giao trình amngj máy tính phần 1

What is a Computer Network?• Network provides connectivity A set of computers/switches connected by communication links  Many topologies possible • Many different physical media – Coaxi

M ng Máy Tính ạ

Computer Networks

Ph m Văn Nam ạ

Email: nampv@ntu.edu.vn ; pvnamk19@yahoo.com

Đ a ch liên h : Văn phòng B môn M ng & ị ỉ ệ ộ ạ

Truy n thông - Khoa Công ngh Thông tin, ề ệ

Tr ng Đ i h c Nha Trang ườ ạ ọ

Đi n tho i: (058) 2471447 ệ ạ

Mobile: 0904 38 81 82

Môn h c nói v ? ọ ề

 M ng máy tính (MMT) đa năng ạ

- Không ph i là nh ng m ng chuyên d ng (vd: telephone) ả ữ ạ ụ

 Nh ng nguyên lý c b n c a MMT ữ ơ ả ủ

- Không kh o sát t t c các chu n giao th c hi n hành ả ấ ả ẩ ứ ệ

 T p trung vào ki n trúc ph n m m m ng ậ ế ầ ề ạ

- Ch th o lu n m t s ph n c ng m ng thi t y u ỉ ả ậ ộ ố ầ ứ ạ ế ế

Computer Networks and Internets by Douglas E Comer,

Prentice Hall, 2nd Edition, 1998

 Ki n trúc Internet (Internet Architecture) ế

 Các chi n l c d n kênh ế ượ ồ

 M ng chuy n m ch kênh, gói ạ ể ạ

 Nh ng v n đ c b n trong MMT ữ ấ ề ơ ả

What is a Computer Network?

• Network provides connectivity

A set of computers/switches connected by communication links

 Many topologies possible

• Many different physical media

– Coaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satellite, wireless

• Local area networks vs Wide area networks

Th nào là m t m ng máy tính? ế ộ ạ

 M ng cung c p s k t n i ạ ấ ự ế ố

M t t p các máy tính/thi t b chuy n m ch đ c k t n i b i các liên k t truy n thông ộ ậ ế ị ể ạ ượ ế ố ở ế ề

Nh m chia s thông tin và tài nguyên ằ ẻ

Coaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satellite

 M ng c c b , M ng đô th , M ng di n r ng, vv… ạ ụ ộ ạ ị ạ ệ ộ

(Local/Metropolitan/Wide Area Networks – LANs,

MANs, WANs, etc.)

Elements of a Network

• hosts, end-systems

– pc’s, workstations, servers

– PDA’s, phones, toasters

• communication links

– point-to-point, multiaccess

– fiber, copper, radio, satellite

• Switches and routers:

forward packets (chunks) of data

thru network

local ISP

regional ISP

router workstation server mobile

• liên kết truyền thông

– fiber, copper, radio, satellite

– điểm - điểm và quảng bá

– băng thông

• switches và routers: chuyển

tiếp các gói dữ liệu qua mạng

• internet (liên mạng): mạng của

regional ISP

router workstation server mobile

What is The Internet?

 The Internet :

collection of networks and routers that span the world and use

the TCP/IP protocols to form a single, cooperative virtual

network

 intranet:

connection of different LANs within an organization

private

may use leased lines

usually small, but possibly hundreds of routers

may be connected to the Internet (or not), often by firewall

Có th dùng đ ng thuê bao riêng (leased lines) ể ườ

Thông th ng thì nh , nh ng có th bao g m đ n vài trăm ườ ỏ ư ể ồ ế

routers

Có th đ c k t n i ra the Internet (ho c không), b i b c ể ượ ế ố ặ ở ứ

t ng l a (thông th ng) ườ ử ườ

NAP

on-line services

company

access via modem

Internet today

NAPs, NSPs, ISPs

 NSP: National Service Provider (Tier 1 Backbones)

Example: Internet MCI, Sprint Link, UUNET in USA

 NAP: Network Access Point

 ISP: Internet Service Provider

NAP and Private Peering

Multiplexing Strategies

 Sharing of network resources among multiple users

• Common multiplexing strategies

• Time Division Multiplexing (TDM)

