Giáo trình mạng căn bản (nghề tin học văn phòng trình độ trung cấp)

NHẬP MÔN MẠNG MÁY TÍNH

Nhập môn mạng máy tính

Ngày nay, với sự bùng nổ thông tin, nhu cầu xử lý dữ liệu ngày càng gia tăng Mạng máy tính đã trở nên quen thuộc và thiết yếu trong nhiều lĩnh vực như khoa học, quân sự, thương mại, dịch vụ và giáo dục Việc kết nối các máy tính thành mạng mang lại nhiều lợi ích to lớn, bao gồm khả năng sử dụng chung tài nguyên, tăng độ tin cậy của hệ thống và nâng cao chất lượng cũng như hiệu quả khai thác thông tin.

Với sự gia tăng nhu cầu của xã hội, vấn đề kỹ thuật trong mạng đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của các chuyên gia công nghệ thông tin Việc truy xuất thông tin nhanh chóng và tối ưu là rất quan trọng, tuy nhiên, lượng thông tin khổng lồ trên mạng có thể dẫn đến tình trạng tắc nghẽn và mất mát dữ liệu đáng tiếc.

Hiện nay, việc xây dựng một hệ thống mạng hiệu quả, an toàn và tiết kiệm chi phí đang được nhiều người quan tâm Có nhiều giải pháp công nghệ với các yếu tố cấu thành đa dạng, mỗi yếu tố lại có nhiều lựa chọn khác nhau Để phát triển một giải pháp hoàn chỉnh và phù hợp, cần phải trải qua quá trình chọn lọc dựa trên ưu điểm của từng yếu tố và chi tiết nhỏ Việc giải quyết vấn đề phải dựa trên các yêu cầu cụ thể và ứng dụng công nghệ thích hợp Tuy nhiên, công nghệ tiên tiến nhất không nhất thiết là công nghệ tốt nhất; công nghệ tốt nhất là công nghệ phù hợp nhất với nhu cầu thực tế.

Định nghĩa mạng máy tính

Mạng máy tính là hệ thống các máy tính được kết nối theo cách thức và cấu trúc nhất định, cho phép chúng trao đổi dữ liệu và chia sẻ thiết bị Các máy tính này có thể nằm trong cùng một phòng, tòa nhà, thành phố, quốc gia hoặc trên toàn cầu.

Mạng máy tính khác biệt với các hệ thống thu phát một chiều như truyền hình và truyền thông từ vệ tinh, vì nó cho phép sự trao đổi thông tin hai chiều giữa các máy tính Trong khi các hệ thống một chiều chỉ truyền tải thông tin từ nguồn phát đến điểm thu mà không quan tâm đến số lượng điểm thu hay chất lượng thu, mạng máy tính tạo điều kiện cho việc giao tiếp và tương tác giữa nhiều thiết bị.

Mạng máy tính là hệ thống kết nối các máy tính theo cấu trúc nhất định, cho phép chúng trao đổi dữ liệu và chia sẻ thiết bị Các máy tính này có thể nằm trong cùng một phòng, tòa nhà, thành phố, quốc gia hoặc trên toàn cầu.

Mạng máy tính được phân biệt với các hệ thống thu phát một chiều, như truyền hình và phát thông tin từ vệ tinh, nhờ vào khả năng trao đổi thông tin qua lại giữa các máy tính.

Các trạm thu thụ động tại đây chỉ cung cấp thông tin một chiều từ nguồn phát đến nơi thu, mà không xem xét số lượng điểm thu hoặc chất lượng thu tín hiệu.

* Ưu điểm của mạng máy tính

- Chuẩn hoá các ứng dụng

- Thu thập dữ liệu một cách kịp thời

- Tăng hiệu quả làm việc

- Cho phép giao tiếp trực tuyến, thuận tiện trong liên lạc

- Dễ bị mất mát hay thất lạc thông tin khi truyền hoặc khi thiết lập chế độ bảo mật không tốt.

Lợi ích kết nối mạng máy tính

3.1 Tiết kiệm được tài nguyên và thiết bị

Nhờ vào việc kết nối mạng, người dùng có thể chia sẻ các thiết bị ngoại vi đắt tiền như máy in, máy vẽ và ổ đĩa, từ đó giảm thiểu số lượng thiết bị cần đầu tư Điều này cho phép họ sử dụng máy tính với chi phí thấp mà vẫn đảm bảo hiệu suất mạnh mẽ và đầy đủ chức năng.

Việc kết nối mạng thông tin dữ liệu cho phép người dùng nhập liệu một lần và lưu trữ tại một địa điểm duy nhất, từ đó tiết kiệm thời gian cập nhật và dung lượng lưu trữ Nhiều người có thể cùng sử dụng một phần mềm tiện ích, cho phép lập trình từ một trung tâm có thể tận dụng các chương trình tiện ích của các trung tâm máy tính khác đang không sử dụng, qua đó nâng cao hiệu quả kinh tế của toàn bộ hệ thống.

3.2 Trao đổi dữ liệu trở nên dễ dàng hơn

Người dùng có thể tiết kiệm thời gian và tìm kiếm thông tin dễ dàng chỉ với một thiết bị kết nối internet Qua E-mail, họ có thể trao đổi thư tín nhanh chóng và sử dụng mạng như một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về chính sách mới, nội dung buổi họp, cũng như các thông tin kinh tế như giá cả thị trường và tin giao vặt Họ cũng có thể sắp xếp thời khoá biểu cá nhân kết hợp với thời khoá biểu của những người khác.

Dữ liệu được truy cập nhanh chóng và chính xác hơn, mang lại giá trị sử dụng cao hơn nhờ vào việc loại bỏ sự sao chép và cập nhật nhiều lần ở nhiều nơi Giá trị thông tin cũng gia tăng do có nhiều người cùng khai thác và sử dụng.

Thay vì cài đặt ứng dụng trên từng máy trạm, chúng ta sẽ triển khai trên một máy chủ, cho phép các máy trạm sử dụng chung ứng dụng đó Phương pháp này giúp tiết kiệm chi phí bản quyền cũng như chi phí cài đặt và quản trị.

3.4 Tập trung dữ liệu, bảo mật và sao lưu dự phòng tốt

Hệ điều hành mạng bảo vệ dữ liệu và phần mềm an toàn hơn bằng cách khóa các tệp tin khi có người không đủ quyền hạn truy cập Nó khoanh vùng khai thác và hạn chế quyền truy nhập thông tin dựa trên yêu cầu và mức độ của từng người sử dụng.

3.5 Sử dụng các phần mềm ứng dụng trên mạng

Công nghệ mạng đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của các phần mềm ứng dụng, được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không với phần mềm bán vé máy bay tại các chi nhánh, đường sắt với phần mềm theo dõi đăng ký và bán vé tàu, cũng như trong ngành cấp thoát nước với phần mềm quản lý công ty cấp thoát nước thành phố.

3.6 Sử dụng các dịch vụ Internet

Ngày nay, sự phát triển của Internet đã tạo điều kiện cho mọi người trên thế giới dễ dàng trao đổi E-mail và trò chuyện với nhau với chi phí thấp hơn nhiều so với dịch vụ viễn thông truyền thống Đồng thời, các công ty cũng tận dụng công nghệ Web để quảng cáo sản phẩm và thực hiện giao dịch thương mại điện tử một cách hiệu quả.

Dựa vào hạ tầng mạng, chúng ta có thể phát triển các hệ thống ứng dụng quy mô lớn như chính phủ điện tử, thương mại điện tử và điện thoại Internet, giúp giảm chi phí và nâng cao khả năng phục vụ cho con người.

Lịch sử phát triển mạng

Mạng máy tính được hoàn thiện và hiệu quả như ngày nay có thể xem đã được phát triển qua 4 giai đoạn

4.1 Mạng xử lý với thiết bị đầu cuối

Vào giữa những năm 60, các nhà chế tạo máy tính đã nghiên cứu và phát triển thành công các thiết bị truy cập từ xa Một phương pháp đáng chú ý là cài đặt thiết bị đầu cuối ở vị trí xa trung tâm tính toán, liên kết với trung tâm qua đường dây điện thoại Sự kết nối này được thực hiện thông qua hai thiết bị xử lý tín hiệu, thường gọi là Modem, giúp truyền tín hiệu qua dây điện thoại thay vì kết nối trực tiếp.

Như vậy Mạng xử lý bao gồm một máy tính trung tâm và các thiết bị đầu cuối (Terminal) được nối vào một cách thụ động

Những thiết bị đầu cuối ban đầu bao gồm máy đọc bìa, bàn phím, máy in, màn hình, thiết bị xử lý tín hiệu và các thiết bị cảm nhận.

Máy trung tâm thực hiện nhiều chức năng quan trọng, bao gồm quản lý thủ tục truyền dữ liệu, đảm bảo sự đồng bộ giữa các trạm cuối, quản lý hàng đợi và xử lý các tín hiệu ngắt từ các trạm cuối.

4.2 Mạng xử lý với thiết bị tập trung và dồn kênh

- Mô hình truy ề n d ữ li ệ u t ừ xa đầ u tiên -

Để giảm bớt gánh nặng xử lý cho máy tính trung tâm, người ta đã bổ sung các bộ tiền xử lý, thiết bị tập trung và bộ dồn kênh.

Bộ tập trung và bộ dồn kênh là hai thiết bị quan trọng trong việc xử lý tín hiệu từ các trạm cuối Bộ dồn kênh có khả năng chuyển song song thông tin, trong khi bộ tập trung không có tính năng này và cần sử dụng bộ nhớ đệm để lưu tạm thời dữ liệu theo kiểu hàng đợi.

Khi số lượng trạm cuối tăng đáng kể, việc giảm bớt khối lượng công việc cho máy tính trung tâm trở nên cần thiết Để giải quyết vấn đề này, người ta đã đưa thêm vào mạng một bộ tiền xử lý.

Bộ tiền xử lý có vai trò quan trọng trong việc điều khiển mạng truyền tin, bao gồm quản lý đường dây và cất giữ tập tin Nó đảm nhiệm việc điều khiển ký tự trên đường dây, bổ sung hoặc loại bỏ các ký tự đồng bộ, cũng như quản lý trạng thái đường truyền như nối và tách Việc sử dụng bộ tiền xử lý không chỉ nâng cao hiệu suất mạng mà còn tăng cường tính linh hoạt so với phương pháp quản lý ghép nối cứng.

4.4 Mạng nối trực tiếp Đầu những năm 70, các máy tính đã được nối với nhau trực tiếp để tạo thành mạng máy tính nhằm phân tải hệ thống đồng thời tăng độ tin cậy và an toàn cho mạng

Cuối những năm 70, khái niệm mạng truyền thông (Communication network) ra đời, trong đó các bộ chuyển mạch (Switching Unit) là thành phần chính, có chức năng hướng thông tin tới đích của nó.

Bộ tiền xử lý Bộ tiền xử lý

Bộ tập trung Bộ dồn kênh Bộ dồn kênh /

- Mạng xử lý với bộ tập trung và dồn kênh -

Các nút mạng được kết nối thông qua đường truyền (Transmission Line), trong khi đó, các máy tính xử lý thông tin của người dùng (Host) hoặc các trạm cuối (Terminal) được kết nối trực tiếp vào các nút mạng để trao đổi thông tin khi cần thiết Đôi khi, các nút mạng cũng có thể là máy tính, cho phép chúng đóng vai trò vừa là nút mạng vừa là máy của người sử dụng.

Từ những năm 80, việc kết nối mạch đã trở nên phổ biến nhờ sự giảm giá của máy tính và chi phí truyền tin, đặc biệt là do sự bùng nổ của máy tính cá nhân Khi số lượng máy vi tính trong các văn phòng và cơ quan tăng nhanh, việc kết nối chúng trở nên cần thiết, mang lại hiệu quả cao cho người sử dụng.

1 Hãy trình bày những yếu tố quyết định sự ra đời của mạng máy tính

2 Phân tích những ưu điểm, nhược điểm của mạng máy tính.

3 Kết nối mạng máy tính có những lợi ích gì?

4 Lịch sử phát triển mạng máy tính trải qua mấy giai đoạn? Nêu những đặc điểm nổi bật của từng giai đoạn.

GI Ớ I THI Ệ U H Ệ TH Ố NG M Ạ NG MÁY TÍNH

Phân loại mạng

1.1 Theo khoảng cách a Mạng cục bộ - LAN (Local Area Network)

Mạng LAN (Local Area Network) là hệ thống kết nối các máy tính trong một khu vực nhỏ như văn phòng, tòa nhà hoặc trường học, với khoảng cách tối đa giữa các thiết bị chỉ vài chục km Trong khi đó, mạng đô thị (MAN - Metropolitan Area Network) mở rộng khả năng kết nối ra một khu vực lớn hơn, phục vụ cho các nhu cầu truyền thông trong các thành phố hoặc khu vực đô thị.

Mạng MAN (Metropolitan Area Network) là một loại mạng được triển khai trong phạm vi đô thị hoặc trung tâm kinh tế xã hội với bán kính khoảng 100 km Về quy mô địa lý, MAN lớn hơn mạng LAN (Local Area Network) nhưng nhỏ hơn mạng WAN (Wide Area Network) MAN đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các mạng LAN với nhau hoặc kết nối giữa mạng LAN và WAN.

14 c Mạng diện rộng - WAN (Wide Area Network)

Mạng WAN cho phép kết nối và trao đổi dữ liệu qua các vùng địa lý rộng lớn, bao gồm cả xuyên quốc gia và xuyên lục địa, đáp ứng nhu cầu kết nối linh hoạt Thông thường, mạng WAN là sự kết hợp của nhiều mạng LAN và MAN được liên kết với nhau thông qua các phương tiện như vệ tinh.

(satellites), sóng viba (microwave), cáp quang, cáp điện thoại d Mạng toàn cầu - GAN (Global Area

GAN, hay còn gọi là mạng toàn cầu, kết nối các máy tính trên toàn thế giới thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.

Khoảng cách địa lý được dùng làm

Sự phân biệt giữa các loại mạng ngày càng trở nên tương đối do sự phát triển của công nghệ truyền dẫn và quản trị mạng, dẫn đến việc các ranh giới này ngày càng mờ nhạt.

1.2 Theo cấu trúc mạng a Mạng tuyến tính (BUS)

Trong mạng tuyến tính, các trạm được kết nối với nhau qua một đường truyền chung gọi là bus, được giới hạn ở hai đầu bởi các đầu nối đặc biệt gọi là terminator Mỗi trạm kết nối với trục chính thông qua đầu nối chữ T (T-connector) hoặc thiết bị thu phát (Transceiver).

Khi một máy tính trong mạng gửi dữ liệu, bao gồm địa chỉ gửi, địa chỉ nhận, mã kiểm tra lỗi và dữ liệu, thông tin này sẽ được truyền theo cả hai hướng đến tất cả các máy tính Mỗi trạm, có một địa chỉ riêng duy nhất, sẽ kiểm tra xem dữ liệu có gửi đến mình hay không Máy tính có địa chỉ trùng khớp với địa chỉ mã hóa trong dữ liệu sẽ nhận và xác nhận hoàn thành quá trình gửi Ưu điểm của phương pháp này là dễ thiết kế và chi phí thấp.

Nhược điểm: Tính ổn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động b Mạng hình sao (STAR)

Mạng hình sao kết nối tất cả các trạm với một thiết bị trung tâm như bộ chuyển mạch, bộ chọn đường hoặc bộ phân kênh, có nhiệm vụ nhận và chuyển tín hiệu đến trạm đích Ưu điểm của mạng hình sao bao gồm việc thiết lập đơn giản, dễ dàng cấu hình lại (thêm hoặc bớt trạm), kiểm soát và khắc phục sự cố hiệu quả, cũng như tận dụng tối đa tốc độ truyền của đường truyền vật lý.

Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế c Mạng hình vòng (RING)

Trong mạng vòng, các thiết bị được kết nối thành một mạch vòng khép kín Mỗi trạm trong mạng được nối với vòng thông qua một bộ chuyển tiếp (repeater), có chức năng nhận tín hiệu và chuyển tiếp đến trạm kế tiếp.

Tín hiệu được truyền đi trên vòng theo một chiều duy nhất lần lượt qua các trạm

Mỗi gói dữ liệu đều chứa địa chỉ trạm đích, và khi một trạm nhận gói dữ liệu, nó sẽ kiểm tra địa chỉ Nếu đúng, trạm sẽ nhận gói; nếu không, gói dữ liệu sẽ được chuyển tiếp đến trạm tiếp theo Ưu điểm của quy trình này là tối ưu hóa tốc độ truyền của đường truyền vật lý và đảm bảo an toàn cho dữ liệu.

Nhược điểm: Một trạm hoặc cáp hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động, khó thêm, bớt một trạm, giao thức truy nhập mạng phức tạp

1.3 Theo phương pháp truyền thông tin a Mạng chuyển mạch kênh (Circuit-Switched Networks)

Khi hai trạm cần trao đổi thông tin, một "kênh" cố định sẽ được thiết lập và duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc Dữ liệu sẽ chỉ được truyền qua con đường cố định này, đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu ổn định.

Nhược điểm: tốn thời gian thiết lập đường truyền, hiệu suất sử dụng đường truyền không cao b Mạng chuyển mạch thông báo (Message-Switched Networks)

Thông báo là đơn vị thông tin có cấu trúc cố định, chứa thông tin điều khiển rõ ràng về mục đích của nó Dựa vào thông tin này, các nút trung gian có thể chuyển tiếp thông báo tới nút tiếp theo theo đường dẫn đến đích Tùy vào điều kiện mạng, các thông báo có thể được gửi qua những con đường khác nhau Ưu điểm của hệ thống này là quản lý lưu thông mạng hiệu quả hơn, giúp giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn.

Nhược điểm của mạng chuyển mạch gói là các trạm trung gian cần có dung lượng bộ nhớ lớn để lưu trữ thông báo, dẫn đến độ trễ cao trong quá trình lưu trữ và chuyển tiếp thông tin.

Mỗi thông báo được chia thành các gói tin nhỏ với khuôn dạng quy định, chứa thông tin điều khiển như địa chỉ nguồn và địa chỉ đích Các gói tin này có thể được gửi qua mạng đến đích bằng nhiều con đường khác nhau, giúp tăng tốc độ truyền Nếu một liên kết gặp sự cố, các gói tin còn lại vẫn có thể được chuyển tiếp qua các tuyến đường khác.

Các thành phần của mạng máy tính

2.1 Các dịch vụ mạng (Network services)

Các mạng máy tính kết nối hai hoặc nhiều máy tính, cho phép chia sẻ và truyền dữ liệu hiệu quả Những đặc điểm của mạng thường được coi là các dịch vụ (services) mà nó cung cấp.

The most common services on a network include email, printing, file sharing, internet access, remote access, remote dial-in, communication, and management services.

Các mạng lớn thường sở hữu các máy chủ riêng biệt, mỗi máy chủ đảm nhiệm một dịch vụ mạng cụ thể Trong khi đó, các mạng nhỏ hơn thường sử dụng một hoặc nhiều máy chủ để cung cấp tất cả các dịch vụ mạng, với khả năng một máy chủ có thể phục vụ nhiều dịch vụ khác nhau.

Như vậy, trong một hệ thống mạng máy tính có hai thành phần cơ bản: thành phần cung cấp dịch vụ và thành phần sử dụng dịch vụ

2.2 Thiết bị truyền tải (Transmission media)

Trên mạng máy tính, dữ liệu được truyền qua môi trường truyền dẫn, là phương tiện vật lý cho phép tín hiệu di chuyển giữa các thiết bị Có hai loại phương tiện truyền dẫn chính: hữu tuyến (bounded media) và vô tuyến (boundless media) Hệ thống thường sử dụng hai loại tín hiệu truyền là digital và analog Phương tiện truyền dẫn hỗ trợ việc chuyển giao tín hiệu từ máy tính này sang máy tính khác, với các tín hiệu điện tử biểu diễn giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (bật/tắt - 1/0).

Các tín hiệu truyền thông giữa máy tính và thiết bị bao gồm các dạng sóng điện từ, trải dài từ tần số radio đến tần số hồng ngoại.

Các tần số sóng radio thường được sử dụng để phát tín hiệu LAN, có thể truyền tải qua cáp xoắn đôi, cáp đồng trục hoặc bằng sóng radio Trong khi đó, sóng viba (microwaves) thường được dùng cho truyền thông tập trung giữa hai điểm, như trong mạng điện thoại di động và giữa các trạm mặt đất với vệ tinh.

Tia hồng ngoại thường được sử dụng cho truyền thông mạng trong khoảng cách ngắn, cho phép phát sóng giữa hai điểm hoặc từ một điểm đến nhiều trạm thu Ngoài ra, tia hồng ngoại và các tần số ánh sáng cao hơn có thể được truyền qua cáp quang.

Giao thức truyền thông mạng là ngôn ngữ mà các thực thể mạng sử dụng để giao tiếp Nó định nghĩa một ngôn ngữ chung giúp các bên truyền thông hiểu nhau, từ đó hỗ trợ quá trình truyền tải dữ liệu hiệu quả giữa các thành phần mạng.

Giao thức mạng máy tính, hay còn gọi là nghi thức hoặc định ước, là tập hợp các tiêu chuẩn cho việc trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính hoặc thiết bị Cụ thể, giao thức xác định các tiêu chuẩn giao tiếp giúp hai hệ thống hiểu và trao đổi dữ liệu hiệu quả.

Vai trò của giao thức trong mạng là xác định quá trình liên lạc, định nghĩa khuôn dạng và cú pháp của đơn vị dữ liệu, cùng với thông tin cần thiết để máy tính có thể dịch chính xác Giao thức tạo ra một hệ thống hoàn chỉnh giúp quản lý quá trình xử lý, chuyển và nhận dữ liệu trên mạng.

Giao thức TCP/IP, viết tắt của Transmission Control Protocol/Internet Protocol, là một trong những giao thức quan trọng nhất của bộ giao thức mạng TCP/IP được xem là xương sống của mạng Internet, mặc dù tên gọi chỉ đề cập đến hai giao thức cụ thể là TCP và IP, nhưng thực tế nó thường được dùng để chỉ một tập hợp lớn các giao thức khác nhau.

Các mô hình ứng dụng mạng

3.1 Mạng ngang hàng (Peer To Peer)

Mạng ngang hàng là hệ thống trong đó các máy tính hoạt động với vai trò tương đương, cùng nhau khai thác tài nguyên mà không cần một máy chủ trung tâm nào đảm nhận vai trò điều phối.

Một nút mạng có thể hoạt động như máy khách hoặc máy chủ trong mạng, với mỗi nút đều sở hữu thiết bị lưu trữ riêng và khả năng truy cập các nút khác Việc giao tiếp giữa các máy khách diễn ra trực tiếp mà không cần máy chủ chuyên trách, mang lại sự đơn giản trong cài đặt và chi phí tương đối thấp.

