UEF University of Economics and Finance
Trường đại học Kinh tế- Tài chính Tp Hồ Chí Minh
Nguyén Thi Diép (Chz bién) ~ —
Nguyễn Hồng Sơn (/iệu dinh) gi ệp
MẠNG CĂN BẢN 1 - GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG MẠNG MÁY TÍNH N A Semester 1
TRƯỜNG CAO BANG KTKT PHU LAM
THU ViEN Mew)
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
LỜI NÓI ĐẦU
Trong cuộc sống ngày nay, tại sao máy tính để bàn hay laptop là một phương tiện làm việc, giải trí khơng thể thiếu được đối với con người Bởi vì con người muốn sử dụng máy tính để trao đổi, chia sẻ thông tin công việc, truy cập các dịch vụ Internet như: doc tin tite, chat, e-mail, phone Chỉ có một máy tính đơn lẻ thì con người có thể thực hiện được những điều này không Một câu trả lời chắc chắn là không thể làm được Để làm được như vậy, máy tính cân phải được kết nối vào mạng cục bộ hay mạng diện rộng (Internet) Việc thiết kế và tổ chức các mạng này là những chủ để khá quan trọng trong công nghệ thông tin
Nhằm cung cấp cho bạn đọc một tài liệu liên quan đến các chủ để này và đặc biệt sát với chương trình đào tạo kỹ sư mạng máy tính của Ciseo, cuốn Mang Can Ban 1 — Giáo trình hệ thống mạng máy tính CCNA Semester 1 Version 4.0 này đã được biên soạn giúp bạn đọc có thể tự học phần lý thuyết theo hệ thống từ đơn giản đến phức tạp một cách có hiệu quả, giúp các bạn làm quen với các thuật ngữ và khái niệm theo nghĩa tiếng Việt
Giáo trình này tương ứng với học kỳ 1 trong chương trình CƠNA Nội dung gồm có 11 chương, tất cả đều theo chương trình CCNA mới nhất (phiên bản 4.0) của Học Viện Mang Cisco: Ly thuyét cô đọng, dễ hiểu, luôn sát với thực tế từ những điều căn bản nhất phải nắm vững khi thiết lập mạng máy tính, tiếp cận đến các kỹ năng bảo trì mạng và vận hành mạng máy tính, trong mỗi chương đều có phần giới thiệu tổng quan và tóm tắt những ý chính
Như vậy, mục tiêu của cuốn sách là cung cấp kiến thức và các kỹ năng cần thiết để thiết kế và triển khai một mạng nhỏ thơng qua:
« - Khái qt hệ thống mạng theo mô hình phân lớp
« - Trình bày các vấn đề phát sinh và các biện pháp giải quyết 5 _ Cụ thể hóa các thiết bị và giao thức trên từng lớp
« - Giới thiệu đẩy đủ các loại đường truyền, thiết bị mạng cùng với chức năng và hoạt động của chúng
« - Trình bày đầy đủ các kiến trúc mạng cơ bản
« _ Hướng dẫn triển khai mạng và các thao tác kiểm thử
s - Giới thiệu dịch vụ ứng dụng và hạ tầng cơ sở cung cấp dịch vụ trên mạng
Trang 5MUC LUC
MUC LUC
LOI NOI DAU
MUC LUC -
Chương 1: CUỘC SỐNG TRONG THỜI ĐẠI MẠNG MÁY TÍNH
1.1 Giao tiếp trong thời đại mạng
1.1.1 Mạng hỗ trợ cuộc sống
1.1.2 Một uài uí dụ uề các công cụ giao tiếp phổ biến hié 1.1.3 Mạng hỗ trợ uiệc học
1.1.4 Mạng hỗ trợ công uiệc 1.1.5 Mạng hỗ trợ giải trí
1.2 Giao tiếp - một phần thiết yếu của cuộc s
1.2.1 Giao tiếp là gì? 1.2.2 Chất lượng của cuộc giao tiếp
1.3 Mang là một nền tảng
1.3.1 Giao tiếp qua các mạng 1.3.2 Các thành phân trong mạng 1.8.3 Các mạng hội tụ
1.4 Kiến trúc mạng Interne 1.4.1 Kiến trúc mạng
1.4.2 Kiến trúc mạng có tính năng chịu lỗi 1.4.3 Kiến trúc mạng có tính năng khả triển
1.4.4 Cung cấp chất lượng của dịch uụ
1.4.5 Thực hiện bảo mật
1.5 Các khuynh hướng của mạng
1.5.1 Mang sé di vé déu?
Trang 6
6 MUC LUC
Chuong 2: SU TRUYEN THONG QUA MANG
2.1 Nền tảng của truyền thông
2.1.1 Các thành phân của một cuộc giao tiếp 9.1.9 Trao đổi thông tỉ
9.1.3 Các thành phân của mạng
3.1.4 Các thiét bi cudi va vai trò của chúng trong mạng
3.1.5 Các thiết bị mạng trung gian 0à 0ai trò của chúng trên mạng
3.1.6 Môi trường truyền
2.2 LAN, WAN và Internetworks
3.2.1 Mạng cục bộ (Local Area Network) 2.2.2 Mang điện rộng (Wide Area Network)
9.2.3 Internet - Một mạng của các mạng 9.3.4 Biểu diễn mạng 2.3 Giao thức 3.3.1 Giao thúc là gì?
3.3.2 Các giao thức uà các tiêu chuẩn công nghiệp
3.3.3 Sự tương tác giữa các giao thúc trong chồng giao thúc
3.3.4 Giao thúc độc lập uớt công nghệ
2.4 Sử dụng mô hình phân lớp,
8.41 Mơ hình tham chiéu OSI 2.4.2 M6 hinh TCP/IP
3.4.3 Quá trình truyền thông
3.4.4 Proiocol Dœta Unit (PDU) uà cách đóng gói đữ liệu
3.45 Quá trình gổi uà nhận dữ liệu
2.5 Dia chi mang
3.5.1 Cách đánh địa chỉ trong mạng
2.5.2 Chuyển dữ liệu đến thiết bị cuối
2.5.3 Chuyển dữ liệu trong liên mạng
Trang 7
MUC LUC
Chương 3: NHỮNG GIAO THỨC VÀ TÍNH NANG CUA LOP UNG DỤNG
3.1 Các ứng dụng - Giao điện để giao tiếp giữa các mạng 3.1.1 M6 hinh OSI va TCP/IP
3.1.2 Phan mém 6 ldp Application
3.1.3 Các ứng dụng của người dùng, các dịch uụ uà các giao thức ở lớp Application80 3.1.4 Các tính năng của giao thức trong lớp Application
3.2 Sự lưu trữ của các ứng dụng va dich vụ 3.2.1 Mơ hình Chent-Seruer
3.2.2 Client 3.2.3 Seruer
3.2.4 Các dịch uụ uà giao thúc của lớp Application
3.2.5 Mạng ngang hàng (peer-to-peer) uà các ứng dung ngang hang (p2p) 3.3 Một số dịch vụ và giao thức phổ biến ở lớp Applieation
3.3.1 Giao thite va dich vu DNS
3.3.2 Dich vu WWW vad HTTP 5215389880426 5 3.3.3 Cade giao thite SMTP/POP va dich vu e-mail „4,8 3.8.4 Giao thức uà dịch uụ FTP
3.3.5, Giao thúc va dich vu DHCP
3.3.6 Giao thức SMB uà dịch vu chia sé tap tin (file sharing, 3.3.7 Giao thức Gnutella uà các địch uụ P2P
3.3.8 Giao thúc uà dịch 0ụ Telnet
Chương 4: LỚP VẬN CHUYỂN
4.1 Vai trò của lớp Transport 4.1.1 Mục đích của lớp Transport 4.1.2 Điều khiển cúc cuộc trao đổi
4.1.3 Hỗ trợ truyền thông tin cậy
4.1.4 TCP uà UDP ur
4.1.5 Địa chỉ Port Hai 120
Trang 88 MỤC LỤC
4.2 Giao thức TCP - Sự truyền thông tin cậy
4.3.1 Thiết lập phiên làm oiệc duy trì nó
4.3.2 TCP - Làm cho các cuộc trao đổi trở nên tin cậy
4.2.3 Các tiến trình TCP Seruer xa thniravs6
4.2.4 Thiết lập kết nối TCP — Bat tay ba buée (Three-way handshake) 4.2.5 Ngdt phién giao dich TCP
4.3 Quan ly cdc phién giao dich TCP
4.3.1 Sdp xép lai cde segment
4.3.2 Xde nhận uới Windotuing
43.3 Cơ chế truyền lại
4.3.4 Điều khiển tắc nghẽn - Giảm thiéu mat segment
4.4 Giao thức UPD - Giao tiếp với chi phí thấp
4.4.1 UDP - So sánh giữa chỉ phí thấp uè độ tin cậy
4.4.9 Sắp xếp lại các UDP Datagram
4.43 Các tiến trình trên Seruer úị yêu cầu của clieni
4.4.4 Các tiến trình trên UDP client
Chương 5: LỚP MẠNG
5.1.1 Lớp Network - Giao tiép từ thiết bị đến thiết bị
5.1.2 Giao thức IPu4 là một uí dụ uê giao thúc ở lớp Neitoork
5.1.3 Giao thúc IPu4 - Đặc điểm: eonnectionless
5.1.4 Giao thúc IPu4 - Đặc điểm: best-effort
5.1.5 Giao thức IPu4 - Đặc điểm: độc lập uới môi trường truyền
5.1.6 IP Packet - Déng g6i PDU ctia lóp Transport
5.1.7 IPv4 header 5.2 Mạng - Chia mạng thành các mạng con
5.2.1 Mang - Chia mạng thành các mạng con
5.2.2 Tai sao phdi chia mang thành các mạng con? - Hiệu suất
Trang 9
5.2.5 Chia mang thanh cde mang con bang cdch nao? - Cơ chế địa chỉ phân cấp 161 5.2.6 Chia subnet - Mạng của mạng
5.3 Định tuyến - Packet được quản lý như thế nào?
