Part 2- Mô hình OSI

Mô hình OSI mô tả phương thức truyền tin từ các chương trình ứng dụng của một hệ thống máy tính đến các chương trình ứng dụng của một hệ thống khác thông qua các phương tiện truyền thông vật lý.

Thông tin từ một ứng dụng trên hệ thống máy tính A sẽ đi xuống các lớp thấp hơn, cuối cùng qua các thiết bị vật lý đến hệ thống máy tính B. Sau đó ở hệ thống B, thông tin sẽ đi từ lớp thấp nhất đến cao nhất – chính là ứng dụng của hệ thống máy tính B. Continue reading

Advertisements

Part 1 – Sự khác biệt giữa Hub, Switch và Router

Ngày nay, hầu hết các router đều là thiết bị kết hợp nhiều chức năng, và thậm chí nó còn đảm nhận cả chức năng của switch và hub. Đôi khi router, switch và hub được kết hợp trong cùng một thiết bị, và đối với những ai mới làm quen với mạng thì rất dễ nhầm lẫn giữa chức năng của các thiết bị này.

Nào chúng ta hãy bắt đầu với hub và switch bởi cả hai thiết bị này đều có những vai trò tương tự trên mạng. Mỗi thiết bị dều đóng vai trò kết nối trung tâm cho tất cả các thiết bị mạng, và xử lý một dạng dữ liệu được gọi là “frame” (khung). Mỗi khung đều mang theo dữ liệu. Khi khung được tiếp nhận, nó sẽ được khuyếch đại và truyền tới cổng của PC đích. Sự khác biệt lớn nhất giữa hai thiết bị này là phương pháp phân phối các khung dữ liệu. Continue reading

Tìm hiểu mạng riêng ảo VPN (Phần 2)

Hầu hết các VPN đều dựa vào kỹ thuật gọi là Tunneling để tạo ra một mạng riêng trên nền Internet. Về bản chất, đây là quá trình đặt toàn bộ gói tin vào trong một lớp header (tiêu đề) chứa thông tin định tuyến có thể truyền qua hệ thống mạng trung gian theo những “đường ống” riêng (tunnel).

Khi gói tin được truyền đến đích, chúng được tách lớp header và chuyển đến các máy trạm cuối cùng cần nhận dữ liệu. Để thiết lập kết nối Tunnel, máy khách và máy chủ phải sử dụng chung một giao thức (tunnel protocol).

Giao thức của gói tin bọc ngoài được cả mạng và hai điểm đầu cuối nhận biết. Hai điểm đầu cuối này được gọi là giao diện Tunnel (tunnel interface), nơi gói tin đi vào và đi ra trong mạng. Continue reading

Tìm hiểu mạng riêng ảo VPN (Phần 1)

Giải pháp VPN (Virtual Private Network) được thiết kế cho những tổ chức có xu hướng tăng cường thông tin từ xa vì địa bàn hoạt động rộng (trên toàn quốc hay toàn cầu). Tài nguyên ở trung tâm có thể kết nối đến từ nhiều nguồn nên tiết kiệm được được chi phí và thời gian.

vpn-1
Một mạng VPN điển hình bao gồm mạng LAN chính tại trụ sở (Văn phòng chính), các mạng LAN khác tại những văn phòng từ xa, các điểm kết nối (như ‘Văn phòng’ tại gia) hoặc người sử dụng (Nhân viên di động) truy cập đến từ bên ngoài.

Continue reading

10 cách khắc phục sự cố DNS Resolution

Trong bài này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn 10 cách để khắc phục sự cố các vấn đề phát sinh với DNS Resolution.

Giới thiệu

Tất cả chúng ta đều cần đến một DNS Resolution đích thực cho các ứng dụng mạng của mình. Tuy nhiên khi có sự cố với nó xảy ra, bạn cần phải thực hiện những gì?

Hãy đối mặt với tình trạng này khi DNS Resolution không làm việc, sử dụng bất cứ thứ gì trên máy tính có liên quan đến mạng đều gặp khó khăn thì có rất có thể một lúc nào đó nó sẽ không làm việc. DNS thực sự không phải là một tính năng tuyệt vời cho một mạng, nó chỉ là một cách thức để thực hiện. Với tư cách là một quản trị viên, bạn chắc chắn đã nghe thấy việc cảnh báo của nhiều người dùng về tình trạng mạng bị “sập” của họ, nguyên nhân khi đó lại thường là các máy chủ DNS.

