sách giáo trình mạng viễn thông mạng máy tính

tài liệu gồm 10 chương mạng máy tính là tập hợp nhiều máy tính điện tử và các thiết bị đầu cuối được kết nối với nhau bằng các thiết bị liên lạc nhằm trao đổi thông tin ... nội dung phân loại mạng các dạng chuyển mạch , các giao thức viễn thông ,mạng cục bộ tầng giao vận tầng mạng địa chỉ ip ...

- i - TR姶云NG A萎I H窺C BÁCH KHOA AÀ N允NG KHOA CÔNG NGH烏 THÔNG TIN  G G I I Á Á O O T T R R Ì Ì N N H H M M Ô Ô N N H H 窺 窺 C C M M 萎 萎 N N G G M M Á Á Y Y T T Í Í N N H H Ths. NGUY右N T遺N KHÔI (L⇔u hành nじi bじ) Aà N印ng – 2004 - ii - O影C L影C Ch⇔￢ng 1 Oそ"AＹU 1 1.1 Gi噂i thi羽u 1 1.2 Phân lo衣i m衣ng 2 1.2.1 D詠a theo kho違ng cách 8鵜a lý 2 1.2.2 D詠a theo c医u trúc m衣ng 2 1.2.3 Theo ph逢挨ng pháp chuy吋n m衣ch 3 1.3 Ki院n trúc phân t亥ng và chu育n hoá m衣ng 5 1.3.1 Các t鰻 ch泳c chu育n hoá m衣ng 5 1.3.2 Ki院n trúc phân t亥ng 6 1.4 Mô hình OSI 7 1.4.1 Ki院n trúc c栄a mô hình OSI 7 1.4.2 S詠 ghép n嘘i gi英a các m泳c 8 1.4.3 Ch泳c n<ng c栄a m厩i t亥ng 9 1.4.4 Các giao th泳c chu育n c栄a OSI 11 1.5 J羽"8k隠u hành m衣ng 12 1.6 O衣ng Internet 13 1.6.1 L鵜ch s穎 ra 8運i và phát tri吋n 13 1.6.2 C医u trúc c栄a m衣ng Internet 14 1.6.3 Các ki院n trúc khác 15 Ch⇔￢ng 2 VＹNG VｅT LÝ 16 2.1 Môi tr逢運ng truy隠n tin 16 2.1.1 Ph逢挨ng ti羽n truy隠n 16 2.1.2 Các thông s嘘 c挨 b違n c栄a môi tr逢運ng truy隠n tin 19 2.2 Chu育n giao di羽n 19 2.2.1 Modem 19 2.2.2 DTE và DCE 21 2.2.3 Chu育n RS-232C 21 Ch⇔￢ng 3 VＹNG LIÊN KｗT Dね LIぅU 22 3.1 Ch泳c n<ng 22 3.2 Các v医n 8隠 c栄a t亥ng liên k院t d英 li羽u 22 3.2.1 Cung c医p d鵜ch v映 cho t亥ng m衣ng 22 3.2.2 Khung tin - Nh壱n bi院t gói tin 23 3.2.3 Ki吋m tra l厩i 23 - iii - 3.2.4 Ak隠u khi吋n lu欝ng d英 li羽u 23 3.2.5 Qu違n lý liên k院t 24 3.2.6 Nén d英 li羽u khi truy隠n 24 3.3 Phát hi羽n và hi羽u ch雨nh l厩i 24 3.3.1 Ph逢挨ng pháp bit ch印n l飲 (Parity) 25 3.3.2 Tính theo 8a th泳c chu育n 25 3.3.3 Mã s穎a sai 26 3.4 Th栄 t映c liên k院t d英 li羽u c挨 b違n 27 3.4.1 Giao th泳c 8挨n công v噂i kênh có l厩i 28 3.5 Ak隠u khi吋n dòng truy隠n 28 3.5.1 C挨 ch院 c穎a s鰻 29 3.5.2 Trao 8鰻i b違n tin v噂i c穎a s鰻 1 bit 30 3.5.3 V壱n chuy吋n liên t映c 31 3.6 Các giao th泳c c栄a t亥ng Liên k院t d英 li羽u 33 3.6.1 Giao th泳c BSC 33 3.6.2 Giao th泳c HDLC 34 Ch⇔￢ng 4 OＳNG CっC Bし 37 4.1 Các c医u hình c栄a m衣ng LAN 37 