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

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCMKHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



Tiểu luận

Môn học: Nhập môn Công nghệ thông tin

ĐỀ TÀI: Computer Networks

Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Trần Thi VănSinh viên thực hiện:

Nguyễn Tùng Thân 22110233

Tp.HCM, tháng 11 năm 2022

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCMKHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



Tiểu luận

Môn học: Nhập môn Công nghệ thông tin

ĐỀ TÀI: Computer Networks

Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Trần Thi VănSinh viên thực hiện:

Nguyễn Tùng Thân 22110233

Tp.HCM, tháng 11 năm 2022

Trang 4

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc 

NHIỆM VỤ THỰC HIỆN BÁO CÁO

Họ tên SV: Nguyễn Tùng Thân MSSV: 22110233 Tên đề tài: Computer networks

Nội dung thực hiện:

Lý thuyết:

Chương 1 :Định nghĩa, phân loại, mô hình mạng máy tính.

Chương 2: Thông tin về các đồ hình, thiết bị, hệ điều hành, giao thức mạng Chương 3: Bộ giao thức TCP/IP và các dạng máy tính phổ biến.

Thời gian thực hiện: 24 tuần

Chữ ký của SV:

TP.HCM, Ngày… tháng… năm…

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……… ………

1

Trang 6

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành bài báo cáo này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất phục vụ cho việc học tập và tìm kiếm thông tin của em.

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Công Nghệ Thông Tin – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian học tập tại trường

Em sẽ không thể hoàn thành dự án nếu không có sự giảng dạy tận tâm, giúp đỡ nhiệt tình của thầy Nguyễn Trần Thi Văn Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy Chúc thầy sẽ luôn thành công và tâm huyết hơn với nghề để tiếp tục truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong quá trình học tập ở trường và xa hơn là ngoài cuộc sống.

Trong quá trình làm bài, em thấy rằng mình đã được học và trải nghiệm được nhiều điều vô cùng hữu ích mà có lẽ nếu không tự mình trải qua thì sẽ không bao giờ có thể biết được Để từ đó em có thể học hỏi và rút kinh nghiệm cho những bài báo cáo sau và xa hơn là trong quá trình làm việc trong tương lai của mình Do chưa có nhiều kinh nghiệm và kiến thức vẫn còn hạn hẹp nên không thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Vì thế, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ thầy để bài báo cáo này cũng như những bài trong tương lai được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 7

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU 2

Chương 1: Định nghĩa, phân loại, mô hình mạng máy tính 3

1.Định nghĩa: 3

2 Có 3 loại mạng hiện nay được sử dụng: 3

3 Các mô hình mạng máy tính( Network models) 3

Chương 2: Thông tin về các đồ hình, thiết bị, hệ điều hành, giao thức mạng 4

1.Network topologies: các đồ hình mạng (sao, vòng, kênh, …) 4

2.Network devices: các thiết bị mạng (switch, hub, router, …) 8

3.Network OS: các hệ điều hành mạng 17

4.Protocols: các giao thức mạng 19

Chương 3: Bộ giao thức TCP/IP và các dạng máy tính phổ biến 22

1.TCP/IP Protocol suites: bộ giao thức TCP/IP 22

2 Internet, Intranet, Extranet: các dạng mạng máy tính phổ biến 23

Kết luận 25

1.Kết quả đạt được 25

2.Ưu, nhược điểm: 25

3.Khó khăn, kinh nghiệm giải quyết: 25

4.Hướng phát triển: 25

Tài liệu tham khảo 27

Trang 9

Danh mục các hình

2. LỜI GIỚI THIỆU

Cùng với sự phát triển của mạng lưới thông tin, nhu cầu về việc chia sẻ, kết nối thông tin giữa các người dùng ngày càng lớn Trên thực tế việc dùng chung các tài nguyên máy tính như dữ liệu, phần mềm, máy in, máy quét, bộ nhớ,… từ nhiều máy tính là rất cần thiết đối với các tổ chức và một số cá nhân Vì vậy, mạng máy tính ra đời giúp giải quyết các vấn đề trên thuận tiện và nhanh chóng những vấn đề này.

Vì lẽ trên, chúng ta cần có một kiến thức nền tảng về mạng máy tính để có thể khai thác tối ưu các tiềm năng của nó cho công việc Từ việc hiểu về những lợi ích, công dụng hay cách vận hành cũng như hạn chế những điểm khiếm khuyết của các loại đồ thị mạng máy tính.

Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu các nội dung kiến thức của vấn đề trên, dưới sự chỉ bảo hướng dẫn nhiệt tình của thầy, em đã hoàn thành bài báo cáo: Xây dựng với nội dung báo cáo gồm 3 chương:

 Chương 1: Định nghĩa, phân loại, mô hình mạng máy tính.

 Chương 2: Thông tin về các đồ hình, thiết bị, hệ điều hành, giao thức mạng  Chương 3: Bộ giao thức TCP/IP và các dạng máy tính phổ biến.

Trang 10

2 Chương 1: Định nghĩa, phân loại, mô hình mạng máy tính.

3.Chương 1: Định nghĩa, phân loại, mô hình mạng máy tính.

1.Định nghĩa:

“Mạng máy tính là một hệ thống mạng lưới các máy tính được kết nối với nhau theo một đường truyền vật lý Chúng được kết nối theo kiến trúc nào đó (Network Architecture) nào đó Mục đích tạo nhằm thu thập, trao đổi dữ liệu và chia sẻ tài nguyên cho nhiều người cùng sử dụng Mạng máy tính được thấy nhiều nhất tại các văn phòng khi có nhiều người cùng sử dụng máy tính trong cùng một phòng Hoặc mạng máy tính cho một tòa nhà, một thành một Cũng có thể là mạng máy tính trên phạm vi toàn cầu.[1]

2 Có 3 loại mạng hiện nay được sử dụng: ● Mạng cục bộ – LAN

● Mạng đô thị – MAN ● Mạng điện rộng – WAN ”

3 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]

3

Trang 11

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

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

1 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.

Hình 1: Mạng hình sao

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.

4

Trang 12

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.

Trang 13

Hình 2: Mạng hình tuyến.

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.

Trang 14

Hình 3: Mạnh dạng vòngMạng 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.

Trang 15

Hình 4: Mạng dạng lưới.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.

Trang 16

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]

2 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

Card mạng là gì?

Trang 17

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.

Hình 6: Card mạng

Phân loại card 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.

Trang 18

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 và Ipv6.

● 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.

Cầu nối Bridge

Bridge là gì?

Trang 19

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.

Hình 7: Cầu nói Brige

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.

Trang 20

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.

Bộ lặp repeater

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 repeaterChức 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