Tổng quan về mạng máy tính – mô hình osi internet và tcp ip

Báo Cáo Thực Tập Lời nói đầu Chúng ta đà sống thời kỳ phát triển nhanh chóng sôi động công nghệ tin học, nh tất sản phẩm trí tuệ ngời, máy tính trở nên mạnh mẽ hơn, dễ sử dụng hơn, hiệu cao Dần dần máy tính đơn lẻ đợc kết nối với thành mạng máy tính ngày đà trở thành thiếu hầu nh tổ chức Mạng máy tính cho phép ngời sử dụng liên lạc với nhau, chia sẻ thông tin, chia sẻ tài nguyên, cộng tác kết hợp sức mạnh Quy mô mạng máy tính không tính đờng biên giới, đà vợt qua khuôn khổ quốc gia riêng lẻ, với hàng loạt dịch vụ, đà đáp ứng đợc hầu hết nhu cầu thông tin ngời lúc, phơng diện Chính vấn đề tin học viễn thông nói chung mạng máy tính nói riêng trở thành kiến thức phổ thông, em nh bạn khác ham hiểu biết mạng máy tính Vì phần đồ án này, em xin trình bày tổng quan mạng máy tính mô hình OSI - Internet TCP/IP Và thiết bị mạng nh : Repeat - Bridge - Router - HUB Do giới hạn báo cáo trình độ em hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót, em mong đợc thông cảm bảo thầy giáo, cô giáo bạn cho em đợc hoàn thiện Sau em xin phép đợc bày tỏ lời cảm ơn trân thành tới thầy giáo hớng dẫn PGS.TS Đỗ Xuân Thụ đà tận tình giúp đỡ em hoàn thành báo cáo tốt nghiệp CHƯƠNG Tổng quan mạng máy tính I khái niệm mạng máy tính Khái niệm Báo Cáo Thực Tập mạng máy tính tập hợp máy tính đợc nối với đờng truyền vật lý theo kiến trúc đó.ở đờng truyền vật lý để chuyển tín hiệu điện từ máy tính ,các tín hiệu điện từ xung điện dới dạng bit với mục đích sử dụng chung tài nguyên Đặc điểm Nhiều máy tính riêng rẽ độc lập với kết nối lại thành mạng máy tính có đặc điểm sau nhiỊu ngêi cã thĨ dïng chung mét phÇn mỊm tiƯn Ých ngêi sư dơng trao ®ỉi th tÝn víi (email) dễ dàng sử dụng mạng máy tính nh công cụ để phổ biến tin tức Phân loại mạng máy tính Mạng Lan: Mạng cục bé LAN kÕt nèi c¸c m¸y tÝnh mét khu vực bán kính hẹp (Khu vực khoảng vài trăm mét) mạng LAN đợc kết nối thông qua môi trờng truyền thông tốc độ cao (cáp đồng trục, cáp quang) mạng LAN thờng đợc sử dụng phận quan tổ chức Các mạng LAN kết nối với thành mạng WAN Mạng WAN (mạng diện rộng WAN) kÕt nèi m¸y tÝnh néi bé c¸c quèc gia hay quốc gia châu lục Thông thờng kết nối đợc thực thông qua mạng viễn thông mạng WAN kết nối vơí thành mạng GAN hình thành mạng GAN Mạng GAN kết nốimáy tính từ châu lục khác Thờng kết nối đợc thực thông qua mạng viễn thông vệ tinh Mạng MAN : Mạng kết nối phạm vi thành phố kết nối đợc thực thông qua môi trờng truyền thông tốc độ cao (từ 50 đến 100 Mbps) Cấu hình mạng 4.1./ Mạng BUS : Mạng BUS đợc thiết kế theo đờng trục tạo thành hành lang trao đổi liệu hai đầu trục đợc kết nối với thiết bị có trở kháng 50 ôm (hình 1) Tất máy tính đợc kết nối vào trục Ưu điểm cấu hình đơn giản, thiết bị rẻ tiền, mở rộng thu hẹp dẽ dàng trạm làm việc độc lập với không muốn kết nối mạng Nhợc điểm: Vì kết cấu theo đờng trục nên dễ dàng gây tắc nghẽn Nếu trục có cố gây toàn mạng Báo Cáo Thực Tập Termilor Hình 1: Sơ đồ mạng BUS 4.2/ Mạng hình sao: Mạng hình đợc kết nối thông qua tập trung (HUB) máy chủ nh máy trạm đợc kết nối vào HUB nh (hình 2) Ưu điểm kết nối theo nguyên lý song song nên máy có cố không ảnh hởng đến máy có cố pháthiện dễ dàng , cóthể mở rộng mạng, cấu trúc mạng đơn giản hoạt động ổn định trình truyền liệu gây tắc nghẽn Nhợc điểm: tất trạm máy chủ phải kết nối vào HUB nên độ dài đ ờng dây lớn việc mở rộng mạng phụ thuộc vào HUB Hình : Sơ đồ mạng HUB Báo Cáo Thực Tập 4.3./ Mạng hình vòng (Ring Topolory) Tất máy tính đợc nối theo đờng vòng cấu hình điểm đầu điểm cuối.