4.1.1 M衣ng d衣ng hình sao (Star Topology) 37 4.1.2 M衣ng hình tuy院n (Bus Topology) 38 4.1.3 M衣ng d衣ng vòng (Ring Topology) 38 4.1.4 M衣ng d衣ng k院t h嬰p 39 4.2 Các giao th泳c 8k隠u khi吋n truy nh壱p 8逢運ng truy隠n 39 4.2.1 Ph逢挨ng pháp CSMA 40 4.2.2 Ph逢挨ng pháp CSMA/CD 41 4.2.3 Ak隠u khi吋n truy nh壱p bus v噂i th飲 bài 41 4.2.4 Ak隠u khi吋n truy nh壱p vòng v噂i th飲 bài 43 4.3 Chu育n hóa m衣ng c映c b瓜 44 4.3.1 Chu育n Ethernet 46 Ch⇔￢ng 5 VＹNG MＳNG 47 5.1 Các v医n 8隠 c栄a t亥ng m衣ng 47 5.1.1 A鵜nh 8鵜a ch雨 cho t亥ng m衣ng 47 5.1.2 D鵜ch v映 cung c医p cho t亥ng giao v壱n 48 5.1.3 T鰻 ch泳c các kênh truy隠n tin trong t亥ng m衣ng 49 5.1.4 Tìm 8逢運ng 8i trong m衣ng 50 5.1.5 T逸c ngh胤n trong m衣ng 51 - iv - 5.2 M院t n嘘i liên m衣ng 51 5.2.1 Các thi院t b鵜 dùng 8吋 k院t n嘘i liên m衣ng 52 5.3 Giao th泳c liên m衣ng IP 58 5.3.1 C医u trúc khung tin IP 59 5.3.2 A鵜a ch雨 IP 64 5.4 Phân chia m衣ng con 66 5.5 Ho衣t 8瓜ng c栄a giao th泳c IP 67 5.6 Các giao th泳c liên quan 8院n IP 68 5.6.1 Giao th泳c phân gi違i 8鵜a ch雨 ARP 68 5.6.2 Giao th泳c RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 71 5.6.3 Giao th泳c ICMP 71 5.7 Phiên b違n IP v6 76 5.7.1 Khung tin IPng v6 77 5.8 A鵜nh tuy院n trên Internet 77 5.8.1 B違ng ch丑n 8逢運ng 77 5.8.2 Xây d詠ng b違ng ch丑n 8逢運ng cho các Router/Gateway 78 5.9 O衣ng X.25 80 5.9.1 C挨 s荏 k悦 thu壱t 80 5.10 M悦 thu壱t FRAME RELAY 82 5.10.1 Khuôn d衣ng gói d英 li羽u Frame-Relay 82 Ch⇔￢ng 6 VＹNG GIAO VｅN 84 6.1 Các v医n 8隠 c栄a t亥ng giao v壱n 84 6.1.1 Cung c医p d鵜ch v映 cho t亥ng phiên 84 6.1.2 Ch医t l逢嬰ng d鵜ch v映 QoS 86 6.1.3 Các l噂p giao th泳c c栄a t亥ng giao v壱n 87 6.1.4 Th栄 t映c giao v壱n trên X. 25 90 Ch⇔￢ng 7 Jか GIAO THでC TCP/IP 91 7.1 Mô h ình TCP/IP 91 7.2 Giao th泳c TCP 93 7.2.1 Khuôn d衣ng gói tin TCP 94 7.2.2 Quá trình n嘘i-tách 96 7.2.3 Quá trình trao 8鰻i d英 li羽u 97 7.2.4 Th泳 t詠 th詠c hi羽n 泳ng d映ng TCP/IP 97 7.3 Giao th泳c UDP 10 0 7.4 E鰻ng và Sock et 101 - v - 7.4.1 S嘘 hi羽u c鰻ng 101 7.4.2 Socket 101 7.5 Mô hình giao ti院p Client/Server 103 7.5.1 Quá trình trao 8鰻i d英 li羽u dùng Stream Socket 103 7.5.2 Quá trình trao 8鰻i d英 li羽u dùng Datagram Socket 104 7.5.3 Ví d映 ch逢挨ng trình client/server 105 Ch⇔￢ng 8 VＹNG PHIÊN 108 8.1 F鵜ch v映 OSI cho t亥ng Phiên 108 8.1.1 Cung c医p cho ng逢運i s穎 d映ng d鵜ch