đồ án cá nhân đề tài tìm hiểu switched telephone network môn học mạng máy tính

Chương 1.TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.Mạng máy tính 1.1.Khái niệm Mạng máy tính là một hệ thống gồm các máy tính kết nối với nhau để trao đổi dữ liệu với nhau thông qua môi trường kết

ĐẠI HỌC DUY TÂN TRƯỜNG KHOA HỌC MÁY TÍNH

KHOA KỸ THUẬT MMT & TRUYỀN THÔNG



ĐỒ ÁN CÁ NHÂN

Đề Tài: Tìm hiểu Switched Telephone Network

Môn Học: Mạng Máy Tính

GIẢNG VIÊN : ThS HOÀNG PHI CƯỜNG

LỚP : CS 252 BB SINH VIÊN THỰC :

Mã số SV : 27211237294

Họ Tên SV : Trần Đình Minh Kha

Đà Nẵng, Thứ 5 ngày 21/2024

Chương 1.TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1

1.Mạng máy tính 1

1.1.Khái niệm 1

1.2.Các thành phần cơ bản: 1

1.3.Các ứng dụng trên mạng 1

1.4.Phân loại mạng 1

1.5.Đặc trưng của một mạng: 3

2 Mô hình OSI và TCP/IP 3

2.1.Mô hình tham chiếu OSI 3

2.2.Mô hình TCP/IP 5

3.Quá trình vận chuyển dữ liệu qua mạng 5

3.1.Quá trình đóng gói dữ liệu 5

3.2.Quá trình mở gói dữ liệu 6

3.3.Mối liên quan giữa tầng ứng dụng và tầng vận chuyển 6

4 Tổng kết chương 8

Chương 2: TÌM HIỂU PSTN(Switched Telephone Network) 9

1.PSTN là gì? 9

2 PSTN hoạt động như thế nào? 11

3 Ưu điểm và hạn chế của mạng PSTN 12

4 So sánh PSTN và VoIP 14

Chương 3: Kết luận 15

Chương 1.TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.Mạng máy tính

1.1.Khái niệm

Mạng máy tính là một hệ thống gồm các máy tính kết nối với nhau để trao đổi

dữ liệu với nhau

thông qua môi trường kết nối

Trong thời đại ngày nay, có nhiều thiết bị kết nối vào môi trường mạng máy tính như máy in,

camera, điện thoại, gọi chung là thiết bị đầu cuối Môi trường kết nối gồm môi trường

có dây và không dây; các thiết bị mạng thường dùng để kết nối các thiết bị đầu cuối như: Switch, router, firewall…Các giao thức được sử dụng để các thiết bị đầu cuối có thể giao tiếp được với nhau

1.2.Các thành phần cơ bản:

Các thành phần cơ bản của mạng máy tính bao gồm :



 Máy tính: đóng vai trò là thiết bị đầu cuối, làm việc trực tiếp với người dùng

 

 Thiết bị mạng: Switch là thiết bị tập trung, kết nối các máy tính trong mạng có dây, Access

 Point là thiết bị tập trung kết nối các máy tính trong mạng không dây, Router là thiết bị

 định tuyến dùng để kết nối các mạng với nhau

 

 Các thiết bị kết nối: gồm card mạng, đầu nối

 

 Môi trường kết nối: môi trường có dây và không dây

1.3.Các ứng dụng trên mạng

Các ứng dụng trên mạng phổ biến gồm các ứng dụng sau:



 Email

 

 Web

 

 Trao đổi trực tuyến



 Cộng tác: whiteboard, Netmeeting, WebEx

 

 Cơ sở dữ liệu

1.4.Phân loại mạng



 LAN: Mạng LAN (Local Area Network) là mạng cục bộ, được tổ chức cho một đơn vị trong một không gian địa lý nhỏ Các thiết bị trong LAN có kết nối trực

tiếp với nhau, tốc độ cao Công nghệ mạng được sử dụng trong LAN phổ biến

là Ethernet



- Các thành phần trong mạng LAN: PC, server, Switch, router

- Vai trò của Switch:



 WAN: Mạng WAN (Wide Area Network) là mạng diện rộng, là mạng của một

tổ chức có

 nhiều chi nhánh kết nối với nhau thông qua môi trường Internet Các công nghệ được sử

 dụng trong WAN phổ biến là: MPLS, VPN,

 

 MAN: mạng MAN (Metropolitan Area Network) là mạng đô thị, các thành phố lớn thường

 tổ chức hệ thống mạng đường trục tốc độ cao để phục vụ cho các đơn vị trong thành phố

