Từ điển
Dịch văn bản
 
Tất cả từ điển
Tra từ
Hỏi đáp nhanh
 
Gửi
 
 
Kết quả
Vietgle Tra từ
Cộng đồng
Bình luận
Chuyên ngành Anh - Việt
Network Design and Construction
|
Tin học
Thiết kế và xây dụng mạng máy tính Phần nầy hướng dẫn khái quát các vấn đề liên quan đến việc thiết kế và xây dựng mạng máy tính. Nếu bạn đang mở rộng hay nâng cấp, hoặc xây dựng một mạng mới, nghiên cứu các công nghệ mới là điều rất quan trọng vì nó có thể giúp bạn xây dựng mạng với hiệu quả cao và chịu thử thách tốt hơn (đảm đương được các yêu cầu của người sử dụng). Các thiết kế mới cho mạng được phát triển để cải thiện băng thông và dòng chảy thông tin, hết sức cần thiết khi ngày càng nhiều user chạy các ứng dụng cộng tác hay ứng dụng web, dẫn đến việc gia tăng nhanh chóng lưu lượng trên mạng. Trong phần nầy chỉ giới thiệu sơ khởi các kỹ thuật mới về mạng máy tính, bạn nên tham khảo thêm các mục khác nữa để hoàn chỉnh sự nghiên cứu của bạn. Để đáp ứng nhu cầu của các user vừa đề cập trên, bạn nên nghiên cứu các vấn đề sau trong phần thiết kế mạng của bạn. Các mục nầy sau đã được soạn thảo kỹ lưỡng cũng như bất cứ mục nào trong cuốn sách nầy. Xem xét hệ thống một cáp cung cấp cả âm thanh, hình ảnh và dữ liệu, thay vì duy trì hệ thống nhiều line điện thoại riêng biệt, các liên kết data và đường cung cấp video. Cung cấp các điều khiển băng thông và lưu lượng để các loại thông tin thời gian thực (ví dụ như: âm thanh và hình ảnh trực tiếp) có thể được phân phối ngay mà không phải trì hoãn. Cung cấp chỉ một protocol TCP/IP và hỗ trợ công nghệ Web, intranet và extranet. Nâng cấp từ mạng chia sẻ chậm chạp sang mạng chuyển mạch để làm giảm tranh chấp. Hiện thực các hệ thống mạng VLAN (Virtual LAN: mạng ảo) để người sử dụng và các server có thể thâm nhập vào mạng ở bất cứ vị trí nào. Hiện thực các sơ đồ làm giảm gánh nặng cho các router, hay cung cấp trạm chuyển mạch router hỗ trợ cho liên mạng cao tốc. Tập trung các server để quản lý cho tốt, an toàn và bảo vệ dữ liệu hơn là phân bố tại các phòng ban. Hỗ trợ các dịch vụ cao cấp như dịch vụ thư mục toàn cầu và hệ thống tập tin phân bố. Xin xem mục “Directory Services” và “Distributed File Systems”. Kiến trúc mạng truyền thống Phần nầy giúp bạn đánh giá các kiến trúc mạng truyền thống. Như được trình bày ở hình N-15(a), mạng LAN Ethernet cung cấp một miền phát tán thông tin trong đó các user chia sẻ một đồ hình mạng. Mô hình nầy vẫn hoạt động tốt khi số user còn ít. Nếu thêm nhiều user nữa sẽ làm hệ thống phải cố gắng gấp nhiều lần trong việc truy xuất các tài nguyên chia sẻ. Xung đột có thể xảy ra và làm giảm hiệu suất của mạng. Để giữ được hiệu suất, bạn hãy tách mạng nầy ra bằng các router hay bridge, như được trình bày ở hình N-15(b). Lúc nầy sẽ còn ít user hơn cùng tranh chấp tài nguyên chia sẻ trong mỗi phân đoạn mạng, nhưng họ vẫn có thể liên lạc được với nhau thông qua bridge hay router. Quá trình phát tán truyền thông bây giờ chỉ nằm trong mỗi phân đoạn, như vậy dữ liệu trong một phân đoạn không lan truyền qua các phân đoạn khác. Làm giảm tranh chấp và phong tỏa khu vực phát tán truyền thông là mục tiêu chính của các thiết kế. Hình N-15. Thiết kế mạng. Khi mạng càng phát triển, càng có nhiều cầu nối (bridge), nhưng bộ định tuyến (router) là giải pháp tốt hơn bởi vì chúng cho phép các quản trị viên có nhiều quyền điều khiển hơn đến quá trình lưu thông dữ liệu trên mạng, đồng thời chúng cũng cung cấp các rào chắn an toàn giữa các