Bài giảng mạng và truyền thông it11 Đại học mở hà nội

BÀI 1: MỞ ĐẦU VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG Mục tiêu Sau khi học xong bài này, Anh/Chị sẽ nắm được:  Ứng dụng mạng trong cuộc sống hiện đại  Các thành phần trong hệ thống mạng máy tính  Phân loại mạng máy tính  Kiến trúc phân tầng và chuẩn hóa mạng  Các tổ chức chuẩn hóa mạng Nội dung I. ỨNG DỤNG MẠNG TRONG CUỘC SỐNG HIỆN ĐẠI Trong lịch sử của nhân loại, sự giao tiếp là điều kiện sống còn giúp con người tồn tại và phát triển cho đến ngày nay. Các phương pháp chúng ta sử dụng để chia sẻ ý tưởng, chỉa sẻ thông tin được liên tục thay đổi như: cử chỉ, âm thanh, ngôn ngữ… Cho đến khi mạng lưới giao tiếp theo phương pháp mặt đối mặt dần gặp hạn chế do khoảng cách địa lý các phương pháp mới liên tục được thay thế và ra đời như: báo in, truyền hình, radio, v.v… nhằm tăng cường và cải thiện phương pháp truyền tin trên khoảng cách xa hơn với chất lượng thông tin được cải thiện hơn. Như vậy, với sự tiến bộ của công nghệ truyền thông, sự sáng tạo và kết nối mạng dữ liệu mạnh mẽ đã có sự ảnh hưởng sâu sắc đến cuộc sống hàng ngày. Mạng dữ liệu đã minh để cho phép trao đổi thông tin dựa trên hệ thống các mạng máy tính được phát được kết nối. Từ những dữ liệu đơn giản theo thiết kế ban đầu mạng máy tính ngày nay đã được phát triển, nâng cấp đẻ có thể truyền nhiều loại dữ liệu đa dạng khác nhau như âm thanh, video, hình ảnh, văn bản và cho phép sử dụng nhiều loại thiết bị khác nhau trên nhiều kiển đường truyền khác nhau. Interner ra đời khuyến khích sự phát triển bùng nổ thông tin, ứng dụng giúp con người thuận tiện hơn trong giao tiếp, giải trí, kinh doanh, mua sắm… Có thể nói mạng Internet đã có tác động rất quan trọng đối với xã hội hiện đại ngày nay. Con người có thể thực hiện các công việc độc lập và tương tác với nhau thông qua hệ thống mạng máy tính từ học tập đến giải trí và các công việc khác

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 1

BÀI 1: MỞ ĐẦU VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG

Mục tiêu

Sau khi học xong bài này, Anh/Chị sẽ nắm được:

 Ứng dụng mạng trong cuộc sống hiện đại

 Các thành phần trong hệ thống mạng máy tính

 Phân loại mạng máy tính

 Kiến trúc phân tầng và chuẩn hóa mạng

 Các tổ chức chuẩn hóa mạng

Nội dung

I ỨNG DỤNG MẠNG TRONG CUỘC SỐNG HIỆN ĐẠI

Trong lịch sử của nhân loại, sự giao tiếp là điều kiện sống còn giúp con người tồn tại và phát triển cho đến ngày nay Các phương pháp chúng ta sử dụng để chia sẻ ý tưởng, chỉa sẻ thông tin được liên tục thay đổi như: cử chỉ, âm thanh, ngôn ngữ… Cho đến khi mạng lưới giao tiếp theo phương pháp mặt đối mặt dần gặp hạn chế do khoảng cách địa lý các phương pháp mới liên tục được thay thế và ra đời như: báo in, truyền hình, radio, v.v… nhằm tăng cường và cải thiện phương pháp truyền tin trên khoảng cách xa hơn với chất lượng thông tin được cải thiện hơn

Như vậy, với sự tiến bộ của công nghệ truyền thông, sự sáng tạo và kết nối mạng dữ liệu mạnh mẽ đã có sự ảnh hưởng sâu sắc đến cuộc sống hàng ngày

Mạng dữ liệu đã minh để cho phép trao đổi thông tin dựa trên hệ thống các mạng máy tính được phát được kết nối Từ những dữ liệu đơn giản theo thiết kế ban đầu mạng máy tính ngày nay đã được phát triển, nâng cấp đẻ có thể truyền nhiều loại dữ liệu đa dạng khác nhau như âm thanh, video, hình ảnh, văn bản và cho phép sử dụng nhiều loại thiết bị khác nhau trên nhiều kiển đường truyền khác nhau

Interner ra đời khuyến khích sự phát triển bùng nổ thông tin, ứng dụng giúp con người thuận tiện hơn trong giao tiếp, giải trí, kinh doanh, mua sắm… Có thể nói mạng Internet đã có tác động rất quan trọng đối với xã hội hiện đại ngày nay Con người có thể thực hiện các công việc độc lập và tương tác với nhau thông qua hệ thống mạng máy tính

từ học tập đến giải trí và các công việc khác

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 2

1 Các thành phần trong hệ thống mạng máy tính

 Lược đồ sau đây cho thấy các thành phần cơ bản của một mạng máy tính cơ bản bao gồm:

 Các thiết bị mạng

 Phương tiện truyền thông

 Các dịch vụ mạng (được thể hiện dưới các quy tắc mạng mà các thiết bị phải tuân thủ để truyền tải thông tin)

 Bản tin

Trong hệ thống mạng truyền thông ta sẽ sử dụng thuật ngữ “Bản tỉn” để thay thế cho tất cả các loại dữ liệu được truyền tải trên mạng như: trang web, thư điện tử, hình ảnh, video, âm thanh, v.v… Trong phần sau chúng ta sẽ tìm hiểu về các thành phần căn bản này và đặc biệt là các quy tắc mạng cho phép ghép nối các thiết bị mạng để có thể giao tiếp được với nhau

1.2.1 Các nhân tố trong việc truyền thải thông tin trên mạng

Quá trình giao tiếp giữa các thiết bị được xác định là thành công hay không khi và chỉ ngữ nghĩa của bạn tin được hiểu đúng ở phía bên thiết bị nhận Đối với mạng máy tính, người ta định nghĩa ra một tập các tiêu chuẩn cơ bản để đảm bảo việc truyền tải thông tin thành công Tuy nhiên do bản tin được di chuyển trên các mạng khác nhau sẽ có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng của bản tin có thể làm sai lệch, nhiễu các thông tin trong nội dung bản tin hoặc có thể làm hỏng bản tin đó Các nhân tố này được phân chia làm 2 loại: Tác nhân ngoài và tác nhân trong

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 3

1.2.1.1 Tác nhân ngoài

Tác nhân ngoài ảnh hưởng đến quá trình giao tiếp truyền tải thông tin trên mạng liên quan đến độ phức tạp của hệ thống mạng và số lần bản tin di chuyển qua các thiết bị mạng để định tuyến để tìm tới đích

 Các nhân tố bên ngoài phổ biến mà tác động tới quá trình giao tiếp bao gồm:

 Chất lượng của đường truyền giữa bên gửi và bên nhận

 Số lần bản tin thay đổi khuôn dạng

 Số lần bản tin bị thay đổi hướng truyền hoặc đánh lại địa chỉ

 Số lượng các mẩu tin trong bản tin được truyền đồng thời trên mạng

 Khoảng thời gian cho phép hoàn thành 1 chu kỳ truyền tin

1.2.1.2 Tác nhân trong

Các tác nhân trong là các tác nhân liên quan đến các thiết bị giao diện mạng và bản tin Các loại bản tin khác nhau sẽ có cấu trúc khác nhau và độ phức tạp cũng như độ quan trọng cũng sẽ khác nhau Các giao tiếp quan trọng thường yêu cầu nhiều tính chất khác nhau để đảm bảo bản tin đến đích chính xác và vẹn toàn Do vậy cấu trúc trong của bản tin

và cấu trúc của mạng chính là các nhân tố bên trong ảnh hưởng đến quá trình truyền thông, chúng bao gồm:

 Kích thước của bản tin

 Độ phức tạp của bản tin

 Độ quan trọng của bản tin

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 4

Các bản tin có kích thước lớn có thể bị ngắt hoặc chậm trễ tại các thời điểm khác nhau trong hệ thống mạng Một bản tin có độ quan trọng thấp hoặc có độ ưu tiên thấp hoàn toàn có thể bị hủy nếu hệ thống mạng rơi vào tình trạng quá tải

Cả hai loại nhân tố ngoài và nhân tố trong đều ảnh hưởng đến chất lượng của bản tin nhận đều phải được giám sát và kiểm soát trong quá trình truyền thông để đảm bảo quá trình giao tiếp thành công Trong các phần tiếp theo ta sẽ tìm hiểu về các vấn đề đảm bảo này

1.2.2 Các quy tắc giao tiếp căn bản

Trước khi tiến hành một giao tiếp, các quy tắc thiết lập về sự đồng thuận trong giao tiếp sẽ được tiến hành Các quy tắc, giao thức, phải được tuân thủ để cho phép bản tin được truyền tải trên hệ thống mạng Giao tiếp trên mạng máy tính cũng như giao tiếp truyền thông giữa con người chúng đều cần có một tập các quy tắc căn bản như:

 Định danh được người gửi và người nhận

 Thỏa thuận về phương pháp truyền thông tin (gọi điện, gửi thư, nói chuyện trực tiếp…)

 Sử dụng chung ngôn ngữ

 Tốc độ và thời gian truyền tải thông tin

 Khuôn dạng của các thông điệp xác nhận và yêu cầu thông tin

Các quy tắc giao tiếp có thể có nhiều quy tắc khác nhau phụ thuộc vào ngữ cảnh và môi trường giao tiếp Nếu một bản tin có độ quan trọng cao, một thông điệp phản hồi về việc các nhận đã nhận bản tin và chứng thực về độ vẹn toàn của bản tin là cần thiết Ngược lại, một bản tin có độ quan trọng thấp có thế không cần yêu cầu một sự xác nhận từ phía bên nhận

