Tài liệu KIẾN THỨC MẠNG CƠ BẢN doc

0 KIẾN THỨC MẠNG CƠ BẢN 1 CHƯƠNG I. MẠNG MÁY TÍNH I. Mạng máy tính 5 II. Phân loại mạng máy tính 6 II.1. Phân loại theo kiến trúc (topology) của mạng 6 II.1.1. Mạng điểm-điểm (point-to-point network) 6 II.1.2. Mạng quảng bá (broadcast network) 7 II.2. Phân loại theo phương thức chuyển mạch (Swiched Method) 7 II.2.1. Chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network) 7 II.2.2. Chuyển mạch tin báo (Message Swiched Network) 8 II.2.3. Chuyển mạch gói (Packed Swiched Network) 8 II.3. Phân loại theo phạm vi hoạt động 8 II.3.1. Mạng LAN (Local Area Network) 8 II.3.2. Mạng MAN (Metropolian Area Network) 8 II.3.3. Mạng WAN (Wide Area Network) 8 II.3.4. Liên mạng (internet) 8 CHƯƠNG II. GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG VÀ CÁC MÔ HÌNH THAM CHIẾU I. Giao thức truyền thông 11 II. Mô hình tham chiếu OSI 12 II.1. Giới thiệu mô hình OSI 12 II.2. Các tầng của mô hình OSI 14 II.2.1. Tầng vật lý (Physical layer) 14 II.2.2. Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer) 14 II.2.3. Tầng mạng (Network layer) 15 II.2.4. Tầng giao vận (Transport layer) 15 II.2.5. Tầng phiên (Session layer) 16 II.2.6. Tầng trình diễn (Presentation layer) 16 II.2.7. Tầng ứng dụng (Application layer) 16 II.3. Những vấn đề về OSI 16 III. Kiến trúc giao thức IPX/SPX 17 III.1. Kiến trúc giao thức IPX/SPX 17 III.2. Gói tin IPX 18 III.3. Cơ chế hoạt động của Novell Netware 19 CHƯƠNG III. BỘ GIAO THỨC TCP/IP I. Bộ giao thức TCP/IP 20 II. Kiến trúc của bộ giao thức TCP/IP 21 2 II.1. Kiến trúc phân tầng của TCP/IP 21 II.2. Cơ chế địa chỉ Internet 24 II.2.1. Địa chỉ lớp A 25 II.2.2. Địa chỉ lớp B 26 II.2.3. Địa chỉ lớp C 26 II.3. Mạng con và Subnet mask 26 III. Tầng mạng (Network Layer) 29 IV. Tầng Internet (Internet Layer) 30 IV.1. Gói tin IP 31 IV.2. Giao thức chuyển địa chỉ ARP (Address Resolution Protocol) và cơ giao thức chuyển ngược địa chỉ RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 34 IV.2.1. Chuyển giao trực tiếp 34 IV.2.2. Chuyển giao địa chỉ động 34 IV.2.3. Gói tin ARP 35 IV.3. Giao thức điều khiển truyền tin (Internet Control Message Protocol - ICMP) 37 IV.3.1. Gói tin ICMP 37 IV.3.2. Điều khiển dòng dữ liệu 38 IV.3.3. Thông báo lỗi 38 IV.3.4. Định hướng lại 38 IV.3.5. Kiểm tra trạm làm việc 39 IV.4. Thuật toán dẫn đường 39 V. tầng giao vận 43 V.1. Giao thức không kết nối (User Datagram Protocol - UDP) 43 V.1.1. Gói thông tin UDP 43 V.1.2. Phân kênh, hợp kênh và Ports 44 V.2. Giao thức điều khiển truyền tin (Transmission Control Protocol - TCP) 46 V.2.1. Gói tin TCP 49 V.2.2. Cổng, kết nối và điểm kết nối 49 VI. Tầng ứng dụng của TCP/IP 51 VI.1. Dịch vụ tên miền (Domain Name Service - DNS) 51 VI.2. Đăng nhập từ xa (Telnet) 53 VI.3. Thư điện tử (Electronic Mail) 54 VI.4. Giao thức truyền tệp (File Transfer Protocol - FTP) 56 VI.5. Nhóm tin (News groups) 57 VI.6. Tìm kiếm tệp (Archie) 57 VI.7. Tra cứu thông tin theo thực đơn (Gopher) 57 VI.8. Tìm kiếm thông tin theo chỉ số (WAIS) 57 VI.9. Siêu văn bản (WWW) 58 3 CHƯƠNG IV. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN TỆP I. Giao diện lập trình 59 I.1. Giao diện lập trình 59 I.2. Network I/O và file I/O 60 I.3. Làm việc với Socket 61 I.3.1. Socket 61 I.3.2. Địa chỉ Socket 62 I.3.3. Một số lời gọi tạo lập socket 64 I.3.4. Một số lời gọi gửi dữ liệu qua socket 68 I.3.5. Một số lời gọi nhận dữ liệu từ socket 69 II. Mô hình Client-Server 70 II.1. Mô hình Client-Server sử dụng dịch vụ không kết nối 71 II.2. Mô hình Client-Server sử dụng dịch vụ hướng kết nối 72 III. Xây dựng chương trình truyền tệp 73 III.1. Thiết kế và cài đặt chương trình 73 III.1.1. Giao thức ứng dụng được xây dựng và sử dụng trong chương trình 73 III.1.2. Cài đặt chương trình 75 III.2. Một số vấn đề nảy sinh trong quá trình thực hiện và cách giải quyết78 III.2.1. Vấn đề chuyển đổi tệp giữa hai hệ điều hành. 78 III.2.2. Vấn đề về một số lệnh tương tác 80 Phụ lục A. MỘT SỐ MẠNG CỤC BỘ I. Mạng Ethernet và IEEE 802.3 82 II. Mạng Token-Pasing Rings (IEEE 802.5) 82 III. Mạng Token-Passing Busses (IEEE 802.4) 84 Phụ lục B. MỘT SỐ KỸ THUẬT CHỌN ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT I. Giải thuật Dijkstra cho việc chọn đường tập trung 86 II. Giải thuật Ford& Fulkerson cho việc chọn đường phân tán 87 Phụ lục C. VĂN BẢN CHƯƠNG TRÌNH (PHẦN CLIENT) I. Chương trình chính (main.c) 89 4 II. Thư viện sử dụng (Socket.c) 96 5                 CHƯƠNG I . MẠNG MÁY TÍNH I. MẠNG MÁY TÍNH 6 Mạng máy tính là hệ thống các máy tính độc lập (autonomous) được kết nối với nhau. Khái niệm độc lập ở đây có nghĩa là chúng không có mối quan hệ chủ/tớ (master/slave) rõ ràng. Hai máy tính được gọi là được kết nối với nhau nếu chúng có khả năng trao đổi thông tin. Sự kết nối có thể thông qua dây dẫn, tia laser, sóng điện từ hay vệ tinh viễn thông Việc kết nối các máy tính có những ưu điểm sau  Sử dụng chung tài nguyên (resource sharing): Chương trình, dữ liệu, thiết bị có thể được dùng chung bởi người dùng từ các máy tính trên mạng.  Tăng độ tin cậy của hệ thống thông tin (reliability): Nếu một máy tính hay một đơn vị dữ liệu nào đó bị hỏng thì luôn có thể sử dụng một máy tính khác hay một bản sao khác của dữ liệu, nhờ đó, khả năng mạng bị ngừng sử dụng được giảm thiểu.  Tạo ra môi trường truyền thông mạnh giữa nhiều người sử dụng trên phạm vi địa lý rộng: Mục tiêu này ngày càng trở nên quan trọng nhất là khi mạng máy tính đã phát triển trên phạm vi toàn cầu như ngày nay.  Tiết kiệm chi phí: Do tài nguyên được dùng chung, hệ thống tin cậy hơn nên chi phí thiết bị và bảo dưỡng của mạng máy tính thấp hơn so với trường hợp máy tính riêng lẻ. II. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH II.1. Phân loại theo kiến trúc (topology) của mạng Phân loại theo kiến trúc là cách phân loại mạng máy tính theo cách kết nối các máy tính trong mạng II.1.1. Mạng điểm-điểm (point-to-point network) Các đường truyền nối các cặp nút với nhau, mỗi nút có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu tới đích. Cách làm việc này còn gọi là lưu và chuyển tiếp (store-and-forward). Mạng điểm-điểm cần sử dụng lượng cáp nối lớn hoặc nhiều đường điện thoại thuê riêng (leased telephone lines), mỗi 7 đường nối một cặp điểm làm việc. Nếu 2 điểm làm việc muốn gửi thông tin cho nhau mà không có đường truyền trực tiếp, dữ liệu của chúng cần được truyền qua một số nút khác do đó, thuật toán dẫn đường có vai trò rất quan trọng trong kiến trúc mạng điểm-điểm. II.1.2. Mạng quảng bá (broadcast network) Tất cả các nút cùng dùng chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính, nếu máy tính nào kiểm tra thấy gói tin được gửi cho mình, nó sẽ giữ lại và xử lý. Các mạng quảng bá thường cho phép sử dụng địa chỉ broadcasting để gửi thông báo tới toàn mạng. II.2. Phân loại theo phương thức chuyển mạch (Swiched Method) II.2.1. Chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network) Thông tin truyền qua một kênh vật lý cố định, tốc độ và độ tin cậy cao nhưng lãng phí đường truyền do không sử dụng hết. Star Tree Ring Satellite Bus Ring 8 II.2.2. Chuyển mạch tin báo (Message Swiched Network) Liên lạc được thiết lập khi có thông tin cần truyền, thông tin được định dạng gồm header và data và có độ dài không cố định: Mối liên lạc được thiết lập và chỉ giải phóng khi truyền xong dữ liệu do đó không quản lý được thời gian chiếm đường truyền II.2.3. Chuyển mạch gói (Packed Swiched Network) Thông tin được cắt ra thành các gói có độ dài quy định Ví dụ Erthenet IEEE 802.3 chia message thành các gói 1500 bytes. Mỗi gói đều có header và data. Các gói của các message khác nhau có thể truyền xen kẽ trên đường truyền do đó thời gian chờ đợi chung của hệ thống giảm. II.3. Phân loại theo phạm vi hoạt động Theo phạm vi hoạt động, người ta chia mạng máy tính thành những loại sau II.3.1. Mạng LAN (Local Area Network) Thường là mạng được sử dụng cho một công ty, trường học hay trong một toà nhà, khoảng cách tương đối nhỏ (cỡ vài trăm m tới vài Km) tốc độ truyền lớn, độ trễ nhỏ. (Phụ lục A trình bày một số mạng cục bộ thường được sử dụng) II.3.2. Mạng MAN (Metropolian Area Network) Mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hay trung tâm kinh tế - xã hội (có bán kính khoảng 100 Km) II.3.3. Mạng WAN (Wide Area Network) Mạng diện rộng có thể bao trùm một vùng rộng lớn cỡ quốc gia hay lục địa. II.3.4. Liên mạng (internet) Phần lớn các mạng cục bộ đều độc lập với nhau về phần cứng cũng như phần mềm, chúng được thiết lập nhằm mục đích phục vụ những nhóm người cụ thể 9 nào đó. Trong mỗi mạng đó, người dùng tự lựa chọn một công nghệ phần cứng phù hợp với công việc của họ. Một điều quan trọng nữa là không thể xây dựng một mạng chung dựa trên một công nghệ sử dụng trên một mạng đơn lẻ nào đó bởi vì không có công nghệ mạng nào có thể thoả mãn nhu cầu cho tất cả mọi người. Một số người có nhu cầu sử dụng đường nối cao tốc để truyền dữ liệu của mình trong khi các mạng LAN không thể mở rộng phạm vi hoạt động quá xa. Một số mạng