1/25/2022 1 MẠNG MÁY TÍNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ThS Đoàn Thị Quế Email dtque@tlu edu vn Giới thiệu môn học Số tín chỉ 3 (LT 2, BT 1) Đánh giá Điểm quá trình 50% Điểm[.]
1/25/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MẠNG MÁY TÍNH ThS Đồn Thị Quế Email: dtque@tlu.edu.vn Giới thiệu mơn học Số tín chỉ: (LT: 2, BT: 1) Đánh giá: Điểm trình: 50% Điểm thi kết thúc: 50% Hình thức thi: Thi viết, thời gian 60-90 phút Hoặc trắc nghiệm 1/25/2022 Giới thiệu môn học Giáo trình: Hồ Đắc Phương, “Nhập mơn Mạng máy tính”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 2006 Bộ mơn Kỹ thuật máy tính Mạng, Đại học Thủy lợi, “Truyền Dữ liệu Mạng Máy tính”, 2012 (Tài liệu dịch) Tài liệu tham khảo: Kurose, James F., and Keith W Ross, “Computer networking: A top-down approach”, Addison Wesley, 2017 Yêu cầu Tham gia đầy đủ buổi học Đọc tài liệu trước lên lớp Làm tập nhà theo quy định Chuẩn bị máy tính cài đặt số phần mềm Không sử dụng điện thoại không phép 1/25/2022 Nội dung Chương 1: Tổng quan mạng máy tính Chương 2: Tầng ứng dụng Chương 3: Tầng giao vận Chương 4: Tầng mạng Chương 5: Tầng liên kết Chương 1: Tổng quan mạng máy tính Giới thiệu mạng máy tính Internet gì? Cấu trúc mạng Internet Độ trễ, độ gói, thơng lượng mạng chuyển mạch gói Kiến trúc phân tầng mơ hình OSI Mơ hình TCP/IP Lịch sử Internet 1/25/2022 Giới thiệu mạng máy tính Khái niệm mạng máy tính Các thành phần mạng máy tính Kiến trúc mạng Giao thức mạng Phân loại mạng Các dịch vụ mạng máy tính Ví dụ mạng máy tính Mạng gia đình 1/25/2022 Ví dụ mạng máy tính Mạng tổ chức doanh nghiệp Mạng Internet Mạng di động Mạng gia đình Mạng tổ chức ISP-Internet Service Provider: Nhà cung cấp dịch vụ Internet 10 1/25/2022 Khái niệm mạng máy tính Mạng máy tính tập hợp máy tính thiết bị phụ trợ kết nối với đường truyền vật lý theo kiến trúc để trao đổi liệu 11 Các thành phần mạng máy tính Máy tính thiết bị mạng Đường truyền vật lý Kiến trúc mạng 12 1/25/2022 Máy tính thiết bị mạng Hệ thống cuối (End System): Nơi chạy ứng dụng mạng Ví dụ: máy khách (client), máy chủ (server) Thiết bị mạng (Network Devices) Chuyển tiếp gói liệu Ví dụ: Bộ chuyển mạch (Switch), Bộ định tuyến (Router) 13 Đường truyền vật lý Liên kết có dây (Wire communication Links): Cáp xoắn đôi (twisted pair cable), cáp đồng trục (coaxial cable), cáp quang (fiber cable) Liên kết không dây (Wireless communication Links): Sóng vơ tuyến (radio), sóng cực ngắn (microwave), tia hồng ngoại (infrared) 14 1/25/2022 Kiến trúc mạng (network architecture) Kiến trúc thể cách kết nối máy tính với tập hợp qui tắc, qui ước mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo Cách kết nối hình học thực thể mạng: hình trạng hay Topology/Topo Trục (Bus), Vịng (Ring), Sao (Star), Sao mở rộng (Extended Star), Phân cấp (Hierarchy), Lưới (Mesh) Các qui tắc, qui ước để thực điều khiển việc truyền nhận tin: Giao thức hay Protocol 15 Ví dụ số Topo mạng 16 1/25/2022 Giao thức