu chính viễn thông các quốc gia. Tổ chức này có vai trò phát triển các khuyếnnghị trong các lãnh vực viễn thông.
IV. Một số mô hình chuẩn hóa
1. Mô hình OSI (Open Systems Interconnection)
Mô hình OSI là một cơ sở dành cho việc chuẩn hoá các hệ thống truyền thông, nó được nghiêncứu và xây dựng bởi ISO. Việc nghiên cứu về mô hình OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971với mục tiêu nhằm tới việc nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợpcác hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnh vực viễn thông và hệ thống thông tin. Theo mô hình OSIchương trình truyền thông được chia ra thành 7 tầng với những chức năng phân biệt cho từngtầng. Hai tầng đồng mức khi liên kết với nhau phải sử dụng một giao thức chung. Trong mô hìnhOSI có hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức có liên kết (connection - oriented) và
giao thức không liên kết (connectionless)
Giao thức có liên kết : trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liênkết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết náy, việc có liên kết logic sẽ nâng
cao độ an toàn trong truyền dữ liệu.
Giao thức không liên kết : trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗigói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó.
Nhiệm vụ của các tầng trong mô hình OSI:
<!--[if !vml]--> Tầng ứng dụng (Application layer): tầng ứng dụng quy định giao diệngiữa người sử dụng và môi trường OSI, nó cung cấp các phương tiện cho người sử dụngtruy cập vả sử dụng các dịch vụ củ mô hình OSI.
Tầng trình bày (Presentation layer): tầng trình bày chuyển đổi các thông tin từ cú pháp người sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyềnvà mã hóa chúng trước khi truyền đễ bảo mật.
Tầng giao dịch (Session layer): tầng giao dịch quy định một giao diện ứng dụng chotầng vận chuyển sử dụng. Nó xác lập ánh xa giữa các tên đặt địa chỉ, tạo ra các tiếp xúc ban đầu giữa các máy tính khác nhau trên cơ sở các giao dịch truyền thông. Nó đặt tênnhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại riêng với nhau.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 22/32
Tầng vận chuyển (Transport layer): tầng vận chuyển xác định địa chỉ trên mạng,cách thức chuyển giao gói tin trên cơ sở trực tiếp giữa hai đầu mút (end-to-end). Để bảođảm được việc truyền ổn định trên mạng tầng vận chuyển thường đánh số các gói tin vàđảm bảo chúng chuyển theo thứ tự.
Hình 3.5: Mô hình 7 tầng OSI
Tầng mạng (Network layer): tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc chuyển hướng,vạch đường các gói tin trong mạng, các gói tin này có thể phải đi qua nhiều chặng trướckhi đến được đích cuối cùng.
Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer): tầng liên kết dữ liệu có nhiệm vụ xác định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đóng các gói
tin...
Tầng vật lý (Phisical layer): tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào đườngtruyền vật lý để truyền các dòng Bit không cấu trúc, ngoài ra nó cung cấp các chuẩn vềđiện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diệnnối kết và các mức nối kết..
2. Mô hình SNA (Systems Netword Architecture)
Tháng 9/1973, Hãng IBM giới thiệu một kiến trúc mạng máy tính SNA (System Network Architecture). Đến năm 1977 đã có 300 trạm SNA được cài đặt. Cuối năm 1978, số lượng đã
tăng lên đến 1250, rồi cứ theo đà đó cho đến nayđã có 20.000 trạm SNA đang được hoạt động.Qua con số này chúng ta có thể hình dung được mức độ quan trọng và tầm ảnh hưởng của SNAtrên toàn thế giới.
Cần lưu ý rằng SNA không là một chuẩn quốc tế chính thức như OSI nhưng do vai trò to lớn củahãng IBM trên thị trường CNTT nên SNA trở thành một loại chuẩn thực tế và khá phổ biến.SNA là một đặc tả gồm rất nhiều tài liệu mô tả kiến trúc của mạng xử lý dữ liệu phân tán. Nó
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 23/32
định nghĩa các quy tắc và các giao thức cho sự tương tác giữa các thành phần (máy tính, trạmcuối, phần mềm) trong mạng.
SNA được tổ chức xung quanh khái niệm miền (domain). Một SNA domain là một điểm điềukhiển các dịch vụ hệ thống (Systems Services control point - SSCP) và nó sẽ điều khiển tất cả
các tài nguyên đó, Các tài nguyên ở đây có thể là các đơn vị vật lý, các đơn vị logic, các liên kếtdữ liệu và các thiết bị. Có thể ví SSCP như là "trái tim và khối óc" của SNA. Nó điều khiển SNAdomain bằng cách gói các lệnh tới một đơn vị vật lý, đơn vị vật lý này sau khi nhận được lệnh sẽquản lý tất cả các tài nguyên trực tiếp với nó. đơn vị vật lý thực sự là một "đối tác" của SSCP vàchứa một tập con các khả năng của SSCP. Các Đơn vị vật lý đảm nhiệm việc quản lý của mỗinút SNA.
SNA phân biệt giữa các nút miền con (Subarea node) và các nút ngoại vi (peripheral node).
Một nút miền con có thể dẫn đường cho dữ liệu của người sử dụng qua toàn bộ mạng. Nó dùng địa chỉ mạng và một số hiệu đường (router suember) để xác định đường truyền
đi tới nút kế tiếp trong mạng.
Một nút ngoại vi có tính cục bộ hơn. Nó không dẫn đường giữa các nút miền con. Cácnút được nối và điều khiển theo giao thức SDLC (Synchronous Data Link Control). Mỗinút ngoại vi chỉ liên lạc được với nút miền con mà nó nối vào.
Mạng SNA dựa trên cơ chế phân tầng, trước đây thì 2 hệ thống ngang hàng không được trao đổitrực tiếp. Sau này phát triển thành SNA mở rộng: Lúc này hai tầng ngang hàng nhau có thể traođổi trực tiếp. Với 6 tầng có tên gọi và chức năng tất như sau:
Tầng quản trị chức năng SNA (SNA Function Manegement) Tầng này thật ra có thể
chia tầng này làm hai tầng như sau:
Tầng dịch vụ giao tác (Transaction) cung cấp các dịch vụ ứng dụng đến người dùngmột mạng SNA. Những dịch vụ đó như : DIA cung cấp các tài liệu phân bố giũa các hệthống văn phòng, SNA DS (văn phòng dịch vụ phân phối) cho việc truyền thông bất đồng bộ giữa các ứng dụng phân tán và hệ thống văn phòng. Tầng dịch vụ giao tác cũng cungcấp các dịch vụ và cấu hình, các dịch vụ quản lý để điều khiển các hoạt động mạng.
Tầng dịch vụ trình diễn (Presentation Services): tầng này thì liên quan với sự hiểnthị các ứng dụng, người sử dụng đầu cuối và các dữ liệu hệ thống. Tầng này cũng địnhnghĩa các giao thức cho việc truyền thông giữa các chương trình và điều khiển truyền
thông ở mức hội thoại.
Tầng kiểm soát luồng dữ liệu (Data flow control) tầng này cung cấp các dịch vụ điềukhiểnluồng lưu thông cho các phiên từ logic này đến đơn vị logic khác (LU - LU). Nó
thực hiện điều này bằng cách gán các số trình tự, các yêu cầu và đáp ứng, thực hiện cácgiao thức yêu cầu về đáp ứng giao dịch và hợp tác giữa các giao dịch gởi và nhận. Nóichung nó yểm trợ phương thức khai thác hai chiều đồng thời (Full duplex).
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 24/32
Tầng kiểm soát truyền (Transmission control): Tầng này cung cấp các điều khiển cơ bản của các phần tài nguyên truyền trong mạng, bằng cách xác định số trình tự nhậnđược, và quản lý việc theo dõi mức phiên. Tầng này cũng hỗ trợ cho việc mã hóa dữ liệuvà cung cấp hệ thống hỗ trợ cho các nút ngoại vi.