Các kỹ thuật được sử dụng trong giao tiếp mạng truyền thông đều dựa trên các đặc điểm trong giao tiếp của con người Trong vấn đề thiết lập mạng dữ liệu, điều quan trọng cần thiết là xác định được quá trình truyền thông sẽ diễn ra ở đâu và cách thức truyền tải thông tin để đảm bảo quá trình truyền tải dữ liệu thành công giữa các nút mạng

1.2.3 Các thành phần trong giao tiếp

Trong một giao tiếp thông thường, bản tin sẽ được truyền tải từ nơi gửi đến nơi nhận Trong quá trình này, bản tin sẽ phải di chuyển qua những thành phần sau:

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 5

Thành phần đầu tiên trong quá trình giao tiếp chính là bản tin nguồn, hoặc nơi gửi Bản tin người có thể là người gửi thông tin, các thiết bị điện tử… mà có nhu cầu truyền thông tin

Thành phần thứ hai là bản tin đích, đích đến hoặc người nhận bản tin

Thành phần thứ ba được gọi là “kênh” (Channel) bao gồm đường truyền tin và các con đường mà bản tin có thể di chuyển trên đường truyền đó để đến đích

Ta biết rằng, có rất nhiều loại thông tin được truyền đi như: hình ảnh, âm thanh, văn bản, video v.v… Các loại bản tin này đều được truyền tải qua hệ thống mạng, do đó các loại thông tin trên cần được mã hóa về các dạng thức nhị phân để biểu diễn dưới các dạng bit dữ liệu Các bit này sau đó sẽ được mã hóa thành các tín hiệu tương ứng để có thể truyền đi trên đường truyền Trong hệ thống mạng máy tính đường truyền vật lý thường được sử dụng là các loại dây cáp hoặc sóng không dây để truyền tin

1.2.4 Đánh giá chất lượng giao tiếp

Các hệ thống mạng phải cung cấp cơ chế bảo mật dữ liệu và các dịch vụ đảm bảo quá trình truyền tin Bên cạnh đó, các hệ thống mạng cũng cần phải cung cấp các cơ chế để quản lý tắc nghẽn lưu lượng mạng Tắc nghẽn mạng xảy ra khi lưu lượng mạng đến vượt quá khả năng xử lý mà tài nguyên của hệ thống mạng đó có

Nếu các hệ thống mạng đều có nguồn tài nguyên vô hạn, tắc nghẹn sẽ không xảy ra Nhưng trên thực tế thì không thể tồn tại hệ thống mạng với nguồn tài nguyên vô hạn, thêm vào đó lưu lượng thông tin thì lại ngày càng tăng do nhu cầu truyền tải thông tin tăng lên

Để đảm bảo quá trình truyền tin tốt, các hệ thống mạng thường sử dụng dịch vụ QoS (Quanlity of Services) để đảm bảo chất lượng của dịch vụ truyền thông, giá trị này cũng thường được đế đánh giá chất lượng của hệ thống mạng đó

Mục tiêu của QoS là quản lý độ trễ của các gói tin và quản lý thông tin về các gói tin bị thất lạc trong quá trình truyền thông tin trên mạng để đảm bảo quá trình truyền thông thành công đến ứng dụng đầu cuối với giải pháp chất lượng tốt nhất Do đó QoS sẽ yêu cầu một tập hợp các kỹ thuật để tiện ích hóa các nguồn tài nguyên đang có trong hệ thống

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 6

mạng Để duy trì chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng, hệ thống mạng đó cần được có khả năng phân độ ưu tiên của các gói tin gửi tới, cho phép tạm dừng hoặc hủy bỏ các gói tin khi cần thiết Vì vậy các hệ thống sử dụng QoS đều yêu cầu phải có 2 khả năng:

 Khả năng phân loại

Về mặt ý tưởng ban đầu, người ta muốn gán độ ưu tiên cho từng loại giao tiếp khác nhau Hiển nhiên trên thực tế điều này là không khả thi Vì vậy người ta sẽ phân loại các ứng dụng dựa trên các yêu cầu về QoS của chúng

Để tạo khả năng phân loại các dữ liệu khác nhau, người ta sử dụng kết hợp các đặc điểm truyền thông với các liên lạc quan trọng để gán cho các chương trình ứng dụng Sau

đó, các dữ liệu của các chương trình ứng dụng này được tạo ra cũng sẽ có độ ưu tiên được gán bằng chính độ ưu tiên của chương trình ứng dụng đó

VD: Các ứng dụng giao tiếp theo thời gian thực hoặc có độ quan trọng cao sẽ được phân loại sang một nhóm so với nhóm các chương trình ứng dụng giao tiếp có thể chờ đợi được (như webpage) hoặc có độ quan trọng thấp

 Gán độ ưu tiên cho các gói tin Các đặc trưng của thông tin được giao tiếp cũng ảnh hưởng đến quá trình quản trị mạng Ví dụ: Khi truyền tải một bộ phim trực tuyến sẽ đòi hỏi một lượng lớn yêu cầu về tài nguyên hệ thống mạng để đam bảo yêu cầu về tính liên tục và không bị gián đoạn Ngược lại, các dịch vụ như e-mail thì gần như không yêu cầu lượng tài nguyện mạng khi thực hiện giao thức truyền tải thư điện tử Tuy nhiên độ quan trọng của các loại thông tin thì phụ thuộc vào đơn vị, công ty đang quản lý ứng dụng, có những quản trị viên sẽ quyết định rằng các thông tin dạng video sẽ được ưu tiên cao và sẽ làm giảm tối đa các tác động của các loại thông tin chấp nhận độ trễ (như email, web) đến tới nguồn tài nguyên mạng Như vậy hệ thống mạng phải cung cấp công cụ cho phép người quản trị có khả năng gán

độ ưu tiên của các loại bản tin Hình sau đây sẽ tổng hợp khả năng phân loại của gói tin trong hệ thống mạng

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 7

II PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH

1.3.1 Phân loại theo kỹ thuật truyền tin

Dựa theo kỹ thuật truyền tải thông tin, người ta có thể chia mạng thành hai loại là Mạng quảng bá (Broadcast Network) và mạng điểm nối điểm (Point - to - point Network)

1.3.1.1 Mạng quảng bá (Broadcast)

Trong hệ thống mạng quảng bá chỉ tồn tại một kênh truyền được chia sẻ cho tất cả các máy tính Khi một máy tính gửi tin, tất cả các máy tính còn lại sẽ nhận được tin đó Tại một thời điểm chỉ cho phép một máy tính được phép sử dụng đường truyền

1.3.1.2 Mạng điểm nối điểm (Point – to – Point)

Trong hệ thống mạng này, các máy tính được nối lại với nhau thành từng cặp Thông tin được gửi đi sẽ được truyền trực tiếp từ máy gửi đến máy nhận hoặc được chuyển tiếp qua nhiều máy trung gian trước khi đến máy tính nhận

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 8

1.3.2 Phân loại theo khoảng cách địa lý

Trong cách phân loại này người ta chú ý đến đại lượng đường kính mạng chỉ khoảng cách của hai máy tính xa nhất trong mạng Dựa vào đại lượng này người ta có thể phân mạng thành các loại sau:

1.3.2.1 Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN)

Là mạng được cài đặt trong một phạm vi tương đối nhỏ (trong một phòng, một toà nhà, hoặc phạm vi của một trường học v.v…) với khoảng cách lớn nhất giữa hai máy tính nút mạng chỉ trong khoảng vài chục km trở lại Tổng quát có hai loại mạng LAN: mạng ngang hàng (peer to peer) và mạng có máy chủ (server based) Mạng server based còn được gọi là mạng “Client/Server” (Khách/Chủ), mạng có đường kính ≤ 1km

1.3.2.2 Mạng đô thị (Metropolitan Area Network – MAN:

Là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội

có bán kính khoảng 100km trở lại Mạng được nối kết nhiều mạng LAN lại với nhau

1.3.2.3 Mạng diện rộng (Wide Area Network - WAN):

Phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa Cáp truyền qua đại dương hoặc vệ tinh được dùng cho việc truyền dữ liệu trong mạng WAN

1.3.2.4 Mạng toàn cầu (Global Area Network - GAN)

Phạm vi của mạng trải rộng toàn Trái đất Việc kết nối các máy tính được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh

1.3.3 Phân loại theo phương pháp chuyển mạch

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 9

Các hệ thống chuyển mạch có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với việc truyền thông

dữ liệu trong hệ thống mạng Trong hệ thống mạng truyền thông người ta phân ra làm 3 loại mạng theo 3 phương pháp chuyển mạch khác nhau bao gồm:

1.3.3.1 Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switching Network)

Khi có hai trạm cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một

“kênh” cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt kết nối Dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định này Kỹ thuật chuyển mạch kênh được sử dụng trong các kết nối ATM (Asynchronous Transfer Mode) và Dial-up ISDN (Integrated Services Digital Networks) Ví dụ về mạng chuyển mạch kênh là mạng điện thoại

 Ưu điểm:

 Kênh truyền được dành riêng trong suốt quá trình giao tiếp do đó tốc độ truyền dữ liệu được bảo đảm Điều này là đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng thời gian thực như audio và video

 Phương pháp chuyển mạch kênh có hai nhược điểm chính

 Phải tốn thời gian để thiết lập đường truyền cố định giữa hai trạm

 Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao, vì có lúc trên kênh không có dữ liệu truyền của hai trạm kết nối, nhưng các trạm khác không được sử dụng kênh truyền này

