Tiểu luận nhập môn công nghệ thông tin đề tài computer networks

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TINCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THỰC HIỆN BÁO CÁOHọ tên SV: Nguyễn Tùng Th

Định nghĩa, phân loại, mô hình mạng máy tính

Có 3 loại mạng hiện nay được sử dụng

Các mô hình mạng máy tính( Network models)

“ Hiện nay trên thế giới phổ biến các loại mạng máy tính sau:

● Mạng ngang hàng (Peer – to – Peer)

● Mạng khách - chủ (Client – Server)

● Mạng liên kết nối (mạng theo web)

● Mạng cục bộ (LAN: Local Area Network)

● Mạng cục bộ (WAN: Wide Area Network) ”[2]

Thông tin về các đồ hình, thiết bị, hệ điều hành, giao thức mạng

Network topologies: các đồ hình mạng (sao, vòng, kênh, …)

Mạng dạng hình sao (Star Topology)

Star Topology là mạnh dạng hình sao có một trung tâm và các nút thông tin.Các nút thông tin là những trạm đầu cuối.

Khu vực trung tâm mạng dạng hình sao đảm nhận nhiệm vụ điều phối mọi hoạt động bên trong hệ thống:

● Nhận dạng những cặp địa chỉ gửi và nhận có quyền chiếm tuyến thông tin và tiến hành quá trình liên lạc với nhau.

● Phê duyệt quá trình theo dõi và xử lý khi các thiết bị trao đổi thông tin với nhau.

● Gửi đi các thông báo về trạng thái của mạng LAN. Ưu điểm của mạng hình sao

● Mô hình mạng LAN dạng hình sao đảm bảo quá trình hoạt động bình thường khi có một nút thông tin bị hư hỏng, hoạt động dựa trên nguyên lý song song.

● Đặc điểm cấu trúc mạng vô cùng đơn giản , thuật toán được điều khiển một cách ổn định hơn.

● Tùy vào nhu cầu, mạng dạng hình sao có thể được mở rộng hoặc thu hẹp theo ý muốn.

Chương 2: Thông tin về các đồ hình, thiết bị, hệ điều hành, giao thức mạng.

Nhược điểm của mạng hình sao

● Khả năng mở rộng mạng phụ thuộc vào khả năng hoạt động của bộ phận trung tâm Trung tâm gặp phải sự cố, toàn bộ hệ thống mạng sẽ không thể hoạt động.

● Yêu cầu phải được kết nối một cách độc lập với từng thiết bị ở nút thông tin đến trung tâm.Khoảng cách kết nối từ thiết bị đến trung tâm cũng rất hạn chế

Mô hình mạng dạng hình sao giúp cho các máy tính kết nối với bộ tập trung (HUB) bằng cáp xoắn Kiểu kết nối trên cho phép việc kết nối máy tính trực tiếp với HUB mà không cần thông qua trục BUS Hệ thống mạng hạn chế tối đa các yếu tố gây ngưng trệ mạng trong quá trình hoạt động.

Mạng hình tuyến (Bus Topology)

Mô hình này giúp cho máy chủ và hệ thống máy tính hoặc các nút thông tin được kết nối cùng nhau trên một trục đường dây cáp chính, chuyển tải các tín hiệu thông tin.

Thông thường ở phía hai đầu của dây cáp sẽ được bịt kín bằng thiết bị terminator Riêng các tín hiệu và gói dữ liệu di chuyển trong dây cáp sẽ mang theo địa chỉ của điểm đến

● Ưu điểm nổi bật nhất của mạnh hình tuyến chính là việc tiết kiệm chiều dài dây cáp và rất dễ lắp đặt

● Khuyết điểm: dễ gây ra sự ùn tắc giao thông trong quá trình di chuyển dữ liệu số lượng lớn Một khi có sự cố hư hỏng xảy ra ở đoạn cáp nào đó, user sẽ rất khó phát hiện Vì vậy bạn bắt buộc phải tạm ngừng hoạt động trên đường dây và toàn bộ hệ thống để tiến hành sửa chữa.