 đó

 

 SAN: Mạng SAN (Storage Area Network) là mạng lưu trữ, nhằm thực hiện chức năng lưu

 trữ cho lượng dữ liệu lớn trong đơn vị



INTERNET: Mạng Internet là mạng của các mạng, là hệ thống mạng toàn cầu

1.5.Đặc trưng của một mạng:



 Topology: trong mạng có 2 loại topology được nhắc tới là “physical topology”

và “logical topology”

Physical topology:

 Logical topology: thể hiện các đường đi luận lý mà tín hiệu sử dụng để chuyển

từ một điểm trong mạng đến một điểm khác



 Tốc độ: là thước đo của tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền

 

 Chi phí: mức độ đầu tư cho các thành phần mạng, cài đặt và bảo trì của một hệ thống mạng

 

 Bảo mật: sự bảo mật chỉ ra cách thức bảo vệ một mạng

 

 Sự sẵn sàng

 

 Khả năng mở rộng

 

 Sự tin cậy

2 Mô hình OSI và TCP/IP

Mô hình tham chiếu OSI và TCP/IP là hai mô hình mạng cơ bản trong mạng máy tính

2.1.Mô hình tham chiếu OSI

Mô hình tham chiếu OSI gồm 7 tầng (layer)

Tầng 1 - Physical: Tầng vật lý liên quan các vấn đề về điện tử, cơ khí; xử lý dữ

liệu dạng

bit; thiết bị mạng hoạt động ở tầng này là Hub

Tầng 2 – Data link: Tầng liên kết dữ liệu liên quan đến việc định dạng dữ liệu

theo các chuẩn, điều khiển cách thức truy xuất đến môi trường vật lý; xử lý dữ liệu dạng khung (frame);

liên quan đến địa chỉ vật lý (phổ biến là địa chỉ MAC); thiết bị mạng hoạt động ở tầng này là Switch

Tầng 3 - Network: Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến cho các gói tin;

xử lý dữ liệu

dạng gói (packet); liên quan đến địa chỉ luận lý (phổ biến là địa chỉ IP,…); thiết bị hoạt động ở tầng này là Router

Tầng 4 - Transport: Tầng vận chuyển thực hiện chức năng đảm bảo việc vận

chuyển dữ liệu từ nguồn đến đích thông qua hệ thống mạng Thực hiện việc chia nhỏ

dữ liệu phù hợp với kích

thước tối đa của kênh truyền ở bên gửi và tái lập ở bên nhận

Tầng 5 - Session: Tầng phiên thực hiện việc thiết lập, quản lý và kết thúc các

phiên làm việc của các chương trình ứng dụng

Tầng 6 - Presentation: Tầng trình bày thực hiện việc đảm bảo dữ liệu đọc

được ở tầng ứng

dụng Các chức năng của tầng này liên quan đến định dạng dữ liệu, cấu trúc dữ liệu, nén dữ liệu,

mã hóa dữ liệu

Tầng 7 - Application: Tầng ứng dụng là tầng cao nhất trong mô hình OSI, liên

quan đến

các chương trình ứng dụng làm việc trực tiếp với người dùng (như Email, FTP, Web,

…) hoặc các dịch vụ hỗ trợ khác

2.2.Mô hình TCP/IP

Mô hình TCP/IP gồm có 4 tầng Là mô hình được sử dụng phổ biến Trong đó, hai giao thức

quan trọng nhất được nhắc tới là TCP và IP

Mối liên quan giữa 2 mô hình:

 Tầng 1 - Network access (link): đặc điểm của tầng này bao gồm đặc điểm của 2

 Tầng 1 - Network access (link): đặc điểm của tầng này bao gồm đặc điểm của

2 tầng thấp nhất của mô hình OSI là tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu Tầng này mô tả về các đặc điểm vật lý của các kết nối, điều khiển truy cập và định dạng dữ liệu để truyền tải

 Tầng 2 - Internet: cung cấp tính năng định tuyến cho dữ liệu từ nguồn đến

đích trong các gói tin và thông tin về địa chỉ, di chuyển dữ liệu giữa tầng Link

và tầng transport

 Tầng 3 - Transport: là tầng quan trọng của kiến trúc TCP/IP Tầng này cung

cấp các dịch vụ truyền thông trực tiếp đến quá trình xử lý của ứng dụng đang chạy trên mạng