1.3.3.2 Mạng chuyển mạch thông báo (Message Switching Network)

Không giống chuyển mạch kênh, chuyển mạch thông báo không thiết lập liên kết dành riêng giữa hai trạm giao tiếp mà thay vào đó mỗi thông báo được xem như một khối độc lập bao gồm cả địa chỉ nguồn và địa chỉ đích Mỗi thông báo sẽ được truyền qua các trạm trong mạng cho đến khi nó đến được địa chỉ đích, mỗi trạm trung gian sẽ nhận và lưu trữ thông báo cho đến khi trạm trung gian kế tiếp sẵn sàng để nhận thông báo sau đó nó chuyển tiếp thông báo đến trạm kế tiếp, chính vì lý do này mà mạng chuyển mạch thông báo còn có thể được gọi là mạng lưu và chuyển tiếp (Store and Forward Network) Một ví dụ điển hình về kỹ thuật này là dịch vụ thư điện tử (e-mail), nó được chuyển tiếp qua các trạm cho đến khi tới được đích cần đến

 Các ưu điểm của phương pháp:

 Cung cấp một sự quản lý hiệu quả hơn đối với sự lưu thông của mạng Bằng cách gán các thứ tự ưu tiên cho các thông báo và đảm

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 10

bảo các thông báo có độ ưu tiên cao hơn sẽ được lưu chuyển thay vì

bị trễ do quá trình lưu thông trên mạng

 Giảm sự tắc nghẽn trên mạng Các trạm trung gian có thể lưu giữ các thông báo cho đến khi kênh truyền rảnh mới gửi thông báo đi

 Tăng hiệu quả sử dụng kênh truyền, với kỹ thuật này các trạm có thể dùng chung kênh truyền

1.3.3.3 Mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network)

Kỹ thuật này được đưa ra nhằm tận dụng các ưu điểm và khác phục những nhược điểm của hai kỹ thuật trên, đối với kỹ thuật này các thông báo được chia thành các gói tin (packet) có kích thước thay đổi, mỗi gói tin bao gồm dữ liệu, địa chỉ nguồn, địa chỉ đích và các thông tin về địa chỉ các trạm trung gian Các gói tin riêng biệt không phải luôn luôn đi theo một con đường duy nhất, điều này được gọi là chọn đường độc lập (independent routing)

 Phương pháp có hai ưu điểm:

 Dải thông có thể được quản lý bằng cách chia nhỏ dữ liệu vào các đường khác nhau trong trường hợp kênh truyền bận

 Nếu một liên kết bị sự cố trong quá trình truyền thông thì các gói tin còn lại có thể được gửi đi theo các con đường khác

Điểm khác nhau cơ bản giữa kỹ thuật chuyển mạch thông báo và kỹ thuật chuyển mạch gói là trong kỹ thuật chuyển mạch gói các gói tin được giới hạn về độ dài tối đa điều này cho phép các trạm chuyển mạch có thể lưu giữ các gói tin vào bộ nhớ trong mà không phải đưa ra bộ nhớ ngoài do đó giảm được thời gian truy nhập và tăng hiệu quả truyền tin

 Nhược điểm:

 Cần giải quyết là tập hợp các gói tin tại nơi nhận để tạo lại thông báo ban đầu cũng như xử lý việc mất các gói tin



Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 11

III KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ CHUẨN HÓA MẠNG

Khi thiết kế các giao thức mạng, các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc cho riêng mình Từ đó dẫn tới tình trạng không tương thích giữa các mạng máy tính với nhau Vấn

đề không tương thích đó làm trở ngại cho sự tương tác giữa những giao thức mạng khác nhau Nhu cầu trao đổi thông tin càng lớn thúc đẩy việc xây dựng khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo thiết bị mạng

Để giảm độ phức tạp trong thiết kế hệ thống mạng, đồng thời có khả năng tái sử dụng các thiết kế cho các hệ thống mạng khác nhau, kiến trúc mạng được tổ chức thành một cấu trúc nhiều tầng, mỗi tầng đảm nhận một vai trò trong quá trình truyền thông, các tầng sẽ được xây dựng trên nền tảng của các tầng trước đó (thay vì phải xây dựng lại từ đầu), tầng dưới sẽ cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn Các hệ thống mạng giao tiếp với nhau theo quy tắc đồng tầng, có nghĩa là tầng N trên một máy sẽ chỉ thực hiện giao tiếp với tầng N trên một máy khác Các quy tắc, luật lệ được sử dụng cho việc giap tiếp giữa các tầng được gọi là các giao thức của tầng Giữa 2 tầng liền kề phải luôn tồn tại giao thức cho phép cung cấp các dịch vụ cho tầng phía trên nó Tập hợp các tầng và các giao thức trong các tầng đó được gọi là kiến trúc mạng (Network Arichitecture)

Việc thiết kế cấu trúc phân tầng của các kiến trúc mạng đem lại một số lợi ích như sau:

 Thuận tiện trong việc thiết kế, phát triển các giao thức mạng trong các tầng trong kiến trúc mạng

 Cung cấp một “ngôn ngữ” chung cho tất cả các giao thức trong cùng tầng, các giao thức này phải cùng đảm bảo một chức năng, nhiệm vụ chung

 Hỗ trợ cho việc nghiên cứu, phát triển các giao thức Do việc thiết kế các giao thức độc lập của từng tầng nên quá trình nghiên cứu, phát triển giao thức mới trong một tầng sẽ không làm ảnh hưởng đến các giao thức ở tầng khác

 Các giao thức ở mỗi tầng có nhiệm vụ cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn, điều này cho phép phát triển nhiều giao thức mới ở các tầng khác nhau dựa trên nền tảng của các giao thức tầng thấp hơn

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 12

 Các tổ chức chuẩn hóa mạng

Các tổ chức chuẩn hóa mạng ra đời nhằm ban hành các tiêu chuẩn kỹ thuật truyền thông nhằm đưa tới 1 tiêu chuẩn thống nhất chung giữa các đơn vị, tổ chức thiết kế các hệ thống mạng máy tính Từ đó xóa bỏ các vấn đè không tương thích, thúc đẩy sự phát triển của các liên mạng khác nhau do các tổ chức khác nhau phát triển Trong quá trình tiến tới chuẩn hóa mạng có nhiều tổ chức khác nhau tham gia nghiên cứu và ban hành các chuẩn liên kết mạng bao gồm:

 ISO (The International Standards Organization) - Là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế hoạt động dưới sự bảo trợ của Liên hợp Quốc với thành viên là các cơ quan chuẩn quốc gia với số lượng khoảng hơn 100 thành viên với mục đích hỗ trợ sự phát triển các chuẩn trên phạm vi toàn thế giới Một trong những thành tựu của ISO trong lãnh vực truyền thông là mô hình hệ thống mở (Open Systems Interconnection - gọi tắt là OSI)

 CCITT (Commité Consultatif International pour le Telegraphe et la Téléphone) -

Tổ chức tư vấn quốc tế về điện tín và điện thoại làm việc dưới sự bảo trợ của Liên Hiệp Quốc có trụ sở chính tại Geneva - Thụy sỹ Các thành viên chủ yếu là các cơ quan bưu chính viễn thông các quốc gia Tổ chức này có vai trò phát triển các khuyến nghị trong các lãnh vực viễn thông

 ANSI (American National Standards Institute -Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ) là một tổ chức tư nhân, phi lợi nhuận nhằm quản trị và điều phối sự tiêu chuẩn hoá một cách tự giác và hợp thức các hệ thống qui ước ra đời ngày 19 tháng 10 năm 1918 Nhiệm vụ của tổ chức là nâng cao khả năng cạnh tranh toàn cầu của hệ thống kinh doanh và chất lượng đời sống Hoa Kỳ đồng thời tạo điều kiện cho việc tự giác thống nhất các tiêu chuẩn và hợp thức các hệ thống quy ước, cũng như là bảo vệ sự nguyên dạng của các tiêu chí này Các tiêu chuẩn của ANSI thường được ISO chấp nhận

 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers - Viện kỹ nghệ Điện và Điện tử) là một tổ chức phi lợi nhuận, chuyên nghiệp nhằm nâng cao sự thịnh vượng qua sự phát huy các đổi mới công nghệ tạo cơ hội nghề nghiệp cho các

Mạng và truyền thông – Bài 1 Trang 13

thành viên và cổ vũ cộng đồng thế giới mở rộng IEEE đề xướng quá trình kỹ nghệ của sáng tạo, phát triển, tích hợp, chia sẻ và ứng dụng hiểu biết về công nghệ điện tử và tin học, cũng như là các khoa học nhằm đem lại lợi ích cho con người và nghề nghiệp Tổ chức này chính thức hoạt động đầu năm 1963 Một ảnh hưởng lớn của IEEE là việc phát triển tiêu chuẩn 802 cho LAN và được phổ dụng mọi nơi

Chúc Anh/Chị học tập tốt!