v映 t亥ng phiên (SS-user) 108 8.1.2 Ak隠u khi吋n trao 8鰻i d英 li羽u 109 8.1.3 Ak隠u hành phiên làm vi羽c 110 8.1.4 Liên k院t phiên 111 8.2 Giao th泳c chu育n t亥ng phiên 111 8.2.1 Các lo衣i SPDU, các tham s嘘 và ch泳c n<ng 112 Ch⇔￢ng 9 VＹNG TRÌNH DIぃN 114 9.1 Vai trò và ch泳c n<ng 114 9.1.1 Phiên d鵜ch d英 li羽u 116 9.2 F鵜ch v映 OSI cho t亥ng trình di宇n 116 9.3 Giao th泳c chu育n t亥ng trình di宇n 117 9.3.1 Các chu育n khác cho t亥ng trình di宇n 118 Ch⇔￢ng 10 VＹNG でNG DING 119 10.1 An toàn thông tin trên m衣ng 119 10.1.1 Các chi院n l逢嬰c an toàn h羽 th嘘ng 119 10.1.2 An toàn thông tin b茨ng mã hóa 120 10.2 CáC ph逢挨ng pháp mã hóa d英 li羽u 122 10.2.1 Ph逢挨ng pháp hoán v鵜 122 10.2.2 Ph逢挨ng pháp thay th院 123 10.2.3 Ph逢挨ng pháp mã hóa chu育n DES 124 10.2.4 Ph逢挨ng pháp mã hoá khoá công khai 128 10.3 E挨 ch院 b違o v羽 b茨ng firewall 132 10.3.1 Các lo衣i firewall và c挨 ch院 ho衣t 8瓜ng 134 10.4 J羽 th嘘ng tên mi隠n DNS (Domain Name System ) 137 10.4.1 Không gian tên mi隠n DNS 138 10.4.2 Máy ch栄 qu違n lý tên 140 10.4.3 Ch逢挨ng trình phân gi違i tên 140 - vi - 10.5 J羽 qu違n tr鵜 m衣ng 140 10.5.1 H羽 b鵜 qu違n tr鵜 141 10.5.2 C挨 s荏 d英 li羽u ch泳a thông tin qu違n tr鵜 m衣ng 141 10.6 F鵜ch v映 th逢"8k羽n t穎 142 10.6.1 Giao th泳c SMTP 143 10.6.2 MIME 147 10.6.3 Giao th泳c POP 151 10.7 F鵜ch v映 truy c壱p t瑛 xa - TELNET 154 10.7.2 D鵜ch v映 truy隠n t壱p tin FTP 156 10.7.3 UserNEWS 162 10.7.4 WORLD-WIDE-WEB 163 - 1 - Ch⇔￢ng 1 O雲"A井U 1.1 Gi噂i thi羽u O衣ng máy tính là t壱p h嬰p nhi隠u máy tính 8k羽n t穎 và các thi院t b鵜"8亥u cu嘘i 8逢嬰c m院t n嘘i v噂i nhau b茨ng các thi院t b鵜 liên l衣c nh茨m trao 8鰻i thông tin, cùng chia s飲 pc泳ng, ph亥n m隠m và d英 li羽u v噂i nhau O衣ng máy tính bao g欝m ph亥n c泳ng, các giao th泳c và các ph亥n m隠m m衣ng. Khi nghiên c泳u v隠 m衣ng máy tính, các v医n 8隠 quan tr丑ng 8逢嬰c xem xét là giao th泳c m衣ng, c医u hình k院t n嘘i c栄a m衣ng, và các d鵜ch v映 trên m衣ng. O衣ng máy tính có nh英ng công d映ng nh逢 sau : 1. Tｆp trung tài nguyên tＴi mじt sぐ máy và chia sｔ cho nhiｚu máy khác - Nhi隠u ng逢運i có th吋 dùng chung m瓜t ph亥n m隠m ti羽n ích. - D英 li羽u 8逢嬰c qu違n lý t壱p trung nên an toàn h挨n, trao 8鰻i gi英a nh英ng ng逢運i s穎 f映ng thu壱n l嬰i h挨n, nhanh chóng h挨n. - M衣ng máy tính cho phép ng逢運i l壱p trình 荏 m瓜t trung tâm máy tính này có th吋 u穎 d映ng các ch逢挨ng trình ti羽n ích c栄a m瓜t trung tâm máy tính khác 8ang r厩i, u胤 làm t<ng hi羽u qu違 kinh t院 c栄a h羽 th嘘ng. 