Vậy làm cách nào bạn có thể khắc phục được dịch vụ cơ sở hạ tầng mạng quan trọng này khi đang ở máy tính người dùng (hay máy tính của bạn) và DNS hiện không phân giải tên miền? Đây là 10 mẹo chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng để khắc phục sự cố về DNS Resolution này. Continue reading

Công nghệ ADSL

Hiểu một cách đơn giản nhất, ADSL là sự thay thế với tốc độ cao cho thiết bị Modem hoặc ISDN giúp truy nhập Internet được nhanh hơn. Các biểu đồ sau chỉ ra các tốc độ cao nhất có thể đạt được.

Giới thiệu về ADSL
Nội dung

  • Khái quát về ADSL – định nghĩa và cơ chế hoạt động
  • Những thành tố cơ bản giúp tạo thành kết nối ADSL tốc độ cao
  • Những vấn đề thực tế đối với việc triển khai ADSL Continue reading

Đánh giá tốc độ truyền dữ liệu trong mạng Wi-Fi và WiMAX

1.Giới thiệu

Xã hội càng phát triển nhu cầu truyền thông của con người ngày càng cao, chính vì vậy các chuẩn không dây ngày càng phát triển, mỗi chuẩn kỹ thuật đều có những ưu và nhược điểm về phạm vi phủ sóng, tốc độ truyền dữ liệu, yêu cầu về thời gian thực… Tuỳ từng yêu cầu cụ thể mà chúng ta sử dụng các kỹ thuật khác nhau. Hiện nay, các nghiên cứu đều nhằm mục đích tăng hiệu quả của mạng và yêu cầu của người sử dụng. Bài viết trình bày phân loại mạng không dây, trên cơ sở đó so sánh tốc độ truyền dữ liệu trong mạng không dây nhằm hỗ trợ cho quá trình phát triển và ứng dụng của mạng tuỳ từng môi trường cụ thể.

2 Phân loại mạng không dây

Hai chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản để phân loại mạng không dây là phạm vi phủ sóng và giao thức báo hiệu.

Trên cơ sở phạm vi phủ sóng chúng ta có 4 loại mạng sau: mạng cá nhân không dây WPAN (Wireless Personal Area Network), mạng cục bộ không dây WLAN (Wireless Local Area Network), mang đô thị không dây WMAN (Wireless Metropolitan Area Network), mạng diện rộng không dây WWAN (Wireless Wide Area Network).

Dựa trên giao thức mạng ta có hai loại mạng sau:

– Mạng có sử dụng giao thức báo hiệu được cung cấp bởi người quản lý viễn thông cho hệ thống di động.Ví dụ mạng 3G.

– Mạng không sử dụng giao thức báo hiệu như là Ethernet. Internet là ví dụ điển hình cho loại mạng này.

Mạng sử dụng giao thức báo hiệu có thể đảm bảo băng tần cố định và chất lượng gói dữ liệu với cơ chế chuyển mạch. Khi một kết nối được thiết lập chuyển mạch sẽ thực hiện sự trao đổi giữa nguồn và đích. Trong mạng chuyển mạch gói kết nối được thực hiện thông qua chuyển mạch ảo. Trong mạng không sử dụng giao thức báo hiệu, các gói trao đổi thông qua băng thông như nhau và có sự chia sẻ. Ưu điểm của loại mạng này là đơn giản và dễ thực hiện cũng như phát triển mạng. Sau đây chúng ta sẽ đi vào xem xét một số mạng không dây cơ bản.

2.1 Mạng WPAN

Mạng này thường được sử dụng trong trường hợp kết nối với phạm vi hẹp điển hình là Bluetooth (IEEE 802.15.1), UWB và Zigbee.Ngoài ra còn có mạng RFID.

