Tài liệu GIÁO TRÌNH LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ MẠNG LAN pptx

GIÁO TRÌNH L L Ý Ý T T H H U U Y Y   T T C C   B B   N N V V   M M   N N G G L L A A N N Lý thuyt c bn v mng LAN Trang I C LC Chng I: GII THIU CHUNG 1 I. MNG TRUYN THÔNG VÀ CÔNG NGH MNG 1 1. Gii thi u chung 1 2 Th nào là mt mng máy tính 3 2.1. Các thành phn mng: thit b, nút, máy tính 3 2.2. Phng tin và các giao thc truyn thông ca mng 4 3. Phân loi mng máy tính 6 3.1. Phân loi mng theo din hot ng 7 3.2. Phân loi mng theo mô hình ghép ni (topo) 8 3.3. Phân loi theo kiu chuyn 12 4. a ch mng, nh tuyn, tính tin cy, tính liên tác và an ninh mng 13 4. 1. a c h ( A ddres s) 13 4. 2. nh tuyn ( Ro uting) 14 4.3. Tính tin cy (Reliability) 14 4.4. Tính liên tác (Inter-operability) 14 4. 5. An ni nh (Security ) 15 5. C ác c hun mng 1 5 5.1. Các chun chính thc (De jure standard) 15 5.2 Các chun thc t (De facto standard) 16 5.3. Các chun riêng ca hãng 16 5.4. Các chun hip hi 16 II. MÔ HÌNH OSI 17 1. Mô hình 17 1.1. Kin trúc phân tng 18 1.2. Các tin trình ngang hàng (peer-to-peer) 19 1.3. Giao din gia các tng 20 1.4. T chc các tng . 20 2. Chc nng ca các tng 21 2.1. Tng vt lý 21 2.2. Tng liên kt d liu 23 2.3. Tng mng 25 Lý thuyt c bn v mng LAN Trang II 2.4. Tng giao v n 27 2.5. Tng phiên 29 2. 6. Tng tr ình din 30 2.7. Tng ng dng 31 3. B giao thc TCP/IP  Mô hình Internet 33 Chng 2: TNG NG DNG 35 I. GIAO THC TNG NG DNG 35 1. Giao thc tng ng dng 36 1.1. Mô hình Khách hàng /Ngi phc v (Client/Server) 37 1.2. Truyn thông gia các tin trình 39 1.3. a ch tin trình 39 1.4. Chng trình giao tip ngi dùng (user agent) 40 2. Các yêu cu ca ng dng 41 2.1. Mt mát d liu (Data loss) 41 2. 2. Bng thông ( ban dw it h) 41 2. 3. Thi gia n (timi ng) 42 3. Dch v ca các giao thc giao vn Internet 43 3.1. TCP 43 3. 2. Dch v  UDP 44 4. Mt sng dng ph bin 45 II. WORLD WIDE WEB: HTTP 46 1. Tng qu an v HTTP 47 2. Kt ni liên tc và không liên tc (persistent/nonpersistent) 49 2.1. Kt ni không liên tc-nonpersistent 49 2.2. Kt ni liên tc 51 3. Khuôn dng ca thông p HTTP 51 3.1. Thông p yêu cu HTTP (HTTP request message) 51 3.2. Thông p tr li ( HTTP response massage) 53 4. Tng tác User-server : Authentication và cookies 55 4.1. A ut henticati o n ( K i m ch ng) 55 4.2. Cookies 56 5. GET có u kin (Conditional GET) 57 6. Web caches 58 Lý thuyt c bn v mng LAN Trang III III. TRUYN FILE (FILE TRANSFER) FTP 61 1. Các lnh FTP (FTP Commands) 63 IV. TH TÍN N T (E-MAIL) TRÊN INTERNET 64 1. SMTP 66 2. So sánh vi HTTP. 69 3. Khuôn dng th và chun MIME 69 3.1. M rng MIME cho d liu không thuc dng ASCII 70 3. 2. Nhn thông p 74 4. Giao thc truy nhp mail. 75 4.1. POP3 77 4.2. IMAP 78 4.3. HTTP 79 V. DCH V TÊN MIN - DNS 80 1. Các dch v ca DNS 81 1.1. Dch vt bí danh cho máy tính (Host aliasing) 81 1.2. Dch vt bí danh cho mail server (Mail server aliasing) 82 1.3. Phân tán ti (load distribution) 82 2. C ch hot ng tng quan ca DNS. 83 3. Bn ghi DNS 90 4. Th ông p DNS: 91 Chng 3: TNG GIAO VN 93 I. DCH V VÀ NGUYÊN TC CA TNG GIAO VN 93 1. Quan h gia tng giao vn và tng mng 94 2. Tng quan v tng giao vn trong Internet 96 II. DCH V DN KÊNH, PHÂN KÊNH 97 II. UDP - GIAO THC KHÔNG HNG NI 101 1. Cu trúc ca UDP segment. 