mạng. Hình N-15 (c) minh họa các phân đoạn mạng được kết nối bằng router. Tuy nhiên, dòng thông tin ở phân đoạn bên trái vẫn cần băng qua phân đoạn trung gian và tạo ra sự lưu thông không cần thiết trên mạng. Để tránh xảy ra như vậy, đường trục được thiết lập, như minh họa ở hình N-15(d). Bây giờ dòng chảy dữ liệu từ mạng nầy đến mạng khác thông qua bộ định tuyến để đến đường trục. Đường trục chuyên dùng để điều khiển lưu lượng thông tin trên mạng. Những đường trục đơn giản nhất là FDDI (Fiber Distributed Data Interface) và Fast Ethernet, chạy với tốc độ 100 Mbits/giây. Xin xem phần “Backbone networks”, Bridge and bridging”, và phần “Routers” để biết thêm thông tin. Nối dây theo mô hình phân cấp Backbone có thể thuộc loại phân bố (distributed) hay thu gọn (collapsed), như được trình bày ở hình N-16 (a). Đường trục phân bố (Distributed backbone) là một sợi cáp vật lý được kéo xuyên qua các tòa nhà hay qua các phân ban của trường đại học. Các mạng con, được nối vào cáp nầy. Đường trục thu gọn (Collapsed backbone) là một mạch bus hay mạch silicon, nằm trên bo mạch chính của hub nối dây. Các hub của từng nhóm được nối vào hub trung tâm qua cable chuyên dụng. Hình N-16. Các đường trục thu gọn và phân bố. Các mạng với có phần cốt lõi mang tính tập trung đòi hỏi hệ thống dây nối phải có cấu trúc thứ bậc. Mục “TIA/EIA Structured Cabling Standards” mô tả một hệ thống như thế. Nó cung cấp một số tiêu chuẩn chỉ định các loại cáp và kiến trúc phân cấp của hệ thống cáp. Việc thiết kế mạng và nối dây theo mô hình phân cấp sẽ giúp cho việc giải quyết các sự cố và cô lập được các lỗi, đồng thời dòng lưu thông thông tin cũng được cải tiến và có thể tránh được các tắc nghẽn. Các user trong cùng 1 nhóm có thể liên lạc với nhau thông qua hub chung mà không truyền đến hub trung tâm, trong khi đó các hub trung tâm có các mối liên kết từ điểm nầy đến một điểm bất kỳ trên khác mạng. Bạn có thể xem trong mục “Backbone Networks” và “Hubs/Concentrators/MAUs” để biết thêm thông tin. Tập trung dịch vụ Việc đưa ra một đường trục cao tốc khuyến khích người sử dụng nối kết vào mạng dọc theo đường trục như bên phải hình N-16. Quản trị viên của mạng sẽ đặt các server ở vị trí trung tâm, nơi mà họ có thể điều hành dễ dàng hơn. Các server trung tâm có thể được bố trí để hoạt động liên tục, có nguồn cung cấp điện dự trữ đầy đủ và có cả hệ thống chống cháy nổ. Đặt nhiều server tham gia vào mạng trên từng phân đoạn cho các user của phân đoạn đó truy cập thì tốt hơn, vì điều nầy tránh được sự tắc nghẽn thông tin cục bộ. Nhưng nếu user của các mạng con thường xuyên truy cập đến một server nào khác, thì server nầy nên được đặt trực tiếp trên đường trục. Nếu không khối lượng thông tin mà server đó nhận được yêu cầu cung cấp, sẽ băng qua đường trục để đến các mạng con, làm gia tăng sự tắc nghẽn thông tin trên các mạng con đó. Mô hình mạng chuyển mạch Nhu cầu về băng thông ngày càng ảnh hưởng đến việc thiết kế và xây dựng kiến trúc mạng. Giao thông liên mạng ngày càng tăng. Trước kia, tỷ lệ nầy là 80/20, trong đó con số 80 là tỷ lệ tắc nghẽn xảy ra tại mạng cục bộ, thì ngày nay đã đổi ngược lại: 80% tắc nghẽn xảy ra trên liên mạng. Điển hình ta thấy là do nhiều user truy cập các server ngoài ranh giới của mạng con, nên các bộ định tuyến nối với liên mạng đã không đáp ứng được các yêu cầu của người sử dụng. Có một cách để giữ được hiệu suất nầy đó là làm sao giảm số bộ định tuyến trên mạng xuống. Bình thường, bỏ bớt các bộ định tuyến có nghĩa là nhiều user hơn tranh chấp trên mạng dẫn đến việc gia tăng phát tán thông tin. Kỹ thuật chuyển mạch (switching) có thể khắc phục các vấn đề nầy khi làm giảm đi sự phụ thuộc vào các bộ định tuyến. Switch là một hộp có nhiều cổng nối, trong đó mỗi cổng chỉ quản lý một phân đoạn riêng của nó. Hộp switch nầy có thể “bắc cầu” một cách nhanh chóng giữa 2 cổng với nhau, như vậy thiết bị trên 2 phân đoạn nầy trở thành một miền dùng chung thông tin phát tán (broadcast domain). Hiệu suất cao nhất đạt được là khi một máy tính đơn nối kết trực tiếp vào một cổng, bởi vì lúc đó máy vi tính nầy là đối tác duy nhất sử dụng cổng nầy. Ghi chú: Switch thường được gọi là công nghệ lớp 2 (hay datalink layer: lớp liên kết dữ liệu), còn routing được gọi là công nghệ lớp 3 (hay network layer) Hình N-17 minh họa các giai đoạn phát triển liên tục trong việc xây dựng các mạng chuyển mạch. Trước tiên, như được trình bày ở hình N-17 (a), các switch được đặt trong từng workgroup (nhóm con) để nâng hiệu suất liên kết giữa các hub chung trong workgroup, hay hiệu suất các mối liên kết với bộ định tuyến trên liên mạng. Trong hình N-17 (b), các hub chung được thay thế bằng các switch, cung cấp hiệu quả cao hơn cho cá nhân các user. Trong hình N-17 (c), toàn bộ mạng được chuyển thành một mạng switch rộng, có thêm một hub switch ATM hay Gigabit Ethernet, loại hub đường trục cao tốc. Bằng cách xây dựng một mạng switch rộng và gỡ bỏ các bộ định tuyến, bạn có thể tạo 1 đồ hình mạng “phẳng”, như hình N-17 (c). Chú ý rằng không còn tồn tại một bộ định tuyến nào trên trên mạng kiểu nầy (ít ra là trong phần đang thảo luận ở đây). Điều cơ bản nhất là bất kỳ trạm làm việc nào cũng có thể liên lạc với trạm khác mà không cần phải qua bộ định tuyến. Điều nầy có lợi cho việc truy cập và nâng cao hiệu quả công việc, nhưng về mặt an toàn dữ liệu thì nó lại không tốt vì bất cứ ai cũng có thể truy xuất đến từng máy con của những người khác. Ngoài ra còn có nhiều giới hạn thực tế về kích thước của loại mạng phẳng. Nếu địa chỉ internet theo kiểu class C được sử dụng thì chỉ có 255 thiết bị được cấu tạo vào mạng. Thông qua các bộ định tuyến, các mạng sử dụng địa chỉ class C sẽ được bổ sung để phục vụ các trạm mở rộng. Mạng LAN ảo và mạng mô phỏng LAN Sự thuận lợi của LAN là khả năng giới hạn phát tán trong từng nhóm workstation, nhưng để xây dựng một mạng phẳng như mạng switch thì ưu thế nầy sẽ mất đi. Tuy nhiên, các quản trị viên vẫn có thể xây dựng mạng VLAN hay ELAN bằng cách sử dụng các kỹ thuật (hardware hay software) để duy trì các chức năng của LAN trong mạng switch. Một số cách để xây dựng ELAN hay VLAN, sẽ được trình bày ở mục “LANE (LAN Emulation)” và “VLAN (Virtual LAN)”. Trong VLAN hay ELAN, phương pháp định tuyến được dùng để gửi tiếp các gói thông tin từ LAN nầy đến LAN khác. Một số giải pháp tìm đường hiệu quả được xây dựng để làm điều nầy, sẽ được bàn luận trong các đoạn sau đây. Định tuyến trong hệ thống mạng kiểu mới Routing là việc cần thiết đối với VLAN, để hạn chế phát tán và tăng độ an toàn. Một số giải pháp đã được đề nghị. Kỹ thuật được dùng để tránh các liên kết với bộ định tuyến càng xa càng tốt, là kỹ thuật “route once, switch many” (dò đường một lần, sử dụng để bắc cầu nhiều lần). Một giải pháp khác, sử dụng các phần cứng định tuyến chuyển mạch chạy trên mạng Gigabit Ethernet, loại trừ tất cả các vấn đề trên, như sẽ bàn đến ở phần sau của đề tài nầy