Mạnh dạng vòng (Ring Topology)

Mô hình mạng LAN dạng vòng được bố trí theo dạng xoay vòng Trong trường hợp này, đường dây cáp sẽ được thiết kế thành vòng tròn khép kín Các tín hiệu chạy quanh vòng tròn sẽ di chuyển theo một chiều nào đó cố định.

Bên trong mạng dạng vòng, tại mỗi một thời điểm nhất định chỉ có một nút có khả năng truyền tín hiệu trong số hệ thống các nút thông tin Song song đó, dữ liệu truyền đi cũng phải kèm theo địa chỉ đến tại mỗi trạm tiếp nhận. Ưu điểm của mạng dạng vòng chính là có thể nới rộng hệ thống mạng ra xa Số lượng dây dẫn cần thiết để sử dụng cũng ít hơn so với hai mô hình mạng kể trên Tuy nhiên khuyết điểm lớn nhất của kiểu mạng dạng vòng chính là đường dây phi khép kín Một khi tín hiệu bị ngắt tại một điểm nào đó, toàn bộ hệ thống cũng sẽ ngừng hoạt động.

Hình 3: Mạnh dạng vòng Mạng dạng lưới (Mesh Topology)

Mesh Topology hay còn gọi là mạnh dạng lưới Sản phẩm có cấu trúc dạng lưới được ứng dụng phổ biến trong các mạng nắm giữ vai trò quan trọng và không thể bị ngừng hoạt động Điển hình như hệ thống mạng của nhà máy điện nguyên tử hoặc hệ thống mạng an ninh, quốc phòng. Đối với mạng dạng lưới, mỗi một thiết bị máy tính sẽ được kết nối với tất cả cả các máy tính còn lại Đó cũng là cấu trúc quen thuộc của mạng Internet.

Mạng hình sao mở rộng

Khác với các mô hình mạng kể trên, mạng hình sao mở rộng là sự kết hợp giữa các mạng hình sao với nhau, thông qua việc kết nối các HUB hoặc Switch Ưu điểm của mạng hình sao mở rộng chính là có thể gia tăng khoảng cách hay độ lớn của mạng hình sao.

Hình 5: Mạng hình sao mở rộng

Mạng có cấu trúc cây (Hierarchical Topology)

Mạng có cấu trúc cây sở hữu đặc điểm cấu tạo như mạng hình sao mở rộng Nhưng thay vì liên kết các Switch hoặc HUB với nhau, thì hệ thống mạng lại kết nối với một thiết bị máy tính mang nhiệm vụ kiểm tra sự lưu của hệ thống mạng.[3]

Network devices: các thiết bị mạng (switch, hub, router, …)

Thiết bị mạng cơ bản gồm những gì? Để luồng dữ liệu giữa hai phần của mạng có thể truyền qua lại, người ta sử dụng thiết bị mạng Các thiết bị liên kết này được lựa chọn theo nhiệm vụ của chúng theo mô hình ISO / OSI Một số thiết bị mạng cơ bản: Card mạng, hub, switch, bridge, router, gateway

Card mạng hay còn gọi là card dùng để giao tiếp với internet (network card) là 1 loại bảng mạch giúp cho máy tính có thể giao tiếp với các máy khác thông qua mạng internet, còn gọi là LAN adapter Card mạng được cắm trong bo mạch chính của máy tính, giúp máy tính giao tiếp và kết nối với môi trường mạng.

Card mạng được chia làm 2 loại: Card onboard và card rời.

● Card on board (tích hợp thẳng vào mainboard) Loại này khi hỏng thay thế rất phức tạp nhưng đổi lại nhỏ gọn và giá thành thấp hơn so với card rời.