5.3.1 Các thiết bị hỗ trợ giao tiếp ngoài mạng
5.8.2 1P Packet - Mang dữ liệu từ đầu này đến đâu kia 5.3.3 Gateway - cng dé giao tiếp bên ngoài mạng cục bộ
5.3.4 Đường đi đến 1 mạng 5.3.5 Mạng dich
5.3.6 Next-hop - Packet sé tiếp tục dì chuyển tới đâu? 5.3.7 Chuyển tiếp Packet - Di chuyển Packet đến đích
ð.4 Q trình định tuyến - Các router học đường đi như thế nào?
5.4.1 Dinh tuyén - Routing
5.4.2 Dinh tuyén tinh 5.4.3 Định tuyến động
Chương 6: ĐỊA CHỈ IPv4
6.1 Địa chỉ IPv4
6.1.1 Phân tích một địa chỉ IPv4
6.1.3 Chuyển đổi số nhị phân thùnh số thập phân
6.1.3 Thục hành chuyển đổi số nhị phân thành số thập phân
6.1.4 Chuyển đổi số thập phân thành số nhị phân
6.1.5 Thực hành uê chuyển đổi số thập phân thành nhị phân
6.2 Các địa chỉ dành cho các mục đích khác nhau
6.2.1 Những loại địa chỉ trong một mạng IPu4 189 6.2.2 Tinh dia chi mang, dia chi mdy va dia chi broadcast 191 6.2.3 Các loại giao tiép: Unicast, Broadcast, Multicast
6.9.4 Những khoảng dia chi IPv4 danh riéng 6.2.5 Dia chi cng céng (public) va riéng (private)
6.3.6 Những địa chỉ IPu4 đặc biệt
Trang 1010 MUC LUC
6.2.7 Tham khảo địa chỉ IPu4 6.3 Gdn dia chi IP
6.3.1 Kế hoạch gán địa chỉ cho mạng
6.3.2 Chon phương pháp gán địa chỉ cho các thiết bị cuối 6.3.3 Gan dia chi cho cde thiét bi khde
6.3.4 Ai quan ly dia chi public?
6.3.5 Cde nha cung cap dich vu Internet (Internet Service Provider - ISP) 208
6.3.6 Téng quan vé IPv6
6.4 Một thiết bị có nằm trong mạng của tôi không?
6.4.1 Mat na mang con (Subnet mask) - dinh nghia phan network va host 6.4.9 Phép toán AND - Cái gì ở trong mạng của chúng ta?
6.5 Tính các địa chỉ
6.5.1 Chia subnet cơ bản a Soave RE 6.5.2 Chia subnet theo Variable Length Subnet Mask (VLSM) -
Chia đúng theo kích thước cân 217
6.8.3 Xác định địa chỉ mạng 222
6.5.4 Tinh sé host 223
6.5.5 Tinh sé lugng dia chi có thể cấp phát cho thiết bi
6.6 Kiém tra lép Network
223 224
6.6.1 Ping 127.0.0.1 - Kiém tra chông giao thúc cục bộ 224
6.6.2 Ping dén gateway - Kiểm tra kết nối đến mạng cục bệ 225
6.6.3 Ping đến một thiết bị ở ngoài mạng - Kiểm tra kết nối đến LAN ở xu 226 6.6.4 Traceroute (tracert) - Kiém tra đường di 227
228 231 231 231 234 235
6.6.5 ICMPu4 - Giao thúc hỗ trợ uiệc hiểm tra va gói thơng điệp
Chương 7: LỚP LIÊN KẾT DỮ LIỆU
7,1 Lớp Data Link - Truy cập môi trường truyền
7.1.1 Lớp Data Link - Hỗ tro va kết nối đến các dịch uụ của lớp cao hon 7.1.3 Lớp Dafa Linh - Điêu khiển uiệc uận chuyển trong media cục bộ
Trang 11®
MỤC LỤC un
7.1.4 Lop Data Link - Kết nối các dich uụ lớp trên uào môi trường truyền 7.1.5 Lép Dưa Linh - Các chuổn
7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy xuất môi trường truyền
(Media Access Control Techniques)
7.2.1 Đặt dữ liệu uào môi trường truyền
7.2.2 Điều khiển truy cập môi trường truyền trong media chia sé
7.3.8 Điều khiển truy cập môi trường truyên trong media không chia sẻ 244
7.2.4 So sánh mơ hình (Topology - Topo) luận lý mơ hình uột lý 7.2.5 M6 hinh Point-to-point 7.2.6 M6 hinh Multi-access 7.2.7 Mé hinh Ring
7.3 Danh dia chi va framing di liéu 7.3.1 Cade giao thie 6 lép Data Link - Fram 7.3.2 Framing - uai trò của heade,
7.3.3 Danh dia chi - Frame đi đến đâu
7.3.4 Framing - Vai tré cua trailei
7.3.5 Cac giao thuc 6 lép Data Link - Frame
7.4 Đặt tất cả lại với nhau - Luéng dit liéu ngang qua một liên mạng
Chương 8: LỚP VẬT LÝ CỦA MƠ HÌNH OSI
8.1 Tín hiệu truyền thơng
8.1.1 Lóp Physieal - Mục đích
8.1.2 Lép Physical - Hoat déng 8.1.8 Lớp Physical - Các chuẩn
8.1.4 Các nguyên lý cơ bản của lớp Physicai
8.2 Báo hiệu và mã hóa: Biểu diễn các bit
8.3.1 Báo hiệu trên môi trường truyền 8.3.2 Mã hóa
Trang 12
MUC LUC
8.3.1 Các loại môi trường truyền „.286
8.3.2 Môi trường truyền cáp đơng °Ư287
8.3.3 Cáp UTP 289
8.8.4 Các loại cáp đồng khác 999
8.3.5 Sử dụng cáp đông một cách an toờn 294
8.3.6 Môi trường truyền sợi quang -.294
8.8.7 Môi trường truyền không dây (Wireless) 296
8.3.8 Các đầu nối
Chương 9: ETHERNET
9.1 Tổng quan về Ethernet
9.1.1 Chuẩn Ethernet uè các hình thức triển khai
9.1.2 Ethernet hoạt động tại lớp 1 uè 3 của mô hành OSI 9.1.3 Phân lớp LLC - Kết nối đến các lớp cao hơn
9.1.4 Phân lớp MAC - Đưa dữ liệu uào môi trường truyền 9.1.5 Triển khơi uật lý của Ethernet
9.2 Ethernet - Cách thức giao tiếp trong môi trường LAN
299 303 304 304 304 306 306 308 309
9.2.1 Môi trường truyền của Ethernet + 809
9.2.2 Quản lý đụng độ trên Ethernet mid
9.2.3 Tiến tới 1Gbps va xa hon wide
"9.3 Dinh dang khung Ethernet (Ethernet framing) 9.3.1 Dinh dang khung
9.3.2 Dia chi vat ly trong mang Ethernet (Ethernet MAC Address)
313 813
9.3.3 Số thập luc phân uà quá trình đánh địa chỉ
9.3.4 Các loại địa chỉ trong các lớp khúc nhau của mơ hình OSI
9.3.5 Dia chi unicast, multicast va broadcast trong méi truéng Ethernet 9.4 Điều khiển truy cập môi trường truyền Ethernet
9.4.1 Điêu khiển truy cập môi trường truyền
9.4.2 Nguyên tắc uận hành của phương thức CSMA /CD
9.4.3 Các thông số thời gian trong hệ thống mạng Ethernet
Trang 13MUC LUC 9.5.1 Téng quan 9.5.2 Ethernet 10Mbps va 100Mbps 9.5.3 Ethernet 1000Mbps
9.5.4, Ethernet - Cade chon lua trong tương lai 9.6 Hub va Switch
9.6.1 Ethernet cổ điển - Sử dụng Hub 9.6.2 Ethernet - Sti dung Switch
9.6.3 Switch - Chuyển tiếp dữ liệu có chọn lựa
9.7 Giao thức phân giải địa chỉ (ARP - Address Resolution Protocol) 9.7.1 Quá trình ARP - Anh xa dia chi IP va địa chi MAC
9.7.2 Qué trinh ARP - Thiết bị đích nằm ngoài mạng LAN
Q trình ARP - Xóa cúc ánh xạ địa chỉ 4 ARP Broadcast - Các uấn đề tôn tại
Chương 10: LÊN KẾ HOẠCH VÀ ĐI DÂY MẠNG 859
10.1 Mạng LAN và cách tạo kết nối vật lý 360
10.1.1 Quá trình chọn các thiết bị trong mạng 360 10.1.2 Các yếu tố quyết định khi chọn thiết bị
10.2 Liên kết các thiết bị
10.9.1 Các uấn đề cần chú ý khi thực thi kết nối trên LAN
10.2.2 Thiết lập các kết nối LAN sử dụng cáp UTP
10.2.3 Thiét lap két noi WAN
10.3 Kay dung luge dé dia chi mang 10.8.1 Tính tốn số host trên mạng
10.3.9 Tính tốn số địa chỉ mạng trên hệ thống 10.8.8 Thiết bế một chuẩn địa chỉ cho hệ thống mạng
10.4 Thiết kế địa chỉ cho hệ thống mạng
Trang 14
14 MUC LUC
10.ð.1 Các cổng trên thiết bị
10.8.3 Thiết lập kết nối quản lý thiết bị
Chương 11: CẤU HÌNH VÀ KIEM TRA MANG
11.1 Cấu hình các thiết bị Cisco - IOS cơ bản 11.1.1 Cisco IOS
11.1.2 Các tập tin cấu hình
11.1.3 Các mode hoạt động của Cisco IOS 11.1.4 Cu phdp lénh ctia Cisco IOS
11.1.5 Tro gitip trong giao dién CLI
11.1.6 Các lệnh kiểm tra
11.1.7 Các mode cấu hình của IOS
11.9 Triển khai cấu hình cơ bản cho một thiết bị
11.2.1 Đặt tên cho các thiết b,
11.3.3 Xác thực truy cập thiết bị - Cấu hình passuord uà cách dùng biểu ngữ 419 11.3.3 Quản lý các tập tin cấu hình
11.2.4 Cấu hình các cổng giao tiếp trên thiết bị
11.3 Kiểm tra kết n
tra bộ giao thức
ểm tra thông tin uà kết nối trên các cổng thiết bị
11.8.3 Kiểm tra trong hệ thống mạng
11.8.4 Lénh Trace va diễn giải kết quả của nó
11.4 Giám sát và lập văn bản hệ thống mạng