Tầng kiểm soát đường dẫn (Path control): Tầng này cung cấp các giao thức để tìmđường cho một gói tin qua mạng SNA và để kết nối với các mạng SNA khác, đồng thờinó cũng kiểm soát các đường truyền này.
Tầng kiểm soát liên kết dữ liệu (Data Link Control): Tầng này cung cấp các giaothức cho việc truyền các gói tin thông qua đường truyền vật lý giữa hai node và cũngcung cấp các điều khiển lưu thông và phục hồi lỗi, các hỗ trợ cho tầng này là các giaothức SDLC, System/370, X25, IEEE 802.2 và 802.5.
Tầng kiểm soát vật lý (Physical control): Tầng này cung cấp một giao diện vật lý cho bất cứ môi trường truyền thông nào mà gắn với nó. Tầng nào định nghĩa các đặc trưng
của tín hiệu cần để thiết lập, duy trì và kết thúc các đường nối vật lý cho việc hỗ trợ kếtnối.
Hình 3.6: Tương ứng các tầng các kiến trúc SNI và OSI
Ung dung Ethernet:
Sử dụng Ethernet cho các hệ thống an ninh giám sát diện rộng với độ tin cậy cao.
Ngày càng có nhiều tổ chức đảm bảo an ninh cho chính mình bằng cách ứng dụng các hệ thống an nsát và hệ thống kiểm soát vào ra điện tử cho cơ sở vật chất, hạ tầng. Các hệ thống này, cả ở công cộ
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 25/32
gia, đã phát triển rầm rộ trong những năm gần đây.
Các hệ thống giám sát này có thể được sử dụng trong các cụm văn phòng, khu công nghiệp, trườngcác siêu thị bán lẻ, hệ thống giao thông công cộng, những nơi mà an ninh được đặt lên hàng đầu.
Cùng với sự hiện diện rộng rãi các sản phẩm an ninh, trong đó có camera, hệ thống thông tin liên lạc, bị kiểm soát vào ra, các hệ thống báo động và điều khiển là chúng ngày càng có kết cấu phức tạp. Thđặt ra đầu tiên là để đảm bảo rằng tất cả các thiết bị sử dụng chung một nền tảng truyền thông. Ethernlựa chọn đương nhiên. Đây là một giao thức truyền thông được chứng minh có khả năng cung cấpnhanh đáng tin cậy. Để đảm bảo độ tin cậy tối đa, cần xem xét cẩn thận cấu trúc liên kết mạng, bănthích hợp và cả hệ thống dự phòng.
Cấu trúc liên kết hình sao
Cấu hình liên kết mạng sao luôn là phương pháp thiết kế một cấu trúc liên kết mạng bảo mật quy môkhả năng truy cập không dây hiệu quả nhất. Nó là một thiết kế rất đơn giản cho phép sử dụng cácchuyển mạch không quản lý tại hiện trường được gắn trực tiếp với chuyển mạch trung tâm với một
đa năng. Cổng quang trong ví dụ này có thể được sử dụng để kết nối các chuyển mạch hiện trường vớcách tới 80 KM kể từ trạm giám sát. Chuyển mạch cấp nguồn qua Ethernet (PoE) tại hiện trường sẽ ccả khả năng giao tiếp và nguồn cho các thiết bị có khả năng cấp nguồn PoE qua cáp CAT5.
Hình 2 mô tả một cấu trúc liên kết vòng dự phòng điển hình được sử dụng cho một hệ thống thông
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 26/32
trường đại học. Hệ thống này bao gồm các điểm kiểm soát vào ra của tòa nhà, các điểm truy cập khđến các khu vực công cộng và tư nhân trên khắp khuôn viên trường và giám sát tài sản thông qua cam
Cấu trúc liên kết vòng
Vòng liên kết quang gigabit đảm bảo sự cách điện giữa các tòa nhà đồng thời mang đến băng thông thđể hỗ trợ camera và các điểm truy cập wireless. Cấu trúc liên kết vòng cũng cung cấp các cổng giao phòng trong trường hợp mất đường liên kết sợi quang.