 Tầng 4 – Application: cung cấp các ứng dụng cho việc truyền tập tin, xử lý sự

cố và các hoạt động Internet

3.Quá trình vận chuyển dữ liệu qua mạng

3.1.Quá trình đóng gói dữ liệu

Quá trình đóng gói dữ liệu diễn ra bên máy gửi Dữ liệu xuất phát từ tầng ứng dụng được đóng gói và chuyển xuống các tầng kế tiếp, đến mỗi tầng dữ liệu được gắn thêm thông tin mô tả của tầng tương ứng gọi là header

Khi dữ liệu đến tầng “transport”, tại đây diễn ra quá trình chia nhỏ gói tin nếu kích thước dữ liệu lớn hơn so với kích thước truyền tối đa cho phép Dữ liệu đến đến tầng “network”, mỗi gói tin sẽ gắng thêm thông tin tương ứng ở tầng này gọi là “IP header”, trong đó có chứa thông tin quan trọng là địa chỉ IP nguồn và IP đích được sử dụng trong quá trình định tuyến Dữ liệu đến tầng “Data-Link” sẽ gắng thêm thông tin

mô tả tầng này gọi là “Frame header”, trong đó có chứa thông tin về địa chỉ MAC nguồn và MAC đích Trường hợp địa chỉ MAC đích không biết, máy tính sẽ dùng giao thức ARP để tìm Sau đó dữ liệu chuyển xuống tầng “Physical”, chuyển thành các tín hiệu nhị phân để truyền đi

3.2.Quá trình mở gói dữ liệu

Quá trình mở gói dữ liệu diễn ra bên máy nhận Nguyên tắc chung là các “header” sẽ được mở ở các tầng tương ứng Khi máy đích nhận được một dãy các bit, dữ liệu được

xử lý bởi quá

trình mở gói như sau:

(1) Tầng link kiểm tra trailer (FCS) để xem dữ liệu có bị lỗi hay không Frame có thể

bị loại

bỏ hoặc yêu cầu để được truyền lại

(2) Nếu dữ liệu không bị lỗi, tầng link đọc và thông dịch thông tin điều khiển trong tầng 2

(3) Tầng link gỡ bỏ “header” và “trailer”, sau đó gửi phần dữ liệu còn lại lên tầng Internet

3.3.Mối liên quan giữa tầng ứng dụng và tầng vận chuyển

 Mối liên quan giữa tầng ứng dụng và tầng vận chuyển thể hiện thông qua các cổng ở các

 Mối liên quan giữa tầng ứng dụng và tầng vận chuyển thể hiện thông qua các cổng ở các ứng dụng và giao thức truyền ở tầng vận chuyển

Tầng Transport:

- Chức năng: đảm bảo việc vận chuyển dữ liệu từ nguồn đến đích thông qua hệ thống mạng

- Đơn vị dữ liệu: segment

- 2 cơ chế truyền: tin cậy (reliable) và tốt nhất có thể (best effort)

- Hướng kết nối (connection-oriented): là kiểu truyền theo cách thiết lập kênh truyền trước khi gửi dữ liệu đi Thiết lập bằng cơ chế 3 bước bắt tay (three-way handshake)

4 Tổng kết chương

Trong chương này trình bày một số vấn đề cơ bản và mạng máy tính, phân loại các mạng máy tính phổ biến

Hai mô hình mạng quan trọng đươc trình bày là OSI và TCP/IP Hai mô hình này có đặc điểm chung là phân chia thành các tầng, mỗi tầng đảm nhiệm các chức năng khác nhau

Quá trình đóng gói dữ liệu diễn ra bên máy gửi và quá trình mở gói diễn ra bên máy nhận

Trong quá trình đóng gói, dữ liệu từ tầng ứng dụng được chuyển xuống các tầng thấp hơn và thông tin ở mỗi tầng đó được thêm vào Quá trình mở gói ngược lại với quá trình đóng góp

Đơn vị dữ liệu ở tầng ứng dụng gọi là “data”, ở tầng vận chuyển gọi là

“segment”, ở tầng

mạng gọi là “packet” và ở tầng liên kết gọi là “frame”

Chương 2: TÌM HIỂU PSTN(Switched Telephone Network)

Trong thời đại hiện đại với sự phát triển không ngừng của công nghệ, các hệ thống mạng ngày càng đa dạng và phổ biến Trong lĩnh vực này, PSTN (Public Switched Telephone Network) là thuật ngữ mà chúng ta thường nghe đến Vậy PSTN là gì? Làm thế nào để nó hoạt động? Và ứng dụng của công nghệ này trong cuộc sống hàng ngày như thế nào?