Nhược điểm: Không quản trị tập trung, bảo mật kém, không thể sao chép dự phòng dữ liệu tập trung

3.2 Mạng khách chủ (Client – Server)

Mạng chủ khách là mô hình mạng trong đó máy tính được phân chia thành máy chủ (server) và máy khách (client) Các máy chủ cung cấp tài nguyên và dịch vụ cho toàn bộ hệ thống mạng, đảm bảo hiệu quả trong việc chia sẻ thông tin và tài nguyên giữa các thiết bị.

- Mô hình m ạ ng ngang hàng -

Máy khách (client) là thiết bị sử dụng tài nguyên và dịch vụ từ máy chủ Máy chủ có nhiệm vụ kiểm soát và đáp ứng các yêu cầu từ máy khách Người dùng chạy các ứng dụng trên máy khách để xử lý dữ liệu hiệu quả.

Máy chủ thường được trang bị cấu hình mạnh mẽ với tốc độ xử lý nhanh và dung lượng lưu trữ lớn, hoặc là các thiết bị chuyên dụng Tùy thuộc vào chức năng, máy chủ có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau.

- File Server: phục vụ các yêu cầu hệ thống tập tin trong mạng

- Print Server: phục vụ các yêu cầu in ấn trong mạng

- Application Server: cho phép các ứng dụng chạy trên các máy chủ và trả về kết quả cho máy khách

- Mail Server: cung cấp các dịch vụ về gởi nhận e-mail

- Web Server: cung cấp các dịch vụ về web

- Database Server: cung cấp các dịch vụ về lưu trữ, tìm kiếm thông tin

Máy chủ giao tiếp là công cụ quản lý các kết nối từ xa, mang lại nhiều ưu điểm như bảo mật tốt, dễ quản trị và khả năng sao chép dữ liệu dự phòng hiệu quả Tuy nhiên, việc cài đặt và cấu hình máy chủ này có thể gặp khó khăn, cùng với chi phí đầu tư cao.

3.3 Mô hình hỗn hợp (Peer to peer - Client/Server)

• Kết hợp hình sao và tuyến (star/Bus Topology)

Cấu hình mạng này sử dụng bộ phận tách tín hiệu (spitter) làm thiết bị trung tâm, cho phép hệ thống dây cáp mạng lựa chọn giữa hai dạng cấu trúc: Ring Topology hoặc Linear Bus.

Cấu hình ARCNET, với kiểu dáng kết hợp Star/Bus Topology, cho phép tạo ra nhiều nhóm làm việc ở khoảng cách xa nhau Lợi điểm của cấu hình này là sự linh hoạt trong việc bố trí đường dây, phù hợp với mọi loại hình toà nhà.

• Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring Topology)

Cấu hình mạng kết hợp giữa Topology Star và Ring sử dụng một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyển quanh một HUB trung tâm Mỗi trạm làm việc được kết nối với HUB, đóng vai trò là cầu nối giữa các trạm và giúp tăng khoảng cách cần thiết trong mạng.

- Mô hình m ạ ng ch ủ khách -

Một số hệ điều hành mạng

4.1 Đặc điểm và chức năng của hệđiều hành mạng a Đặc điểm

Hệ điều hành mạng là phần mềm quản lý kết nối và truy cập tài nguyên trong mạng, với các tiêu chí như khả năng cung cấp tài nguyên, quản lý người dùng, bảo mật và truy cập Mạng máy tính bao gồm các tài nguyên như máy trạm và máy in mạng, cùng với thiết bị viễn thông như cầu nối, Router, cổng Gateway và dây dẫn Tất cả các tài nguyên này được điều khiển và quản lý bởi hệ điều hành mạng, đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn cho hệ thống.

Hệ điều hành mạng đảm nhiệm việc quản lý tài nguyên nội bộ tương tự như một hệ điều hành thông thường, đồng thời cũng quản lý các tài nguyên mạng Chức năng của nó bao gồm việc điều phối và tối ưu hóa việc sử dụng các tài nguyên này để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống mạng.

- Quản lý tài nguyên nội bộ

+ Quản lý hệ thống File nội bộ

+ Quản lý bộ nhớ trên máy tính

+ Thực thi các trình ứng dụng

+ Quản lý các thiết bị nhập/xuất và điều phối bộ xử lý các trình ứng dụng

- Quản lý các tài nguyên mạng

+ Quản lý hệ thống File của các máy trạm

+ Quản lý bộ nhớ chia sẻ

+ Thực thi các trình ứng dụng chia sẻ trên mạng

+ Quản lý các thiết bị nhập/xuất trên mạng

Việc chia sẻ thông tin và tài nguyên giữa nhiều trạm và người dùng cùng lúc đã dẫn đến các va chạm, gây ra yêu cầu về an toàn và bảo mật Do đó, các tiêu chuẩn về tính an toàn và độ tin cậy của hệ thống đã được đề xuất, trở thành yêu cầu cơ bản cho một hệ điều hành mạng.

4.2 Giới thiệu một số hệđiều hành mạng a Hệđiều hành mạng Windows NT

Hệ điều hành mạng Windows NT là sản phẩm của Microsoft, nổi bật với khả năng đa nhiệm và hỗ trợ nhiều người sử dụng Nó dễ sử dụng và tương thích tốt với phần mềm Windows, nhờ vào vị thế của Microsoft là hãng phần mềm lớn nhất thế giới, Windows NT có tiềm năng trở nên phổ biến hơn nữa Hệ điều hành này cũng có khả năng kết nối hiệu quả với máy chủ Novell Netware, tuy nhiên, để đạt hiệu suất tối ưu, cần có sự cấu hình phù hợp.

Windows NT cũng đòi hỏi cấu hình máy tương đối mạnh b Hệđiều hành mạng Unix

Hệ điều hành mạng UNIX là sản phẩm do các nhà khoa học phát triển, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực khoa học và giáo dục Với tính năng đa nhiệm và hỗ trợ nhiều người sử dụng, UNIX nổi bật trong khả năng truyền thông và đặc biệt phù hợp cho các hệ thống yêu cầu độ ổn định cao.

Hệ điều hành Linux hiện nay có nhiều phiên bản khác nhau, gây khó khăn cho người sử dụng do sự không thống nhất Bên cạnh đó, Linux cũng được đánh giá là phức tạp và yêu cầu cấu hình máy tính mạnh, khác với trước đây khi nó có thể chạy trên máy mini Gần đây, SCO UNIX đã được phát triển để hoạt động trên các máy vi tính có cấu hình cao.

Hệ điều hành mạng Linux, phát triển từ UNIX, nổi bật với tính chất hệ thống mở, cho phép các nhà sản xuất phần mềm tích hợp sản phẩm của họ vào nhân hệ điều hành Ngoài ra, Linux còn sở hữu nhiều đặc tính ưu việt khác.

Nhân Linux độc lập với nền tảng phần cứng, được phát triển bằng ngôn ngữ C, giúp tối ưu hóa khả năng giao tiếp giữa khối xử lý trung tâm và các phần mềm khác, hoạt động hiệu quả trên hệ thống 32 bit.

- Là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng, giao diện đồ hoạ

Linux sở hữu đầy đủ các tính năng của các phiên bản Unix thương mại đắt tiền, nhưng lại hoàn toàn miễn phí Hệ điều hành mạng Netware của hãng Novell cũng nổi bật trong lĩnh vực này.

Hệ điều hành mạng NetWare của Novell là một giải pháp phổ biến cho cả mạng nhỏ (5-25 máy tính) và mạng lớn với hàng trǎm máy tính Trong những năm qua, Novell đã phát hành nhiều phiên bản của NetWare, bao gồm 2.2, 3.11, 4.0 và 4.1 Hệ điều hành này thường được sử dụng cho các máy khách theo chuẩn IBM và Apple Macintosh, hỗ trợ các hệ điều hành như MS-DOS, Windows và OS/2.

Hệ điều hành Netware nổi bật với kích thước gọn nhẹ và dễ dàng cài đặt, không cần yêu cầu máy chủ mạnh Được phát triển bởi Novell, Netware là phần mềm phổ biến được nhiều nhà sản xuất phần mềm lớn trên thế giới hỗ trợ, cho phép các ứng dụng chạy mượt mà trên nền tảng này Ngoài ra, hệ điều hành mạng Windows for Workgroup cũng là một lựa chọn đáng chú ý trong lĩnh vực này.

Hệ điều hành mạng Windows for Workgroup là một giải pháp mạng ngang hàng nhỏ, cho phép từ 3 đến 10 người trong một nhóm làm việc chia sẻ tài nguyên như ổ đĩa ngoài và máy in.

Hệ điều hành của Microsoft nổi bật với khả năng cài đặt dễ dàng và giao diện thân thiện với người dùng Tuy nhiên, một nhược điểm đáng chú ý là nó không hỗ trợ việc chia sẻ các chương trình ứng dụng giữa người dùng.

Các mô hình quản lý mạng

Workgroups là tập hợp các máy tính được kết nối với nhau để chia sẻ và sử dụng chung tài nguyên Trong mô hình Workgroups, tất cả các máy đều có quyền hạn ngang, đảm bảo sự hợp tác hiệu quả giữa các thiết bị trong mạng.

21 thiết bị kết nối với nhau mà không cần máy tính chuyên dụng để cung cấp dịch vụ hay quản lý, cho phép chúng chia sẻ tài nguyên một cách bình đẳng.

Mỗi máy tính trong Workgroups lưu giữ một cơ sở dữ liệu bảo mật tại chỗ, bao gồm tất cả tài khoản người dùng và thông tin tài nguyên bảo mật riêng Các máy tính này tự bảo mật và quản lý tài nguyên của mình, đồng thời thực hiện chứng thực cho người dùng cục bộ.

Domain là tập hợp các máy tính được kết nối với nhau, chia sẻ một cơ sở dữ liệu tập trung về thư mục Cơ sở dữ liệu này lưu trữ thông tin về tất cả các đối tượng trong domain.

Trong mô hình Domain, việc quản lý và chứng thực người dùng mạng được thực hiện tập trung tại máy chủ điều khiển Domain (Primary Domain Controller) Tài nguyên mạng cũng được quản lý một cách tập trung, với quyền hạn được cấp cho từng người dùng Hệ thống bao gồm các máy tính chuyên dụng, có nhiệm vụ cung cấp dịch vụ và quản lý các máy trạm.

Giải pháp Boot Rom, hay còn gọi là hệ thống mạng không ổ đĩa cứng (HDD), cho phép các máy con (client) hoạt động mà không cần ổ đĩa cứng Hệ thống này giúp người dùng chạy hệ điều hành, chơi game, lướt web và thực hiện các công việc khác một cách bình thường và hiệu quả.

Hệ thống Boot Rom yêu cầu một máy chủ có ổ cứng dung lượng cao, cho phép các máy con kết nối qua card mạng để tải hệ điều hành Hệ điều hành hiển thị trên máy con giống như trên máy tính được cài đặt thủ công Ưu điểm của giải pháp này là khả năng quản lý và triển khai hệ điều hành một cách nhanh chóng và hiệu quả.

– Tiết kiệm được chi phí trang bị ổ cứng cho toàn bộ các máy con

– Quản lý dễ dàng vì dữ liệu các máy con nằm toàn bộ trên Server

– Giảm đáng kể việc lây lan virus từ thiết bị USB, thẻ nhớ, ổ cứng di động…

Việc lưu trữ các game online và offline có dung lượng lớn từ vài GB đến hàng chục GB trên mỗi máy tính trong các phòng net, phòng game gây tốn kém và gia tăng chi phí đầu tư ổ cứng Hơn nữa, quá trình cập nhật game mới trên từng máy cũng rất tốn thời gian và công sức.

– Tính ổn định cao dễ dàng quản trị, bảo dưỡng – bảo trì định kỳ

Công việc của người quản trị mạng

6.1 Quản lý cấu hình mạng (Configuration management)

Là kiểm tra và quản lý các thiết bị và dịch vụ sau :

• Thiết bị phần cứng quan trọng

6.2 Quản lý tính chịu lỗi cho hệ thống (Fault management)

Công việc cần làm là:

– Nên dùng phần mềm chuyên dụng

• Thiết kế (chọn lựa các giải pháp chịu lỗi)

6.3 Quản lý hiệu năng hoạt động của mạng (Performance management)

Chúng tôi có trách nhiệm biên soạn tài liệu cần thiết để cấu hình hệ thống một cách hiệu quả Đồng thời, chúng tôi cũng giải quyết các sự cố phát sinh và lập báo cáo chi tiết về những vấn đề này.

Cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống

Bảo đảm hoạt động của toàn bộ hệ thống diễn ra bình thường

6.4 Quản lý tính bảo mật cho mạng (Security management)

Thực hiện việc kiểm toán hệ thống

Cài đặt và cập nhật các bản vá lỗi cho hệ điều hành và ứng dụng là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất Đồng thời, việc cài đặt và cấu hình phần cứng cùng phần mềm cũng cần được thực hiện đúng cách để tối ưu hóa hoạt động của hệ thống.

6.5 Tổ chức các tài khoản người sử dụng mạng (Accounting management)

Thêm, xóa, cập nhật thông tin người dùng, thiết lập lại mật khẩu v.v…

Trả lời các thắc mắc về kỹ thuật và hỗ trợ người dùng.

Băng thông, độ trễ, thông lượng

Băng thông là độ rộng của dải băng tần, xác định phạm vi tần số mà một kênh truyền thông có thể đáp ứng Nó được tính bằng mức chênh lệch giữa tần số cao nhất và thấp nhất trong kênh Ví dụ, trong giao tiếp điện thoại, tần số giọng nói dao động từ 400 đến 4000 Hz, cho phép truyền tải các tín hiệu trong khoảng này Độ rộng dải tần càng lớn, tốc độ truyền dữ liệu càng cao.

Băng thông là một trong những thông số dùng để phân tích độ hiệu quả của mạng phụ thuộc vào cấu tạo và độ dài của đường truyền

Những hạn chế của băng thông:

+ Băng thông thay đổi tùy thuộc vào các loại đường truyền cũng như các công nghệ LAN, WAN được dùng

+ Băng thông thực sự của mạng được xác định bởi một tổ hợp của các đường truyền vật lý và các công nghệ

+ Băng thông thực tế được xác định bởi các phương pháp phát tín hiệu, bởi các Card mạng (NIC) và bởi các thành phần trang thiết bị mạng

7.2 Độ trễ (Latency) Độ trễ: là khoảng thời gian truyền một thông tin từ nút này (nguồn) đến nút khác (đích) trong hệ thống mạng

Các loại trễ trong quá trình truyền tin từ nguồn tới đích:

+ Trễ xử lý: là thời gian đóng gói hay xử lý gói tin tại các nút Trễ này phụ thuộc vào từng loại thiết bị khác nhau

Trễ truyền lan là khoảng thời gian cần thiết để một bít thông tin di chuyển từ nguồn đến đích qua đường liên kết Thời gian này chịu ảnh hưởng bởi khoảng cách truyền và tốc độ truyền dữ liệu.

Trễ truyền tin là thời gian cần thiết để gửi một đơn vị dữ liệu qua đường truyền, và thời gian này thay đổi tùy thuộc vào kích thước gói tin cũng như băng thông của đường truyền.

Trễ hàng đợi là khoảng thời gian xử lý tại các nút mạng, và độ trễ này thay đổi tùy thuộc vào số lượng gói tin được gửi đến nút mạng.

Những gói tin chưa kịp xử lý được đưa lên hàng đợi và hoạt động theo nguyên tắc vào trước ra sau

Thông lượng là tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền, được đo bằng số lượng đơn vị dữ liệu được truyền trong một khoảng thời gian nhất định Nó thể hiện băng thông thực tế mà các ứng dụng mạng sử dụng trong thời gian cụ thể và có thể thay đổi theo thời gian.

Thông lượng mạng thường thấp hơn băng thông tối đa của môi trường truyền dẫn (Throughput ≤ Bandwidth) Nó bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm khoảng cách liên kết, loại môi trường truyền dẫn, công nghệ mạng, dạng dữ liệu, số lượng người dùng và máy chủ Đơn vị đo thông lượng là Mbps hoặc Gbps.

+ Đơn vị Bps (hoặc Mbps - Mega Bit Per Second): là sốlượng bít (mega bít) được truyền đi trong một giây

+ Đơn vị Baud: là số lượng thay đổi tín hiệu trong một giây

Hai đơn vị Bps và Baud không phải lúc nào cũng tương đương, vì mỗi thay đổi tín hiệu có thể đại diện cho nhiều bít Chỉ khi mỗi thay đổi tín hiệu tương ứng với một bít thì tốc độ Bps và Baud mới bằng nhau.

Ví dụ: - Nếu trên đờng dây có 8 mức tín hiệu, nh vậy mỗi mức cần biểu diễn bằng 3 bít (8=2 3 )  1Boud = 3 Bit

Trong máy tính, khi chỉ sử dụng 1 và 0 để thay đổi tín hiệu, tốc độ Bps (Bit/s) và tốc độ Baud sẽ bằng nhau, tức là 1 Baud tương đương với 1 Bit.

Phương thức truyền và độ an toàn

8.1 Các phương thức truyền thông dữ liệu

Việc truyền thông tin giữa hai thiết bị có thể diễn ra theo nhiều hướng khác nhau, với các phương thức truyền dữ liệu đa dạng.

Truyền đơn công là hình thức truyền thông một chiều, trong đó hai thiết bị kết nối với nhau, với một thiết bị chỉ phát thông tin và thiết bị còn lại chỉ thu nhận thông tin Ví dụ điển hình cho dạng truyền thông này là bàn phím và màn hình máy tính truyền thống.

Mỗi thiết bị đều có khả năng phát và thu nhận thông tin, nhưng các hoạt động này không diễn ra đồng thời Khi một thiết bị phát thông tin, thiết bị còn lại sẽ thu nhận thông tin và ngược lại.

Huớng truyền thông tin tại thời điểm 1

Huớng truyền thông tin tại thời điểm 2

Trong truyền song công, cả hai thiết bị có thể truyền phát và thu nhận thông tin đồng thời

8.2 Độ an toàn truyền thông dữ liệu

Kẻ xâm nhập có thể đánh cắp thông tin bằng cách lắng nghe dữ liệu trên đường truyền, từ đó xác định thông tin về người gửi và nhận thông qua các gói tin truyền trên mạng Họ có khả năng kiểm tra tần số trao đổi, số lượng và độ dài của các gói tin Mục đích chính của hành động này thường là để xem, sao chép hoặc đánh cắp thông tin nhạy cảm như mật khẩu và thông tin ngân hàng, mà không gây ảnh hưởng vật lý đến dữ liệu hoặc làm sai lệch nội dung của nó.

Phá hoại thông tin là hành động can thiệp vào dữ liệu bằng cách thay đổi nội dung, chèn thêm thông tin, làm hỏng các gói tin, gây trì hoãn trong quá trình truyền tin và sao chép dữ liệu một cách lặp đi lặp lại Mục đích của những hành động này là nhằm phá hỏng hoặc làm sai lệch nội dung thông tin.

27 Để bảo vệ thông tin dữ liệu trên đường truyền, ở bài báo này tôi trình bày hướng đến hai thình thức bảo mật:

Bảo mật hướng theo đường truyền (Link Oriented Security) là phương pháp bảo vệ thông tin bằng cách mã hóa dữ liệu truyền tải giữa hai nút mà không cần quan tâm đến nguồn gốc và đích đến của thông tin Các thiết bị mã hóa được thiết lập ở hai đầu của đường truyền, đảm bảo rằng tất cả luồng thông tin trên các đường truyền đều được bảo mật an toàn.

Bảo mật dựa trên hai điểm đầu và cuối (End to End Security) là phương pháp mã hóa dữ liệu từ máy tính nguồn đến máy tính đích, đảm bảo thông tin được bảo vệ ngay khi được tạo ra và chỉ được giải mã tại điểm đích Mặc dù phương pháp này giúp bảo vệ dữ liệu người dùng an toàn, nhưng nó không thể ngăn chặn các tấn công phân tích tình huống, vì chỉ có phần dữ liệu người dùng được mã hóa, trong khi các thông tin điều khiển trong gói tin vẫn không được bảo vệ.

Đối với hệ thống bảo mật dữ liệu, đặc biệt là các gói tin chứa thông tin quan trọng như tài khoản và mật khẩu, việc đảm bảo an toàn thông tin trong quá trình truyền tải qua mạng là rất cần thiết Hiện nay, việc kết hợp hai hình thức bảo mật để nâng cao hiệu quả của hệ thống là điều không thể thiếu Trong đó, máy tính đầu cuối sẽ mã hóa phần dữ liệu của người sử dụng bằng khóa mã hóa đầu cuối, trong khi toàn bộ gói tin được mã hóa bằng khóa mã hóa đường truyền.

CHU Ẩ N M Ạ NG MÁY TÍNH

Chuẩn mạng

Chuẩn mạng là tập hợp các quy tắc và quy ước về truyền thông, bao gồm cú pháp dữ liệu, quy trình gửi và nhận dữ liệu, cũng như kiểm soát chất lượng thông tin Những quy tắc này được gọi là giao thức mạng (Protocol).

Giao thức mạng là tập hợp các quy tắc và quy ước cần thiết để các máy tính trong mạng có thể trao đổi dữ liệu một cách hiệu quả Giao thức này tồn tại dưới hai dạng khác nhau.

+ Giao thức hướng kết nối và giao thức không kết nối (Connectionless & Connection – Oriented protocols)

+ Giao thức có khả năng định tuyến và giao thức không có khả năng định tuyến

(Routable & Non – Routable protocols) Định tuyến là quá trình lựa chọn đường đi cho các gói tin đi trong hệ thống mạng

Giao thức không kết nối đặc trưng bởi việc không kiểm soát đường truyền và không đảm bảo độ tin cậy đến nơi nhận Dữ liệu thường được truyền dưới dạng datagrams, trong đó mỗi gói là một thông điệp độc lập và được gửi qua mạng một cách độc lập.

Giao thức hướng kết nối có khả năng kiểm soát đường truyền và đảm bảo dữ liệu được truyền đi một cách tuần tự Khi dữ liệu được nhận thành công, bên nhận phải gửi tín hiệu hồi báo xác nhận.

Giao thức định tuyến là công cụ thiết yếu cho phép các thiết bị mạng như router kết nối và quản lý lưu lượng trong hệ thống mạng quy mô lớn, đảm bảo việc định tuyến gói tin hiệu quả trong toàn bộ mạng.

Giao thức không có khả năng định tuyến là giao thức không cho phép đi qua các thiết bị liên mạng để xây dựng hệ thống mạng

1.2 Các tổ chức định chuẩn

Trên toàn cầu, có nhiều cơ quan chuyên trách về việc định chuẩn, cung cấp một loạt các tiêu chuẩn mạng Mặc dù các tiêu chuẩn này mang tính khuyến nghị và không bắt buộc, chúng vẫn được các cơ quan chuẩn quốc gia đánh giá cao và coi trọng.