Việc giám sát hệ thống được thực hiện thông qua chuyển mạch triển khai trong vòng. Các thiết bị nàyhoặc giao thức hình cây mở rộng nhanh (RSTP) hoặc giao thức điều khiển vòng độc quyền tốc độ caoRing của N-TRON để gửi các gói heartbeat Ethernet tới các thiết bị quanh vòng. Công cụ quản lí vòchỉ định sẽ khóa một trong những cổng của liên kết này, do đó tất cả các dòng dữ liệu ngoại trừ gói hsẽ được truyền qua cổng khác.
Các vòng không được kiểm tra sẽ tạo ra hiện tượng nhiễu mạng làm ngắt mọi kết nối. Các gói heartb phép đi qua các cổng bị chặn và được định thời bởi công cụ quản lí vòng nhằm đảm bảo vòng liên k bị ảnh hưởng. Công cụ quản lí vòng phát hiện sự cố trong hệ thống nếu các gói heartbeat không đưđúng thời gian. Nó sẽ mở cổng bị chặn ngay tức thì.
Hình 3 cho thấy hình ảnh từ trình duyệt web N -TRON N-Ring ở chế độ bình thường và mặc định. Trlỗi được biểu thị bằng màu đỏ và sẽ xác định vị trí của sự cố liên kết. Trong trường hợp này, sự cố x
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 27/32
giữa chuyển mạch 1, cổng A2 và chuyển mạch 2, cổng A2.
Hình 3: Trạng thái vòng quản lí N-Ring qua trình duyệt WEB
Các ứng dụng giám sát mạng
Chuyển mạch có quản lí N-TRON cung cấp công cụ giám sát OPC- based (OLE cho điều khiển quá
thông báo có trên 40 thông số hoạt động khác nhau trên từng cổng và trên từng 10 cổng. Phần mềm View, có thể được sử dụng như một công cụ giám sát độc lập hoặc có thể tích hợp vào hầu hết các hHMI Windows- based và SCADA. Một ví vụ điển hình có thể được thấy trong hình 4.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 28/32
Hình 4: Giám sát chuyển mạch SCADA sử dụng N-Tron, N-View OPC.
Thông số kỹ thuật chuyển mạch
Chuyển mạch trong các ứng dụng này được ưu tiên cho những yêu cầu về môi trường mà không thể các thiết bị IT thông thường. Chúng thường tiếp xúc với điều kiện môi trường khắc nghiệt và phải cdịch vụ liên tục trong những khoảng thời gian dài. Chỉ có các thiết bị bền nhất, đã được chứng nhận msử dụng cho trường hợp này. Các thông số kỹ thuật sau đây về môi trường và về độ tin cậy cần được x
1. Dải nhiệt độ hoạt động từ -40 ° đến 80 °2. 200g 3. 50g
4. Chống quá áp ESD16 5. Thời gian trung bình giữa 2 sự cố (MTBF) 1.000.000 giờ.
Ứng dụng cho trạm cấp cứu
Thiết bị chuyển mạch bền có vai trò rất quan trọng đối với các hệ thống báo động cấp cứu như ở đồn
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 29/32
trạm cứu hỏa và trạm y tế. Thiết bị này thường được sử dụng trong các trường đại học, các trung tâmmại, công viên và các khu vui chơi giải trí cũng như các khu đô thị khác. Hình 5 cung cấp hình ảnh dụng này. Trong trường hợp này, hệ thống sẽ sử dụng thiết bị có điện áp 24 VDC với thiết bị dự phònUPS DC để dự phòng nguồn điện trong trường hợp cúp điện.