tốc độ chậm lại có thể kết nối máy tính tới hàng ngàn dặm Liên mạng máy tính (internetworking hay internet) là một công nghệ được đưa ra nhằm kết nối các mạng thành một thể thống nhất. Công nghệ internet che dấu đi kiến trúc vật lý của mạng và cho phép máy tính truyền thông một cách độc lập với liên kết vật lý của mạng. Một liên mạng đã khá quen thuộc với chúng ta là mạng Internet Giới thiệu mạng Internet Internet là một tổ hợp hàng triệu máy được kết nối với nhau thông qua các thiết bị ghép nối thường gọi là gateway để có thể chia sẻ thông tin với nhau, trong đó có đủ loại máy tính, và chúng sử dụng nhiều hệ điều hành khác nhau. Thông tin trên Internet gồm đủ loại từ thư điệu tử, các file đồ hoạ đến video và còn nhiều thứ khác được cung cấp bởi những người sử dụng Internet bằng nhiều phương thức, với nhiều tư tưởng khác nhau. Quy mô của Internet Có bao nhiêu máy được kết nối vào Internet? Con số cụ thể luôn luôn thay đổi, những địa chỉ mới luôn luôn được cập nhật từng giây chúng ta có thể truy nhập địa chỉ Web site của tổ chức Network Wizards http://www.nw.com/zone/WWW/top.html để biết những số liệu mới nhất Thời gian Số lượng máy Tháng 1 năm 1996 14,252,000 Tháng 1 năm 1997 21,819,000 [...]... cứng vật lý của mạng cho phép TCP/IP hợp nhất các mạng khác nhau TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng Token ring, 20 mạng quay số (Dial-up line), mạng X.25, mạng ảo và mọi loại môi trường vật lý truyền thông  Một sơ đồ địa chỉ dùng chung cho phép mỗi thiết bị TCP/IP có duy nhất một địa chỉ trên mạng ngay cả khi đó là mạng toàn cầu Internet  Tiêu chuẩn hoá mức cao của giao thức phù hợp với... TẦNG MẠNG (NETWORK LAYER) Tầng mạng là tầng thấp nhất của kiến trúc giao thức TCP/IP Các giao thức trong tầng này cung cấp biện pháp cho hệ thống chuyển giao dữ liệu giữa các thiết bị được kết nối trực tiếp Nó mô tả cách sử dụng mạng để truyền một gói thông tin IP Không giống những giao thức của tầng cao hơn là sử dụng dịch vụ của tầng dưới nó và cung cấp dịch vụ cho tầng trên, giao thức của tầng mạng. .. giao thức mới được đưa ra làm giao thức chuẩn cho mạng ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit, thường được gọi là bộ giao thức TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP Năm 1987 tổ chức nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ (National Science Foundation - NSF) tài trợ cho việc kết nối 6 trung tâm siêu tính trên toàn liên bang lại với nhau thành một mạng với tên gọi NSFNET Về mặt vật lý, mạng. .. thoả thuận để chuyển dữ liệu giữa các tầng trên một máy tính, bởi mỗi tầng lại liên quan tới việc gửi dữ liệu từ ứng dụng tới 13 một ứng dụng tương đương trên một máy khác Tầng cao hơn dựa vào tầng thấp hơn để chuyển dữ liệu qua mạng phía dưới Dữ liệu chuyển xuống ngăn xếp từ tầng này xuống tầng thấp hơn cho tới khi được truyền qua mạng nhờ giao thức của tầng vật lý Ở đầu nhận, dữ liệu đi lên ngăn xếp... (có dữ liệu và các phương thức riêng của nó, độc lập với các đối tượng khác) Mô