Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học điều khiển thiết bị qua mạng ethernet...

Tài liệu điều khiển thiết bị qua mạng ethernet

.DOCX
89
164
132

Mô tả:

MỤC LỤC Lời Cảm ơn................................................................................................5 Lời mở đầu.......................................................................................................6 Mục tiêu đề tài...........................................................................................7 Nhiệm vụ của đề tài...................................................................................7 Chương 1: Tổng quan về Ethernet................................................................8 1.1. Cấu trúc khung tin Ethernet..................................................................8 1.1. Cấu trúc địa chỉ Ethernet....................................................................11 1.2. Đặc tính điện.......................................................................................11 1.3. Các loại khung Ethernet......................................................................12 1.3.1. Các loại khung uniscat..................................................................12 1.3.2. Các khung broadcast.....................................................................13 1.3.3. Các khung Multicast.....................................................................13 1.4. Truy cập bus.......................................................................................13 1.5. Các loại Ethernet.................................................................................15 1.5.1. Các hệ thống Ethernet 10Mb/s........................................................15 1.5.2. Các hệ thống Ethernet tốc độ 100Mb/s........................................16 1.5.3. Các hệ thống Giga Ethernet..........................................................16 Chương 2: Họ giao thức TCP/IP..................................................................18 2.1. Họ giao thức TCP/IP.............................................................................18 2.1.1. Tầng ứng dụng ( Application layer).............................................20 2.1.2. Tầng giao vận(Transport layer)....................................................21 2.1.3. Tầng mạng( internet layer)...........................................................22 2.1.4. Lớp liên mạng (Network Interface Layer)...................................22 2.2. Cấu trúc gói tin IP, TCP,ARP,UDP....................................................23 2.2.1. Cấu trúc địa chỉ IP..........................................................................23 2.2.2. Cấu trúc gói tin IP.........................................................................24 2.2.3. Cấu trúc gói tin TCP.....................................................................26 2.2.4. Cấu trúc gói tin ARP (Adrees Resolution Protocol)....................27 1 2.2.5. Cấu trúc gói tin UDP....................................................................31 2.2.6. Giao thức điều khiển truyền tin – ICMP (Internet Control Message Protocol).....................................................................................31 Chương 3: Phần cứng...................................................................................33 3.1. Vi điều khiển PIC...............................................................................33 3.1.1. Giới thiệu về vi điều khiển PIC...................................................33 3.1.2. Một số ưu điểm của Microchip PIC...........................................35 3.1.3. Vi điều khiển PIC18F4550...........................................................36 3.3. Cảm biến nhiệt độ LM35.....................................................................47 3.4. Module Ethernet ENC28J60 và chuẩn giao tiếp SPI...........................49 3.4.1. Vi Mạch Ethernet ENC28j60.........................................................49 3.4.2. Sơ đồ chân và sơ đồ khối của ENC28j60........................................50 3.4.3. Sơ đồ ghép nối vi điều khiển với ENC28j60.................................51 3.4.4. Module Ethernet.............................................................................52 3.4.5. Chuẩn truyền thông SPI................................................................52 3.5. Text LCD.............................................................................................57 3.5.1. Cấu trúc Text LCD..........................................................................57 3.5.2. Sơ đồ chân......................................................................................58 3.5.3. Điều khiển hiển thị..........................................................................60 3.5.4. Mạch RJ14.....................................................................................62 Chương 4: Trình biên dịch CCS và webserver...........................................63 4.1. Trình dịch CCS (PIC C Compiler)........................................................63 4.1.1. Vì sao ta sử dụng CCS....................................................................63 4.1.2. Giới thiệu về CCS..........................................................................63 4.1.3. Tạo PROJECT đầu tiên trong CCS.................................................64 4.2. Web động..............................................................................................74 4.3. CSS........................................................................................................74 4.3.1. Ưu điểm của CSS............................................................................75 4.3.2. Các đặc tính cơ bản của CSS..........................................................75 2 4.3.3. CSS có tính kế thừa và kết hợp.......................................................77 Chương 5: Sơ đồ khối và mô phỏng.............................................................79 5.1. Sơ đồ khối..........................................................................................79 5.2. Mạch nguyên lý..................................................................................80 5.2.1. Khối nguồn..................................................................................81 5.2.2. Khối công suất (RELAY)............................................................81 5.2.3. Khối hiển thị (LCD 16x2)...........................................................82 5.2.4. Khối Key điều khiển đèn (Nút nhấn)..........................................82 5.2.5. Khối đo nhiệt độ và Header giao tiếp với Module Ethernet........83 5.2.6. Khối reset, Xung thạch anh, Lọc nguồn.....................................183 5.2.7. Khối Vi xử lý trung tâm (Pic 18F4550)......................................84 5.3. Mô Phỏng............................................................................................85 KẾT LUẬN....................................................................................................86 Tài liệu tham khảo:.......................................................................................87 3 HÌNH ẢN Hình 1. 1: Mã hóa Manchester........................................................................12 Hình 1. 2: Mô hình truyền thông unicast........................................................13 Hình 1. 3: Minh họa phương pháp CSMA/CD..............................................14 Y Hình 2. 