11.4.1 Baseline
11.4.2 Các bước cơ bản trong quá trình thiết lập một baseline
Trang 15“ ®
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính 15
Chuong 1:
CUOC SONG
TRONG THOI DAI MANG MAY TINH
Hiện nay chúng ta đang ở thời điểm diễn ra sự thay đổi trong việc sử dụng công nghệ để mở rộng và nâng cao mạng lưới nhân lực của chúng ta Việc tồn cầu hóa Internet đã thành công nhanh hơn chúng ta tưởng Cách liên lạc trong xã hội, thương mại, chính trị và cá nhân đang thay đổi nhanh chóng để theo kịp với cuộc cách mạng về mạng toàn cầu này Trong tương lai, những người năng động sẽ sử dụng Internet làm điểm xuất phát cho việc tạo ra các sản phẩm và dịch vụ mới đặc biệt, được thiết kế để tận dụng các khả năng của mạng Khi các nhà phát triển đẩy giới hạn của những cái có thể ra xa hơn, khả năng của các liên mạng - mạng hình thành nên Internet - sẽ đóng vai trò quan trọng trong sự thành công của các dự án
Nội dung chương này giới thiệu nên tảng của mạng dữ liệu (data network) mà các mối quan hệ về thương mại, xã hội của chúng ta ngày càng phụ thuộc vào Những công việc quan trọng để khám phá các dịch vụ, cộng nghệ và các vấn đề mà các chuyên gia về mạng gặp phải khi họ thiết kế, xây dựng, và duy trì mạng hiện đại
Sau khi hoàn thành chương này, chúng ta có thể:
e - Mơ tả ảnh hưởng của mạng đến cuộc sống hằng ngày của chúng ta như thế nào « - Mơ tả vai trò của mạng đữ liệu đối với con người
s - Xác định các thành phần chính trong mạng đữ liệu
e - Xác định những cơ hội và thách thức do mạng hội tụ (converged network) tao ra « Mơ tả các đặc tính của các kiến trúc mạng: tính chịu lỗi (fault tolerance), khả
năng mở rộng (scalability), chất lượng của dịch vụ và bảo mật e Cai dat va si dung cdc IRC Client va mét Wikiserver
1.1 Giao tiếp trong thời đại mạng
1.1.1 Mạng hỗ trợ cuộc sống
Trang 16
16 Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
Các phương pháp chúng ta sử dụng để chia sẻ thông tin và ý tưởng đang liên tục thay đổi và tiến hóa Trong khi, trước đây con người chỉ giới hạn trong giao tiếp bằng cách đối thoại trực điện thì ngày nay các tiến bộ của truyền thông ngày càng mở rộng khoảng cách giao tiếp của chúng ta Từ việc in ấn đến truyền hình, mỗi phát triển mới đã cải thiện và mở rộng giao tiếp của chúng ta
Cũng như mỗi tiến bộ trong công nghệ giao tiếp, việc tạo và kết nối các mạng dữ liệu cũng mang lại những ảnh hưởng sâu rộng
Các mạng dữ liệu ban đầu chỉ cho phép trao đổi thông tin dạng ký tự (character- based) giữa các máy tính trong mạng Các mạng hiện nay cho phép truyền tiếng nói (voice), video, văn bản và hình ảnh giữa nhiều loại thiết bị khác nhau Các hình thức giao tiếp riêng lẻ và khác biệt trước đây đã hội tụ trên một nền tảng chung Nền tảng này cho phép sử đụng nhiều phương pháp giao tiếp mới giúp con người có thể trao đổi trực tiếp với nhau ngay tức thời
Các giao tiếp tự nhiên trên môi trường Internet khuyến khích hình thành các cộng đồng thơng tin tồn cẩu Các cộng đồng này thúc đẩy các tương tác xã hội vốn phụ
thuộc vào từng địa phương và múi giờ
Cộng đồng tồn cầu
Cơng nghệ có lẽ là yếu tố quan trọng nhất làm thay đổi thế giới, khi nó tạo ra một thế giới dường như khơng có biên giới giữa các quốc gia, khơng có khoảng cách địa lý và các giới hạn về vật lý Việc tạo ra các cộng đồng trực tuyến (online) để trao đổi ý tưởng và thông tin làm tăng cơ hội kinh doanh, sản xuất trên toàn câu Khi Internet kết nối mọi người và hậu thuẫn cho giao tiếp tự do, đồng nghĩa với việc cung cấp một nền tảng để kinh doanh, hỗ trợ giáo dục, khoa học và chính quyền
Khơng thể tưởng tượng được Internet trở thành một phẩn cẩn thiết của cuộc sống nhanh như thết Việc kết nối phức tạp giữa các thiết bị điện tử và môi trường truyền tạo thành một mạng trong suốt với hàng triệu con người, mà họ đã biến nó thành một phần giá trị trong cuộc sống
Trước đây các mạng dữ liệu được dùng để vận chuyển thông tin từ doanh nghiệp đến doanh nghiệp thì nay đã được nâng cấp nhằm mục đích cải thiện chất lượng cuộc sống moi noi Ngay nay, tài liệu và thông tin có sẵn trên Internet có thể giúp bạn:
« - Quyết định mặc gì dựa trên các điều kiện thời tiết online
s Tìm đường ít kẹt xe nhất để đến một điểm, hiển thị thông tin thời tiết và giao thông từ webcam
Trang 17
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
e Nhận và gởi e-mail hoặc gọi điện thoại Internet tại quán café Internet khi đang
ăn trưa
» - Nhận các lời khuyên về sức khỏe hoặc dinh dưỡng từ các chuyên gia trên thế giới và đăng lên diễn đàn (forum) để chia sẻ các thông tin về sức khỏe và cách điều trị © - Tải về (download) các tài liệu hướng dẫn nấu một bữa tối đặc biệt
© Đăng (post) và chia sẻ các hình ảnh, video và kinh nghiệm với bạn bè hoặc mọi người
Rất nhiều công dụng của Internet mà chúng ta khó có thể hình dùng nổi trong vài
năm trước Ví dụ, việc cơng bố một đoạn video của một người
“Mục đích của tôi là làm một đoạn video riêng Một ngày kia, bạn tôi và tôi làm một đoạn video để gây ngạc nhiên cho ngày sinh nhật của bạn trai cô ấy Chúng tôi thu
nhép môi một bài hát Rồi, chúng tôi tự hỏi, tại sao khơng cơng bố nó Và thật tốt,
phản hồi nhận được rất nhiều Đoạn video này đã được xem hơn 9 triệu lần và đạo diễn phim Kevin Smith cdn nhai lai mét doan ngắn Tôi không biết nguyên nhân nào kéo mọi người vào đoạn video đó Có lẽ là sự đơn giản của đoạn video đó hoặc là do bài hát Có thể do đoạn video này là tự nguyện và vui nhộn, và nó làm mọi người cầm thấy tốt đẹp Tôi không biết Nhưng tôi biết rất rõ rằng tơi có thể làm điều tôi yêu và chia sẻ online cho hàng triệu người trên thế giới Tất cả những thứ tôi cần là một chiếc máy tính, máy quay kỹ thuật số và một phần mém Và đó là một điều hết sức
ngạc nhiên”
1.1.9 Một uài uí dụ uề các công cụ giao tiếp phổ biến hiện nay
Internet đã mở ra các hình thức giao tiếp mới mà chúng cho phép các cá nhân tạo ra thông tin và chia sẻ với người dùng toàn cầu
Instant Messaging
Instant messaging (TM) là một hình thức giao tiếp tức thời (real-tirae) giữa hai hay nhiều người dựa vào văn bản Văn bản được vận chuyển thơng qua các máy tính kết nối vào mạng cá nhân hoặc công cộng, như Internet Được phát triển ¿ừ các dịch vụ Internet Relay Chat TRC), IM cũng được tích hợp các tính năng như truyền file, thoại (voice) va video Giống như e-mail, IM gởi các câu trao đổi Tuy nhiên, trong khi việc chuyển
một e-mail có thể bị trì hỗn, thì các thơng điệp IM đến ngay tức thời Hình thức giao
tiếp mà TM hỗ trợ được gọi là giao tiếp theo thời gian thực (real-time communication) Weblogs (blogs)
Weblogs (Blogs) là các trang web mà chúng ta dé Không giống các website thương mại do các teen Gi
Trang 18
18 Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
muốn chia sẻ suy nghĩ, hình ảnh của mình với tồn thể thế giới mà không cẩn các kiến
thức về thiết kế web Có những blog được hình thành từ các tác giả blog nổi tiếng
Wikis