(hình 3) Hình 3: Sơ đồ mạng vòng u điểm nhợc điểm tơng tự nh mạng nhng đòi hỏi giao thức truy nhập đờng truyền phức tạp II Mô hình liên kết mạng 1/ Sự hình thành Sự phát triển kỹ thuật điện tử sù ®êi cđa vi sư lý viƯc chÕ tạo máy tính cá nhân cho có đợc môi trờng hoạt động thông tin nhiều lĩnh vực ngân hàng tài công tác quản lý việc tổ chức máy tính thành mạng để sử lý thông tin ngày trở nên cần thiết mạng sử lý thông tin hệ thống nhằm trao đổi thông tin máy tính với phạm vi cđa mét phßng ban mét khu vùc hay cđa lÃnh thổ Trong trình thiết kế nhà thiết kế tự lựa chọn cấu trúc mạng riêng từ dẫn đến tình trạng không tơng thích mạng Nh phơng thức truy nhập ®êng trun kh¸c nhau, sư dơng giao thøc kh¸c Sự không tơng thích làm trở ngại cho tơng tác ngời sử dụng mạng khác Nhu cầu trao đổi thông tin lớn ngày trở ngại chấp nhận đợc cho ngêi sư dơng víi B¸o C¸o Thùc TËp tất lý đà khiến cho tất nhà sản xuất nhà nghiên cứu, thông qua tổ chức chuẩn hoá quốc gia qc tÕ tÝch cùc t×m kiÕm mét sù héi tơ cho sản phẩm mạng thị trờng Để có đợc điều trớc hết cần xây dựng khung chuẩn kiến trúc mạng để làm cho nhà thiết kê chế tạo sản phẩm mạng Vì lý đó, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International organization for Standariztation-ISO) đà lập năm 1997 tiểu ban nhằm phát triển khu chuẩn nh Năm 1984 ISO đà xây dựng xong Mô hình tham chiếucho việc kết nối cho hÖ thèng më” (Reference Model for Open Systems Interconnection –ISO Referen Model) Mô hình đợc dùng làm sở ®Ĩ kÕt nèi c¸c hƯ thèng më phơc vơ cho ứng dụng phân tán 2/ Kiến trúc phân tầng OSI Để xây dựng mô hình OSI xuất phát từ kiến trúc phân tầng dựa nguyên tắc chủ yếu sau: + Để đơn giản cần hạn chế sốlợng tầng + Tạo danh giới tầng cho tơng tác mô tả dịch vụ tối thiểu + Chia tầng cho chức khác đợc tách biệt với tầng sử dụng loaị công nghệ khác đợc tách biệt + Các chức giống đợc đặt vào tầng + Chọn danh giới tầng theo kinh nghiệm đà đợc chứng tỏ thành công + Các chức đợc định vị cho thiết kế lại tầng mà ảnh hởng đến tầng kề + Tạo danh giới tầng cho chuẩn hoágiao diện tơng ứng + Tạo tầng liệu đợc xử lý cách khác biệt + Cho phép thay đổi chức giao thức tầng không làm ảnh hởng đến tầng khác + Mỗi tầng có danh giới (giao diện) với tầng kề dới + Có thể chia tầng thành tầng cần thiết + Tạo tầng phép giao diện với tầng kế cận + Cho phép huỷ bỏ tầng thấy không cần thiết Với nguyên tắc mô hình OSI đà chia làm tầng (hình 4) Hệ thống A Hệ thống B Báo Cáo Thực Tập Giao thức tầng Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical øng dơng Giao thøc tÇng Giao thøc tÇng5 Giao thøc tÇng Giao thøc tÇng Giao thøc tÇng Giao thøc tÇng Trình diễn Phiên Giao vận Mạng Liên kết liệu Vật lý 111 Đờng truyền vật lý Hình 4: Mô hình OSI tầng 2.1 Chức tầng 2.1.1 Tầng vật lý (Physical) Nằm tầng dới mô hình Tầng vật lý quy định hình thức kết nối vật lý mạng , hình thức điện khác chức đặc biệt cho kết nối Tầng quy định cấu trúc mạng (Topolory) đảm bảo thiết lập liên kết huỷ bỏ liên kết 2.1.2 Tầng liên kết liệu (Data Link) Tầng cung cấp số chức quan trọng Quy định dạng khung (Frame) kiểu thiết bị truy nhập , phơng thức điều khiển luồng Kiểm tra tín hiệu truyền tầng dới đảm bảo thông tin truyền lên mạng lỗi Nếu phát lỗi yêu cầu tầng gửi lại 2.1.3 Tầng mạng (NetWork) Đây tầng liên lạc mạng( Communication Subnet Layer) theo dõi toàn hoạt động Subnet, thông tin số liệu tầng đợc tổ chức thành gói số liệu (Packets) chứa đầy đủ địa nguồn (Source) đích (Destination) Số lợng gói số liệu truyền kênh khác mạng phụ thuộc lu lợng gói đờng truyền Tầng mạng đảm bảo việc chọn đờng tối u cho gói số liệu (Router) 2.1.4Tầng vận chuyển (Transport