1: Kiến trúc TCP/IP............................................................................19 Hình 2. 2: Quá trình đóng/mở gói dữ liệu trong TCP/IP.................................20 Hình 2. 3: Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP........................................................20 Hình 2. 4: tổ chức địa chỉ IP............................................................................24 Hình 2. 5: Mô tả đường truyền dữ liệu ARP...................................................28 Hình 3. 1: Hình thực tế của PIC18F4550........................................................36 Hình 3. 2: sơ đồ chân của PIC18F4550...........................................................38 Hình 3. 3: Sơ đồ chân của LM35....................................................................48 Hình 3. 4: Sơ đồ chân ENC28J60...................................................................50 Hình 3. 5: Sơ đồ khối ENC28J60....................................................................50 Hình 3. 6: Sơ đồ ghép nối vi điều khiển với ENC28j60.................................51 Hình 3. 7 : Sơ đồ nguyên lý Module Ethernet.................................................51 Hình 3. 8: Module Ethernet thực tế.................................................................52 Hình 3. 9: SPI giữa một chip Master và 3 chip Slave thông qua 4 đường......54 Hình 3. 10: Quá trình truyền 1 gói dữ liệu thực hiện bởi module SPI............55 Hình 3. 11: Quá trình đọc thanh ghi điều khiển Ethernet...............................55 Hình 3. 12: Quá trình đọc thanh ghi điều khiển MAC....................................56 Hình 3. 13: Quá trình ghi vào thanh ghi lệnh.................................................56 Hình 3. 14: Quá trình ghi vào bộ đệm lệnh....................................................56 Hình 3. 15: Quá trình ghi vào lệnh của hệ thống...........................................57 Hình 3. 16: Text LCD 16x2............................................................................58 Hình 3. 17: kết nối Text LCD với Vi điều khiển............................................60 Hình 3. 18: Hoạt động của chân RS................................................................61 Hình 3. 19: Sở đồ khối của HR911105A........................................................62 Hình 4. 1: Giao diện chương trình CCS..........................................................64 Hình 4. 2: Tạo file mới trong PCW compiler.................................................65 Hình 4. 3: Bảng hỗ trợ chức năng cho PIC....................................................66 Hình 4. 4: Tab General...................................................................................67 Hình 4. 5: Tab Communications....................................................................68 Hình 4. 6: Tab SPI..........................................................................................69 4 Hình 4. 7: Tab LCD........................................................................................69 Hình 4. 8: Tab Timer.......................................................................................70 Hình 4. 9: Tab Analog.....................................................................................71 Hình 4. 10: Tab Driver và Tab Interrupt.........................................................72 Hình 4. 11: Tab Other.....................................................................................73 Hình 4. 12: web sever......................................................................................78 Hình 5. 1: Sơ đồ khối giao tiếp của mạch.......................................................80 Hình 5. 2: Mạch nguyên lý..............................................................................81 Hình 5. 