Wikis là các trang web có thể được xem và chỉnh sửa bởi các nhóm người Trong khi blog thiên về cá nhân, nhật ký riêng, thì wiki là một tác phẩm đo nhóm tạo thành Theo đó, wiki được thiết kế để có thể dễ dàng xem lại và sửa đổi Giống như blogs, wikis được tạo trong mọi hoàn cảnh và bởi bất kỳ ai mà không cần tài trợ từ một
doanh nghiệp thương mại nào Có một wiki công cộng, gọi là Wikipedia, wiki này
đang trở thành một tài nguyên tổng hợp - một quyển bách khoa toàn thư trực tuyến -
của các chủ đề được đóng góp chung Các tổ chức cá nhân cũng có thể xây dựng wiki
riêng của mình để thu thập các kiến thức về một chủ để cụ thể Nhiều doanh nghiệp sử dụng wiki như một công cụ cộng tác Với Internet toàn cầu, con người thuộc mọi
lãnh vực đều có thể tham gia vào wiki và bổ sung các kiến thức của mình vào kho tài
nguyên để chia sẻ Podeasting
Podcasting là một phương tiện truyển dựa trên audio cho phép con người thu một
đoạn audio và biến đổi chúng để sử dụng cho iPods - một thiết bị cầm tay nhỏ để chơi
nhạc của công ty Apple Việc thu và lưu giữ thành một tập tin trong máy tính khơng
phải là mới, nhưng podcasting cho phép con người chuyển các tập tin này đến khán giả rộng khắp Tập tin audio được đặt trong một website (hoặc blog hoặc wiki) nơi mà những người khác có thể tải xuống và chơi trên máy tính và iPod của mình
Các công cụ cộng tác (Collaboration Tools)
Các công cụ cộng tác cho phép con người có thể làm việc với nhau trên các tài liệu
được chia sẻ Không bị ràng buộc về địa điểm, múi giờ, các cá nhân kết nối đến một
hệ thống chia sẻ có thể nói chuyện với nhau, chia sẻ văn bản và hình ảnh và sửa các
tài liệu Với các công cụ cộng tác, các tổ chức có thể nhanh chóng chia sẻ các thông tin và các mục tiêu theo đuổi Việc phân tán rộng rãi của mạng dữ liệu đông nghĩa với việc những người ở xa có thể đóng góp bằng với những người ở tại trung tâm
1.1.3 Mạng hỗ trợ uiệc học
Giao tiếp, cộng tác và cam kết là các khối xây dựng nên tảng của giáo dục Các học viện liên tục phấn đấu để mở rộng các quá trình này nhằm tối đa hóa lượng kiến thức được phổ biến Các mạng mạnh mẽ và tin cậy sẽ hỗ trợ và làm giàu kinh nghiệm học tập của sinh viên Các mạng này vận chuyển các tài liệu học tập dưới nhiều định dạng khác
nhau Các tài liệu học tập gồm các bài thực hành, các bài đánh giá và các phần hồi Các khóa học được phổ biến qua mạng thường được gọi là các khóa học trực tuyến, hay
Trang 19
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tinh
Các phần mềm day hoe (courseware) e-learning lam tăng giá trị của tài nguyên lên nhiều lần khi đến tay sinh viên Các phương pháp học truyền thống cung cấp hai tài nguyên chính để sinh viên có thể thu thập thông tin: sách giáo khoa và giáo viên (instructor) Hai tài nguyên này bị giới hạn, cả về định dạng lãn thời gian trình bày Trái lại, các khóa học online có thể chứa tiếng nói (voice), dữ liệu và video và sinh viên có thể truy cập bất kỳ lúc nào từ bất kỳ nơi đâu Sinh viên có thể theo các liên kết (ink) để đến các tham khảo khác nhau để mở rộng kiến thức học tập của mình Các nhóm thảo luận online cho phép một sinh viên cộng tác với một giáo viên, với các sinh viên khác trong lớp hoặc ngay cả với các sinh viên trên thế giới Các khóa học có thể kết hợp các lớp có giáo viên với các phần mềm dạy học để tận dụng các ưu điểm của các phương pháp
Sinh viên có thể truy cập các tài liệu hướng dẫn chất lượng cao từ bất kỳ nơi đâu Việc học từ xa trên mạng đã xóa bỏ rào cẩn về địa lý và làm cho cơ hội của sinh viên được
cải thiện
Chương trình Networking Academy của Cisco là một ví dụ về tài liệu học tập online toàn
câu Giáo viên cung cấp chương trình học và lên các kế hoạch chính để hồn tất nội dung khóa học Chương trình Aeademy còn thêm vào phần ý kiến của các giáo viên và cung cấp nhiều hình thức học tập Chương trình này cung cấp các tài liệu văn bản, đồ họa, hoạt hình và cơng cụ mô phỏng môi trường mạng Packet Tracer Công cụ Packet Tracer cho phép xây dựng bài trình bày và mơ phỏng các tính năng của các thiết bị mạng Các sinh viên có thể liên lạc với giáo viên và các sinh viên cùng lớp bằng cách sử dụng các công cụ online như e-mail, bàn thảo luận (discussion boards), chat và instant message Cac lién kết cung cấp các đường dẫn đến các tài nguyên bên ngoài phan
mềm dạy học E-learning tận dụng được lợi thế của việc học dựa vào máy tính
(computer-based) trong khi vẫn giữ được lợi thế của việc học có giáo viên đứng lớp Các sinh viên có cơ hội học online tại nhà và phù hợp với trình độ của họ trong khi vẫn có quyền truy xuất các tài nguyên khác và giáo viên
Ngoài lợi ích của sinh viên, mạng cũng đã cải thiện việc quản lý và giám sát các khóa học Một trong số các tính năng online đó là ghi danh, đánh giá bài của sinh viên và sổ điểm
Trong thế giới kinh doanh, việc sử dụng mạng cho phép huấn luyện nhân viên một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí Cơ hội học tập online có thể giảm thời gian và chi phí đi lại mà vẫn đảm bảo tất cả nhân viên đều được huấn luyện để thực hiện cơng
việc của mình
Phần mềm dạy học online cung cấp nhiều lợi ích cho doanh nghiệp Trong số lợi ích
Trang 20
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
« - Các tài liệu chính xác và đang lưu hành Sự cộng tác giữa những người bán,
nhà sản xuất và nhà cung cấp dịch vụ dạy học đảm bảo rằng phần mềm day học không bị lạc hậu so với các thủ tục và tiến trình mới nhất Khi một lỗi trong các tài liệu được tìm thấy và chỉnh sửa, thì lập tức phần mềm dạy học mới sẽ được phổ biến đến tất cả các nhân viên
« Khả năng huấn luyện cho nhiều người Huấn luyện online không phụ thuộc vào sự di chuyển, giáo viên hoặc sĩ số lớp Các học viên có thể biết được thời hạn cuối cùng (deadlines) để hồn tất khóa học và các học viên có thể truy xuất vào các tài liệu và phần mêm dạy học khi nào thuận tiện
« - Chất lượng đào tạo đồng nhất Chất lượng đào tạo không thay đổi khi có nhiều giáo viên khác nhau thay phiên dạy cùng một lớp Chương trình giảng dạy online cung cấp một giáo trình cơ bản đồng nhất mà các giáo viên có thể thêm vào những ý kiến của mình
« - Giảm chi phí Ngồi việc tiết kiệm được chỉ phí và thời gian đi chuyển, cịn có các chi phí khác được tiết kiệm Chi phí duyệt và cập nhật các tài liệu online rẻ hơn các tài liệu in trên giấy Những tiện nghỉ cần cho việc huấn luyện cũng có thể cắt giảm Nhiều doanh nghiệp cũng cung cấp đào tạo online cho khách hàng Các phần mềm dạy học này cho phép khách hàng sử dụng các sản phẩm và dịch vụ do doanh nghiệp cung cấp theo cách tốt nhất, giảm chỉ phí hỗ trợ qua điện thoại hoặc trung tâm dịch vụ khách hàng
1.1.4 Mạng hỗ trợ công uiệc
Trang 21
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
Ban đầu, các mạng dữ liệu được các doanh nghiệp sử dụng để lưu trữ và quản lý các thông tin nội bộ như: thông tin tài chính, khách hàng, bảng lương nhân viên, v Theo thời gian, các mạng doanh nghiệp này được phát triển để cung cấp thêm nhiều dich vu thong tin hon nhu e-mail, video, messaging, dién thoai, v.v
