Bài giảng mạng máy tính và internet chương 1 trần quang hải bằng

Chương Mạng máy tính khái niệm mở đầu Trần Quang Hải Bằng Computer Networking and Internet (course of 2009) Faculty of Information Technology University of Communication and Transport (Unit 2) Office location: Administration building, Block D3, Room Office phone: 38962018 Cell phone: N/A Email: bangtqh@hotmail.com Ch1 Mạng máy tính khái niệm mở đầu 1.1 - Mạng máy tính ứng dụng đời sống 1.2 - Phân loại mạng (network taxonomy) 1.3 - Giao thức mạng (software) 1.4 - Các mơ hình tham chiếu (reference models) 1.5 - Chuẩn mạng máy tính (network standards) 1.6 - Hệ điều hành môi trường mạng 1.7 - Mạng Internet 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 1.1 Mạng máy tính ứng dụng đời sống n Mạng máy tính (computer network) hệ thống bao gồm nhiều hệ máy tính đơn lẻ (nút mạng) kết nối với theo kiến trúc có khả trao đổi thụng tin Ô Ô Ô n Kt ni (interconnected): dõy (wire), sóng (wave)… Kiến trúc (architecture): cách thức kết nối trao đổi thông tin Nút mạng (node): host, workstation, network component Li ớch ca mng: Ô Ô Chia s, trao đổi thông tin Tăng cường sức mạnh hệ thống (distributed system, parallel system) Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 1-6/2005 Ứng dụng mạng máy tính đời sống n Mạng nội (c quan, to nh) Ô Ô n Cung cp dch v (mụ hỡnh client/server) Ô Ô n Chia s ti nguyên (máy in, ổ cứng, chương trình…) Liên lạc mạng nội quan (local mail) Web, Email, search engine, tin tức Thương mại điện tử (ecommerce – electronic commerce) People online communication Ô Chatting, conference n Ô n Bộ GD họp qua mạng tuyển sinh 2005, 12/2004 Điện thoại (PSTN, Mobile) Chính phủ điện tử (egovernment)… 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model Chia sẻ tài nguyên máy in UCT2 before 2003 UCT2 since 2003 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 1-6/2005 Các yếu tố mạng mỏy tớnh n ng truyn vt lý (physical media) Ô ¤ ¤ Truyền tín hiệu hệ thống Hữu tuyến (cable) vô tuyến (wireless) Dải thông (bandwidth): n n Ô Tc (speed) hay thụng lng (throughput): n n n Dải tần số cho phép truyền Đôi sử dụng để ám lượng liệu cho phép truyền (throughput)!? Số lượng bit truyền giây (bps) Số lượng thay đổi tín hiệu giõy (baud) Kin trỳc mng (network architecture) Ô Ô 1-6/2005 Hình trạng mạng (topology) Giao thức (protocol) Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model Ch1 Mạng máy tính khái niệm mở đầu 1.1 - Mạng máy tính ứng dụng đời sống 1.2 - Phân loại mạng (network taxonomy) 1.3 - Giao thức mạng (software) 1.4 - Các mơ hình tham chiếu (reference models) 1.5 - Chuẩn mạng máy tính (network standards) 1.6 - Hệ điều hành môi trường mạng 1.7 - Mạng Internet Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 1-6/2005 1.2 Phân loại (network classification, taxonomy) n Theo topo mng Ô Ô n Theo k thut truyn (transmission technique) Ô Ô Ô n Broadcast: Truyn qung bá Point-to-point (switched): Truyền điểm-điểm Circuit-switched Packet-switched Message-switched Theo quy mụ (scale) Ô Ô Ô 1-6/2005 LAN MAN WAN Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model Topology (broadcast & point-to-point) 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model Circuit switching n n n Khi hai nút muốn trao đổi thông tin thiết lập kênh (circuit) Kênh giữ riêng cho hai nút kết thúc phiên trao đổi VD: Mạng điện thoại 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 10 Các giai đoạn circuit switching Host Node Node Host processing delay at Node propagation delay from Host to Node circuit establishment propagation delay from Host To Host data transmission DATA circuit termination 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 11 Packet switching 101001.1010001101011011110.11001 Header Data Trailer packet n n Dữ liệu chia thành gói tin (packet).Mỗi gói có phần thông tin điều khiển (header, trailer) cho biết nguồn gửi, đích nhận… Các gói tin đến theo đường khác dồn kênh (multiplexing), lưu