I.       Định nghĩa mạng LAN

LAN (viết tắt từ tên tiếng Anh Local Area Network, "mạng máy tính cục bộ") là một hệ thống mạng dùng để kết nối các máy tính trong một phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc, trường học, …). Các máy tính trong mạng LAN có thể chia sẻ tài nguyên với nhau, mà điển hình là chia sẻ tập tin, máy in, máy quét và một số thiết bị khác.

Một mạng LAN tối thiểu cần có máy chủ (server), các thiết bị ghép nối (Repeater, Hub, Switch, Bridge), máy tính con (client), card mạng (Network Interface Card – NIC) và dây cáp (cable) để kết nối các máy tính lại với nhau. Trong thời đại của hệ điều hành MS-DOS, máy chủ mạng LAN thường sử dụng phần mềm Novell NetWare, tuy nhiên điều này đã trở nên lỗi thời hơn sau khiWindows NT và Windows for Workgroups xuất hiện. Ngày nay hầu hết máy chủ sử dụng hệ điều hành Windows, và tốc độ mạng LAN có thể lên đến 10 Mbps, 100 Mbps hay thậm chí là 1 Gbps.

Một hình thức khác của LAN là WAN (Wide Area Network). Có nghĩa là mạng diện rộng. Dùng để nối các LAN lại với nhau (thông qua router).

Một hình thức khác nữa của mạng LAN, mới xuất hiện trong những năm gần đây là WLAN (Wireless LAN) – mạng LAN không dây.

II.   Định nghĩa mạng WAN

WAN (wide area network), còn gọi là "mạng diện rộng", dùng trong vùng địa lý lớn thường cho quốc gia hay cả lục địa, phạm vi vài trăm cho đến vài ngàn km. Chúng bao gồm tập họp các máy nhằm chạy các chương trình cho người dùng. Các máy này thường gọi là máy lưu trữ(host) hay còn có tên là máy chủ, máy đầu cuối (end system). Các máy chính được nối nhau bởi các mạng truyền thông con (communication subnet) hay gọn hơn là mạng con (subnet). Nhiệm vụ của mạng con là chuyển tải các thông điệp (message) từ máy chủ này sang máy chủ khác.

Mạng con thường có hai thành phần chính:

1.    Các đường dây vận chuyển còn gọi là mạch (circuit), kênh (channel), hay đường trung chuyển (trunk).

2.    Các thiết bị nối chuyển. Đây là loại máy tính chuyện biệt hoá dùng để nối hai hay nhiều đường trung chuyển nhằm di chuyển các dữ liệu giữa các máy. Khi dữ liệu đến trong các đường vô, thiết bị nối chuyển này phải chọn (theo thuật toán đã định) một đường dây ra để gửi dữ liệu đó đi. Tên gọi của thiết bị này là nút chuyển gói (packet switching node) hay hệ thống trung chuyển (intermediate system). Máy tính dùng cho việc nối chuyển gọi là "bộ chọn đường" hay "bộ định tuyến" (router).

III.      Định nghĩa mạng MAN

MAN (từ Anh ngữ: metropolitan area network), hay còn gọi là "mạng đô thị", là mạng có cỡ lớn hơn LAN, phạm vi vài km. Nó có thể bao gồm nhóm các văn phòng gần nhau trong thành phố, nó có thể là công cộng hay tư nhân và có đặc điểm:

1.    Chỉ có tối đa hai dây cáp nối.

2.    Không dùng các kỹ thuật nối chuyển.

3.    Có thể hỗ trợ chung vận chuyển dữ liệu và đàm thoại, hay ngay cả truyền hình. Ngày nay người ta có thể dùng kỹ thuật cáp quang (fiber optical) để truyền tín hiệu. Vận tốc có hiện nay thể đạt đến 10 Gbps.

IV.       Các kiểu kiến trúc mạng:

1.                  Kiểu BUSTất cả các trạm phân chia một đường truyền chung (bus). Đường truyền chính được giới hạn hai đầu bằng hai đầu nối đặc biệt gọi là terminator. Mỗi trạm được nối với trục chính qua một đầu nối chữ T (T-connector) hoặc một thiết bị thu phát (transceiver). Mô hình mạng Bus hoạt động theo các liên kết Point to Multipoint hay Broadcast.

Ø     Ưu điểm: Dễ thiết kế, chi phí thấp.

Ø     Khuyết điểm: Tính ổn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động.

2.                  Kiểu RING: các máy tính đc kết nối với nhau thành 1 vòng khép kín.Mỗi node trên mạng sẽ kết nối tới hai node gần nhất vì vậy toàn mạng sẽ tạo thành vòng tròn.Phương thức cho phép dữ liệu đi trên mạng được gọi là token passing

Ø     Ưu điểm: Tiết kiệm được dây cáp so với kiểu star, Có thể thu hẹp hoặc mở rộng hệ thông 1 cách dễ dàng

Ø     Nhược điểm: Các đường dây phải được khép kín, nếu hở sẽ không hoạt động. Việc truyển dữ liệu chỉ đi được 1 chiều

3.         Kiểu STAR: Mạng hình sao có tất cả các trạm được kết nối với một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích. Tuỳ theo yêu cầu truyền thông trên mạng mà thiết bị trung tâm có thể là Switch, router, hub hay máy chủ trung tâm. Vai trò của thiết bị trung tâm là thiết lập các liên kết Point to Point.