2.1.1 Bluetooth

Được hãng Ericsson phát triển có khả năng kết nối với 7 thiết bị con, được thiết kế để thay thế dây dẫn trong việc kết nối với các thiết bị ngoại vi, có khả năng thiết lập được 10 nhóm (80 thiết bị) trong một miền. Mục đích kết nối này nhằm thay thế kết nối điểm điểm hoặc giữa hai thiết bị. Chuẩn ngày nay là IEEE 802.15.1, phiên bản cuối 2.0+EDR cho phép truyền dữ liệu lên đến 3Mbit/s trong phạm vi 100 m.Dải tần số sử dụng 2,4 GHz ISM.

2.1.2 Ultra Wide Band (UWB)

Mạng UWB sử dụng phần lớn phổ để trao đổi dữ liệu. Chính vì vậy mà tín hiệu cho mỗi băng tần thường nhỏ và không bị nhiễu bởi các tín hiệu khác. Chuẩn của nó là IEEE 802.15.3 và có khả năng truyền hàng trăm Mbit/s trong phạm vi hàng chục mét (Khi 6 hệ thống UWB đặt cạnh nhau trong cùng một miền tốc độ tối đa là 50 Mbit/s). Hiện nay mạng UWB đã đủ sức cạnh tranh với mạng LAN không dây.

2.1.3 Zigbee

Zigbee là mạng chủ yếu truyền các lệnh chứ không phải luồng dữ liệu, cho phép thực hiện mạng WPAN với chi phí thấp. Hai chuẩn của nó là: IEEE 802.15.4 (tốc độ 250 Kbit/s trong phạm vi 10m tối đa 255 thiết bị ,băng tần 2,4 GHz ); IEEE 802.15.4a (tốc độ giới hạn 20 Kbit/s cho phép trong phạm vi tối đa 75 m với 65 000 thiết bị, băng tần 900 kHz).

2.1.4 RFID

Mặc dù chip RF chỉ có một phần rất nhỏ nhưng nó có ưu điểm là giá cả thấp nhất. RFID không có bất kỳ nhóm IP nào. RFID cho phép trong phạm vi 3 m không yêu cầu bộ khuếch đại. RFID là chuẩn đầu tiên của EPC 1.0 vào tháng 9/2003 (Electronic Product Codes).

2.2 Mạng WLAN

Trong mạng WLAN, chỉ có mạng Hiperlan II mới đáp ứng được yêu cầu này. Mạng này sử dụng chuẩn Wi-Fi. Tuy nhiên, việc Wi-Fi có được sử dụng trong đô thị hay không vẫn là vấn đề còn bàn cãi.

Họ chuẩn Wi-Fi cho phép thiết lập mạng không dây với khoảng cách ngắn. Chuẩn này có thể kết nối trực tiếp theo kiểu điểm điểm. Mạng Wi-Fi thường khó khăn trong việc thích nghi với mạng di động. Khi thiết bị di động với tốc độ cao(vài km/giờ) chúng sẽ bị mất tín hiệu. Có rất nhiều chuẩn Wi-Fi được mô tả thông qua bảng 1.

Bảng 1: So sánh các chuẩn của mạng Wi-Fi

Chuẩn

Tốc độ lý thuyết (Mbit/s)

Phạm vi (m)

Dải tần (GHz)

Chú thích

IEEE 802.11

2

IEEE 802.11b

11

<1000

2,4

IEEE 802.11a

54

30

5

IEEE 802.11g

54

<1000

2,4

IEEE 802.11n

320

»30

2,4 và 5

IEEE 802.11e

Mở rộng chuẩn 802.11n

IEEE 802.11f

Dùng cho máy di động

IEEE 802.11i

Quan tâm về bảo mật

2.3 Mạng WMAN và mạng di động thế hệ 3

Có ba họ lớn gồm:

WiMAX: WiMAX dựa trên chuẩn IEEE 802.16 và chuẩn ETSI HiperMAN châu Âu. Tốc độ lý thuyết 70 Mbit/s trong phạm vi tối đa là 50 km.