trữ chuyển tiếp qua nút trung gian (store & forward) 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 12 So sánh circuit switching packet switching n Packet switching Ô Ô Ô Ô n Không chiếm dụng đường truyền cho phép nhiều người dùng hơn, hiệu suất sử dụng đường truyền cao Không cần thiết lập kênh truyền (call setup) Có độ trễ gói tin Cần phải có chế khắc phục lỗi Circuit switching Ô Ô 1-6/2005 Call setup Thớch hp vi truyn tin chất lượng cao, tức Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 13 Circuit switching: FDM & TDM n Hai phương pháp chia sẻ liên kết (link) circuit switching: Ô Ô 1-6/2005 FDM (Frequency Division Multiplexing) TDM (Time DM) Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 14 FDM & TDM example Example: FDM users frequency time TDM frequency time 15 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 1-6/2005 Packet switching: Datagram & Virtual Circuit Vd: Internet Host C Host D Host A Node Node Node Node Host B Node Node Host E Node Datagram packet switching 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 16 Packet switching: Datagram & Virtual Circuit Vd: ATM Network Host C Host D Host A Node Node Node Node Host B Node Node Host E Node Virtual-Circuit packet switching Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 1-6/2005 17 Taxonomy summary communication networks switched networks circuit-switched networks (vd telephone) FDM 1-6/2005 TDM broadcast networks (vd Radio, Broadcast TV) packet-switched networks datagram networks (vd Internet) virtual circuitswitched networks (vd ATM) Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 18 Ch1 Mạng máy tính khái niệm mở đầu 1.1 - Mạng máy tính ứng dụng đời sống 1.2 - Phân loại mạng (network taxonomy) 1.3 - Giao thức mạng (software) 1.4 - Các mơ hình tham chiếu (reference models) 1.5 - Chuẩn mạng máy tính (network standards) 1.6 - Hệ điều hành môi trường mạng 1.7 - Mạng Internet 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 19 1.3 Network Software (Protocol) n n Giao thức (protocol): Tập hợp quy tắc giao tiếp hệ máy tính Mơ hình giao thức mạng tuõn theo kin trỳc phõn tng (layer architecture) Ô Ô ¤ ¤ 1-6/2005 Mỗi tầng đảm nhận chức định Chỉ có tầng duới giao tiếp trực tiếp với Một tầng từ tầng trở lên giao tiếp với nhiều hai tầng (kề trên, kề dưới) Thông tin truyền từ tầng N hệ thống sang tầng N hệ thống phải truyền qua tầng N-1 N-2 … hệ thống tầng … N-1 hệ thống Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 20 OSI layers System #1 Hệ thống #2 Application Ứng dụng People Presentation Trình diễn Seem Session Phiên Transport Giao vận Need Network Mạng Data Data Link Liên kết liệu Processing Physical Vật lý All To 011010100011001111 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 29 Layer 1: The Physical Layer n n n Chỉ có tầng vật lý hai hệ thống kết nối truyền thông trực tiếp với (wire/wireless) Các đặc tả vật lý (điện, điện từ…) nhằm đảm bảo kết nối truyền tín hiệu hai hệ thng Mt s yu t: Ô Ô Ô Ô 1-6/2005 Cáp truyền (Cable) Mức điện (voltage levels) Thời gian biến thiên hiệu điện Chu kỳ tín hiệu, khoảng cách… Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 30 Layer 2: The Data Link Layer n Biến liệu thô nhận từ tầng vật lý thành d liu cú cu trỳc logic c th hn Ô Framing n Ô n D liu n t õu? Mỏy tính gửi đến? Dữ liệu cần phải gửi tiếp đâu? Đảm bảo tin cậy tín hiệu truyn gia hai tng vt lý Ô Ô n Khung (frame) có cấu trúc Physical Addressing n n 001101010 Kiểm soát lỗi (error control) Kiểm soát luồng (flow control) Bao gồm hai tầng (LLC MAC) 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 31 Layer 3: The Network Layer n n n n Chọn đường nút mạng (path-selection) Điều khiển luồng mạng (subnet flow control) Cắt hợp liệu (fragmentation & reassembly) Kết nối mạng có kiến trúc khác 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 32 Layer 4: The Transport Layer n n Tầng trình truyền liệu Đảm bảo liệu truyền thông suốt tin cậy hai