BÀI 2: KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG VÀ TẦNG ỨNG DỤNG Mục tiêu

Sau khi học xong chương này, Anh/Chị sẽ nắm được:

 Kiến trúc phân tầng

 Kiến trúc, chức năng mô hình OSI

 Kiến trúc, chưc năng mô hình TCP

 Chức năng, các giao thức trong tầng ứng dụng

Nội dung

I KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG

Để giảm độ phức tạp trong thiết kế hệ thống mạng, đồng thời có khả năng tái sử dụng các thiết kế cho các hệ thống mạng khác nhau, kiến trúc mạng được tổ chức thành một cấu trúc nhiều tầng, mỗi tầng đảm nhận một vai trò trong quá trình truyền thông, các tầng sẽ được xây dựng trên nền tảng của các tầng trước đó (thay vì phải xây dựng lại từ đầu), tầng dưới sẽ cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn Các hệ thống mạng giao tiếp với nhau theo quy tắc đồng tầng, có nghĩa là tầng N trên một máy sẽ chỉ thực hiện giao tiếp với tầng N trên một máy khác Các quy tắc, luật lệ được sử dụng cho việc giao tiếp giữa các tầng được gọi

là các giao thức của tầng Giữa 2 tầng liền kề phải luôn tồn tại giao thức cho phép cung cấp các dịch vụ cho tầng phía trên nó Tập hợp các tầng và các giao thức trong các tầng đó được gọi là kiến trúc mạng (Network Arichitecture)

Việc thiết kế cấu trúc phân tầng của các kiến trúc mạng đem lại một số lợi ích như sau:

 Thuận tiện trong việc thiết kế, phát triển các giao thức mạng trong các tầng trong kiến trúc mạng

 Cung cấp một “ngôn ngữ” chung cho tất cả các giao thức trong cùng tầng, các giao thức này phải cùng đảm bảo một chức năng, nhiệm vụ chung

 Hỗ trợ cho việc nghiên cứu, phát triển các giao thức Do việc thiết kế các giao thức độc lập của từng tầng nên quá trình nghiên cứu, phát triển giao thức mới trong một tầng sẽ không làm ảnh hưởng đến các giao thức ở tầng khác

 Các giao thức ở mỗi tầng có nhiệm vụ cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn, điều này cho phép phát triển nhiều giao thức mới ở các tầng khác nhau dựa trên nền tảng của các giao thức tầng thấp hơn

Mạng và truyền thông – Bài 2 Trang 2

II MÔ HÌNH THAM CHIẾU OSI VÀ MÔ TCP

Để dễ dàng cho việc nối kết và trao đổi thông tin giữa các máy tính với nhau, vào năm 1983, tổ chức tiêu chuẩn thế giới ISO đã phát triển một mô hình cho phép hai máy tính có thể gửi và nhận dữ liệu cho nhau Mô hình này dựa trên tiếp cận phân tầng (lớp), với mỗi tầng đảm nhiệm một số các chức năng cơ bản nào đó

Để hai máy tính có thể trao đổi thông tin được với nhau cần có rất nhiều vấn đề liên quan Ví dụ như cần có Card mạng, dây cáp mạng, điện thế tín hiệu trên cáp mạng, cách thức đóng gói dữ liệu, điều khiển lỗi đường truyền vv Bằng cách phân chia các chức năng này vào những tầng riêng biệt nhau, việc viết các phần mềm để thực hiện chúng trở nên dễ dàng hơn

1 Kiến trúc mô hình OSI

Mô hình OSI giúp đồng nhất các hệ thống máy tính khác biệt nhau khi chúng trao đổi thông tin Mô hình này gồm có 7 tầng:

a Sự ghép nối giữa các mức

Về nguyên tắc, tầng n của một hệ thống chỉ giao tiếp, trao đổi thông tin với tầng n của hệ thống khác Mỗi tầng sẽ có các đơn vị truyền dữ liệu riêng:

o Tầng vật lý: bit

o Tầng liên kết dữ liệu: Khung (Frame)

o Tầng Mạng: Gói tin (Packet)

o Tầng vận chuyển: Đoạn (Segment)

Trong thực tế, dữ liệu được gửi đi từ tầng trên xuống tầng dưới cho đến tầng thấp nhất của máy tính gửi Ở đó, dữ liệu sẽ được truyền đi trên đường truyền vật lý Mỗi khi dữ liệu được truyền xuống tầng phía dưới thì nó bị "gói" lại trong đơn vị dữ liệu của tầng dưới Tại bên nhận, dữ liệu sẽ được truyền ngược lên các tầng cao dần Mỗi lần qua một tầng, đơn vị dữ liệu tương ứng sẽ được tháo ra

Đơn vị dữ liệu của mỗi tầng sẽ có một tiêu đề (header) riêng OSI chỉ là mô hình tham khảo, mỗi nhà sản xuất khi phát minh ra hệ thống mạng của mình sẽ thực hiện các chức năng ở từng tầng theo những cách thức riêng Các cách thức này thường được mô tả dưới dạng các chuẩn mạng hay các giao thức mạng Như vậy dẫn đến trường hợp cùng một chức năng nhưng hai hệ thống mạng khác nhau sẽ không tương tác được với nhau

Như vậy để thực hiện giao tiếp mạng giữa các hệ thống mạng khác nhau cần có thiết

bị có khả năng “đọc hiểu” kiến trúc của các hệ thống mạng rồi quy chiếu về mô hình OSI

để phân chia các gói dữ liệu giữa các tầng sao cho đồng nhất Để thực hiện việc này, thiết

bị đó cần có khả năng “đọc, hiểu” được kiến trúc của các hệ thống mạng, có khả năng phân chia, tính toán các đơn vị dữ liệu để chuyển về các tầng tương ứng Để làm được điều này cần phải có 1thiết bị với chi phí cao, do đó để thống nhất chung, cùng với sự phát triển của toàn cầu bộ giao thức TCP/IP được tạm coi như là bộ giao thức chuẩn cho phép kết nối với màn Internet, các hệ thống mạng chỉ cần sử dụng các giao thức tầng 3, 4 theo bộ giao thức TCP/IP là có thể giao tiếp được với nhau

b Chức năng của mỗi tầng

o Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application Layer)

Đây là tầng trên cùng, cung cấp các ứng dụng truy xuất đến các dịch vụ mạng Nó bao gồm các ứng dụng của người dùng, ví dụ như các Web Browser (Netscape Navigator, Internet Explorer ), các Mail User Agent (Outlook Express, Netscape Messenger, ) hay các chương trình làm server cung cấp các dịch vụ mạng như các Web Server (Netscape Enterprise, Internet Information Service, Apache, .), Các FTP Server, các Mail server (Send mail, MDeamon) Người dùng mạng giao tiếp trực tiếp với tầng này

o Tầng 6: Tầng trình diễn (Presentation Layer)

Tầng này đảm bảo các máy tính có kiểu định dạng dữ liệu khác nhau vẫn có thể trao đổi thông tin cho nhau Thông thường các mày tính sẽ thống nhất với nhau về một kiểu định dạng dữ liệu trung gian để trao đổi thông tin giữa các máy tính Một dữ liệu cần gửi đi

Mạng và truyền thông – Bài 2 Trang 4

sẽ được tầng trình bày chuyển sang định dạng trung gian trước khi nó được truyền lên mạng Ngược lại, khi nhận dữ liệu từ mạng, tầng trình bày sẽ chuyển dữ liệu sang định dạng riêng của nó

o Tầng 5 Tầng giao dịch (Session Layer)

Tầng này cho phép các ứng dụng thiết lập, sử dụng và xóa các kênh giao tiếp giữa chúng (được gọi là giao dịch) Nó cung cấp cơ chế cho việc nhận biết tên và các chức năng

về bảo mật thông tin khi truyền qua mạng

o Tầng 4: Tầng giao vận (Transport Layer)

Tầng này đảm bảo truyền tải dữ liệu giữa các quá trình Dữ liệu gửi đi được đảm bảo không có lỗi, theo đúng trình tự, không bị mất mát, trùng lặp Đối với các gói tin có kích thước lớn, tầng này sẽ phân chia chúng thành các phần nhỏ trước khi gửi đi, cũng như tập hợp lại chúng khi nhận được

o Tầng 3: Tầng mạng (Network Layer)

Tầng này đảm bảo các gói tin dữ liệu (Packet) có thể truyền từ máy tính này đến máy tính kia cho dù không có đường truyền vật lý trực tiếp giữa chúng.Nó nhận nhiệm vụ tìm đường đi cho dữ liệu đến các đích khác nhau trong mạng

o Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer)

Tầng này đảm bảo truyền tải các khung dữ liệu (Frame) giữa hai máy tính có đường truyền vật lý nối trực tiếp với nhau Nó cài đặt cơ chế phát hiện và xử lý lỗi dữ liệu nhận

o Tầng 1: Tầng vật lý (Physical Layer)

Điều khiển việc truyền tải thật sự các bit trên đường truyền vật lý Nó định nghĩa các tín hiệu điện, trạng thái đường truyền, phương pháp mã hóa dữ liệu, các loại đầu nối được sử dụng

c Các giao thức chuẩn của OSI

o Hệ thống UNIX sử dụng các giao thức như: tầng 3 giao thức IP, tầng 4 giao thức TCP/UDP

o Hệ thống Netware sử dụng các giao thức như: tầng 3 giao thức IPX, tầng 4 giao thức SPX

o Hệ thống Microsoft với nền tảng máy chủ điều hành mạng WindowsNT định nghĩa giao thức NETBEUI để thực hiện chức năng của cả 2 tầng, tầng 3 và 4

2 Kiến trúc mô hình TCP

Mô hình OSI là mô hình dựa trên nền tảng lý thuyết, trừu tượng được tổ chức ISO thiết kế nhằm tạo ra một tham chiếu cho các hệ thống mạng thiết kế và phát triển giao thức Việc thiết kế một mô hình gồm 7 tầng cho phép chuyên biệt hóa các chức năng của từng giao thức trong quá trình truyền tin nhằm mục tiêu dễ kiểm soát quá trình truyền tin tuy nhiên nó dẫn đến một nhiều vấn đề khó khăn, phức tạp trong việc xây dựng hệ thống mạng

và phát triển các giao thức trong từng tầng Để đơn giản hóa mô hình OSI mà vẫn đảm bảo chức năng của các tầng tương tự như OSI, mô hình TCP ra đời và được áp dụng phổ biến hiện nay Mô hình TCP được coi như là một mô hình “thực hành” với bộ giao thức phổ biến TCP/IP Mô hình TCP được chia làm 4 tầng so với mô hình OSI được thể hiện như hình sau:

i So sánh mô hình TCP và OSI Dựa vào hình vẽ trên ta có thể nhận thấy sự tham chiếu tương đồng giữa các tầng của mô hình TCP so với mô hình OSI như vậy:

Tầng ứng dụng (Application) trong mô hình TCP sẽ đảm nhận vai trò tương

đương với 3 tầng 5, 6, 7 trong mô hình OSI Các giao thức trên tầng ứng dụng của

mô hình TCP/IP sẽ đảm nhận vai trò về trình diễn dữ liệu của tầng Presentation và quản lý phiên làm việc trên tầng Session Trên thực tế số lượng giao thức đảm nhận

