Tài liệu tham khảo: Mạng truyền thông - Nguyễn Phương Nam, Đặng Hoàng Huy

Tài liệu tham khảo

Chủ biên: ThS Nguyễn Phương Nam Tham gia: ThS Đặng Hoàng Huy MẠNG TRUYỀN THÔNG

MỤC LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT 8

LỜI GIỚI THIỆU 12

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG 14

1.1 Sơ lược lịch sử phát triển của mạng máy tính 14

1.1.1 Sự phát triển của chuyển mạch gói (Packet Switching): 1961–1972 14

1.1.2 Mạng nội bộ và kết nối Internet: 1972–1980 16

1.1.3 Sự phổ biến của các mạng: 1980–1990 17

1.1.4 Sự bùng nổ Internet: Những năm 1990 18

1.2 Khái niệm cơ bản về mạng 21

1.2.1 Khái niệm về mạng 21

1.2.2 Khái niệm mạng máy tính 22

1.2.3 Ưu và nhược điểm của mạng máy tính 24

1.4.1 Đối với các doanh nghiệp 36

1.4.2 Đối với gia đình 37

1.4.3 Đối với người dùng di động 37

2.1.3 Phân loại theo mô hình ghép nối 50

2.1.4 Khái niệm và phân loại phần cứng mạng máy tính 57

2.2 Phần mềm mạng máy tính - Giao thức và dịch vụ mạng 67

2.2.1 Giao thức (Protocol) 67

2.2.2 Dịch vụ (Services) 70

2.2.3 Giao diện (Interfaces) 73

2.3 Kiến trúc phân tầng và chuẩn hóa mạng 73

2.4 Các mô hình tham chiếu 74

2.4.1 Mô hình tham chiếu OSI 74

2.4.2 Mô hình tham chiếu TCP/IP 82

2.5 Tiến trình đóng gói chi tiết 85

Chương 3: TẦNG VẬT LÝ 88

3.1 Môi trường truyền dẫn cho mạng 88

3.2 Các loại phương tiện truyền dẫn trong mạng 92

3.2.1 Các loại cáp 92

3.2.2 Các loại sóng vô tuyến 103

3.3 Một số chuẩn giao diện 106

3.3.1 Modem 106

3.3.2 RJ-11 Connector 107

3.3.3 RJ-45 Connector 107

Chương 4: TẦNG LIÊN KẾT DỮ LIỆU 109

4.1 Chức năng của lớp liên kết dữ liệu 109

5.3 Kỹ thuật không gian địa chỉ mạng IPv6 156

5.3.1 Lợi ích của IPv6 157

5.3.2 Biểu diễn của địa chỉ IPv6 157

5.3.3 Sự tương thích của địa chỉ IPv4 và IPv6 158

5.3.4 Xu hướng triển khai IPv6 158

6.2.2 Các tính năng của giao thức TCP 164

6.2.3 Giải pháp thiết lập kết nối, truyền dữ liệu tin cậy 165

6.4 Sự khác nhau giữa TCP và UDP 176

6.5 Bảo mật trong tầng vận chuyển 177

6.5.1 Mã hóa dữ liệu 177

6.5.2 Từ chối dịch vụ (DOS- Denial Of Services) 179

6.5.3 Tấn công chiếm phiên làm việc (Session Hijacking) 180

6.5.4 Do thám dịch vụ tầng vận chuyển (Reconnaissance) 181

Chương 7 TẦNG ỨNG DỤNG 182

7.1 Hệ thống tên miền DNS (Domain Name System) 182

7.2 Dịch vụ thư điện tử (E-mail) 187

7.2.1 Thư điện tử (Emali) 187

7.2.2 Dịch vụ thư điện tử trên nền tảng web 191

7.3 World Wide Web 192

7.3.1 Website và HTML 195

7.3.2 Giao thức HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) 201

7.3.3 Phần mềm Máy chủ Web: IIS và Apache 204

7.3.4 Thiết kế và lập trình web 205

7.4 Dịch vụ truyền tệp tin FTP 207

7.5 Dịch vụ mạng Multimedia 211

7.5.1 Các giao thức truyền thông đa phương tiện 211

7.5.2 Kỹ thuật truyền dữ liệu đa phương tiện 212

7.5.3 Voice over IP 213

7.6 Ứng dụng mạng trong hệ thống thông tin 215

7.7 Bảo mật trong tầng ứng dụng 217

7.7.1 Một số nguy cơ tấn công ở tầng ứng dụng 218

7.7.2 Giải pháp an toàn bảo mật tầng ứng dụng 220

7.8 Các xu hướng thiết kế và ứng dụng công nghệ mạng hiện đại 224

7.8.1 Internet vạn vật (IoT) 225

7.8.2 Công nghệ mạng 5G 227

Chương 8 QUẢN TRỊ MẠNG TRONG DOANH NGHIỆP 231

8.1 Các khía cạnh của quản lý mạng trong doanh nghiệp 231

8.2 Hệ điều hành mạng 232

8.2.1 Hệ điều hành mạng Microsoft Windows Server 233

8.2.2 Giới thiệu Windows Server 2019 234

8.3 Cấu hình và quản trị mạng cơ bản 236

8.3.1 Cài đặt và cấu hình hệ điều hành mạng 236

8.3.2 Cấu hình địa chỉ IP tĩnh trong mạng LAN 240

8.4 Cài đặt dịch vụ quản lý mạng doanh nghiệp 243

8.4.1 Cài đặt triển dịch vụ DHCP 243

8.4.2 Quản trị dịch vụ máy chủ doanh nghiệp từ xa 245

8.4.3 Các công cụ hỗ trợ quản trị mạng doanh nghiệp 248

8.5 Phần mềm giả lập ảo hóa việc thiết lập quản trị mạng doanh nghiệp 250

8.5.1 Giới thiệu phần mềm Boson Netsim 250

8.5.2 Giao diện phần mềm Boson Netsim 250

8.5.3 Các module của phần mềm Boson NetSim 252

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 254

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2 1: So sánh LAN, MAN và WAN 47

Bảng 2 2 - So sánh các chuẩn WLAN 49

Bảng 2 3 - So sánh dịch vụ hướng kết nối và dịch vụ không kết nối 71

Bảng 2 4 - So sánh OSI và TCP/IP 85

Bảng 3 1 - Dải tần số của sóng vô tuyến 104

Bảng 6 1 - Sự khác nhau giữa TCP và UDP 177

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1: Mô hình chuyển mạch gói đầu tiên trên thế giới 15