Mang Intranet, mạng riêng được sử dụng bởi một công ty, cho phép các nhân viên của doanh nghiệp trên toàn cầu giao tiếp và thực hiện các giao dịch với nhau một cách dễ dàng và nhanh chóng hơn Các cơng ty còn mở rộng mạng để cho phép các nhà cung cấp và khách hàng được quyển truy cập các dữ liệu nhất định để kiểm tra tình trạng đơn hàng, tồn kho, danh sách các bộ phận, v.v
Ngày nay, mạng cung cấp một sự tích hợp lớn giữa các tính năng và tổ chức liên quan hơn trước đây
Hình 1.1.4.2: Những người làm uiệc ở bất kỳ nơi nào cũng có thể tìm kiếm uà truy cập nhiều tài nguyên khác nhau trén mang
Xét các tình huống kinh doanh sau:
s _ Một nơng dân trồng lúa mì ở Australia sử dụng một laptop để liên hệ với hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để có một vụ mùa năng suất cao Tại thời điểm thu hoạch, người nơng dân có thể liên hệ với các nhà vận chuyển và kho bãi để lên kế hoạch thu hoạch cho hiệu quả Sử dụng công nghệ di động không dây, người vận chuyển có thể theo đõi sự vận hành của chiếc xe để đuy trì hiệu quả sử dụng xăng dầu và
vận hành an toàn Các thay đổi trạng thái của xe có thể được báo cho tài xế để xử
Trang 22(UEF) 22 Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
e _ Các nhân viên có thể sử dụng các dịch vụ truy cập từ xa tại nhà hoặc trong lúc di
chuyển để truy cập đến các tài nguyên ở công ty giống như họ đang ở công ty Khi
đó, họ làm việc bình thường giống như đang ngồi làm việc ở công ty Các cuộc họp
hay thảo luận đều có thể được tổ chức với những người tham gia ở xa Mạng cung cấp khả năng audio và video nên tất cả các người tham dự đêu có thể nhìn thấy
nhau Thông tin từ cuộc họp được lưu lại và đưa lên wiki hoặc blog Các phiên bản mới nhất của lịch họp và biên bản có thể được chia sẻ ngay khi nó được tạo ra
Có rất nhiều câu chuyện thành công minh họa về lợi ích sử dụng mạng trong công
việc Một vài câu chuyện trong số đó có tại website của Cisco http:/ /www.cisco.com
1.1.5 Mạng hỗ trợ giải trí Online Interest Groups te ie Du lictytruc tuyén
Trên máy bay, mỗi hành khách có thé truy cập các dịch vụ khác nhau thông qua hệ thống video
Hình 1.1
: Mạng hỗ trợ nhiều hình thúc giải trí
Mạng Internet được sử dụng rộng rãi bởi công nghệ du lịch và giải trí Nhờ Internet mà khả năng thưởng thức và chia sẻ nhiều hình thức giải trí được mở rộng bất chấp vị trí địa lý Chúng ta có thể biết nhiều nơi trên thế giới mà trước đây chúng ta không
thể biết đến hay khơng có điều kiện để đến Thông tin chỉ tiết và hình ảnh của các nơi này có thể được đăng online để những người khác có thể xem được
Internet cũng được sử dụng trong các hình thức giải trí truyền thống, chẳng hạn như
nghe một bản nhạc, xem các bức tranh, đọc sách và download các tài liệu để sử dụng
offline Chúng ta cũng có thể xem trực tiếp các sự kiện thể thao hoặc ghi hình và xem
Trang 23Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính 23 Ngày nay, bạn có thể thấy có nhiều trị chơi giải trí mới rất sáng tạo, chẳng hạn như game online Trong trò chơi này, người chơi có thể đóng vai một nhận vật nào đó và thực hiện một cuộc thi đấu online nào đó mà các nhà thiết kế game đã nghĩ ra trước đó Chúng ta thi dấu với các bạn trên thế giới giống như họ đang ở trước mắt chúng ta Ngay cả các hoạt động offline cũng được mở rộng bằng cách sử dụng các dịch vụ mạng cộng tác Cộng đồng toàn cầu đã phát triển rất nhanh chóng Chúng ta có thể chia sẻ kinh nghiệm, sở thích với những người ở xa thành phố hoặc vùng chúng ta đang ở Những người hâm mộ thể thao có thể chia sẻ các ý kiến và sự kiện về đội họ yêu thích Các nhà sưu tẩm trình diễn các bộ sưu tập đoạt giải của họ và để chuyên gia đánh giá, nhận xét về chúng
Các thị trường online và các web site đấu giá cung cấp cơ hội mua bán và trao đổi tất
cả các loại hàng hóa
Nhu câu thưởng thức của chúng ta càng tăng thì mạng cũng sẽ phát triển để đáp ứng nhu cầu của chúng ta
1.2 Giao tiếp - một phần thiết yếu của cuộc sống
1.2.1 Giao tiếp là gì?
Trong cuộc sống hàng ngày, có rất nhiều cuộc giao tiếp diễn ra trong nhiều hình thức khác nhau Chúng ta có những kỳ vọng khác nhau tùy thuộc vào việc chúng ta đang chat hay đang phỏng vấn xin việc Mỗi tình huống đều có những hành vi và kiểu mẫu riêng
Thiết lập các giao thức
Trước khi giao tiếp với người khác, chúng ta thường có một số quy ước điều phối cuộc nói chuyện Tập hợp các quy ước để điều khiển một hoạt động nào đó được gọi là luật hay là giao thức Chúng ta phải tuân thủ giao thức này thì mới có thể truyền/nhận và hiểu được các thông điệp Các quy ước phổ biến ảnh hưởng đến sự thành công của một cuộc giao tip bao gm:
ôâ - Xác định người gởi và người nhận
ø _ Đồng ý một phương pháp giao tiếp (đối diện, qua điện thoại, thư, hình ảnh) se - Ngôn ngữ và văn phạm chung
e _ Tốc độ và thời gian vận chuyển
e _ Các yêu cầu về xác nhận hoặc báo nhận
Trang 24
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính 2 Viết ra giấy
Xin lồi, tối không 1 Sử dụng ngôn ngữ
hiểu ký hiệu ký hiệu
3 Viết ra giấy: Chúng
1a có thé ghi ra giấy 4 Vâng, điều này
được không? tốt
Hình 1.2.1.1: Trước khi bắt đầu cuộc giao tiếp, phải thỏa thuận phương pháp giao tiếp
Tôi e6 thể
nói tiếng Nhật và tiếng Anh
3 Chúng ta có 2, Tơi có thể thể giao tiếp Inói tiếng Tây Ban Nha loằng tiếng Anh|
và tiếng Anh nhét
Hình 1.3.1.2: Trước khi bắt đầu cuộc giao tiếp, phải thỏa thuận ngôn ngữ được dùng trong quá trình giao tiếp
2 Vãng tơi hiểu
[dat hang cla Sng 3.40 so mi mau den, kích thước
trúng bình trung bình
Trang 25
®
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính 25
Các luật giao tiếp có thể rất khác nhau tùy vào ngữ cảnh Nếu một thông điệp truyền một khái niệm hoặc một sự việc quan trọng thì việc xác nhận rằng đã nhận và hiểu được thông điệp là cần thiết Các thông điệp kém quan trọng hơn có thể khơng cần xác nhận điều này
Cách giao tiếp qua mạng cũng tương tự như cách trò chuyện trực điện giữa con người với nhau trong cuộc sống Khi con người trò chuyện trực tiếp có thể có một số luật được con người ngầm hiểu theo văn hóa, phong tục, tập quán, hay một số luật có thể được giả định Nhưng đối với giao tiếp qua mạng, các luật này cần phải rõ ràng thì các thiết bị, ứng dụng mới hiểu được
1.9.9 Chất lượng của cuộc giao tiếp
Giao tiếp giữa các cá nhân được xem là thành công khi người nhận hiểu đúng ngữ nghĩa của thông điệp mà người gởi muốn thông báo
Đối với các mạng đữ liệu, chúng ta cũng dựa trên điều kiện cơ bản này để biết một giao tiếp có thành công hay không Tuy nhiên, khi thông điệp di chuyển trên mạng, nhiều yếu tố eó thể xảy ra làm cho thông điệp không thể đến đích hoặc nếu có đến thì ngữ nghĩa của nó cũng bị sai lệch Các yếu tố này có thể xảy ra bên ngoài hoặc bên
trong
Cô ấy sẽ đến trong „ Anh ấy sẽ đến
1 vài giờ tới C6 ay sé dén trong 2 giờ tới Ai đang đến?
trong 2 giờ Và khi nào?