Các thành phần của một trạm cấp cứu:
1. Chuyển mạch gigabit có quản lí với khả năng quản lí vòng và giám sát OPC tốc độ cao.
2. Modun vào ra từ xa MODBUS TCP/IP với đồng hồ thời gian thực. Thành phần này cho phép nhânninh điều khiển còi báo đồng, ánh sáng hoạt nghiệm và đèn tại một ví trí ở xa. Modun này cũng gửnhắn tới trung tâm điều khiển khi nút cảnh báo được ấn hoặc khi bộ lưu điện UPS gặp sự cố.
3. Máy liên lạc IP sử dụng cho giao tiếp 2 chiều khẩn cấp với nhân viên an ninh.
4. Camera IP để giám sát khu vực.
5. Truy cập không dây IEEE 802.11 a, b, d, n cung cấp dịch vụ không dây cho khu vực xung quanh.
6. Đèn LED được sử dụng để làm sáng trạm cấp cứu.
7. Đèn báo động sử dụng để cảnh báo khẩn cấp.
8. Nút ấn báo động gửi tín hiệu tới nhân viên anh ninh khi có một ca cấp cứu đến.
9. Nguồn cấp 24 VDC.
10. UPS DC và sạc pin 12 VDC (xem PULS UB10.241).
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 30/32
11. Pin sạc 12 VDC
Các trạm kết nối
Các trạm này thường được bảo mật và liên kết với nhau thông qua một cấu trúc liên kết sợi quang tốcCác cáp quang và bộ biến năng trên mỗi chuyển mạch phải tương thích. Liên kết với khoảng cách 300 mét có thể sử dụng cáp sợi quang đa chế độ và bộ biến năng ở mỗi đầu của nút này.
Liên kết trên 300 mét nên sử dụng sợi cáp quang chế độ đơn và bộ chuyển đổi chế độ đơn. Lưu ý, haquang không tương thích do đó mạng cần được thiết lập với lời khuyên này.
Việc lựa chọn cáp phải được thực hiện với sự tư vấn của nhà cung cấp với sự hiểu biết đầy đủ về ccáp sẽ được triển khai và khoảng cách chính xác giữa mỗi liên kết. Các nhà cung cấp chuyển mạch chủng loại và độ dài của cáp để họ có thể cung cấp các biến năng thích hợp cho các ứng dụng.
Hình 6 là một ví dụ về việc triển khai trạm kết nối cấu trúc vòng đơn.
Mạng liên kết vòng lớn hoặc nhiều vòng
Những khu vực địa lý lớn hơn có thể yêu cầu một giải pháp liên kết nhiều vòng. Hình 7 mô tả bốn vkết N-Ring tốc độ cao được gắn vào một mạng trung tâm điều khiển tập trung chạy RSTP.
Hình 7.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 31/32
Loại cấu trúc liên kết này phải được tính toán cẩn thận do toàn bộ các thiết bị liên quan tới một hệ thyếu tố quan trọng cần thiết để hoàn thành hệ thống này là băng thông tương xứng và các địa chỉ IP đủkhiển khối thiết bị.
Vấn đề băng thông có thể được giải quyết bằng cách hạn chế số lượng thiết bị trên mạng hoặc sử d
trạm giám sát riêng biệt cho mỗi vòng. Máy chủ có thể được cấu hình để cung cấp băng thông lớn hơqua việc sử dụng nhiều card giao tiếp mạng (NIC), mỗi card sử dụng cho mỗi vòng. Các mạng lớn hơcần thêm các địa chỉ IP hơn là 254 địa chỉ có sẵn trong một mạng con.
Những hệ thống này cũng có thể cần phải phân đoạn các khu vực an nình vào các mạng riêng biệt sử mạng nội bộ ảo (VLAN) do đó các địa chỉ IP có thể được tái sử dụng trong từng khu vực. Chức năngVLAN cho phép thiết lập từng cổng trong một chuyển mạch thành từng địa chỉ VLAN riêng. Chuytrong cấu trúc liên kết vòng điều khiển chính có thể được sử dụng để phân đoạn mạng thành các mạngCấu hình này cho phép sử dụng gấp đôi các địa chỉ IP trong từng mạng VLAN .
