Bài giảng mạng máy tính BKHN

Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN Bài giảng mạng máy tính BKHN

Mạng máy tính Giảng viên: Bùi Trọng Tùng Bộ mơn Truyền thơng Mạng máy tính Viện Cơng nghệ thơng tin Truyền thông Đại học Bách khoa Hà Nội 1 Về môn học     Mã HP: IT3080 Tên học phần: Mạng máy tính Khối lượng: 3(3-0-1-6) Đánh giá:    Quá trình (50%):  Thực hành(30%)  Kiểm tra kỳ(20%) Cuối kỳ (50%): thi viết Website: https://users.soict.hust.edu.vn/tungbt/it3080 2 Tài liệu tham khảo [KR] Networking: a top-down approach featuring the Internet, 6th Edition, James F Kurose, Keith W Ross, Addison Wesley 2012 [PB] TCP/IP tutorial and technical overview, Lydia Parziale, David T.Britt, IBM Redbooks 2006 [WS] Data and Computer Communications, 8th Edition William Stallings, Pearson Prentice Hall 2007 3 Giảng viên Bùi Trọng Tùng, Viện CNTT&TT - BK HN Email : tungbt@soict.hust.edu.vn Địa : phòng 405 – nhà B1 – BKHN Website: https://users.soict.hust.edu.vn/tungbt FB: https://www.facebook.com/tungbui.hust Group: https://www.facebook.com/groups/FAQ.TungBT/ 4 Chương Tổng quan mạng máy tính truyền thông 5 Cơ mạng máy tính 6 1.1 Các khái niệm 7 Mạng máy tính gì?  Tập hợp máy tính kết nối với dựa kiến trúc để trao đổi liệu    Máy tính: máy trạm, máy chủ, định tuyến Kết nối phương tiện truyền Theo kiến trúc mạng 8 Mơ hình truyền thơng Ví dụ: 9 Đường truyền vật lý   Là phương tiện vật lý có khả truyền dẫn tín hiệu Phân loại:    Hữu tuyến: cáp xoắn, cáp đồng trục, cáp quang,… Vô tuyến: sóng radio, viba, sóng hồng ngoại,… Một số thơng số đặc trưng:  Băng tần Tỉ lệ lỗi bit truyền(BER – Bit Error Rate/Ratio)  Độ suy hao: mức suy giảm tín hiệu truyền  10 10 Kiến trúc mạng  Các nút mạng kết nối với nào? (Hình trạng – Topology)    Topology vật lý: hình trạng dựa cáp kết nối Bus Ring (Vòng) Star (Sao) Mesh (Lưới) Topology logic: hình trạng dựa cách thức truyền tín hiệu: điểm điểm, điểm-đa điểm …và trao đổi liệu với nào? (Giao thức – Protocol) 11 11 Một vài ví dụ       Mạng Internet Mạng nội quan, trường học Mạng gia đình Hệ thống ATM ngân hàng Mạng điện thoại 12 12 Phân loại mạng máy tính  Mạng cá nhân (PAN – Personal Area Network)     Phạm vi kết nối: vài chục mét Số lượng người dùng: vài người dùng Thường phục vụ cho cá nhân Mạng cục (LAN – Local Area Network):    Phạm vi kết nối: vài ki-lô-mét Số lượng người dùng: vài đến hàng trăm nghìn Thường phục vụ cho cá nhân, hộ gia đình, tổ chức 13 13 Phân loại mạng máy tính  Mạng đô thị (MAN – Metropolitian Area Network)     Phạm vi kết nối: hàng trăm ki-lô-mét Số lượng người dùng: hàng triệu Phục vụ cho thành phố, khu vực Mạng diện rộng (WAN – Wide Area Network)    Phạm vi kết nối: vài nghìn ki-lơ-mét Số lượng người dùng: hàng tỉ GAN – Global Area Network: phạm vi tồn cầu (Ví dụ: Internet) 14 14 Mạng Internet The picture can't be displayed The picture can't be displayed PC  Trên server  3.9 8.4 tỉ thiết bị kết nối tỉ người dùng(51.7%) wireless  Đường truyền: cáp quang, laptop smartphone cáp đồng, Wimax, 3G…  Truyền tải ~Nx109 GB ngày wireless Dịch vụ: Web, email, mạng links xã hội, Skype… mobile network global ISP Th icture can't be displayed home network regional ISP wired links router institutional network 15 15 Internet of things 16 16 Mạng Internet Mạng mạng (Network of networks)  access network access network access network Internet access network Làm để kết nối hàng triệu hệ thống mạng với nhau? access network 17 17 Kiến trúc Internet: Mạng mạng  Kết nối mạng với tất mạng khác? access net access net access net access net access net access net access net access net access