Mạng di động thế hệ thứ 3: Mạng 3G là mạng quốc gia nhưng yêu cầu quan tâm đến kích thước các ô. Sau mạng di động thế hệ thứ nhất (mạng điện thoại tương tự), mạng di động thế hệ thứ hai (GSM) và GPRS (gọi là 2,5G), mạng di động thế hệ thứ 3 kết hợp truyền cả dữ liệu và âm thanh với tốc độ cao.Chuẩn 3G được kết hợp trong chuẩn IMT-2000.

itGatevn_0009992.jpg

Hình 1: Sự phát triển của mạng tế bào

Mạng di động băng rộng MBWA: Dựa trên chuẩn IEEE 802.20, MBWA cho phép thiết lập mạng di động với tốc độ 250 km/h. Tần số sử dụng của mạng MBWA thấp hơn 3,5GHz, tốc độ tối đa 1Mbit/s cho đường xuống và 300 Kbit/s cho đường lên với phạm vi mỗi ô tối đa 2,5 km. Một phiên bản khác sử dụng tần số 5 MHz có thể cho phép đạt tốc độ 4 Mbit/s đường xuống và 1,2 Mbit/s cho đường lên với mỗi người sử dụng. Mạng MBWA có khả năng tương thích tốt với âm thanh và dữ liệu tương đương với mạng 3G. Nó được sử dụng tốt trong kỹ thuật điều khiển như dịch tần, OFDM, anten thích nghi….

So với MBWA, WiMAX bị giới hạn bởi tốc độ di chuyển thấp (60 km/h < 250 km/h). So sánh về dữ liệu (3GPP dựa trên GSM và 3GPP2 dựa trên IS-41), MBWA được tối ưu về dữ liệu IP.

Một trong các mục tiêu của MBWA đó là hiệu quả trải phổ lớn hơn 2 bits/sec/Hz/cell với tốc độ 3 km/h cho đường xuống và hơn 1,5 bits/sec/Hz/cell với tốc độ 120 km/h cho đường lên thấp hơn 25 % so với mạng di động 3G 0,5 bit/sec/Hz/cell cho CDMA EV-DO.

2.4 Mạng không dây diện rộng WWAN

Thông qua vệ tinh có thể hình thành một vài mạng như:

– Mạng sử dụng vệ tinh địa tĩnh Geostationary satellites (GEO), độ cao 35.800 km so với mặt đất và nằm tại vị trí giống nhau trên bầu trời. Hiện nay đang phục vụ cho việc truy nhập sử dụng chuẩn DVB-S cho đường xuống và DVB-RCS cho đường lên. Giá cả thiết bị và băng tần tuỳ vào yêu cầu kỹ thuật.

– Mạng sử dụng vệ tinh quỹ đạo thấp Low orbit satellites (LEO) phục vụ các ứng dụng như thoại.

– Mạng sử dụng vệ tinh quỹ đạo trung bình Satellites in average orbit (MEO) khi cần giảm vệ tinh mặt đất

Cuối cùng chúng ta có thể so sánh các mạng không dây thông qua bảng 2.

Bảng 2: So sánh khả năng của mạng không dây

Tên

Chuẩn

Tốc độ lý thuyết (Mbit/s)

Phạm vi tối đa (m)

Tần số

(GHz)

RFID

EPC 1.0-

ISO 10536 và ISO 14443

0,106

3

Vài GHz

Bluetooth

IEEE 802.15.1

2

100

2,4

UWB

IEEE 802.15.3

»50

10

Zigbee

IEEE 802.15.4

0,25

10

2,4

Zigbee

IEEE 802.15.4a

0,02

75

0,9

Wi-Fi

IEEE 802.11b

11

100

2,4

Wi-Fi

IEEE 802.11a

54

30

5,5

Wi-Fi

IEEE 802.11g

54

100

2,4

Wi-Fi

IEEE 802.11n

320

30

2,4-5,5

WiMAX

IEEE 802.16a

70

50km

2,5-3,5-5,8

MBWA

IEEE 802.20

1

100

<3,5

Trên cơ sở phân loại mạng không dây chúng ta sẽ đi vào so sánh hai loại mạng điển hình đó là mạng WiFi và Wimax.

3. So sánh tốc độ truyền dữ liệu trong mạng WiFi và WiMAX

3.1 Chuẩn 802.16 dùng trong mạng Wimax

Có hai chuẩn chúng ta quan tâm đó là 802.11 và 802.16. Chuẩn IEEE 802.16 là chuẩn dùng cho mạng Wimax còn chuẩn IEEE 802.11 là chuẩn dùng cho mạng Wi-Fi.