hình OSI không có các dịch vụ và giao thức không hướng kết nối mặc dù hầu hết các mạng đều có sử dụng Mô hình quá phức tạp cho việc cài đặt làm cho OSI khó có thể ứng dụng rộng rãi trên thực tế III KIẾN TRÚC GIAO THỨC IPX/SPX Một hệ thống mạng máy PC được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới trong thời gian vừa qua là mạng. .. chỉ IP thành địa chỉ vật lý sử dụng bởi mạng máy tính Một trong số các điểm mạnh của TCP/IP là địa chỉ của nó được phối hợp sao cho trên mạng Internet không có một thiết bị mạng nào cùng tên Địa chỉ này phải được chuyển đổi thích hợp với địa chỉ mạng vật lý nơi mà dữ liệu được truyền đi Hai ví dụ RFCs mô tả giao thức sử dụng cho tầng mạng là: 29  RFC 826: Giao thức chuyển đổi địa chỉ chuyển đổi địa... giao thức truyền thông TCP/IP II KIẾN TRÚC CỦA BỘ GIAO THỨC TCP/IP II.1 Kiến trúc phân tầng của TCP/IP Application Layer Presentation Layer Application Layer Session Layer Transport Layer Transport Layer Network Layer Internet Layer Data link Layer Physical Layer Network access Layer Các lớp tương ứng giữa OSI và TCP/IP 21 Có nhiều giao thức trong bộ giao thức truyền thông TCP/IP, nhưng hai giao thức. .. Management Protocol): Giao thức quản trị mạng cung cấp những công cụ quản trị mạng  RIP (Routing Internet Protocol): Giao thức dẫn đường động  ICMP (Internet Control Message Protocol): Nghi thức thông báo lỗi  UDP (User Datagram Protocol): Giao thức truyền không kết nối cung cấp dịch vụ truyền không tin cậy nhưng tiết kiệm chi phí truyền  TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức hướng kết nối cung... 894: Một chuẩn cho việc truyền gói tin IP qua mạng Ethernet mô tả cách thức đóng gói để truyền thông tin qua mạng Ethernet Khi cài đặt trong UNIX, giao thức của tầng này được xem như sự phối hợp của chương trình điều khiển thiết bị và các chương trình liên quan Những đơn vị tương ứng với những thiết bị mạng làm nhiệm vụ đóng gói dữ liệu và chuyển giao cho mạng IV TẦNG INTERNET (INTERNET LAYER) Tầng... Khoảng 8 đường backbone đã được xây dựng NSFNET được mở rộng với hàng chục mạng địa phương kết nối vào nó và kết nối vào mạng Internet của DARPA Cả NSFNET và các mạng con của nó đều sử dụng bộ giao thức TCP/IP TCP/IP có một số ưu điểm như sau:  Giao thức chuẩn mở sẵn sàng phát triển độc lập với phần cứng và hệ điều hành TCP/IP là giao thức lý tưởng cho việc hợp nhất phần cứng và phần mềm khác nhau, ngay . KIẾN THỨC MẠNG CƠ BẢN 1 CHƯƠNG I. MẠNG MÁY TÍNH I. Mạng máy tính 5 II. Phân loại mạng máy tính 6 II.1. Phân loại theo kiến trúc (topology) của mạng 6 II.1.1. Mạng. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH II.1. Phân loại theo kiến trúc (topology) của mạng Phân loại theo kiến trúc là cách phân loại mạng máy tính theo cách kết nối các máy tính trong mạng II.1.1. Mạng điểm-điểm. OSI 16 III. Kiến trúc giao thức IPX/SPX 17 III.1. Kiến trúc giao thức IPX/SPX 17 III.2. Gói tin IPX 18 III.3. Cơ chế hoạt động của Novell Netware 19 CHƯƠNG III. BỘ GIAO THỨC TCP/IP