net Khơng có khả mở rộng: Số lượng kết nối O(n2) access net access net access net access net access net access net access net 18 18 Kiến trúc Internet: Mạng mạng Kết nối mạng vào trạm chuyển tiếp nhà cung cấp toàn cầu (global ISP)  access net access net access net access net access net access net access net global ISP access net access net access net access net access net access net access net access net access net 19 19 Kiến trúc Internet: Mạng mạng  Thêm nhiều ISP access net access net access net Trạm trung chuyển Internet access net access net IXP access net ISP A IXP access net access net access net access net ISP B ISP C Kết nối ngang hàng access net access net access net access net access net access net 20 20 10 Chồng giao thức TCP/IP Aplication DNS DHCP Transport Network Data link Physical SNMP HTTP UDP SMTP FTP TCP ICMP RIP OSPF IP Ethernet FDDI Copper PPP Optical DSL Radio ARP PSTN Sử dụng giao thức liên mạng IP 93 93 Chồng giao thức TCP/IP  Dạng “đồng hồ cát”: sử dụng giao thức liên mạng (IP – Internet Protocol) tầng mạng:   Cho phép hệ thống mạng sử dụng công nghệ truyền dẫn kết nối với hệ thống mạng Tách rời phát triển ứng dụng tầng cao với công nghệ truyền dẫn tầng thấp    IP-based application: Ứng dụng tảng IP (VoIP ) Hỗ trợ thay đổi song song công nghệ IP Tuy nhiên, khó để nâng cấp thân giao thức IP (vấn đề chuyển đổi IPv4 sang IPv6) 94 94 47 Cài đặt TCP/IP hệ thống mạng • Trên hệ thống đầu cuối • Khác ứng dụng khác • Như nút IP • Trên nút • Khác liên kết khác 95 95 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP HTTP HTTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 96 96 48 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 97 97 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 98 98 49 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian Ethernet header IP header TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 99 99 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 100 100 50 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối WDM header 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 101 101 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 102 102 51 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM IP 10G Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian Ethernet header IP header TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 103 103 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 104 104 52 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 105 105 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 106 106 53 4.3 Định danh TCP/IP Tên miền Số hiệu cổng Địa IP Địa MAC 107 107 Định danh  Giá trị cho phép xác định người hay đối tượng  Tên  Địa  Số điện thoại  Email     Bui Trong Tung Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi 8680896 tungbt@soict.hut.edu.vn 108 108 54 Định danh phân cấp  Các định danh xác định địa có tính phân cấp    Cho phép quản lý logic hiệu khơng gian địa khổng lồ Tính mở rộng Ví dụ tính phân cấp    Hanoi Địa Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi Số điện thoại  +84-(4) 868-08-96 Hai Ba Trung Dai Co Viet So 109 109 Định danh kiến trúc phân tầng   Định danh hệ thống mạng máy tính: gán cho đối tượng (dịch vụ, máy trạm, thiết bị mạng) giá trị riêng Tại phải định danh?  