104 2. UDP checksum 105 IV. CÁC NGUYÊN TC TRUYN D LIU TIN CÂY 106 1. Xây dng giao thc truyn dù liu tin cy 108 1.1. Truyn d liu tin cây trên kênh truyn tin cy hoàn toàn: giao thc rdt 1.0 108 1.2. Truyn d liu tin cây trên kênh truyn có li bit: giao thc rdt 2.0 109 Lý thuyt c bn v mng LAN Trang IV 1.3. Truyn d liu tin cây trên kênh truyn mà d liu bi mt, li: rdt 3.0 115 2. Giao thc truyn d liu tin cy liên tc (Pipeline) 117 3. Go-Back-N (GBN) 120 4. Giao thc lp li có la chn (Selective Repeat) 125 V. TCP - GIAO VN HNG NI 130 1. Kt ni TCP 130 2. Cu trúc TCP Segment 133 3. S th t và s biên nhn: 135 4. Telnet : Mt ví d v s th t và s biên nhn 137 5. Truyn d liu tin cy 138 6. Kim soát lu lng 144 7. Qun lý kt ni TCP 146 VI. KIM SOÁT TC NGHN CA TCP 151 Chng 4: TNG MNG 155 I. CÁC MÔ HÌNH DCH V CA TNG MNG 155 1. Mô hình dch v mng: 157 1.1. Chuyn mach gói (datagram) và chuyn mach o (virtual circuit) 157 2. Ngun gc ca dch v chuyn mch gói và chuyn mch o. 162 II. CÁC NGUYÊN LÝ NH TUYN 163 1. Thut toán nh tuyên link state. 165 2. Thut toán Distance vecto r 169 III. NH TUYN PHÂN CP 173 IV. INTERNET PROTOCOL 176 1. a ch IPv4 177 2. Chuyn datagram t ngun ti ích: vn a ch và nh tuyn 185 3. Khuôn dng gói d liu IP (IP datagram format) 187 4. Phân mnh (Fragmentation) và Hp nht (Reassembly) gói tin IP 190 5. Giao thc kim soát li ICMP (Internet Control Message Protocol) 193 V. NH TUYN TRÊN INTERNET 195 1. nh tuyn trong mt min (Intra-AS routing) (nh tuyn ni min) 195 1.1. RIP (Routing Information Protocol) 195 1.2. OSPF - Open Shortest Path First 197 2. nh tuyn gia các min (INTER-AS routing) (nh tuyn liên min) 198 Lý thuyt c bn v mng LAN Trang V VI. CU TO CA THIT BNH TUYN (ROUTER) 199 1. Cng vào (Input port) 200 2. Kt cu chuyn (Switching fabric) 203 3. Cng ra (Output port) 204 4. Hàng i  router 205 VII. IPV6 207 1. nh dng gói tin IPV6 208 2. Chuyn t IPv4 sang IPv6 210 Chng 5: TNG LIÊN KT D LIU 212 I. CÁC KHÁI NIM CHUNG, DCH V CA TNG DATALINK 212 1. Nhng dch v ca tng liên kt d liu 213 2. Bu hp (Adapter) 216 II. K THUT PHÁT HIN VÀ SA LI 217 1. Kim tra tính chn l 219 2. Phng pháp tính tng kim tra (checksum) 221 3. Kim tra d tha vòng (CRC) 221 III. GIAO THC A TRUY CP VÀ MNG CC B 223 1. Giao thc phân chia kênh truyn (channel partitioning) 226 2. Giao thc truy cp ngu nhiên (ran dom access) 227 2.1. Slotted ALOHA 228 2.2. ALOHA 230 2.3. CSMA - a truy cp cm nhn sóng mang 231 3. Giao thc truy cp ln lt (Taking - turns) 234 4. Mng cc b LAN (Local Area Network) 235 IV. A CH LAN VÀ ARP 236 1. a ch  LAN 237 2. Giao thc gii mã a ch (ARP) 238 V. ETHERNET 242 1. Nhng khái nim c bn v Ethernet 244 1.1. Cu trúc frame Ethernet 244 1.2. Dch v không hng ni, không tin cy 246 1.3. Gii tn c s và mã hoá Manchester 247 2. CSMA/CD : Giao thc a truy cp ca Ethernet 248 Lý thuyt c bn v mng LAN Trang VI 3. Nhng công ngh Ethernet 251 3.1. Ethernet 10BASE2 251 3.2. Ethernet 10BaseT và 100Ba seT 252 3.3. Gigabit Ethernet 254 VI. HUB, BRIDGE VÀ SWITCH 254 1. Hub 255 2. Bridge 256 2.1. Bridge Fowarding và Filtering (chuyn tip và lc) 257 2. 