ITU (International Telecommunication Union) là hiệp hội Viễn thông quốc tế được thành lập vào năm 1865, tính tới thời điểm hiện nay, số lượng thành viên của ITU là

191 Quốc gia thành viên và hơn 700 thành viên lĩnh vực và thành viên liên kết Trụ sở của ITU hiện được đặt tại Geneva, Thuỵ Sỹ

Các hoạt động của ITU liên quan đến ngành Công nghệ Viễn thông và Thông tin, bao gồm việc điều phối các quốc gia toàn cầu trong việc chia sẻ và sử dụng tài nguyên Viễn thông như tần số vô tuyến điện và quỹ đạo vệ tinh ITU cũng hỗ trợ phát triển cơ sở hạ tầng viễn thông tại các nước đang phát triển và xây dựng các tiêu chuẩn chung về kết nối hệ thống liên lạc trên toàn thế giới.

IEEE (Viện Kỹ sư Điện và Điện tử) là một tổ chức phi lợi nhuận tại Mỹ, chuyên thúc đẩy sự phát triển công nghệ và tạo cơ hội nghề nghiệp cho các thành viên Tổ chức này cũng khuyến khích cộng đồng toàn cầu mở rộng và phát triển thông qua các đổi mới công nghệ.

Tổ chức này đã chính thức bắt đầu hoạt động từ đầu năm 1963 và hiện có hơn 350.000 thành viên trên toàn cầu, bao gồm các kỹ sư, nhà khoa học và sinh viên.

In January 1985, the IEEE released the technical specification for Ethernet, officially titled "IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Layer and Physical Specifications," commonly referred to as the IEEE 802.3 standard This standard defines a networking system based on Ethernet technology.

ISO (Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế) có trụ sở tại Geneva, Thụy Sĩ, hoạt động dưới sự bảo trợ của Liên hiệp quốc Với hơn 100 thành viên là các cơ quan chuẩn quốc gia, ISO nhằm mục đích hỗ trợ phát triển các tiêu chuẩn toàn cầu.

Năm 1977, ISO được giao nhiệm vụ thiết kế một chuẩn truyền thông dựa trên lý thuyết kiến trúc hệ thống mở nhằm xây dựng mạng máy tính Mô hình này, được gọi là OSI (Liên kết các hệ thống mở), nhằm mục tiêu kết nối sản phẩm từ các nhà sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hóa trong lĩnh vực viễn thông và hệ thống thông tin.

1.3 Quy luật và tiến trình liên lạc Để một mạng máy tính trở một môi trường truyền dữ liệu thì nó cần phải có những yếu tố sau:

Mỗi máy tính cần phải có một địa chỉ phân biệt trên mạng.

Việc chuyển dữ liệu từ máy tính này đến máy tính khác do mạng thực hiện thông qua những quy định thống nhất gọi là giao thức của mạng

Khi các máy tính trao đổi dữ liệu, quá trình truyền giao dữ liệu được thực hiện một cách hoàn chỉnh Chẳng hạn, để truyền một tệp giữa hai máy, cần có các bước và giao thức nhất định để đảm bảo thông tin được chuyển giao chính xác và hiệu quả.

30 tính với một máy tính khác cùng được gắn trên một mạng các công việc sau đây phải được thực hiện:

Máy tính cần truyền cần biết địa chỉ của máy nhận

Máy tính gửi cần xác định rằng máy tính nhận đã sẵn sàng tiếp nhận thông tin Để đảm bảo quá trình truyền file diễn ra suôn sẻ, chương trình gửi file trên máy truyền phải kiểm tra tình trạng sẵn sàng của chương trình nhận file trên máy nhận.

Nếu cấu trúc file trên hai máy không giống nhau thì một máy phải làm nhiệm vụ chuyển đổi file từ dạng này sang dạng kia

Khi truyền file máy tính truyền cần thông báo cho mạng biết địa chỉ của máy nhận để các thông tin được mạng đưa tới đích.

Mô hình tham chiếu OSI

2.1 Giới thiệu mô hình OSI (Open Systems Interconnection)

Mô hình OSI, được tổ chức ISO đề xuất từ năm 1977 và công bố lần đầu vào năm 1984, là một khuôn mẫu quy định các quy tắc giao tiếp giữa máy tính và thiết bị mạng Mô hình này thể hiện cách dữ liệu di chuyển qua mạng và mô tả các chức năng mạng diễn ra tại mỗi tầng, giúp các bên chấp nhận và thực hiện giao tiếp hiệu quả.

* Lợi ích của sự phân chia tầng

Trong mô hình OSI có bảy tầng, mỗi tầng mô tả một phần chức năng độc lập

Sự chia tầng của mô hình này mang lại những lợi ích sau:

- Chia hoạt động thông tin mạng thành những phần nhỏ hơn, đơn giản hơn giúp chúng ta dễ khảo sát và tìm hiểu hơn

- Chuẩn hóa các thành phần mạng để cho phép phát triển mạng từ nhiều nhà cung cấp sản phẩm

Ngăn chặn sự thay đổi của một lớp ảnh hưởng đến các tầng khác giúp mỗi tầng phát triển độc lập và nhanh chóng hơn.

* Định nghĩa các quy tắc

Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các qui tắc cho các nội dung sau:

- Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thông được với nhau

- Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì được truyền dữ liệu, khi nào thì không được

- Các phương pháp để đảm bảo truyền đúng dữ liệu và đúng bên nhận

- Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau

- Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp

- Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn

* Mô hình tham chiếu OSI

Mô hình tham chiếu OSI được chia thành bảy tầng với các chức năng như tên gọi

2.2 Tầng vật lý (Physical layer)

Tầng thấp nhất của mô hình OSI là tầng vật lý, chịu trách nhiệm cung cấp phương thức truy cập vào đường truyền vật lý Tầng này quy định các chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, khoảng cách tối đa, giao diện nối kết và các mức nối kết.

* Chức năng của tầng vật lý:

- Mô tả các chuẩn dành cho phơng tiện mạng vật lý nh dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch, điện áp, tốc độ truyền

- Truyền tải tín hiệu cho tất cả các tầng nằm trên

Hoạt động mã hóa dữ liệu điều chỉnh mẫu hình tín hiệu số đơn giản (0, 1) để phù hợp với đặc điểm của phương tiện truyền tải vật lý.

2.3 Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer)

Tầng này đảm bảo việc chuyển dữ liệu tin cậy qua một liên kết vật lý, chuyển đổi các bít từ lớp vật lý thành các frame dữ liệu.

Lớp này có nhiệm vụ chính là khởi tạo và tổ chức các frame, đồng thời xử lý thông tin liên quan như thiết lập, duy trì và huỷ bỏ liên kết dữ liệu Ngoài ra, lớp còn đảm nhiệm việc đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu.

* Chức năng của tầng liờn kết dữ liệu:

- Thiết lập và kết thúc một liên kết logic

- Truyền và nhận frame dữ liệu

- Cung cấp và chờ nhận tín hiệu báo xác nhận tính toàn vẹn của frame

- Kiểm tra lỗi và địa chỉ đích ở mỗi frame dữ liệu nhận đợc.

Tầng này chịu trách nhiệm tìm kiếm lộ trình tối ưu cho các gói dữ liệu thông qua các giao thức định tuyến, sử dụng thiết bị định tuyến (router) để đảm bảo việc chuyển giao dữ liệu chính xác giữa các thiết bị cuối trong mạng.

* Chức năng của tầng mạng:

- Lập địa chỉ, diễn dịch địa chỉ và tên logic thành địa chỉ vật lý thống nhất trong toàn mạng

- Mô hình tham chi ế u OSI -

- Quyết định đường đi từ máy tính nguồn đến máy tính đích

- Quản lý lưu lượng trên mạng chẳng hạn như chuyển đổi gói, định tuyến, và kiểm soát sự tắc nghẽn dữ liệu

2.5 Tầng vận chuyển (Transport layer)

Tầng này có chức năng nhận thông tin từ lớp phiên (session), chia nhỏ thành các gói dữ liệu và truyền xuống lớp mạng (network) Đồng thời, nó cũng nhận thông tin từ lớp mạng, phục hồi và đảm bảo việc chuyển dữ liệu diễn ra chính xác và tin cậy.

* Chức năng của tầng vận chuyển:

- Phân chia dữ liệu từ bên truyền và lắp gép lại dữ liệu tại bên nhận

- Kiểm tra số tuần tự phát, thu, kiểm tra và phát hiện, xử lý lỗi

- Kiểm soát luồng,dùng các tín hiệu báo nhận để xác nhận, điều khiển lưu lượng dữ liệu để đồng bộ giữa nhận và truyền

Là tầng thực hiện quản lý, thiết lập, sử dụng và kết thúc các phiên giao dịch dữ liệu giữa hai thiết bị truyền nhận

* Chức năng của tầng phiên:

- Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng

- Cung cấp các điểm đồng bộ hoá để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu

- Cung cấp cơ chế lần lợt nắm quyền trao đổi thông tin

2.7 Tầng trình diễn (Presentation layer)

Tầng chuyển đổi dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi giữa các dạng dữ liệu khác nhau thông qua một định dạng chung Nó thiết lập một chuẩn dữ liệu để đảm bảo rằng thông tin được gửi từ hệ thống này có thể được đọc và hiểu bởi hệ thống khác.

* Chức năng của tầng trình diễn:

- Phiên dịch, biến đổi các cấu trúc dữ liệu khác nhau của người dùng với cấu trúc dữ liệu thống nhất sử dụng trong mạng

- Nén và mã hoá dữ liệu nhằm giảm số lượng truyền, bảo mật thông tin

- Chứa các thư viện yêu cầu của người dùng, thư viện tiện ích để thực hiện việc mã hóa, nén tệp…

2.8 Tầng ứng dụng (Application layer)

Tầng ứng dụng là tầng cao nhất trong mô hình OSI, xác định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI, đồng thời giải quyết các kỹ thuật mà các chương trình ứng dụng sử dụng để giao tiếp với mạng Tầng này cung cấp các phương tiện cho phép người dùng truy cập vào môi trường OSI cho các tiến trình ứng dụng, cũng như cung cấp các dịch vụ thông tin phân tán, giúp người dùng khai thác tài nguyên trong mạng giống như tài nguyên tại chỗ.

* Chức năng của tầng ứng dụng:

- Tạo giao diện người dùng và hệ thống,phục vụ trực tiếp người sử dụng

Xử lý truy cập mạng chung, kiểm soát luồng và phục hồi lỗi là những yếu tố quan trọng trong việc tự động hóa quá trình thông tin, giúp người sử dụng tối ưu hóa việc khai thác mạng một cách hiệu quả nhất.

- Cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng như: truyền file, gởi nhận E-mail, Telnet, HTTP, FTP, SMTP…

Mô hình tham chiếu OSI

3.1 Giới thiệu mô hình TCP/IP

Bộ giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) được phát triển bởi ARPA, một tổ chức thuộc bộ quốc phòng Mỹ, và lần đầu tiên được sử dụng trong mạng ARPANET vào năm 1971 Khi công nghệ mạng cục bộ tiến bộ, TCP/IP đã được tích hợp vào hệ điều hành UNIX và sử dụng Ethernet để kết nối các trạm làm việc Sự xuất hiện của máy PC đã cho phép TCP/IP mở rộng sang môi trường PC, giúp các máy chạy hệ điều hành DOS và các trạm UNIX có thể kết nối trên cùng một mạng Hiện nay, TCP/IP là tiêu chuẩn phổ biến cho hệ thống mạng chuyển mạch gói, đặc biệt là trong mạng Internet toàn cầu.

Mô hình TCP/IP, còn được gọi là mô hình DARPA, bao gồm bốn tầng chức năng, được phát triển bởi chính phủ Mỹ Mỗi tầng trong mô hình này tương ứng với một hoặc nhiều tầng trong mô hình OSI, cho phép hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của các giao thức mạng.

- Mô hình TCP/IP và OSI -

3.2.Tầng truy cập mạng (Network Access)

Tầng giao diện mạng (Network Interface) là tầng thấp nhất trong cấu trúc phân bậc của TCP/IP, tương tự như hai tầng Data Link và Physical trong kiến trúc OSI.

Tầng này quy định cách thức tương tác với phần cứng mạng và truy cập bộ phận truyền trung gian, đồng thời quản lý tất cả các dịch vụ và chức năng cần thiết để gửi và nhận các gói tin trong môi trường mạng.

* Chức năng của tầng truy cập mạng:

- Tương tác với bộ điều hợp mạng của máy tính

- Điều phối quá trình truyền dữ liệu theo các quy ước xác định

Dữ liệu được định dạng thành các đơn vị gọi là khung (frame) và chuyển đổi thành dòng điện từ hoặc các xung điện, cho phép chúng di chuyển qua bộ phận truyền trung gian.

- Kiểm tra lỗi của các mảng dữ liệu gửi tới

- Bổ sung thông tin kiểm tra lỗi cho các mảng gửi đi để máy tính nhận có thể phát hiện lỗi

- Xác nhận việc nhận mảng thông tin và gửi lại dữ liệu nếu như chưa có xác nhận của bên kia

3.3 Tầng liên mạng (Internet layer)

Tầng tương tự như tầng Network trong mô hình OSI có nhiệm vụ chọn lựa đường đi tốt nhất cho các gói tin, cung cấp chức năng định tuyến và hỗ trợ hoạt động chuyển mạch, chuyển gói, giúp vận chuyển liên mạng hiệu quả.

Các giao thức chớnh của tầng Internet là IP, ARP, ICMP, và IGMP

* Chức năng của tầng liên mạng:

Giao thức IP (Internet Protocol) cung cấp địa chỉ IP độc lập với phần cứng, cho phép dữ liệu truyền qua các mạng khác nhau Nó có chức năng phân chia và tập hợp lại các gói tin, đảm bảo thông tin được chuyển giao hiệu quả giữa các hệ thống mạng có cấu trúc vật lý khác nhau.

- Giao thức ARP (Address Resolution Protocol) chịu trỏch nhiệm phõn giải địa chỉ tầng Internet chuyển thành địa chỉ tầng truy cập mạng

Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol) đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các chức năng chẩn đoán, thông báo lỗi và theo dõi điều kiện luồng gói tin IP.

- Giao thức IGMP (Internet Group Management Protocol) chịu trách nhiệm quản lý các nhóm IP truyền multicast

3.4.Tầng vận chuyển (Transport layer)

Tầng truyền Trạm-tới-Trạm (Host-to-Host Transport Layer) có vai trò quan trọng trong việc vận chuyển dữ liệu từ nguồn đến đích, đồng thời cung cấp các dịch vụ tạo lập phiên cho tầng ứng dụng.

Giao thức chớnh của tầng này là TCP và UDP

* Chức năng của tầng vận chuyển:

The Transmission Control Protocol (TCP) offers reliable, connection-oriented one-to-one communication services It is responsible for establishing TCP connections, ensuring the orderly transmission of packets, and notifying users of any lost data packets during transmission, while also facilitating data recovery.

Giao thức UDP (User Datagram Protocol) cung cấp dịch vụ truyền tin một-một, một-nhiều, không liên kết và không tin cậy, thường được sử dụng khi lượng dữ liệu cần truyền nhỏ hoặc khi việc thiết lập liên kết TCP không cần thiết UDP là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng hoặc giao thức tầng trên đã đảm bảo dịch vụ trong quá trình truyền tải dữ liệu.

3.5 Tầng ứng dụng ( Application layer)

Tầng ứng dụng cung cấp khả năng truy cập các dịch vụ từ các tầng khác và định nghĩa các giao thức cho việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng Tầng này bao gồm nhiều giao thức, với sự phát triển liên tục của các giao thức mới.

* Chức năng của tầng ứng dụng:

- Quản lý các giao thức, như hỗ trợ việc trình bày, mã hóa, và điều khiển đối thoại

- Cung cấp các ứng dụng để giải quyết sự cố mạng, vận chuyển file, điều khiển từ xa và các hoạt động Internet

- Hỗ trợ nhiều ứng dụng, như:

+ FTP (File Transfer Protocol): giao thức truyền file đợc sử dụng để thực hiện truyền file

+ HTTP (Hypertext Transfer Protocol): giao thức truyền tin siêu văn bản đợc sử dụng để truyền các tệp tạo nên trang web của World Wide Web

+ SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): đợc sử dụng để truyền các thông điệp th và các tệp đính kèm

+ Telnet: một giao thức mô phỏng trạm đầu cuối, đợc sử dụng để đăng nhập từ xa vào các máy trạm trên mạng

* So sánh OSI và TCP/IP

- Cả hai đều có kiến trúc phân tầng

- Đều có tầng Application, mặc dù các dịch vụ ở mỗi tầng khác nhau

- Đều có các tầng Transport và Network

- Sử dụng kĩ thuật chuyển packet (packet-switched)

- Các nhà quản trị mạng chuyên nghiệp cần phải biết rõ hai mô hình trên

- Mô hình TCP/IP kết hợp tầng Presentation và tầng Session vào tầng Application

- Mô hình TCP/IP kết hợp tầng Data Link và tầng Physical vào trong một tầng

- Mô hình TCP/IP đơn giản hơn bởi vì có ít tầng hơn

- Nghi thức TCP/IP được chuẩn hóa và được sử dụng phổ biến trên toàn thế giới.

Một số chuẩn mạng

The Serial Line Internet Protocol (SLIP) was the first protocol designed for transmitting IP packets over dial-up lines However, it has since been replaced by the more advanced Point-to-Point Protocol (PPP).

Giao thức PPP là giao thức phân tầng (a layered protocol) được thiết kế để hỗ trợ việc thiết lập liên kết nhằm truy cập mạng

SLIP là giao thức hoạt động ở tầng Physical, còn PPP hoạt động ở tầng Physical và tầng Data link trong mô hình OSI

Các OS (Operating System) của Microsoft đã hỗ trợ cả hai giao thức SLIP và PPP ở các máy trạm nhưng ở máy server chỉ hỗ trợ gia thức PPP

SLIP là giao thức được áp dụng trên các hệ thống cũ, chỉ tương thích với giao thức TCP/IP và hoạt động trên các hệ thống sử dụng địa chỉ IP tĩnh.

PPP hỗ trợ nhiều giao thức mạng như TCP/IP, NetBeui, IPX, AppleTalk và DECNet, cho phép sử dụng các giao thức hỗn hợp Nó có khả năng hoạt động trên cả hệ thống sử dụng địa chỉ IP tĩnh và địa chỉ IP động thông qua DHCP.

Bộ tiêu chuẩn IEEE, được phát triển bởi Viện Kỹ sư Điện và Điện tử, quy định cách kết nối giữa card mạng (NIC) và các phương tiện truyền tin Các tiêu chuẩn này đã được công nhận bởi Tổ chức Định chuẩn Quốc tế (ISO).

IEEE 802.1 là một tiêu chuẩn hoạt động ở tầng Data Link của mô hình OSI, đóng vai trò quan trọng trong quản trị mạng Tiêu chuẩn này cung cấp các quy định quản trị mạng cho các tiêu chuẩn 802 khác, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tính tương thích trong các hệ thống mạng.

IEEE 802.2 (Logical Link Control) định nghĩa lớp phụ LLC, cho phép các giao thức tầng mạng được thiết kế độc lập với lớp Physical và sự thể hiện ở lớp phụ MAC, mặc dù ít được sử dụng.

Tiêu chuẩn IEEE 802.3 (CSMA/CD), được phát triển bởi Digital, Intel và Xerox, xác định các đặc tính liên quan đến lớp con MAC Lớp con MAC áp dụng kỹ thuật CSMA/CD để xử lý xung đột dữ liệu trong quá trình truyền tải trên mạng.

- IEEE 802.4 (Token Bus): Định ra một mạng với các giao thức BUS vật lý, ít được sử dụng

- IEEE 802.5 (Token Ring): Tiêu chuẩn này bắt nguồn từ IBM, mạng này dùng cấu trúc Ring Topology và điều khiển phương tiện dựa theo vòng

- M ố i quan h ệ gi ữ a SLIP và PPP v ớ i mô hình OSI -

- M ố i quan h ệ gi ữ a các tiêu chu ẩ n IEEE 802 v ớ i mô hình OSI -

IEEE 802.6 (Mạng Khu Vực Đô Thị - MAN) sử dụng cáp quang trong cấu trúc Bus Topology hai hàng, cho phép khả năng tải dữ liệu đa chiều trên mỗi bus Tuy nhiên, tiêu chuẩn này ít được áp dụng trong thực tế.

- IEEE 802.7 (Broadband Technical Advisory Group): Giúp giải quyết những giải pháp về băng tầng rộng tích hợp trong môi trường mạng, tiêu chuẩn này hiện đang được phát triển

- IEEE 802.8 (Fiber Optic Technical Advisory Group): Giải quyết các phương pháp bổ sung kỹ thuật cáp quang vào trong môi trường mạng

IEEE 802.9, known as Integrated Data and Voice Networks, supports asynchronous transmission at 10 Mbps with a dedicated channel of 9664 Kbps for separate data streams This standard is referred to as Isochromous Ethernet (IsoEnet).

- IEEE 802.10 (Standards for Interoperable LAN Security): Giải quyết các vấn đề về tính bảo mật và mã hóa dữ liệu, hiện đang được phát triển

- IEEE 802.11 (Wireless LAN): Tiêu chuẩn của mạng cục bộ LAN không dây Phương thức CSMA/CD đã được phê chuẩn, tiêu chuẩn này hiện đang được phát triển mạnh

- IEEE 802.14: Tiêu chuẩn này dùng cho việc truyền dữ liệu qua đường dây cáp TV, đang được phát triển nhằm tiếp cận Internet qua đường truyền TV

Tiêu chuẩn IEEE 802.3 và 802.5 mô tả các phương tiện sử dụng trong mạng, với IEEE 802.3 dựa trên Ethernet và IEEE 802.5 dựa trên cấu trúc vòng IEEE 802.2 độc lập về cấu trúc, trong khi IEEE 802.3 quy định các phương pháp tín hiệu, tốc độ dữ liệu và cấu trúc liên kết Tiêu chuẩn này cũng xác định các phương tiện truyền dẫn vật lý như cáp xoắn, cáp đồng trục và cáp quang, đảm bảo hiệu suất và tính khả thi cho các ứng dụng mạng.

4.3 Chuẩn NDIS và ODI Tầng vật lý (Physical layer)

Tiêu chuẩn NDIS (Network Driver Interface Specification) được phát triển bởi Microsoft và 3COM, đóng vai trò quan trọng trong việc mô tả giao diện giữa giao thức vận chuyển mạng và trình điều khiển mạng của tầng Data link NDIS cung cấp một ranh giới trung gian giữa nhà cung cấp giao thức và bộ điều khiển card mạng, cho phép các nhóm giao thức tương thích hoạt động hiệu quả với card mạng Ngoài ra, NDIS định nghĩa phương pháp kết hợp các giao thức hỗn hợp thành một trình điều khiển duy nhất, giúp bộ điều khiển hỗ trợ đồng thời nhiều giao tiếp khác nhau.