● Card rời: thường được gắn bổ sung vào máy tính thông qua cổng PCI, USB Card có kết nối thông qua cổng USB nhỏ gọn, dễ cắm và dùng ngay, nó có giá cao hơn nhiều, thích hợp với máy xách tay hơn, cho nên card PCI vẫn là lựa chọn số một cho người dùng PC.

Chức năng của card mạng là gì?

Card mạng giúp máy tính chuẩn bị dữ liệu để đưa lên mạng hay nhận dữ liệu từ mạng về máy tính, dữ liệu phải được chuyển đổi từ dạng byte, bit sang loại tín hiệu điện để có thể truyền qua dây cáp và ngược lại nếu như máy tính muốn nhận dữ liệu từ mạng về.

Nó giúp các máy tính giao tiếp với nhau truyền dữ liệu qua lại giữa các máy tính, kiểm soát thống kê dữ liệu từ cấp tới máy tính. Địa chỉ IP Địa chỉ IP (Internet Protocol) là địa chỉ đơn nhất mà những thiết bị điện tử hiện nay đang sử dụng để bắt tay và liên lạc với nhau theo giao thức Internet trên mạng máy tính Ip có 2 phiên bản là

● Ipv4: Địa chỉ IP theo phiên bản IPv4 sử dụng 32 bit để mã hoá dữ liệu Ví dụ địa chỉ IP:

● Ipv6: Địa chỉ IP theo phiên bản IPv6 sử dụng 128 bit để mã hoá dữ liệu Ipv6 cho phép sử dụng nhiều địa chỉ hơn so với IPv4 Hiện nay phiên bản Ipv4 được sử dụng nhiều hơn tuy nhiên trong những năm sắp tới Ipv6 sẽ thay thế dần cho phiên bản v4 cũ hơn! Địa chỉ MAC

Mỗi card mạng cần có 1 địa chỉ MAC và địa chỉ đó là duy nhất không trùng lặp để nó phân biệt các card mạng với nhau trên internet, địa chỉ MAC này được cung cấp bởi IEEE (viện công nghệ điện và điện tử) và các nhà sản xuất card mạng sẽ cố định địa chỉ MAC do viện cung cấp đến các card mạng của mình sản xuất. Địa chỉ MAC gồm 6 byte (48 bit) trong số đó thì 3 byte là mã số của chính nhà sản xuất ra card mạng và 3 byte sau là số se-ri của các card mạng do hãng đó sản xuất, và những người am hiểu hay gọi là địa chỉ vật lý.

Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer) Bridge được sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn duy nhất Bridge được sử dụng phổ biến để làm cầu nối giữa hai mạng Bridge quan sát các gói tin (packet) trên mọi mạng Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới một máy tính trên mạng khác, Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích.

Thiết bị mạng Bridge là gì?

Chế độ làm việc của Bridge là gì?

Chế độ làm việc của một cầu nối: đối chiếu với mô hình OSI thì một cầu nối làm việc trên cơ sở lớp LLC, tức phần trên của lớp 2 Như vậy, nó sẽ phải thực hiện các giao thức phía dưới lớp này cho cả hai phần mạng để có thể chuyển đổi các bức điện qua lại Bản thân một cầu nối không có địa chỉ mạng riêng. Ưu điểm của Bridge là gì? Ưu điểm của Bridge là hoạt động trong suốt các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có thể gửi các thông tin với nhau đơn giản mà không cần biết có sự “can thiệp” của Bridge Một Bridge có thể xử lý được nhiều lưu thông trên mạng như Novell, Banyan… cũng như là địa chỉ IP cùng một lúc.

Nhược điểm của Bridge là gì?

Nhược điểm của Bridge là chỉ kết nối những mạng cùng loại và sử dụng Bridge cho những mạng hoạt động nhanh sẽ khó khăn nếu chúng không nằm gần nhau về mặt vật lý.