3: Khối nguồn.....................................................................................82 Hình 5. 4: khối công suất (relay 5 chân 12v DC/ 240v AC)...........................82 Hình 5. 5: khối hiển thị (LCD 16x2)...............................................................83 Hình 5. 6: Khối Nút nhấn................................................................................83 Hình 5. 7: LM35(nhiết độ) & Header kết nối với Module Ethernet............84 Hình 5. 8: a:xung thạch anh............................................................................84 Hình 5. 9: Khối xử lý dùng vi điều khiển PIC18F4550..................................85 Hình 5. 10: Mô phỏng.....................................................................................86 BẢNG 5 Bảng 1. 1: Cấu trúc khung MAC theo IEEE 802.3/ Ethernet.........................11 Y Bảng 2. 1: Mô tả gói thông tin ARP ..............................................................29 Bảng 2. 2: Khung dữ liệu ARP........................................................................30 Bảng 2. 3: Cấu trúc gói ICMP.........................................................................32 Bảng 3. 1: Bảng chức năng chân của PIC18F4550.........................................38 Bảng 3. 2: Bảng chức năng chân của PORTA................................................39 Bảng 3. 3: Bảng chức năng chân của PORTB................................................41 Bảng 3. 4: Bảng chức năng chân của PORTC................................................43 Bảng 3. 5: Bảng chức năng chân của PORTD................................................44 Bảng 3. 6: Bảng chức năng chân của PORTE.................................................46 Bảng 3. 7: Chức năng chân của LCD..............................................................58 6 Lời Cảm ơn Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy cô trong khoa Điện – Điện Tử, nhất là quý Thầy cô thuộc bộ môn Điện Tử Viễn Thông đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức chuyên ngành cho người thực hiện đồ án trong thời gian vừa qua. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô Vũ Thị Thu Hương vì sự tận tình hướng dẫn cũng như đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho em để có thể thực hiện và hoàn thành tốt đề tài này. Em cũng không quên cảm ơn các bạn trong lớp đã trao đổi, góp ý để em hoàn thành đề tài này một cách tốt đẹp và đúng thời gian. Mặc dù đã có nhiều cố gắng và nỗ lực thực hiện, nhưng do kiến thức cũng như khả năng bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi những sai phạm, thiếu sót…Rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn từ nơi quý thầy cô và các bạn sinh viên. 7 Lời mở đầu Trong thời đại công nghiệp hoá hiện đại hoá như hiện nay. Việc phát minh và chế tạo ra các thiết bị thông minh có khả năng điều khiểu từ xa đang và sẽ rất được quan tâm và rất hữu ích cho cuộc sống hằng ngày. Vì mục tiêu công nghệ hiện đại hoá ngày càng phát triển, tôi đã quyết định làm một đồ án về điều khiển thiết bị qua mạng Ethernet. Khi dự án hoàn thành chúng ta có thể điều khiểu các thiết điện trong nhà thông qua mạng internet,tương tác bằng tay qua nút nhấn, kiểm soát nhiệt độ phòng‚ hiển thị trạng thái hoạt động của các thiết bị trên LCD, …. Dù chúng ta ở bất cứ nơi nào có mạng internet đều có thể điều khiển được các thiết bị đã kết nối với module điều khiển ethernet. Khi dự án thành công và được áp dụng rộng rãi thì sẽ rất hữu ích cho đời sống hằng ngày. Giúp cho đất nước ngày càng phát triển. Giáo Viên Hướng Dẫn Vũ Thị Thu Hương Người Thực Hiện Nguyễn Văn Vượng - 0541050263 8 Mục tiêu đề tài  Thực hiện giao tiếp mạng giữa phần cứng mạch điện tử với máy tính qua mạng Ethernet.  