Điện thoại Thông tin được ghl ra
Thông tin được
nói với nhau
Hình 1.2.3.1: Khi (hông tin được mã hóa lại 0à giải mã nhiều lần có thể dẫn đến
Trang 26
Chương I1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
Hình 1.2.2.2: Khi thông điệp bị đánh lại địa chỉ va đổi hướng nhiều lần có thể làm
cho uiệc truyền thơng điệp khơng thịnh cơng
Các yếu tố bên ngoài
Các yếu tố bên ngoài thường liên quan đến độ phức tạp của mạng và số lượng các thiết
bị mà một thông điệp phải đi qua để đến đích
Các yếu tố phổ biến ảnh hưởng đến thành công của cuộc giao tiếp bao gồm: « _ Chất lượng đường truyền giữa người gởi và người nhận
« _ Số lần thơng điệp phải thay đổi hình thức « _ Số lần thơng điệp phải gởi lại
« _ Số lượng các thông điệp được gởi đồng thời
« _ Lượng thời gian được xem là giao tiếp thành công
Các yếu tố bên trong
Các yếu tố bên trong thường liên quan đến bản thân của thông điệp
Các loại thơng điệp khác nhau có độ phức tạp và tầm quan trọng khác nhau Các
thông điệp rõ ràng, ngắn gọn thường dễ hiểu hơn các thông điệp phức tạp Các giao tiếp quan trọng cần theo dõi nhiều hơn để đảm bảo rằng người nhận đã nhận và hiểu
được chúng
Các yếu tố bên trong ảnh hưởng đến giao tiếp trên mạng bao gồm:
Trang 27
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính ¢ D6 phiic tap của thông điệp
e Tam quan trọng của thông điệp
Các thơng điệp lớn có thể bị phân đoạn ra hoặc bị trì hỗn tại các điểm khác nhau trên mạng Một thơng điệp ít quan trọng hoặc ít ưu tiên eó thể bị xóa khi mạng bị quá tải Cả hai yếu tố bên trong và bên ngoài đều ảnh hưởng đến việc truyền/nhận thông điệp Chúng ta phải tính tốn và kiểm soát chúng để giao tiếp trên mạng được thành công Các cải tiến về phần cứng và phần mềm mạng luôn được tiến hành để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của các giao tiếp trên mạng ngày càng tốt hơn
1.8 Mạng là một nền tảng
1.3.1 Giao tiếp qua các mạng
Giao tiếp phải tin cậy dù giao tiếp với ai hay bất kỳ nơi đâu, đây là yếu tố ngày càng trở nên quan trọng đối với cá nhân và các doanh nghiệp Để vận chuyển ngay hàng triệu thông điệp của hàng nghìn cuộc trao đổi giữa các người dùng trên toàn thế giới, chúng ta phải đựa vào một mạng lưới bao gồm các mạng phức tạp Kích thước và khả năng của các mạng này rất khác nhau, nhưng tất cả đều có bốn thành phần cơ bản chung:
© Các luật hoặc các quy ước mà chúng chi phối cách thức gởi, vận chuyển, nhận và hiểu các thông điệp
«e - Các thơng điệp hoặc các đơn vị thông tin đi chuyển từ một thiết bị này sang một thiết bị khác
« Mơi trường truyền có thể mang thơng điệp từ một thiết bị này đến một thiết bị khác « _ Các thiết bị tham gia vào cuộc trao đổi qua mạng
Chuẩn hóa các thành phần khác nhau của mạng cho phép các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau có thể làm việc chung với nhau Các chuyên gia trong các ngành công nghệ khác nhau cũng có thể đóng góp các ý tưởng để phát triển mạng hiệu quả hơn mà không cần quan tâm đến nhãn hiệu hoặc ai đã sản xuất ra các thiết bị này
Trang 28
28 Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
Hình trên cho biết một mạng điển hình bao gồm 4 thành phần:
+ Oác thiết bị
e - Môi trường truyền
e Cae dich vụ
e Ca4c luat dé lién két ba thanh phan trén lai véi nhau dé hé tr¢ giao tiép qua mang
Chúng ta sử dụng từ thông điệp (message) như là một thuật ngữ chung để chỉ đữ liệu của các trang web, e-mail, thông điệp tức thì (instant message), các cuộc gọi điện thoại, và các hình thức giao tiếp khác trên Internet Trong quyển sách này, chúng ta
sẽ tìm hiểu về các loại thông điệp, thiết bị, môi trường truyền và các dịch vụ khác nhau cho phép trao đổi các thông điệp này Chúng ta cũng nghiên cứu về các luật hoặc
giao thức được dùng để liên kết các thành phần của mạng lại với nhau
Hình sau chỉ ra các ký hiệu quy ước về các thành phần phổ biến trong mạng:
Desktop LAN Switch
Computer
Laptop Firewall
Server Router
IP Phone Wireless Router
LAN Media Cloud
CXOOO0000O-—s Wireless Media —S WAN Media
Hình 1.3.3.3: Các ký hiệu thiết bị phổ biến
Trong các chương sau, chúng ta sẽ tìm hiểu chỉ tiết về các thiết bị này Mạng là một
chủ thể rất sinh động, và chúng ta thường sử dụng các biểu tượng để mô phỏng một
Trang 29
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
bị khởi xướng một cuộc giao tiếp Trong mạng cục bộ (LAN), để kết nối các thiết bị này chúng ta thường sử dụng mơi trường truyền có dây hoặc không dây
Các thiết bị như router, firewall, wireless router là các thiết bị mạng trung gian dùng để chuyển tiếp hoặc quản lý các thông điệp trên mạng Sau đây cho biết vai trò của một số thiết bị mạng trung gian:
e Switch - Thiết bị thông dụng nhất để kết nối các thành phần trong các mạng
LAN
« Firewall - Thực hiện bảo mật cho mạng
« Router - Chỉ ra đường đi cho các thông điệp khi chúng di chuyển trên mạng
« Wireless Router - giống router nhưng khác ở chỗ là không dùng day để kết nối mà dùng sóng vơ tuyến
« Cloud - được dùng để biểu diễn một nhóm các thiết bị mà chúng ta không cần quan tâm chỉ tiết bên trong nó
« Serial Link - một hình thức của kết nối WAN, được diễn tả bằng một đường tia chớp
Gọi là một mạng khi các thiết bị trong nó được kết nối lại với nhau, bạn có thể sử dụng mơi trường truyền là dây hoặc không dây để kết nối chúng Đối với môi trường truyền là dây thì bạn có thể sử dụng cáp đồng (mang tín hiệu điện) hoặc cáp quang (mang tín hiệu ánh sáng) Môi trường truyền của kết nối không dây có thể là khí quyển hoặc khơng gian và các tín hiệu sóng vi ba (microwaves) Cáp đồng có rất nhiều loại bao gồm: cáp xoắn đôi, cáp đông trục hoặc một loại cáp rất phổ biến gọi là cáp UTP cat5 (Category 5 Unshielded Twisted Pair) Cap quang bao gồm các sợi thủy tỉnh mang các tín hiệu ánh sáng Môi trường truyền khơng dây có thể được dùng để kết nối giữa một router và một máy tính dùng card mạng không dây, hay kết nối giữa các thiết bị trên mặt đất với các vệ tinh v.v Khi đi từ nguồn đến đích, một thơng điệp có thể đi chuyển qua nhiều loại môi trường truyền khác nhau
Hình 1.3.2.3 chỉ ra cách kết nối các thiết bị trong một mạng
Trang 30
Chương 1: Cuộc sống trong thời dại mạng máy tính Những mạng đi dây dùng cáp vật lý để nối các thiết bị Những mạng không dây sử dụng sóng radio để kết nổi giữa các thiết bị
Các mạng không dây cũng được
kết nối đến các mang có dãy lại
một vải điểm
Hình 1.8.2.3: Các kết nối mạng
Giao thức ("R:
World Wide Web (WWW) : HTTP
(Hypertext Transport Protocol)
E-mail SMTP
(Simple Mail Transport Protocol) POP
(Post Office Protocol)
Instant Message (Jabber; AIM) XMPP
(Extensible Messaging and Presence Protocol)
OSCAR
{Open System for Communication in Realtime)
IP Telephony SIP
(Session Initiation Protocol)
Hinh 1.3.2.4: Ce dich vu mang
Trang 31Chuong 1: Cuéc séng trong thdi dai mang may tinh
Trước khi khép lại phần này, chúng ta xem qua một ví dụ về sự phối hợp g _ thành phần mạng trong khi vận chuyển một thông điệp Khi chưa hiểu gì về mạng, chúng ta nghĩ rằng nó rất trừu tượng và khó hiểu Nhưng qua ví dụ này, mong rằng chúng ta sẽ hình dung nó một cách đễ dàng hơn Chúng ta tạo va géi một thông điệp văn bản và thông điệp này đường như lập tức xuất hiện ở thiết bị đích Mặc dù chúng ta biết rằng giữa thiết bị truyền và thiết bị nhận là một loạt các thiết bị và môi trường truyền mà thông điệp phải đi qua, nhưng để đơn giản ở dây chúng ta không cần quan tâm đến các thành phần ở giữa này
