Chương 3: Cấu trúc mạng (TOPOLOGY HAY TÔ PÔ) - Môn mạng máy tính

CHƯƠNG 3:
CẤU TRÚC MẠNG (TOPOLOGY HAY TÔ PÔ)
• Phương thức nối mạng
• Cấu trúc vật lý của mạng
• Giao thức truy cập đường truyền trên
mạng LAN

1

Phương thức nối mạng

• Broadcast (một điểm - nhiều điểm): tất cả
các trạm phân chia chung một đường
truyền vật lý.

2

Phương thức nối mạng

• Point-to-point (điểm –
điểm): các đường
truyền riêng biệt được
thiết lập để nối các cặp
máy tính lại với nhau.

3

Cấu trúc vật lý của mạng LAN

4

Dạng đường thẳng (Bus Topology)


Ưu điểm






Dễ dàng cài đặt và mở rộng
Chi phí thấp
Một máy hỏng không ảnh hưởng đến các
máy khác.

Hạn chế






Khó quản trị và tìm nguyên nhân lỗi
Giới hạn chiều dài cáp và số lượng máy tính
Hiệu năng giảm khi có máy tính được thêm
vào
Một đoạn cáp backbone bị đứt sẽ ảnh
hưởng đến toàn mạng

5

Dạng vòng tròn (Ring Topology)
• Ưu điểm

– Sự phát triển của hệ thống
không tác động đáng kể
đến hiệu năng
– Tất cả các máy tính có
quyền truy cập như nhau

• Hạn chế

– Chi phí thực hiện cao
– Phức tạp
– Khi một máy có sự cố thì
có thể ảnh hưởng đến các
máy tính khác

6

Dạng hình sao (Star Topology)
• Ưu điểm
– Dễ dàng bổ sung hay loại bỏ bớt
máy tính
– Dễ dàng theo dõi và giải quyết
sự cố
– Có thể phù hợp với nhiều loại
cáp khác nhau

• Hạn chế
– Khi hub không làm việc, toàn
mạng cũng sẽ không làm việc
– Sử dụng nhiều cáp

7

Phương thức truy cập đường truyền
• CSMA/CD
• Token Bus
• Token ring

Phương thức đa truy nhập sử dụng sóng mang có
phát hiện xung đột (CSMA/CD)
• Là phương pháp truy cập ngẫu nhiên sử dụng
cho mạng có cấu trúc hình BUS. Tất cả các
Nude truy cập ngẫu nhiên vào Bus chung

Phương thức đa truy nhập sử dụng sóng mang có
phát hiện xung đột (CSMA/CD)
• Nguyên tắc hoạt động: Khi 1 máy trạm truyền
dữ liệu, trước hết nó phải “nghe” xem đường
truyền “bận” hay “rỗi”. Nếu “rỗi” nó sẽ truyền
dữ liệu đi (theo khuôn dạng chuẩn), nếu
đường truyền “bận” thì nó sẽ thực hiện 1
trong 3 giải thuật sau:

Phương thức đa truy nhập sử dụng sóng mang có
phát hiện xung đột (CSMA/CD)
• Nếu đường truyền “bận” thì nó sẽ thực hiện 1
trong 3 giải thuật sau:
Trạm tạm “rút lui” chờ đợi trong một thời gian
ngẫu nhiên, sau đó lại bắt đầu nghe ngóng
đường truyền
Trạm tiếp tục “nghe” đến khi đường truyền “rỗi”
thì truyền dữ liệu đi với xác suất bằng 1
Trạm tiếp tục “nghe” đến khi đường truyền rỗi
thì truyền dữ liệu đi với xác suất bằng 0
Phương thức đa truy nhập sử dụng sóng mang có
phát hiện xung đột (CSMA/CD)
• Ưu điểm của các giải thuật:
 Giải thuật 1 có hiệu quả trong việc tránh xung đột,
tuy nhiên, có thể có thời gian “chết” của đường
truyền vì cả 2 cùng đợi
 Giải thuật 2: ngược lại, cố gắng giảm được thời gian
chết của đường truyền nhưng neeys có hơn 1 trạm
cùng truyền thì khả năng xảy ra xung đột sẽ cao
 Giải thuật 3: với giá trị p chọn một cách hợp lý có
thể tối thiểu hóa được khả năng xung đột cũng như
giảm được thời gian chết trên các đường truyền

Phương thức đa truy nhập sử dụng sóng mang có
phát hiện xung đột (CSMA/CD)
• Tuy nhiên, xung đột xảy ra thường do độ trễ truyền
dẫn. CSMA thực chất là các trạm chỉ “Nghe trong khi
nói”, nên thực tế có xung đột nhưng các trạm vẫn
không thể biết và tiếp tục truyền dữ liệu dẫn đến tắc
nghẽn, xung đột thông tin trên đường truyền.

TOKEN BUS

• Để cấp phát quyền truy nhập đường truyền cho
một trạm cần truyền dữ liệu, một thẻ bài được
lưu chuyển trên một vòng logic được thiết lập
bởi các trạm có nhu cầu. Khi một trạm nhận
được thẻ bài nó có quyền truy nhập đường
truyền trong một thời gian xác định và có thể
truyền 1 hoặc nhiều đơn vị dữ liệu. Khi đã hết
dữ liệu hoặc hết thời gian cho phép, nó chuyển
thẻ bài cho trạm tiếp theo trên vòng logic. Thẻ
bài (token) là 1 đơn vị dữ liệu đặc biệt, có kích
thước và nội dung gồm các thông tin điều khiển
được quy định riêng cho mỗi phương pháp

TOKEN BUS

TOKEN BUS

• Thiết lập vòng logic: Vòng logic giữa các trạm có
nhu cầu truyền, được xác định theo một chuỗi
có thứ tự mà trạm cuối dùng liền kề với trạm
đầu tiên của vòng. Mỗi trạm được biết địa chỉ
của trạm liền kề và sau nó. Thứ tự các trạm trên
vòng logic độc lập với thứ tự vật lý. Các trạm
không hoặc chưa có nhu cầu truyền dữ liệu thì
không đưa vào vòng logic và chúng chỉ có thể
tiếp nhận dữ liệu

TOKEN BUS

• Duy trì trạng thái thực tế của mạng
 Bổ sung định kỳ các trạm nằm ngoài vòng logic
nếu có nhu cầu truyền dữ liệu
 Loại bỏ 1 trạm không còn nhu cầu truyền dữ
liệu ra khỏi vòng logic
 Quản lý lỗi: Lỗi có thể đứt vòng hoặc trùng địa
chỉ
 Khi cài đặt mạng hoặc đứt vòng cần phải khởi
tạo lại vòng. Việc khởi tạo vòng logic được thực
hiện khi một hoặc nhiều trạm phát hiện bus
vượt quá giá trị ngưỡng thời gian (time out)
hoặc thẻ bài bị mất

TOKEN RING

• Nguyên tắc hoạt động: Dùng thẻ bài lưu chuyển
trên đường vật lý để cấp phát truy nhập đường
truyền