Hình 1 2: Cơ chế hoạt động của chuyển mạch gói 16

Hình 1 3: Máy tính Elliott - một trong những máy tính điện tử đầu tiên 18

Hình 1 4: Máy tính cá nhân Apple 1984 19

Hình 1 5: Minh họa mạng máy tính 23

Hình 1 6: Cơ chế hoạt động của độ nhiễu điện từ 29

Hình 1 7: Thiết bị đầu cuối 32

Hình 1 8: Mô hình khách chủ cơ bản 34

Hình 1 9: Mô hình khách chủ - thông qua internet 34

Hình 1 10: Mô hình Peer-to-Peer 36

Hình 2 1: Cấu trúc các thành phần của mạng máy tính 40

Hình 2 2: Mạng toàn cầu (GAN) 42

Hình 2 11: Kêt nối thiết bị SWITCH 60

Hình 2 12: Kết nối thiết bị cầu nối 61

Hình 2 13: Kết nối bộ định tuyến 63

Hình 2 14: Cơ chế hoạt động của dịch vụ hướng kết nối 70

Hình 2 15: Dịch vụ không kết nối 71

Hình 2 16: Mô hình kiến trúc phân tầng 73

Hình 2 17: 7 lớp của mô hình OSI 75

Hình 2 18: Giao tiếp trực tiếp trong tầng vật lý qua đường truyền 76

Hình 2 19: Truyền tải các khung dữ liệu trong tầng liên kết dữ liệu 78

Hình 2 20: Truyền tải các gói tin giữa các nút trong tầng mạng 79

Hình 2 21: Cắt và ghép các phân đoạn trong tầng vận chuyển 79

Hình 2 22: Cấu trúc đồng bộ dữ liệu truyền trong tầng phiên 80

Hình 2 23: Tác vụ mã hóa và nén dữ liệu truyền trong tầng trình bày 81

Hình 2 24: Các giao thức trong tầng ứng dụng 82

Hình 2 25: Mô hình tham chiếu TCP/IP với 4 tầng 83

Hình 2 26: So sánh giữa hai mô hình OSI và TCP/IP 84

Hình 2 27: Tiến trình đóng gói và bổ sung phần đầu thông điệp 86

Hình 3 1: Băng thông đường truyền và hình dạng tín hiệu truyền qua 89

Hình 3 2: Nhiễu trên kênh truyền tác động tín hiệu 90

Hình 3 3: Truyền dẫn băng cơ sở và băng thông rộng 90

Hình 3 4: Cấu tạo của cáp đồng trục 92

Hình 3 5: Các đầu nối cáp đồng trục 94

Hình 3 6: Cấu tạo cáp xoắn 95

Hình 3 7: Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc 95

Hình 3 13: Chuẩn nối cáp chéo 103

Hình 3 14: Phân bố phổ sóng điện từ dùng cho truyền dữ liệu 103

Hình 3 15: Truyền dữ liệu giữa hai với sóng vô tuyến 105

Hình 3 16: Truyền dữ liệu giữa hai vệ tinh với sóng vi ba 105

Hình 3 17: Truyền dữ liệu giữa hai máy tính thông qua hồng ngoại 106

Hình 3 18: Truyền dữ liệu giữa hai máy tính thông qua Modem 107

Hình 3 19: Đầu nối RJ-11 107

Hình 3 20: Đầu nối RJ-45 107

Hình 4 1: Ví dụ minh họa phương pháp đếm ký tự 110

Hình 4 2: Ví dụ minh họa phương pháp ký tự bắt đầu - kết thúc 110

Hình 4 3: Ví dụ minh họa phương pháp chuỗi bit bắt đầu - kết thúc 111

Hình 4 4: Quá trình truyền tin và xảy ra xung đột của Pure ALOHA 113

Hình 4 5: Quá trình truyền tin và xảy ra xung đột của Slotted ALOHA 115

Hình 4 6: Lỗi một bit của IEEE 802 118

Hình 4 7: Lỗi nhiều bit của IEEE 802 119

Hình 4 8: Lỗi liên tục của IEEE 802 119

Hình 4 9: Vai trò thiết bị cầu nối Bridge 121

Hình 4 10: Ví dụ mã hóa Machester 123

Hình 4 11: Cấu trúc khung thông tin của Ethernet 125

Hình 4 12: Mô hình mạng 10Base2 126

Hình 4 13: Mô hình mạng 10BaseT 126

Hình 4 14: Mô hình luận lý Token Ring 127

Hình 4 15: Mô tả cấu trúc khung dữ liệu của IEEE 802.5 128

Hình 5 1: Cấu trúc gói tin IP 134

Hình 5 7: Ví dụ minh họa quá trình định tuyến 143

Hình 5 8: Ví dụ minh họa quá trình thực hiện ARP 145

Hình 5 9: Mạng được biểu diễn như một đồ thị 147

Hình 5 10: Tìm đường từ A D dùng Dijkstra 149

Hình 5 11: Bảng chỉ đường phân cấp 152

Hình 5 12: Cơ chế hoạt động của ICMP trong lệnh Ping 153

Hình 5 13: Nguyên tắc hoạt động gán địa chỉ IP trong giao thức DHCP 154

Hình 5 14: Cơ chế hoạt động của DHCP 155

Hình 6 1: Liên hệ các tầng mạng, vận chuyển và ứng dụng 160

Hình 6 2: Chức năng của tầng vận chuyển 163

Hình 6 3: Quy trình bắt tay 3 bước của giao thức TCP 166

Hình 6 4: Quy trình đóng kết nối của giao thức TCP 167

Hình 6 5: Quy tắc truyền dữ liệu tin cậy của giao thức TCP 168

Hình 6 6: Kỹ thuật truyền lại thích ứng trong TCP 169

Hình 6 7: Điều khiển luồng 170

Hình 6 8: Điều khiển luồng theo cơ chế cửa sổ trượt 171

Hình 6 9: Các chỉ số port thông dụng 172

Hình 6 10: Định dạng của phân đoạn TCP 172

Hình 6 11: Các thành phần trong một phân đoạn của UDP 175

Hình 6 12: Tấn công TCP SYN Flood 179

Hình 6 13: Tấn công DDoS trong UDP 180

Hình 7 6: Ví dụ một trang web được thể hiện trên trình duyệt 193

Hình 7 7: Mô hình hoạt động của WWW 194

Hình 7 8: Các thành phần trong một phần tử trong HTML 197

Hình 7 9: Cấu trúc của một trang HTML cơ bản 198

Hình 7 10: Ví dụ minh họa trang web viết bằng ngôn ngữ HTML 199

Hình 7 11: Web tĩnh và Web động 200

Hình 7 12: Quá trình trao đổi thông điệp của HTTP 202

Hình 7 13: Mô hình 3 lớp trong lập trình Web 207

Hình 7 14: Mô hình dịch vụ FTP 208

Hình 7 15: Cơ chế hoạt động FTP 209

Hình 7 16: Phát phương tiện qua web thông qua phương pháp truyền file 212

Hình 7 17: Mô hình kiến trúc H.323 cho điện thoại Internet 214

Hình 7 18: Các thành phần trong văn phòng điện tử 216

Hình 7 19: Mô hình cài đặt văn phòng điện tử 216

Hình 7 20: Tổ chức mô hình mạng hợp lý theo vùng mạng 222

Hình 8 1: Cài đặt Windows Server 2019 bước 1 237

Hình 8 2: Cài đặt Windows Server 2019 bước 2 237

Hình 8 3: Cài đặt Windows Server 2019 bước 3 238

Hình 8 4: Phân vùng ổ đĩa để cài đặt Windows Server 2019 mới 239

Hình 8 5: Nhập mật khẩu cho máy server Windows Server 2019 240

Hình 8 6: Giao diện chính của Windows Server 2019 240

Hình 8 7: Hệ thống mạng LAN chuẩn bị triển khai DHCP 244

Hình 8 8: Mở Remote Desktop trên Server Manager 246

Hình 8 9: Ứng dụng Network Performance Monitor (NPM) 249

Hình 8 10: Giao diện phần mềm Boson Netsim 251

Hình 8 11: Giao diện phần mềm Boson Network Designer 253

DANH MỤC VIẾT TẮTTỪ VIẾT TẮT DIỄN GIẢI

ACK Acknowledgement Character

ACL Access Control List

AD Active Directory

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line

AES Advanced Encryption Standard

AP Access Point

API Application Programming Interface

ARP Address Resolution Protocol

ARPA Advanced Research Projects Agency

ASCII American Standard Code For Information Interchange

ASP Active Server Page

ATA Advanced Technology Attachment

ATM Asynchronous Transfer Mode

BCC Blind Carbon Copy

BIOS Basic Input – Output System

BNC British Naval Connector

BPS Bits Per Second

CDMA Code Division Multiple Access

CPU Central Processing Unit

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection

DBMS Database Management System

DC Domain Controller

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

DNS Domain Name System

DoS Denial of Service

DDoS Distributed Denial-of-Service

DSL Digital Subscriber Line

DSN Domain Name System

Email Electronic Mail

FAT File Allocation Table

FCC Federal Communications Commission

FTP File Transfer Protocol

GSM Global System For Mobile Communications

GUI Graphical User Interface

HDD Hard Disk Drive

HTML Hyper Text Markup Language

HTTP Hyper Text Transfer Protocol

HTTPS Secure Hypertext Transfer Protocol

I/O Input/Output

ICANN Internet Corporation For Assigned Names And Numbers

ICMP Internet Control Message Protocol

IDE Integrated Drive Electronics

IE Internet Explorer

IEEE Institute Of Electrical And Electronics Engineers

IGMP Internet Group Management Protocol

IIS Internet Information Services

IMAP Internet Message Access Protocol

IP Internet Protocol

Ipsec Internet Protocol Security

IPv4 Internet Protocol Version 4

IPv6 Internet Protocol Version 6

IPX Internet Packet Exchange

ISP Internet Service Provider IT Information Technology

JPEG Joint Photographic Experts Group

KB Kilobyte

Kbps Kilobit Per Second

LAN Local Area Network

MAC Media Access Control

MAN Metropolitan Area Network

MB Megabyte

Mbps Megabits Per Second

MHz Megahertz

Modem Modulator/Demodulator

MTA Mail Transfer Agent

MTU Maximum Transmission Unit

NAP Network Access Protection

NAS Network Access Server

NAT Network Address Translation

NetBEUI Netbios Extended User Interface

NetBIOS Network Basic Input/Output System

NFC Near Field Communication

NIC Network Interface Card

NTFS New Technology File System

OS Operating System

OSI Open System Interconnection

P2P Peer-To-Peer

PAN Personal Area Network

PAT Port Address Translation

PC Personal Computer

PCI Peripheral Component Interconnect

PDA Personal Digital Assistant

PGP Pretty Good Privacy

PHP Php: Hypertext Preprocessor

PoE Power Over Ethernet

POP Post Office Protocol

POP3 Post Office Protocol Version 3

PPP Point-To-Point Protocol

QoS Quality Of Service

R/W Read/Write

RAID Redundant Array Of Independent Disks

RAM Random Access Memory

RDP Remote Desktop Protocol

RF Radio Frequency

RFC Request For Comments

RFID Radio Frequency Identification

RIS Remote Installation Service

ROM Read Only Memory

RPC Remote Procedure Call

RTP Real-Time Transport Protocol

SMTP Simple Mail Transfer Protocol

SNMP Simple Network Management Protocol

SSID Service Set Identifier

SSL Secure Sockets Layer

STP Shielded Twisted Pair

SYN Synchronous Idle Character

TCP Transmission Control Protocol

TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol

TDM Time Division Multiplexing

TDMA Time Division Multiple Access

TLD Top-Level Domain

TLS Transport Layer Security

UAC User Account Control

UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter

UDP User Datagram Protocol

URI Uniform Resource Identifier

URL Uniform Resource Locator

URL Uniform Resource Locator

USB Universal Serial Bus

UTP Unshielded Twisted Pair

UTP Unshielded Twisted Pair

VLAN Virtual Local Area Network

VM Virtual Machine

VoIP Voice Over Internet Protocol

VPN Virtual Private Network

W3C World Wide Web Consortium

WAN Wide Area Network

WAP Wireless Access Point

WEP Wired Equivalent Privacy

Wi -Fi Wireless Fidelity

WPA Wi-Fi Protected Access

WPA2 Wi-Fi Protected Access 2

WWAN Wireless Wide Area Network

WWW World Wide Web

WWW World Wide Web

XML Extensible Markup Language

XSS Cross Site Scripting

LỜI GIỚI THIỆU

Ngày nay, với xu thế phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, mạng máy tính và truyền thông dữ liệu là một lĩnh vực then chốt, là một phần không thể thiếu trong đời sống, mang lại những lợi ích to lớn về kinh tế, xã hội, an ninh Mạng Internet đã xóa bỏ mọi rào cản về khoảng cách địa lý, cho phép chia sẻ tài nguyên, lưu trữ và quản lý dữ liệu tập trung, và cũng là nền tảng cung cấp các mô hình thương mại, quản lý điện tử, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, y tế, giáo dục…

Mạng máy tính cũng đã phát triển một cách nhanh chóng và đa dạng cả về quy mô, công nghệ và ứng dụng Do nhu cầu và yêu cầu trình độ cao, những người học và hoạt động trong chuyên ngành Hệ thống công nghệ thông tin cần phải được đào tạo kiến thức về mạng máy tính cơ bản và cập nhật để đáp ứng yêu cầu thực tiễn

Để đáp ứng với yêu cầu học tập của sinh viên, Trường Đại học Ngân hàng TPHCM tổ chức biên soạn Tài liệu tham khảo này với mục tiêu cung cấp cho các bạn sinh viên Đại Học Ngân hàng TPHCM một tài liệu học tập hữu ích để đạt được một nền tảng kiến thức căn bản về mạng máy tính truyền thông đầy đủ và chính xác, kèm theo một số kiến thức công nghệ mạng máy tính hiện đại và các kỹ thuật bảo mật mạng phổ biến

Nội dung của tài liệu này bao gồm 08 chương:

Chương 1: Tổng quan về mạng và truyền thông Khái niệm cơ bản về kiến trúc và một số yếu tố đặc trưng về mạng, các loại mạng máy tính và mục tiêu ứng dụng của nó Chương 2: Các thành phần của mạng Các khái niệm về phần cứng và phần mềm mạng máy tính bao gồm các giao thức và dịch vụ mạng, cũng như giới thiệu về kiến trúc phân tầng và các mô hình tham chiếu

Chương 3: Tầng vật lý Tìm hiểu về các môi trường truyền dẫn, phương tiện để kích hoạt, duy trì và hủy bỏ kiểu kết vật lý giữa các hệ thống trong mạng

Chương 4: Tầng liên kết dữ liệu Tìm hiểu các liên kết, duy trì và hủy bỏ các liên kết dữ liệu, các thiết bị trong tầng Kiểm soát lỗi và kiểm soát lưu lượng

Chương 5: Tầng mạng Tìm hiểu về chọn đường và chuyển tiếp và bộ giao thức liên mạng IP Kèm theo kiến thức cơ bản bảo mật trong tầng mạng

Chương 6: Tầng giao vận Tìm hiểu việc truyền dữ liệu giữa 2 đầu mút, kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu giữa 2 đầu mút, việc ghép kênh cắt/hợp dữ liệu của hai giao thức chính TCP và UDP Kèm theo kiến thức cơ bản bảo mật trong tầng giao vận

Chương 7: Tầng ứng dụng Cung cấp các dịch vụ để người sử dụng có thể truy cập được vào môi trường mạng như dịch vụ tên miền DNS, thư điện tử, WWW, FTP, Multimedia Chương 8: Quản trị mạng trong doanh nghiệp Tìm hiểu về các khía cạnh của quản lý

mạng trong doanh nghiệp, cấu hình và quản trị mạng cơ bản để có thể cài đặt dịch vụ quản lý mạng doanh nghiệp trên hệ điều hành Windows Server

Nhóm biên soạn mong rằng nội dung tài liệu tham khảo học tập này sẽ hỗ trợ cho cho các bạn sinh viên Khoa Hệ thống thông tin quản lý Trường Đại học Ngân hàng TPHCM những nội dung cần thiết trong học tập và trau dồi kiến thức của một lĩnh vực công nghệ mang nhiều ý nghĩa ứng dụng quan trọng hiện nay

Xin chân thành cảm ơn!