2. Khｈc phつc sば trぞ ngＴi vｚ khoＶng cách 8おa lý. 3. T<ng chＸt l⇔ぢng và hiうu quＶ khai thác thông tin. 4. Cho phép thばc hiうn nhのng とng dつng tin hがc phân tán 5. Aじ an toàn tin cｆy cてa hう thぐng t<ng lên nhぜ khＶ n<ng thay thｘ khi có sば cぐ xずi máy có sば cぐ : An toàn cho d英 li羽u và ph亥n m隠m vì ph亥n m隠m m衣ng s胤 khoá các t壱p tin khi có nh英ng ng逢運i không 8栄 quy隠n h衣n truy xu医t các t壱p tin và th逢 m映c 8ó. 6. Phát triあn các công nghう trên mＴng: Ng逢運i s穎 d映ng có th吋 trao 8鰻i thông tin x噂i nhau d宇 dàng và s穎 d映ng h羽 m衣ng nh逢 là m瓜t công c映"8吋 ph鰻 bi院n tin v泳c, thông báo v隠 m瓜t chính sách m噂i, v隠 n瓜i dung bu鰻i h丑p, v隠 các thông tin kinh t院 khác nh逢 giá c違 th鵜 tr逢運ng, tin rao v員t (mu嘘n bán ho員c mu嘘n mua o瓜t cái gì 8ó), ho員c s逸p x院p th運i khoá bi吋u c栄a mình chen l磯n v噂i th運i khoá bi吋u c栄a nh英ng ng逢運i khác , . . . - 2 - 1.2 Phân lo衣i m衣ng 1.2.1 D詠a theo kho違ng cách 8鵜a lý O衣ng máy tính có th吋 phân b鰻 trên m瓜t khu v詠c nh医t 8鵜nh ho員c có th吋 trong o瓜t qu嘘c gia hay toàn c亥u. D詠a vào ph衣m vi phân b嘘, ng逢運i ta có th吋 phân ra các lo衣i m衣ng nh逢 sau: a. LAN (Local Area Network - M衣ng c映c b瓜) : LAN th逢運ng 8逢嬰c s穎 d映ng trong n瓜i b瓜 m瓜t c挨 quan/t鰻 ch泳c , k院t n嘘i các máy tính trong m瓜t khu v詠c bán kính kho違ng 100m-10km. K院t n嘘i 8逢嬰c th詠c hi羽n thông qua các môi tr逢運ng truy隠n thông t嘘c 8瓜 cao, ví d映 cáp 8欝ng tr映c hay cáp quang. b. MAN (Metropolitan Area Network - M衣ng 8ô th鵜) : K院t n嘘i các máy tính trong ph衣m vi m瓜t thành ph嘘. K院t n嘘i này 8逢嬰c th詠c hi羽n thông qua các môi tr逢運ng truy隠n thông t嘘c 8瓜 cao (50-100 Mbit/s). c. WAN (Wide Area Network) - M衣ng di羽n r瓜ng, k院t n嘘i máy tính trong n瓜i d瓜 các qu嘘c gia hay gi英a các qu嘘c gia trong cùng m瓜t châu l映c. Thông th逢運ng k院t n嘘i này 8逢嬰c th詠c hi羽n thông qua m衣ng vi宇n thông. Các WAN có th吋"8逢嬰c k院t n嘘i v噂i nhau thành GAN hay t詠 nó 8ã là GAN. d. GAN (Global Area Network) : M衣ng toàn c亥u, k院t n嘘i máy tính t瑛 các châu n映c khác nhau. Thông th逢運ng k院t n嘘i này 8逢嬰c th詠c hi羽n thông qua m衣ng vi宇n thông và v羽 tinh. Trong các khái ni羽m nói trên, WAN và LAN là hai khái ni羽m hay 8逢嬰c s穎 f映ng nh医t. 1.2.2 D詠a theo c医u