Repeater là gì? Để mở rộng khoảng cách truyền cũng như nâng cao số trạm tham gia thì cách thông thường là sử dụng các bộ lặp (repeater).

Tín hiệu từ một trạm phát ra trên đường truyền khi tới các trạm khác bao giờ cũng bị suy giảm và biến dạng, ít hay nhiều tùy theo đặc tính của cáp truyền và đặc tính tần số của tín hiệu Chính vì vậy mà có sự liên quan ràng buộc giữa tốc độ truyền với chiều dài tối đa của dây dẫn.

Mặt khác, các chuẩn truyền dẫn như RS-485 cũng quy định chặt chẽ đặc tính điện học của các thiết bị ghép nối (được coi như tải), dẫn đến sự hạn chế về số trạm tham gia.

Hình 8: Bộ lặp repeater Chức năng bộ lặp repeater là gì?

Vai trò của bộ lặp là sao chép, khuếch đại và hồi phục tín hiệu mạ ng thông tin trên đường truyền Hai phần mạng có thể liên kết với nhau qua một bộ lặp được gọi là các đoạn mạng

(segment), chúng phải giống nhau hoàn toàn cả về tất cả các lớp giao thức và kể cả đường truyền vật lý.

Chức năng của một bộ lặp có thể coi như thuộc phần dưới của lớp vật lý nếu đối chiếu với mô hình OSI Chú ý rằng, bộ lặp chỉ nối được hai đoạn đường dẫn của cùng một hệ thống truyền thông, thực hiện cùng một giao thức và môi trường truyền dẫn cũng hoàn toàn giống nhau.

Network OS: các hệ điều hành mạng

Hệ điều hành mạng Network Operating System là gì?

Hệ điều hành mạng là một hệ điều hành chuyên dụng cho một thiết bị mạng như router, thiết bị chuyển mạch hoặc tường lửa.

Hệ điều hành mạng được thiết kế cho mục đích duy nhất là hỗ trợ các máy trạm, chia sẻ cơ sở dữ liệu, chia sẻ ứng dụng và file, truy cập máy in với nhiều máy tính trong một mạng Một số hệ điều hành độc lập như OpenVMS của Microsoft Windows NT and Digital, có thể hoạt động như các hệ điều hành mạng Một số hệ điều hành mạng nổi tiếng nhất bao gồm Microsoft Windows Server

2003, Microsoft Windows Server 2008, Linux và Mac OS X.

Hình 14: Các hệ điều hành mạng

Trước đây, hệ điều hành có khả năng kết nối mạng được gọi là hệ điều hành mạng bởi vì nó cho phép máy tính cá nhân (PC) tham gia vào mạng máy tính và chia sẻ file, truy cập máy in trong mạng cục bộ (LAN) Các hệ điều hành phổ biến ngày nay gồm một chồng giao thức (network stack) để hỗ trợ mô hình máy chủ - máy khách.

Các hệ điều hành ngang hàng (peer-to-peer) sử dụng khả năng kết nối mạng để chia sẻ tài nguyên và file trên máy tính cá nhân Mạng ngang hàng thiết lập tất cả các máy tính kết nối như nhau, tất cả đều có chung khả năng sử dụng các tài nguyên có sẵn trên mạng Ví dụ, hệ điều hành ngang hàng có khả năng kết nối mạng như AppleShare được sử dụng để kết nối các thiết bị Apple

Ngày nay các ứng dụng groupware và điện toán phân tán trở thành chuẩn mực Do đó, hệ điều hành máy tính và firmware của thiết bị mạng cần hỗ trợ giao thức TCP/IP.

Tính năng hệ điều hành mạng

Các tính năng nổi bật của hệ điều hành mạng là:

● Tính năng cơ bản như hỗ trợ giao thức, hỗ trợ bộ xử lý, phát hiện phần cứng và hỗ trợ đa xử lý cho các ứng dụng.