h thng (2 end-systems) Ô Ô Ô Ô 1-6/2005 Cắt/hợp liệu (fragmentation/reassembly) Kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng (error detection and recovery, information flow control) Thiết lập, quản lý kênh liên lạc (virtual circuits) Dồn kênh (multiplexing) Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 33 Layer 5: The Session Layer n n Tầng số tầng thao tác liệu nhận (application) Thiết lập quản lý phiên truyn thụng gia hai h thng Ô Ô Ô Ô ¤ 1-6/2005 Chứng thực (security authentication) Thiết lập liên kết (connection establishment) Huỷ bỏ liên kết (connection release) Phản hồi (acknowledgement) Truyền lại (data retransmission) Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 34 Layer 6: The Presentation Layer n Đảm bảo thông tin truyền từ ứng dụng hệ thống truyền đọc ứng dng ca h thng nhn Ô Ô Ô Ô 1-6/2005 Cú pháp ngữ nghĩa liệu (syntax & semantic) Định dạng liệu (data formatting) Chuyển đổi dịnh dạng (format exchange) Nén liệu (data compression) Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 35 Layer 7: The Application Layer n Cung cấp phương tiện để người dùng truy cập vào mơ hình OSI Ô Ô 1-6/2005 Cỏc giao thc truyn thụng ip chương trình ứng dụng (web, mail…) Các dịch vụ cho ứng dụng nằm ngồi mơ hình OSI (Word, Access, SQL Server…) Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 36 Tại phải phân tầng? 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 37 No-layered & Layered Application FTP Telnet HTTP No-layered Transmission Media Application coaxial cable Telnet fiber optic FTP packet radio HTTP Transport & Network Transmission Media 1-6/2005 Layered coaxial cable fiber optic packet radio Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 38 OSI Summary n Physical: binary transmission Ô n Data Link: access to media Ô ¤ n ¤ session management Presentation: data representation ¤ n data transportation, virtual circuit error detection and recovery, information flow control Session: interhost communication Ô n path selection, routing, addressing, internetwork Transport: end-to-end transmission Ô n bits error control, flow control physical addressing, net topology Network: address and best path ¤ n signals, media, connectors, voltages… data format, data syntax Application: network services to applications 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 39 TCP/IP Reference Model n n Mơ hình OSI mang tính chất lý thuyết, phục vụ nghiên cứu học tập TCP/IP mụ hỡnh ỏp dng cho mng Internet Ô Ô Ô 1-6/2005 TCP = Transmission Control Protocol IP = Internet Protocol TCP, IP hai giao thức phổ biến họ giao thức TCP/IP Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 40 TCP/IP Layers & Protocols Layers Protocols Network Access = Host-to-network = Data link + Physical Network = Internet 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 41 Đối sánh OSI TCP/IP 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 42 TCP/IP to OSI Application Presentation Session Transport Network Datalink Physical OSI 1-6/2005 Application Transport Internet Network Access Telnet FTP DNS TCP UDP IP LAN TCP/IP Packet radio Protocols Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 43 Cisco Certified Network Associate View UDP Công nghệ mạng 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 44 Ch1 Mạng máy tính khái niệm mở đầu 1.1 - Mạng máy tính ứng dụng đời sống 1.2 - Phân loại mạng (network taxonomy) 1.3 - Giao thức mạng (software) 1.4 - Các mơ hình tham chiếu (reference models) 1.5 - Chuẩn mạng máy tính (network standards) 1.6 - Hệ điều hành môi trường mạng 1.7 - Mạng Internet Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 1-6/2005 45 1.5 Network Standardization n OSI: Ô Ô Ô Ch nờu lờn chc nng tầng Không cài đặt tầng Để hai hệ thống giao tiếp với chúng cần: n n n n Được cài đặt chức truyền thông chung Tổ chức thành tập tầng Hai tầng đồng mức phải có chung giao thức Từ đó, cần phải chuẩn hoá (standardization) 