Tiêu chuẩn ODI (Open Datalink Interface), được phát triển bởi Novell và Apple, tương tự như NDIS, cung cấp quy tắc để tạo ra giao diện trung gian giữa nhà cung cấp nhóm giao thức và trình điều khiển card mạng Giao diện này cho phép một hoặc nhiều trình điều khiển mạng hỗ trợ nhiều giao thức khác nhau.

NDIS và ODI là hai tiêu chuẩn giúp cho card mạng hoạt động tốt hơn trong môi trường của các hệ điều hành

Ôn tập kiểm tra định kỳ

1 Vì sao cần có chuẩn mạng? Các chuẩn này có mang tính bắt buộc không? Hãy cho biết một số tổ chức định chuẩn uy tín hiện nay

2 Mô hình OSI có mấy tầng? Trình bày chức năng của các tầng đó

3 Mô hình TCP/IP có mấy tầng? Trình bày chức năng của các tầng đó

4 So sánh mô hình OSI và mô hình TCP/IP Mô hình nào đang được sử dụng phổ biến hiện nay? Vì sao?

5 Trình bày một số chuẩn mạng

CÁC THIẾT BỊ NỐI KẾT NỐI MẠNG

Thiết bị truyền dẫn

1.1 Các đặc tính của một thiết bị truyền dẫn

Mỗi phương tiện truyền dẫn đều có những tính năng đặc trưng phù hợp với các dịch vụ cụ thể Để sử dụng hiệu quả các phương tiện này, cần chú ý đến những đặc tính cơ bản sau đây.

- Băng thông (bandwidth): Độ rộng dải tần, là mức chênh lệnh giữa tần số cao nhất và thấp nhất có trên một kênh truyền thông

Thông lượng (Throughput) là chỉ số đo lường tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền, thể hiện bằng số lượng đơn vị dữ liệu được truyền trong một khoảng thời gian nhất định.

- Băng tầng cơ sở (baseband): là dành toàn bộ băng thông cho một kênh truyền

- Băng tầng mở rộng (broadband): là cho phép nhiều kênh truyền chia sẻ một phương tiện truyền dẫn (chia sẻbăng thông).

Độ suy giảm (attenuation) là chỉ số đo lường mức độ suy yếu của tín hiệu khi di chuyển qua phương tiện truyền dẫn Các nhà thiết kế cáp cần xác định các giới hạn chiều dài dây cáp, vì khi cáp quá dài, tín hiệu sẽ yếu đi mà không thể phục hồi.

- Nhiễu điện từ (Electromagnetic interference - EMI): là mức độ các nhiễu điện từ bên ngoài làm biến dạng tín hiệu trong một phương tiện truyền dẫn

- Nhiễu xuyên kênh (crosstalk): là mức độ hai dây dẫn đặt kề nhau làm nhiễu lẫn nhau

Ngoài các đặc tính cơ bản trên, khi thiết kế hệ thống mạng còn cần phải quan tâm đến các thông số sau của phương tiện truyền dẫn:

1.2 Cáp xoắn đôi (Twisted pair cable) a Cấu tạo

- Gồm nhiều cặp dây kim loại xoắn lại với nhau (từ 212 xoắn/0.3m)

- Giữa các dây có bọc lớp nhựa cách điện

- Bên ngoài là vỏ ống dây nhựa

Nếu các sợi dây không xoắn lại, nhiễu điện từ có thể ảnh hưởng đến từng sợi dây riêng lẻ, gây hỏng tín hiệu Ngược lại, khi hai sợi dây xoắn lại, mỗi dây sẽ chịu tạp nhiễu từ dây kia, giúp triệt tiêu hiệu quả tạp nhiễu.

- Giá thành rẻ, được sử dụng rộng rãi

- Mềm dẻo, nhỏ gọn nên chiếm ít không gian

- Kết nối chắc chắn, dễ thực hiện

- Tốc độ truyền cao (vài Kbps đến vài Mbps)

- Dễ bị ảnh hưởng bởi các tạp âm

- Khoảng cách giữa các điểm cần khuyếch đại ngắn (dưới 100m) b Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP

Cáp STP (Shielded Twisted Pair) là loại cáp có lớp vỏ bọc bằng dây đồng bện bên ngoài các cặp xoắn, giúp chống tạp âm từ môi trường bên ngoài và giảm phát xạ nhiễu bên trong Lớp vỏ này được nối đất để thoát nhiễu, nhờ đó tín hiệu truyền đi ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện và có khả năng truyền xa hơn so với cáp xoắn đôi không có vỏ bọc.

- Chi phí: rẻ tiền hơn Thicknet và cáp quang.

- Tốc độ: tốc độ lý thuyết 500Mbps nhưng thực tế chỉ khoảng 155Mbps (phổ biến là 16 Mbps với mạng TokenRing)

- Độ suy hao cao: tín hiệu yếu dần nếu cáp càng dài (nên dưới 100m)

- Đầu nối: STP sử dụng đầu nối DIN (DB-9) c Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu UTP

Cáp UTP (Unshielded Twisted Pair) gồm nhiều cặp dây xoắn nhưng không có lớp vỏ chống nhiễu, giúp giảm giá thành và trở thành loại cáp mạng cục bộ phổ biến nhất Độ dài tối đa của cáp UTP là 100 mét, tuy nhiên, do không có lớp bảo vệ, nó dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị và cáp khác, nên thường được sử dụng cho việc đi dây trong nhà Cáp UTP thường sử dụng chuẩn 10BaseT hoặc 100BaseT với đầu nối RJ-45.

Cáp UTP được phân loại (Category - CAT) theo chất lượng gồm:

+ CAT-1: truyền âm thanh, tốc độ < 4Mbps

+ CAT- 2: truyền âm thanh, tốc độ 4Mbps ảnh hởng của tạp âm tổng céng = 14 - 14 = 0

3 ảnh hởng của tạp âm tổng céng = 16 - 12 =4

+ CAT-3: truyền âm thanh, tốc độ 16 Mbps (là cáp chuẩn của hệ thống điện thoại ngày nay)

+ CAT- 4: truyền dữ liệu, tốc độ 16 Mbps

+ CAT- 5: truyền dữ liệu, tốc độ 100Mbps (dùng phổ biến trong các hệ thống mạng LAN ngày nay)

+ CAT- 6: là cáp xoắn có vỏ bọc ScTP-FTP

(Screened Twisted-pair) lai tạo giữa cáp UTP và

STP, hỗ trợ chiều dài tối đa 100m, truyền dữ liệu với tốc độ 300 Mbps

* Cáp UTP Cat-5 và đầu nối RJ-45

Trong các loại cáp xoắn UTP, loại phổ biến nhất trong mạng LAN là CAT-5 và

CAT-6 CAT-5 gồm có 4 cặp dây = 8 dây với các màu:

- xanh lam (blue) và trắng-xanh lam

- cam (orange) và trắng-cam

- xanh lá (green) và trắng-xanh lá

- nâu (brown) và trắng-nâu

Cứ 2 dây (một dây màu và một dây trắng màu tương ứng) được xoắn thành 1 cặp và 4 cặp này lại được xoắn với nhau và xoắn với 1 sợi dây nylon chịu lực kéo, bên ngoài bọc vỏ nhựa Đầu nối RJ-45 (Registered Jack) bằng nhựa cứng trong suốt có 8 chân bằng đồng, khi đưa đầu dây vào rồi dùng kìm bấm dây để bấm thì 8 chân này sẽ ghim vào

8 sợi dây CAT-5 d Các kỹ thuật bấm cáp mạng

Cam (orange) Trắng nâu Nâu

- Đầ u RJ-45 và Cáp UTP Cat-5 -

* Bấm cáp thẳng (Straight Through)

- Mục đích: dùng để nối PC và các thiết bị mạng như Hub,Switch, Router…

Cặp 1 Cặp 2 Cặp 3 Cặp 4 Đầu 1 1 - 2 3 - 6 4 - 5 7 - 8 Đầu 2 1 - 2 3 - 6 4 - 5 7 - 8

Khi kết nối cáp mạng, các cặp dây không cần phải theo thứ tự màu sắc cố định, nhưng nếu làm việc theo nhóm, cần thống nhất màu sắc cho các cặp dây Cả hai đầu dây phải giống nhau và tuân theo cùng một chuẩn, như chuẩn T568A hoặc T568B.

* Bấm cáp chéo (Cross Over)

- Mục đích: dùng nối trực tiếp giữa hai thiết bị giống nhau như PC-PC, Hub- Hub, Switch-Switch

Cặp 1 Cặp 2 Cặp 3 Cặp 4 Đầu 1 1 - 2 3 - 6 4 - 5 7 - 8 Đầu 2 3 - 6 1 – 2 4 - 5 7 - 8

Khi kết nối dây mạng, cần lưu ý rằng đầu 1 có thể xếp dây theo thứ tự tùy ý Đối với đầu 2, hãy đảo vị trí 1 thành vị trí 3 và vị trí 2 thành vị trí 6 của đầu 1 Nếu bạn bấm đầu dây theo chuẩn T568A, thì đầu còn lại phải tuân theo chuẩn T568B.

1.3 Cáp đồng trục (Coaxial cable)

- Cáp th ẳ ng theo chu ẩ n A và cáp chéo theo chu ẩ n A-B -

- Dây dẫn trung tâm: dây đồng hoặc dây đồng bện

- Lớp cách điện: thường bằng nhựa nằm giữa dây dẫn phía ngoài và dây dẫn phía trong

Dây dẫn ngoài là dạng lưới kim loại bao quanh dây dẫn trung tâm, tạo thành hai sợi dẫn điện đồng trục Chức năng chính của dây dẫn ngoài là bảo vệ dây dẫn trung tâm khỏi nhiễu điện.

- Vỏ bọc: là một lớp plastic nằm ngoài cùng bảo vệ cáp

Cáp đồng trục đờng sử dụng nhiều trong các mạng dạng tuyến tính, hoạt động truyền dẫn theo băng tần cơ sở (baseband) hoặc băng tần mở rộng (broadband).

Cáp có độ suy hao thấp và khả năng chống nhiễu tốt, ít bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh Điều này cho phép người dùng sử dụng cáp trong phạm vi vài trăm mét mà không cần phải khuyếch đại tín hiệu.

- Nhẹ, mềm, dễ kéo dây

- Phải đảm bảo dây dẫn ngoài tiếp đất, điều này khó thực hiện hoàn hảo nên sử dụng không được lâu dài b Phân loại

* Cáp đồng trục dày (Thick cable/ Thicknet)

- Dùng với các đầu nối: Transceiver, Terminator

* Cáp đồng trục mỏng (Thin Cable/ Thinnet)

- Chiều dài tối đa là 185 m

- Cáp RC-58, trở kháng 50 Ω (dùng với Ethernet mỏng, tốc độ 10Mbps)

- Cáp RC-59, trở kháng 75 Ω (dùng cho truyền hình cáp)

- Cáp RC-62, trở kháng 93 Ω (dùng cho ARCnet tốc độ 2.5Mbps)

- Dùng với các đầu nối: T-Connector, BCN-Connector, BCN- Terminator Đờng dẫn dạng lới kim loại

Lớp cách điện D©y dÉn trung t©m

- C ấ u t ạo cáp đồ ng tr ụ c -

- Thick Cable và Transecceiver - - Thin Cable, T- Connector và BNC- Connector -

1.4 Cáp sợ quang (Fiber optic cable) a Cấu tạo

- Dây dẫn trung tâm: là (một bó) sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh chế có thể truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng

Vỏ bọc dây dẫn được làm từ sợi thủy tinh hoặc nhựa tinh chế, có khả năng chiết suất ánh sáng khác biệt so với dây dẫn trung tâm Chức năng chính của vỏ bọc này là phản xạ các tín hiệu trở lại, giúp giảm thiểu sự mất mát tín hiệu trong quá trình truyền tải.

- Lớp vỏ bảo vệ: làm bằng plastic dày nằm ngoài cùng có tác dụng bảo vệ cáp

Cáp quang có đường kính từ 8.3 đến 100 micron, với khả năng truyền dẫn tín hiệu quang mà không truyền tín hiệu điện Để sử dụng cáp quang, các tín hiệu dữ liệu cần được chuyển đổi thành tín hiệu quang, và khi nhận, chúng sẽ được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện.

- Độ suy hao rất thấp: xung ánh sáng có thể đi hàng trăm km mà không giảm cuờng độ sáng

- Băng thông rộng: tần số ánh sáng dùng đối với cáp quang cỡ khoảng 1014

- Tốc độ cao: lên đến 2Gbps

Cáp sợi quang hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ do không sử dụng tín hiệu điện từ để truyền dữ liệu Điều này đảm bảo an toàn và bảo mật, vì tín hiệu truyền không thể bị phát hiện hoặc thu thập bởi các thiết bị điện tử bên ngoài.

- Chi phí, giá thành cao: dây dẫn và thiết bị nối đều rất đắt tiền

Lắp đặt và sửa chữa sợi thủy tinh gặp nhiều khó khăn do đường kính lõi rất nhỏ, yêu cầu công nghệ và kỹ thuật cao để thực hiện đấu nối một cách chính xác.

Cáp quang có hai loại:

Thiết bị đầu nối

2.1 Đầu nối kết cáp nhiều sợi a Chuẩn đầu nối kết DB9 và DB25

Mỗi chuẩn nối kết gồm hai loại: loại đực với nền màu xám và loại cái với nền màu đen DB9 là đầu nối có 9 sợi, trong khi DB25 là đầu nối có 25 sợi.

- M ộ t s ố lo ạ i cáp quang - Đầ u n ố i k ết DB9 tương ứ ng lo ại đự c (a) và lo ạ i cái (b)

- Đầ u n ố i k ết DB25 tương ứ ng lo ại đự c (a) và lo ạ i cái (b) -

Đầu nối DIN (Deutsches Institut für Normung) được phát triển bởi các tổ chức tiêu chuẩn quốc gia Đức và hiện có nhiều tiêu chuẩn khác nhau Thuật ngữ DIN không chỉ định một kết nối cụ thể mà cần phải đi kèm với các tiêu chuẩn DIN cụ thể để mô tả rõ ràng.

Một số kết nối DIN đã được chuẩn hóa để truyền dẫn tín hiệu âm thanh analog, video analog, và trong các thiết bị điều khiển như PS/2 cho chuột và bàn phím Tuy nhiên, kết nối DIN đang dần bị thay thế bởi chuẩn kết nối XLR mới hơn, không tương thích với DIN.

Các kết nối DIN có vỏ bọc kim loại đường kính 13,2 mm và ngàm định vị giúp cắm đúng hướng, bảo vệ chân cắm bên trong Sự khác biệt giữa các đầu cắm DIN nằm ở số lượng chân cắm, với các tiêu chuẩn như DIN 41524 (3 đến 5 chân), DIN 45322 (5 chân, xoay 60°), và DIN 45326.

(8 chân), DIN 45329 (7 chân), đáp ứng cho từng ứng dụng kết nối cụ thể khác nhau c Chuẩn đầu nối kết DIX

DIX là một sợi cáp ngắn, thường dài khoảng 1,5m, được sử dụng để kết nối giữa cáp đồng trục RG-62 và card mạng trong mạng Ethernet 10Base-5 Cáp này có hai đầu nối AUI 15-pin ở cả hai đầu.

2.2 Đầu nối kết cáp xoắn đôi Đầu nối kết cáp xoắn đôi có hai loại: đầu nối RJ-11 và RJ-45

Đầu nối RJ-11 (Registered Jack 11) là một loại đầu nối cáp xoắn đôi, chủ yếu được sử dụng để kết nối các thiết bị điện thoại RJ-11 có nhiều phiên bản, bao gồm 2-pin, 4-pin và 6-pin, phù hợp với nhu cầu kết nối khác nhau.

The RJ-45 connector, also known as the Registered Jack 45 connector, is utilized for connecting devices within Ethernet and Token Ring Type 3 networks using twisted pair cables This connector features 8 pins, making it essential for establishing reliable network connections.

45 Socket là lỗ cắm hay hốc cắm cho các đầu nối RJ-45

2.3 Đầu nối kết cáp đồng trục a Đầu nối BNC

BNC (Bayonet Neill-Concelman hoặc British Naval Connector) là loại đầu nối bao gồm đầu cắm và hốc cắm, thường được sử dụng trong các ứng dụng audio, video và mạng máy tính Đầu nối BNC kết nối các sợi cáp đồng, mang lại hiệu suất ổn định cho truyền tải tín hiệu.

The 47 trục features a two-wire coaxial cable consisting of a data signal and a ground signal, commonly referred to as the "ground wire," utilizing a bayonet mechanism In computer networks, BNC connectors are employed with thin coaxial cables (RG-58), T-Connectors, and Terminators in 10Base-2 Ethernet networks.

T-Connector là đầu nối BNC có hình chữ T dùng trong mạng máy tính cục bộ Ethernet 10Base-2 (mạng cáp đồng trục) Với cấu hình tuyến tính (Bus configuration/ Bus topology) của mạng 10Base-2, cáp của mỗi phân đoạn mạng (LAN segment) bắt đầu từ một điểm và sẽ lần lượt truyền dữ liệu từ máy này đến máy khác Mỗi khi truyền dữ liệu qua một máy thì cáp mạng sử dụng “đầu nối chữ T” này để một đầu “tiếp xúc” với card mạng của máy tính (card mạng cũng có sẵn giao diện BNC), đầu bên kia sẽ tiếp tục truyền dữ liệu đến máy kế tiếp c Terminator

Terminator là đầu nối BNC dùng làm đầu cuối cho mạng cáp đồng trục mỏng (10Base-2), hoạt động như một điện trở 50Ω nhằm ngăn tín hiệu dữ liệu vượt qua ranh giới của cáp mạng Mỗi đoạn mạng được bảo vệ bởi hai Terminator, cho phép tín hiệu "chạy đi chạy lại" trong cáp đồng trục hoặc được nhận bởi các trạm làm việc mà không bị "chạy quá đà" hay "hất văng" ra bên ngoài.

2.4 Đầu nối kết cáp sợi quang Tầng vật lý (Physical layer)

Hộp đấu nối cáp quang là thiết bị quan trọng giúp kết nối cáp quang với các thiết bị khác, do cáp quang không thể uốn cong Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại đầu nối cáp quang khác nhau, phổ biến nhất là các loại như FT, FC, ST, SC và MU.

Thiết bị thu pháp tín hiệu bao gồm đèn LED hoặc diod laser, sử dụng để phát xung ánh sáng, trong khi các photo diode sẽ tạo ra xung điện khi tiếp nhận xung ánh sáng đó.

Một số thiết bị khác

3.1 Network Interface Card a Khái niệm

Card mạng (NIC - Network Interface Card) là thiết bị kết nối giữa máy tính và cáp mạng, hoạt động ở tầng vật lý Nó cung cấp các điểm kết nối phù hợp với từng loại cáp và tuân theo các chuẩn nhất định Chẳng hạn, với cáp đồng trục mỏng, card mạng cần có giao tiếp kiểu BNC, trong khi cáp đồng trục dày sử dụng kết nối AUI, và cáp xoắn đôi UTP yêu cầu đầu nối tương thích.

48 nối theo kiểu giắc điện thoại K5, với cáp quang phải có những Transceiver cho phép chuyển tín hiệu điện thành các xung ánh sáng và ngược lại

Mỗi card mạng được thiết kế cho từng loại mạng riêng biệt như Ethernet, TokenRing, FDDI và ARC Net, và thường kết nối với máy tính thông qua các khe cắm ISA, PCI hoặc USB.

Chương trình điều khiển card mạng, hay còn gọi là NIC Driver, là phần mềm thiết yếu giúp truyền thông giữa hệ điều hành và card mạng Phần mềm này thường được phát triển bởi nhà sản xuất và được cung cấp kèm theo với card mạng dưới dạng đĩa cài đặt.

* Chức năng chính của NIC:

Trước khi dữ liệu được đưa lên mạng, cần chuyển đổi từ dạng byte và bit sang tín hiệu điện để đảm bảo khả năng truyền tải qua cáp.

- Gửi dữ liệu đến máy tính khác

Địa chỉ MAC (Media Access Control) là một địa chỉ duy nhất được gán cố định bởi nhà sản xuất cho mỗi card mạng, giúp phân biệt card này với card khác trong mạng Địa chỉ này do IEEE cấp và được lưu trữ trong ROM, vì vậy còn được gọi là địa chỉ vật lý Địa chỉ MAC bao gồm 6 byte (48 bit), trong đó 3 byte đầu là mã số của nhà sản xuất (OUI - Organizationally Unique Identifier) và 3 byte sau là số serial do nhà sản xuất gán cho các card mạng.

Ví dụ: địa chỉ vật lý của một card Intel có dạng như sau: 00A0C9 0C4B3F, mã

OUI của Intel là: 00A0C9 (địac hỉ hecxa)

Nếu muốn biết mã OUI của hãng sản xuất card mạng từ địa chỉ MAC thì thực hiện 2 bước sau:

Bước 1: xem địa chỉ MAC trên windows bằng cách: Vào Start\ Control Panel\

Network Connections\ đúp chuột vào biểu tượng kết nối mạng  xuất hiện cửa sổ:

- C ấu trúc đị a ch ỉ MAC -

Physical Address chính là chỉ MAC, 3 byte đầu tiên chính là mã OUI

Bước 2: Tra mã OUI bằng cách vào trang cơ sở dữ liệu IEEE theo địa chỉ: http://standards.ieee.org/regauth/oui/index.shtml

Tại trang này nhập 3 byte đầu vào khung tìm kiếm: Search the public OUI listing rồi nhấn [Search!]

Ví dụ bài này 00-17-31 sẽ cho kết quả là ASUS, card mạng là card on-board trên main của ASUS c Giới thiệu các dạng NIC

+ NIC PCI tích hợp 3 cổng giao tiếp BNC, AUI, RJ-45 trên cùng 1 card

+ NIC ISA tích hợp RJ-45 và ST, SC để nối cáp quang

+ NIC PCI giao tiếp Wireless tích hợp trên bo mạch của NIC

+ NIC PCI với Card Wireless giao tiếp PCMCIA

+ NIC PCMCIA Wireless cho Laptop

Hub (bộ tập trung) là thiết bị mạng có nhiều cổng kết nối, cho phép chuyển tín hiệu từ một cổng đến nhiều cổng khác Nó hỗ trợ nhiều loại ổ cắm như RJ45, AUI và BCN, thường được sử dụng trong cấu trúc mạng hình sao Ưu điểm của mạng hình sao là tăng cường độ độc lập giữa các máy, vì sự cố kết nối của một máy không ảnh hưởng đến các máy khác.