Các giao thức khác cần xem xét
Chất lượng dịch vụ (QoS) cho phép hội thoại qua IP và video thông qua việc ưu tiên gói IP. Các ứnày yêu cầu QoS cung cấp lời thoại và video mà không có những khoảng trống trong cung cấp do sự đệm gói tin trên mạng. Hầu hết các camera IP và các hệ thống máy liên lạc sử dụng phương pháp gửiloạt đòi hỏi mỗi chuyển mạch trong mạng có khả năng truyền các tin này hợp lệ sử dụng giao thứnhóm internet (IGMP Snooping). Chuyển mạch có quản lí N-Tron tự động sử dụng IGMP Snoopinglý các nhóm tin nhắn được tạo ra từ thiết bị này.
Bởi vì các hệ thống này chạy phần mềm sử dụng các địa chỉ IP của thiết bị hiện trường để giao tiếp (vxem nguồn cấp dữ liệu máy ảnh, gọi máy liên lạc, vv), một sự thay đổi về địa chỉ có nghĩa là cập phần mềm hệ thống. Vấn đề này có thể tránh được nếu chuyển mạch Dynamic Host Configuration (DHCP) Option 82 Relay được sử dụng để tải địa chỉ gốc.
DHCP Server và các chuyển mạch Option 82 Relay có thể được cấu hình để cung cấp địa chỉ IP cụthiết bị cụ thể được kết nối với một cổng của một chuyển mạch Option 82 Relay. Điều này cho phép các thiết bị IP như máy ảnh hoặc hệ thống liên lạc dễ dàng, bởi vì thiết bị mới này được tự động sử chỉ IP giống như thiết bị trước đó.
Chú ý: Để sử dụng Option 82 Relay, các thiết bị hiện trường phải được thiết lập như các DHCP clien
Giới thiệu về N-Tron
N-Tron ® Corporation cung cấp một đường hoàn thành của giá cả phải chăng không quản lý và quản bị chuyển mạch Ethernet, chuyển đổi phương tiện truyền thông, Power over Ethernet (PoE), và các
truy cập không dây cho các môi trường công nghiệp. Thiết kế để giải quyết những yêu cầu cao nhấtcầu thông tin liên lạc, N-Tron sản phẩm được sử dụng trên toàn thế giới trong một rộng của nhiều ứ bao gồm các trang trại gió, năng lượng mặt trời, nhà máy điện hạt nhân, các cơ sở xử lý nước thải, hvận chuyển, kiểm soát quá trình, và an ninh, giám sát.
N-Tron có trụ sở tại Mobile, Alabama, với các hoạt động nằm trên khắp nước Mỹ, Canada, EMEA, Ấvành đai Thái Bình Dương. Sản phẩm N-Tron được phân phối tại hơn 75 quốc gia trên toàn thế giới.
5/10/2018 Ethernet La Gi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ethernet-la-gi 32/32
Để biết thêm thông tin về N-Tron các sản phẩm Ethernet công nghiệp, hãy gọi (251) 342-2164, hcập www.n-tron.com. Nếu bạn muốn nhận catalog sản phẩm, hãy truy cập www.n-tron.com/catalog .
Sự hiện diện khắp nơi của Ethernet, lợi thế v ề giá/công năng làm cho nó trở thành một giải pháp có tính cạnh tranh
rất cao. Do đó, Ethernet đang nhanh chóng trở thành mạng lự a chọn cho các nhà sản xuất robot và máy móc cũng
như cho khách hàng của họ. Bên cạnh đó, các nhà cung cấ p linh kiện tự động hóa đang sử dụng k ế t nố i Ethernet và
IP cho ngày càng nhi ều thiế t bị của mình, tạo ra một vòng xoắn tiế n và mở rộng sử dụng Ethernet.