Điều khiển hoạt động của các thiết bị (trong đề tài là 3 đền LED tượng trưng cho 3 thiết bị ), dưới sự điều khiển và giám sát của con người.  Giám sát nhiệt độ thông qua cảm biến nhiệt LM35. Nhiệm vụ của đề tài Để có thể đạt được mục tiêu đề ra, người thực hiện đề tài đã đưa ra những nhiệm vụ cần phải thực hiện:  Nghiên cứu vi điều khiển PIC18f4550 và trình biên dịch CCS (PIC C Compiler).  Lý thuyết mạng Ethernet và cách thức truyền nhận dữ liệu  Nghiên cứ chuẩn giao tiếp SPI và ứng dụng thực tế trên module Ethernet ENC28J60  Tìm hiểu ngôn ngữ html và CSS trong lập trình giao diện web  Tính toán, thiết kế và thi công phần cứng mạch điện tử (mô phỏng)  Xây dựng thuật toán và viết code cho ứng dụng dựa theo mục tiêu đã đề ra. 9 Chương 1: Tổng quan về Ethernet ETHERNET là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sử dụng rộng rãi hiện nay. Hiện thời Ethernet thường được sử dụng nhiều nhất là cáp đôi xoắn 10Mbps. Ethernet được phát minh ra tại trung tâm nghiên cứu Xerox Palo Alto vào những năm 70 của tiến sỹ Robert M.Metcalfe. nó được thiết kế bởi mục đích phục vụ nghiên cứu trong “ hệ thống công sở trong tương lai”, bao gồm trạm cá nhân đầu tiên trong thế giới, trạm Xerox Alto. Trạm Ethernet đầu tiên chạy với tốc độ xấp xỉ 3Mbps. Chuẩn Ethernet 10Mbps đầu tiên được xuất bản vào năm 1980 với sự phối hợp phát triển của 3 hãng DEC, Intel, Xerox. Chuẩn này có tên Dix Ethernet( lấy tên theo 3 chữ cái đầu tiên của các hãng ) Ủy ban 802.3 của IEEE đã lấy Dix Ethernet làm nền tảng để phát triển, năm 1985 chuẩn 802.3 đầu tiên được ra đời với tên IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple access with Collition Detection (CSAM/CD). Mặt dù không sử dụng Ethernet nhưng hầu hết mọi người đều hiểu đó là phần chuẩn của công nghệ Ethernet.Ngày nay chuẩn IEEE 802.3 là chuẩn chính thức của Ethernet.IEEE đã phát triển chuẩn Ethernet trên nhiều công nghệ truyền dẫn khác nhau vì thế có nhìu loại mạng Ethernet khác nhau. Đặc biệt với phiên bản 100Mbit/s ( fast Ethernet, IEEE 802.3u), Ethernet ngày càng đóng vai trò trong hệ thống công nghiệp, bên cạnh việc sử dụng cáp đồng trục, đôi dây xoắn và cáp quang, gần đây Ethernet không dây ( Wirless LAN, IEEE 802.11) đang thu hút sự quan tâm rất lớn. 1.1. Cấu trúc khung tin Ethernet Các chuẩn Ethernet đều hoạt động ở tầng Data link trong mô hình 7 lớp OSI vì thế đơn vị dữ liệu mà các trạm trao đổi với nhau là các khung ( famer) . Cấu trúc khung Ethernet như sau: 10 Bảng 1. 1: Cấu trúc khung MAC theo IEEE 802.3/ Ethernet Preamble ( mở đầu): 7 bytes ( không được tính vào kích thước frame của Ethernet ) trường này đánh dấu sự xuất hiện của khung bit, nó luôn mang giá trị 10101010. Từ nhóm bit này, phía nhận có thể tạo ra xung đồng hồ 10Mhz. SFD ( Start Frame Delimiter): 1 bytes (không được tính vào kích thước frame của Ethernet) trường hợp này mới thực sự xác định bắt đầu của một khung. Nó luôn mang giá trị 10101011. Destination Address( địa chỉ đích): 6 bytes  Đây là địa chỉ MAC của Ethernet card nơi đến ( nơi khung frame gửi đến).  Ý nghĩa của bit thấp nhất xác định 6 bytes này: o 0: địa chỉ unicast 3 bytes đầu tiên được dùng để chỉ nhà sản xuất 1. 00-00-0C: CISCO 2. 00-00-3D: AT&T 3 bytes tiếp theo do nhà sản xuất quyết định 11 o 1: địa chỉ multicast 01-80-C2-00-00-00: được dùng bởi các bridges cho giải thuật cây tản rộng (spanning trê algorithm) FF-FF-FF-FF-FF-FF: địa chỉ quảng bá (broadcast)  Ở chế độ hoạt động bình thường, Ethernet chỉ tiếp nhận những frame có địa chỉ nơi đến trùng với địa chỉ (duy nhất) của nó, hoặc địa chỉ nơi đến thể hiện một thông điệp quản bá. Tuy vậy, hầu hết các Ethernet card đều có thể được đặt ở chế độ "promiscuous". Trong chế độ này, nó sẽ nhận tất cả các frame xuất hiện trong mạng LAN. Source Address ( địa chỉ nguồn): 6 bytes .