• Frequency Division Multiplexing (FDM)

Các chi n l c d n kênh ế ượ ồ

 Chia s tài nguyên m ng gi a nhi u ng i s d ng ẻ ạ ữ ề ườ ử ụ

• Những chiến lược dồn kênh thông thường

• Dồn kênh chia thời gian-Time Division Multiplexing (TDM)

• Dồn kênh chia tần số-Frequency Division Multiplexing (FDM)

• Cả hai chiến lược trên đều là kỹ thuật chuyển mạch kênh

(circuit switching technology)

Chuy n m ch kênh: FDMA và TDMA ể ạ

FDMA

frequency

time TDMA

frequency

4 users Example:

Circuit Switched Networks

 All resources (e.g communication links) needed by a call

dedicated to that call for its duration

Example: telephone network

M ng chuy n m ch kênh - Circuit ạ ể ạ

Switched Networks

 T t c tài nguyên (vd: các liên k t truy n thông) c n thi t ấ ả ế ề ầ ế

cho m t cu c g i đ c dành riêng trong su t cu c g i ộ ộ ọ ượ ố ộ ọ

Ví d : m ng đi n tho iụ ạ ệ ạ

Statistical Multiplexing

 Time division, but on demand rather than fixed

 Reschedule link on a per-packet basis

 Packets from different sources interleaved on the link

 Buffer packets that are contending for the link

 Buffer buildup is called congestion

 This is packet switching, used in computer networks

D n kênh th ng kê - Statistical ồ ố

Multiplexing

 T ng t nh d n kênh theo th i gian nh ng tùy vào nhu c u h n là ươ ự ư ồ ờ ư ầ ơ

c đ nhố ị

 K ho ch l i đ ng truy n d a vào n n t ng t ng góiế ạ ạ ườ ề ự ề ả ừ

 Các gói t các ngu n khác nhau đ c chèn vào đ ng truy nừ ồ ượ ườ ề

 Nh ng gói “đ u tranh” dành đ ng truy n s đ c đ a vào vùng ữ ấ ườ ề ẽ ượ ư

đ m (buffer)ệ

 S tích t vùng đ m đ c g i là ngh n-ự ụ ệ ượ ọ ẽ congestion

Packet Switched Networks

 Data entering network is divided into chunks called “packets”

 Store-and-forward approach: packets buffered before

transmission

 Packets traversing network share resources with other packets

On demand resource use: statistical resource sharing

 Fewer resources: queuing delay, packet loss

M ng chuy n m ch gói - Packet ạ ể ạ

Switched Networks

 D li u đ a lên m ng đ c đ c chia thành nhi u “gói” g i là “packets”ữ ệ ư ạ ượ ượ ề ọ

 Ph ng pháp L u gi và chuy n ti p (Store-and-forward): packets đ c l u ươ ư ữ ể ế ượ ư

gi trong vùng đ m tr c khi đ c truy n điữ ệ ướ ượ ề

 Packets ch y trên m ng chia s tài nguyên v i các packets khácạ ạ ẻ ớ

A

B

C

10 Mbps Ethernet

1.5 Mbps

statistical multiplexing

queue of packetswaiting for output

link

Why Statistically Share Resources

 Efficient utilization of the network

 Example scenario

Link bandwidth: 1 Mbps

Each call requires 100 Kbps when transmitting

Each call has data to send only 10% of time

 Circuit switching

Each call gets 100 Kbps: supports 10 simultaneous calls

 Packet switching

Supports many more calls with small probability of contention

• 35 ongoing calls: probability that > 10 active is < 0.0017!