layer): Báo Cáo Thực Tập Tầng vận chuyển tầng cao nhóm tầng thấp ,mục đích cung cấp dịch vụ truyền liệu cho chi tiết cụ thể phơng tiện truyền thông đợc sử dụng bên dới trở nên suốt tầng cao Tầng có nhiệm vụ nhận thông tin từ tầng phiên (session layer) chia thành phần nhỏ đồng thời chuyển xuống tầng dới nhận thông tin từ tầng dới chuyển lên.Tất khối liệu đợc kiểm tra đợc truyển lại Nếu có yêu cầu nối xuất phát từ tầng mạng ,hệ thống yêu cầu chuyển tin nhanh, tầng thiết lập nối để tăng lu lợng thông tin mạng hƯ thèng cã thĨ sư dơng chung cc nèi cho thông tin khác Ngoài có chế kiểm soát dòng thông tin để đồng tốc độ xử lý 2.1.5 Tầng phiên(session layer) Thiết lập cuối nối hai trạm hay cung cấp giao diện mạng ngời sử dụng Ngời sử dụng thiết lập , quản lý đối thoại ,kết thúc nối Ngoài cho phép ngời sử dơng truy nhËp tõ xa viƯc vËn chun c¸c tệp.Tầng đảm bảo chuyển giao thông tin lên tầng thực nhận đủ thông tin Đồng thời có trách nhiệm việc đồng hoá hai tiến trình tầng phiên 2.1.6 Tầng trình diễn (Presentation layer) Tầng đảm bảo liệu nhận đợc khuôn dạng Điều có nghĩa tầng trình diễn đảm bảo cho cách biểu diễn liệu khác Sự chuyển đổi liệu ,các phơng thức hay thủ tục chuyển đổi nằm tầng 2.1.7 Tầng áp dụng (Application layer) Tầng cho phép ngời sử dụng khai thác tài nguyên mạng tài nguyên máy chủ(server),host hay máy tính có kết nối vào mạng giống nh tài nguyên chỗ Nh hệ thống đợc coi suốt ngời dùng * Điều hấp dẫn mô hình OSI chỗ hứa hẹn giải pháp cho vấn đề truyền thông máy tính không giống Hai hệ thống dù khác truyền thông với cách hiệu chúng đảm bảo điều kiện chung sau: + Chúng cài đặt tệp chức truyền thông Báo Cáo Thực Tập + Các chức đợc tổ chức tệp tầng Các tầng đồng mức phải cung cấp chức nh (nhng phơng thức cung cấp không thiết phải giống ) + Các tầng đồng mức phải sử dụng giao thức chung CHƯƠNG Một số thiết bị mạng I./Repeater User A App Pre Sesion Trans Net Datalin k Physica Repeater User B A P S T N DL Phy Phy Phy Báo Cáo Thực Tập l Hình 0-1 Repeater Tơng đơng với lớp vật lý nên Repeater có khả kết nối mạng có kiểu cấu hình cấu trúc khung lớp vật lý Ví dụ mạng Bus với Bus Nó thờng đợc dùng nh khuyếch đại lặp trờng hợp cần mở rộng khoảng cách mạng đơn WS WS WS < -max 185 m > Repeater WS WS WS H×nh 0-2: Kết nối mạng dùng Repeater II./ - Bridge Chức tơng đơng lớp mô hình OSI nh sau User A App Pre Sesion Trans Net Datalin k Physica l Bridge DL DL User B A P S T N DL Phy Phy Phy Hình 0-3 Bridge Báo Cáo Thực Tập Theo chức mình, Bridge xử lý khung liệu lớp Chính có khả kết nối mạng có cấu trúc khung khác nh mạng BUS RING sử dụng phơng tiện truyền dẫn vật lý khác Hình dới kết nối mạng sử dụng cầu nối Hình 0-4 Kết nối mạng Bridge Cầu hoạt động nh lọc địa lớp Nó biến đổi khung liệu mạng LAN thành khung liệu mạng LAN khác (Ví dụ 802.3 < > 802.5) Nhng không làm thay đổi nội dung phần liệu mà khung chứa (dữ liệu lớp bên trên) Ví dụ: Khi tram WS1 mạng BUS muốn gửi liệu cho trạm WS6 mạng RING gửi khung liệu qua mạng BUS theo chuẩn 802.3 Cầu tiếp nhận khung thông qua cổng kết nối với mạng BUS A Sau cầu làm nhiệm vuh biến đổi khung liệu thành dạng phù hợp với mạng RING C theo chn 802.5 vµ chun khung tíi tram WS6 Quá trình truyền liệu từ tram diễn theo chiều ngợc lại Dới mắt ngời sử dụng toàn mạng giống nh mạng nhất- nghĩa không phân biệt trạm mạng Cầu hoạt động suốt (transparent) tự động chuyển khung từ mạng sang mạng khác theo qui tắc đợc định nghĩa trớc Các qui tắc thuật toán chọn đờng cầu Có thuật toán thông dụng cầu là: - TLB (Transparent Learning Bridge) CÇu häc suèt - STB (Spanning Tree Bridge) - SRB (Source Route Bridge)