Hub hoạt động ở tầng vật lý và không có khả năng xử lý hay lọc dữ liệu do đó không liên kết được các mạng khác nhau

- Chuyển tiếp các tín hiệu từ một cổng ra nhiều cổng, mở rộng mạng

- Khuyếch đại tín hiệu bị suy hao, khôi phục lại tín hiệu ban đầu

- Loại bỏ các tín hiệu nhiễu

Người ta phân biệt các Hub thành 3 loại như sau sau :

Hub bị động là thiết bị không chứa linh kiện điện tử và không xử lý tín hiệu dữ liệu, mà chỉ có chức năng tổ hợp các tín hiệu từ các đoạn cáp mạng Khoảng cách tối đa giữa máy tính và hub không được vượt quá một nửa khoảng cách tối đa cho phép giữa hai máy tính trên mạng Ví dụ, nếu khoảng cách tối đa giữa hai máy tính trong mạng là 200m, thì khoảng cách tối đa giữa một máy tính và hub chỉ là 100m Hub bị động thường được sử dụng trong các mạng ARCnet.

Hub chủ động (Active Hub) là thiết bị mạng có khả năng khuyếch đại và xử lý tín hiệu điện tử giữa các thiết bị Quá trình này, gọi là tái sinh tín hiệu, giúp cải thiện chất lượng tín hiệu, làm cho nó ít nhạy cảm với lỗi và cho phép tăng khoảng cách kết nối giữa các thiết bị Tuy nhiên, nhược điểm của Hub chủ động là giá thành cao hơn nhiều so với Hub bị động Các mạng Token ring thường sử dụng Hub chủ động để tối ưu hóa hiệu suất truyền tải dữ liệu.

Hub thông minh (Intelligent Hub) là một loại Hub chủ động với nhiều chức năng mới, bao gồm bộ vi xử lý và bộ nhớ riêng Thiết bị này không chỉ cho phép điều khiển hoạt động qua các chương trình quản trị mạng mà còn có khả năng hoạt động như một bộ tìm đường hoặc cầu nối Hub thông minh có khả năng định tuyến gói tin nhanh chóng qua các cổng của nó, chuyển mạch để phát gói tin trên một cổng cụ thể thay vì phát lại trên tất cả các cổng, giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng.

- Mô hình m ạ ng s ử d ụ ng Hub -

Bộ chuyển tiếp (repeater) là thiết bị khuếch đại tín hiệu cho các đoạn cáp dài, giúp nối hai mạng tương đồng về giao thức truyền thông Thiết bị này hoạt động ở tầng vật lý trong mô hình OSI, chuyển đổi và khuếch đại tất cả tín hiệu vật lý từ cổng này sang cổng khác.

- Khuyếch đại tín hiệu bị suy hao, khôi phục lại tín hiệu ban đầu

- Loại bỏ các tín hiệu nhiễu

- Tăng chiều dài của mạng

Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang

Repeater điện là thiết bị kết nối đường dây điện ở cả hai phía, nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia Việc sử dụng Repeater điện trong mạng giúp tăng khoảng cách kết nối, tuy nhiên, khoảng cách này vẫn bị giới hạn bởi độ trễ tín hiệu Chẳng hạn, trong mạng sử dụng cáp đồng trục 50, khoảng cách tối đa có thể đạt được là 2.8 km và không thể kéo dài hơn dù có sử dụng thêm Repeater.

Repeater điện quang kết nối với cáp quang và cáp điện, chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang và ngược lại Việc sử dụng repeater điện quang không chỉ cải thiện chất lượng tín hiệu mà còn gia tăng chiều dài của mạng.

Việc sử dụng Repeater chỉ thích hợp cho việc nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông như Ethernet hoặc Token ring, không thể kết nối hai mạng khác nhau Repeater không thay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng, do đó việc sử dụng nó trong mạng lớn có thể hạn chế hiệu năng Khi chọn Repeater, cần lưu ý đến tốc độ chuyển vận phù hợp với mạng Nếu liên tục sử dụng nhiều Repeater để khuếch đại tín hiệu, dữ liệu sẽ ngày càng sai lệch do tín hiệu điện yếu bị biến dạng.

Cầu nối (bridge) là thiết bị mạng dùng để kết nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau Hoạt động ở tầng liên kết dữ liệu, cầu nối nhận và xử lý các gói tin, sau đó quyết định xem có nên chuyển tiếp chúng hay không.

- Mô hình s ử d ụ ng Repeater ADSL -

Bridge chỉ chuyển những gói tin cần thiết, giúp kết nối linh hoạt giữa các mạng Mỗi đầu kết nối của Bridge có bảng địa chỉ MAC để xác định đường đi của gói tin Khi nhận gói tin, Bridge đọc địa chỉ gửi và nhận, sau đó quyết định có gửi gói tin hay không dựa trên bảng địa chỉ Nếu địa chỉ gửi không có trong bảng, Bridge tự động bổ sung, thể hiện cơ chế tự học của nó.

Thiết bị kết nối mạng

Card mạng, hay còn gọi là bộ thích nghi LAN, là một bản mạch quan trọng cung cấp khả năng truyền thông mạng cho máy tính Nó được cắm vào khe trên bản mạch chính và tạo ra giao tiếp kết nối với môi trường mạng Để hoạt động hiệu quả, card mạng cần phù hợp với môi trường truyền và giao thức của mạng cục bộ NIC đảm nhiệm việc chuyển đổi tín hiệu từ máy tính thành tín hiệu tương thích với các phương tiện truyền dẫn, đồng thời gửi, nhận và kiểm soát luồng dữ liệu được truyền.

Hub hoạt động như một Repeater đa cổng, với số lượng cổng từ 4 đến 24 Khi dữ liệu được gửi vào một cổng, nó sẽ được phân phối đến tất cả các cổng còn lại.

Có 2 loại Hub là Active Hub và Smart Hub

Active Hub là một thiết bị phổ biến, có chức năng khuếch đại tín hiệu và lặp tín hiệu ra các cổng khác, giúp đảm bảo mức tín hiệu cần thiết cho mạng.

Smart Hub (Intelligent Hub) hoạt động tương tự như Active Hub, nhưng được trang bị chip tự động dò lỗi, giúp tìm và phát hiện các lỗi trên mạng một cách hiệu quả.

Trong mạng LAN, chiều dài tối đa của cáp mạng CAT 5 UTP là 100m do tín hiệu bị suy hao Để kết nối các thiết bị ở khoảng cách xa hơn, cần sử dụng các thiết bị khuếch đại và định thời lại tín hiệu Repeater, nằm ở lớp 1 trong mô hình OSI, có chức năng khuếch đại tín hiệu vật lý và cung cấp năng lượng cho tín hiệu đầu ra, cho phép truyền dẫn xa hơn Ngoài ra, Hub cũng được coi là một dạng Repeater với nhiều cổng, từ 4 đến 24 cổng hoặc hơn, thường được sử dụng trong mạng.

Mạng 10BASE-T và 100BASE-T thường sử dụng cấu hình hình sao (Star topology), trong đó Hub là trung tâm của mạng Khi thông tin vào từ một cổng, Hub sẽ phân phối tín hiệu đến tất cả các cổng khác Có hai loại Hub chính: Active Hub và Smart Hub Active Hub, loại Hub phổ biến, cần nguồn điện để hoạt động và có chức năng khuếch đại tín hiệu, đảm bảo mức tín hiệu cần thiết cho các cổng Trong khi đó, Smart Hub (Intelligent Hub) không chỉ thực hiện chức năng của Active Hub mà còn tích hợp chip tự động dò lỗi, giúp phát hiện và xử lý sự cố trong mạng một cách hiệu quả.

Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI, được sử dụng để kết nối hai mạng thành một mạng lớn duy nhất, thường là giữa các mạng Ethernet Nó quan sát các gói tin và khi phát hiện gói tin từ một máy tính trong mạng này gửi đến máy tính trong mạng khác, Bridge sẽ sao chép và chuyển tiếp gói tin đó Ưu điểm của Bridge là hoạt động một cách trong suốt, cho phép các máy tính trên các mạng khác nhau giao tiếp mà không cần biết về sự can thiệp của Bridge Tuy nhiên, nhược điểm của Bridge là chỉ kết nối được những mạng cùng loại và việc sử dụng Bridge cho các mạng hoạt động nhanh sẽ gặp khó khăn nếu chúng không gần nhau về mặt vật lý.

Multiplexer (MUX) là một phần tử quan trọng trong hệ thống truyền tín hiệu, có chức năng chọn một trong số các kênh ngõ vào tín hiệu analog hoặc digital và chuyển tiếp chúng đến một ngõ ra duy nhất, giúp tối ưu hóa quá trình truyền tín hiệu và tăng hiệu suất hệ thống.

Một Multiplexer cho 2N kênh vào có N địa chỉ chọn, được sử dụng để lựa chọn ngõ vào nào được gửi đến đầu ra

Ghép kênh là kỹ thuật chủ yếu được sử dụng để gia tăng lượng dữ liệu truyền qua mạng trong giới hạn thời gian và băng thông nhất định Thay vì sử dụng 2N kênh, chỉ cần một đường truyền dữ liệu cùng với N đường địa chỉ Multiplexer cho phép nhiều tín hiệu chia sẻ một thiết bị hoặc tài nguyên, như mạch chuyển đổi ADC hoặc thiết bị xử lý thông tin, thay vì phải bố trí riêng biệt cho mỗi tín hiệu đầu vào.

Modem là thiết bị kết nối với mạng Internet của các nhà cung cấp dịch vụ (ISP), chuyển đổi các gói dữ liệu từ ISP thành kết nối Internet cho router hoặc các thiết bị mạng khác Modem sử dụng cáp đồng trục hoặc cáp quang để truyền dữ liệu từ trạm cung cấp đến nhà bạn, trong khi modem DSL kết nối trực tiếp với đường dây điện thoại.

Switch được coi như một Bridge nhiều cổng, có khả năng kết nối nhiều segment mạng, trái ngược với Bridge chỉ có 2 cổng Giống như Bridge, Switch "học" thông tin mạng từ các gói tin nhận được, từ đó xây dựng bảng Switch giúp định tuyến gói thông tin đến đúng địa chỉ Hiện nay, Switch có hai chức năng chính: chuyển khung dữ liệu từ nguồn đến đích và xây dựng bảng Switch, hoạt động với tốc độ cao trong giao tiếp dữ liệu.

58 độ cao hơn nhiều so với Repeater và có thể cung cấp nhiều chức năng hơn như khả năng tạo mạng LAN ảo (VLAN).

Thiết bị nối liên mạng

Router (bộ chọn đường) là thiết bị mạng quan trọng, hoạt động trên tầng mạng và có khả năng hiểu địa chỉ IP Nó tìm kiếm đường đi tối ưu cho các gói tin từ trạm gửi đến trạm nhận qua nhiều kết nối khác nhau Router không chỉ kết nối nhiều mạng mà còn cho phép các gói tin di chuyển theo nhiều lộ trình khác nhau để đến đích một cách hiệu quả.

Router sử dụng bảng chỉ đường (Routing table) để lưu trữ thông tin mạng, giúp tìm đường đi tối ưu cho các gói tin Thông tin này bao gồm đường đi, thời gian ước lượng và khoảng cách Dựa vào dữ liệu từ các Router lân cận và mạng trong liên mạng, Router có khả năng tính toán đường tối ưu thông qua một thuật toán đã được xác định trước.

- Cung cấp một môi trường chuyển mạch gói (packet switching) đáng tin cậy để lưu trữ và truyền số liệu

- Kiểm soát và lọc các gói tin chuyển đi

- Lưu trữ thông tin về mạng, tìm đường đi tối ưu cho các gói tin (chọn đường cho các gói tin hướng ra ngoài)

- Kết nối các mạng logic với nhau (ghép nối các mạng cục bộ với nhau thành mạng rộng )

- Router kết nối liên mạng có nhiều vùng, mỗi vùng có giao thức riêng biệt

Dựa vào phương thức xử lý các gói tin khi qua Router để phân chia Router thành hai loại sau:

Router phụ thuộc vào giao thức, thực hiện việc tìm đường và truyền gói tin giữa các mạng mà không chuyển đổi phương thức đóng gói Do đó, hai mạng cần sử dụng chung một giao thức truyền thông để đảm bảo kết nối hiệu quả.

Hình 4.16 - Mô hình m ạ ng s ử d ụ ng Router

Router không phụ thuộc vào giao thức, cho phép kết nối các mạng sử dụng giao thức truyền thông khác nhau Nó có khả năng chuyển đổi gói tin giữa các giao thức và chấp nhận kích thước gói tin khác nhau Ngoài ra, router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước khi truyền trên mạng.

Gateway là thiết bị mạng phức tạp nhất, kết nối các mạng không đồng nhất như mạng cục bộ và mạng máy tính lớn (Mainframe), thực hiện chuyển đổi thông tin trên cả 7 tầng của mô hình OSI Thông thường, Gateway hoạt động chủ yếu ở tầng 7 - tầng Application, nơi nó chuyển đổi và đóng gói dữ liệu để phù hợp với yêu cầu của địa chỉ đích, điều này khiến nó chậm hơn và tốn kém hơn so với các thiết bị kết nối mạng khác Ngoài ra, Gateway kiểm soát luồng dữ liệu vào và ra của hệ thống mạng, ngăn chặn các kết nối bất hợp pháp và cho phép quản trị viên chia sẻ dịch vụ như internet.

Gateway thường sử dụng nhiều giao thức xác định trước và thường được thiết kế dưới dạng các Card với bộ xử lý riêng, cài đặt trên máy tính hoặc thiết bị chuyên dụng Thiết bị này chủ yếu được sử dụng để kết nối các mạng LAN với máy tính lớn.

Miền xung đột và các mô hình nối kết mạng thường gặp

Miền xung đột (Collision domain) là các đoạn mạng Ethernet hoặc Fast Ethernet nằm giữa một cặp Bridge hoặc các thiết bị lớp 2 khác, nơi toàn bộ lưu lượng chia sẻ kết nối đến thiết bị lớp 2 Khi một thiết bị gửi tín hiệu đến Hub, tất cả các thiết bị khác trong miền xung đột đều nhận được tín hiệu đó Các Hub mở rộng miền xung đột, trong khi các Bridge và Switch lại tạo ra các miền xung đột riêng biệt.

Mô hình ứ ng d ụ ng c ủ a Gateway

Các Bridge, switch tạo ra miền xung đột, HUB mở rộng miền xung đột

6.2 Các mô hình nối kết mạng thường gặp Lắp đặt các thiết bị mạng.

Mô hình trạm-chủ (Client-Server)

Mô hình mạng ngang hàng (Peer-to-Peer)

Thiết bị nối liên mạng

7.2 Lắp đặt các thiết bị mạng.

Các máy trạm sử dụng giáo thức TCP/IP để giao tiếp được với nhau, Hub/Switch đóng vai trò là bộ chuyển mạch

Ôn tập kiểm tra định kỳ

1 Nêu các đặc tính của một thiết bị truyền dẫn

2 So sánh ưu điểm, nhược điểm của các loại cáp mạng: Thinnet, Thicknet, UTP, STP và cáp quang Nêu ứng dụng thích hợp cho từng loại cáp

3 Trình bày các kỹ thuật bấm cáp mạng Trường hợp nào cần bấm cáp thẳng và trường hợp nào bấm cáp chéo

4 NIC là gì? Nêu cách xác định địa chỉ MAC

5 Phân biệt chức năng của các thiết bị kết nối mạng: Hub, Repeater, Bridge và Switch

6 Nêu sự khác nhau trong ứng dụng của Router và Gateway

7 So sánh thiết bị kết nối mạng không dây Wireless Access Point và Wireless Ethernet Bridge

GIỚI THIỆU CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG

Mạng điểm tới điểm (Point to Point)

Mạng Point-to-Point là một loại kết nối trực tiếp giữa hai điểm, trong đó chỉ có hai điểm này trên đường truyền Trong quá trình truyền dữ liệu, có một điểm phát và chỉ một điểm nhận, đảm bảo sự truyền tải thông tin hiệu quả và an toàn.

Giao thức PPP (Point-to-Point Protocol) được phát triển dựa trên nền tảng giao thức HDLC (High-Level Data Link Control), thiết lập các tiêu chuẩn cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị DTE (Data Terminal Equipment) và DCE (Data Communications Equipment) trong mạng WAN, bao gồm các giao diện như V.35, T1, E1, HSSI, EIA-232-D và EIA-449.

Giao thức PPP được phát triển như một sự thay thế cho SLIP (Serial Line Internet Protocol), một phiên bản đơn giản của TCP/IP PPP hoạt động ở cả tầng Vật lý và tầng Liên kết dữ liệu trong mô hình OSI.

M ạ ng Ethernet

Ethernet là công nghệ mạng LAN thành công trong suốt 40 năm qua, được thiết kế để lấp đầy khoảng trống giữa các mạng lớn với tốc độ thấp và các mạng văn phòng tốc độ cao trong phạm vi hạn chế Được phát triển vào giữa thập kỷ 1970 bởi các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Xerox Palo Alto (PARC), Ethernet đã trở thành tiêu chuẩn cho kết nối mạng trong môi trường văn phòng.

* Những đặc điểm cơ bản của Ethernet:

- Cấu hình: bus hoặc star

- Giao thức truy cập môi trường truyền: CSMA/CD

- Quy cách kỹ thuật IEEE 802.3

- Các thành ph ần tương ứ ng c ủ a ki ế n trúc PPP-

- Cáp: cáp đồng trục mỏng (Thinnet), cáp đồng trục dày (Thick net), cáp xoắn đôi không bọc (UTP)

- Tên của chuẩn Ethernet thể hiện 3 đặc điểm sau:

Con sốđầu tiên thể hiện tốc độ truyền tối đa

Tín hiệu dải tần cơ sở được thể hiện qua từ tiếp theo, trong khi các ký tự còn lại chỉ rõ loại cáp sử dụng hoặc phạm vi tối đa.

Card mạng Ethernet, hay còn gọi là NIC, hiện nay được cấu hình tự động hoặc thông qua một chương trình trên máy tính, cho phép điều chỉnh các ngắt và địa chỉ bộ nhớ trong chip bộ nhớ đặc biệt trên NIC.

- Tầng hoạt động: các thiết bị mạng chủ yếu hoạt động ở tầng 1 và tầng 2 trong mô hình OSI

Mạng Token ring

Mạng Token Ring là một hệ thống gồm các nút kết nối theo dạng vòng tròn, trong đó dữ liệu được truyền theo một hướng xác định Mỗi nút nhận khung dữ liệu từ nút lân cận và gửi nó đến nút tiếp theo Tất cả các nút trong mạng Token Ring chia sẻ một đường truyền vật lý chung.

Phương pháp truy cập trong mạng Token Ring được gọi là Token passing, hay kỹ thuật chuyển thẻ bài Tiêu chuẩn này quy định giao thức Token-passing với tốc độ 1Mbps trên cáp đồng trục, 4Mbps trên cáp lưỡng tuyến xoắn không bọc, và 16Mbps trên cáp lưỡng tuyến xoắn với tầm phủ lớn khoảng 2km.

Token ring là một công nghệ mạng lý tưởng cho các đơn vị lớn như khuôn viên trường đại học hoặc khu đô thị, cho phép kết nối mà không cần sử dụng các thiết bị truyền tiếp như hub, switch hay router.

Mạng thuê bao

Internet Leased Line là giải pháp kết nối Internet qua hạ tầng cáp quang, cung cấp đường truyền ổn định và tốc độ cao cho các tập đoàn, tổng công ty, cơ quan bộ ngành và tổ chức.

- Các thi ế t b ị trong m ạ ng Ethernet -

Dịch vụ Leased Line Internet cung cấp tốc độ cao và ổn định, cùng với các kênh truyền số liệu bảo mật, đáp ứng nhu cầu của 64 chức Khác với ADSL thông thường, Leased Line Internet nổi bật với tính ổn định và bảo mật, cho phép khách hàng triển khai các ứng dụng trên nền IP tĩnh như Mail Server, Web hosting, VPN, VoIP và Video Conference.

Internet Leased Line, hay kênh thuê riêng Internet, là hình thức kết nối trực tiếp giữa các node mạng thông qua kênh truyền dẫn số liệu thuê riêng Kênh truyền dẫn này cho phép người sử dụng lựa chọn linh hoạt về giao thức kết nối, có thể sử dụng nhiều giao thức khác nhau như PPP, HDLC, LAPB, v.v.

Mạng chuyển mạch

5.1 Mạng X25 Được CCITT công bố lần đầu tiên vào 1970 lúc lĩnh vực viễn thông lần đầu tiên tham gia vào thế giới truyền dữ liệu với các đặc tính:

- X25 cung cấp quy trình kiểm soát luồng giữa các đầu cuối đem lại chất lương đường truyền cao cho dù chất lượng đường dây truyền không cao

- X25 được thiết kế cho cả truyền thông chuyển mạch lẫn truyền thông kiểu điểm nối điểm

- Được quan tâm và tham gia nhanh chóng trên toàn cầu

Trong X25, chức năng dồn kênh (multiplexing) cho các liên kết logic kênh ảo chỉ đảm nhiệm việc kiểm soát lỗi cho các frame, dẫn đến sự phức tạp trong việc phối hợp giữa các tầng, làm hạn chế thông lượng do phí xử lý mỗi gói tin tăng X25 thực hiện kiểm tra lỗi tại mỗi nút trước khi truyền, đảm bảo đường truyền có chất lượng cao gần như không lỗi Tuy nhiên, khối lượng tính toán lớn tại mỗi nút là cần thiết vào những năm 1970, nhưng hiện nay, với những tiến bộ trong kỹ thuật truyền dẫn, điều này trở nên lãng phí.

Mạng Frame Relay sử dụng gói tin gọi là Frame, với đặc điểm nổi bật là chỉ kiểm tra lỗi tại hai trạm gửi và nhận, trong khi các nút trung gian không thực hiện kiểm tra lỗi Điều này giúp giảm thời gian xử lý tại mỗi nút, mặc dù khi xảy ra lỗi, gói tin sẽ phải được phát lại từ trạm đầu Tuy nhiên, với độ an toàn cao của đường truyền hiện nay, chi phí cho việc phát lại gói tin chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ so với việc tiết kiệm tài nguyên mạng nhờ vào giảm khối lượng tính toán tại các nút, khiến mạng Frame Relay trở nên hiệu quả hơn so với mạng X25.

Frame Relay là một kỹ thuật truyền thông mạng, thể hiện một phương pháp tổ chức mới, với nguyên lý truyền mạch gói và giảm thiểu thao tác kiểm soát giữa các đầu cuối Kỹ thuật này cho phép đạt thông lượng tối đa lên đến 2Mbps, cung cấp giải pháp kết nối các mạng cục bộ LAN trong kiến trúc xương sống, tạo điều kiện thuận lợi cho ứng dụng multimedia.

Kỹ thuật Cell Relay hiện nay sử dụng phương thức truyền thông không đồng bộ (ATM) cho phép truyền tải dữ liệu với tốc độ lên đến hàng trăm Mbps.

ATM được gọi là tế bào (cell), với mỗi tế bào có độ dài cố định 53 bytes Trong đó, 5 bytes được sử dụng cho phần thông tin điều khiển (cell header) và 48 bytes còn lại chứa dữ liệu của tầng trên.