1.PSTN là gì?

Định nghĩa PSTN :

PSTN, viết tắt của Public Switched Telephone Network, có nghĩa là Mạng Điện thoại Công cộng Chuyển mạch Đây là một hệ thống mạng truyền thông được xây dựng trên cơ sở hạ tầng đường dây điện thoại, trung tâm chuyển mạch điện tử (Digital Switching System) và các trạm cục bộ (Local Exchange) kết nối với nhau thông qua các đường truyền vật lý như đường dây đồng trục, cáp quang hoặc các hệ thống cáp đồng dẫn khác

Khi có một cuộc gọi, tín hiệu âm thanh được chuyển đổi thành tín hiệu điện và gửi đến trung tâm điều khiển của PSTN Tại đó, tín hiệu này được chuyển tiếp đến địa chỉ đích thông qua hệ thống bộ định tuyến và trạm chuyển mạch

Các cuộc gọi PSTN có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các dịch vụ cơ bản như điện thoại bàn hoặc điện thoại di động, hoặc thông qua các dịch vụ phức tạp hơn như hệ thống tổng đài và các thiết bị kết nối mạng

PSTN đã tồn tại từ những năm 1800 và trở thành một hệ thống mạng truyền thông quan trọng trong nhiều thập kỷ Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ, các giải pháp truyền thông mới như VoIP (Voice over Internet Protocol) đang trở thành sự lựa chọn phổ biến hơn

Cấu trúc của mạng PSTN

 Trung tâm điều khiển: Đây là trung tâm có nhiệm vụ điều khiển các cuộc gọi và kết nối các điểm trên mạng

 Trung tâm chuyển mạch: Được sử dụng để kết nối các đường dây điện thoại từ các điểm truy cập khác nhau

 Đường dây điện thoại: Đây là các đường truyền tín hiệu âm thanh giữa các điểm kết nối trên mạng PSTN Có thể sử dụng các loại cáp như cáp đồng trục hoặc cáp xoắn đôi

 Các điểm kết nối (switches): Đây là các điểm kết nối khác nhau trên mạng PSTN, bao gồm trạm điện thoại, điện thoại cá nhân, các bộ chuyển đổi và các thiết bị kết nối khác

 Trung tâm dữ liệu: Là nơi lưu trữ dữ liệu của mạng PSTN, bao gồm thông tin

về cuộc gọi và các dịch vụ khác

 Các trung tâm dịch vụ: Đây là các trung tâm cung cấp các dịch vụ cao cấp trên mạng PSTN, bao gồm dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi, bảo mật cuộc gọi và dịch

vụ quản lý tài khoản

Tất cả các thành phần trên được kết nối với nhau để tạo thành một mạng lưới phức tạp, đảm bảo cuộc gọi được kết nối nhanh chóng và tin cậy

2 PSTN hoạt động như thế nào?

Mạng PSTN hoạt động bằng cách sử dụng công nghệ truyền dẫn âm thanh qua đường dây điện thoại và các thiết bị điện thoại truyền thống để kết nối các điểm cuối của cuộc gọi Các tín hiệu điều khiển và quản lý cũng được sử dụng để điều chỉnh kết nối và xác định địa chỉ của người nhận

Quy trình hoạt động của PSTN bao gồm các bước sau:

 Người gửi cuộc gọi sử dụng điện thoại để gọi đến một số điện thoại khác bằng cách quay (nhấn) số trên điện thoại

 Tín hiệu âm thanh được chuyển đổi thành dạng mã và gửi từ điện thoại gửi đến trạm điện thoại gần nhất Sau đó, tín hiệu được chuyển tiếp đến các trạm điện thoại tiếp theo cho đến khi đến trạm điện thoại của người nhận cuộc gọi

 Trong quá trình chuyển tín hiệu, một tín hiệu điều khiển được thêm vào để xác định địa chỉ của người nhận

 Sau khi xác định địa chỉ của người nhận, các trạm điện thoại tạo kết nối giữa hai điểm cuối để cuộc gọi được thiết lập

 Khi đến điểm cuối, tín hiệu được giải mã và chuyển đổi trở lại dưới dạng âm thanh Người nghe cuộc gọi có thể nghe được giọng nói của người gọi