mạng Giao thức (Protocol): Qui tắc đề truyền thông Khuôn dạng thông điệp Thứ tự truyền/nhận thông điệp thực thể Các hành động thực việc truyền/nhận thơng điệp Ví dụ giao thức mạng: HTTP, TCP, UDP, IP, … 17 Phân loại mạng Theo vùng phạm vi địa lý: Theo kỹ thuật chuyển mạch: Mạng chuyển mạch kênh (circuit-switched network) Mạng chuyển mạch gói (packet-switched network) Theo Topo mạng Mạng cục (LAN), mạng đô thị (MAN), mạng diện rộng (WAN), mạng toàn cầu (GAN), … Mạng bus, mạng Star, mạng Ring, … Theo kiến trúc ứng dụng Mạng ngang hang, mạng khách chủ 18 1/25/2022 Các dịch vụ mạng DỊCH VỤ CHIA SẺ TÀI NGUYÊN (FILE, PRINT…) Print Services máy phục vụ in ấn cho phép nhiều người sử dụng mạng chia sẻ dùng chung máy in máy vẽ mà không cần kết nối trực tiếp File services Dịch vụ tập tin Nó cung cấp khả truy nhập đến tài nguyên mạng đảm bảo người sử dụng kiểm soát truy cập vào tài nguyên … 19 Các dịch vụ mạng CÁC DỊCH VỤ INTERNET WWW (World Wide Web) Đây trang thơng tin tồn cầu, sử dụng đơn giản hiệu Internet Để sử dụng dịch vụ cần có chương trình hỗ trợ gọi WEB Browser FTP: Đây dịch vụ truyền nhận tập tin Internet, thông qua dịch vụ Client download tập tin từ Server máy cục hay upload tập tin vào Server 20 10 1/26/2022 Kiểm tra địa MAC Trên cmd sử dụng lệnh ipconfig /all Trên cmd sử dụng lệnh ipconfig /all 49 Chương 5: Tầng liên kết Giới thiệu Điều khiển lỗi Điều khiển truy nhập đường truyền LAN Địa MAC ARP Ethernet Hub, Bridge, Switch WLAN 50 1/26/2022 Ethernet chuẩn IEEE 802 Ethernet công nghệ mạng LAN cho phép truyền tín hiệu máy tính với tốc độ 10Mb/s đến 10 Gigabit/s IEEE đưa tiêu chuẩn Ethernet vào năm 1985 với tên gọi "IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications" 51 Ethernet chuẩn IEEE 802 52 1/26/2022 Ethernet chuẩn IEEE 802 IEEE 802.3 đặc tả mạng cục dựa mạng Ethernet Digital, Intel Xerox hợp tác pháp triển từ năm 1980 IEEE 802.3 bao gồm tầng vật lý tầng MAC với đặc tả sau: o Đặc tả dịch vụ MAC (MAC Services Secification) o Đặc tả vật lý độc lập đường truyền (đặc tả giao diện MAC tầng vật lý) Phần phụ thuộc đường truyền (đặc tả giao diện với đường truyền LAN tín hiệu trao đổi với đường truyền) o Đặc tả dịch vụ MAC định nghĩa dịch vụ IEEE 802.3 cung cấp cho tầng LLC người sử dụng tầng cao 53 Chuẩn IEEE 802.3 Ethernet (IEEE 802.3) o 10BASE-T: Dùng cáp xoắn đôi không chống nhiễu (Unshielded Twisted Pair-UTP), trở kháng 75 Ohm, với mạng hình sao, tốc độ tín hiệu 10Mb/s o 10BASE-F: Dùng cáp quang, tốc độ10 Mb/s, phạm vi cáp 4km Chuẩn phân thành dạng con: 10BASE-FL, 10BASE-FB 10BASE-FP Fast Ethernet (IEEE 802.3u): 100Base-TX, 100Base-T4 100Base-FX Phương thức điều khiển truy nhập CSMA/CD o 100BASE-T4 sử dụng bốn đôi dây cân cáp UTP Cat-4 Cat-5 o 100BASE-TX sử dụng hai đôi UTP Cat-5 đôi dây STP (shielded Twisted Pair – cáp xoắn đơi có vỏ bọc chống nhiễu) o 100BASE-FX sử dụng đôi dây cáp quang đa mode 54 1/26/2022 Chuẩn IEEE 802.3 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z): Phương