trúc m衣ng 1.2.2.1 Kiあu 8kあm - 8kあm (point - to - point) H×nh sao Chu tr×nh H×nh c©y D¹ng ®Çy ®ñ Hình 1-1. C医u trúc m衣ng ki吋u 8k吋m-8k吋m. A逢運ng truy隠n n嘘i t瑛ng c員p nút m衣ng v噂i nhau. Thông tin 8i t瑛 nút ngu欝n qua nút trung gian r欝i g荏i ti院p n院u 8逢運ng truy隠n không b鵜 b壱n. Do 8ó còn có tên là o衣ng l逢u tr英 và chuy吋n ti院p (store and forward). - 3 - 1.2.2.2 Kiあu khuyｘch tán D違n tin 8逢嬰c g荏i 8i t瑛 m瓜t nút nào 8ó s胤"8逢嬰c ti院p nh壱n b荏i các nút còn l衣i (còn g丑i là broadcasting hay point to multipoint). Trong b違n tin ph違i có vùng 8鵜a ch雨 cho phép m厩i nút ki吋m tra xem có ph違i tin c栄a mình không và x穎 lý n院u 8úng b違n tin 8逢嬰c g荏i 8院n. Bus V羽 tinh ho員c radio Back bone (x逢挨ng s嘘ng) Hình 1-2. S挨"8欝 k院t n嘘i theo ki吋u khuy院ch tán. Trong c医u trúc d衣ng Bus và Vòng c亥n c挨 ch院 "trがng tài" 8吋 gi違i quy院t các xung 8瓜t (collision) x違y ra khi nhi隠u nút mu嘘n truy隠n tin 8欝ng th運i. Trong c医u trúc x羽 tinh ho員c radio, m厩i nút c亥n có <ng-ten thu và phát. 1.2.3 Theo ph逢挨ng pháp chuy吋n m衣ch - M衣ng chuy吋n m衣ch kênh (Line switching network), ví d映 nh逢 m衣ng 8k羽n tho衣i. - M衣ng chuy吋n m衣ch thông báo (Message switching network) - M衣ng chuy吋n m衣ch gói (Packet switching network) 1.2.3.1 Chuyあn mＴch kênh Chuy吋n m衣ch kênh (line switching) 8逢嬰c dùng trong m衣ng 8k羽n tho衣i. M瓜t kênh c嘘"8鵜nh 8逢嬰c thi院t l壱p gi英a c員p th詠c th吋 c亥n liên l衣c v噂i nhau. M衣ng này có hi羽u su医t không cao vì có lúc kênh b臼 không. Hình 1-3. M衣ng chuy吋n m衣ch kênh. S 1 S 2 S 5 S 4 S 3 S 6 Data Data Data - 4 - 1.2.3.2 MＴng chuyあn mＴch bＶn tin Hình 1-4. Ph逢挨ng pháp chuy吋n m衣ch thông báo. Các nút c栄a m衣ng c<n c泳 vào 8鵜a ch雨"8ích c栄a “b違n tin” 8吋 ch丑n nút k院 ti院p. Nh逢 v壱y các nút c亥n l逢u tr英 và 8丑c tin nh壱n 8逢嬰c, qu違n lý vi羽c truy隠n tin. Trong tr逢運ng h嬰p b違n tin quá dài và n院u sai ph違i truy隠n l衣i thì hi羽u su医t không cao. Ph逢挨ng pháp này gi嘘ng nh逢 cách g荏i th逢 thông th逢運ng. • 姶u 8k吋m so v噂i ph逢挨ng pháp chuy吋n m衣ch kênh: - Hi羽u su医t s穎 d映ng 8逢運ng truy隠n cao vì không b鵜 chi院m d映ng 8瓜c quy隠n mà 8逢嬰c phân chia gi英a nhi隠u th詠c th吋. - M厩i nút m衣ng (hay nút chuy吋n m衣ch thông bao) có th吋 l逢u tr英 message cho v噂i khi kênh truy隠n r厩i m噂i g穎i b違n tin 8i. Do 8ó gi違m 8逢嬰c tình tr衣ng t逸c ngh胤n (congestion) trên