Phân biệt đối tượng hệ thống Xác định liệu xuất phát từ đâu  Xác định liệu đến đâu   Mỗi tầng có nhiệm vụ khác để điều khiển việc truyền thông tin đối tượng khác  tầng có chế định danh khác  Cùng đối tượng mang nhiều định danh  cần chế “phân giải” để tìm kiếm định danh đối tượng tầng biết định danh đối tượng tầng khác 110 110 55 Định danh TCP/IP application Domain name (tên miền) TCP/UDP Port number (Số hiệu cổng ƯD) IP data link IP address, e.g 203.12.15.165 Physical address / MAC address e.g 00:11:24:79:8e:82 physical 111 111 Tên miền (Domain name)       Định danh sử dụng tầng ứng dụng Là chuỗi ký tự gợi nhớ Do người dùng sử dụng truy cập dịch vụ tầng ứng dụng Không sử dụng làm địa truyền liệu nút mạng Phân cấp Ví dụ: soict.hust.edu.vn 112 112 56 Số hiệu cổng ứng dụng  Định danh sử dụng tầng giao vận    16 bit Một số dùng kèm theo địa IP để định danh cho ứng dụng mạng Tương tự số phòng tòa nhà    Địa nhà : Nhà C1, Dai Co Viet, Ha Noi => Địa IP Phòng số 325 => Số hiệu cổng E.g HTTP cổng 80, FTP cổng 20, 21 … 113 113 Địa IP     Định danh dùng tầng mạng Dùng giao thức IP - Internet Protocol (tầng mạng) Giá trị phụ thuộc mạng, card mạng gán địa IP Sử dụng để đinh danh máy tính mạng IP, ví dụ:  133.113.215.10 (ipv4)  2001:200:0:8803::53 (ipv6) 114 114 57 Địa dùng tầng liên kết liệu   48 bit Địa vật lý / địa MAC    HEX BIN Sử dụng tầng liên kết liệu Cố định card mạng NIC ( Network Interface Card) Sử dụng để định danh máy tính mạng cục 00:11:24:79:8e:82 00000000 00010001 00100100 01111001 OUI 10001110 10000010 Gán bới nhà sản xuất OUI (Organizationally Unique Identifier): Mã nhà sản xuất Mỗi nhà sản xuất có giá trị OUI riêng Mỗi nhà sản xuất có nhiều OUI 115 115 Tổng kết phân tầng chồng giao thức Lợi ích? Hạn chế? 116 116 58 Khả cộng tác  Rất nhiều công nghệ triển khai theo nhiều cách khác nút mạng: Phần cứng NSX khác nhau: IBM, Dell, Fujitsu, Apple HĐH khác nhau: Linux, Windows, MacOS, Android, iOS   Người dùng sử dụng ứng dụng khác nhau: Firefox, Chrome, Cốc Cốc Thiết bị mạng NSX khác nhau: Cisco, TP-Link     Và luôn thay đổi Phew! Nhưng tất nói chuyện với chúng sử dụng chung giao thức 117 117 Trừu tượng tái sử dụng  Mỗi tầng có nhiều lựa chọn giao thức để sử dụng:  Tầng vật lý: cáp quang, ADSL, 3G, LTE Tầng liên kết liệu: Ethernet, Token Ring, SONET, FDDI  Giao vận: TCP, UDP   Nhưng góc nhìn tầng ứng dụng: Mozilla (và tất NSX khác) viết trình duyệt Firefox (và tất ứng dụng khác) với phiên cho mạng LAN, cho mạng cáp quang, cho mạng WiFi    Các giao thức cung cấp API chuẩn để phát triển ứng dụng Các tầng thấp “trong suốt” với tầng ứng dụng 118 118 59 Trong suốt   Công nghệ tầng thực phương thức truyền thông khác Thay cơng nghệ tầng thực song song   Miễn giữ nguyên điểm truy cập dịch vụ SAP Thay công nghệ tầng không ảnh hưởng đến tầng khác 119 119 Hạn chế  Một số thông tin tầng bị “ẩn” (do tính suốt) tầng làm giảm hiệu hoạt động tầng (và làm giảm hiệu hoạt động mạng)      Ví dụ: TCP phải kiểm sốt tắc nghẽn đường truyền Phần tiêu đề có kích thước đáng kể gói tin Một số cơng nghệ tầng làm giao thức tầng thực khó khăn hơn: Ví dụ: TCP mạng khơng dây TCP/IP khơng có chế an tồn bảo mật thơng tin 120 120 60 Tài liệu tham khảo    Keio University “Computer Networking: A Top Down Approach”, J.Kurose “Computer Network”, Berkeley University 121 121 61 ... Tổng quan mạng máy tính truyền thơng 5 Cơ mạng máy tính 6 1.1 Các khái niệm 7 Mạng máy tính gì?  Tập hợp máy tính kết nối với dựa kiến trúc để trao đổi liệu    Máy tính: máy trạm, máy chủ,... 11 11 Một vài ví dụ       Mạng Internet Mạng nội quan, trường học Mạng gia đình Hệ thống ATM ngân hàng Mạng điện thoại 12 12 Phân loại mạng máy tính  Mạng cá nhân (PAN – Personal Area... net access net access net 21 21 Kiến trúc Internet: Mạng mạng  Mạng lõi mạng biên 22 22 11 Kiến trúc mạng  Mạng biên (network edge):    Mạng truy nhập (access network): đường truyền, thiết