Đây là địa chỉ MAC của Ethernet card nguồn ( nơi khung frame được gửi đi). LEN/TYLE(độ dài/kiểu gói): 2 bytes. giá trị của trường nói lên độ lớn của phần giữ liệu mà khung mang theo.  Có 2 loại cấu trúc Ethernet frame o IEEE 802.3 MAC Dùng để chỉ độ dài của Ethernet frame o DIX Ethernet: được công bố bởi DEC, Intel và Xeror vào năm 1980 (phổ biến hơn) Dùng để chỉ giao thức của lớp phía trên 0800: IP 0860: ARP Phần thông tin: từ 46 tới 1500 bytes:  Do kích thước frame tối thiểu là 64 bytes, kích thước tối thiểu của phần thông tin là 64-18=46 bytes.  Kích thước phần thông tin tối đa là 1500 bytes. Do đó, kích thước gói IP trong Ethernet tối đa là 1500 bytes, đây cũng là một trong ba kích thước gói IP thông dụng nhất (40, 576, 1500). FCS mang CRC ( cyclic redundancy checksum): phía gửi sẽ tính toán trường này trước khi truyền khung. Phía nhận tính toán lại CRC này theo cách 12 tương tự. Nếu hai kết quả trùng nhau, khung được xem là nhận đúng, ngược lai khung coi như là bị lỗi và bị loại bỏ. 1.1. Cấu trúc địa chỉ Ethernet Mỗi giao tiếp mạng Ethernet được định dạng duy nhất bởi 48 bit địa chỉ (6 octet). Đây là địa chỉ được ấn định khi sản xuất thiết bị, được gọi là địa chỉ MAC ( Media Access Control Address). Địa chỉ MAC được biểu diễn bởi các chữ số hexa ( hệ cơ số 16), ví dụ: 00:60:97:8F:4F:86 hoặc 00-60-97-8F-4F96. Khuôn dạng địa chỉ MAC được chia làm 2 phần: - 3 octet xác định hãng sản xuất, chịu sự quản lý tổ chức IEEE. - 3 octet sau do nhà sản xuất ấn định. - Kết hợp ta có 1 địa chỉ MAC duy nhất cho một giao tiếp mạng Ethernet. Địa chỉ MAC được sử dụng làm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích trong khung Ethernet. 1.2. Đặc tính điện Tín hiệu Ethernet được mã hóa theo mã Manchester. Mã hóa Manchester sử dụng cách đảo ngược mỗi bit trong khoảng thời gian của nó để đồng bộ và miêu tả bit. - Bit ‘0’ Nửa chu kỳ đầu của bit là điện áp +V và nửa chu kỳ còn lại là điện áp –V - Bit ‘1’ Nửa chu kỳ đầu của bit là điện áp -V và nửa chu kỳ còn lại là điện áp + V Hình 1. 1: Mã hóa Manchester 13 1.3. Các loại khung Ethernet 1.3.1. Các loại khung uniscat Giả sử trạm 1 cần truyền khung tới trạm 2.Khung Ethernet do trạm 1 truyền ra có địa chỉ: - MAC nguồn: 00-60-08-93-DB-C1. - MAC đích : 00-60-08-93-AB-12 Hình 1. 2: Mô hình truyền thông unicast Đây là khung unicast. Khung này được truyền tới 1 trạm xác định.Tất cả các trạm trong phân đoạn mạng trên sẽ đều nhận được khung này nhưng: - Chỉ có trạm 2 lấy được địa chỉ MAC đích của khung trùng với địa chỉ MAC của giao tiếp mạng của mình nên tiếp tục xử lý các thông tin khác trong khung. - Các trạm khác sau khi so sánh địa chỉ sẽ bỏ qua không tiếp tục xử lý khung nữa. 1.3.2. Các khung broadcast Các khung broadcast có địa chỉ MAC đích là FF-FF-FF-FF-FF-FF (48 bit 1). khi nhận được các khung này, mặc dù không trùng với địa chỉ MAC của giao tiếp mạng của mình nhưng các trạm đều phải nhận khung và tiếp tục xử lý. 14 Giao thức ARP sử dụng khung broadcast này để tìm địa chỉ MAC tương ứng với 1 địa chỉ IP cho trước. một số giao thức định tuyến cũng sử dụng các khung broadcast để các router trao đổi bảng định tuyến. 1.3.3. Các khung Multicast Trạm nguồn gửi khung tới một số trạm nhất định chứ không phải là tất cả. Địa chỉ MAC đích của khung là địa chỉ đặc biệt mà chỉ các trạm trong cùng một nhóm mới chấp nhận các khung gửi tới địa chỉ này. (Chú ý: Địa chỉ MAC nguồn của khung luôn là địa chỉ MAC của giao tiếp mạng tạo ra khung. Trong khi đó địa chỉ MAC đích của khung thì phụ thuộc vào một trong ba loại khung nếu trên.) 1.4. Truy cập bus Một số vấn đề lớn thường gây lo ngại khi sử dụng Ethernet ở cấp trường là phương pháp truy cập bus ngẫu nhiên CSMA/CD (Carrier Sense Multiple access with Collision Avoidance) và sự ảnh hưởng tới hiệu suất cũng như tính năng thời gian thực của hệ thống. Ở đây, một số những yếu tố quyết định tới hiệu suất của hệ thống là thuật toán tính thời gian truy nhập lại cho các trạm trong trường hợp xảy ra xung đột. Hình 1. 