tiện truyền dẫn cáp quang 1000Base-SX: chuẩn cho cáp quang đa mode 62.5 μm, khoảng cách tối đa 220-275 m Với cáp quang đa mode 50 μm, khoảng cách tối đa 500-550 m o 1000Base-LX: chuẩn cho cáp quang quang đa mode 62.5/50 μm, khoảng cách tối đa 550 m Với cáp quang đơn mode μm, khoảng cách tối đa 5000 m o 1000Base-CX: chuẩn cho cáp đồng trục Với cáp đồng trục, khoảng cách tối đa 25m, cáp xoắn bốn đôi Cat-5 UTP, Cat6 o 1000Base-T (IEEE 802.3ab) Sử dụng đôi dây cáp UTP Cat5 Cat-6 với khoảng cách tối đa 100m o 55 Chuẩn IEEE 802 IEEE 802.4: Mô tả mạng cục với cấu trúc dạng hình BUS sử dụng thẻ Token BUS IEEE 802.4 sử dụng cáp đồng 75-ohm (tốc độ Mbps, Mbps 10 Mbps) cáp quang (tốc độ Mbps, 10 Mbps 20 Mpbs) IEEE 802.5: Là chuẩn đặc tả mạng cục với mạng dạng vòng (RING) sử dụng thẻ Token RING IEEE802.11: chuẩn đặc tả mạng cục không dây (Wireless LAN), tiếp tục phát triển với phương pháp truy nhập CSMA/CD 56 1/26/2022 Thành phần mạng Ethernet Data terminal Equipment (DTE): Các thiết bị truyền nhận liệu DTEs thường PC, Workstation, File Server, Print Server Data Communication Equipment (DCE): Là thiết bị kết nối mạng cho phép nhận chuyển khung mạng DCE thiết bị độc lập Repeater, Switch, Router khối giao tiếp thông tin Card mạng, Modem Interconnecting Media: Cáp xoắn đôi, cáp đồng trục (mỏng/dày), cáp quang 57 Những đặc điểm Ethernet Cấu hình truyền thống: Bus đường thẳng/ Star Kỹ thuật truyền: Base band (truyền trực tiếp tín hiệu số vào kênh truyền) Phương pháp truy nhập: CSMA/CD Quy cách kỹ thuật: IEEE 802.3 Tốc độ truyền: 10Mbps, 100Mbps 10Gbps Loại cáp: Cáp đồng trục mảnh, cáp đồng trục dày, cáp xoắn đôi, cáp quang 58 1/26/2022 Cấu trúc Ethernet Frame Adapter bên gửi đóng gói IP datagram (hoặc gói tin tầng mạng khác) Ethernet frame Preamble: bytes with pattern 10101010 theo sau byte với with pattern 10101011 Sử dụng để đồng tốc độ bên nhận, bên gửi 59 Cấu trúc Ethernet Frame Address: byte Nếu adapter nhận frame có địa đích tương ứng với địa quảng bá (ví dụ: gói tin ARP), chuyển liệu frame tới giao thức tầng mạng Trường hợp khác, adapter loại bỏ frame Type: giao thức tầng phía (hầu hết IP) CRC: kiểm tra bên nhận, phát lỗi phát frame bị lỗi 60 1/26/2022 Chương 5: Tầng liên kết Giới thiệu Điều khiển lỗi Điều khiển truy nhập đường truyền LAN Địa MAC ARP Ethernet Hub, Bridge, Switch WLAN 61 Hub (bộ tập trung) Hub thiết bị lặp hoạt động tầng vật lý: Sao chép tín hiệu đến từ cổng tất cổng lại với tốc độ Tạo điểm kết nối tập trung để nối mạng theo kiểu hình Có loại Hub Hub thụ động twisted pair Hub chủ động Hub thông minh hub 62 1/26/2022 Hub (bộ tập trung) Hub thụ động (Passive Hub): Chỉ đảm bảo chức kết nối, không xử lý lại tín hiệu Hub chủ động (Active Hub): Có khả khuếch đại tín hiệu để chống suy hao Hub thông minh (Intelligent Hub): Hub chủ động có thêm khả tạo gói tin thơng báo hoạt động giúp cho việc quản trị mạng dễ dàng 63 Bridge (cầu nối) Dùng để nối mạng có giao thức giống