TPHCM, tháng 1/2023

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG VÀ TRUYỀN THÔNG

Chương này nhằm giới thiệu cho người đọc lịch sử hình thành các loại mạng truyền dữ liệu đến khi mạng máy tính ra đời, cấu trúc tổng quát của một mạng máy tính, những lợi ích mà mạng máy tính mang lại

1.1 Sơ lược lịch sử phát triển của mạng máy tính

Trong thời đại hiện nay, chỉ cần một vài cái nhấp chuột ta đã có thể tìm kiếm những thông tin mà mình muốn thông qua Internet, truy cập vào những video giải trí với những nội dung kèm theo hình ảnh và âm thanh vô cùng sinh động và đẹp mắt Hay gần gũi hơn với bạn là việc hằng ngày bạn truy cập facebook, zalo, để giải trí và giao lưu với bạn bè Bạn có bao giờ thắc mắc do đâu mà ta lại có được một cuộc sống tiện lợi như thế, phá bỏ mọi rào cản về thời gian và khoảng cách như thế Hãy cùng đi vào tìm hiểu về lịch sử phát triển của mạng máy tính để hiểu rõ hơn về nó

Các mạng máy tính đầu tiên xuất hiện và những năm 1950 và 1960, chúng được sử dụng trong một tổ chức như công ty hoặc phòng nghiên cứu để tạo điều kiện trao đổi thông tin giữa những người và máy tính khác nhau

1.1.1 Sự phát triển của chuyển mạch gói (Packet Switching): 1961–1972

Chuyển mạch gói là một phương phát truyền thông mạng kĩ thuật số, nó nhóm tất cả dữ liệu được truyền thành các khối có kích thước phù hợp được gọi là các gói tin Những gói tin này được truyền qua một phương tiện có thể được chia sẻ bởi nhiều phiên giao tiếp đồng thời Chuyển mạch gói làm tăng khả năng hiệu quả của mạng và cho phép hội tụ công nghệ của nhiều ứng dụng hoạt động trên cùng một mạng

Ngày 24 tháng 7 năm 1961, MIT chấp nhận luận án tiến sĩ của Leonard Kleinrock

"Information Flow in Large Communication Nets" Công trình này được coi là bài

báo đầu tiên về lý thuyết chuyển mạch gói

Tầm quan trọng của lý thuyết Kleinrock ngày càng trở nên rõ ràng hơn Thật vậy,

Internet ngày nay không thể hoạt động nếu không có chuyển mạch gói Cách tiếp cận này được phát triển bởi những nhà khoa học và kỹ sư trong những năm 1960, đã cách mạng hóa cách thức gửi thông tin kỹ thuật số theo đường truyền thông tin liên lạc Nhờ đó việc gửi dữ liệu trở nên rẻ hơn, đáng tin cậy và linh hoạt hơn so với các hệ thống chuyển mạch kênh được sử dụng để liên lạc qua điện thoại

Trước những năm 1970, hầu như tất cả dữ liệu được truyền đi khắp thế giới trên mạng chuyển mạch kênh Trao đổi thông tin qua điện thoại là ví dụ điển hình trong thời điểm này Các nhà nghiên cứu đã gửi các cuộc gọi theo các đường dây được phân bổ trước thời lượng của cuộc trò chuyện Loại lập lịch cố định này không hoạt động tốt với truyền thông kỹ thuật số Tuy nhiên cách thức thực hiện như trên gây ra sự lãng phí, vì lưu lượng dữ liệu xảy ra trong thời gian ngắn và sử dụng ít hơn 10% băng thông Nó cũng

giới hạn đáng kể số lượng người dùng tiềm năng vì chỉ một người dùng có thể sử dụng đường truyền khi gửi một giao tiếp

Khái niệm này sau đó được phát triển bởi nhà nghiên cứu Paul Baran của công ty RAND

Corporation Baran đã thực hiện phân tích về thiết lập hệ thống thông tin liên lạc phân tán cho quân đội Hoa Kỳ vào tháng 8 năm 1964, khi mà họ muốn xây dựng một hệ thống thông tin liên lạc sẽ không bị hỏng nếu một trong các nút của nó bị phá hủy

Hình 1 1: Mô hình chuyển mạch gói đầu tiên trên thế giới

Năm 1965, Davies của Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia Hoa Kỳ đã thiết kế một hệ thống chuyển mạch gói lưu trữ và chuyển tiếp Trong một đề xuất tháng 6/1966, ông đặt ra thuật ngữ gói tin để mô tả các khối dữ liệu 128 byte sẽ di chuyển qua hệ thống

Năm 1966, tổ chức ARPA (Advanced Research Projects Agency) của Hoa Kỳ bắt đầu

làm việc trên một chương trình thử nghiệm để liên kết các máy tính tại các trường đại

học và các phòng thí nghiệm nghiên cứu, được gọi là ARPANET Cuối năm 1969, công

ty của Bolt, Beranek và Newman (BBN) đã đáp ứng yêu cầu đề xuất từ ARPA và phát triển một mạng máy tính gồm bốn nút mạng ARPANET này được liên kết bằng các đường liên lạc thuê gửi dữ liệu với tốc độ 50 kilobit / giây Hoạt động trên nguyên tắc chuyển mạch gói, nó xếp hàng đợi dữ liệu và chia nhỏ thành các gói 128 byte được lập trình với một điểm đến và địa chỉ Máy tính đã gửi các gói tin theo bất kỳ tuyến đường nào sẽ di chuyển nó nhanh nhất đến đích đó

Cơ chế hoạt động

Trong quá trình chuyển đổi này, các gói tin có hai phần - phần đầu (header) và phần tải (playload) Thông tin trong phần đầu cho phép phần cứng/ nút trung gian đảm bảo rằng

các gói tin được hướng tới đích của nó, trong khi dữ liệu xác định được chuyển bởi phần tải

Mỗi gói tin có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích để di chuyển độc lập qua mạng với tốc độ di chuyển bit Các gói được chuyển tiếp không đồng bộ bởi các nút trung gian vì sự tắc nghẽn, hàng đợi, và do đó chúng đi theo các tuyến đường khác nhau Các gói tin này đến đích theo một thứ tự khác, và đích đến sẽ đảm bảo việc tập hợp lại dữ liệu của cùng một tệp

Ví dụ một thông báo bao gồm bốn gói - A, B, C và D Mỗi gói bao gồm địa chỉ nguồn

và đích và đi theo nhiều hơn một tuyến đường để đến đích từ nguồn như Hình 1.2

Hình 1 2: Cơ chế hoạt động của chuyển mạch gói

1.1.2 Mạng nội bộ và kết nối Internet: 1972–1980

Mạng ARPANET ban đầu là một mạng khép kín, liên kết nội bộ các máy tính tại các trường đại học và các phòng thí nghiệm nghiên cứu tại Hoa Kỳ Vào đầu những năm của thập niên 1970, các mạng chuyển mạch gói độc lập bổ sung bên cạnh ARPANET đã ra

đời: ALOHANet, một mạng vi-ba liên kết các trường đại học trên quần đảo Ha-wai, cùng với mạng vệ tinh gói của DARPA và các mạng vô tuyến gói; Telenet, mạng chuyển mạch gói thương mại BBN dựa trên công nghệ ARPAnet; Cyclades, một mạng chuyển

mạch gói của Pháp do Louis Pouzin đi tiên phong… Vào đầu những năm 1970, số lượng mạng máy tính ngày càng tăng lên Với nhận thức chung, khi đó người ta đã có thể thấy rằng đây là thời điểm đã chín muồi để phát triển một kiến trúc mạng bao trùm để kết nối

các mạng với nhau Dưới sự tài trợ của Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng (DARPA), dự án tiên phong về kết nối các mạng, về bản chất là tạo ra một mạng lưới liên kết, được thực hiện bởi Vinton Cerf và Robert Kahn và thuật ngữ Internetting được đặt ra để mô tả công việc này

Các nguyên tắc kiến trúc liên mạng này đã được thể hiện trong mô hình TCP (Transmission Control Protocol) Tuy nhiên, các phiên bản đầu tiên của TCP hoàn toàn khác với TCP ngày nay Các phiên bản đầu tiên của TCP đã kết hợp việc phân phối dữ liệu theo trình tự tin cậy, thông qua khả năng gửi lại dữ liệu cho hệ thống cuối với các chức năng chuyển tiếp Khi thử nghiệm ban đầu với TCP, người ta đã nhận ra tầm quan trọng của một dịch vụ truyền tải điểm cuối-đến-điểm cuối không tin cậy, nhằm kiểm soát luồng đối với các ứng dụng đòi hỏi nhịp độ giọng nói, đã dẫn đến việc tách IP ra khỏi TCP và sự phát triển của giao thức UDP Ba giao thức Internet quan trọng mà ngày nay đã phổ biến là TCP, UDP và IP đã được đưa ra về mặt khái niệm vào cuối những năm của thập niên 1970

Ngoài nghiên cứu liên quan đến Internet của DARPA, nhiều hoạt động mạng quan trọng khác cũng đang được tiến hành Tại Ha-wai, Norman Abramson đã phát triển ALOHAnet, một mạng vô tuyến dựa trên gói cho phép nhiều địa điểm từ xa trên quần đảo Ha-wai liên lạc với nhau Giao thức ALOHA là giao thức đa truy cập đầu tiên, cho phép người dùng phân tán theo địa lý chia sẻ một phương tiện truyền thông quảng bá duy nhất, là tiền đề phát triển giao thức Ethernet cho các mạng chia sẻ trên đường truyền Giao thức Ethernet được thúc đẩy bởi nhu cầu kết nối nhiều máy tính, máy in và ổ đĩa dùng chung, đã đặt nền móng cho mạng nội bộ ngày nay