Các thông điệp
Trong chặng đầu tiên của cuộc hành trình từ nguồn đến đích, thơng điệp của chúng ta được chuyển đổi thành một định dạng mà nó có thể truyền trên mạng Tất cả các loại thông điệp dù ở dạng nào (văn bản, video, voiee v.v ) đều phải chuyển thành các bit trước khi được chuyển đến đích Một khi thông điệp đã được chuyển thành các bit, nó đã sẵn sàng được gởi vào môi trường truyền để đi đến đích
Tôi sẽ đến đó vào thứ ba
Vui lịng gặp tôi tại sân bay 01110101 00000111 01010100 10010101
Thông điệp được chuyển đổi thành các
bit nhi phan trước khi chúng được truyền
trền mơi trường truyền
Hình 1.3.2.5: Gới một thông điệp
Trang 32
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
Tơi sẽ đến đó vào thứ ba
Vul lịng gặp tơi tal san bay
Card mang trong PC phát ra các mu hiệu điện để biểu diễn các bit
và đặt các bit trên môi trường Các bịt đến tại thiết bị mạng đầu tiên
Hinh 1.3.2.6: Vai trò của card mạng
Các thiết bị mạng trung gian
Để hiểu được sức mạnh và độ phức tạp của các liên mạng hay mạng Internet, chúng ta
hãy bắt đầu bằng một ví dụ đơn giản về gởi thông điệp chat trên máy tính Khi muốn
sử dụng các dịch vụ mạng như web, email v.v chúng ta thường nghĩ ngay là sử dụng máy tính để truy cập chúng Nhưng máy tính chỉ là một loại thiết bị trong số các
thiết bị có thể gởi và nhận các thông điệp trên mạng Nhiều loại thiết bị khác cũng có
thể kết nối vào mạng và tham gia vào các dịch vụ mạng, chẳng hạn như: điện thoại,
máy quay, các hệ thống nghe nhạc, raáy in và các thiết bị điều khiển game v.v
ale Se i
Vui lịng gặp tơi tại san bay
i ‡
Router dong vai trõ kết nối các mạng tại với nhau và đảm bảo rằng sự giao tiếp được hưởng đến đúng đích
Các bit được chuyển từ thiết bị
€') đến thiết bị trong mạng cục bộ
Khi rời khỏi mạng cục bộ, chúng
được chuyển ngang qua 1 router
Trang 33Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính 33 IMỊ? Ngồi máy tính, cịn có nhiều các thành phần khác giúp cho thông điệp của chúng ta có thể được vận chuyển qua hàng dặm cáp, sóng trong khơng khí và các vệ tỉnh để đến đích Một trong những thành phần quan trọng mà hầu như các mạng đều có là bộ định tuyến (router) Router nối hai hay nhiều mạng - chẳng hạn như mạng riêng và mạng Internet - và chuyển thông tin từ mạng này sang mạng khác Các router chọn đường đi sao cho thông điệp đến được đích nhanh nhất và hiệu quả nhất
Môi trường truyền
Một thành phần quan trọng không thể thiếu của mạng là môi trường truyền Các thơng điệp đi trên nó từ thiết bị này đến thiết bị kia hay từ mạng này đến mạng kia Các mạng không dây cho phép các thiết bị ở bất kỳ nơi đâu trong nhà hoặc văn phòng, ngay cả ngoài trời kết nối lại với nhau mà không cần phải tốn nhiều thời gian thi công và cũng không làm mất đi về mỹ quan của căn phòng đẹp Tại các điểm công cộng như quán café, khách sạn, sân bay v.v chúng ta thường thấy các trạm phát (hotspot)
Nhiều mạng sử dụng dây đẫn để cung cấp kết nối giữa các thiết bị Ethernet là một cơng nghệ mạng có dây thông dụng nhất ngày nay Các dây dan, goi là cáp, kết nối các máy tính và các thiết bị khác để tạo thành mạng Mạng có dây hỗ trợ rất tốt trong việc vận chuyển khối lượng dữ liệu lớn với tốc độ cao, như hỗ trợ đa truyền thông chuyên nghiệp chất lượng cao Sau khi đi qua môi trường truyền đến được dich, tại thiết bị đích chúng được chuyển đổi thành các bit và sau đó thành thông điệp như ban đầu
A
sẽ đến đó vào thứ ba Vui long gap tal tal san bay
Tél sé dén dé vaothitba, 7) Vul long gap t6i tai san bay
Cac mang dữ liệu
Thiết bị đích đọc các bit và chuyển đổi chúng trỡ lại thông điệp ma con
Trang 34
Chương l1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
Các dịch vụ
Các dịch vụ mạng là các chương trình hỗ trợ con người giao tiếp với nhau Chúng được phân tán trên mạng Ví dụ, người dùng có thể sử dụng dịch vụ chat ở bất kỳ nơi nào
nếu có kết nối vào mạng Internet
Các giao thức
Một thành phần quan trọng chi phối mọi hoạt động giao tiếp trên mạng là giao thức Đó quy định cách các thông điệp được gởi, di chuyển trên mạng và được hiểu tại thiết
bị đích như thế nào Ví dụ, trong trường hợp Jabber Instant Messaging, XMPP, TCP và IP là các giao thức chỉ phối đến cuộc giao tiếp
1.3.3 Các mạng hội tụ
Đa dịch vụ - đa mạng
Các mạng điện thoại truyển thống, sóng vơ tuyến, vơ tuyến truyền hình và máy tính
đều có các phiên bản riêng của chúng về 4 thành phần mạng cơ bản Trong quá khứ, mỗi dịch vụ yêu cầu một kiến trúc (topo) để mang tín hiệu giao tiếp của riêng nó Bên
cạnh đó, mỗi dịch vụ cịn có một tập hợp các quy tắc và các chuẩn để đảm bảo giao
tiếp ngang qua một môi trường truyền xác định được thành cơng Hình 1.3.3.1 chỉ ra
các loại mạng Thông điệp Mạng Mrs Gui tắc 2
Mối trường nấy tính truyền Qui ước fae
Mang dién thoai Môi trường truyền Broadcast Qui ước Chuẩn _- Môi trường Thiết bị truyền
Hình 1.8.8.1: Nhiều dịch uụ đưng chạy trên nhiều mạng Các mạng hội tụ
Trang 35©
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính 35
voice, video và đữ liệu có thể được truyền trên mạng hội tụ này Đây là một bước tiến đáng kể giúp loại bỏ nhu cầu tạo và duy trì các mạng riêng lẻ Tuy nhiên, trong một mạng hội tụ vẫn có những điểm khác nhau và nhiêu thiết bị chuyên biệt - như máy tính cá nhân, điện thoại, tỉ vi, các thiết bị hỗ trợ cá nhân và các máy bán hàng - chứ
không phải một thiết bị chung sử dụng cho tất cả nhu câu Nhưng dù sao tất cả chúng
đều sử dụng chung một cơ sở hạ tầng mạng
Mỗi trường
Môi trường truyền ae
Thiết bị Một mạng - nhiều
thiết bị Hình 1.3.3.2: Cức mạng hội tụ mang nhiều dịch uụ trên một mạng Các mạng thông tin thơng minh
Vai trị của mạng đang được cải tiến Nền tảng giao tiếp thông minh trong tương lai gần sẽ được triển khai thay vì chỉ kết nối và truy cập các ứng dụng như hiện nay Tạo ra một mạng hội tụ là giai đoạn đầu trong việc xây dựng mạng thông tin thông minh Hiện tại chúng ta đang ở trong giai đoạn này của cuộc cách mạng về mạng Giai đoạn tiếp theo không chỉ là hợp nhất các loại thông điệp khác nhau trên một mạng đơn, mà còn hợp nhất các ứng dụng phát sinh, vận chuyển và bảo mật các thơng điệp đó trên các thiết bị mạng tích hợp Không chỉ voice và video được truyền trên cùng một mạng mà các thiết bị chuyển mạch diện thoại và quảng bá video cũng sẽ được tích hợp thành một thiết bị để định tuyến các thông điệp trên mạng Đạt được nền tảng giao tiếp này sẽ cung cấp các ứng dụng chất lượng cao với chỉ phí thấp
Kế hoạch cho tương lai
Trang 36
36 Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
nghệ này phục vụ cuộc sống, học hành, làm việc và giải trí của con người, kiến trúc
mạng Internet phải đáp ứng được các yêu cầu liên tục thay đổi nhằm đạt được dịch vụ và bảo mật chất lượng cao
1.4 Kiến trúc mạng Internet
1.4.1 Kiến trúc mạng
Mạng phải hỗ trợ rất nhiều ứng dụng và dịch vụ, cũng như hoạt động trên rất nhiều
loại cơ sở hạ tầng vật lý khác nhau Thuật ngữ kiến trúc mạng (network architecture) trong ngữ cảnh này nói đến các cơng nghệ hỗ trợ cơ sở hạ tầng, các dịch vụ và giao