Trong phần này chúng ta sẽ tập trung xem xét về chuẩn 802.16. Chuẩn 802.16 dựa trên kỹ thuật RF gọi là phân chia đa tần số trực giao (OFDM) có hiệu quả cao trong việc truyền dữ liệu. 802.16 bao gồm các chuẩn 802.16, 802.16a, 802.16c, 802.16d, 802.16e, 802.16f, 802.16g ... được minh họa trên Hình 2.

itGatevn_0009993.jpg

Hình 2. Chuẩn 802.16

Chuẩn 802.16 được đưa ra năm 2001 với băng tần 10-66 GHz và chỉ ứng dụng trong phạm vi nhìn thẳng (LOS) điểm-điểm. Năm 2002 có thêm chuẩn 802.16, 802.16c. Năm 2003, được bổ sung chuẩn 802.16a chủ yếu cho truy cập không dây băng rộng trong dải tần 2-11GHz ứng dụng được cả trong tầm nhìn hạn chế (NLOS) điểm đa điểm. 802.16d được đưa ra năm 2004 cho các ứng dụng di động và cố định trong dải tần từ 2-66GHz và cuối cùng chuẩn 802.16e cung cấp cho khả năng di động tốc độ cao với băng tần từ 2-66GHz có khả năng chuyển vùng (roaming).

802.16 về cơ bản là khác 802.11 và hệ thống di động không dây như GSM, CDMA và UMTS. 802.16 là hệ thống truy cập không dây cung cấp cho việc truy cập băng thông rộng với nhiều thuê bao. Nó sử dụng phương tiện truyền dẫn cơ bản là sóng vi ba. Ngoài ra nó còn có khả năng thích nghi và chuẩn hoá với các kỹ thuật hiện tại cho các dịch vụ băng rộng.

itGatevn_0009994.jpg

Hình 3. Vị trí 802.16 trong mạng

Diễn đàn WiMax đã thừa nhận các tính chất ưu việt này và cho phép chuẩn 802.16 hoạt động với tần số 2.5GHz, 3.5GHz và 5.8GHz.WiMax có một số ưu điểm sau:

– Thích hợp cho các ứng dụng IP yêu cầu dải tần lớn cho cả di động và cố định.

– Giá cả thấp và vùng phủ sóng rộng hơn hệ thống tế bào hiện nay.

– Kết hợp tốt với cả mạng cố định và di động hiện tại; có thể chia sẻ lõi IP và các ứng dụng văn phòng.

3.2 So sánh tốc độ truyền dữ liệu trong mạng Wi-Fi và WiMAX

Mạng WiMAX và Wi-Fi tuy không cùng môi trường sử dụng nhưng chúng có khả năng bổ sung lẫn nhau: Wi-Fi được thực hiện trong mạng không dây cục bộ với khoảng cách nhỏ còn WiMAX được sử dụng cho các mạng đô thị lớn có khả năng tương thích với các mạng hiện tại. Mặc dù không cùng mục đích như nhau nhưng chúng ta thấy công nghệ sử dụng trong mạng WiMAX có một số ưu điểm so với Wi-Fi:

– Sai số ít hơn

Khả năng vượt qua vật cản tốt hơn

– Số thiết bị sử dụng kết nối lớn hơn hàng trăm so với hàng chục trong Wi-Fi.

– Lớp vật lý MAC(Medium Access Control) dùng trong WiMAX dựa trên kỹ thuật phân chia theo khe thời gian cho phép đồng nhất băng tần giữa các thiết bị (TDMA) hiệu quả hơn sơ với Wi-Fi (sử dụng CSMA-CA rất gần CSMA-CD sử dụng trong mạng Enthernet). Chính vì vậy phổ sóng vô tuyến sẽ đạt được tối ưu hơn. Chúng ta có thể so sánh 5 Bps/Hz với 3,2 Bps/Hz của MBWA hoặc 2,7 Bps/Hz của Wi-Fi.

So sánh giữa mạng WiMAX và Wi-Fi được tổng kết thông qua bảng 3.