Trong kỹ thuật ATM, các tế bào chứa nhiều kiểu dữ liệu khác nhau được kết nối qua một đường dẫn chung gọi là đường dẫn ảo Đường dẫn ảo này có thể bao gồm nhiều kênh ảo khác nhau, với mỗi kênh ảo phục vụ cho một ứng dụng cụ thể tại một thời điểm nhất định.

ATM kết hợp ưu điểm của chuyển mạch liên tục và chuyển mạch gói, mang lại băng thông linh hoạt và khả năng chuyển tiếp tốc độ cao Hệ thống này có khả năng quản lý đồng thời dữ liệu số, âm thanh, hình ảnh và multimedia tương tác.

Kỹ thuật ATM nhằm mục đích cung cấp một mạng dồn kênh với khả năng chuyển mạch tốc độ cao và độ trễ thấp, đáp ứng nhu cầu cho các ứng dụng truyền thông đa phương tiện.

Chuyển mạch cell là yếu tố quan trọng trong việc cung cấp kết nối với băng thông cao và tình trạng tắc nghẽn thấp, đồng thời hỗ trợ cho lớp dịch vụ tích hợp trong việc lưu thông dữ liệu âm thanh và hình ảnh Đặc tính nổi bật nhất của công nghệ ATM là tốc độ cao.

ATM sử dụng ma trận nhị phân các thành tố chuyển mạch để vận hành lưu thông, cho phép khả năng vô hướng (scalability) cao Điều này khác biệt so với các router, nơi năng suất cố định bị chia sẻ giữa các trạm cuối, dẫn đến sự giảm hiệu suất khi số lượng trạm tăng Ngược lại, khi mở rộng cơ cấu ATM, mỗi thiết bị thu trạm cuối có thể duy trì băng thông chỉ định riêng, nhờ vào khả năng xác nhận của băng thông rộng Điều này làm cho ATM trở thành giải pháp lý tưởng cho mạng cục bộ trong doanh nghiệp.

Kỹ thuật ATM, như tên gọi đã chỉ rõ, áp dụng phương pháp truyền không đồng bộ để chuyển giao các tế bào từ nguồn đến đích Trong khi đó, ở tầng vật lý, có thể sử dụng các kỹ thuật truyền thông đồng bộ như SDH hoặc SONET.

Vào những năm đầu thế kỷ 21, kỹ thuật ATM vẫn giữ vị trí quan trọng và không thể thay thế, khiến các công ty lớn như IBM, ATT, Digital, Hewlett-Packard, Cisco Systems, Cabletron và Bay Network đặc biệt chú trọng phát triển sản phẩm liên quan đến ATM Một số sản phẩm tiêu biểu bao gồm DEC 900 Multiwitch, IBM 8250 hub, Cisco 7000 router và ATM module cho MMAC hub.

Thị trường ATM đang phát triển mạnh mẽ nhờ vào nhu cầu tăng cao cho các ứng dụng đa phương tiện Sự gia tăng các nhà sản xuất đã dẫn đến việc giảm giá sản phẩm, qua đó mở rộng thị trường Tại Việt Nam, nhiều dự án lớn về mạng tin học đã được thiết kế với hạ tầng phù hợp cho công nghệ ATM trong tương lai.

Khi công nghệ xDSL xuất hiện, ADSL đã được đề xuất như một giải pháp cho dịch vụ video Từ năm 1995, các công ty đã nhận ra ADSL là một lựa chọn khả thi cho việc truy cập Internet tốc độ cao Đến nay, ADSL ngày càng trở nên phổ biến trên toàn cầu nhờ vào những lợi ích vượt trội của nó trong việc cung cấp dịch vụ Internet tốc độ cao.

Xã hội ngày càng phát triển, yêu cầu về thông tin cũng tăng cao, khiến mạng Internet trở nên quan trọng trong xã hội thông tin Tuy nhiên, đặc thù của dịch vụ dữ liệu Internet với lưu lượng không đối xứng (dữ liệu đường xuống lớn, đường lên nhỏ) ảnh hưởng đến băng tần tín hiệu Việc áp dụng phương pháp ghép kênh theo tần số để tách tín hiệu vào và ra có thể giảm nhiễu xuyên âm giữa các kênh Do đó, hệ thống đường dây thuê bao số không đối xứng (ADSL) trở thành giải pháp phù hợp, đặc biệt khi trước đây, ATM hạn chế đối với khách hàng có nhu cầu truyền tải dưới 45 Mbps.

Mạng Arpanet

Đây là mạng được thiết lập tại Mỹ vào giữa những năm 60 khi bộ quốc phòng

Mỹ đang phát triển một mạng lưới có khả năng sống còn cao để ra lệnh và kiểm soát trong trường hợp chiến tranh hạt nhân, nhằm khắc phục những hạn chế của các mạng điện thoại thông thường, vốn không đủ an toàn khi một đường dây hoặc tổng đài bị phá hủy có thể dẫn đến gián đoạn liên lạc Để thực hiện mục tiêu này, Bộ Quốc phòng Mỹ đã khởi động chương trình ARPA (Advanced Research Projects Agency) với sự hợp tác của nhiều trường đại học và công ty.

Vào đầu những năm 1960, Paul Baran đã công bố những ý tưởng chủ yếu về chuyển mạch gói Sau khi tham khảo ý kiến từ nhiều chuyên gia, chương trình ARPA đã quyết định rằng mạng tương lai của Bộ quốc phòng Mỹ sẽ sử dụng công nghệ chuyển mạch gói Mạng này bao gồm các trạm (host) được liên kết với nhau thông qua các máy tính, gọi là điểm trung chuyển thông tin IMP (Interface Message Processor), nhằm kết nối các đường truyền dữ liệu.

Một IMP sẽ kết nối với ít nhất hai IMP khác để đảm bảo độ an toàn cao Thông tin được truyền tải qua mạng dưới dạng các gói dữ liệu tách rời, cho phép tự động chuyển hướng khi một số đường và nút bị hỏng Mỗi nút trong hệ thống bao gồm một máy tính, kết nối với một IMP, gửi thông tin đến IMP, sau đó IMP sẽ phân gói và gửi các gói tin theo những lộ trình mà nó lựa chọn đến trạm đích.

Tháng 10 năm 1968 ARPA quyết định lựa chọn hãng BBN (Bolt, Beranek and Newman) một hãng tư vấn tại Cambridge, Massachsetts làm tổng thầu xây dựng mạng ARPANET (tiền thân của mạng Internet ngay nay) Lúc đó, BBN đã lựa chọn máy tính DDP-316 làm IMP, các IMP được nối với đường thuê bao 56 Kbps từ các công ty điện thoại Phần mềm được chia làm hai phần: phần kết nối mạng và phần dành cho nút Phần mềm cho kết nối mạng bao gồm phần mềm tại các IMP đầu cuối và các IMP trung gian, các giao thức kết nối IMP với khả năng đảm bảo an toàn cao

Phần mềm cho nút bao gồm các giải pháp kết nối giữa nút và IMP, cùng với các giao thức truyền dữ liệu giữa các nút trong quá trình trao đổi thông tin.

Vào tháng 10 năm 1969, mạng ARPANET chính thức hoạt động thử nghiệm với 4 nút từ các trường đại học và trung tâm nghiên cứu Mạng phát triển nhanh chóng, đạt 15 nút vào tháng 3 năm 1971 và 35 nút vào tháng 9 năm 1972 Các cải tiến sau đó cho phép nhiều trạm liên kết với một IMP, tiết kiệm tài nguyên và giảm thiểu gián đoạn liên lạc khi một IMP gặp sự cố.

ARPA không chỉ phát triển các nút mạng mà còn đầu tư vào công nghệ truyền dữ liệu qua vệ tinh và radio, cho phép thiết lập các nút ở khoảng cách xa Năm 1974, nhận thấy các giao thức của mình không tương thích với nhiều liên kết mạng, ARPA đã nghiên cứu bộ giao thức TCP/IP thông qua hợp đồng với BBN và Đại học California, Berkeley Các nhà nghiên cứu tại đây đã phát triển nhiều phần mềm và chương trình quản trị trên hệ điều hành UNIX Nhờ vào các phần mềm mới, TCP/IP đã giúp kết nối dễ dàng các mạng LAN vào ARPANET Đến năm 1983, khi mạng hoạt động ổn định, phần mạng Quốc phòng được tách ra thành MILNET, trong khi phần còn lại tiếp tục phục vụ cho nghiên cứu.

Vào những năm 1980, để giảm thiểu việc tìm kiếm địa chỉ trên mạng, nhiều mạng LAN đã được kết nối với ARPANET, dẫn đến việc phân chia vùng máy tính và ánh xạ tên máy tính với địa chỉ IP Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán này được gọi là DNS (Domain Naming System), chứa thông tin về tên các trạm và địa chỉ IP tương ứng Đến năm 1990, mặc dù ARPANET đã kết thúc hoạt động do sự phát triển của nhiều mạng khác, MILNET vẫn tiếp tục hoạt động cho đến nay.

Mạng Internet

Sự phát triển của mạng ARPANET, đặc biệt khi giao thức TCP/IP trở thành tiêu chuẩn chính, đã dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng số lượng các mạng và nút kết nối Nhiều mạng LAN đã được kết nối với nhau và mở rộng liên kết tới các mạng WAN ở Canada và châu Âu.

Vào giữa những năm 1980, Internet bắt đầu hình thành và phát triển nhanh chóng Từ khoảng 200.000 máy tính và 3.000 mạng con vào năm 1990, con số này đã tăng lên 1.000.000 máy tính vào năm 1992 và hàng triệu máy tính vào năm 1995, cùng với hàng trăm mạng cấp vùng và hàng chục ngàn mạng con Nhiều mạng lớn như SPAN, NASA network, HEPNET, BITNET, IBM network và EARN đã được kết nối vào Internet thông qua các đường truyền tốc độ cao Hiện nay, một máy tính được xem là thành viên của Internet nếu nó sử dụng giao thức TCP/IP, có địa chỉ IP và có khả năng gửi các gói dữ liệu.

69 tin IP đến tất cả các máy tính khác trên mạng Internet thông qua mô hình kiến trúc TCP/IP

Khi sử dụng dịch vụ Internet, người dùng kết nối máy tính của mình với máy chủ và nhận một địa chỉ IP tạm thời để truy cập tài nguyên trực tuyến Địa chỉ này cho phép máy tính gửi và nhận dữ liệu từ các máy khác, và sẽ được trả lại cho nhà cung cấp khi kết thúc phiên kết nối Dù là địa chỉ tạm thời, máy tính vẫn được coi là thành viên của Internet trong suốt thời gian kết nối.

Vào năm 1992, cộng đồng Internet đã ra đời nhằm thúc đẩy sự phát triển của Internet và điều hành nó Hiện nay, Internet có các dịch vụ chính sau:

Thư điện tử (Email) là một dịch vụ ra đời từ khi mạng ARPANET được thiết lập, cho phép người dùng gửi và nhận thư điện tử một cách dễ dàng giữa các thành viên trong mạng.

Các vấn đề thời sự hiện nay được chuyển thành những diễn đàn trực tuyến, cho phép mọi người quan tâm có thể trao đổi thông tin với nhau Hiện tại, có hàng nghìn diễn đàn trên Internet, bao trùm nhiều lĩnh vực khác nhau.

- Đăng nhập từ xa (Remote Login): Bằng các chương trình như Telnet,

Rlogin người sử dụng có thể từ một trạm của Internet đăng nhập (logon) vào một trạm khác nếu như người đó được đăng ký trên máy tính kia

Chuyển file qua chương trình FTP cho phép người dùng sao chép dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác trên Internet Phương pháp này có thể được sử dụng để truyền tải nhiều loại tệp, bao gồm phần mềm, cơ sở dữ liệu và bài báo.

Dịch vụ WWW (World Wide Web) là một dịch vụ đặc biệt cung cấp thông tin từ xa qua Internet, cho phép người dùng dễ dàng truy cập vào các tập tin siêu văn bản được lưu trữ trên máy chủ Thông tin được cung cấp dưới dạng các trang văn bản, mỗi trang là một đơn thể trong máy chủ, bao gồm văn bản, đồ họa và âm thanh Dịch vụ này đang tạo ra sức thu hút lớn cho mạng Internet.

Các phần mềm thông dụng được sử dụng phổ biến hiện nay để xây dựng và duyệt các trang Web là Internet Explorer của Microsoft, Firefox của Mozilla, …

Mạng Wireless

Mạng không dây sử dụng sóng radio để kết nối các thiết bị truyền thông mà không cần dây nối Mặc dù đã xuất hiện từ lâu, nhu cầu phát triển mạng không dây ngày càng tăng trong bối cảnh bùng nổ thiết bị di động Nhiều công nghệ, phần cứng và giao thức mới đang được nghiên cứu và phát triển để đáp ứng nhu cầu này.

Mạng không dây (mạng vô tuyến) mang lại tính linh hoạt vượt trội, cho phép kết nối với các thiết bị di động mà không bị giới hạn về vị trí địa lý như mạng có dây.

Mạng hữu tuyến cho phép bổ sung và thay thế thiết bị dễ dàng mà không cần cấu hình lại toàn bộ cấu trúc mạng.

Mặc dù mạng không dây mang lại nhiều tiện ích, nhưng hạn chế lớn nhất của nó là tốc độ truyền dữ liệu vẫn chưa đạt được mức cao như mạng hữu tuyến Ngoài ra, vấn đề nhiễu và mất gói tin cũng cần được chú ý nghiêm túc.

Hiện nay, các hạn chế trong lĩnh vực mạng không dây đang được khắc phục dần Nghiên cứu về mạng không dây đang thu hút sự quan tâm từ các viện nghiên cứu và doanh nghiệp toàn cầu Với sự đầu tư mạnh mẽ vào lĩnh vực này, hiệu quả và chất lượng của hệ thống mạng không dây sẽ ngày càng được nâng cao, hứa hẹn những bước phát triển vượt bậc trong tương lai.

Ôn tập kiểm tra định kỳ

1 Mạng PPP là gì? Trình bày cơ chế hoạt động của mạng PPP

2 Trình bày đặc điểm và cấu trúc địa chỉ của mạng Ethernet Nêu ý nghĩa của quy tắc 5-4-3

3 Trình bày mô hình kết nối mạng TokenRing? Phân tích cơ chế hoạt động của kỹ thuật chuyển thẻ bài (Token Passing)

4 So sánh ưu, nhược điểm của các mạng PPP, Ethernet và TokenRing

5 Nêu mục đích và các lĩnh vực hoạt động của mạng Arpanet và mạng Internet

6 Mạng Wireless là gì? Vì sao mạng này đang là lĩnh vực hoạt động phát triển nhất hiện nay

- Mô hình m ạ ng không dây

GIAO THỨC TCP/IP

Giao thức IP (Internet protocol)

Giao thức IP (Internet Protocol) là một giao thức không liên kết, chủ yếu cung cấp dịch vụ Datagram và khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu qua phương thức chuyển mạch gói IP Datagram Nó thực hiện quá trình định địa chỉ và chọn đường, với IP Header được thêm vào đầu các gói tin và được truyền qua giao thức tầng thấp dưới dạng khung dữ liệu (Frame) IP định tuyến các gói tin qua liên mạng bằng cách sử dụng các bảng định tuyến động tại mỗi bước nhảy.

1.1 Tổng quan về địa chỉ IP a Địa chỉ IP Địa chỉ IP là địa chỉ logic của một máy tính với mục đích định danh duy nhất cho máy tính đó trên liên mạng (Một máy tính có thể gắn với nhiều mạng do vậy có thể có nhiều địa chỉ IP) Địa chỉ IP gồm có hai phần, đó là Net_id - địa chỉ xác định mạng, và Host_id - địa chỉ xác định máy

Net_id (Network_id): là giá trị để xác định đường mạng Các máy trong cùng một mạng phải có Net_id giống nhau

Host_id là giá trị duy nhất để xác định máy chủ hoặc máy trạm trong một mạng, trong khi địa chỉ host là địa chỉ IP được gán cho các máy trạm Hai host trong cùng một mạng sẽ có cùng net_id nhưng khác host_id Địa chỉ mạng, hay network address, là địa chỉ IP dành riêng cho mạng và không thể gán cho máy trạm, với phần host_id chỉ chứa các bit 0 (ví dụ: 172.29.0.0 là một địa chỉ mạng).

Mạng con (subnet network): là mạng có được khi một địa chỉ mạng (thuộc lớp

A, B, C) được phân chia nhỏ hơn (để tận dụng số địa chỉ mạng được cấp phát) Địa chỉ mạng con được xác định dựa vào địa chỉ IP và mặt nạ mạng con (subnet mask) đi kèm

Địa chỉ broadcast là địa chỉ IP đại diện cho tất cả các host trong mạng, với phần host_id chỉ chứa các bit 1 Địa chỉ này không thể được gán cho một host cụ thể nào Ví dụ điển hình của địa chỉ broadcast là 172.29.255.255.

Một sốđịa chỉIP đặc biệt

1- Nếu địa chỉ của NetID toàn là các Bit 0 nghĩa là nó đại diện cho mạng đó (this network) 2- Nếu địa chỉ của NetID toàn là các Bit 1 nghĩa là nó đại diện cho tất cả các mạng

3- Địa chỉ mạng là 127 - được gọi là địa chỉ LoopBack - Được thiết kế cho mỗi máy (local node) - thường dùng cho việc tự kiểm tra mà không ảnh hưởng đến giao dịch trên mạng ví dụ ping 127.0.0.1

4 - Tất cả các Bit của HostID toàn là 0 - this Host

5 - Tất cả các Bit của HostID toàn là 1 - Tất cả các máy trong một mạng nào đó

6 - Tất cả địa chỉ IP là toàn Bit 0 - Được sử dụng bởi RIP protocol

Địa chỉ IP hiện tại có độ dài 32 bit, được chia thành 4 phần (mỗi phần là 1 byte = 8 bit, thường gọi là một Octet), thường được biểu diễn dưới dạng nhị phân hoặc thập phân và phân cách bằng dấu chấm (.) Địa chỉ IP bao gồm 3 thành phần chính và có chức năng truyền tin (Broadcast) cho tất cả các máy trong một mạng.

- Class bit: bít nhận dạng lớp

- Net ID: địa chỉ nhận dạng mạng

Host ID là địa chỉ nhận dạng máy chủ, không chỉ dành cho máy chủ mà còn cho tất cả các máy con (Workstation) và các cổng truy nhập Mỗi thiết bị đều cần có một địa chỉ riêng biệt Bit nhận dạng lớp được sử dụng để phân biệt địa chỉ theo từng lớp và xác định địa chỉ nhận dạng mạng.

* Địa chỉ IP biểu diễn ở dạng bit nhị phân x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Trong đó: x = {0, 1}

* Địa chỉ IP biểu diễn ở dạng thập phân xxx xxx xxx xxx Trong đó: x = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

Địa chỉ IP được viết đầy đủ với ba con số trong mỗi Octet, ví dụ như 172.016.030.056 Tuy nhiên, trong thực tế, địa chỉ này thường được ghi ngắn gọn là 172.16.30.56.

1.2 Các giao thức trong IP

Địa chỉ IP được phân loại thành 5 lớp A, B, C, D và E, tùy thuộc vào tổ chức và kích thước của các mạng con (subnet) trong liên mạng Lớp A là một trong những lớp này.

B, C được dùng trong cuộc sống hàng ngày, chứa địa chỉ có thể gán được Lớp D dành riêng cho lớp kỹ thuật multicasting dùng cho việc phát các thông tin broadcast/multicast Lớp E dành cho nghiên cứu những ứng dụng trong tương lai a Lớp A

* Cấu trúc Địa chỉ IP lớp A có đặc điểm sau:

- 1 byte đầu tiên là địa chỉ mạng: Net_id

- 3 byte tiếp theo là địa chỉ máy: Host_id

Để xác định lớp A trong địa chỉ IP, bit đầu tiên của byte đầu tiên phải là 0, tức là byte này có dạng 0xxxxxxx Do đó, các địa chỉ IP có byte đầu tiên nằm trong khoảng từ 0 (00000000) đến 127 (01111111) sẽ được phân loại vào lớp A.

Ví dụ: địa chỉ 50.14.32.8 là một địa chỉ lớp A (50 < 127)

Phần network_id trong lớp A chiếm 8 bit, trong đó 1 bit đầu tiên được sử dụng để nhận dạng lớp, để lại 7 bit cho phép đánh thứ tự 128 mạng lớp A khác nhau Sau khi loại bỏ hai trường hợp đặc biệt là 0 và 127, lớp A còn lại 126 địa chỉ mạng khả dụng.

Phần host_id trong mạng lớp A chiếm 24 bit, cho phép có tới 16.777.216 địa chỉ host khác nhau Sau khi loại trừ một địa chỉ mạng (x.0.0.0) và một địa chỉ broadcast (x.255.255.255), số lượng host khả dụng trong mỗi mạng lớp A còn lại là 16.777.214.

Ví dụ: đối với mạng 10.0.0.0 thì những giá trị host hợp lệ là từ 10.0.0.1 đến 10.255.255.254 b Lớp B

* Cấu trúc Địa chỉ IP lớp B có đặc điểm sau:

- 2 byte đầu tiên là địa chỉ mạng: Net_id

- 2 byte tiếp theo là địa chỉ máy: Host_id

Dấu hiệu để nhận dạng địa chỉ lớp B là byte đầu tiên luôn bắt đầu bằng hai bit

10 Biểu diễn nhị phân, byte này có dạng 10xxxxxx Vì vậy những địa chỉ nằm trong khoảng từ128 (10000000) đến 191 (10111111) sẽ thuộc về lớp B

Ví dụ: địa chỉ 172.29.10.1 là một địa chỉ lớp B (128 < 172 < 191)

Phần network_id chiếm 16 bit bỏ đi 2 bit làm ID cho lớp, còn lại 14 bit cho phép đánh thứ tự 16.384 (2 14 ) mạng lớp B khác nhau

Phần host_id dài 16 bit hay có 65536 (2 16 ) giá trị khác nhau Bỏ đi 2 trường hợp đặc biệt còn lại 65534 host trong một mạng lớp B

Ví dụ: đối với mạng 172.29.0.0 thì các địa chỉ host hợp lệ là từ 172.29.0.1 đến 172.29.255.254 c Lớp C

* Cấu trúc Địa chỉ IP lớp C có đặc điểm sau:

- 3 byte đầu tiên là địa chỉ mạng: Net_id

- 1 byte tiếp theo là địa chỉ máy: Host_id

Giao thức TCP (Transmission control protocol)

TCP (Transmission Control Protocol) is a connection-oriented protocol, which means that a connection must be established between two TCP entities before they can exchange data.