thức được định nghĩa để vận chuyển các thông điệp trên cơ sở hạ tầng đó Khi Internet và các mạng phát triển, có bốn vấn để mà chúng ta cần quan tâm để đáp ứng
các kỳ vọng của người dùng là: tính chịu lỗi (fault tolerance), khả năng mở rộng hay khả triển (scalability), chất lượng dịch vụ và bảo mật (security)
Tính chịu lỗi (Fault toleranee)
Kỳ vọng của người sử dụng mạng Internet là làm sao phải truy cập 24/7 với tốc độ nhanh Vì vậy khi thiết kế và triển khai một mạng cần phải có tính năng chịu lỗi Mạng có tính năng chịu lỗi là mạng giới hạn được tầm ảnh hưởng của lỗi phần cứng, phần mềm và có thể phục hồi nhanh chóng khi sự cố xảy ra Xây dựng mạng có tính năng chịu lỗi bằng cách tạo ra các kết nối hay các đường đi dự phòng giữa ngn và đích Nếu một kết nối hay đường đi bị gián đoạn thì ln ln có một đường thay thế để mang thông điệp đi Quá trình chuyển đổi này là trong suốt đối với người dùng cũng như thiết bị cuối Cả cơ sở hạ tầng vật lý và các tiến trình luận lý hướng dẫn các thông điệp trên mạng được thiết kế phù hợp với tính năng này Hình 1.4.1.1 chỉ ra cách tạo kết nối dự phòng i Internet ) Các kết nối dự phòng cho phép
các đường di khác.nếu một thiết bị koặc một liên kết bị lỗi Phía
người dùng không bị thay đổi
Trang 37
@
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính Tính khả triển (Sealability)
Mạng có tính năng khả triển là mạng có thể đáp ứng ngay khi có nhu cầu mở thêm kết nối và triển khai ứng dụng mới mà không ảnh hưởng đến hiệu quả của các dịch vụ đang chạy trên mạng cũng như những người dùng khác Hàng ngàn người dùng và nhà cung cấp địch vụ mới kết nối vào Internet mỗi ngày Khả năng của mạng hỗ trợ các kết nối mới này phụ thuộc vào một thiết kế phân lớp của cơ sở hạ tầng vật lý và kiến trúc luận lý (logic) bên dưới Hoạt động tại mỗi lớp cho phép người dùng hoặc nhà cung cấp dịch vụ có thể mở rộng mà không gây ngưng trệ tồn mạng Cơng nghệ liên tục phát triển làm tăng khả năng mang các thông điệp và hiệu quả của các thành phần trong cơ sở hạ tầng tại mỗi lớp Sự phát triển này - với các phương pháp mới cho phép xác định và định vị người dùng trong mạng - cho phép Internet theo kịp tốc độ phát triển của người dùng
Thêm người dùng vào và toàn bộ
các mạng có thể được kết nối đến Internet mà không làm giảm hiệu
suất của các người dùng đang tồn tại
Hình 1.4.1.2: 7ính khả triển
Chất lượng dịch vụ (QoS)
Trang 38
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tinh
|Quality of Service, được quản lý bởi router ldảm bảo rằng độ ưu tiên phù hợp với loại giao|
tip va tim quan trọng của nó đến tổ chức
Hình 1.4.1.3: Chết lượng địch oụ Bảo mật
Internet phát triển từ một mạng được kiểm soát chặt chẽ bởi các tổ chức giáo dục và
chính phủ trở thành một mạng được truy xuất rộng rãi cho các cá nhân hoặc doanh
nghiệp giao tiếp với nhau Kết quả là, các yêu cầu về bảo mật của Internet đã thay đổi
Các kỳ vọng về bảo mật và tính riêng tư trong việc trao đổi các thông tin bí mật hoặc bí quyết kinh doanh đã vượt khỏi khả năng đáp ứng của kiến trúc hiện tại Nhiều mở rộng
trong lãnh vực giao tiếp mà các mạng đữ liệu truyền thống khơng có làm tăng nhu câu
tích hợp bảo mật vào trong kiến trúc mạng Rết quả là, có nhiều nỗ lực dành cho việc nghiên cứu và phát triển lãnh vực này Đồng thời, nhiều công cụ và thủ tục được triển
khai nhằm chống lại các điểm yếu về bảo mật trong kiến trúc mạng
[Những người quản trị có thé bao ve mang bằng phần mềm phần cứng
luà bằng cách ngăn chặn truy cap
Trang 39
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính
1.4.9 Kiến trúc mạng có tính năng chịu lỗi
Ban đâu, mạng Internet là kết quả nghiên cứu của Bộ quốc phòng My (United States Department of Defense - DoD) Mục đích chính của mạng này là xây dựng một môi trường truyền mà nó vẫn có thể hoạt động khi có một vài site hoặc đường truyền khơng hoạt động Tính năng fault tolerance là mục tiêu của việc thiết kế các liên mạng đầu tiên Ban đầu, các nhà nghiên cứu mạng quan sát các mạng liên lạc có sẵn, các mạng này chủ yếu vận chuyển tiếng nói (voice), để xác định những điều cần làm để cải thiện mức chịu lỗi
Mạng chuyển mạch hướng kết nối
Để hiểu được các thách thức mà các nhà nghiên cứu của DoD phải đối mặt, chúng ta quan sát cách hoạt động của mạng điện thoại Khi một người thực hiện một cuộc gọi, trước tiên cuộc gọi trải qua một quá trình thiết lập, trong quá trình này tất cả các vị trí chuyển mạch điện thoại giữa điện thoại nguồn và đích được xác định Một con đường tạm hoặc một mạch được tạo ra thông qua các vị trí chuyển rạch được sử dụng trong cuộc gọi Nếu bất kỳ một liên kết hoặc thiết bị nào trên mạch này bị lỗi thì cuộc gọi bị ngắt Để kết nối lại, một cuộc gọi mới phải được thực hiện và một mạch mới giữa điện thoại nguôn và đích được tạo ra Loại mạng hướng kết nối này gọi lại mạng chuyển mạch Ban đầu, các mạng chuyển mạch không tự động kết nối lại các mạch bị rớt Để phục hồi, một cuộc gọi mới phải được khởi tạo và mạch mới được thiết lập giữa hai đầu
Khí một cuộc gọi được thiết lập, tất cả dữ liệu
Red tates nhưng chỉ có 3
đường được chọn cho một cuộc gọi
VN
Cu
Mach vẫn hoạt đồng
mặc dủ khơng có ai
nói chuyện Mạng điện thoại
Có nhiều mạch nhưng có giới hạn, trong các giai đoạn đỉnh điểm,
một vài cuộc gọi có thể bị cấm
Hình 1.4.2.1: Chuyển mạch trong mạng điện thoại
Trang 40
Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính mạch đã được thiết lập thì ngay cả khi khơng có giao tiếp giữa những người trên điện
thoại, mạch này vẫn giữ kết nối và chiếm tài nguyên cho đến khi một trong hai đối
tác kết thúc cuộc gọi Vì khả năng tạo những mạch mới bị giới hạn nên người gọi có
thể nhận được thông báo tất cả các đường dây đều bận và cuộc gọi khơng thể thực hiện Chỉ phí để tạo đủ đường đi đáp ứng một số lượng lớn mạch đồng thời và các
công nghệ cân thiết để tự động kết nối lại những mạch bị rớt khi bị lỗi đã khiến cho DoD cân nhắc tìm và phát triển mạng khác
Mạng chuyển mạch gói khơng kết nối
Trong việc tìm kiếm một mạng có thể chống lại sự mất tín hiệu khi truyền và có khả
năng chuyển đổi, ban đầu các nhà thiết kế Internet đã đánh giá lại các nghiên cứu về mạng chuyển mạch gói Giả thuyết của loại mạng này là một thông điệp có thể được
chia nhỏ thành nhiều mảnh Các mảnh này chứa các thông tin địa chỉ xác định người gởi và người nhận thông điệp Với các thông tin nhúng vào này, các mảnh này được
gọi là các gói dữ liệu (packet) có thể được gởi qua mạng bằng các đường đi khác nhau và có thể được lắp ghép lại thành thông điệp ban đầu khi chúng đến đích
Đường đi không cỡ CS 3 đinh được thiết lập Các
5 acket được định tuyến
"theo, ve đi tốt nhất i iJ Cie
Trước khi truyển mỗi
cuộc giao tiếp được chia Internet om ae
thành các paokel và HE [Sauee foe
chúng được đánh địa address laddress ae Jông hợp Và sắp aoe lal
chỉ và số theo trật tự ban đầu
Trong các giai đoạn đỉnh điểm, cuộc giao tiếp có thể bị chậm trễ nhưng không bị cấm Hình 1.4.2.2: Chuyển gói dữ liệu trong mạng dữ liệu
Các nhà nghiên cứu của DoD nhận ra rằng một mạng chuyển mạch gói khơng kết nối
có những đặc điểm cần thiết để hỗ trợ cho kiến trúc mạng có tính năng chịu lỗi Một