● Các tính năng bảo mật như xác thực, giới hạn, ủy quyền và kiểm soát truy cập.

● Các tính năng cho file, dịch vụ web, in và sao chép.

● Quản lý dịch vụ thư mục và tên.

● Các tính năng quản lý người dùng cùng với các quy định cho truy cập từ xa và quản lý hệ thống.

● Các tính năng kết nối mạng như định tuyến và cổng WAN.

Các tác vụ phổ biến liên quan đến hệ điều hành mạng bao gồm:

● Hoạt động bảo trì hệ thống như sao lưu.

● Tác vụ liên quan đến quản lý tập tin.

● Giám sát an ninh trên tất cả các tài nguyên trong mạng.

● Đặt mức độ ưu tiên để in các công việc trong mạng.

Một số hệ điều hành mạng tiêu biểu:

Protocols: các giao thức mạng

“ Protocol (Giao thức truyền thông), tên đầy đủ tiếng Anh là communication protocol hay còn được gọi là giao thức giao tiếp, giao thức liên mạng, giao thức tương tác hay giao thức trao đổi thông tin Protocol theo như tìm hiểu thì đây là một tập hợp các quy tắc chuẩn cho phép hai hoặc các thực thể trong cùng một hệ thống để trao đổi thông tin liên lạc, dữ liệu qua các kênh truyền thông Các dữ liệu trao đổi đó có thể là local area network (LAN) intranet, , internet,… Ở mỗi một giao thức mạng sẽ có những phương thức định dạng dữ liệu riêng khi chúng được gửi đi và nó sẽ biết cần phải làm những gì khi nhận dữ liệu Các dữ liệu này sẽ được nén lại hay được kiểm tra lỗi dữ liệu khi nhận được.

Hình 15:Các giao thức mạng

Cách thức hoạt động của giao thức này là khi truyền tải dữ liệu trên mạng sẽ được chia thành nhiều bước riêng biệt, bao gồm cả hệ thống Mà ở mỗi bước sẽ lại có một số hoạt động được diễn ra và khi đó người dùng không thể biết được nó diễn ra ở bất kœ bước nào khác Trong mô hình tiêu chuẩn, mô hình hoạt động này được gọi là OSI.

Hình 16: Protocols: các giao thức mạng

Protocol hoạt động theo cách thức riêng nhưng vẫn đảm bảo theo một nguyên tắc trình tự nhất định

Có rất nhiều giao thức mạng được sử dụng nhiều trong kết nối internet, nó bao gồm các loại tiêu biểu sau:

● TCP (Transmission Control Protocol): Đây là thiết lập kết nối giữa các máy tính để truyền dữ liệu và nó sẽ chia nhỏ dữ liệu ra thành những gói nhỏ packet và đảm bảo cho việc truyền dữ liệu thành công.

● IP (Internet Protocol): Là định tuyến (route) các gói dữ liệu khi chúng được truyền qua mạng internet để đảm bảo cho dữ liệu sẽ đến được đúng nơi cần nhận.

● HTTP (HyperText Transfer Protocol): Chúng cho phép trao đổi thông tin chủ yếu ở dạng siêu văn bản thông qua internet.

● FTP (File Transfer Protocol): Chức năng chính là cho phép trao đổi tập tin qua internet.

● SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): chức năng là cho phép gửi các thông điệp thư điện tử email qua internet.

● POP3 (Post Office Protocol, phiên bản 3): sẽ cho phép nhận các thông điệp thư điện tử qua internet.

