Khái niệm, các kiểu topology trong mạng LAN

1. Khái niệm về LAN

Mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) là một hệ thống mạng dùng để kết nối các máy tính trong một phạm vi nhỏ ( tòa nhà, công ty, trường học, …). Các máy tính trong mạng LAN có thể liên lạc, chia sẻ tài nguyên, thông tin, với nhau, mà điển hình là chia sẻ tập tin, máy in, máy quét và một số thiết bị khác. Một hệ thống mạng bao gồm những thành phần cơ bản sau :

- Network Adapter: Card mạng là 1 thiết bị phối ghép giữa máy tính và cable mạng. Để giao tiếp thông tin dc trong mạng thì mỗi máy tính cần có một card mạng

- Workstation: một mạng máy tính nhất thiết phải có một máy tính cá nhân ( hay gọi là máy trạm ) có thể sử dụng các tài nguyên chung trên mạng.

- Network Adapter Cable: thường thì các network adapter được nối với nhau bởi các network adapter cable . Tuy nhiên các máy tính có thể kết nối với nhau bằng máy tính.

- Server: máy chủ, một mạng máy tính cần có một máy chủ để có thể chia sẽ tài nguyên của nó cho các máy tính khác trong mạng.

- Diskfiles: một mạng máy tính có thể có một ổ đĩa lớn để cung cấp tài nguyên cho mạng. Tuy nhiên diskfiles ko phải là thành phần bắt buộc để xây dựng mạng.

- Workstation và Server: một máy tính có thể vừa làm máy chủ vừa có thể làm máy trạm, nghĩa là máy tính đó vừa có thể chia sẽ tài nguyên vừa có thể sử dụng tài nguyên.

- Printer: trong một mạng, ta có thể dùng chung máy in cho tất cả các máy trong mạng. Tuy nhiên, máy in không phải là thành phần bắt buộc trong mạng

- Modem: cũng là 1 tài nguyên dùng chung trong mạng.

2. Các kiểu topology

Topology của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng nh cách nối giữa chúng với nhau. Thông thờng mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star Topology), mạng dạng vòng (Ring Topology) và mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology). Ngoài 3 dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tớng từ 3 dạng này nh mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng hỗn hợp,v.v....

2.1. Mạng dạng hình sao (Star topology) 

Mạng dạng hình sao

Mạng dạng hình sao bao gồm một trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức năng cơ bản là:

o Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau.

o Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin.

o Thông báo các trạng thái của mạng...

- Ưu điểm:

o Mạng dạng hình sao cho tốc độ nhanh nhất o Khi cable mạng bị đứt thì thưởng chí làm mất kết nối của một máy, còn những máy khác vẫn hoạt động bình thường.

o Khi có lỗi xảy ra , ta dễ dàng kiểm tra và sửa chữa

o Mạng có thể được mở rộng tuỳ theo nhu cầu sử dụng của người dùng

- Nhược điểm:

o Khả năng mở rộng mạng đều phụ thuộc vào khả năng của trung tâm. Khi trung tâm gặp sự cố thì toàn mạng đều ngưng hoạt động.

o Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m).

o Chi phí dây mạng và thiết bị trung gian tốn kém nhiều Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung (HUB) bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với HUB không cần thông qua trục BUS, tránh được các yếu tố gây ngng trệ mạng. Gần đây, cùng với sự phát triển switching hub, mô hình này ngày càng trở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng mới lắp.

2.2. Mạng dạng vòng (Ring Topology)

Mạng dạng vòng

Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ đợc một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.

- Ưu điểm:

o Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn nên tiết kiệm được dây cable, tốc độ nhanh hơn kiểu BUS

- Nhược điểm:

o Nhược điểm của mạng này là tốc độ vẫn bị chậm

o Khi trên đường cable có sự cố thì toàn bộ mạng sẽ ngưng hoạt động

o Khi có sự cố rất khó kiểm tra phát hiện lỗi Do mạng này có nhiều nhược điểm nên trong thực tế ít được sử dụng

2.3. Mạng dạng tuyến ( BUS topology)

Mạng dạng BUS

Theo cách bố trí hành lang các đường như hình vẽ thì máy chủ (host) cũng như tất cả các máy tính khác (workstation) hoặc các nút (node) đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển ti n tín hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Phía hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến

. - Ưu điểm:

o Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt nên tiết kiệm được chi phí lắp đặt

- Nhược điểm:

o Tuy vậy cũng có những bất lợi đó là sẽ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với luư lượng lớn o Khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.

* Một số dạng khác:

- Mạng dạng lưới - Mesh topology:

o Cấu hình mạng dạng này kết hợp các mạng hình sao lại với nhau bằng cách kết nối các HUB hay Switch Lợi điểm của cấu hình mạng dạng này là có thể mở rộng đợc khong cách cũng nh độ lớn của mạng hình sao.

- Mạng có cấu trúc cây - Hierachical topology

o Mạng dạng này tươnng tự như mạng hình sao mở rộng nhưng thay vì liên kết các switch/hub lại với nhau thì hệ thống kết nối với một máy tính làm nhiệm vụ kiểm tra lưu thông trên mạng.