2 chức năng này trong mô hình TCP/IP là ít và chúng thường được bỏ qua trong các giao thức phổ biến của TCP/IP

Tầng truy cập mạng (Network Access): được gộp chức năng từ 2 tầng Liên kết

dữ liệu (Data – Link Layer) và tầng vật lý (Physical Layer) trong mô hình OSI, nó

Mạng và truyền thông – Bài 2 Trang 6

đảm nhận các vai trò như gửi khung liên kết dữ liệu, mã hóa dữ liệu sang dạng tín hiệu và chuyển xuống đường truyền

III TẦNG ỨNG DỤNG

Trong phần tiếp theo của bài học, chúng ta sẽ tìm hiểu các giao thức phổ biến trên tầng ứng dụng trong mô hình TCP/IP Đây là những giao thức đang được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hiện đại trên môi trường Internet, chúng ta sẽ tìm hiểu chức năng và cách thức giao tiếp giữa các giao thức trong tầng này Các giao thức phổ biến sẽ được tìm hiểu trong giáo trình gồm:

o Dịch vụ tên miền DNS (Domain Name Services)

o Dịch vụ thư điện tử (SMTP, POP,IMAP)

Tên host và địa chỉ host khác nhau ở hai điểm quan trọng Thứ nhất, tên host thường

có độ dài thay đổi và dễ gợi nhớ, vì thế nó giúp người dùng dễ nhớ hơn Thứ hai, tên thường không chứa thông tin gì để giúp mạng định vị (chuyển các gói tin đến) host Địa chỉ, ngược lại, lại hàm chứa thông tin vạch đường trong đó Để bắt đầu tìm hiểu về dịch vụ phân giải tên miền ta hãy tìm hiểu các khái niệm cơ bản như sau:

o Không gian tên (name space) định nghĩa tập các tên có thể có Một không gian tên có thể là phẳng (flat) – một tên không thể được chia thành các thành phần nhỏ hơn, hoặc phân cấp

o Hệ thống tên duy trì một tập các ánh xạ (collection of bindings) từ tên sang giá trị Giá trị có thể là bất cứ thứ gì chúng ta muốn hệ thống tên trả về khi ta cấp cho nó một tên để ánh xạ; trong nhiều trường hợp giá trị chính là địa chỉ host

o Cơ chế phân giải (resolution mechanism) là một thủ tục mà khi được gọi với tham số là một tên, sẽ trả về một giá trị tương ứng

o Server quản lý tên (name server) là một kết quả cài đặt cụ thể của một cơ chế phân giải luôn sẵn dùng trên mạng và có thể được truy vấn bằng cách gửi đến nó một thông điệp

Phân cấp tên miền

Hệ thống tên miền được tổ chức phân cấp theo dạng cây, mỗi tên miền nằm trong một cấp có thể gồm nhiều tên miền cấp con thuộc nó quản lý Ta hãy xét ví dụ với hệ thống tên miền trên Internet Các tên DNS được xử lý từ phải sang trái, sử dụng các dấu chấm (.) làm ký tự ngăn cách giữa tên miền cha và tên miền cấp con Hình sau sẽ mô phỏng cấu trúc của hệ thống tên miền phổ biến trên Internet

Trong đó tên miền cấp cao nhất trong sơ đồ sẽ biểu diễn các thông tin như quốc gia, lĩnh vực của tổ chức hoặc công ty sở hữu tên miền đó Các tên miền cấp thấp hơn biểu diễn tên của đơn vị trực thuộc đơn vị cấp cao

VD:

.edu – các tổ chức giáo dục gov – các tổ chức trực thuộc chính phủ mil – các đơn vị trực thuộc lĩnh vực quân sự au – Australia

.us – United Stated

Phân tích tên miền

Với một hệ thống phân cấp các server tên đã trình bày, bây giờ chúng ta đi tìm hiểu cách thức một client giao tiếp với các server này để phân tích cho được một tên miền thành

Mạng và truyền thông – Bài 2 Trang 8

địa chỉ Giả sử một client muốn truy cập tới tên miền www.cisco.com Đầu tiên client này

sẽ gửi yêu cầu chứa tên này đến server tên gốc Server gốc không thể so khớp tên theo yêu cầu với các tên mà nó chứa, thay vào đó nó chỉ phản hồi tới Server quản lý tên miền com

vì vậy thông tin truy vấn của Client này sẽ được chuyển tiếp đến Server Name thứ 2 Server Name thứ 2 cũng trả về tất cả các mẫu tin có liên quan đến mẫu tin mà Client yêu cầu, trong đó có yêu cầu tên miền cisco.com Nhưng trong mô hình phân cấp Server Name thứ 2 này có thông tin về Server quản lý tên miền www.cisco.com, vì vậy truy vấn của Client tiếp tục được chuyển cho các Server Name cấp thấp hơn Cứ tương tự như vậy, giả

sử rằng lần này Server Name có chứa mẩu tin về địa chỉ www.ciso.com, thông tin này được phân tích Server sẽ tìm được địa chỉ IP tương ứng với tên miền này giả sử IP là: 60.254.168.170, phần địa chỉ IP này sẽ được phản hồi cho Client để kết thúc quá trình phân giải tên miền Mô hình phân giải tên miền được thể hiện qua sơ đồ sau:

b Giao thức DHCP

DHCP (Dyamic Host Configuration Protocol) là giao thúc cấu hình động host trong

hệ thống mạng Mỗi thiết bị trên mạng sử dụng bộ giao thức TCP/IP cần phải có một địa chỉ IP hợp lệ để các thiết bị có thể giao tiếp với nhau Các địa IP này cần được thực hiện các thao tác như cấp phát, thu hồi, duy trì cần phải có dịch vụ giám sát và quản lý chúng,

đó chính là dịch vụ DHCP

Đề thực hiện được việc cấp phát địa chỉ IP, các máy Client yêu cầu cũng phải có giao thức để liên lạc, phản hồi, yêu cầu tới DHCP Server, các giao thức loại này gọi là các giao thức DHCP Client Hầu hết các hệ điều hành (trong đó tất cả các hệ điều hành của Microsoft) đều hỗ trợ giao thức DHCP cho client

 Hoạt động của giao thức DHCP:

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

o Các máy server trên mạng khi nhận được gói tin yêu cầu đó, nếu còn khả năng cung cấp địa chỉ IP, đều gửi lại cho máy client gói tin DHCPOFFER trong một khoảng thời gian nhất định, kèm theo là một subnetmask và địa chỉ

IP của máy server Server sẽ không cấp phát địa chỉ IP vừa đề nghị cho những client khác trong suốt quá trình đàm phán

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

và dùng cấp phát cho máy client khác

o Máy server được máy client chấp nhận sẽ gửi ngược lại một gói tin DHCPACK như là một lời xác nhận, cho biết là địa chỉ IP đó, subnetmask đó

và thời gian cho phép sử dụng sẽ chính thức được áp dụng Ngoài những thông tin của máy server, nó còn gửi kèm theo những thông tin cấu hình bổ sung như địa chỉ của gateway mặc định, địa chỉ DNS server, …

Sơ đồ hoạt động của quá trình cấp phát địa chỉ IP động giữa Client và DHCP Server được mô tả qua hình sau:

DHCP cung cấp khả năng tiết kiệm không gian địa chỉ IP trong hệ thống mạng, ngoài ra DHCP còn làm tiết kiệm khả năng quản trị mạng bằng cách gán địa chỉ tự động cho các Client do đó số thao tác phải thực hiện của các nhà quản trị mạng sẽ được giảm đi đáng kể đối với các hệ thống mạng lớn

c Giao thức HTTP

Mạng và truyền thông – Bài 2 Trang 10

Ứng dụng Web đã rất thành công, giúp cho nhiều người có thể truy cập Internet đến nỗi Web được hiểu đồng nghĩa với Internet! Có thể hiểu Web như là một tập các client và server hợp tác với nhau và cùng nói chung một ngôn ngữ: HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) Các trình duyệt Web là các chương trình ứng dụng trên máy tính cho phép kết nối World Wide Web và truy cập các tài nguyên của Web Server biểu diễn thành các giao diện đồ họa tương tác với người dùng Để lấy được các nội dung đó, các dịch vụ web phía client phải tạo kết nối tới Server và yêu cầu truy cập vào các nguồn tài nguyên Server phản hồi tới client bằng các tín hiệu như từ chối hoặc đồng ý gửi dữ liệu về client để trình duyệt web biểu diễn tới người dùng

Cách thức hoạt động của Web Server

Cơ chế làm việc của WebServer được mô phỏng qua quy trình như sau kể từ sau khi người dùng gõ địa chỉ Website lên trình duyệt:

o Trình duyệt kiểm tra URL

o Truy vấn đến DNS yêu cầu địa chỉ IP của URL

o NS phản hồi IP của URL truy vấn

o Tạo kết nối tới Web Server

o Trình duyệt tiếp tục gửi lệnh GET kèm theo URL tới tài nguyên cần truy cập

o Máy chủ xử lý yêu cầu và gửi tài nguyên đến Client

o Giải phóng kết nối

o Trình duyệt hiển thị nội dung có trong tài nguyên được gửi

Sơ đồ hoạt động của quá trình gửi nhận dữ liệu web được cho ở sơ đồ sau

Trong quá trình giao tiếp giữa Client với Web Server chúng sẽ trao đổi với nhau các thông điệp yêu cầu và thông điệp nhận, trong các thông điệp này chứa các mã lệnh phản hồi trạng thái của quá trình truyền tin, bảng mã lệnh được thể hiện như sau

Mã lệnh các thông điệp

Thông điệp yêu cầu (được sử dụng để gửi từ Client đến Server)