TCP đảm bảo truyền dữ liệu an toàn giữa các thành phần trong mạng, với khả năng kiểm tra tính chính xác của dữ liệu khi đến đích và tự động truyền lại dữ liệu khi có lỗi xảy ra Các chức năng chính của TCP bao gồm kiểm soát lỗi và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

- Thiết lập, duy trì, giải phóng liên kết giữa hai thực thể TCP

- Phân phát gói tin một cách tin cậy

- Tạo số thứ tự (Sequencing) các gói dữ liệu

- Cung cấp khả năng đa kết nối cho các quá trình khác nhau giữa thực thể nguồn và thực thể đích thông qua việc sử dụng số hiệu cổng

- Truyền dữ liệu theo chế độ song công (Full-Duplex)

TCP có những đặc điểm sau:

Các nút liên kết cần thực hiện trao đổi và đàm phán thông tin để đảm bảo tính hiệu quả Việc hội thoại và đàm phán giữa các nút giúp ngăn chặn tình trạng tràn lụt và mất dữ liệu trong quá trình truyền tải.

- Nút nhận phải gửi xác nhận cho nút gửi biết rằng nó đã nhận được gói dữ liệu

- Các gói tin có thể đến đích không đúng theo thứ tự, TCP nhận sắp xếp lại

- Hệ thống chỉ gửi lại gói tin bị lỗi, không loại bỏ toàn bộ dòng dữ liệu

Một đầu nối TCP/IP được hình thành từ sự kết hợp giữa cổng TCP và địa chỉ IP, tạo ra một kết nối duy nhất trong mạng Dịch vụ TCP hoạt động thông qua một liên kết logic giữa hai đầu nối TCP/IP Đặc biệt, một đầu nối TCP/IP có khả năng tham gia vào nhiều liên kết với các đầu nối TCP/IP khác ở xa.

Một tiến trình ứng dụng trên máy tính truy cập các dịch vụ của giao thức TCP thông qua một cổng TCP Số hiệu cổng TCP được thể hiện bằng một số nguyên duy nhất, cho phép phân biệt các kết nối khác nhau.

BẢNG LIỆT KÊ MỘT SỐ CỔNG TCP THÔNG DỤNG

80 Giao thức truyền tin HTTP sử dụng cho World Wide Web

2.3 Khởi tạo liên kết TCP

Một liên kết TCP được thiết lập qua quy trình ba bước bắt tay (three-way handshake), nhằm đồng bộ hóa số thứ tự và số gói tin giữa hai bên Quá trình này cũng xác định kích thước cửa sổ TCP để trao đổi dữ liệu, cùng với các thông số khác như kích thước phân đoạn tối đa.

CÁC BƯỚC SAU PHÁC THẢO QUÁ TRÌNH:

1 máy client gửi một phân đoạn tcp tới máy chủ với số thứ tự (Sequence Number) khởi tạo cho liờn kết và kớch thớc cửa sổ (Window) chỉ ra kớch thớc vùng đệm trên phía máy client để lu trữ các phân đoạn tới từ server

2 Server gửi trả lại một phân đoạn TCP chứa số thứ tự khởi tạo mà nó chọn, gói tin thông báo số thứ tự của máy client, và kích thớc cửa sổ chỉ ra kích thớc vùng đệm trên server để lu trữ các phân đoạn đến từ client

3 Máy client gửi một phân đoạn TCP tới server chứa thông báo số thứ tự gói tin của server

Giao thức TCP sử dụng một quy trình bắt tay tương tự để kết thúc kết nối, đảm bảo rằng cả hai bên đều hoàn tất việc truyền tải và tất cả dữ liệu đã được gửi đều đã được nhận.

Giao thức UDP (User datagram protocol)

UDP là giao thức theo phương thức không liên kết được sử dụng thay thế cho TCP ở trên IP theo yêu cầu của từng ứng dụng

Chức năng của UDP là cung cấp dịch vụ vận chuyển không tin cậy, điều này có nghĩa là các gói tin gửi đi không được đảm bảo đến đích hoặc không đảm bảo đúng thứ tự UDP không có khả năng phục hồi các gói tin đã bị mất bằng cách truyền lại.

UDP được sử dụng cho các ứng dụng không yêu cầu xác nhận việc nhận dữ liệu thành công, thường được áp dụng trong việc truyền tải lượng dữ liệu nhỏ chỉ thực hiện một lần Các đặc điểm nổi bật của UDP bao gồm tính đơn giản, tốc độ truyền nhanh và không có cơ chế kiểm soát lỗi.

- Không có các chức năng thiết lập và kết thúc liên kết

- Không cung cấp cơ chế báo nhận (acknowledgment)

Gói tin (datagram) không được sắp xếp theo thứ tự, dẫn đến khả năng mất mát hoặc trùng lặp dữ liệu mà không có cơ chế thông báo lỗi cho người gửi.

- Các ứng dụng sử dụng UDP thường quan tâm nhiều về tốc độhơn là độ chính xác của dữ liệu (chiếu phim qua mạng, games online, truyền hình mạng, …)

Một trong những phương pháp phổ biến để trao đổi thông tin giữa các tiến trình ứng dụng là sử dụng tiến trình xác định gián tiếp một vị trí ảo giữa hai tiến trình trên hai máy khác nhau, thường được gọi là port hoặc mailbox Ý tưởng chính là máy gửi thông tin qua một port, trong khi máy nhận thông tin qua một port khác.

UDP cung cấp cơ chế gán và quản lý số hiệu cổng, giúp định danh duy nhất cho các ứng dụng trên mạng Với cấu trúc đơn giản hơn, UDP thường hoạt động nhanh hơn TCP và thường được sử dụng cho các ứng dụng không yêu cầu độ tin cậy cao trong việc truyền tải dữ liệu.

Cổng là một bộ đồn kênh hàng đợi thông điệp, cho phép nhận nhiều thông điệp đồng thời Mỗi cổng được xác định bằng một số duy nhất Cần lưu ý rằng cổng UDP khác biệt và không giống với các cổng TCP, mặc dù một số cổng có thể có cùng số.

Bảng liệt kê các cổng UDP thông dụng

53 Truy vấn tên từ hệ thống tên miền DNS (Domain

69 Giao thức TFTP (Trivial File Transfer Protocol)

138 Dịch vụ truyền dữ liệu NetBIOS

161 Giao thức SNMP (Simple Network Management

Ôn tập kiểm tra định kỳ

1 Trình bày cấu trúc và giới hạn của các lớp địa chỉ IP

2 Nêu cách đặt địa chỉ IP cho một hệ thống mạng

3 Trình bày chức năng và đặc điểm của giao thức TCP

4 Trình bày chức năng và đặc điểm của giao thức UDP

5 So sánh giống nhau và khác nhau của hai giao thức TCP và UDP

GIỚI THIỆU CÁC DỊCH VỤ MẠNG

Dịch vụ ARP (Address Resolution Protocol)

ARP là giao thức phân giải địa chỉ, được sử dụng trong mạng TCP/IP để tìm địa chỉ MAC tương ứng với địa chỉ IP Địa chỉ IP định danh một máy tính cụ thể trên mạng, trong khi địa chỉ MAC là địa chỉ của Card giao tiếp mạng (NIC) Các địa chỉ MAC chỉ được sử dụng để truyền tải khung dữ liệu giữa các máy tính trong cùng một mạng, không thể gửi đến các máy tính trên mạng khác qua bộ định tuyến ARP rất quan trọng khi một nút trong mạng TCP/IP cần xác định địa chỉ MAC của một nút khác trên cùng mạng vật lý.

IP datagram chứa địa chỉ IP, nhưng để giao tiếp giữa các host hay router, cần chuyển đổi địa chỉ IP thành địa chỉ MAC, vì phần cứng chỉ hiểu cấu trúc địa chỉ vật lý của mạng Việc này là cần thiết để đảm bảo dữ liệu được gửi đi đúng cách qua mạng Ethernet.

Chúng ta có thể đóng gói IP datagram vào trong một khung dữ liệu chứa địa chỉ MAC, sau đó gửi nó đến đích cuối cùng hoặc đến router, nơi gói tin có thể được chuyển tiếp đến đích.

Một phương pháp đơn giản để ánh xạ địa chỉ IP thành địa chỉ vật lý là mã hóa địa chỉ host vật lý vào một phần của địa chỉ IP Chẳng hạn, một host có địa chỉ vật lý 00100001 01010001 (tương ứng với 33 cho byte cao và 81 cho byte thấp) có thể được gán địa chỉ IP là 128.96.33.81 Tuy nhiên, giải pháp này có hạn chế, vì địa chỉ vật lý (MAC Address) không nhất thiết phải là 16 bit.

Trong lớp C, việc sử dụng địa chỉ 8 bit không tương thích với địa chỉ 48 bit của Ethernet Một giải pháp hiệu quả hơn là mỗi host sẽ có một bảng chứa các cặp địa chỉ, ánh xạ địa chỉ IP thành địa chỉ vật lý Bảng này có thể được quản lý tập trung bởi máy chủ quản trị hệ thống mạng và được sao chép đến các host, giúp mỗi host tự động học nội dung của mạng Giao thức ARP (Address Resolution Protocol) được sử dụng để xây dựng bảng ánh xạ giữa địa chỉ IP và địa chỉ vật lý Do bảng này có thể thay đổi theo thời gian (ví dụ, khi card mạng bị hỏng), mỗi mục trong bảng có thời gian tồn tại và sẽ bị loại bỏ khi hết hạn, thường là sau 15 phút Tập hợp các ánh xạ hiện tại được lưu trữ trên host được gọi là ARP cache hay ARP table ARP mang lại nhiều lợi ích; khi một host muốn gửi một IP datagram đến một nút trên cùng mạng, nó sẽ kiểm tra ARP cache trước Nếu không tìm thấy ánh xạ, nó sẽ gửi yêu cầu broadcast ARP đến toàn bộ mạng.

Trong mỗi câu hỏi, địa chỉ IP được sử dụng để gửi yêu cầu Mỗi host sẽ nhận yêu cầu và thực hiện kiểm tra, sau đó gửi hồi báo chứa địa chỉ vật lý MAC trở lại nơi phát đi yêu cầu Thông tin này sẽ được thêm vào bảng ARP của nơi yêu cầu.

Thông điệp yêu cầu bao gồm địa chỉ IP và địa chỉ vật lý của máy gửi Khi một máy chủ phát đi thông điệp yêu cầu, tất cả các máy chủ trên mạng sẽ nhận biết địa chỉ vật lý và địa chỉ IP của máy gửi và cập nhật vào bảng ARP của mình Tuy nhiên, không phải tất cả các máy chủ đều thêm thông tin này vào bảng; nếu một máy đã có mục nhập cho máy đó, nó sẽ làm mới mục nhập này Việc thêm hay không thêm mục nhập vào bảng phụ thuộc vào yêu cầu từ máy chủ nguồn.

Giao thức phân giải địa chỉ đảo ngược RARP (Reverse ARP) là một phần quan trọng trong bộ giao thức TCP/IP, được sử dụng để xác định địa chỉ IP tương ứng với địa chỉ MAC.

Dịch vụ ICMP (Internet Control Message Protocol)

Dịch vụ ICMP, hay còn gọi là dịch vụ thông báo điều khiển mạng, hỗ trợ cho giao thức IP bằng cách cung cấp cơ chế kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu ICMP định nghĩa một tập hợp các thông điệp lỗi, được gửi về các host khi một router hoặc host không thể xử lý thành công một IP datagram.

ICMP không đảm bảo tính tin cậy cho giao thức IP, mà chỉ cố gắng thông báo lỗi và cung cấp phản hồi trong những tình huống nhất định Các thông điệp ICMP được gửi đi dưới dạng gói tin IP không đáng tin cậy, do đó không thể xác định chắc chắn liệu chúng có đến được đích hay không.

Các thông điệp ICMP thông thờng

Thông điệp ICMP Chức năng

Thông điệp báo sự cố đơn giản đợc sử dụng để kiểm tra kết nối IP tới trạm mong muốn

(trả lời phản hồi) Dùng để trả lời cho Echo Request

(định hớng lại) Đợc gửi bởi một router để khẳng định một trạm gửi tin dẫn đờng tốt hơn tới một địa chỉ IP đích

Thông điệp Source Quench là một thông điệp ICMP không bắt buộc, được gửi bởi router để thông báo cho trạm gửi tin rằng dữ liệu IP đã bị loại bỏ do nghẽn tại router Khi nhận được thông điệp này, trạm gửi tin sẽ giảm tỉ lệ truyền để giảm tải cho mạng Thông điệp Source Quench thường không được cài đặt trong các hệ thống mạng hiện nay.

(không thể tiếp cận đích) Đợc gửi bởi một router hoặc trạm đích để thông báo cho trạm gửi tin rằng gói tin không thể truyền đợc.

Dịch vụ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP, hay giao thức cấu hình host động, là một thành phần quan trọng trong hệ thống mạng, giúp cấp phát địa chỉ IP hợp lệ cho các thiết bị sử dụng bộ giao thức TCP/IP Để theo dõi và quản lý các địa chỉ IP, dịch vụ DHCP được phát triển nhằm tối ưu hóa quá trình này Để cài đặt và cấu hình dịch vụ DHCP trên máy chủ, hệ thống mạng cần đáp ứng một số yêu cầu cần thiết.

- Máy Server đã cài đặt dịch vụ DHCP

- Máy cài dịch vụ DHCP phải được cấu hình bằng một địa chỉIP tĩnh.

Tất cả các hệ điều hành của Microsoft đều hỗ trợ giao thức DHCP, cho phép cấp phát địa chỉ IP cho các client một cách tự động và hiệu quả Để triển khai, cần cấu hình và chuẩn bị danh sách địa chỉ IP phù hợp cho các thiết bị kết nối.

3.2 Hoạt động của giao thức DHCP

Giao thức DHCP làm việc theo mô hình client/server Quá trình tương tác giữa DHCP client và server sẽ diễn ra theo các bước sau:

1 Khi máy client khởi động, máy sẽ gửi Broadcast gói tin DHCPDISCOVER, yêu cầu máy server phục vụ Gói tin này cũng chứa địa chỉ MAC của máy client

2 Các máy server trên mạng khi nhận được gói tin yêu cầu đó, nếu còn khả năng cung cấp địa chỉ IP, đều gửi lại cho máy client gói tin DHCPOFFER trong một khoảng thời gian nhất định, kèm theo là một subnet mask và địa chỉ IP của máy server Server sẽ không cấp phát địa chỉ IP vừa đề nghị cho những client khác trong suốt quá trình đàm phán

3 Máy client sẽ lựa chọn một trong các lời đề nghị (DHCPOFFER) và gửi broadcast lại gói tin DHCPREQUEST chấp nhận lời đề nghị đó Điều này cho phép các lời đề nghị không được chấp nhận sẽ được các máy server rút lại và dùng cấp phát cho máy client khác

4 Máy server được máy client chấp nhận sẽ gửi ngược lại một gói tin DHCPACK như là một lời xác nhận, cho biết là địa chỉ IP đó, subnet mask đó và thời gian cho phép sử dụng sẽ chính thức được áp dụng Ngoài những thông tin của máy server, nó còn gửi kèm theo những thông tin cấu hình bổ sung như địa chỉ của gateway mặc định, địa chỉ DNS server, … Địa chỉ Ethernet được cấu hình vào trong card mạng bởi nhà sản xuất, điều này đảm bảo rằng tất cả các host nối vào mạng có một địa chỉ Ethernet duy nhất Trong khi đó địa chỉ IP không chỉ là duy nhất cho tất cả các host mà nó còn phản ánh cấu trúc của mạng Do đó không thể cấu hình trực tiếp địa chỉ IP vào trong card mạng bởi nhà sản xuất, bởi vì nhà sản xuất sẽ không biết card mạng gắn vào mạng nào Do đó địa chỉ IP phải được cấu hình lại

Hầu hết các hệ điều hành đều cho phép quản lý địa chỉ IP bởi quản trị viên mạng, và người dùng cũng có thể tự cấu hình thông tin IP cho các thiết bị Tuy nhiên, việc cấu hình bằng tay gặp một số trở ngại nhất định.

Để cấu hình tất cả các host trong một mạng nối kết trực tiếp rộng lớn, có rất nhiều việc cần thực hiện, đặc biệt là khi các host này không thể kết nối vào mạng cho đến khi được cấu hình đầy đủ.

Quá trình xử lý thường gặp lỗi do yêu cầu đảm bảo mỗi host có phần mạng đúng và không có hai host nhận cùng một địa chỉ Vì vậy, việc cấu hình tự động trở thành một giải pháp hiệu quả và cần thiết.

DHCP server đóng vai trò cung cấp thông tin cấu hình cho các host trong mạng Để quản lý một vùng (domain), ít nhất cần có một DHCP server Thông tin cấu hình của các host được lưu trữ trên DHCP server và tự động được cấp phát khi các host kết nối hoặc khởi động vào mạng.

DHCP giúp tiết kiệm khả năng quản trị mạng bằng cách tự động gán địa chỉ IP cho từng host Trong mô hình này, DHCP server lưu trữ một tập hợp địa chỉ IP và cung cấp cho các host lựa chọn, giảm thiểu công việc cấu hình cho quản trị viên Khi một host khởi động lại hoặc kết nối vào mạng, nó sẽ gửi thông điệp DHCPDISCOVER tới địa chỉ IP 255.255.255.255 (địa chỉ broadcast) để tìm kiếm DHCP server Router sẽ ngăn chặn thông điệp broadcast này lan ra toàn bộ Internet Một trong các host trên mạng sẽ là DHCP server, và nó sẽ phản hồi lại thông điệp DHCPDISCOVER Nếu DHCP server không nằm trên cùng một mạng, khái niệm relay agent sẽ được sử dụng Mỗi mạng cần có ít nhất một relay agent, được cấu hình với địa chỉ IP của DHCP server Khi nhận được thông điệp DHCPDISCOVER, relay agent sẽ chuyển tiếp nó đến DHCP server và gửi lại phản hồi cho client yêu cầu.

Dịch vụ DNS (Domain Name System)

DNS là hệ thống quản lý ánh xạ giữa tên host và địa chỉ IP, đồng thời là kỹ thuật chuẩn để quảng cáo và truy xuất thông tin về các host trên Internet Nó giúp phổ biến thông tin của các host trên toàn cầu và cung cấp các phương thức lấy thông tin từ xa ở bất kỳ vị trí nào trong mạng.

Minh họa cơ chế hoạt động của DHCP

Hệ thống tên miền là một cơ sở dữ liệu phân tán cho phép kiểm soát riêng từng phần của dữ liệu Name server là chương trình lưu trữ một phần cơ sở dữ liệu tên miền và cung cấp thông tin cho các client, được gọi là resolver Resolver thực hiện các truy vấn và gửi chúng qua mạng đến name server để lấy thông tin cần thiết.

Mỗi node trong cây thể hiện một phần của cơ sỡ dữ liệu và chúng được gọi là

Domain Một domain có một domain name, domain name này xác định vị trí của nó trong cơ sỡ dữ liệu

Trong DNS, mỗi domain có thể được quản trị bởi các tổ chức khác nhau Mỗi tổ chức có thể chia domain của mình thành các domain con

Mỗi host trên mạng được xác định bởi một tên miền, phản ánh thông tin của host đó, có thể là địa chỉ IP hoặc lộ trình email Mỗi host có thể sở hữu một hoặc nhiều bí danh tên miền khác nhau.

4.2 Cơ chế hoạt động của DNS

Mỗi đơn vị dữ liệu trong cơ sở dữ liệu phân tán DNS được gán một tên, và các tên này kết hợp tạo thành một cây lớn gọi là domain name space.

4.3 Cấu hình DNS Để cấu hình dịch vụ DNS, trên máy chạy dịch vụ

- File db.DOMAIN chứa thông tin để ánh xạ từ tên file đến địa chỉ

- File db.ADDR chứa thông tin để ánh xạ từ địa chỉ đến tên file

Dựa vào hai file này, DNS server có thể trả lời được các truy vấn khi có yêu cầu.

Dịch vụ FTP (File Transfer Protocol)

FTP là dịch vụ truyền tải tập tin qua Internet và các mạng TCP/IP, hoạt động theo mô hình giao thức client/server (khách/chủ).

- C ấu trúc cơ sở d ữ li ệ u c ủ a DNS -

Cách đọc tên trong DNS

Hệ thống FTP server cho phép người dùng gửi yêu cầu tải lên hoặc tải về các tập tin từ FTP client Dịch vụ này hỗ trợ tương tác giữa nhiều loại hệ thống khác nhau mà không cần quan tâm đến hệ điều hành đang sử dụng FTP hoạt động hiệu quả trong môi trường hỗn hợp, tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi dữ liệu.

FTP khách hoạt động thông qua giao diện tương tác dạng văn bản cơ bản, sử dụng bộ điều khiển dòng lệnh Các bước chính mà một FTP client thực hiện để kết nối và tương tác với FTP server bao gồm: thiết lập kết nối, xác thực thông tin đăng nhập, và thực hiện các lệnh truyền tải dữ liệu.

1 Khởi động lệnh thiết lập giao diện FTP

2 Gõ ? để xem giúp đỡ

3 Sử dụng lệnh Open để chỉ định địa chỉ IP hay tên miền của FTP server muốn truy cập tới

4 Đăng nhập mạng (log in) (tại các nơi công cộng, gõ anonymous cho tên login của bạn và password để trống)

5 Sử dụng lệnh dir hay ls để liệt kê danh sách tập tin trên FTP server

6 Sử dụng lệnh cd để chuyển đổi giữa các thư mục hiện hành

7 Sử dụng lệnh get để tải tập tin về (download) hay sử dụng lệnh put để đẩy tập tin lên mạng (upload)

8 Gõ lệnh close để kết thúc phiên truyền hiện tại (và lại gõ lệnh open để truy cập máy chủ khác)

9 Gõ lệnh quit để kết thúc chương trình.

Khi tương tác với một FTP server, bạn sẽ thực hiện các bước cơ bản như gõ dấu ? để xem danh sách lệnh có sẵn Nhiều FTP server cho phép truy cập tập tin với mức độ an toàn tối thiểu, thường được gọi là FTP nặc danh, vì chúng cung cấp tập tin cho cộng đồng Để đăng nhập, bạn chỉ cần gõ "anonymous" làm tên đăng nhập và nhập địa chỉ email hoặc một thông tin thực tế nào đó làm mã của bạn.

FTP hoạt động trên nhiều hệ thống tập tin khác nhau, vì vậy người dùng cần lưu ý rằng các kiểu tập tin trên máy chủ FTP có thể không tương thích với hệ thống của họ.

FTP client quản lý hầu hết các tiến trình yêu cầu bằng cách thông dịch các lệnh của người dùng trước khi gửi chúng đến FTP server thông qua giao thức FTP.

Khi khởi động FTP và kết nối với máy chủ FTP, một liên kết được thiết lập để duy trì trạng thái mở cho đến khi lệnh close được thực hiện Dữ liệu tập tin được truyền qua một kết nối khác, kết nối này sẽ kết thúc khi quá trình truyền hoàn tất Do đó, một phiên truyền FTP có thể có nhiều liên kết mở cùng lúc nếu nhiều tập tin được truyền Phương pháp này cho phép chia sẻ trình điều khiển và dữ liệu, đồng thời sử dụng kết nối trong khi dữ liệu đang được truyền.