dưới đề mục “Router switching”. Định tuyến IP trong môi trường ATM Từ những năm đầu thập niên 90, ATM (Asynchronous Transfer Mode: Chế độ Truyền tải Bất đồng bộ) được xem là kiểu kiến trúc mạng ưu việt. Người ta cho rằng rồi sẽ đến lúc mọi workstation đều sử dụng card mạng ATM thay cho card Ethernet hay Token Ring. Điều nầy đã không xảy ra, và có lẽ sắp tới đây cũng thế. Mặc dù vậy, có nhiều tổ chức vẫn sử dụng đường trục chuyển mạch ATM do khả năng kiểm soát tắc nghẽn trên mạng tốc độ cao. Hình N-17. Các giai đoạn tiến triển của một mạng chuyển mạch. Vấn đề duy nhất với mô hình nầy là ATM có cấu tạo là một mô hình mạng chuyển mạch ảo, hướng liên kết, vận chuyển theo tế bào (cell), trong khi Ethernet (là mô hình LAN ưu việt nhất) là mô hình phi liên kết vận chuyển theo frame (khung thông tin). Một số mô hình lai ghép (overlay) được phát triển cho phép các mạng LAN Ethernet có thể liên kết vào đường trục ATM. Phương pháp thường dùng là sử dụng giải thuật dò đường lớp 3 để tìm ra đường dẫn xuyên trên mạng, rồi cài đặt lớp 2 - mạch ảo qua các nhánh của ATM để có thể phân phối khối dữ liệu đến đích mà không cần phải qua bộ định tuyến. Kỹ thuật nầy thường được gọi tắt là dò đường tắt (shortcut routing). Nếu dùng IP làm giao thức tìm đường liên mạng (internet routing protocol), bạn có thể tham khảo mục “IP over ATM” để biết thêm thông tin. Một trong những vấn đề về kỹ thuật nầy đang được xem xét là lúc dò đường và lúc chuyển mạch qua lớp 2. Nếu quá trình truyền tin dài, nên dùng phương pháp chuyển mạch, còn ngược lại thì dò đường là cách hiệu quả hơn. Tuy nhiên sự truyền thông tại lớp 3 không tự nó nhận định được đó là dòng thông tin dài để có thể chuyển mạch, bởi vậy giao thức lớp 3 phải xác định được đó là luồng thông tin loại nào, thường bằng cách xem xét nội dung của luồng thông tin đó. Một protocol dự bị có thể được dùng đến. Những kỹ thuật phát hiện dòng thông tin bao gồm 3Com FastIP, Ipsilon IP Switching và các kỹ thuật khác được thảo luận dưới đề mục “IP switching”. Tất cả các protocol và kỹ thuật mở rộng nầy tạo thêm phần phức tạp cho việc xây dựng và điều hành mạng. Nhiều nhà cung cấp và quản trị viên mạng máy tính chỉ muốn cải tiến một cách đơn giản trên những gì họ đã có. Đó cũng là những vấn đề về bộ định tuyến chuyển mạch được bàn luận trong mục “Router Switching” kế tiếp. Mạng Ethernet tốc độ Gigabit Gigabit Ethernet tự đặt tên cho nó như thế để so sánh tốc độ cao của nó với ATM. Một trong những điểm lôi cuốn chủ yếu của nó là sự tương thích với Ethernet, cho phép tránh phải sử dụng đến các phương án lai ghép (overlay scheme), giúp một mạng cục bộ kế thừa nối kết vào tuyến xương sống ATM . Gigabit Ethernet có thể vượt xa hiệu suất của ATM bởi vì nó sử dụng frame cùng kích thước như của Ethernet. ATM chia frame thành từng cell nhỏ và mỗi cell phải thêm phần tiêu đề do đó làm giảm thông lượng. Ngoài ra Gigabit Ethernet có thể cung cấp một vài chức năng QoS (Quality of Service: chất lượng dịch vụ) giống như của ATM, như RSVP (Resource Reservation Protocol: Giao thức đặt trước tài nguyên). Gigabit Ethernet cho phép các tổ chức mở rộng mạng Ethernet hiện có của họ. Xin xem mục “Gigabit Ethernet” để biết thêm chi tiết. Router chuyển mạch Song song với sự phát triển của Gigabit Ethernet, một số nhà cung cấp đã chế tạo ra bộ định tuyến chuyển mạch, có thể đảm nhận việc dò đường theo lớp 3, đạt tốc độ như ở kỹ thuật chuyển mạch lớp 2. Những bộ định tuyến nầy sử