1.1.3 Sự phổ biến của các mạng: 1980–1990

Vào cuối những năm 1970, khoảng hai trăm máy chủ được kết nối với ARPANET Vào cuối những năm 1980, số lượng máy chủ được kết nối với mạng Internet công cộng, một liên hợp các mạng giống như Internet ngày nay, đã lên tới con số hàng trăm nghìn Những năm 1980 là thời kỳ phát triển vượt bậc của mạng máy tính trên thế giới Phần lớn sự phát triển đó là kết quả của một số nỗ lực riêng biệt nhằm tạo ra các mạng máy tính liên kết các trường đại học với nhau Mạng BITNET đã được thiết lập để cung cấp dịch vụ gửi e-mail và chuyển hồ sơ giữa một số trường đại học ở Đông Bắc Hoa Kỳ CSNET được thành lập để liên kết các nhà nghiên cứu đại học không có quyền truy cập vào ARPANET Năm 1986, NSFNET được tạo ra để cung cấp quyền truy cập vào các trung tâm siêu máy tính do do tổ chức NSF tài trợ

Ngày 1 tháng 1 năm 1983, cộng đồng tham gia mạng ARPANET đã chứng kiến việc triển khai chính thức TCP/IP làm giao thức máy chủ lưu trữ, làm tiêu chuẩn mới cho ARPANET Vào cuối những năm 1980, các phần mở rộng quan trọng đã được thực hiện

cho TCP để thực hiện kiểm soát tắc nghẽn dựa trên máy chủ, DNS được sử dụng để ánh xạ giữa tên Internet mà con người có thể đọc được và địa chỉ IP 32-bit cũng đã được phát triển

Song song với sự phát triển này của ARPANET (phần lớn là nỗ lực của Hoa Kỳ), vào đầu những năm 1980, người Pháp đã khởi động dự án Minitel, một kế hoạch đầy tham vọng nhằm đưa mạng dữ liệu vào nhà của mọi người Được chính phủ Pháp tài trợ, hệ thống Minitel bao gồm một mạng chuyển mạch gói công cộng (dựa trên bộ giao thức X.25), các máy chủ Minitel và các thiết bị đầu cuối rẻ tiền được tích hợp sẵn modem tốc độ thấp Minitel đã trở nên thành công rực rỡ vào năm 1984 khi chính phủ Pháp tặng miễn phí một thiết bị đầu cuối Minitel cho mỗi hộ gia đình Pháp muốn có một thiết bị đầu cuối Vào thời kỳ đỉnh cao vào giữa những năm 1990, nó cung cấp hơn 20.000 dịch vụ, từ ngân hàng tại nhà đến cơ sở dữ liệu nghiên cứu chuyên biệt Minitel đã chiếm một tỷ lệ lớn trong các ngôi nhà ở Pháp 10 năm trước khi hầu hết người Mỹ nghe nói đến Internet

1.1.4 Sự bùng nổ Internet: Những năm 1990

Nguồn gốc của Internet bắt nguồn rất sớm từ Hoa Kì vào những năm 1950 nhưng cho mãi đến năm 1990 mới thật sự là thời kì bùng nổ của Internet Những năm 1990 được mở ra với một số sự kiện tượng trưng cho sự phát triển liên tục và việc thương mại hóa Internet sắp ra mắt Khi đó ARPANET tiền thân của Internet, đã không còn tồn tại Cũng trong giai đoạn này mà nhiều thiết bị hiện đại hơn được phát minh và đặt một nền móng nhất định cho sự phát triển của máy tính điện tử cũng như mạng Internet sau này Trong số những phát minh trong thời gian này, có hai phát minh nổi bật đó chính là máy tính điện tử đầu tiên (Hình 1.3) và máy tính cá nhân Apple (Hình 1.4)

Hình 1 3: Máy tính Elliott - một trong những máy tính điện tử đầu tiên

Hình 1 4: Máy tính cá nhân Apple 1984

1.1.4.1 Sự ra đời của TCP/IP

TCP / IP là viết tắt của Transmission Control Protocol / Internet Protocol Thuật ngữ này được sử dụng để mô tả một tập hợp các giao thức chi phối cách dữ liệu di chuyển qua mạng

Sau khi tạo ra ARPANET, nhiều mạng máy tính bắt đầu tham gia vào mạng hơn, và nhu cầu về một bộ quy tắc đã được thống nhất để xử lý dữ liệu xuất hiện Năm 1974, hai nhà

khoa học máy tính người Hoa Kỳ, Bob Kahn và Vint Cerf, đã đề xuất một phương pháp

mới liên quan đến việc gửi các gói dữ liệu trong một phong bì kỹ thuật số

(datagram) Địa chỉ trên gói dữ liệu có thể được đọc bởi bất kỳ máy tính nào, nhưng chỉ

máy chủ cuối cùng mới có thể mở phong bì và đọc tin nhắn bên trong Kahn và Cerf gọi phương pháp này là giao thức điều khiển truyền TCP TCP cho phép các máy tính nói cùng một ngôn ngữ và nó đã giúp ARPANET phát triển thành một mạng lưới toàn cầu được kết nối với nhau

IP là viết tắt của giao thức Internet, và khi kết hợp với TCP sẽ giúp lưu lượng truy cập Internet tìm thấy điểm đến của nó Mọi thiết bị được kết nối với Internet đều được cấp một IP duy nhất, địa chỉ IP này có thể được sử dụng để tìm vị trí của bất kỳ thiết bị kết nối Internet nào trên thế giới

1.1.4.2 Sự ra đời của DNS

DNS là viết tắt của Domain Name System Nó tương đương với một danh bạ điện thoại

của Internet và chuyển đổi những địa chỉ IP khó nhớ thành những cái tên đơn giản Vào đầu những năm 1980, công nghệ rẻ hơn và sự xuất hiện của máy tính để bàn đã cho

phép sự phát triển nhanh chóng của mạng cục bộ Sự gia tăng số lượng máy tính trên mạng khiến việc theo dõi tất cả các địa chỉ IP khác nhau trở nên khó khăn

Vấn đề này đã được giải quyết bằng sự ra đời của Hệ thống Tên miền (DNS) vào năm 1983 DNS được phát minh bởi Paul Mockapetris và Jon Postel tại Đại học Nam

California Đó là một trong những đổi mới mở đường cho World Wide Web

1.1.4.3 Sự ra đời của World Wide Web

Sự kiện chính của những năm 1990 là sự xuất hiện của ứng dụng World Wide Web

Ứng dụng này đã đưa Internet vào gia đình và doanh nghiệp của hàng triệu người trên toàn thế giới Dịch vụ Web như một nền tảng để kích hoạt và triển khai hàng trăm ứng dụng mới mà chúng ta coi là đã được sử dụng rất phổ biến ngày nay, bao gồm tìm kiếm (Google, Bing…), thương mại điện tử (Amazon, eBay…) và mạng xã hội (Facebook, Youtube…)

Web được Tim Berners-Lee phát minh tại CERN từ năm 1989 đến năm 1991, dựa trên những ý tưởng bắt nguồn từ công trình siêu văn bản trước đó từ những năm 1940 của Vannevar Bush và từ những năm 1960 bởi Ted Nelson Berners-Lee và các cộng sự của ông đã phát triển các phiên bản ban đầu của

HTML, HTTP, máy chủ Web và trình duyệt bốn thành phần chính của Web

Vào khoảng cuối năm 1993, có khoảng hai trăm máy chủ Web đang hoạt động, tập hợp các máy chủ này chỉ là một dấu hiệu báo trước những gì sắp xảy ra Vào khoảng thời gian này, một số nhà nghiên cứu đang phát triển các trình duyệt Web với giao diện GUI Nửa cuối những năm 1990 là thời kỳ phát triển và đổi mới to lớn của Internet, với các tập đoàn lớn và hàng nghìn công ty khởi nghiệp tạo ra các sản phẩm và dịch vụ Internet Vào cuối thiên niên kỷ, Internet đã hỗ trợ hàng trăm ứng dụng phổ biến, trong đó có bốn ứng dụng phổ biến và phát triển hàng đầu, trong đó đáng chú ý nhất đó chính là Email và Web

1.1.4.4 Sự khởi đầu của Email

Email là một kêt quả thành tựu nhanh chóng đạt được của sự phát triển của ARPANET Khi mạng ngày càng phổ biến, người dùng nhanh chóng nhận ra tiềm năng của mạng như một công cụ để gửi tin nhắn giữa các máy tính ARPANET khác nhau Ray Tomlinson , một lập trình viên máy tính người Mỹ đã phát minh ra thư điện tử như chúng ta biết ngày nay Ông đưa ra ý tưởng rằng đích của một thông báo nên được chỉ ra bằng ký hiệu @, ký hiệu này lần đầu tiên được sử dụng để phân biệt giữa tên của người dùng cá nhân và tên của máy tính của họ (tức là người dùng @ máy tính) Khi DNS được giới thiệu, điều này đã được thay đổi thành user@host.domain

Người dùng email ban đầu đã gửi tin nhắn cá nhân và bắt đầu gửi thư về các chủ đề cụ thể trong công việc nghiên cứu Sau đó, nó đã bắt đầu trở thành một nơi để giao tiếp, nói

chuyện và kết bạn thay vì chỉ dành cho việc nghiên cứu

1.1.4.5 Sự phát triển của Internet 1985 - 1995

Việc phát minh ra DNS, việc sử dụng chung TCP / IP và sự phổ biến của email đã gây ra sự bùng nổ hoạt động trên Internet Từ năm 1986 đến năm 1987, mạng lưới đã phát triển từ 2.000 máy chủ lên 30.000 máy Mọi người hiện đang sử dụng Internet để gửi tin nhắn cho nhau, đọc tin tức và trao đổi tệp tin Tuy nhiên, những thông tin cần được lưu trữ vào mạng Internet và để cho mọi người dùng truy xuất thuận tiện, sử dụng nó một cách hiệu quả thì vẫn hạn chế do chưa có sự thống nhất về cách định dạng các tài liệu trên mạng

Để giải quyết cho vấn đề này, vào năm 1989 một nhà khoa học máy tính người Anh tên

là Tim Berners-Lee gửi đề xuất cho ông chủ của ông ấy – ông Cern tại phòng thí nghiệm

nghiên cứu hạt quốc tế ở Geneva, Thụy Sĩ Berners-Lee đã đề xuất một cách mới để cấu trúc và liên kết tất cả thông tin có sẵn trên mạng máy tính của CERN giúp truy cập nhanh

chóng và dễ dàng Khái niệm web thông tin của ông cuối cùng đã trở thành World Wide

Web

Sự ra mắt của trình duyệt Mosaic vào năm 1993 đã mở ra trang web cho một đối tượng

mới là những người không thuộc giới học thuật và mọi người bắt đầu khám phá việc tạo

các trang web HTML của riêng họ dễ dàng như thế nào Do đó, số lượng trang web đã

tăng từ 130 vào năm 1993 lên hơn 100.000 vào đầu năm 1996

Đến năm 1995, Internet và World Wide Web đã trở thành hiện tượng: Netscape

Navigator, trình duyệt phổ biến nhất vào thời điểm đó, có khoảng 10 triệu người dùng toàn cầu