Dịch vụ WEB

WWW hay Web là dịch vụ tích hợp hiệu quả nhất trên Internet, cho phép người dùng truy cập dễ dàng vào nhiều dịch vụ như FTP, WAIS và Gopher thông qua trình duyệt Web.

Dịch vụ Gopher, một ứng dụng phổ biến trước khi Web ra đời, là một phương thức chuyển tập tin tương tự như FTP, nhưng cung cấp thông tin về tài nguyên cho người dùng Gopher hoạt động thông qua một thực đơn mà người dùng có thể lựa chọn, và kết quả lựa chọn sẽ được hiển thị trong một thực đơn khác Tuy nhiên, Gopher bị giới hạn bởi các kiểu dữ liệu, chỉ hiển thị thông tin dưới dạng hệ mã ASCII, mặc dù có khả năng chuyển đổi dữ liệu sang dạng nhị phân và hiển thị bằng phần mềm khác.

Dịch vụ WAIS (Wide Area Information Service) là công cụ tìm kiếm dữ liệu hiệu quả, bắt đầu từ thư mục máy chủ chứa danh mục các máy phục vụ khác và thực hiện tìm kiếm tại máy phục vụ phù hợp nhất WAIS hỗ trợ nhiều loại dữ liệu như văn bản ASCII, PostScript, GIF, TIFF và thư điện tử Tài liệu trên WWW được viết bằng ngôn ngữ HTML (HyperText Markup Language), cho phép liên kết với các tài nguyên như FTP, Gopher server, WAIS server và Web server Web Server đáp ứng yêu cầu truy cập tài liệu HTML thông qua giao thức HTTP (HyperText Transfer Protocol) WWW là dịch vụ cung cấp thông tin từ xa trên Internet, cho phép người dùng dễ dàng truy cập các tập tin siêu văn bản, đồ họa và âm thanh.

HTTP là giao thức thiết yếu cho phép trình duyệt web và máy chủ giao tiếp hiệu quả Nó định nghĩa các thao tác cơ bản mà một máy chủ web cần thực hiện để cung cấp nội dung cho người dùng.

HTTP khởi đầu là một giao thức đơn giản tương tự như các giao thức chuẩn khác trên Internet, trong đó thông tin điều khiển được truyền dưới dạng văn bản thô qua kết nối TCP Điều này cho phép kết nối HTTP có thể được thay thế bằng lệnh "Telnet" chuẩn.

- Cổng 80 là cổng mặc định dành cho Web Server “lắng nghe” các kết nối được gửi đến và truyền đi

Giao thức HTTP đã tiến hóa từ một mô hình yêu cầu/đáp ứng đơn giản thành một giao thức phức tạp hơn, với phiên bản hiện tại là HTTP/1.1 Một trong những cải tiến quan trọng nhất của HTTP/1.1 là khả năng hỗ trợ kết nối lâu dài, giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền tải dữ liệu.

Trong HTTP/1.0, mỗi đối tượng mà trình duyệt muốn tải đều yêu cầu thiết lập một kết nối riêng với server Điều này trở nên kém hiệu quả, đặc biệt với các trang web chứa nhiều hình ảnh, vì trình duyệt không chỉ tải trang HTML mà còn phải tải nhiều hình ảnh khác Việc thiết lập một kết nối cho từng hình ảnh dẫn đến lãng phí tài nguyên và thời gian.

89 nhiều gói thông tin mạng sẽ được luân chuyển giữa web server và Web browser trước khi dữ liệu ảnh được truyền về

Mở một kết nối TCP để truyền tải tài liệu HTML và sau đó truyền lần lượt từng hình ảnh sẽ giúp giảm thiểu số lượng kết nối TCP cần thiết, từ đó làm cho quá trình truyền tải trở nên thuận tiện hơn.

Dịch vụ MAIL

7.1 NNTP (Network News Transfer Protocol)

Giao thức NNTP là cơ chế cho dịch vụ nhóm tin của USENET, hoạt động trên Internet và các mạng TCP/IP khác, cho phép trao đổi thư tín, bài báo và bản tin điện tử Các bài báo được lưu trữ tại các trung tâm cơ sở dữ liệu trên toàn Internet, giúp người dùng dễ dàng truy cập và lấy thông tin cần thiết Điều này không chỉ giảm tắc nghẽn mạng mà còn loại bỏ việc lưu trữ nhiều bản sao không cần thiết của mỗi bài báo trên các hệ thống khác nhau của người dùng.

Có hàng ngàn nhóm tin trên USENET liên quan đến điện toán, xã hội, khoa học, con người và giải trí Giao thức NNTP là công cụ chính để các server USENET trao đổi thông tin và cho phép người dùng truy cập tin tức Bài viết này sẽ trình bày về cách thức kết nối giữa các server và giữa người dùng với server trong hệ thống USENET.

Trong quá trình trao đổi giữa các server, một server thực hiện yêu cầu tin tức mới từ server khác (quá trình pull) và đồng thời cho phép server khác gửi tin mới (quá trình push) Hai server sẽ thiết lập một cuộc trao đổi để xác định nhóm tin nào cần được yêu cầu và gửi đi, nhằm tránh việc hệ thống gửi những tin mà hệ thống nhận đã có Việc lựa chọn nhóm tin và bài báo có thể được phân thành các khối.

Kết nối giữa người dùng và máy chủ là rất quan trọng; người dùng, hay độc giả, hiện diện trên hầu hết các trình duyệt web Họ kết nối với máy chủ newsgroup, thường là từ nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP), để tải về danh sách các nhóm tin đang hoạt động Sau đó, người dùng có thể đăng ký vào một newsgroup và bắt đầu đọc các tin tức có giá trị, hoặc gửi bài viết mới (gọi là post) lên nhóm đó.

Trước khi NNTP ra đời, các máy chủ USENET sử dụng UUCP (Chương trình sao chép giữa các hệ UNIX) để trao đổi thông tin UUCP hoạt động theo phương thức “flood broadcast”, cho phép các máy chủ gửi tin mới nhận được đến các host khác và đồng thời nhận lại thông tin cần thiết Tuy nhiên, quá trình này thường dẫn đến việc một host phải xử lý các bản sao tin nhắn, gây tốn thời gian và lãng phí băng thông.

NNTP áp dụng kỹ thuật "yêu cầu và đáp ứng tương tác", cho phép các máy chủ quyết định bài báo nào cần được truyền tải Một máy chủ hoạt động như khách hàng, kết nối với máy chủ NNTP và gửi yêu cầu khi có nhóm tin mới được tạo ra trên bất kỳ hệ thống máy chủ nào.

Trong phiên hoạt động của NNTP, khách hàng có thể yêu cầu thông tin về các bài báo mới từ một hoặc nhiều nhóm tin Server sẽ cung cấp cho khách hàng danh sách các tin báo mới, cho phép họ lựa chọn để yêu cầu truyền tải Khách hàng cũng có quyền từ chối nhận những tin đã có trước đó.

7.2 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

SMTP, hay Giao thức Chuyển Thư Điện Tử Đơn Giản, là cơ chế chính để trao đổi thư trên Internet, đảm nhiệm việc chuyển thông điệp giữa các máy chủ thư điện tử Trong khi đó, các máy chủ này sử dụng giao thức POP (Giao thức Bưu Điện) hoặc IMAP4 (Giao thức Truy Cập Thư Internet, phiên bản 4) để kiểm soát và quản lý thông điệp IMAP4 được xem là một giải pháp linh hoạt hơn so với POP Có thể hình dung SMTP như người chuyển thư, trong khi POP và IMAP4 đóng vai trò như các bưu điện, chịu trách nhiệm nhận, lưu trữ và chuyển tiếp thư Địa chỉ thư điện tử mà mọi người thường sử dụng theo định dạng username@company.com.

POP lưu trữ email trong hộp thư của người dùng và khi kết nối với máy chủ mail, tên email được sử dụng để xác minh danh tính và truy cập hộp thư Các thông điệp sẽ được tải xuống máy của người dùng Ngược lại, IMAP4 cải tiến mô hình này bằng cách cho phép người dùng giữ email trên máy chủ mail, tạo ra các hộp thư riêng, điều này rất hữu ích cho những người ở xa.

SMTP sử dụng cơ chế yêu cầu và đáp ứng cơ bản để chuyển thư giữa các máy chủ trên Internet hoặc mạng nội bộ Chỉ cần một lệnh đơn giản được định dạng bằng văn bản ASCII để thực hiện việc trao đổi thư Cấu trúc lệnh đơn giản này giúp dễ dàng xây dựng các máy chủ thư và trạm cho khách hàng.

Mạng mail server trên Internet rất phức tạp, với hầu hết các thông điệp phải đi qua nhiều SMTP server trước khi đến tay người nhận Định dạng thư điện tử tiêu chuẩn được quy định bởi giao thức SMTP.

- To: Tên người nhận (địa chỉ email của người nhận)

- From: Tên người gửi (địa chỉ email của người gửi)

- CC: Tên các người nhận khác (địa chỉ email của các người nhận khác)

- Subject: Tên tiêu đề của thư gửi

- Date: Ngày tháng năm gửi

- Nội dung: Nội dung thư muốn gửi

Sau khi soạn xong thư, hệ thống thư tín cục bộ sẽ xác định xem người nhận có thuộc hòm thư cục bộ hay không Để gửi thư, giao thức SMTP trên máy khách cần biết địa chỉ IP của người nhận thông qua DNS và gửi qua cổng SMTP (25) để thiết lập kết nối với máy chủ nhận Khi kết nối được thiết lập, máy khách sẽ chuyển bức thư đến máy chủ bằng các lệnh của SMTP.

Dịch vụ RAS (Remote Access Service)

Liên kết từ xa vào mạng cục bộ (LAN) ngày càng trở nên cần thiết cho người sử dụng Việc này cho phép người dùng từ xa, như tại nhà, có thể truy cập vào mạng LAN qua đường dây điện thoại và sử dụng các tài nguyên của nó Phương pháp phổ biến nhất hiện nay là sử dụng modem để truyền dữ liệu qua đường dây điện thoại.

Windows NT cung cấp Dịch vụ Remote Access Service (RAS) cho phép các máy trạm kết nối với tài nguyên của máy chủ Windows NT thông qua đường dây điện thoại RAS hỗ trợ việc kết nối với các máy chủ, quản lý người dùng và máy chủ, thực hiện các chương trình khai thác dữ liệu, đồng thời thiết lập các biện pháp an toàn trên mạng.

Máy trạm có thể được nối với server có dịch vụ RAS thông qua modem hoặc pull modem, cable null modem (RS232) hoặc X.25 network

Sau khi cài đặt dịch vụ RAS, cần đảm bảo quyền truy cập từ xa cho người sử dụng thông qua tiện ích quản lý truy cập từ xa, cho phép gán quyền hoặc đăng ký người dùng trên máy chủ truy cập từ xa RAS cung cấp cơ chế an toàn cho tài nguyên bằng cách kiểm soát các yếu tố như quyền sử dụng, kiểm tra mã số, xác nhận người dùng, đăng ký sử dụng tài nguyên và xác nhận quyền gọi lại.

Với RAS, tất cả ứng dụng được thực hiện từ xa thông qua kết nối với RAS Server qua modem, thay vì sử dụng card mạng và đường dây mạng Dữ liệu cần thiết được truyền qua đường điện thoại, mặc dù tốc độ truyền qua modem chậm hơn so với card mạng, nhưng trong nhiều tác vụ của LAN, lượng dữ liệu không phải lúc nào cũng lớn.

9 Ôn tập kiểm tra định kỳ

1 Trình bày cách phân giải địa chỉ của dịch vụ ARP

2 Nêu các các thông báo điều khiển mạng thông thường của dịch vụ ICMP

3 Mô tả hoạt động của giao thức DHCP

4 Dịch vụ DNS là gì? Trình bày cấu trúc cơ sở dữ liệu và cơ chế hoạt động của DNS

- Mô hình truy c ậ p t ừ xa b ằ ng d ị ch v ụ RAS -

CÀI ĐẶT VÀ KHAI THÁC MẠNG INTERNET

Cài đặt các thông số Internet Dịch vụ WEB

1.1 Cách đăng ký với nhà cung cấp dịch vụ ISP

Internet Service Provider (ISP) là thuật ngữ dùng cho các công ty có thể cung cấp cho chúng ta quyền truy cập sử dụng Internet

Vào những năm 1990, Internet Service Provider (ISP) được chia thành ba loại chính: dịch vụ dial-up, Internet tốc độ cao (broadband) từ các công ty truyền hình cáp, và DSL (Digital Line Subscribers) từ các công ty viễn thông Đến năm 2013, dịch vụ dial-up ngày càng trở nên hiếm hoi, mặc dù có giá rẻ, nhưng tốc độ chậm và đã có nhiều lựa chọn ISP khác nhanh hơn, thu hút sự quan tâm của người dùng.

Công nghệ Fiber, hay còn gọi là Fiber Optical Broadband, đã thay thế DSL, mang lại tốc độ nhanh hơn gấp hàng trăm lần so với cáp và DSL.

Tùy vào nhà cung cấp mạng, hình thức đăng ký có thể khác nhau, nhưng nhìn chung cần phải có các điều kiện cơ bản sau đây:

- Tiền đóng trước 6 tháng hoặc hơn  được miễn phí lắp đặt Nếu không đóng trước, chúng ta sẽ trả hàng tháng  phí lắp đặt sẽ được áp dụng

Dưới đây là các thông số cấu hình mạng VNPT, FPT hay Viettel thiết yếu nhất để chúng ta có thể kết nối Internet

Thông số kết nối mạng VNPT (VNN)

Username: tên đăng ký VNPT (trên bản nghiệm thu bàn giao)

Password: mật khẩu đăng ký NVPT (trên bản nghiệm thu bàn giao)

Thông số kết nối mạng Viettel

Username: tên đăng ký Viettel (trên bản nghiệm thu bàn giao)

Password: mật khẩu đăng ký Viettel (trên bản nghiệm thu bàn giao)

Thông số kết nối mạng FPT Telecom

Username: tên đăng ký FPT (trên bản nghiệm thu bàn giao)

Password: mật khẩu đăng ký FPT (trên bản nghiệm thu bàn giao)

1.3 Cài đặt giao thức "Network"

Tại phần chỉnh TCP/IP Settings chúng ta chỉ cần thêm vào các thông số như sau:

Default Gate Way: 10.0.0.2 hoặc 192.168.1.1 hoặc 192.168.0.1 (địa chỉ này là địa chỉ

Dưới đây là các thông số thêm vào để các chúng ta có thể điều chỉnh DNS sever của các nhà mạng tại Việt Nam

1.4 Cài đặt Dial-Up Networking

Hiện nay chúng ta không còn dùng Dial-Up nữa nên phần này chúng ta hãy tham khảo trên mạng Internet

1.5 Tạo kết nối và định cấu hình cho kết nối "New Connection"

Bước 1 : Click Start >Control Panel >Network and Internet->View network status and tasks

Bước 2 : Click Set up a new connection or network

Bước 3 : Chọn Connect to the Internet và click Next

Bước 5: Nhập chính xác thông tin mà nhà cung cấp dịch vụ internet đã cung cấp cho bạn, sau đó nhấn nút Connect để tiến hành kết nối.

Nếu bạn điền các thông tin trên chính xác, bạn sẽ thấy kết quả như hình dưới và có thể kết nối internet

1.6 Tiến hành kết nối mạng

Bạn đã kết nối thành công với PPPoE Để quản lý kết nối, hãy nhấp vào biểu tượng máy tính ở góc phải màn hình, nơi bạn có thể thấy kết nối Broadband Tại đây, bạn có thể dễ dàng ngắt kết nối hoặc kết nối lại thông qua kết nối broadband này.

Khai thác mạng Internet

2.1 Giới thiệu cách truy cập Internet

Truy cập Internet là khả năng kết nối của cá nhân và tổ chức với mạng Internet thông qua các thiết bị như máy tính và điện thoại Điều này cho phép người dùng tiếp cận các dịch vụ quan trọng như email và World Wide Web Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISPs) sử dụng nhiều công nghệ khác nhau, với tốc độ truyền tải khác nhau, để cung cấp dịch vụ truy cập này.

Truy cập Internet đã từng là điều hiếm hoi, nhưng đã phát triển nhanh chóng Năm 1995, chỉ 0,04% dân số thế giới có Internet, chủ yếu ở Hoa Kỳ với công nghệ dial-up Đến đầu thế kỷ XXI, nhiều người tiêu dùng ở các nước phát triển đã chuyển sang sử dụng băng thông rộng Đến năm 2014, 41% dân số thế giới đã tiếp cận Internet, với băng thông rộng trở nên phổ biến và tốc độ kết nối trung bình toàn cầu vượt quá 1 Mbit/s.

2.2 Cách tìm kiếm thông tin và download dữ liệu trên Internet

Hiện nay, có nhiều trang web với công cụ tìm kiếm hỗ trợ người dùng Internet trong việc tìm kiếm thông tin hiệu quả Một số trang web phổ biến bao gồm Google, Yahoo, AltaVista và Lycos.

Để tìm kiếm thông tin hiệu quả, việc xác định từ khóa (Key Words) là rất quan trọng Từ khóa đại diện cho thông tin cần tìm, giúp tối ưu hóa kết quả tìm kiếm Nếu từ khóa không rõ ràng và chính xác, bạn sẽ nhận được quá nhiều kết quả khó phân biệt Ngược lại, nếu từ khóa quá dài, có thể không tìm thấy thông tin mong muốn.

Để nâng cao chức năng tìm kiếm và mang lại tiện ích cho người dùng, các công cụ tìm kiếm đã bổ sung nhiều phép toán cho từ khóa Mỗi công cụ có thể hỗ trợ các phép toán khác nhau, nhưng dưới đây là một số phép toán cơ bản thường được hỗ trợ bởi hầu hết các công cụ tìm kiếm.

Để tìm kiếm các trang có chứa tất cả các chữ cái của từ khóa mà không cần theo thứ tự, bạn hãy nối các chữ cái này lại với nhau bằng dấu cộng (+).

Thí dụ: Tìm trang nói về cách thức viết Linux scripts có thể dùng bộ từ khóa: +Linux +script +tutor

Khi sử dụng phép trừ (-) trong tìm kiếm, công cụ tìm kiếm sẽ loại bỏ các trang web có chứa từ hoặc cụm từ đứng ngay sau dấu trừ.

Khi tìm kiếm thông tin về các loại xe sử dụng công nghệ lai mới chưa có mặt trên thị trường, người dùng nên tránh các trang web bán xe hoặc các bài viết chỉ đề cập đến hai mẫu xe Prius.

Toyota) và kiểu xe Insight (của Honda) lọt vào danh sách truy tìm thì có thể thử từ khóa: +car +hibrid -sale -Prius -Insight

Dùng dấu ngoặc kép " " : Khi muốn chỉ thị công cụ tìm kiếm nguyên văn của cụm từ, có thể dùng dấu ngoặc kép

Thí dụ: Khi muốn tìm hướng dẫn cách cài đặt Hệ điều hành Windows XP thì có thể sử dụng từ khóa "cách cài windows xp"

2.3 Thiết lập hòm thư trong Outlook Express

Bước 1 Mở trình duyệt Outlook Express, trên thanh công cụ chọn: Tools -> Accounts Bước 2 Trong Tab "Mail" chọn Add -> Mail Điền tên bạn trong phần: Display Name

Bước 3 Click Next -> Điền tên hộp thư điện tử của bạn vào Email Address (VD: sales@beehost.vn) -> Next

Bước 4 Trong trang E-mail Server Names: Chọn POP3 cho mục "My incoming mail server"

Bước 5 Điền mail.tên_miền (VD: mail.beehost.vn) vào mục: Incoming mail (POP3, IMAP or HTTP) server

Bước 6 Trong phần Outgoing mail (SMTP) server: Điền mail.tên_miền (VD: mail.beehost.vn) -> Next

Bước 7 Trong phần Account Name: Điền tên hộp thư điện tử của bạn (VD: sales@beehost.vn) và điền password của hộp thư (Nhớ click chọn Remember password) -> Finish

Vậy là bạn đã hoàn thành cài đặt email để gửi nhận bằng Outlook Express

2.4 Cách đăng ký hòm thư miễn phí trên yahoo, hotmail

Hướng dẫn đăng ký Hotmail

 Ưu điểm: bảo mật tốt, dịch vụ tốt, đồng bộ hóa với nhiều tài khoản của

Microsoft ( tài khoản Windows 8, skype, …), được nhiều người sử dụng

Một số nhược điểm của dịch vụ này là yêu cầu phải có số điện thoại để đăng ký, mặc dù trong một số trường hợp có thể không cần Ngoài ra, dịch vụ này không phổ biến ở Việt Nam như Gmail Để đăng ký tài khoản mới, bạn có thể truy cập vào liên kết https://signup.live.com/signup.aspx?mkt=VI-VN&lc66&lic=1, sau đó nhấp vào "Hoặc lấy địa chỉ email mới", điền đầy đủ thông tin cần thiết và nhấn nút "Tạo tài khoản".

Khi đăng ký tài khoản, lưu ý rằng tên đăng nhập phải viết liền, không có dấu, chỉ bao gồm các ký tự từ a-z, 0-9 và dấu chấm Nếu tên đăng nhập đã được sử dụng, nó sẽ hiển thị màu đỏ và bạn cần chọn tên khác Đối với phần địa chỉ email thay thế, hãy cung cấp một email khác nếu có, để có thể lấy lại mật khẩu khi quên, nếu không có email khác, bạn có thể bỏ qua phần này.

Sau khi hoàn tất nền "xui", bạn sẽ cần nhập mã xác nhận giống như trên Gmail Nếu không có mã xác nhận, bạn sẽ được chuyển đến trang thông tin tài khoản.

Tới đây là bạn đã hoàn thành việc đăng ký tài khoản Hotmail Bạn hãy truy cập vào hotmail.com để sử dụng hotmail

Hướng dẫn đăng ký Yahoo mail

 Ưu điểm: có thể dùng tài khoản yahoo mail để chat yahoo, đăng ký email nhanh không cần số điện thoại

Yahoo Mail có một số nhược điểm như bảo mật kém và dịch vụ không tốt bằng Gmail và Hotmail Để đăng ký tài khoản Yahoo Mail, bạn chỉ cần truy cập vào trang đăng ký và điền các thông tin cần thiết Nếu có số điện thoại, hãy điền chính xác; nếu không, bạn có thể sử dụng số điện thoại của người khác miễn là số đó tồn tại Sau khi hoàn tất, bạn chỉ cần nhấp vào nút "Tạo tài khoản".

Để hoàn tất quá trình đăng ký, hãy đảm bảo thông tin bạn điền là chính xác; nếu đúng, bạn sẽ được chuyển đến trang thông báo đăng ký thành công Ngược lại, nếu thông tin sai, bạn sẽ cần điền lại Sau khi đăng ký thành công, bạn có thể truy cập vào https://mail.yahoo.com để sử dụng dịch vụ mail Yahoo.

Ôn tập kiểm tra định kỳ