m衣ng. - Ak隠u khi吋n vi羽c truy隠n tin b茨ng cách s逸p x院p 8瓜"逢u tiên cho các b違n tin. - Có th吋 t<ng hi羽u su医t s穎 d映ng gi違i thông c栄a m衣ch b茨ng cách gán 8鵜a ch雨 qu違ng bá (broadcast) 8吋 g荏i b違n tin 8欝ng th運i 8院n nhi隠u 8ích. • Nh逢嬰c 8k吋m: - Do không h衣n ch院 kích th逢噂c c栄a b違n tin nên có th吋 d磯n 8院n phí t鰻n l逢u tr英 v衣m th運i cao và 違nh h逢荏ng 8院n th運i gian h欝i 8áp và ch医t l逢嬰ng truy隠n 8i. O衣ng chuy吋n m衣ch thông báo thích h嬰p v噂i các d鵜ch v映 thông tin ki吋u th逢 8k羽n t穎 (Email) h挨n là 8嘘i v噂i các 泳ng d映ng có tính th運i gian th詠c vì t欝n t衣i 8瓜 tr宇 nh医t 8鵜nh do l逢u tr英 và x穎 lý thông tin 8k隠u khi吋n t衣i m厩i nút. 1.2.3.3 MＴng chuyあn mＴch gói Hình 1-5. M衣ng chuy吋n m衣ch gói. S 1 S 2 S 5 S 4 S 3 S 6 Mess 1 Mess Mess Mess 2 S 1 S 2 S 5 S 4 S 3 S 6 Message Message [...]... TCP/IP khụng ph thuc lp vt lý, cỏc mng con cú th s dng nhng cụng ngh ghộp ni khỏc nhau (nh thernet, X.25, ) m vn giao tip 8c vi nhau Gateway groupOfName s Mạng 1 groupOfName s2 Mạng 3 Gateway Gateway groupOfName s groupOfName s2 Mạng 4 Mạng 2 groupOfName s2 Mạng 5 Hỡnh 1-7 Cu trỳc ca mng Internet Cỏc cng 8c dựng 8 ni cỏc mng con to thnh mt mng ln Cú 2 cỏch kt ni vi Internet nh sau : Mỏy con ni trong mng... kờnh s 2.2 Chun giao din 2.2.1 Modem Modem l b"8ku ch v gii 8ku ch bin 8i cỏc tớn hiu s thnh cỏc tớn hiu tng t v ngc li trờn mng 8kn thoi - 20 Akm A CPU UART Au cui s liu MODEM M B x lý Au cui truyền Mạng tin thoại công cộng DCE MODEM B"8m tin Akm B UART CPU DTE Hỡnh 2-2 S"8 truyn tin gia hai 8km A v B Tớn hiu s t mỏy tớnh 8n modem, 8c modem bin 8i thnh tớn hiu vng t"8 cú th"8i qua mng 8kn thoi Tớn . l嬰i h挨n, nhanh chóng h挨n. - M衣ng máy tính cho phép ng逢運i l壱p trình 荏 m瓜t trung tâm máy tính này có th吋 u穎 d映ng các ch逢挨ng trình ti羽n ích c栄a m瓜t trung tâm máy tính khác 8ang r厩i, u胤 làm t<ng. (kho違ng t瑛 5- 25 máy tính) và cng có th吋 dùng cho các m衣ng l噂n g欝m hàng tr<m máy tính. Netware là m瓜t h羽"8k隠u hành LAN dùng cho các máy tính theo chu育n e栄a IBM hay các máy tính Apple Macintosh,. nhau, có th吋 thông báo cho nhau thông qua ch逢挨ng trình 8吋 chuy吋n t瑛 m瓜t giao th泳c này sang m瓜t giao th泳c khác. Mô hình OSI 8逢a ra gi違i pháp cho v医n 8隠 truy隠n thông gi英a các máy tính không gi嘘ng