Mạng PSTN được thiết kế để cung cấp các dịch vụ cơ bản như cuộc gọi điện thoại và máy Fax Ngoài ra, PSTN cũng hỗ trợ các tính năng phức tạp hơn như hệ thống tổng đài, cho phép các doanh nghiệp tạo ra một mạng lưới điện thoại nội bộ có khả năng kết nối giữa các văn phòng, nhân viên và khách hàng Hệ thống tổng đài này cho phép chuyển tiếp cuộc gọi, đưa cuộc gọi vào danh sách chờ, quản lý đường dây bận và lưu trữ tin nhắn thoại

3 Ưu điểm và hạn chế của mạng PSTN

Ưu điểm:

 Ổn định: Mạng PSTN được xây dựng với cơ sở hạ tầng vững chắc và đáng tin cậy, đảm bảo chất lượng cuộc gọi và truyền dữ liệu một cách ổn định

 Bảo mật: Dữ liệu truyền qua mạng PSTN được mã hóa bằng các phương thức bảo mật cao, đảm bảo an toàn thông tin cá nhân của người dùng

 Tính sẵn có: Mạng PSTN đã phổ biến và sẵn có trên toàn thế giới, người dùng

có thể dễ dàng tìm thấy và sử dụng các thiết bị điện thoại tương thích với mạng này

 Chi phí sử dụng thấp: Mạng PSTN có chi phí sử dụng thấp hơn so với mạng di động hoặc VoIP

 Chất lượng âm thanh tốt: PSTN cung cấp chất lượng âm thanh tốt hơn so với các công nghệ khác, đảm bảo trải nghiệm cuộc gọi tốt nhất cho người dùng Hạn chế:

 Giới hạn chức năng: Mạng PSTN chỉ hỗ trợ các cuộc gọi thoại cơ bản và không

có tính năng mở rộng như VoIP hoặc di động, giới hạn khả năng sử dụng và tương tác với các dịch vụ khác

 Không linh hoạt: Mạng PSTN yêu cầu sử dụng các thiết bị điện thoại truyền thống và không linh hoạt trong việc kết nối với các hệ thống khác, đặc biệt là thiết bị di động, hạn chế tính linh hoạt và di động của người dùng

 Thời gian triển khai: Việc triển khai mạng PSTN đòi hỏi thời gian và chi phí lớn do cần xây dựng cơ sở hạ tầng phức tạp, làm tăng độ phức tạp và thời gian triển khai dự án

 Không thân thiện với môi trường: Mạng PSTN sử dụng nhiều thiết bị vật lý như dây điện thoại và trung tâm chuyển mạch, gây ra lượng khí thải và rác thải lớn, không thân thiện với môi trường, không đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường hiện nay

 Các ứng dụng của mạng PSTN

 PSTN, một công nghệ truyền thông cổ điển, vẫn có rất nhiều ứng dụng phổ biến ngày nay Các ứng dụng của PSTN bao gồm:

 Cuộc gọi điện thoại: PSTN cho phép người dùng thực hiện cuộc gọi điện thoại đến bất kỳ địa điểm nào trên thế giới Cuộc gọi PSTN đảm bảo chất lượng âm thanh tốt, ổn định và độ bảo mật cao

 Dịch vụ Fax: PSTN hỗ trợ truyền dữ liệu Fax, cho phép người dùng gửi và nhận tài liệu văn bản, hình ảnh, tài liệu dự án và thông tin khác từ xa

 Dịch vụ truyền hình cáp: PSTN được sử dụng để truyền tải các kênh truyền hình cáp, cho phép người dùng xem các chương trình truyền hình yêu thích từ xa

 Tích hợp hệ thống PBX: PSTN có thể tích hợp với hệ thống PBX (tổng đài nội bộ) để tạo ra hệ thống điện thoại nội bộ hoặc điện thoại công cộng trong các tòa nhà văn phòng hoặc khu dân cư

 Hệ thống báo động: PSTN được sử dụng để kết nối hệ thống báo động, cho phép báo động được kích hoạt và gửi tín hiệu đến trung tâm bảo vệ, đảm bảo an toàn cho người dùng và tài sản

 Tổng đài hỗ trợ khách hàng: PSTN được sử dụng trong tổng đài hỗ trợ khách hàng, cho phép khách hàng liên hệ với nhân viên hỗ trợ để giải đáp thắc mắc hoặc yêu cầu hỗ trợ

Mỗi ứng dụng trên đều tận dụng sự ổn định và tin cậy của PSTN để cung cấp các dịch

vụ truyền thông đáng tin cậy cho người dùng