● MIME (Multipurpose Internet Mail Extension): Đây là một mở rộng của giao thức SMTP với chức năng là cho phép gửi kèm các tập tin nhị phân, phim, nhạc,…

● WAP (Wireless Application Protocol): Chức năng chính là cho phép trao đổi thông tin giữa các thiết bị không dây như điện thoại di động ” [6]

6 Chương 3: Bộ giao thức TCP/IP và các dạng máy tính phổ biến.

1.TCP/IP Protocol suites: bộ giao thức TCP/IP

- Còn được gọi là bộ giao thức Internet (tiếng Anh: Internet protocol suite hoặc IP suite) là một mô hình khái niệm (conceptual model) và một tập hợp các giao thức truyền thông dùng trong mạng Internet và các hệ thống mạng máy tính tương tự Tên gọi TCP/IP đến từ hai giao thức nền tảng của bộ giao thức là TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol) TCP và IP cũng là hai giao thức đầu tiên được định nghĩa.

-Như nhiều bộ giao thức khác, bộ giao thức TCP/IP có thể được coi là một tập hợp các tầng, mỗi tầng giải quyết một tập các vấn đề có liên quan đến việc truyền dữ liệu, và cung cấp cho các giao thức tầng cấp trên một dịch vụ được định nghĩa rõ ràng dựa trên việc sử dụng các dịch vụ của các tầng thấp hơn Về mặt logic, các tầng trên gần với người dùng hơn và làm việc với dữ liệu trừu tượng hơn, chúng dựa vào các giao thức tầng cấp dưới để biến đổi dữ liệu thành các dạng mà cuối cùng có thể được truyền đi một cách vật lý Mô hình OSI miêu tả một tập cố định gồm 7 tầng mà một số nhà sản xuất lựa chọn và nó có thể được so sánh tương đối với bộ giao thức TCP/IP Sự so sánh này có thể gây nhầm lẫn hoặc mang lại sự hiểu biết sâu hơn về bộ giao thức TCP/IP.

Bộ giao thức IP dùng sự đóng gói dữ liệu hòng trừu tượng hóa (thu nhỏ lại quan niệm cho dễ hiểu) các giao thức và các dịch vụ Nói một cách chung chung, giao thức ở tầng cao hơn dùng giao thức ở tầng thấp hơn để đạt được mục đích của mình Chồng giao thức Internet gần giống như các tầng cấp trong mô hình của Bộ quốc phòng Mỹ:

4 Tầng ứng dụng: DNS, TFTP, TLS/SSL, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NNTP, POP3, SIP, SMTP, SNMP, SSH, TELNET, ECHO, BitTorrent, RTP, PNRP, rlogin, ENRP, … Các giao thức định

Bộ giao thức TCP/IP và các dạng máy tính phổ biến

Internet, Intranet, Extranet: các dạng mạng máy tính phổ biến

 “Internet hay Mạng là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau Hệ thống này truyền thông tin theo kiểu nối chuyển gói dữ liệu (packet switching) dựa trên một giao thức liên mạng đã được chuẩn hóa (giao thức IP).

 Intranet là 1 hệ thống mạng nội bộ, dựa trên giao thức TCP/IP, và những hệ thống mạng kiểu này thường được áp dụng trong các công ty, cơ quan, trường học Toàn bộ thành viên trong hệ thống intranet muốn truy cập, hoạt động được đều phải có thông tin xác thực, bao gồm Username (Tài khoản) và Password (mật khẩu) Và các site dựa trên intranet có hoạt động tương tự như các website hay thấy trên Internet khác, nhưng khác ở chỗ là được bảo vệ bởi 1 lớp Firewall (tường lửa), nhằm mục đích ngăn cản các truy cập không rõ nguồn gốc vào hệ thống.

 Extranet là một phần của Intranet mà có khả năng truy xuất được từ bên ngoài qua Internet Extranet là mạng nội bộ mở rộng Nếu như hạn chế của Intranet là chỉ được

 truy cập bởi các thành viên bên trong mạng thì Extranet cho phép những người bên ngoài có mật khẩu có thể truy cập hạn chế vào khu lưu trữ thông tin của mạng Extranet đang được sử dụng như một cách để các đối tác kinh doanh trao đổi thông tin bởi khả năng mở rộng ra môi trường ngoài của nó.”

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	6,27 MB