2. T hc ( Self-Lear ni ng) 259 2.3. Spanning tree 261 2.4. Phân bit Bridge và Router 262 2.5. Kt ni LAN segment qua các trc chính (backbone) 264 3. Switch 264 VII. PPP - GIAO THC M NI M 267 1. Khuôn dng gói d liu (Frame PPP) 269 2. Giao thc u khin ng truyn PPP (LCP) và kim soát mng 271 Lý thuyt c bn v mng LAN Trang 1 Chng I: GII THIU CHUNG I. MNG TRUYN THÔNG VÀ CÔNG NGH MNG 1. Gii thiu chung Truyn thông máy tính (computer communications) là quá trình truyn d liu t mt thit b này sang mt thit b khác. Trc ây chúng ta thng hiu thit b là các máy tính, nhng ngày nay thit b (end-system, device) không ch là các máy tính mà còn bao gm nhiu chng loi thit b khác ví d nh các máy n thoi di ng, máy tính PAM, . . . S lng các kiu thit b có kh nng ly thông tin t Internet ngày càng tng. t t ph bin có ngha tng t nh vy là truyn d liu. Mc dù hai m t này có th s dng thay th cho nhau, mt s ngi coi thut ng d liu (data) ch bao gm nhng s kin n gin và thô (cha c x lý), và  dng thut ng thông tin (information)  ch vic t chc nhng s kin này thành dng (thông tin) có ngha i vi con ngi. Hình 1.1 Các thit b có kh nng kt ni Internet Lý thuyt c bn v mng LAN Trang 2 Khái nim ng (networking) ch khái nim kt ni các thit b li vi nhau nhm mc ích chia s thông tin. Khái nim mng liên quan n nhiu n , bao gm: • Giao thc truyn thông (Protocol): mô t nhng nguyên tc mà các thành phn mng cn phi tuân th có th trao i c vi nhau; • Mô hình ghép ni mng (Topo): mô t cách thc ni các thit b vi nhau. • a ch (Address): mô t cách nh v mt thc th. • nh tuyn (Routing): mt t cách d liu c chuyn t mt thit  này sang mt thit b khác thông qua mng. • Tính tin cy (Reliability): gii quyt vn  tính toàn vn d liu m bo rng d liu nhn c chính xác nh d liu gi i. • Tính liên tác (Interoperability): ch mc  các sn phm phn mm và phn cng ca các hãng sn xut khác nhau có th giao tip vi nhau trong mng; An ninh (security): gn lin vi vic m bo an toàn hoc bo v tt c các thành phn ca mng. • Chun hóa (Standard): thit lp các quy tc và lut l c th cn phi c tuân theo. Có rt nhiu ng dng ca các khái nim mng thông thng.Ví d, trong công nghip truyn thanh truyn hình, các công ty truyn thanh, truyn hình, và công ty cáp u có nhng mng c lp riêng ca mình vi nhiu trm phát. Thông qua nhng mng này, các chng trình nh tin tc, th thao, n nh, phim truy c dùng chung gia các trm phát. Mt trong nhng mng truyn thông ra i sn nht và c bit n nhiu nht là mng n thoi. Khi nói n mng n thoi, ngi ta mun nhc n h thng n thoi kiu c (plain old telephone system - POTS) hoc mng n thoi chuyn mch công cng (PSTN - public switched telephone network). Mng PSTN mô t h thng n thoi truyn thng da trên tín hiu tng c  ng  M - mng này ban u c thit k  truyn ting nói. Mt ng truyn thông mà hu ht mi ngi u quen thuc ngày nay là mng máy tính lnternet - thc ra ây là mt tp hp các mng, mt mng ca các ng. Lý thuyt c bn v mng LAN Trang 3 2. Th nào là mt mng máy tính ng tt nhiên phi bao gm nhiu thành phn, các thành phn phi c ni vi nhau theo mt cách thc nào ó và