Mạng và truyền thông – Bài 2 Trang 12

OPTIONS Yêu cầu thông tin về các tùy chọn hiện có

GET Lấy về tài liệu được xác định trong URL

HEAD Lấy về thông tin thô về tài liệu được xác định trong URL

PUT Tải tài liệu lên Server và đặt ở vị trí được xác định trong URL DELETE Xóa các tài liệu trong URL trên Server

TRACE Phản hồi lại thông điệp yêu cầu

CONNECT Được sử dụng cho các Proxy

Hai thao tác thường được sử dụng nhiều nhất là GET (lấy một trang Web về) và

HEAD (lấy về thông tin của một trang Web) GET thường được sử dụng khi trình duyệt

muốn tải một trang Web về và hiển thị nó cho người dùng HEAD thường được sử dụng để

kiểm tra tính hợp lệ của một liên kết siêu văn bản hoặc để xem một trang nào đó có bị thay

đổi gì không kể từ lần tải về trước đó

Giống như các thông điệp yêu cầu, các thông điệp trả lời bắt đầu bằng một hàng

START_LINE.Trong trường hợp này, dòng START_LINE sẽ chỉ ra phiên bản HTTP đang

được sử dụng, một mã 3 ký số xác định yêu cầu là thành công hay thất bại và một chuỗi ký

tự chỉ ra lý do của câu trả lời này

Ví dụ, dòng START_LINE

HTTP/1.1 202 Accepted chỉ ra server đã có thể thõa mãn yêu cầu của người dùng

Còn dòng HTTP/1.1 404 Not Found chỉ ra rằng server đã không thể tìm thấy tài liệu như

được yêu cầu Có năm loại mã trả lời tổng quát với ký số đầu tiên xác định loại mã

1xx Thông tin Đã nhận được yêu cầu, đang xử lý

2xx Thành công Thao tác đã được tiếp nhận, hiểu được và

chấp nhận được 3xx Chuyển hướng Cần thực hiện thêm thao tác để hoàn tất yêu cầu được

đặt ra 4xx Lỗi Client Yêu cầu có cú pháp sai hoặc không thể đáp ứng

5xx Lỗi Server Server thất bại trong việc đáp ứng một yêu cầu hợp lệ

d Giao thức POP

Email là một giao thức mạng phổ biến nhất được sử dụng bùng nổ và rộng rãi ngày

nay với ưu điểm giao tiếp nhanh và đơn giản Để gửi nhận thư điện tử trên các máy tính

hoặc các thiết bị điện tử cần phải có các dịch vụ gửi và nhận email Có 2 dịch vụ mail phổ biến là POP và SMTP, cũng giống như giao thức HTTP, các giao thức này cũng được định nghĩa theo mô hình Client/Server

Một hệ thống email thường có 3 thành phần chính: Bộ phận trợ giúp người dùng (User Agent), Mail Server (Mail Tranfer Agent) và các giao thức mà các thành phần này dùng để giao tiếp với nhau (SMTP/POP3)

Như đã trình bày, khi đứng về góc độ người dùng thư, họ sẽ dùng user agent để gửi

và nhận thư cho họ User agent dùng giao thức SMTP để gửi thư đi, dùng giao thức POP3 hoặc IMAP để nhận thư về

Một phiên làm việc theo giao thức POP3 bắt đầu tại user agent User agent khởi động một nối kết

TCP đến cổng 110 của mail server Khi kết nối thực hiện xong, phiên làm việc POP3

sẽ trải qua theo thứ tự ba giao đoạn:

Mạng và truyền thông – Bài 2 Trang 14

Xem thông tin của bức thư có số thứ tự yêu cầu, nếu bỏ qua tham số Server trả về danh sách tất cả thư

Kế đến, chúng ta sẽ xem xét giao thức SMTP – giao thức được dùng để chuyển thư

từ máy này đến máy kia Để đặt SMTP vào đúng ngữ cảnh, chúng ta nên nhắc lại các nhân vật then chốt trong hệ thống email Đầu tiên, người dùng tương tác với trình đọc thư (hay còn gọi là user agent) để soạn, lưu, tìm kiếm và đọc thư của họ Hiện trên thị trường có nhiều phần mềm đọc thư, cũng giống như hiện cũng đang có nhiều loại trình duyệt Web vậy Thứ hai, có trình xử lý thư (hay còn gọi là mail server) chạy trên một máy nào đó trong mạng nội bộ của người dùng Có thể xem mailserver như một bưu điện: Người dùng trao cho mail server các bức thư mà họ muốn gửi cho người dùng khác, mail server sử dụng giao thức SMTP trên TCP để chuyển bức các thư này đến mail server bên đích Mail server bên đích nhận các thư đến và đặt chúng vào hộp thư của người dùng bên đích Do SMTP là giao thức mà rất nhiều người có thể tự cài đặt, vì thế sẽ có rất nhiều sản phầm mail server hiện có trên thị trường Sản phẩm mail server thường được sử dụng nhất là sendmail, ban đầu được cài đặt trong hệ điều hành Berkeley Unix

Tất nhiên mail server bên máy gửi có thể kết nối SMTP/TCP trực tiếp tới mail server bên máy nhận, nhưng trong thực tế, một bức thư có thể đi ngang qua vài mail gateways trước khi đến đích

Cũng giống như máy đích, mỗi mail gateway cũng chạy một mail server Không phải ngẫu nhiên mà các nút chuyển thư trung gian được gọi là mail gateway Công việc của chúng cũng giống như các IP gateway là lưu tạm và chuyển phát tiếp các bức thư của người dùng Các bản tin của giao thức SMTP sử dụng một tập các lệnh để thông báo trạng thái của bản tin Các lệnh này được sử dụng trong giao thức SMTP như: khởi tạo phiên, giao dịch thư, chuyển tiếp thư, mở rộng danh sách thư, mở và đóng giao dịch Các lệnh của giao thức SMTP được cho ở bảng sau:

Lệnh Ý nghĩa

HELO Định danh tiến trình SMTP client đến SMTP tới Server

EHLO Phiên bản mới của HELO được bổ xung thêm các dịch vụ

mở rộng MAIL

FROM

Định danh người gửi

RCPT TO Định danh người nhận

DATA Định danh phần nội dung của email

Như vậy 2 giao thức căn bản trong dịch vụ thư điện tử là SMTP và POP đóng vai trò gửi và nhận thư trong hệ thống mạng máy tính Cuối cùng ta hãy tổng hợp lại quá trình gửi

và nhận thư điện tử thông qua POP3 và SMTP ở sơ đồ sau:

Chúc Anh/Chị học tập tốt!

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 1

BÀI 3: TẦNG TRÌNH DIỄN VÀ TẦNG PHIÊN

Chương này bao gồm 3 mục lớn:

I Đối tượng nghiên cứu

II Phương pháp nghiên cứu

III Ý nghĩa của việc học tập môn học đối với sinh viên

Mục tiêu

Sau khi học xong chương này, anh/ chị sẽ:

- Nắm được các chức năng, vai trò của tầng trình diễn, các giao thức chuẩn và dịch vụ OSI của tầng trình diễn

- Nắm được các dịch vụ OSI của tầng phiên, các điều khiển trao đổi dữ liệu, điều hành, liên kết phiên dữ liệu và các giao thức chuẩn của tầng phiên

Nội dung (Nội dung của các chương theo bài Text)

3.1 TẦNG TRÌNH DIỄN

3.1.1 Vai trò chức năng

Mục đích của tầng trình diễn là đảm bảo cho các hệ thống cuối có thể truyền thông

có kết quả ngay cả khi chúng sử dụng các biểu diễn dữ liệu khác nhau Để đạt được điều

đó nó cung cấp một biểu diễn chung để dùng trong truyền thông và cho phép chuyển đổi

dữ liệu cục bộ sang biểu diễn chung đó

Tầng trình diễn thực hiện 3 chức năng chính:

• Mã hóa (Coding) các dữ liệu từ tầng Ứng dụng, đảm bảo dữ liệu từ thiết bị nguồn có được giải mã được ở tầng ứng dụng trên thiết bị đích

• Nén dữ liệu theo các phương pháp nén dữ liệu do chương trình ứng dụng thiết lập và đảm bảo dữ liệu được giải nén đầy đủ trên thiết bị đích

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 2

• Ghi mật mã (Encryption) cho dữ liệu trước khi truyền tin và giải mật

mã để thu được dữ liệu sau khi truyền tại thiết bị đích Chú ý rằng không tồn tại một cú pháp truyền xác định trước cho mọi hoạt động trao đổi dữ liệu Cú pháp truyền được sử dụng trên một liên kết cụ thể trên tầng trình diễn phải được xác định cụ thể từ tầng ứng dụng Mỗi bên gửi và nhận sẽ lựa chọn cú pháp truyền sao cho nó có thể sẵn sàng được chuyển đổi sang cú pháp người sử dụng và ngược lại Ví dụ như các chuẩn đồ họa và video Một số dịnh dạng phổ biến như QuickTime và MPEG (Motion Picture Experts Group) Định dạng QuickTime là một định dạng đặc biệt của Apple cho video và âm thanh, còn MPEG là chuẩn định dạng cho nén video và mã hóa Hoặc các chuẩn định dạng hình ảnh như: JPEG, GIF, TIFF, trong đó GIF và JPEG là các chuẩn nén và mã hóa cho các ảnh đồ họa, còn chuẩn TIFF chỉ có chuẩn mã hóa cho ảnh đồ họa

Các khái niệm liên quan đến tầng trình diễn:

Khi qua ranh giới giữa hai tầng trình diễn và tầng phiên có sự thay đổi quan trọng trong cách nhìn dữu liệu Đối với tầng phiên trở xuống tham só User Data trong các service primitives được đặt tả dưới dạng mã nhị phân Giá trị này có thể được đưa vào trực tiếp trong SDU (Service Data Unit) để chuyển giữa các tầng trong cùng một hệ thống và trong các PDU khác để chuyển giữa các tầng đồng mức trong các hệ thống kết nối với nhau Tuy nhiên tầng ứng dụng lại liên quan chặt chẽ đến các nhìn dữ liệu của người dùng nói chung, cách nhìn đó thể hiện dưới dạng các thông tin có cấu trúc như văn bản, hình ảnh, âm thanh,… Người dùng chỉ quan tâm đến ngữ nghĩa của dữ liệu Do đó tầng trình diễn ở giữa chỉ có nhiệm vụ cung cấp phương thức biểu diễn dữ liệu và chuyển đổi thành các giá trị nhị phân dùng cho các tầng thấp hơn