Sự khác nhau giữa Internet và World Wide Web

Thuật ngữ 'World Wide Web' và 'Internet' thường bị nhầm lẫn Internet là cơ sở hạ tầng mạng kết nối các thiết bị với nhau, trong khi World Wide Web là một phương thức truy cập thông tin thông qua phương tiện internet

1.2 Khái niệm cơ bản về mạng 1.2.1 Khái niệm về mạng

Mạng chỉ khái niệm kết nối các thiết bị mạng lại với nhau nhằm mục đích chia sẻ thông tin Mạng bao gồm nhiều thành phần và chúng được nối với nhau theo một cách thức nào đó và cùng sử dụng chung một ngôn ngữ Thông qua mạng này các chương trình tin tức, thể thao, điện ảnh, phim truyện, được dùng chung giữa các trạm phát Mạng truyền thông ra đời sớm nhất và phổ biến nhất là mạng điện thoại Và một mạng truyền thông vô cùng quen thuộc và phổ biến ngày nay đó chính là mạng máy tính Internet – một tập hợp các mạng hay mạng mạng

1.2.2 Khái niệm mạng máy tính

Mạng máy tính bao gồm nhiều thành phần và chúng được nối với nhau theo một cách thức nào đó và cùng sử dụng chung một ngôn ngữ Khác với các trạm truyền hình chỉ gửi thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại cho A

Bên cạnh khái niệm về mạng máy tính ta cần hiểu sơ lược một số những khái niệm liên quan để hiểu rõ hơn về nó:

- Các thiết bị đầu cuối (end system): kết nối với nhau để tạo thành mạng, có thể là mạng máy tính hoặc các thiết bị khác Các thiết bị có thể kết nối vô mạng máy tính ngày càng trở nên nhiều hơn, ví dụ như điện thoại di động, máy tính bảng, tivi, loa,

- Môi trường truyền (media): thực hiện việc truyền dẫn các tín hiệu vật lý Môi trường truyền có thể là các loại dây dẫn (điển hình là dây cáp), sóng (sóng điện tử, tia hồng ngoại, dành cho các thiết bị không dây)

- Giao thức (protocol): là quy tắc quy định cách thức trao đổi dữ liệu giữa các vật thể Hiểu và nắm được ba khái niệm nêu trên sẽ cho ta được một khái niệm hoàn chỉnh về mạng máy tính, cụ thể như sau:

Mạng máy tính là một nhóm gồm hai hoặc nhiều hệ thống máy tính được liên kết với nhau bằng các đường truyền vật lý, có khả năng trao đổi thông tin với nhau bằng cách sử dụng chung một nhóm giao thức Mạng máy tính còn dùng để chia sẻ tài nguyên thông qua các phương tiện truyền thông mạng Để hoạt động thành công, các mạng được kết nối với nhau tuân theo các quy tắc chuẩn hóa để giao tiếp Mỗi mạng tham gia chấp nhận và tuân thủ các quy tắc này

Hình 1 5: Minh họa mạng máy tính

Theo như những mô tả một ví dụ về mạng máy tính được thể hiện trong Hình 1.5, ta có

thể có được một sự hình dung về mô hình tổng thể của một mạng máy tính: trong mạng máy tính có rất nhiều những thiết bị nối kết, các thiết bị đầu cuối máy tính, máy in, và chúng được kết nối với nhau theo nhiều kiểu kết nối khác nhau: hình vòng, hình tuyến (bus), hình sao (star) Và, nội dung chi tiết về các thiết bị nối kết cũng như các kiểu kết

nối sẽ được nêu một cách chi tiết hơn ở Chương 2 và Chương 3 Tại sao cần có mạng máy tính?

Chúng ta thấy nhu cầu phải có mạng máy tính vì:

- Sự hình thành mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu chia sẻ và dùng chung tài nguyên Người dùng có nhu cầu trao đổi với nhau về những dữ liệu, thông tin hoặc các phần mềm, các ứng dụng Ví dụ chúng ta có thể nhờ những phần mềm trò chuyện trực tuyến hay email để liên lạc và trao đổi với bạn bè Vì thế cách tổ chức mạng hiện nay chủ yếu để chia sẻ, dùng chung tài nguyên và giao tiếp trực tuyến

- Việc trao đổi thông tin có dung lượng lớn khó thực hiện được với các máy tính đơn lẻ, mà lại trở nên rất đơn giản với các máy tính được nối mạng

- Nhu cầu dùng chung các tài nguyên máy tính như dữ liệu, phần mềm, máy in, từ nhiều máy tính khác nhau (Ví dụ một văn phòng có kết nối mạng thì chỉ cần trang bị 01 máy in là đủ phục vụ cho cả 5 nhân viên trong phòng) Mạng còn cho phép mọi người có thể sử dụng chung một phiên bản của cùng ứng dụng

1.2.3 Ưu và nhược điểm của mạng máy tính

Mạng máy tính đã trở thành một trong những cách thành công nhất để chia sẻ thông tin, nơi tất cả các máy tính được liên kết có dây hoặc không dây với nhau bằng một mạng chung Giờ đây, các doanh nghiệp và tổ chức chủ yếu dựa vào nó để truyền thông điệp và thông tin đến các kênh thiết yếu Điều đó không chỉ mang lại lợi ích cho các tổ chức, mà còn cho các cá nhân, vì họ cũng cần chia sẻ thông tin quan trọng mỗi ngày Tuy nhiên, mạng máy tính không phải chỉ có những ưu điểm và lợi ích mà bên cạnh đó, nó cũng có những nhược điểm mà cho đến thời điểm hiện nay ta vẫn chưa giải quyết được một cách hoàn toàn triệt để, cụ thể như sau:

Ưu điểm:

Tăng cường giao tiếp và tính sẵn có của thông tin

Kết nối mạng cho phép những cách thức giao tiếp giữa người dùng được tăng cường phát triển Tin nhắn tức thì giờ đây có thể cho phép người dùng nói chuyện trong thời gian thực và gửi tệp cho người khác dù họ ở bất kỳ đâu trên thế giới, đây là một lợi ích to lớn cho các doanh nghiệp Ngoài ra, nó cho phép truy cập vào một lượng lớn thông tin hữu ích, bao gồm các tài liệu tham khảo và các dữ kiện

Cho phép chia sẻ tài nguyên thuận tiện hơn

Lợi ích này rất quan trọng, đặc biệt đối với các công ty lớn, những công ty có số lượng lớn các tài nguyên để chia sẻ cho tất cả mọi người Công nghệ liên quan đến việc đảm bảo rằng các tài nguyên mà người dùng muốn có được, sẽ được chia sẻ hoàn toàn bằng cách kết nối với mạng máy tính mà người dùng đang sử dụng Mạng cũng giúp cho các tài nguyên, đặc biệt là các thiết bị đắt tiền, có thể sẵn dùng cho mọi người trên mạng mà không cần quan tâm đến vị trí thực của tài nguyên Về mặt thiết bị, các thiết bị chất lượng cao thường đắt tiền, chúng thường được dùng chung cho nhiều người nhằm giảm chi phí và dễ bảo quản Về mặt chương trình và dữ liệu, khi được dùng chung, mỗi thay đổi sẽ cập nhật cho mọi thành viên trên mạng ngay lập tức Điều này thể hiện rất rõ tại các nơi như ngân hàng, các đại lý bán vé máy bay

Làm cho việc chia sẻ tệp tin dễ dàng hơn

Mạng máy tính cho phép mọi người dễ dàng truy cập hơn để chia sẻ tệp của họ, điều này giúp họ tiết kiệm nhiều thời gian và công sức hơn, vì họ có thể chia sẻ tệp một

cách phù hợp và hiệu quả hơn

Mạng cho phép nâng cao độ tin cậy

Khi sử dụng mạng, có thể thực hiện một chương trình tại nhiều máy tính khác nhau, nhiều thiết bị có thể dùng chung Điều này tăng độ tin cậy trong công việc vì khi có máy tính hoặc thiết bị bị hỏng, công việc vẫn có thể tiếp tục với các máy tính hoặc thiết bị khác trên mạng trong khi chờ sửa chữa.

Có tính linh hoạt cao

Đơn giản là vì nó mang lại cho người dùng cơ hội khám phá mọi thứ về những thứ thiết yếu, ví dụ như phần mềm mà không ảnh hưởng đến chức năng của chúng Thêm vào đó, mọi người sẽ có khả năng tiếp cận tất cả thông tin họ cần để lấy và chia sẻ

Mạng giúp cho công việc đạt hiệu suất cao hơn

Khi chương trình và dữ liệu đã dùng chung trên mạng, có thể bỏ qua một số khâu đối chiếu không cần thiết Việc điều chỉnh chương trình (nếu có) cũng tiết kiệm thời gian hơn do chỉ cần cài đặt lại trên một máy Về mặt tổ chức, việc sao chép dữ liệu phòng hờ tiện lợi hơn do có thể giao cho chỉ một người thay vì mọi người phải tự sao chép phần của mình.

Là một hệ thống có chi phí thấp

Việc cài đặt phần mềm mạng trên thiết bị của bạn sẽ không tốn quá nhiều chi phí, vì bạn được đảm bảo rằng phần mềm này tồn tại lâu dài và có thể chia sẻ thông tin hiệu quả Ngoài ra, ta không cần phải thay đổi phần mềm thường xuyên vì hầu như điều này là không bắt buộc

Với mạng máy tính, bạn có thể sử dụng nhiều sản phẩm phần mềm có sẵn trên thị trường, có thể được lưu trữ hoặc cài đặt trong hệ thống hoặc máy chủ của bạn và sau đó có thể được sử dụng bởi các máy trạm khác nhau

Tăng khả năng lưu trữ

Vì những thông tin sẽ được chia sẻ các tệp và tài nguyên cho người khác, do đó mà ta phải đảm bảo tất cả dữ liệu và nội dung được lưu trữ đúng cách trong hệ thống Với công nghệ mạng này, bạn có thể thực hiện tất cả những điều này mà không gặp bất kỳ rắc rối nào, trong khi vẫn có đủ dung lượng lưu trữ cần thiết

Ngoài ra, mạng máy tính mang lại những thuận lợi trong làm việc nhóm, quản lý tập trung, hay các kỹ thuật xử lý phân bố

Nhược điểm:

Thiếu tính độc lập

Mạng máy tính liên quan đến một quá trình được vận hành bằng máy tính, vì vậy mọi người sẽ phụ thuộc nhiều hơn vào công việc của máy tính Bên cạnh đó, chúng

sẽ phụ thuộc vào máy chủ chính, điều này có nghĩa là, nếu như máy chủ chính xảy ra sự cố thì mọi hoạt động sẽ dừng lại và con người không thể tiếp tục thực hiện công việc của mình Bên cạnh máy chủ chính, nếu nó có một thiết bị bắc cầu hoặc một máy chủ liên kết trung tâm bị lỗi, toàn bộ mạng cũng sẽ ngừng hoạt động