cùng s dng chung mt ngôn ng: • Các thit bu cui (end system) kt ni vi nhau to thành mng có th là các máy tính (computer) hoc các thit b khác. Nói chung hin nay ngày càng nhiu các loi thit b có kh nng kt ni vào mng máy tính nhn thoi di ng, PDA, ti vi . . . . . • Môi trng truyn (media) mà truyn thông c thc hin qua ó. Môi trng truyn có th là các loi dây dn (cáp), sng (i vi các ng không dây) • Giao thc (protocol) là quy tc quy nh cách thc trao i d liu gia các thc th Nói chung, ba khái nim trên a n mt nh ngha chun v mng máy tính nh sau: Mng máy tính là mt tp hp các máy tính và các thit b khác (các nút), chúng s dng mt giao thc mng chung  chia s tài nguyên vi nhau nh các phng tin truyn thông mng. 2.1. Các thành phn mng: thit b, nút, máy tính Theo mt ngha chung nht thut ng thit b (device) c dùng  nói n bt c mt thc th phn cng nào. Nhng thc th này có th là các thit u cui, máy in, máy tính, hoc mt thit b phn cng c bit liên quan n mng, ví d nh các server truyn thông, repeater (b cp), bridge (cu), switch, router (bnh tuyn), và rt nhiu thit bc bit khác; hu ht các thit b này sc tho lun chi tit  các chng sau. Nói chung tt c các thit b mng u dùng mt s phng pháp cho phép xác nh duy nht chúng, thng thì thit bc chính hãng sn xut n mt s nhn dng duy nht. Vic làm này tng t nh vic in s seri trên ti vi hoc các  dùng n t khác. Ví d, card Ethernet c gán mt a ch duy nht bi hãng sn xut - a ch này không trùng vi bt k thit b nào khác. Khi mô t các thành phn mng, cn phân bit gia khái nim thit b (device) và máy tính (computer). Xem xét  khía cnh thit b mng, máy tính thng c gi là host (hoc server) hoc trm làm vic (workstation) (cng còn c gi là desktop hay client). Thut ng này thng dùng  ch nhng  thng máy tính có hu hành riêng ca chúng (ví d Windows). Vì vy [...]... nên k t d li u Trang 21 Lý thuy t c b n v m ng LAN Hình 1.14 V trí, vai trò c a t ng v t lý Trong ví d chuy n th , t ng v t lý liên quan n công ngh chuy n th nó có th là xe p, máy bay, tàu h a, tàu th dùng chuy n các túi th ng liên k t d li u chuy n lá th cho t ng v t lý và hy v ng t ng v t lý chuy n gói tin sang phía bên kia c a kênh truy n ng v t lý liên quan • n: c m v t lý c a các ph ng ti n (thi... nhóm T ng v t lý, liên k t d li u và m ng t o thành nhóm t ng h tr m ng; chúng ch u trách nhi m v các v n liên quan n m t v t lý khi truy n d li u t m t thi t b này n m t thi t khác (ví d : nh ng c t n, các k t n i v t lý, nh a ch v t lý, nh th i gian truy n và tính tin c y) T ng phiên, trình di n, và ng d ng có th c coi nh nhóm t ng h tr ng i dùng; chúng cho phép kh n ng liên tác Trang 20 Lý thuy t c... chu n chính th c theo ngh a chúng ng là m t s n ph m c a quá trình chu n hóa m khác nhau là quá trình p k ho ch và chu n hóa nh ng chu n này không ch u s qu n lý c a các t ch c chu n hóa chuyên nghi p Thay vào ó, c t cho các chu n c thi t và th a thu n b i nhóm các nhà s n xu t thành l p nên hi p h i, v i m t Trang 16 Lý thuy t c b n v m ng LAN c ích c th : t c m c tiêu chung Nh ng nhà s n xu t này cam... s ng i xác nh ph m vi c a m ng LAN b ng cách nh bán kính c a nó n m