dụng kỹ thuật mạch tích hợp mới, hiện thực theo ASIC (application-specific intergrated curcuits: mạch tích hợp đặc trưng ứng dụng), có thể dò đường với tốc độ hàng tỷ bít/giây. Những bộ định tuyến thế hệ cũ chia sẻ một CPU chung cho việc kiểm tra và gửi tiếp data. Lưu ý rằng các bộ định tuyến chuyển mạch vẫn bổ sung các CPU để chạy các giao thức dò đường bình thường như RIP (Routing Information Protocol) và OSPF (Open shortest Path first) Tổ chức Rapid City Communication (bây giờ là một phần của Bay Networks) đã phát triển một dòng bộ định tuyến chuyển mạch có khả năng cung cấp chức năng packet-relay (liên vận gói) với điều khiển tìm đường IP. Những thiết bị nầy cung cấp băng thông điều tiết các khối tắc nghẽn liên mạch trong việc phục vụ mạng cao tốc Gigabit Ethernet. Model F1200 có kết cấu bộ nhớ chuyển mạch 15 Gbit/giây và lưu lượng 7 Gbit/giây. Thiết bị nầy có thể gửi đi 7 triệu gói tin/giây trong lúc dò đường, chuyển mạch hay cả hai cùng lúc. Một bộ định tuyến truyền thống chỉ gửi đi 500.000 gói tin/giây. Với tốc độ nầy, hầu hết những nhà quản lý đều có thể xây dựng những mạng chuyển mạch với bất kỳ cấu hình nào khi cần thiết. Các vấn đề khác Xây dựng một mạng máy tính còn bao gồm nhiều việc hơn những gì được bàn luận ở đây. Đó là những vấn đề liên quan đến việc xây dựng các intranet sử dụng TCP/IP và giao thức Web, WAN, lắp đặt hệ thống dây dẫn và cáp nối. Những vấn đề nầy được bàn đến dưới các đề mục liệt kê trong phần “Từ mục liên quan” ở cuối chủ đề nầy. Để biết thêm các khái niệm, xin tham khảo mục “Data Communication Concepts” và “Network Concepts”. Các tham khảo về Internet được đặt ở cuối phần nầy, mục “Information on the Internet”, bao gồm các địa chỉ tài nguyên trên internet, đặc biệt là những trang liên quan đến kế hoạch phát triển, kiến trúc và thiết kế mạng. Bạn nên xem qua các trang nầy và cả những trang khác tại site của các nhà cung cấp bởi vì các kiểu thiết kế mạng và những gì cấu tạo nên công nghệ mới nhất luôn luôn biến đổi. Từ mục liên quan ATM (Asynchronous Transfer Mode); Backbone Networks; Data Communication Concepts; Gigabit Ethernet; Intranets and Extranets; IP (Internet protocol); IP Switching; Network Concepts; Power and Grounding Problems and Solutions; Routers; Routing Protocols and Algorithms; Switchhed Networks; TIA/EIA Structued Cabling Standards; Transmission Media, Methods, and equipment; và VLAN (Virtual LAN) Thông tin trên internet Interactive Network Design Menual http://techweb.cmp.com/nc/netdesign/series.htm The Intranet Construction Site http://www.intranet-build.com L, David Passmore’s Decisys site (architecture and design papers) http://www.decisys.com 3Com’s technology papers http://www.3com.com/technology Foundry Networks’ router switching papers http://www.foundrynet.com IBM’s Desktop ATM versus Fast Ethernet paper http://www.networking.ibm.com/atm/atm25fe.html Bay Networks’ papers on network design (see papers listed under “White Papers”) http://www.baynetworks.com/Products/Papers Anixter paper on structured cabling and network design http://www.anixter.com/techlib Data Communications’ Tech Tutorials site http://www.data.com/Tutorials LAN Times Online’s Subject Index http://www.subject Fore’s ATM and the Intranet paper http://www.fore.com/atm-edu/whitep/intranet.html Cabletron’s Router Reduction Techniques paper http://www.ctron.com/white-papers/capacity Xylan Corp.’s The Switching Book http://www.xylan.com/sb