T i sao chia s tài nguyên theo th ng kê? ạ ẻ ố

 K ch b n ví d ị ả ụ

Link bandwidth (d i thông): 1 Mbps ả

M i cu c g i c n 100 Kbps khi truy n thông tin ỗ ộ ọ ầ ề

Circuit Switching vs Packet Switching

Dedicated “copper” path Yes No

Bandwidth available Fixed Dynamic

Potentially wasted bandwidth Yes No

Store-and-forward transmission No Yes

Each packet follows the same route Yes No

When can congestion occur At setup time On every packet

Effect of congestion Call blocking Queuing delay

So sánh gi a chuy n m ch kênh và chuy n m ch ữ ể ạ ể ạ gói

Đ ng d n “đ ng” chuyên bi tườ ẫ ồ ệ Có Không

Băng thông s n cóẵ C đ nhố ị Bi n đ ngế ộ

Kh năng lãng phí băng thôngả Có Không

Truy n d n l u gi -chuy n ti pề ẫ ư ữ ể ế Không Có

Các gói tin đi theo cùng m t l trìnhộ ộ Có Không

Thi t l p k t n iế ậ ế ố Yêu c uầ Không c n thi tầ ế

Kh năng t c ngh n x y ra khiả ắ ẽ ả Thi t l p k t n iế ậ ế ố Đ i v i m i gói tinố ớ ỗ

Fundamental Issues in Networking

 Naming/Addressing

How to find name/address of the party (or parties) you would

like to communicate with

Address: byte-string that identifies a node

Types of addresses

• Unicast: node-specific

• Broadcast: all nodes in the network

• Multicast: some subset of nodes in the network

 Routing/Forwarding: process of determining how to send

packets towards the destination based on its address

Finding out neighbors, building routing tables

Nh ng v n đ c b n trong MMT ữ ấ ề ơ ả

 Đ t tên/Đánh đ a ch ặ ị ỉ

Làm th nào đ tìm tên/đ a ch c a đ i tác mà b n mu n ế ể ị ỉ ủ ố ạ ố giao ti p ế

Đ a ch : m t chu i byte đ nh danh m t nút (node) ị ỉ ộ ỗ ị ộ

Các l ai đ a ch ọ ị ỉ

• Unicast: đ a ch đ n h ng ị ỉ ơ ướ

• Broadcast: đ a ch qu ng bá ị ỉ ả

• Multicast: đ a ch đa h ng ị ỉ ướ

 Đ nh tuy n/Chuy n ti p: là quá trình xác đ nh làm ị ế ể ế ị

th nào đ g i các gói tin đ n đích d a trên đ a ế ể ở ế ự ị

ch c a nó ỉ ủ

 Tìm “hàng xóm”, xây d ng các b ng d n đ ng ự ả ẫ ườ

Fundamental Problems in Networking

 What can go wrong?

Bit-level errors: due to electrical interferences

Packet-level errors: packet loss due to buffer

overflow/congestion

Out of order delivery: packets may takes different paths

Link/node failures: cable is cut or system crash

 What can be done?

Add redundancy to detect and correct erroneous packets

Acknowledge received packets and retransmit lost packets

Assign sequence numbers and reorder packets at the receiver

Sense link/node failures and route around failed links/nodes

 Goal: to fill the gap between what applications expect and

what underlying technology provides

Nh ng tr ng i c b n trong MMT ữ ở ạ ơ ả

Các l i m c bit: do s nhi u tín hi u đi nỗ ở ứ ự ễ ệ ệ

Các l i m c gói: m t gói tin do tràn vùng đ m hay ngh nỗ ở ứ ấ ệ ẽ

S phân phát sai th t gói tin: các gói tin có th đi theo các con đ ng ự ứ ự ể ườkhác nhau

H ng hóc t i các nút ho c đ ng truy n (link/node failures): đ t cáp ỏ ạ ặ ườ ề ứ

“C m nh n” link/node failures và đi vòng qua các failed links/nodesả ậ

đ i và nh ng gì mà công ngh n n t ng (underlying technology) có th ợ ữ ệ ề ả ể cung c p ấ

 Fundamental issues in networking

Addressing/Naming and routing/forwarding

Error/Flow/Congestion control

Tóm t t ch ng ắ ươ

 Nh ng thành ph n c a m t m ng máy tính ữ ầ ủ ộ ạ

 Chuy n m ch kênh và chuy n m ch gói ể ạ ể ạ

 Các v n đ c b n trong m ng máy tính ấ ề ơ ả ạ

Đ t tên/đánh đ a ch và đ nh tuy n/chuy n ti p ặ ị ỉ ị ế ể ế

Ki m soát l i/lu ng/t c ngh n ể ỗ ồ ắ ẽ

Some Good Hyperlinks