Vấn đề về bảo mật

Bởi vì sẽ có một số lượng lớn người sử dụng mạng máy tính để lấy và chia sẻ một số tệp và tài nguyên nên khả năng bảo mật của một người dùng có khả năng sẽ gặp phải một số những rủi ro không mong muốn Đây cũng chính là vấn đề nan giải nhất mà cho đến thời điểm hiện tại, chúng ta vẫn chưa thể tìm ra một giải pháp nào đủ hoàn hảo để giải quyết triệt để vấn đề này

Tạo điều kiện cho sự xuất hiện của vi-rút máy tính và phần mềm độc hại

Sẽ có những trường hợp tệp dữ liệu được lưu trữ bị hỏng do vi-rút máy tính Do đó, quản trị viên mạng nên tiến hành kiểm tra thường xuyên hệ thống và các tệp cần được lưu trữ dự phòng

Yêu cầu một trình xử lý hiệu quả

Để một mạng máy tính hoạt động hiệu quả và tối ưu, nó đòi hỏi kỹ năng kỹ thuật cao trong vận hành và quản trị mạng Một người chỉ có những kỹ năng cơ bản không thể làm được công việc này

Đòi hỏi một thiết lập ban đầu đắt tiền

Mặc dù mạng máy tính hiện nay được cho là một hệ thống rẻ hơn trong vận hành, nhưng chi phí thiết lập ban đầu của nó vẫn có thể cao tùy thuộc vào số lượng máy tính được kết nối Các thiết bị đắt tiền, chẳng hạn như bộ định tuyến, thiết bị chuyển mạch có thể tăng thêm chi phí

1.3 Một số yếu tố đặc trưng về mạng 1.3.1 Tính hiệu quả cơ bản

Tính hiệu quả cơ bản của một hệ thống giao tiếp dữ liệu trong mạng máy tính phụ thuộc 3 đặc điểm quan trọng cơ bản:

Phân phát: Phải phân phát dữ liệu đúng đích Đây là một yếu tố quan trọng đảm

bảo cho việc thông tin có bị mất mát và gói tin có được chuyển cho đúng người cần nhận tin hay không

Chính xác: Ngoài việc phân phát dữ liệu đến đúng đích thì một mạng hiệu quả còn

phải đảm bảo được tính chính xác của những dữ liệu được truyền đi Nếu dữ liệu truyền cho người nhận bị sai lệch thì quá trình truyền tin này sẽ không có ý nghĩa

Đúng lúc: Phải phân phát dữ liệu đúng lúc và kịp thời Đây là yếu tố quan trọng

cuối cùng để nhận biết một mạng hiệu quả

1.3.2 Đường truyền vật lý

Đường truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu giữa các máy tính Các tín hiệu đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân Tất cả các tín hiệu đó đều thuộc dạng sóng điện từ (trải từ tần số sóng radio, sóng ngắn, tia hồng ngoại) ứng với mỗi loại tần số của sóng điện tử có các đường truyền vật lý khác nhau để truyền tín hiệu

Hiện nay có hai loại đường truyền:

Đường truyền hữu tuyến: cáp đồng trục, cáp đôi dây xoắn, cáp sợi quang Đường truyền vô tuyến: radio, sóng cực ngắn, tia hồng ngoại

Các đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý:

- Thông lượng: Thông lượng là tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền của mạng

tại một thời điểm, thường được tính bằng số lượng bít được truyền đi trên một giây (bps) Thông lượng có thể thay đổi liên tục theo thời gian, tương tự như tốc độ dòng nước chảy trong một đường ống nước

Thông lượng giúp chúng ta hiểu và định lượng hiệu suất mạng Hiệu suất mạng

thường là sự khác biệt giữa một ngày làm việc hiệu quả và không hiệu quả Do đó, nhu cầu đo lường và giám sát thông lượng trở nên rõ ràng Giám sát thông lượng có thể giúp hiểu cách thức hoạt động của mạng của bạn, cho phép bạn phản ứng tốt hơn với các tắc nghẽn, giúp cải thiện quy hoạch mạng và dẫn đến khắc phục sự cố mạng hiệu quả hơn

- Băng thông (Bandwidth): Băng thông là khả năng cho phép một lượng thông tin

di chuyển từ nơi này sang nơi khác trong một khoảng thời gian (thông thường tính trong 1 giây) Cũng có thể hiểu đây là khả năng tối đa tốc độ truyền dữ liệu của một đường truyền, tương tự như kích thước của một đường ống nước

Băng thông mô tả dữ liệu lớn nhất mà người truy cập có thể tải xuống hoặc đăng lên giữa các website trên máy tính trong 1 thời gian nhất định

Băng thông được đo bằng đơn vị bit trên giây (bps) Trên máy tính hiện nay thì tốc độ băng thông lên tới hàng triệu bit trên giây (Mbps) hay thậm chí là hàng tỷ bit trên giây (Gbps)

Có thể nhiều người sẽ đặt ra một câu hỏi là “Tại sao ta phải đo băng thông?” Đó

là vì: Đo băng thông sẽ giúp kiểm soát các kết nối mạng mà bạn trả phí có hoạt động theo đúng thông số không Nếu gia đình của bạn muốn sử dụng băng thông thì nên đánh giá kiểm tra băng thông trước để lựa chọn dịch vụ nhà mạng cung cấp mạng

- Độ suy hao và sự mất gói tin

Độ suy hao: qua thời gian, đường truyền vật lý sẽ có độ suy hao nhất định Độ suy

hao này là một yếu tố không thể tránh khỏi trong quá trình truyền tin do một số tác nhân bên ngoài (bức xạ, khoảng cách, ) và bên trong gây ra Điều này có thể ảnh hướng đến chất lượng truyền tin

Mất gói tin: xảy ra khi gói tin không đi được đích đến thích hợp của nó Điểm đến

có thể là máy tính để bàn của bạn được kết nối trực tiếp với mạng qua dây hoặc điện thoại di động của bạn nếu nó được kết nối với bộ định tuyến qua WiFi hoặc bất kỳ thiết bị tương tự nào khác Mất gói có thể xảy ra do một trong các nguyên nhân điển hình dưới đây:

Mạng bị tắc nghẽn

Mất gói tin thông thường xảy ra trên một mạng bị tắc nghẽn Khi điều này xảy ra, các gói tin bị dừng lại quá lâu tại điểm bị tắc nghẽn mà không thể đến điểm nhận, nên sẽ bị hủy bớt để giảm mức độ tắc nghẽn trên mạng

Hiệu suất của thiết bị

Mặc dù băng thông có thể hoạt động tốt, nhưng dù thế, bạn có thể phải đối mặt với các vấn đề với mạng, nếu hiệu suất xử lý của bộ định tuyến, thiết bị chuyển mạch hoặc thậm chí tường lửa không theo kịp với băng thông Sử dụng bộ định tuyến hoặc thiết bị chuyển mạch lỗi thời là một trong những lý do chính đằng sau các loại sự cố này

Lỗi hoặc phần cứng bị lỗi

Nếu có lỗi là một vấn đề liên quan đến hệ thống dây cáp, bạn thường có thể phát hiện lỗi trên máy tính bằng cách lệnh Ping địa chỉ IP và thường sẽ nhận được một thông báo ping thất bại Trường hợp này liên quan đến vấn đề phần cứng, bạn sẽ nhận thấy một số thông báo lỗi trên nhật ký hệ thống

- Độ nhiễu điện từ

Nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference), là những tín hiệu điện không mong

muốn được sinh ra từ năng lượng điện trường Những tín hiệu này có thể làm rối loạn, gián đoạn các đường truyền, hay làm cản trở, suy hao tín hiệu điện trong mạch dẫn đến làm mất hoặc làm sai lệch tín hiệu trong các hệ thống

Nhiễu điện từ có thể phát sinh từ nhiều nguồn, do con người tạo ra hoặc tự nhiên Nó cũng có thể có nhiều đặc điểm phụ thuộc vào nguồn của nó và bản chất của cơ chế làm phát sinh nhiễu

Hình 1 6: Cơ chế hoạt động của độ nhiễu điện từ

Theo Hình 1.6, ta có thể mô tả khái quát cơ chế hoạt động của độ nhiễu điện từ (EMI) như sau: Cơ chế hoạt động của EIM là hoạt động theo cơ chế khớp nối: Khớp nối dẫn xảy ra khi phát xạ EMI được truyền dọc theo dây cáp dẫn kết nối nguồn của EMI và bộ thu với nhau EMI được kết hợp theo cách này phổ biến trên các đường cấp điện Khớp nối bức xạ là dạng khớp nối EMI phổ biến và thường gặp nhất Không giống như dẫn truyền, nó không liên quan đến bất kỳ kết nối vật lý nào giữa nguồn và máy thu vì nhiễu được phát ra, bức xạ qua không gian tới máy thu Khớp nối điện dung tồn tại khi điện áp thay đổi trong nguồn điện dung truyền điện tích cho vật bị tác động

Phân loại độ nhiễu điện từ

Độ nhiễu từ sẽ được phân loại theo nhiều cách khác nhau:

- Theo cách nhiễu điện từ được tạo ra:

 Nhiễu điện từ do con người tạo ra: Loại nhiễu điện từ này thường phát sinh từ

các mạch điện tử khác, mặc dù một số nhiễu điện từ có thể phát sinh từ việc chuyển đổi dòng điện lớn, v.v

 Nhiễu điện từ xuất hiện tự nhiên: Loại nhiễu điện từ này có thể phát sinh từ nhiều

nguồn - nhiễu vũ trụ cũng như sét và các loại nhiễu khí quyển khác đều góp phần

- Theo thời lượng:

 Nhiễu liên tục: Loại nhiễu điện từ này thường phát sinh từ một nguồn như mạch

phát ra tín hiệu liên tục Tuy nhiên, nhiễu liên tục có thể được tạo ra theo một số cách, có thể là do con người tạo ra hoặc xảy ra tự nhiên

 Nhiễu xung: Một lần nữa, loại nhiễu điện từ này có thể do con người tạo ra hoặc

xảy ra tự nhiên Ánh sáng chớp tắt và các hệ thống chuyển mạch đều góp phần tạo ra nhiễu xung, là một dạng của nhiễu điện từ

- Theo băng thông của nhiễu điện từ:

Nguồn

Điện dung Cảm

điện

Truyền điện

Vật chịu tác động

Bức xạ

 Băng thông hẹp: Thông thường, dạng nhiễu điện từ này có thể là một nguồn sóng

mang duy nhất - có thể được tạo ra bởi một bộ dao động ở dạng nào đó Một dạng khác của nhiễu điện từ băng hẹp là các tín hiệu giả do xuyên điều chế và các dạng biến dạng khác trong thiết bị phát, chẳng hạn như điện thoại di động của bộ định tuyến Wi-Fi Các tín hiệu giả này sẽ xuất hiện tại các điểm khác nhau trong phổ và có thể gây nhiễu cho người sử dụng phổ vô tuyến khác Vì vậy, các tín hiệu giả này phải được giữ trong giới hạn chặt chẽ

 Băng thông rộng: Có nhiều dạng nhiễu băng thông rộng có thể gặp phải Nó có

thể phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau Nhiễu băng thông rộng do con người tạo ra có thể phát sinh từ các nguồn như máy hàn hồ quang, nơi liên tục tạo ra tia lửa Nhiễu băng thông rộng xuất hiện tự nhiên từ Mặt trời - nó có thể gây ra ánh sáng mặt trời cho các hệ thống truyền hình vệ tinh khi Mặt trời xuất hiện phía sau vệ tinh và nhiễu có thể che mất tín hiệu vệ tinh mong muốn

1.3.3 Kiến trúc mạng máy tính

Kiến trúc mạng là gì?