Trước khi sử dụng liên kết của một tầng trình diễn để trao đổi dữ liệu thì hai thực thể trình diễn ở hai đầu phải thỏa thuận về cú pháp truyền được xem như là bối cảnh trình diễn dùng để trao đổi dữ liệu

Phiên dịch dữ liệu

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 3

Một mục tiêu quan trọng cần giải quyết khi thiết kế các mạng đó là cho phép kiểu máy tính khác nhau trao đổi dữ liệu Tuy mục tiêu này ít khi được giải quyết toàn vẹn, nhưng việc vận dung hiệu quả các kỹ thuật phiên dịch dữ liệu có thể giúp nhiều kiểu máy tính truyền thông với nhau Có bốn dạng phiên dịch dữ liệu, thứ tự bit, thứ tự byte, mã ký

tự và cú pháp tệp tin như sau:

 Thứ tự bit: Khi số nhị phân được truyền qua một mạng, chúng gửi đi theo từng bit, thứ tự byte, mã ký tự và cú pháp tệp tin

 Phiên dịch thứ tự Byte: Các giá trị phức tạp thường phải được biểu diễn bằng nhiều byte, nhưng các máy tính khác nhau thường quy ước khác nhau về việc truyền byte nào trước Các bộ vi xử lý Inel bắt đầu bằng byte ít quan trọng nhất, trong khi đó các bộ vi xử lý Motorola lại bắt đầu từ những byte quan trọng Để hòa hợp những khác biệt này, ta cần phải có tính năng phiên dịch thứ tự byte

 Phiên dịch mã ký tự: Hầu hết các máy tính đều dùng một trong các bảng mã đánh số nhị phân dưới đây để biểu diễn bộ ký tự: Bảng mã ACSII được dùng để biểu diễn các ký tự tiếng Anh trên hầu hết các máy tính Bảng mã EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Interchange Code – Mã hóa đổi thập phân mã hóa nhị phân mở rộng) được dùng để biểu diễn cho các ký tự tiếng Anh trên máy tính lớn

 Phiên dịch cú pháp tệp tin: Khi các dạng thức tệp tin khác nhau giữa các máy tính, các dạng tệp tin đó đòi hỏi phải có sự phiên dịch

3.1.2 Dịch vụ OSI cho tầng trình diễn

Dịch vụ OSI cho tầng trình diễn có 2 loại: một loại bao gồm các dịch vụ liên quan đến biểu diễn dữ liệu của người sử dụng để đảm bảo hai thực thể ứng dụng có thể trao đổi

dữ liệu thành công ngay sau khi chúng dùng các biểu diễn cục bộ khác nhau cho dữ liệu

đó, loại thứ hai bao gồm các dịch vụ cho phép các thực thể ứng dụng có thể sử dụng các dịch vụ tầng phiên để quản lý hội thoại

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 4

Đề cung cấp loại dịch vụ thứ nhất, tầng trình diễn thực hiện hai nhiệm vụ sau: Thương lượng về cú pháp truyền: với mỗi kiểu dữ liệu ngườu dùng cho trước một

cú pháp truyền được thương lượng

Chuyển đổi: dữ liệu cung cấp bởi người sử dụng được chuyển đổi thành biểu diễn theo cú pháp có thể truyền đi, ngược lại dữ liệu nhận được để giao cho người dùng sẽ được chuyển chuyển đổi từ cú pháp truyền sang biểu diễn của người dùng

Dịch vụ tầng trình diễn có liên quan đến một hoặc nhiều bối cảnh trình diễn (presentation context) Mỗi bối cảnh chỉ rõ cúp pháp trừu tượng của dữ liệu đó Có hai loại bối cảnh được sử dụng:

Defined context set: bao gồm các bối cảnh đã được xác định thông qua sự thỏa thuận giữa người sử dụng dịch vụ trình diễn (presentation service user) và người cung cấp dịch vụ trình diễn (presentation service provider)

Default context: là một bối cảnh trình diễn mà người cung cấp dịch vụ trình diễn luôn biết rõ rằng người sử dụng trình diễn vắng mặt

Ở tầng phiên do kiến trúc phân tầng của OSI các thự thể ứng dụng không thể truy cập trực tiếp tới các dịch vụ tầng phiên, do vậy các yêu cầu dịch vụ liên quan đến tầng phiên phải được chuyển qua tầng trình diễn đến các dịch vụ của tầng phiên

3.1.3 Giao thức chuẩn tầng trình diễn

Các giao thức chuẩn của ISO/CCITT cho tầng trình diễn đặc tả những nội dung chính sau:

• Cấu trúc và mã hóa các đơn vị dữ liệu của giao thức trình diễn (PPDU) dùng

để truyền dữ liệu và thông tin điều khiển

• Các thủ tục để truyền dữ liệu và thông tin điều khiển giữa các thực thể trình diễn của hai hệ thống mở

• Liên kết giữa giao thức trình diễn với dịch vụ trình diễn và với dịch vụ phiên

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 5

Cũng như các PDU ở các tầng khác, các PPDU cũng có khuông dạng tổng quát bao gồm một phần HEADER chưa các thông tin điều khiển và có thêm phần chứa dữ liệu được truyền từ trên xuống hoặc được truyền lên cho tầng trên Như vậy luôn có 2 nguyên tắc phải được tuân thủ:

Mỗi dịch vụ tầng n phải được cài đặt nhờ trao đổi các PDU tầng n

Mỗi PDU tầng n trở thành User data và được đóng gói vào trong PDU tầng n-1 Tuy nhiên ở tầng trình diễn, các nguyên lý đó không còn luôn được áp dụng.Thực

tế là không phải mọi dịch vụ trình diễn đều yêu cầu các PPDU và một số tham số của PPDU không được chuyển thành User data trong một PDU tầng phiên Khi phát triển các giao thức cho 3 tầng cao của mô hình OSI, người ta nhận thấy rằng nên thỏa thuận và thiết lập đồng thời các liên kết tầng Phiên, tầng trình diễn và tầng ứng dụng mặc dù theo yêu cầu đòi hỏi quan hệ đồng tầng 1-1 chặt chẽ với cùng vòng đời cho cả ba loại liên kết Quá trình thiết lập đồng thời các liên kết đó được gọi là quá trình nhúng, do các PDU CONNECT.request và CONNECT.response cho cả ban tầng này đều được nhúng vào nhau Đây cũng là tiền đề phát triển mô hình TCP bằng cách gộp chức năng của 3 tầng cao thành tầng Ứng dụng trong mô hình TCP

Khuôn dạng của cá PDDU Header được đặc tả theo các cú pháp trừu tượng chuẩn

3.1.4 Các giao thức chuẩn khác trên tầng trình diễn

Ngoài các chuẩn về dịch vụ và giao thức cho tầng Trình diễn như đã giới thiệu ở trên, ISO và CCITT đã phát triển các chuẩn liên quan đến cú pháp trưu tượng và quy tắc

mã hóa mà chúng ta đã đề cập trong vai trò và chức năng của tầng trình diễn Các chuẩn của ISO gồm có:

- ISO 8824: Asbtract Syntax Notation One (viết tắt là ASNI.I)

- ISO 8825: Basic Encoding Rules (Viết tắt BER)

- Tương ứng với ISO, CCITT có các khuyến nghị X208 và X.209

Khái niêm cú pháp trừu tượng mà ISO và CCITT định nghịa được dựa trên khái niệm kiểu dữ liệu mà chúng ta đã quen thuộc trong các ngôn ngữ lập trình phổ biến Thông

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 6

thường, các ngôn ngữ này định nghĩa trước các kiểu dữ liệu đơn giản như số nguyên, logic, cùng với các phương thức tổ hợp các kiểu đơn giản đó để thành kiểu dữ liệu có cấu trúc phức tạp hơn Hơn nữa,các phương pháp tổ hợp có thể thực hiện một cách đệ quy cho phép

ta tạo ra các kiểu phức tạp tùy ý, ví dụ như ta có thể tạo kiểu dữ liệu cấu trúc để sử dụng trong một kiểu dữ liệu cấu trúc khác

3.2 TẦNG PHIÊN

Tầng phiên (Session Layer) làm nhiệm vụ tổ chức và đồng bộ sự chuyển đổi dữ liệu giữa các tiến trình ứng dụng khác nhau Tầng phiên làm việc với tầng ứng dụng để cung cấp các tập dữ liệu, được gọi là các điểm đồng bộ, các điểm này cho phép một ứng dụng biết quá trình truyền và nhận dữ liệu được thực hiện như thế nào

Tầng phiên chịu trách nhiệm thiết lập và duy trình một phiên truyền thông giữa trai trạm hoặc nút mạng Một phiên truyền thông qua một mạng hoạt động có phần giống với một cuộc gọi qua các đường dây điện thoại Tầng Phiên cố gắng thiết lập một phien truyền thông giữa hai nút trên một mạng Cả hai nút đều thừa nhận phiên truyền thông này

và sẽ được gán một số hiệu để nhận diện Mỗi nút có thể ngắt phiên truyền thông giữa hai nút trên một mạng được nhờ cổng logic Socket Khi một phiên truyền thông được thiết lập, một cổng logic sẽ được mở và kết nối sẽ được tạo, khi kết thúc phiên truyền thông cổng logic này (Socket) sẽ bị đóng

Mục tiêu của tầng phiên là có khả năng cung cấp cho người sử dụng các chức năng cần thiết dể quản lý các phiên ứng dụng cụ thể như:

 Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách thiết lập và giải phóng các phiên (hay còn gọi là các hội thoại dialogues)

 Cung cấp các điểm đồng bộ hóa để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu

 Áp đặt các quy tắc cho các tương tác giữa các ứng dụng của người dùng

 Cung cấp cơ chế lấy lượt (nắm quyền) điều trong các quá trình trao đổi dữ liệu

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 7

Trong tầng phiên, các vấn đề đồng bộ hóa được thực hiện tương tự như một cơ chế kiểm tra/ phục hồi Trong một hệ quản trị tệp tin, dịch vụ này cho phép người sử dụng xác định các điểm đồng bộ hóa trong dòng dữ liệu và có thể khôi phục lại cho việc hội thoại bắt đầu từ trong các điểm đó

3.2.1 Dịch vụ OSI cho tầng phiền

Tầng phiên làm việc quản lý các cuộc thoại giữa hai máy tính bằng cách thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên truyền thông

3.2.1.1 Cung cấp cho người dùng dịch vụ tầng phiên

Thiết lập một liên kết với người sử dụng như dịch vụ tầng phiên khác, trao đổi dữ liệu với người sử dụng đó một cách đồng bộ và hủy bỏ liên kết một cách có trật tự khi không dùng đến nữa

Thương lượng về việc dùng các thẻ bài (token) để trao đổi dữ liệu, đồng bộ hóa

và hủy bỏ liên kết, sắp xếp phương thức trao đổi dữ liệu (sử dụng phương pháp đơn công, half-duplex, song công full-duplex)

Thiết lập các điểm đồng bộ hóa trong các hội thoại và khi có xảy ra sự cố thì có thể khôi phục lại việc hội thoại bắt đầu từ một điểm đồng bộ hóa đã thỏa thuận

Ngắt hội thoại và khôi phục lại hội thoại sau đó từ một điểm xác định trước

Các dịch vụ xác định điểm đồng bộ hóa là nhằm vào hai mục đích:

Các điểm đồng bộ hóa có thể phân tách các thành phần của một hội thoại

Các điểm đồng bộ hóa có thể dùng để phục hồi lỗi

Các điểm đồng bộ hóa chính dùng để cấu trúc quá trình trao đổi dữ liệu thành một chuỗi các đơn vị hội thoại (dialogue), mỗi điểm này phải được xác nhận và người sử dụng sẽ bị hạn chế trong một số dịch vụ nhất định cho tới khi nhận được một sự xác nhận mới Một điểm đồng bộ hóa chính được dùng để tách biệt các cặp đơn vị hội thoại liên tiếp

Các điểm đồng bộ hóa phụ, được dùng để cấu trúc quá trình trao đổi dữ liệu ở trong một đơn vị hội thoại, và các điểm này không cần phải được xác định trước việc dùng

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 8

các điểm đồng bộ hóa phụ trong quá trình truyền tin sẽ giúp ngăn chặn việc truyền lại với một khối dữ liệu lớn

Một đơn vị hội thoại là một hành động nguyên tử trong đó mọi hành động truyền thông không có liên quan gì đến bất kỳ một hoạt động truyền thông trước và sau đó Một hành động bao gồm nhiều đơn vị hội thoại, và đây cũng chính là một tập hợp logic các nhiệm vụ liên quan đến nhau Ở một thời điểm thì chỉ có thể có một hành động trên một liên kết phiên nhưng một hành động thì lại có thể được diễn ra trên nhiều liên kết phiên, nó

có thể bị ngắt và sau đó có thể khôi phục lại trong một liên kết phiên khác, một vòng đời của một liên kết phiên thì có thể có nhiều hành động (Activity) liên tiếp

3.2.1.2 Điều khiển trao đổi dữ liệu

Việc trao đổi dữ liệu xảy ra như sau để thực hiện một trong ba phương thức như sau: truyền theo phương pháp song công (full-duplex), truyền theo phương pháp đơn công luân phiên (half-duplex), và truyền một chiều (simplex)

a) Trao đổi dữ liệu một chiều (Simplex)

Liên quan đến các đợt chuyển giao dữ liệu một chiều Ví dụ như truyền hình cáp, các thông điệp quảng bá,… các thông tin gửi chỉ xuất phát từ bên gửi Thiết bị gửi sẽ không nhận được thông tin phản hồi từ các thiết bị nhận và cũng sẽ không quan tâm đến trạng thái của các thiết bị nhận

Phương thức truyền tin một chiều ít phổ biến do các thiết bị mạng và các hệ thống mạng thiết kế ngày nay người ta thường muốn nhận được các thông tin phản hổi từ thiết bị nhận để tăng cường khả năng giám sát, quản lý, duy trì các luồng thông tin gửi đến các thiết bị nhận

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 9

b) Trao đổi song công luân phiên (half-duplex)

Liên quan đến các đợt truyền tin hai chiều, ở đó các luồng dữ liệu lần lượt đi theo từng hướng Khi thiết bị phát hoàn tất phiên, nó phải nhường lại quyền điều khiển đường truyền cho thiết bị đầu nhận để đảo lại vai trò giữa hai thiết bị

Với phương pháp truyền song công luận phiên có một số đặc điểm sau:

Các đối tượng sử dụng phiên phải truyền theo lượt (thường được sử dụng trong các ứng dụng hỏi đáp trực tuyến)

Thực thể tầng phiên (session entity) duy trì tương tác luân phiên bằng cách báo cho các đối tượng được biết đến khi nào đối tượng đó sẽ được truyền dữ liệu

c) Trao đổi dữ liệu song công (full-duplex)

Cho phép tiến hành các đợi truyền dữ liệu đồng thời bằng cách cung cấp cho mỗi thiết bị một kênh truyền thông riêng biệt Ví dụ như mạng điện thoại là những thiết bị truyền song công đầy đủ, một trong hai bên của kết nối có thể gửi tin bất kỳ lúc nào Các modem của máy tính đều hoạt động ở chế độ song công đầy đủ

Chế độ truyền bán song công có thể dẫn đến tình trạng bang thông bị lãng phí trong quá trình đợt truyền thông đang diễn ra do một bên truyền không có khả năng sử dụng hết băng thông của đường truyền Trong khi đó chế độ truyền song công đầy đủ thường yêu cầu một băng thông lớn hơn so với chế độ truyền bán song công

Với phương thức truyền song công đầy đủ thì cả hai bên đều truyền dữ liệu đồng thời, một khi phương thức này đã được thỏa thuận thì không đòi hỏi phải có nhiệm vụ quản trị tương tác đặc biệt khác nữa Đây cũng là phương thức phổ biến nhất

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 10

3.2.1.3 Điều hành phiên làm việc

Phiên làm việc (session) là một cuộc thoại chính thức giữa một bên yêu cầu dịch

vụ và bên cung cấp dịch vụ Các phiên bản làm việc thường có ít nhất ba giai đoạn:

• Thiết lập tuyến liên kết: Bên yêu cầu dịch vụ sẽ yêu cầu khởi tạo một dịch

vụ Trong quá trình xác lập, phiên truyền thông được thiết lập, các quy tắc truyền thông cũng được thỏa thuận trong giai đoạn này

• Chuyển giao dữ liệu: Do các quy tắc được thủa thuận trong khi xác lập, nên mỗi bên của cuộc thoại sẽ biết được nội dung cần nhận Phiên truyền thông sẽ hữ hiệu và các lỗi xảy ra trên đường truyền cũng có thể được phát hiện

• Giải phóng các kết nối: Khi hoàn tất phiên làm việc, các tín hiệu điều khiển phiên sẽ kết thúc, các nguồn tài nguyên liên quan đến phiên làm việc được giải phóng

3.2.1.4 Liên kết phiên làm việc

Tầng Phiện thực hiện đặt tương ứng liên kết phiên với các liên kết giao vận Trong quá trình liên kết có thể xảy ra 2 trường hợp:

1 Một liên kết giao vận thiết lập với nhiều phiên liên tiếp

Liên kết Phiên

Liên kết giao vận

2 Nhiều liên kết giao vận sử dụng cùng một phiên liên kết

Liên kết Phiên

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 11

Liên kết Giao vận

Quy ước rằng Thiết lập liên kết là biểu tượng

Giải phóng liên kết:

3.2.2 Giao thức chuẩn tầng phiên

Giao thức chuẩn tầng phiên sử dụng tới 34 loại đơn vị dữ liệu tầng phiên khác nhau (ký hiệu SPDU) nhưng có khuôn dạng tổng quát sau:

Với:

 SI: Định danh của loại SPDU

 LI (Length indicator): Xác định độ dài vùng tham số (parameters)

 PARAMETER: Vùng khai báo các tham số SPDU, mỗi loại SPDU có danh sách tham số riêng Mỗi tham số được khai báo dưới dạng tổng quát gồm 3 vùng con: parameter identifier, length indecation, parameter value và chúng được gọi theo đơn vị PI hoặc PGI

 USER DATA: chứa dữ liệu người dùng

Bảng thông tin sau đây sẽ liệt kê một số loại SPDU và các tham số chức năng của chúng:

Mạng và truyền thông – Bài 3 Trang 12

Tầng phiên đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi thông tin giữa các máy Client và Server Nhưng thông tin mà ta cần truyền tải được thì cần phải chia nhỏ thành các khung hay các gói nhỏ hơn trước khi chúng được truyền đi trên mạng Mỗi tầng của

mô hình OSI đều có thể bổ sung thêm các thông tin vào phần đầu hoặc cuối của đoạn dữ liệu rồi chuyển xuống các tầng thấp hơn Một số tầng có thể bổ sung thêm cả vào đầu và cuối của khối dữ liệu Công việc giải mã, tóc tách các thông tin này sẽ được diễn ra ở tầng tương ứng ở đầu nhận để thu được dữ liệu gốc

Chúc Anh/Chị học tập tốt!