khác Chia mạng thành nhiều phân đoạn nhằm giảm lưu lượng mạng Hoạt động lớp Data Link với chức lọc chuyển vận Bridge thu thập chọn lựa liệu để chuyển mạch hai đoạn mạng cách học địa MAC tất thiết bị nằm đoạn mạng kết nối vào Dựa bảng địa MAC lưu trữ, Brigde kiểm tra gói tin xử lý chúng trước có định chuyển hay không 64 1/26/2022 Bridge (cầu nối) 65 Switch (bộ chuyển mạch) Thiết bị thực tầng liên kết liệu Switch định chuyển gói dựa địa MAC ghi gói Switch tự học địa MAC thiết bị kết nối port xây dựng thành bảng chuyển mạch Khi hai thiết bị kết nối vào Switch thực trao đổi với nhau, Switch thiết lập mạch ảo cung cấp đường liên lạc riêng hai thiết bị Switch có khả phân đoạn mạng cực nhỏ, nghĩa tạo môi trường khơng đụng độ nguồn đích Switch tạo nhiều mạch ảo đồng thời cặp thiết bị khác 66 1/26/2022 Switch (bộ chuyển mạch) 67 Switch học địa MAC Giả sử A gửi frame tới B Switch nhận frame từ A Ghi vào bảng switch A interface f0/1 Bởi B khơng bảng, switch chuyển tiếp frame qua tất interface lại (f0/2 f0/3) Frame nhận B 68 1/26/2022 Switch học địa MAC Giả sử B gửi frame trả lời A Switch nhận frame từ B Ghi vào bảng switch B interface f0/2 Bởi A có bảng, switch chuyển tiếp frame qua interface f0/1 Frame nhận A 69 Switch học địa MAC 70 1/26/2022 Mạng tổ chức Sử dụng phối hợp hub, switch Router mail server Ra mạng bên web server router switch IP subnet hub hub hub 71 Chương 5: Tầng liên kết Giới thiệu Điều khiển lỗi Điều khiển truy nhập đường truyền LAN Địa MAC ARP Ethernet Hub, Bridge, Switch WLAN 72 1/26/2022 Wireless LAN Do tổ chức IEEE xây dựng tổ chức Wi-fi Alliance đưa vào sử dụng tồn giới Có tiêu chuẩn: chuẩn 802.11a, b, g, i, n chuẩn 802.11g (sử dụng phổ biến thị trường Việt Nam) Chuẩn WLAN: o o o o o o o IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11g IEEE 802.11i (WPA 2) IEEE 802.11n (MIMO) IEEE 802.11ac 73 Wireless LAN IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11g IEEE 802.11n IEEE 802.11ac Năm phát hành 1999 1999 2003 2009 2013 Tần số GHz 2.4 GHz 2.4 GHz 2.4/5 GHz GHz 11 Mbps 54 Mbps 600 Mbps Gbps Phạm vi 100 ft nhà 100 ft 125 ft 225 ft 90 ft Phạm vi 400 ft trời 450 ft 450 ft 825 ft 1000 ft Tốc độ tối WLAN: đa 54 Mbps Chuẩn 74 1/26/2022 Các thành phần 802.11 Station (trạm) o Wireless network interface o Laptop, thiết bị cầm tay, desktop Access point (Điểm truy nhập) o Các khung (frame) mạng 802.11 phải chuyển thành dạng khung khác trước gửi o Cầu (bridge) Wireless medium (phương tiện truyền dẫn khơng dây) o Sóng radio (Radio Frequency – RF) o Tia hồng ngoại 75 Tôpô mạng WLAN Khối mạng 802.11 BSS (Basic Service Set) bao gồm nhóm trạm truyền thơng với BSS gồm có hai loại: Independent BSS (Ad hoc) Infrastructure BSS (BSS) 76 1/26/2022 Chương 5: Tổng kết Các nguyên tắc bên dịch vụ tầng liên kết liệu: Các công nghệ mạng LAN Phát sửa lỗi Dùng chung kênh quảng bá: đa truy cập Đánh địa tầng liên kết liệu Ethernet WLAN Các thiết bị kết nối mạng LAN Hub, bridge, switch 77