Kiến trúc mạng là thể hiện cách nối các máy tính với nhau ra sao và tập các quy tắc, quy

ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để mạng hoạt động tốt Một mạng bao gồm thiết bị truyền dẫn, giao thức truyền thông, phần mềm và cơ sở hạ tầng Các kiến trúc sư mạng đảm bảo rằng kết nối giữa các thành phần không bị gián đoạn Có nhiều cách để tiếp cận thiết kế kiến trúc mạng, cách này tùy thuộc vào mục đích và kích thước của mạng Ví dụ, mạng diện rộng (WAN) dùng để chỉ một nhóm các mạng được kết nối với nhau thường kéo dài khoảng cách lớn Kiến trúc mạng của nó sẽ khác rất nhiều so với kiến trúc mạng cục bộ (LAN) của một chi nhánh văn phòng nhỏ hơn

Các loại kiến trúc mạng

Hiện nay ngày càng có nhiều loại kiến trúc mạng được hình thành, nhưng trong tài liệu

này ta chỉ đề cập và tìm hiểu hai loại chính, đó chính là mô hình mạng ngang hàng to-peer) và mô hình mạng máy khách/máy chủ (Client/Server)

(Peer-a Mô hình mạng ngang hàng:

Trong mô hình mạng ngang hàng, tất cả các thiết bị trong mạng có trách nhiệm và đặc quyền bình đẳng với nhau Điều này có nghĩa là các nhiệm vụ được phân bổ như nhau trong toàn bộ mạng Các tệp trong một máy tính có thể được chia sẻ với mọi máy tính khác, về cơ bản biến mọi nút thành một ổ lưu trữ mạng Các tài nguyên như máy in được kết nối với một thiết bị cũng hiển thị với mọi thiết bị khác trên mạng

Kiến trúc mạng này phù hợp với các mạng nhỏ, chẳng hạn như văn phòng chi nhánh, hay mạng gia đình của bạn thường sử dụng mô hình ngang hàng

b Mô hình mạng máy khách/máy chủ

Trong kiến trúc mô hình mạng máy khách/máy chủ, tất cả các thiết bị trong mạng, được gọi là “máy khách (client)”, được kết nối với một trung tâm trung tâm, được gọi là “máy chủ (server)” Máy chủ xử lý phần lớn các hoạt động mạng - lưu trữ dữ liệu, xử lý các yêu cầu của khách hàng, bảo mật không gian mạng và kiểm soát truy cập

Hầu hết các mạng lớn, chẳng hạn như WAN, thường sử dụng mô hình này Ví dụ: máy chủ web mà bạn đang truy cập bài viết này là một ví dụ hoàn hảo Trong trường hợp này, máy tính hoặc điện thoại thông minh của bạn là thiết bị khách Máy khách / máy chủ cũng là kiến trúc mạng doanh nghiệp được ưa chuộng

Ưu nhược điểm của các cấu trúc mạng:

Mô hình mạng ngang hàng: Ưu điểm:

Các mô hình mạng ngang hàng thường không đắt và dễ lắp đặt vì bạn không cần

đầu tư vào một máy chủ mạnh Nó cũng khá mạnh, nếu một máy tính gặp sự cố, mạng vẫn hoạt động Bản chất phân tán cũng làm giảm bớt hoặc ít nhất là trải rộng tải mạng để ngăn chặn sự tắc nghẽn

Nhược điểm:

Mô hình này có nhược điểm là khó quản lý hơn Vì không có trung tâm tập trung, ta cần phải định cấu hình từng máy tính riêng lẻ để thiết lập, chẳng hạn như phần mềm bảo mật Do đó, các mạng ngang hàng cũng kém an toàn hơn

Mô hình mạng máy khách/máy chủ: Ưu điểm:

Các mô hình máy khách/máy chủ dễ quản lý hơn vì chúng sử dụng cách tiếp cận

tập trung Bạn có thể thiết lập đặc quyền truy cập, tường lửa và máy chủ proxy để

tăng cường bảo mật cho mạng Do đó, thiết lập máy khách/máy chủ là tốt nhất

cho các mạng lớn

Nhược điểm:

Cấu trúc máy khách/máy chủ tốn chi phí hơn để thiết lập, vì ta cần một máy chủ

mạnh để xử lý tải mạng Nó cũng yêu cầu một quản trị viên chuyên dụng để quản lý máy chủ, và nhà chủ phải chi trả thêm cho người chuyên viên để họ quản lý máy chủ

1.3.4 Cấu trúc mạng máy tính

Một hệ thống mạng tổng quát được cấu thành từ 3 thành phần:

 Phần ngoại biên mạng ( Network Edge): Gồm các máy tính (Host) và các chương trình ứng dụng mạng (Network Application)

 Phần lõi mạng ( Network Core): Gồm các bộ chọn đường (router) đóng vài trò là một mạng trung tâm nối kết các mạng lại với nhau

 Mạng truy cập, đường truyền vật lý (Access Network , physical media): Gồm các đường truyền tải thông tin

a Phần ngoại biên

Bao gồm các máy tính trên mạng nơi thực thi các chương trình ứng dụng mạng Đôi khi người ta còn gọi chúng là các hệ thống cuối với ý nghĩa đây chính là nơi xuất phát của thông tin di chuyển trên mạng, cũng như là điểm dừng của thông tin

Quá trình trao đổi thông tin giữa hai máy tính trên mạng có thể diễn ra theo hai mô hình: Mô hình máy khách/máy chủ hay mô hình mạng ngang hàng

Các hệ thống đầu cuối (end systems – hosts):

Hệ thống đầu cuối là các máy tính trong hệ thống mạng TCP/IP, hay nói rõ hơn là hệ thống đầu cuối là những máy tính tại hai đầu của một phiên truyền thông Hoặc là trong mô hình truyền tải giữa các hệ thống liên mạng, bao gồm nhiều thiết bị tìm đường, có nhiều hệ thống trung gian cung cấp các liên kết truyền thông, nhưng hai hệ thống đầu cuối xem như đang liên lạc trực tiếp với nhau Các hệ thống cuối là các máy tính nằm tại hai đầu cuối của mạch ảo Hệ thống đầu cuối cũng có thể được mô tả là hệ thống, tại đó một mạch ảo bắt đầu và kết thúc Hệ thống này chạy các chương trình ứng dụng như: WWW, email…

Hình 1 7: Thiết bị đầu cuối

b Phần lõi của mạng (network core)

Lõi mạng hay còn gọi là đường trục mạng, là phần cốt lõi của mạng viễn thông, mạng này cung cấp nhiều dịch vụ cho khách hàng được kết nối với nhau bằng mạng truy nhập

Nhìn chung, thuật ngữ này biểu thị các phương tiện liên lạc có chức năng cao kết nối các nút chính với nhau Lõi mạng cung cấp các tuyến để trao đổi thông tin giữa các mạng con khác nhau Khi nói đến mạng doanh nghiệp phục vụ một tổ chức, thuật ngữ đường trục thường được sử dụng thay vì mạng lõi, trong khi khi được sử dụng với các nhà cung cấp dịch vụ, thuật ngữ mạng lõi lại nổi bật Phần lõi mạng bao gồm các bộ tìm đường và kết nối liên mạng

Mạng lưới gồm nhiều thiết bị tìm đường kết nối liên thông Phục vụ việc chuyển dữ liệu từ máy này sang máy khác trên mạng

Dữ liệu truyền trên mạng bằng phương pháp chuyển mạch hay qua mạng điện thoại chuyển gói với dữ liệu được “đóng gói” thành từng gói rồi được truyền đi

c Mạng truy cập, đường truyền vật lý

Làm thế nào để nối một hệ thống ngoại biên vào mạng lõi? Mạng truy cập sẽ cho phép nối các máy tính vào các bộ định tuyến ngoại biên Nó có thể là những loại mạng sau:

 Mạng truy cập từ nhà, ví dụ như sử dụng hình thức modem đường điện thoại hay đường ADSL, hay cáp quang

 Mạng cục bộ cho các công ty, nhà máy

 Mạng không dây

1.3.5 Mô hình làm việc máy khách/máy chủ và mô hình mạng ngang hàng

Như ta đã giới thiệu ở trên thì việc trao đổi thông tin giữa hai máy tính trên mạng có thể diễn ra theo hai mô hình: Mô hình máy khách / máy chủ hay Mô hình mạng ngang hàng Ở đây chúng ta tìm hiểu chi tiết hơn về hai mô hình này

a Mô hình làm việc máy khách/ máy chủ (Client/Server model):

Là một mô hình phổ biến trong mạng máy tính, được áp dụng rất rộng rãi và là mô hình của mọi trang web hiện có Ý tưởng của mô hình này là máy con (đóng vai trò là máy khách) gửi một yêu cầu để máy chủ (đóng vai trò người cung ứng dịch vụ), máy chủ sẽ xử lý và trả kết quả về cho máy khách

Hình 1 8: Mô hình khách chủ cơ bản

Trong mô hình này một máy tính sẽ đóng vai trò là máy khách và máy tính kia đóng vai trò là máy chủ, và máy chủ chia sẻ các tài nguyên của nó qua mạng Máy tính khách sẽ gởi các yêu cầu đến máy tính chủ để yêu cầu máy chủ thực hiện công việc gì đó Máy chủ khi nhận được một yêu cầu từ máy khách gởi đến sẽ phân tích yêu cầu để thực hiện đúng yêu cầu của máy khách Máy chủ sẽ gởi kết quả về cho máy khách trong các thông điệp trả lời

Hình 1 9: Mô hình khách chủ - thông qua internet

Trong mô hình này (tham khảo hình 1.8 và 1.9), chương trình ứng dụng được chia thành 2 thành phần: Máy khách và máy chủ Máy khách bao gồm máy tính và các

thiết bị điện tử nói chung Máy chủ là nơi cài đặt các chương trình dịch vụ và lưu trữ tài nguyên

Các máy tính khách gửi yêu cầu truy cập dịch vụ đến các máy chủ và nhận lại các dịch vụ theo yêu cầu, và là máy tính truy xuất dữ liệu chia sẻ

Ví dụ: WWW client (browser)/server; email client/server

Ưu điểm:

- Khả năng truy cập rộng rãi đến các cơ sở dữ liệu

- Nâng cao khả năng thực hiện: các CPU ở máy chủ và máy khách khác nhau có thể cùng chạy song song, mỗi CPU thực hiện nhiệm vụ của riêng nó