Bảng 3: So sánh giữa mạng Wi-Fi và WiMAX

Thuộc tính

Wi-Fi (802.11)

WiMAX(802.16)

Khả năng

– Kênh cố định (20MHz)

– MAC hỗ trợ hàng chục người sử dụng

– Kênh có băng tần thay đổi

Khả năng mở rộng băng tần từ 1,5#20Mhz

– MAC hỗ trợ hàng trăm người sử dụng

Chất lượng QoS

– Sử dụng (CSMA/CA) nên không đảm bảo về chất lượng

– Hiện tại không hỗ trợ âm thanh,video

– Không cho phép các mức dịch vụ khác nhau

– Chỉ có TDD (bất đối xứng)

– Chỉ 802.11e ưu tiên cho QoS

– Có đảm bảo về chất lượng trên MAC

-Hỗ trợ âm thanh,hình ảnh

– Hỗ trợ nhiều mức dịch vụ T1 cho người buôn bán, đặc biệt hiệu quả ở nhà riêng

– Có TDD/FDD/HFDD (cả đối xứng và bất đối xứng)

– Yêu cầu bắt buộc cho QoS

Phạm vi

– Tối ưu khoảng 100 m

– Không có khả năng bù khoảng cách

– Thiết kế đa đường trong nhà (trễ 0,8ms)

-Tối ưu hoá tập trung tại hai lớp PHY và MAC trong phạm vi 100m

– Mở rộng phạm vi nhờ thay đổi công suất nhưng lớp MAC có thể không chuẩn tắc

-Tối ưu hoá khảng 50km

– Thiết kế cho nhiều người sử dụng hàng km

– Chịu được trễ đa đường lớn cỡ 10 ms

– Lớp PHY và MAC với khả năng mở rộng trong phạm vi cho phép

– MAC chuẩn tắc

Phủ sóng

– Tối ưu hoá trong nhà

– Không hỗ trợ mạng cấu hình pha trộn

– Tối ưu hoá bên ngoài trong tầm nhìn hạn chế

– Hỗ trợ cấu hình mạng pha trộn

– Hỗ trợ kỹ thuật anten thông minh

Bảo mật

– Chuẩn đang tồn tại là WPA và WEP

– 802.11i có chế độ bảo mật địa chỉ

– Có khoá bộ ba DES (128 bit) và RSA(1024 bit

Trên cơ sở những kết quả so sánh chúng ta có nhận xét sau:

Mạng WiMAX không thể thay thế được Wi-Fi trong các ứng dụng nhưng nó góp phần bổ sung để hình thành mạng không dây. Xu hướng chung của mạng không dây đó là cải thiện phạm vi phủ sóng với hiệu quả tốt nhất. Kỹ thuật nổi bật đó là chiếm lĩnh về không gian, tích hợp với các kỹ thuật hiện tại và quan tâm đến các yếu tố cơ bản như công suất tiêu thụ thấp, phạm vi lớn, tốc độ truyền dữ liệu cao. Trong mạng không dây chất lượng tại lớp thấp nhất để có thể điều khiển trễ trong quá trình truyền và các dịch vụ như thoại,video.

WiMAX và Wi-Fi ứng dụng trong hai môi trường khác nhau. Mục đích của WiMAX sẽ hướng tới không chỉ là phạm vi phủ sóng mạng di động mà cả những mạng công cộng khác. Một trong các hướng phát triển quan trọng khác của WiMAX đó là giải quyết kết nối cho mạng VoIP trong tương lai không xa.

Tài liệu tham khảo

[1]. Understanding WiMAX and 3G for Portable/Mobile Broadband Wireless, Technical White Paper, December 2004.

[2]. Understanding Wi-Fi and WiMAX as Metro – Access Solutions,White Paper, 2004.

[3]. Wimax Verus WiFi,Micheal Finneran dBrn Asociates,Inc ,01 June 2004.

[4]. Achieving QoS for IEEE 802.16 in Mesh Mode ,Fuqiang LIU, Zhihui ZENG, Jian TAO, Qing LI, Zhangxi LIN, 2004.

ThS. Nguyễn Hữu Phát

Coeus (theo TCBCVT&CNTT)