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 46 Các tổ chức chuẩn thông dng n ISO (International Organization for Standardization) Ô n CCITT (Commitộ Consultatif International pour Tộlộgraphe et Tộlộphone) Ô n n n n n n n n http://www.iso.org Không ban hành chuẩn mà ban hành khuyến nghị (X.25…) ANSI (American National Standard Institute) NIST (National Institute of Standards and Technology) IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) IAB (Internet Architecture Board) RFCs (Request For Comments) IRTF (Internet Research Task Force) IETF (Internet Engineering Task Force) ISOC (Internet Society)… 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 47 Nhóm chuẩn IEEE 802 (LAN) 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 48 Ch1 Mạng máy tính khái niệm mở đầu 1.1 - Mạng máy tính ứng dụng đời sống 1.2 - Phân loại mạng (network taxonomy) 1.3 - Giao thức mạng (software) 1.4 - Các mơ hình tham chiếu (reference models) 1.5 - Chuẩn mạng máy tính (network standards) 1.6 - Hệ điều hành môi trường mạng 1.7 - Mạng Internet Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 1-6/2005 49 1.6 Hệ điều hành môi trng mng n Khụng h tr mng Ô n Trm lm vic Ô Ô Ô n DOS Windows 9x/NT Workstation/2000/XP MacOS Linux… Máy chủ quản lý mạng, cung cấp dịch v mng Ô Ô Ô 1-6/2005 Windows NT/2000/2003 Server Novel NetWare Unix, Linux, Sun Solaris… Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 50 Ch1 Mạng máy tính khái niệm mở đầu 1.1 - Mạng máy tính ứng dụng đời sống 1.2 - Phân loại mạng (network taxonomy) 1.3 - Giao thức mạng (software) 1.4 - Các mơ hình tham chiếu (reference models) 1.5 - Chuẩn mạng máy tính (network standards) 1.6 - Hệ điều hành môi trường mạng 1.7 - Mạng Internet 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 51 1.7 Mạng Internet n n n n n Hàng trăm triệu nút mạng kết nối khắp hành tinh Hàng triệu dịch vụ cung cấp (web, mail…) “Global network of networks” Mạng xương sống (Internet backbone) http://www.hau1.edu.vn/cs/dxha/courses/0405/ipp/ 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 52 Trao đổi liệu hai máy tính Internet local ISP Tier ISP local ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP Tier-2 ISP Tier ISP Tier ISP Tier-2 ISP local local ISP ISP 1-6/2005 NAP Tier ISP Tier-2 ISP local ISP Tier-2 ISP local ISP Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 53 Interconnect network OSI view Application Presentation Session Transport Network Datalink Physical 1-6/2005 Application Presentation Session Transport Network Datalink Physical Physical medium Network Datalink Physical Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 54 Internet Data data application transport network link physical application transport network link physical 1-6/2005 network link physical application transport network link physical data application transport network link physical Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 55 Network Data Flow Review 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 56 Bài tập n Lấy ví dụ s phõn tng thc t! Ô Ô n n Liệt kê tầng nhiệm vụ cụ thể Giao tiếp tầng (giao thức) Trình bày tầng giao thức OSI TCP/IP, nêu tên vai trị số giao thức Đối chiếu hai mơ hình Tìm hiểu viết báo cáo lịch sử hình thành mạng máy tính (Dead line: tuần sau) 1-6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 57 ... transmission DATA circuit termination 1- 6/2005 Chapter Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 11 Packet switching 10 10 01. 1 010 0 011 010 110 111 10 .11 0 01 Header Data Trailer packet n... mở đầu 1. 1 - Mạng máy tính ứng dụng đời sống 1. 2 - Phân loại mạng (network taxonomy) 1. 3 - Giao thức mạng (software) 1. 4 - Các mơ hình tham chiếu (reference models) 1. 5 - Chuẩn mạng máy tính (network... TCP/IP Reference Model 50 Ch1 Mạng máy tính khái niệm mở đầu 1. 1 - Mạng máy tính ứng dụng đời sống 1. 2 - Phân loại mạng (network taxonomy) 1. 3 - Giao thức mạng (software) 1. 4 - Các mơ hình tham chiếu