Ø     Ưu điểm: Thiết lập mạng đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm, bớt các trạm), dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố, tận dụng được tối đa tốc độ truyền của đường truyền vật lý.

Ø     Khuyết điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100m, với công nghệ hiện nay).

V.          Mô hình OSI

1.            Tiêu chuẩn kết nối và truyền thông cho các thiết bị và máy tính trên mạng

2.            Được phát triển từ năm 1980 bởi tổ chức ISO

3.            Phân kiến trúc mạng thành bảy tầng hoạt động

4.            Ứng dụng của từng tầng:

a.      Tầng ứng dụng - Application

Ø     Tầng thứ 7 của mô hình OSI

Ø     Cung cấp giao diện và công cụ tương tác trực tiếp với người sử dụng

Ø     Là các ứng dụng chính trên mạng (vd : Web browser, Outlook Express, Chat …)

Ø     Là các ứng dụng tính toán xử lý, tương tác với người sử dụng trước khi truyền tin

b.    Tầng trình diễn - Presentation

Ø     Tầng thứ sáu của mô hình OSI

Ø     Phân tích dữ liệu đầu vào của tầng ứng dụng

Ø     Chuyển đổi dữ liệu cho phù hợp với hoạt động của các ứng dụng mạng

Ø     Thông dịch toàn bộ các dạng dữ liệu khác nhau từ nhiều nguồn thông tin thành dạng dữ liệu chung và thống nhất

c.    Tâng phiên - Session

Ø     Tâng thứ năm của mô hình OSI

Ø     Thiết lập kết nối giữa hai ứng dụng

Ø     Bảo vệ và duy trì hoạt động của hai ứng dụng giao tiếp trên mạng nhằm đạt hiệu quả cao nhất

Ø     Quản lý hoạt động của các phiên làm việc

d.Tầng giao vận - Transport

Ø     Tầng thứ tư của mô hình OSI

Ø     Duy trì chất lượng của dịch vụ truyền thông

Ø     Đảm bảo dữ liệu truyền giữa các ứng dụng không xảy ra lỗi

Ø     Quản lý các dòng thông điệp thông báo hoạt động của các ứng dụng mạng và hệ thống

e.Tầng mạng - Network

Ø     Là tầng thứ ba của mô hình OSI

Ø     Quản lý các hoạt động định tuyến trong toàn mạng

Ø     Đảm bảo thông tin đến đúng địa chỉ và đường đi là phù hợp

Ø     Lựa chọn đường đi cho các gói tin trong mạng

Ø     Tạo mối liên kết giữa các địa chỉ của thiết bị và địa chỉ máy tính trong mạng

f.Tầng liên kết dữ liệu (Data Link)

Ø     Tầng thứ hai của mô hình OSI

Ø     Nhận dữ liệu từ tầng mạng sau đó chuyển đổi thành các frame tương ứng với từng công nghệ và thiết bị mạng kết nối

Ø     Tạo mối liên hệ giữa các địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng

Ø     Điều khiển hoạt động và phân phối các frame dữ liệu

g.Tầng vật lý – Physical

Ø     Chuyển đổi dữ liệu thành tín hiệu vật lý

Ø     Thực hiện việc truyền tin qua các môi trường truyền khác nhau

Ø     Điều khiển tốc độ truyền tin, cự ly truyền tin

VI.Hub và Switch

Với hub, một khung dữ liệu được truyền đi hoặc được phát tới tất cả các cổng của thiết bị mà không phân biệt các cổng với nhau. Việc chuyển khung dữ liệu tới tất cả các cổng của hub để chắc rằng dữ liệu sẽ được chuyển tới đích cần đến. Tuy nhiên, khả năng này lại tiêu tốn rất nhiều lưu lượng mạng và có thể khiến cho mạng bị chậm đi (đối với các mạng công suất kém).

Ngoài ra, một hub 10/100Mbps phải chia sẻ băng thông với tất cả các cổng của nó. Do vậy khi chỉ có một PC phát đi dữ liệu (broadcast) thì hub vẫn sử dụng băng thông tối đa của mình. Tuy nhiên, nếu nhiều PC cùng phát đi dữ liệu, thì vẫn một lượng băng thông này được sử dụng, và sẽ phải chia nhỏ ra khiến hiệu suất giảm đi.

Trong khi đó, switch lưu lại bản ghi nhớ địa chỉ MAC của tất cả các thiết bị mà nó kết nối tới. Với thông tin này, switch có thể xác định hệ thống nào đang chờ ở cổng nào. Khi nhận được khung dữ liệu, switch sẽ biết đích xác cổng nào cần gửi tới, giúp tăng tối đa thời gian phản ứng của mạng. Và không giống như hub, một switch 10/100Mbps sẽ phân phối đầy đủ tỉ lệ 10/100Mbps cho mỗi cổng thiết bị. Do vậy với switch, không quan tâm số lượng PC phát dữ liệu là bao nhiêu, người dùng vẫn luôn nhận được băng thông tối đa. Đó là lý do tại sao switch được coi là lựa chọn tốt hơn so với hub.