3: Minh họa phương pháp CSMA/CD 15 Nguyên tắc làm việc của phương pháp CSMA/CD: Theo phương pháp CSMA/CD, mỗi trạm đều có quyền truy cập bus mà không cần một sự kiểm soát nào. Phương pháp được tiến hành như sau: - Mỗi trạm đều phải tự nghe đường dẫn (carrier sense) nếu đường dẫn rỗi( không có tín hiệu ) thì mới được phát. - Do việc lan truyền tín hiệu cần có một thời gian nào đó, nên vẫn có khả năng hai trạm cùng phát tín hiệu lên đường dẫn. Chính vì vậy, trong khi phát đi mỗi trạm vẫn phải nghe đường đẫn để so sánh tín hiệu phát đi với tín hiệu nhận được xem có xảy ra xung đột hay không. - Trong trường hợp xảy ra xung đột, mỗi trạm đều phải hủy bỏ bức điện của mình, chờ một thời gian ngẫu nhiên và thử gửi lại. Một tình huống xảy ra xung đột tiêu biểu là các khắc phục được minh họa trên hình 3. Trạm A và trạm C cùng nghe đường dẫn. Đường dẫn rỗi nên A có thể gửi trước. Trong khi tín hiệu từ trạm A gửi đi chưa kịp tới nên trạm C không hay biết và cũng gửi, nên gây ra xung đột tại một điểm gần C. A và C lần lượt nhận được tín hiệu phản hồi, so sánh với tín hiệu gửi đi và phát hiện xung đột.Cả hai trạm sẽ cùng phải hủy bỏ bức điện gửi đi bằng cách không phát tiếp, các trạm muốn nhận sẽ không nhận được cờ hiệu kết thúc bức điện và được coi là bức điện không hợp lệ. A và C cũng có thể gửi đi 1 tín hiệu “jam” đặc biệt để báo cho các trạm cần nhận biết. sau đó mỗi trạm sẽ chờ một thời gian chờ ngẫu nhiên, trước khi thử phát lại. thời gian chờ ngẫu nhiên ở đây phải được tính theo một thuật toán nào đó sao cho thời gian chờ ngắn một cách hợp lý và không giống nhau giữa các trạm cùng chờ. Thông thường thời gian chờ này là bội số hai lần thời gian lan truyền tín hiệu Ts . Ưu điểm của CSMA/CD là tính chất đơn giản, linh hoat. Khác với phương pháp tiền định, việc ghép thêm hay bỏ đi một trạm không ảnh hưởng gì tới hoạt động của hệ thống. Chính vì vậy, phương pháp này được ap dụng rộng rãi trong hệ thống Ethernet. 16 Nhược điểm của CSMA/CD là tính chất bất định của thời gian phản ứng.Các trậm đều bình đẳng như nhau nên quá trình chờ ở một trậm có thể lặp đi lặp lại, không xác định được tương đối chính xác thời gian.Hiệu suất sử dụng đường truyền vì thế cũng thấp. Rõ ràng nếu không kết hợp thêm với các kỹ thuật khác thì phương pháp này sẽ không thích hợp với các cấp thấp, đòi hỏi trao đổi dữ liệu định kỳ, thời gian thực. 1.5. Các loại Ethernet IEEE đã phát triển chuẩn Ethernet trên nhiều công nghệ truyền dẫn khác nhau vì thế có nhiều loại Ethernet. Mỗi loại mạng mô tả dựa theo 3 yếu tố: tốc độ, phương thức tín hiệu sử dụng và đặc tính đường truyền vật lý. 1.5.1. Các hệ thống Ethernet 10Mb/s - 10base5. Đây là tiêu chuẩn Ethernet đầu tiên, dựa trên cáp đồng trục loại dày. Tốc độ đạt được 10Mb/s, sử dụng băng tần cơ sở, chiều dài cáp tối đa cho một phân đoạn mạng là 500m. - 10base2. Có tên là “ thin Ethernet”, dựa trên các hệ thống cáp đồng trục mỏng với tốc độ 10Mb/s, chiều dài cáp tối đa của phân đoạn là 185m ( IEEE làm tròn thành 200m). - 10baseT. Chữ T là viết tắt của “Twisted” cáp xoắn cạp. 10BaseT hoạt động với tốc đọ 10Mb/s dựa trên hệ thống xoắn cạp Cat 3 trở lên. - 10BaseF. F là viết tắt của Fiber Optic ( sợi quang). Đây là chuẩn cho sợi quang hoạt động với tốc độ 10Mb/s, ra đời năm 1993. 1.5.2. Các hệ thống Ethernet tốc độ 100Mb/s- Ethernet cao tốc(fast Ethernet) - 100BaseT. Chuẩn Ethernet hoat động với tốc độ 100Mb/s trên cả cáp xoắn cạp lẫn cáp sợi quang. 