- Chi phí cho phần cứng có thể được giảm do chỉ cần máy chủ có cấu hình đủ mạnh để lưu trữ và quản trị cơ sở dữ liệu

- Chi phí cho truyền thông được giảm do một phần các thao tác được giải quyết trên máy khách, chỉ cần: yêu cầu về truy cập cơ sở dữ liệu gửi đến máy chủ và dữ liệu kết quả gửi về cho máy khách

- Nâng cao khả năng đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu vì các ràng buộc được định nghĩa và kiểm tra chỉ tại máy chủ

- Kiến trúc này phù hợp với việc mở rộng các hệ thống

b Mô hình làm việc ngang hàng (Peer-to-peer):

Trong mô hình ngang hàng (peer-to-peer viết tắt là P2P), các máy tính trong mạng có vai trò ngang nhau và một trong hai bên có thể bắt đầu phiên giao dịch do mạng P2P cung cấp Do đó, những người tham gia là nhà cung cấp tài nguyên và người yêu cầu tài nguyên và sử dụng các chương trình mạng tương tự để kết nối với nhau Trong mạng P2P, dữ liệu ở đường tải về và đường tải lên có xu hướng (nhưng không nhất thiết) đối xứng Điều này là do mỗi máy chủ được kết nối hoạt động đồng thời như cả máy trạm và máy chủ, do đó nhận và truyền trung bình cùng một lượng dữ liệu

Ví dụ: hội thảo truyền hình (teleconferencing)

Hình 1 10: Mô hình Peer-to-Peer

Khác với mô hình máy khách/ máy chủ, P2P không có khái niệm về máy khách và máy

chủ mà chỉ có những bộ cân bằng hoạt động đồng thời như cả máy khách và máy chủ Tuy nhiên, ở mỗi phiên làm việc ta vẫn có thể phân biệt được bên nào là “khách” và bên nào là “chủ” Tóm lại, mô hình này chỉ liên quan đến hệ thống đầu cuối, bất kể các hệ

thống đầu cuối được kết nối với nhau bằng cách nào (Hình 1.10)

Hai loại của hệ thống P2P

 Hệ P2P hoàn toàn (Pure P2P System):

Là loại P2P mà không có dịch vụ trung tâm dưới bất kỳ hình thức nào Tức là, toàn bộ giao tiếp diễn ra giữa các bên kết nối được kết nối mà không cần bất kỳ sự hỗ trợ nào từ bất kỳ máy chủ nào

 Hệ P2P lai (Hybrid P2P System):

Là một hệ thống P2P phụ thuộc một phần vào các máy chủ trung tâm hoặc phân bổ các chức năng đã chọn cho một tập hợp con các bên kết nối chuyên dụng

1.4 Ứng dụng mạng máy tính 1.4.1 Đối với các doanh nghiệp

Chia sẻ tài nguyên:

Mục tiêu là làm cho tất cả các chương trình, thiết bị (như máy in, v.v.) và đặc biệt là dữ liệu, có sẵn cho bất kỳ ai trên mạng mà không cần quan tâm đến vị trí thực của tài nguyên

và người dùng

Mô hình Máy chủ-Máy khách:

Người ta có thể hình dung hệ thống thông tin của một công ty bao gồm một hoặc nhiều cơ sở dữ liệu và một số nhân viên cần truy cập từ xa Trong mô hình này, dữ liệu được lưu trữ trên các máy tính mạnh được gọi là Máy chủ Thường thì chúng được quản trị viên hệ thống tập trung và duy trì Ngược lại, các nhân viên có các máy đơn giản, được gọi là Máy khách , trên bàn làm việc của họ, sử dụng để truy cập dữ liệu từ xa

Phương tiện giao tiếp:

Mạng máy tính có thể cung cấp một phương tiện giao tiếp mạnh mẽ giữa các nhân viên Hầu như mọi công ty hiện nay đều có thư điện tử, mà nhân viên thường sử dụng cho rất nhiều giao tiếp hàng ngày

Thương mại điện tử:

Một mục tiêu đang bắt đầu trở nên quan trọng hơn trong các doanh nghiệp là kinh doanh với người tiêu dùng qua Internet Các hãng hàng không, nhà sách và nhà cung cấp dịch vụ âm nhạc đã phát hiện ra rằng nhiều khách hàng thích sự tiện lợi khi mua sắm tại nhà Lĩnh vực này dự kiến sẽ phát triển nhanh chóng trong tương lai

Với sự phát triển của điện toán đám mây, các vấn đề về bảo mật và truy cập toàn cầu đã bị hạn chế Cuộc trò chuyện qua Internet giúp cuộc trò chuyện nhanh hơn, ra quyết định nhanh chóng và tiết kiệm tiền ngân hàng điện tử tạo tiền đề cho các giao dịch dễ dàng Doanh nghiệp quy mô lớn hoặc nhỏ B2C, B2B, B2G, C2B, C2C, C2G, G2B, G2C, G2G hoặc thương mại truyền thông tin qua Internet đều có thể được thực hiện

1.4.2 Đối với gia đình

Truy cập Internet cung cấp cho người dùng gia đình khả năng kết nối với các máy tính từ xa Cũng như đối với các công ty, người dùng gia đình có thể truy cập thông tin, giao tiếp với người khác và mua các sản phẩm và dịch vụ bằng thương mại điện tử Mạng không dây và mạng gia đình được sử dụng rộng rãi để giải trí, bao gồm nghe, nhìn và sáng tác nhạc, ảnh và video

Tiếp cận thông tin từ xa có nhiều hình thức, có thể là lướt Web để tìm thông tin hoặc đơn giản là để giải trí Những thông tin sẵn có trên mạng bao gồm rất nhiều các lĩnh vực trong đời sống như: nghệ thuật, kinh doanh, nấu ăn, chính phủ, sức khỏe, lịch sử, sở thích, giải trí, khoa học, thể thao, du lịch và nhiều thứ khác Thông qua đó mà các thành viên trong gia đình vẫn có thể giải trí với nhau trong đa dạng lĩnh vực trong đời sống, từ đó làm phong phú hơn cuộc sống trong gia đình họ

1.4.3 Đối với người dùng di động

Máy tính di động, chẳng hạn như máy tính xách tay và máy tính cầm tay, là một trong

những phân khúc phát triển nhanh nhất của ngành công nghiệp máy tính Có thể nói rằng, hầu như tất cả mọi người đều muốn sở hữu một chiếc máy tính xách tay Mọi người dùng di động thường muốn sử dụng thiết bị di động của họ để đọc và gửi email, xem phim, tải nhạc, chơi trò chơi hoặc đơn giản là lướt Web để tìm kiếm thông tin Họ muốn làm tất cả những công việc của họ không chỉ ở nhà, ở nơi làm việc mà còn linh hoạt hơn, đó là sử dụng thiết bị đó ở bất cứ nơi đâu, dù là trên đất liền, trên hải đảo hay thậm chí là trên không

Tiếp theo đến là một ứng dụng của mạng không dây Bất kỳ ai có máy tính xách tay và modem không dây đều có thể bật máy tính của mình lên và kết nối với Internet thông qua điểm phát sóng, như thể máy tính đã được cắm vào mạng có dây.Ngoài ra, mạng không dây có giá trị lớn đối với xe tải, taxi, xe giao hàng và thợ sửa chữa để giữ liên lạc với cơ sở tại nhà của họ

Ví dụ, ở nhiều thành phố, tài xế taxi là những người kinh doanh độc lập, thay vì là nhân viên của một công ty taxi Ở một số thành phố này, taxi có màn hình hiển thị mà người lái xe có thể nhìn thấy Khi khách hàng gọi đến, nhân viên điều phối trung tâm sẽ nhập điểm đón và điểm đến Thông tin này được hiển thị trên màn hình của trình điều khiển và phát ra tiếng bíp Người lái xe đầu tiên nhấn một nút trên màn hình sẽ nhận được cuộc gọi

Điện thoại di động có lẽ là một thiết bị ứng dụng tốt nhất của mạng không dây và do đó việc nhắn tin và sử dụng văn bản được trở nên phổ biến Điện thoại thông minh, chẳng hạn như iPhone phổ biến, kết hợp các khía cạnh của điện thoại di động và máy tính di động Các mạng di động (3G và 4G) mà chúng kết nối có thể cung cấp các dịch vụ dữ liệu nhanh chóng để sử dụng Internet cũng như xử lý các cuộc gọi điện thoại Nhiều điện thoại tiên tiến cũng kết nối với các điểm phát sóng không dây và tự động chuyển đổi giữa các mạng để chọn những tùy chọn tốt nhất cho người dùng

1.4.4 Các vấn đề xã hội

Mạng xã hội, bảng tin, trang chia sẻ nội dung và một loạt các ứng dụng khác cho phép mọi người chia sẻ quan điểm của họ với những người có cùng quan điểm, sở thích Các bức ảnh và đoạn video có độ phân giải cao dễ dàng được chia sẻ qua mạng máy tính Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích cũng tồn tại song song là những tiêu cực Những nội dung được đăng công khai có thể gây khó chịu cho một số người Tệ hơn nữa, chúng có thể không đúng về mặt chính trị Những nội dung được đăng tải công khai có thể chứa những nội dung trái với đạo đức xã hội, những nội dung có hại cho trẻ em

Mạng máy tính giúp giao tiếp rất dễ dàng, nên chúng cũng khiến những người điều hành mạng dễ dàng “rình mò” lưu lượng truy cập Điều này tạo ra xung đột về các vấn đề như quyền của nhân viên so với quyền của người sử dụng lao động Nhiều người đọc và viết

email tại nơi làm việc Nhiều nhà tuyển dụng đã tuyên bố có quyền đọc và có thể kiểm duyệt tin nhắn của nhân viên, bao gồm cả tin nhắn được gửi từ máy tính ở nhà ngoài giờ làm việc Không phải tất cả nhân viên đều đồng ý với điều này và thậm chí sẽ có thể có những phản đối gay gắt

Tiếp đó, vấn đề về rò rỉ thông tin cũng là một vấn đề đáng lo ngại và khó giải quyết nhất bên cạnh những ứng dụng mà mạng máy tính mang lại Các công ty cung cấp dịch vụ dựa trên Web có thể duy trì một lượng lớn thông tin cá nhân về người dùng của họ, điều này cho phép họ nghiên cứu trực tiếp các hoạt động của người dùng

Ví dụ: Google có thể đọc email của bạn và hiển thị cho bạn các quảng cáo dựa trên sở thích của bạn nếu bạn sử dụng dịch vụ email của Google, Gmail

Bên cạnh những vẫn đề trên, trên thực tế vẫn còn những vấn đề xã hội tiêu cực khác và cho đến nay vẫn chưa giải quyết được Do đó mà người sử dụng mạng máy tính, cụ thể là mạng Internet nên chọn lọc để sử dụng một cách thông minh sao cho vừa thỏa mãn được những nhu cầu mong muốn vừa đảm bảo hạn chế được tối đa những vấn đề tiêu cực