trong kho ng vài ch c mét n vài km Vi n Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) xác nh bán kính c a ng LAN nh h n 10km Ví d v m t s m ng LAN: Ethernet/802.3, token ring, m ng FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ng di n r ng (WAN), liên k t các tài nguyên máy tính trong m t vùng a lý r ng (có bán kính trên 100 km)... hình OSI 2.1 T ng v t lý ng v t lý th c hi n các ch c n ng c n thi t truy n lu ng bit d li u i qua các môi tr ng v t lý Nó gi i quy t nh ng v n liên quan n c m k thu t v c và n c a gi a card ghép n i (interface) v i môi tr ng truy n d n Nó c ng xác nh các th t c và các ch c n ng mà các thi t b v t lý và thi t b giao ti p c n ph i tuân th Hình 1.14 minh h a m i quan h gi a t ng v t lý v i môi tr ng truy... thông p m i ti p nh n thông p u này c ng t ng t nh m t l p h c g m nhi u sinh viên và m t giáo viên N u giáo viên a ra m t câu h i, t t c các sinh viên u nghe th y câu h i nh ng ch sinh viên c giáo viên ch nh m i tr l i câu h i này Môi tr ng dùng chung ây chính là không khí, câu h i c a giáo viên là m t d ng thông p, lan truy n trong không khí và n tai t t c các sinh viên (các nút) Mô hình m - nhi u m... T ng liên k t d li u chia lu ng bit nh n c t t ng m ng thành các n v d li u g i là các frame • nh a ch v t lý: N u gói d li u c chuy n n thi t b khác trong m ng, t ng liên k t d li u thêm vào tiêu c a frame a ch Trang 23 Lý thuy t c b n v m ng LAN t lý c a n i nh n ( a ch ích) và có th a ch v t lý c a n i g i a ch ngu n): N u gói d li u c chuy n n các thi t b bên ngoài m ng, a ch nh n s là a ch c a... thuy t c b n v m ng LAN trung gian (router ho c gateway) ph i xác nh tuy n ng ( nh tuy n) cho các gói d li u chúng n c n i nh n cu i cùng Gi s trong hình 1.18, d li u c g i t nút có a ch m ng A và a ch v t lý 10 trong m t m ng c c b n m t nút có a ch m ng P và a ch t lý 95 trong m ng c c b khác Dò hai thi t b thu c hai m ng khác nhau, chúng ta không th ch s d ng a ch v t lý vì a ch v t lý ch có tác d ng... ng, phát hi n và s a l i ng giao v n ch u trách nhi m: Trang 27 Lý thuy t c b n v m ng LAN • a ch c ng (port number): Các máy tính th ng ch y nhi u ch ng trình t i cùng m t th i m Vì v y vi c chuy n thông p không ch là truy n d li u t m t máy tính này n m t máy tính khác mà ph i chuy n thông p t ti n trình c th trên máy tính này n ti n trình c th trên m t máy tính khác Header c thêm vào i t ng giao... d , m ng may tính th ng c phân lo i theo vùng a lý (di n ho t ng) (ví d : m ng c c b , m ng di n ng, ), theo topo (mô hình ghép n i m ng) (ví d : m- m (point-topoint) hay broadcast), ho c theo ki u ng truy n thông mà m ng s d ng và cách chuy n d li u i (ví d m ng chuy n m ch o hay chuy n m ch gói) Trang 6 Lý thuy t c b n v m ng LAN Hình 1 3 M t m ng LAN 3.1 Phân lo i m ng theo di n ho t u phân lo i . GIÁO TRÌNH L L Ý Ý T T H H U U Y Y   T T C C   B B   N N V V   M M   N N G G L L A A N N Lý thuyt c bn v mng LAN Trang I C. (Client/Server) 37 1.2. Truyn thông gia các tin trình 39 1.3. a ch tin trình 39 1.4. Chng trình giao tip ngi dùng (user agent) 40 2. Các yêu