17 - 100BaseX. Chữ X nói lên được tính mã hóa đường truyền cả hệ thống này( sử dụng phương pháp mã hóa 4B/5B của chuẩn FDDI) bao gồm 2 chuẩn 100BaseFX VÀ 100BaseTX.  100BaseFX. Tốc độ 100Mb/s, dử dụng cáp sợi quang đa mode.  100BaseTX. Tốc độ 100Mb/s, sử dụng cáp xoắn cạp.  100BaseT2 và 100BaseT4. Các chuẩn này sử dụng 2 cặp và 4 cặp cáp xoắn cặp Cat 3 trở lên tuy nhiên hiện nay hai chuẩn này ít được sử dụng. 1.5.3. Các hệ thống Giga Ethernet - 1000BaseX: Chữ X nói lên đăc tính mã hóa đường truyền( chuẩn này dựa trên kiểu mã hóa 8B/10B dùng trong hệ thống kết nối tốc độ cao Fiber channel được phát triển bởi ANSI) chuẩn 1000BaseX gồm 3 loại:  1000Base-SX: tốc độ 1000Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng ngắn.  1000Base-LX: tốc độ 1000Mb/s, sử dụng sợi quang với sóng dài.  1000Base-cX: tốc độ 1000Mb/s, sử dụng cáp đồng. - 1000BaseT: Hoạt động ở tốc độ Giga bit, băng tần cơ sở trên cáp xoắn cặp Cat 5 trở lên. Sử dụng kiểu mã hóa đường truyền riêng để đạt được tốc độ cao trên loại cáp này. 1.5.4. Chuẩn IEEE 802 IEEE 802 là hoc các chuẩn IEEE sành cho các mạng LAN và mạn MAN (metropolitan area network). Cụ thể hơn,các chuẩn IEEE 802 được giới hạn cho các mạng mang các gói tin có kích thước đa dạng. Khác với các mạng này, dữ liệu trong các mạng cell-based được truyền theo đơn vị nhỏ có cùng kích thước được gọi là cell. Các mạng Iosochronous, nơi dữ liệu được truyền theo một dòng lien tục các octet, hoặc nhóm các octet,tại các khoảng thời gian đều đăn, cũng nằm ngoài phạm vi của chuẩn này. 18 Các dịch vụ và giao thức được đặc tả trong IEEE 802 ánh xạ tới hai tầng thấp (tầng liên kết dữ liệu và tầng vật lý của mô hình 7 tầng OSI). Thực tế, IEEE 802 chia tầng liên kết dữ liệu OSI thành hai tầng con LLC (điều khiển liên kết lôgic) và MAC (điều khiển truy nhập môi trường truyền), do đó các tầng này có thể được liệt kê như sau: - Tầng liên kết dữ liệu - Tầng con LLC - Tầng con MAC - Tầng vật lý Họ chuẩn IEEE 802 được bảo trì bởi Ban Tiêu Chuẩn LAN/MAN IEEE 802 (IEEE 802 LAN/MAN standards Committee (LMSC)). Các chuẩn được dùng rộng rãi nhất là dành cho họ Ethernet, Token Ring, mạng LAN không dây, cá mạng LAN dùng bridge và bridge ảo (Bridging and Virtual Bridged LANs). Chuẩn dành cho họ Ethernet là chuẩn IEEE 802.3. Chương 2: Họ giao thức TCP/IP 2.1. Họ giao thức TCP/IP TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất với nhau.TCP/IP là tên viết tắt của Transmission Control Protocol ( giao thức điều khiển truyền thông) / Internet Protocol (Giao thức Internet), ngày nay TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng như trên mạng Internet toàn cầu. 19 TCP/IP không chỉ gồm hai giao thức mà thực tế nó là tổ hợp của nhiều giao thức. Chúng ta gọi đó là 1 hệ giao thức hay bộ giao thức (Suite Of Protocols). TCP/IP là một bộ giao thức được thiết kế để đạt được hai mục tiêu chính: 1. Cho phép truyền thông qua các đường dây của mạng rộng (Wide Area Network – WAN). 2. Cho phép truyền thông giữa các môi trường đa dạng. TCP/IP sử dụng mô hình truyền thông 4 tầng hay gọi là truyền hình DoD ( mô hình của bộ quốc phòng Mỹ). TCP/IP được xem là giản lược của mô hình tham chiếu OSI, các tầng trong mô hình này là (theo thứ tự từ trên xuống): - Tầng ứng dụng ( Application Layer). - Tầng giao vận ( Transport Layer). - Tầng mạng ( Internet Layer). - Tầng liên mạng ( Network Interface Layer). Hình 2. 1: Kiến trúc TCP/IP Cũng tương tự như trong mô hình OSI, khi truyền dữ liệu, quá trình tiến hành từ tầng trên xuống tầng dưới, qua mỗi tầng dữ liệu được thêm vào một thông tin điều khiển được gọi là phần header. Khi nhận dữ liệu thì quá trình 20
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan