Ứng dụng của mạng máy tính

Lâm Huy Tưởng – Võ Thị Quỳnh Vân Mục lục Lịch sử mạng máy tính Ứng dụng mạng máy tính Một số khái niệm 3.1 Mạn máy tính 3.2 Các yếu tố mạng máy tính 3.3 LAN 3.4 MAN 3.5 WAN Các mô hình mạng điển hình 4.1 OSI 4.2 TCP/IP Các thí dụ mạng 5.1 ARPANET 5.2 NSFNET 5.3 Internet 5.4 Novell Netware Mạng máy tính hay hệ thống mạng (tiếng Anh: computer network hay network system), Được thiết lập có từ máy vi tính trở lên kết nối với để chia sẻ tài nguyên: máy in, máy fax, tệp tin, liệu Một máy tính gọi tự hoạt (autonomous) khởi động, vận hành phần mềm cài đặt tắt máy mà không cần phải có điều khiển hay chi phối máy tính khác Các thành phần mạng bao gồm: • • • Các hệ thống đầu cuối (end system) kết nối với tạo thành mạng, máy tính thiết bị khác Nói chung ngày nhiều loại thiết bị có khả kết nối vào mạng máy tính điện thoại di động, PDA, tivi, Môi trường truyền (media) mà thao tác truyền thông thực qua Môi trường truyền loại dây dẫn (dây cáp), sóng điện từ (đối với mạng không dây) Giao thức truyền thông (protocol) quy tắc quy định cách trao đổi liệu thực thể Lịch sử mạng máy tính Từ đầu năm 60 xuất mạng xử lý trạm cuối (terminal) thụ động nối vào máy xử lý trung tâm Vì máy xử lý trung tâm làm tất việc: quản lý thủ tục truyền liệu, quản lý đồng trạm cuối v.v…, trạm cuối thực chức nhập xuất liệu mà không thực chức xử lý nên hệ thống chưa coi mạng máy tính Giữa năm 1968, Cục dự án nghiên cứu tiên tiến (ARPA – Advanced Research Projects Agency) Bộ Quốc phòng Mỹ xây dựng dự án nối kết máy tính trung tâm nghiên cứu lớn toàn liên bang, mở đầu Viện nghiên cứu Standford trường đại học (Đại học California Los Angeless, Đại học California Santa Barbara Đại học Utah) Mùa thu năm 1969, trạm kết nối thành công, đánh dấu đời ARPANET Giao thức truyền thông dùng ARPANET lúc đặt tên NCP (Network Control Protocol) Giữa năm 1970, họ giao thức TCP/IP Vint Cerf Robert Kahn phát triển tồn với NCP, đến năm 1983 hoàn toàn thay NCP ARPANET Trong năm 70, số lượng mạng máy tính thuộc quốc gia khác tăng lên, với kiến trúc mạng khác (bao gồm phần cứng lẫn giao thức truyền thông), từ dẫn đến tình trạng không tương thích mạng, gây khó khăn cho người sử dụng Trước tình hình đó, vào năm 1984 Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO cho đời Mô hình tham chiếu cho việc kết nối hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconnection - gọi tắt mô hình OSI) Với đời OSI xuất máy tính cá nhân, số lượng mạng máy tính tính toàn giới tăng lên nhanh chóng Đã xuất khái niệm loại mạng LAN, MAN Tới tháng 11/1986 có tới 5089 máy tính nối vào ARPANET, xuất thuật ngữ “Internet” http://www.scribd.com/doc/3751086/Giao-trinh-mang-may-tinh Ứng dụng mạng máy tính Trong tổ chức: Trước có mạng, tổ chức, nơi phải có chỗ lưu trữ liệu riêng, thông tin nội khó cập nhật kịp thời; ứng dụng nơi chia sẻ cho nơi khác Với hệ thống mạng người ta có thể: - Chia sẻ tài nguyên: Các ứng dụng, kho liệu tài nguyên khác sức mạnh CPU dùng chung chia sẻ hệ thống máy tính làm việc hữu hiệu - Độ tin cậy an toàn thông tin cao Thông tin cập nhật theo thời gian thực, xác Một có hay vài máy tính bị hỏng máy lại có khả hoạt động cung cấp dịch vụ không gây ách tắc - Tiết kiệm: qua kỹ thuật mạng người ta tận dụng khả hệ thống, chuyên môn hoá máy tính, phục vụ đa dạng hoá Thí dụ: Hệ thống mạng cung cấp dịch vụ suốt ngày nhiều nơi dùng chương trình ứng dụng, chia sở liệu máy in, dó tiết kiệm nhiều Ngoài ra, tạo mạng, người chủ cần đầu tư vài máy tính có khả hoạt động cao để làm máy chủ cung cấp dịch vụ yếu đa số lại máy khách dùng để chạy ứng dụng thông thường khai thác hay yêu cầu dịch vụ mà máy chủ cung cấp Một hệ thống gọi mạng có kiểu chủ-khách (client-server model) Người ta gọi máy dùng để nối vào máy chủ máy trạm (work-station) Tuy nhiên, máy trạm hoạt động độc lập mà không cần đến dịch vụ cung cấp từ máy chủ - Mạng máy tính phương tiện thông tin mạnh hữu hiệu cộng tổ chức Cho nhiều người: Hệ thống mạng cung cấp nhiều tiện lợi cho truyền thông tin mối quan hệ người với người là: - Cung cấp thông tin từ xa cá nhân - Liên lạc trực tiếp riêng tư cá nhân với - Làm phương tiện giải trí chung: trò chơi, thú tiêu khiển, chia sẻ phim ảnh, vv qua mạng Các ứng dụng quan trọng qua mạng là: thư điện tử, hội nghị truyền hình (video conference), điện thoại Internet, giao dịch lớp học ảo (e-learning hay virtual class), dịch vụ tìm kiếm thông tin qua máy truy tìm, vv Các vấn đề xã hội: Quan hệ người với người trở nên nhanh chóng, dễ dàng gần gũi mang lại nhiều vấn đề xã hội cần giải như: - Lạm dụng hệ thống mạng để làm điều phi pháp hay thiếu đạo đức: Các tổ chức buôn người, khiêu dâm, lường gạt, hay tội phạm qua mạng, tổ chức tin tặc để ăn cắp tài sản công dân quan, tổ chức khủng bố, - Mạng lớn nguy lan truyền phần mềm ác tính dễ xảy - Hệ thống buôn bán trở nên khó kiểm soát tạo điều kiện cho cạnh tranh gay gắt - Một vấn đề nảy sinh xác định biên giới việc kiểm soát nhân viên làm công quyền tư hữu họ (Chủ muốn toàn quyền kiểm soát điện thư hay trò chuyện trực tuyến điều vi phạm nghiêm trọng quyền cá nhân) - Vấn đề giáo dục thiếu niên trở nên khó khăn em tham gia vào việc mạng mà cha mẹ khó kiểm soát - Hơn hết với phương tiện thông tin nhanh chóng tự ngôn luận hay lạm dụng quyền ngôn luận ảnh hưởng sâu rộng trước trường hợp phần mềm quảng cáo (adware) thư rác (spam mail) http://vi.wikipedia.org/wiki/M%E1%BA%A1ng_m%C3%A1y_t%C3%ADnh Một số khái niệm 3.1 Mạng máy tính gì? Ta định nghĩa: mạng máy tính tập hợp máy tính nối kết với đường truyền vật lý theo kiến trúc Một cách cụ thể ta hiểu mạng máy tính bao gồm kết nối từ hai máy tính trở nên Các máy tính giao tiếp với nhau, chia xẻ tài nguyên (các đĩa cứng, máy in ổ đĩa CD-ROM v.v…), máy truy xuất máy xa mạng khác để trao đổi file, liệu thông tin cho phép giao tiếp điện tử 3.2 Các yếu tố mạng máy tính Như định nghĩa trên, hai yếu tố mạng máy tính là: đường truyền vật lý kiến trúc mạng Kiến trúc mạng bao gồm: hình trạng (topology) mạng giao thức (protocol) truyền thông Đường truyền mạng (medium) bao gồm: loại có dây (wire): loại cáp kim loại, cáp sợi quang, loại không dây (wireless): tia hồng ngoại, sóng điện từ tần số radio v.v… Chi tiết nội dung trình bày chương sau Các tiêu chí phân loại mạng máy tính Dựa vào tiêu chí khác nhau, người ta phân chia mạng máy tính thành loại khác Sau ba tiêu chí a) Phân loại mạng dựa khoảng cách địa lý, có ba loại mạng: - Mạng cục (Local Area Network – LAN): mạng cài đặt phạm vi tương đối nhỏ (trong phòng, nhà, phạm vi trường học v.v…) với khoảng cách lớn hai máy tính nút mạng khoảng vài chục km trở lại Tổng quát có hai loại mạng LAN:mạng ngang hàng(peer to peer) mạng có máy chủ (server based) Mạng server based gọi mạng “Client / Server” (Khách / Chủ) - Mạng đô thị (Metropolitan Area Network – MAN): mạng cài đặt phạm vi đô thị trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại - Mạng diện rộng (Wide Area network – WAN): phạm vi mạng vượt qua biên giới quốc gia chí lục địa Cáp truyền qua đại dương vệ tinh dùng cho việc truyền liệu mạng WAN - Mạng toàn cầu (Global Area Network – GAN): phạm vi mạng trải rộng toàn Trái đất b) Phân loại mạng dựa kỹ thuật chuyển mạch, có ba loại mạng: - Mạng chuyển mạch kênh (circuit – switched networks): có hai thực thể cần trao đổi thông tin với chúng thiết lập “kênh” cố định trì hai bên ngắt kết nối Các liệu truyền theo đường cố định Kỹ thuật chuyển mạch kênh sử dụng kết nối ATM (Asynchronous Transfer Mode) dial-up ISDN (Integrated Services Digital Networks) Ví dụ mạng chuyển mạch kênh mạng điện thoại Phương pháp chuyển mạch kênh có hai nhược điểm chính: Phải tốn thời gian để thiết lập đường truyền cố định hai thực thể Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao, có lúc kênh liệu truyền hai thực thể kết nối, thực thể khác không sử dụng kênh truyền - Mạng chuyển mạch thông báo (message – switched networks): Thông báo (message) đơn vị thông tin người sử dụng có khuôn dạng qui định trước Mỗi thông báo có chứa vùng thông tin điều khiển có phần địa đích thông báo Trong mạng chuyển mạch thông báo, hai thực thể truyền thông tồn nhiều đường truyền khác Căn vào địa đích, thông báo khác đến đích theo đường khác Phương pháp chuyển mạch thông báo có số ưu điểm: Hiệu suất sử dụng đường truyền cao, phân chia nhiều thực thể Mỗi nút mạng lưu trữ thông báo kênh truyền rảnh gửi thông báo đi, giảm trình trạng tắc nghẽn mạng v.v… Nhược điểm phương pháp chuyển mạch thông báo không hạn chế kích thước thông báo, dẫn đến phí tổn lưu trữ tạm thời cao Kỹ thuật chuyển mạch thông báo thích hợp với dịch vụ thông tin kiểu thư điện tử (Electronic Mail) - Mạng chuyển mạch gói (packet - switched networks): thông báo chia thành nhiều phần nhỏ gọi gói tin (packet) có khuôn dạng qui định trước Mỗi gói tin có phần thông tin điều khiển chứa địa nguồn (sender) địa đích (receiver) gói tin Các gói tin thuộc thông báo truyền tới đích theo đường khác Kỹ thuật chuyển mạch gói giống kỹ thuật chuyển mạch thông báo, có hiệu phí tổn lưu trữ tạm thời nút giảm kích thước tối đa gói tin giới hạn Những khó khăn kỹ thuật chuyển mạch gói cần giải là: tập hợp gói tin nơi nhận để tạo lại thông báo ban đầu xử lý việc gói Do có nhiều ưu điểm nên mạng chuyển mạch gói dùng phổ biến mạng chuyển mạch thông báo Việc tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch kênh thông báo mạng thống gọi mạng dịch vụ tích hợp số hoá (Integrated Services Digital Networks – ISDN) xu hướng phát triển mạng ngày c) Phân loại mạng dựa kiến trúc mạng (topology protocol) Ví dụ mạng System Network Architecture (SNA) IBM, mạng ISO (theo kiến trúc chuẩn quốc tế), mạng TCP/IP v.v… http://www.scribd.com/doc/3751086/Giao-trinh-mang-may-tinh 3.3 LAN WAN (wide area network), gọi "mạng diện rộng", dùng vùng địa lý lớn thường cho quốc gia hay lục địa, phạm vi vài trăm vài ngàn km Chúng bao gồm tập họp máy nhằm chạy chương trình cho người dùng Các máy thường gọi máy lưu trữ(host) hay có tên máy chủ, máy đầu cuối (end system) Các máy nối mạng truyền thông (communication subnet) hay gọn mạng (subnet) Nhiệm vụ mạng chuyển tải thông điệp (message) từ máy chủ sang máy chủ khác Mạng thường có hai thành phần chính: Các đường dây vận chuyển gọi mạch (circuit), kênh (channel), hay đường trung chuyển (trunk) Các thiết bị nối chuyển Đây loại máy tính chuyện biệt hoá dùng để nối hai hay nhiều đường trung chuyển nhằm di chuyển liệu máy Khi liệu đến đường vô, thiết bị nối chuyển phải chọn (theo thuật toán định) đường dây để gửi liệu Tên gọi thiết bị nút chuyển gói (packet switching node) hay hệ thống trung chuyển (intermediate system) Máy tính dùng cho việc nối chuyển gọi "bộ chọn đường" hay "bộ định tuyến" (router) Các kiểu nối WAN Hầu hết WAN bao gồm nhiều đường cáp đường dây điện thoại, đường dây nối với cặp định tuyến Nếu hai định tuyến không nối chung đường dây chúng liên lạc cách gián tiếp qua nhiều định truyến trung gian khác Khi định tuyến nhận gói liệu chứa gói đường dây cần cho gói trống chuyển gói Trường hợp ta gọi nguyên lý mạng điểm nối điểm, hay nguyên lý mạng lưu trữ chuyển tiếp (store-and-forward), hay nguyên lý mạng nối chuyển gói Có nhiều kiểu cấu hình cho WAN dùng nguyên lý điểm tới điểm dạng sao, dạng vòng, dạng cây, dạng hoàn chỉnh, dạng giao vòng, hay bất định http://vi.wikipedia.org/wiki/M%E1%BA%A1ng_m%C3%A1y_t%C3%ADnh 3.4 MAN Mạng đô thị MAN (metropolitan area network) mạng liệu băng rộng thiết kế cho phạm vi thành phố, thị xã Khoảng cách thường nhỏ 50 km Xét quy mô địa lý, MAN lớn mạng LAN nhỏ mạng WAN, đóng vai trò kết nối mạng LAN WAN với kết nối mạng LAN: • • Kết nối phần tử mạng MAN thường sử dụng không dây (Wireless) sử dụng cáp quang (Optical Fiber) Mạng MAN xây dựng tiêu chuẩn quốc tế IEEE 802-2001 MetroNet cung cấp khả sử dụng đồng thời ba loại dịch vụ: thoại (voice) - liệu (data) - hình ảnh (video) như: + Truyền liệu + Hội nghị truyền hình (Video Conference) + Xem phim theo yêu cầu (VoD - Video On Demand) + Truyền hình cáp (CATV) + Giáo dục từ xa + Chẩn đoán bệnh từ xa + Game + Điện thoại IP (IP Phone) + Truyền hình IP (IP TV) + Truy cập Internet tốc độ cao Đối tượng khách hàng: MetroNET dành cho khách hàng tổ chức, doanh nghiệp có nhiều chi nhánh, phận kết nối với kết nối liên tỉnh, quốc tế; khu công nghiệp, khu thương mại lớn, công viên phần mềm, khu công nghệ cao, khu đô thị mới, khu cao ốc văn phòng ; quan quản lý nhà nước để phục vụ cho mục tiêu phủ điện tử, cải cách hành chính, trường Đại học, ngân hàng, ông ty Chứng khoán, tổ chức Tài Mạng tuyến tính Lợi ích việc sử dụng MetroNet: + Kết nối chi nhánh phục vụ mục đích truyền số liệu + Thiết lập mạng diện rộng riêng tổ chức (mạng WAN) + Chi phí thấp, tốc độ ổn định, đáp ứng yêu cầu bảo mật thông tin, đơn giản việc quản lý dễ dàng việc chuyển đổi + Cung cấp cho doanh nghiệp nhiều loại hình dịch vụ giá trị gia tăng lúc đường truyền kết nối voice-data-video + Dịch vụ giúp quản lý sở hạ tầng hệ thống công nghệ thông tin hai điểm cách đơn giản, hiệu quả, dễ dàng triển khai ứng dụng chuyên nghiệp Mạng MAN đời đáp ứng nhu cầu ngày cao việc trao đổi liệu mạng nội với mạng bên (truy nhập Internet, truy nhập sở liệu, kết nối chi nhánh văn phòng…): • Ứng dụng mạng MAN kết nối mạng Access (mạng truy nhập) khác LAN/WLAN, CATV, xDSL, 2G/3G với mạng Core (mạng lõi): • Một ví dụ Mạng MAN xây dựng dựa hạ tầng truyền hình cáp http://vi.wikipedia.org/wiki/MAN 3.5 WAN Wide Area Networks – WAN, mạng thiết lập để liên kết máy tính hai hay nhiều khu vực khác nhau, khoảng cách xa mặt địa lý, quận thành phố, hay thành phố hay miền nước Đặc tính có tính chất ước lệ, trở nên khó xác định với việc phát triển mạnh công nghệ truyền dẫn không phụ thuộc vào khoảng cách Tuy nhiên việc kết nối với khoảng cách địa lý xa buộc WAN phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: giải thông chi phí cho giải thông, chủ quản mạng, đường thông tin mạng WAN kết nối thành mạng riêng tổ chức, hay phải kết nối qua nhiều hạ tầng mạng công cộng công ty viễn thông khác WAN dùng đường truyền có giải thông thay đổi khoảng lớn từ 56Kbps đến T1 với 1.544 Mbps hay E1 với 2.048 Mbps, đến Giga bít-Gbps đường trục nối quốc gia hay châu lục Ở bps (Bit Per Second) đơn vị truyền thông tương đương với bit truyền giây,ví dụnhư tốc độ đường truyền Mbps tức truyền tối đa Megabit 1giây đường truyền đó) Do phức tạp việc xây dựng, quản lý, trì đường truyền dẫn nên xây dựng mạng diện rộng WAN người ta thường sử dụng đường truyền thuê từ hạ tầng viễn thông công cộng, từ công ty viễn thông hay nhà cung cấp dịch vụ truyền số liệu Tùy theo cấu trúc mạng đường truyền thuộc quan quản lý khác nhà cung cấp đường truyền nội hạt, liên tỉnh, liên quốc gia, chẳng hạn Việt Nam công ty Viễn thông liên tỉnh – VTN, công ty viễn thông quốc tế - VTI Các đường truyền phải tuân thủ quy định phủ khu vực có đường dây qua như: tốc độ, việc mã hóa Với WAN đường thông tin phức tạp việc sử dụng dịch vụ truyền liệu khác nhau, nhà cung cấp dịch vụ khác Trong trình hoạt động điểm nút thay đổi đường thông tin phát có trục trặc đường truyền hay phát có nhiều thông tin cần truyền hai điểm nút Trên WAN thông tin có đường khác nhau, điều cho phép sử dụng tối đa lực đường truyền nâng cao điều kiện an toàn truyền liệu Phần lớn WAN phát triển cho việc truyền đồng thời đường truyền nhiều dạng thông tin khác như: video, tiếng nói, liệu nhằm làm giảm chi phí dịch vụ Các công nghệ kết nối WAN thường liên quan đến tầng đầu mô hình ISO tầng Đó tầng vật lý liên quan đến chuẩn giao tiếp WAN, tầng data link lien quan đến giao thức truyền thông WAN, số giao thức WAN lien quan đến tầng mạng http://www.scribd.com/doc/4205335/Mt-s-khai-nim-v-mng-Wan Các mô hình mạng điển hình 4.1 TCP/IP Bộ giao thức TCP/IP, ngắn gọn TCP/IP (tiếng Anh: Internet protocol suite IP suite TCP/IP protocol suite - giao thức liên mạng), giao thức truyền thông cài đặt chồng giao thức mà Internet hầu hết mạng máy tính thương mại chạy Bộ giao thức đặt tên theo hai giao thức TCP (Giao thức Điều khiển Giao vận) IP (Giao thức Liên mạng) Chúng hai giao thức định nghĩa Như nhiều giao thức khác, giao thức TCP/IP coi tập hợp tầng, tầng giải tập vấn đề có liên quan đến việc truyền liệu, cung cấp cho giao thức tầng cấp dịch vụ định nghĩa rõ ràng dựa việc sử dụng dịch vụ tầng thấp Về mặt lôgic, tầng gần với người dùng làm việc với liệu trừu tượng hơn, chúng dựa vào giao thức tầng cấp để biến đổi liệu thành dạng mà cuối truyền cách vật lý Mô hình OSI miêu tả tập cố định gồm tầng mà số nhà sản xuất lựa chọn so sánh tương giao thức TCP/IP Sự so sánh gây nhầm lẫn mang lại hiểu biết sâu giao thức TCP/IP IP suite stack showing the physical network connection of two hosts via two routers and the corresponding layers used at each hop Bộ giao thức IP dùng đóng gói liệu hòng trừu tượng hóa (thu nhỏ lại quan niệm cho dễ hiểu) giao thức dịch vụ Nói cách chung chung, giao thức tầng cao dùng giao thức tầng thấp để đạt mục đích Chồng giao thức Internet gần giống tầng cấp mô hình Bộ quốc phòng Mỹ: Tầng liên kết Ethernet, Wi-Fi, Token ring, PPP, SLIP, FDDI, ATM, Frame Relay, SMDS, … Tầng mạng IP (IPv4, IPv6) ARP (Address Resolution Protocol| - tạm dịch Giao thức tìm địa chỉ) RARP (Reverse Address Resolution Protocol - tạm dịch Giao thức tìm địa ngược lại) hoạt động bên IP tầng liên kết (link layer), nói nằm khoảng trung gian hai tầng Tầng giao vận TCP, UDP, DCCP, SCTP, IL, RUDP, … Các giao thức định tuyến OSPF (tuyến ngắn chọn đầu tiên), chạy IP, coi phần tầng giao vận, tầng mạng ICMP (Internet control message protocol| - tạm dịch Giao thức điều khiển thông điệp Internet) IGMP (Internet group management protocol - tạm dịch Giao thức quản lý nhóm Internet) chạy IP, coi phần tầng mạng Tầng ứng dụng DNS, TFTP, TLS/SSL, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NNTP, POP3, SIP, SMTP, SNMP, SSH, TELNET, ECHO, BitTorrent, RTP, PNRP, rlogin, ENRP, … Các giao thức định tuyến BGP RIP, số lý do, chạy TCP UDP - theo thứ tự cặp: BGP dùng TCP, RIP dùng UDP - coi phần tầng ứng dụng tầng mạng Những tầng gần gần với người sử dụng hơn, tầng gần đáy gần với thiết bị truyền thông liệu Mỗi tầng có giao thức để phục vụ tầng nó, giao thức để sử dụng dịch vụ tầng (ngoại trừ giao thức tầng đỉnh tầng đáy) Cách nhìn tầng cấp theo quan niệm: cung cấp dịch vụ, sử dụng dịch vụ, phương pháp trừu tượng hóa để cô lập giao thức tầng trên, tránh quan tâm đến thực chất vấn đề, việc truyền tải bit qua Ethernet chẳng hạn, phát xung đột (collision detection), tầng không cần phải biết đến chi tiết chương trình ứng dụng giao thức Sự trừu tượng hóa cho phép tầng cung cấp dịch vụ mà tầng làm được, cố ý không làm Chẳng hạn IP thiết kế với độ đáng tin cậy thấp, gọi giao thức phân phát với khả tốt (thay với "độ tin cậy cao" "đảm bảo nhất") Điều có nghĩa tất tầng giao vận phải lựa chọn, cung cấp dịch vụ đáng tin cậy, không, mức độ UDP đảm bảo toàn vẹn liệu (bằng cách dùng kiểm tra tổng (checksum)), song không đảm bảo phân phát liệu tới đích; TCP cung cấp hai, toàn vẹn liệu, đảm bảo phân phát liệu tới đích (bằng cách truyền tải lại gói liệu, nơi nhận nhận gói liệu) Sample encapsulation of data within a UDP datagram within an IP packet Mô hình thiếu sót 1 Trong liên kết đa điểm, với hệ thống điền địa riêng (ví dụ Ethernet), giao thức để đối chiếu địa (address mapping protocol) cần phải có Những giao thức coi tầng IP, song lại hệ thống liên kết có ICMP IGMP hoạt động bên IP song không truyền tải liệu UDP TCP Thư viện SSL/TLS hoạt động tầng giao vận (sử dụng TCP) song giao thức trình ứng dụng Ở đây, tuyến liên kết coi hộp kín Nếu bàn IP việc hoàn toàn chấp nhận (vì chất IP truyền tải gì), song chẳng giúp mấy, cân nhắc đến mạng truyền thông tổng thể Ví dụ thứ ba thứ tư giải thích rõ dùng mô hình OSI, hai ví dụ nhiều vấn đề phải đề cập đến http://vi.wikipedia.org/wiki/TCP/IP 4.2 Mô hình OSI Mô hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model, viết ngắn OSI Model OSI Reference Model) - tạm dịch Mô hình tham chiếu kết nối hệ thống mở - thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông máy vi tính thiết kế giao thức mạng chúng Mô hình phát triển thành phần kế hoạch Kết nối hệ thống mở (Open Systems Interconnection) ISO IUT-T khởi xướng Nó gọi Mô hình bảy tầng OSI Mô hình OSI phân chia chức giao thức thành chuỗi tầng cấp Mỗi tầng cấp có đặc tính sử dụng chức tầng nó, đồng thời cho phép tầng sử dụng chức Một hệ thống cài đặt giao thức bao gồm chuỗi tầng nói gọi "chồng giao thức" (protocol stack) Chồng giao thức cài đặt phần cứng, phần mềm, tổ hợp hai Thông thường có tầng thấp cài đặt phần cứng, tầng khác cài đặt phần mềm Mô hình OSI ngành công nghiệp mạng công nghệ thông tin tôn trọng cách tương đối Tính quy định giao diện tầng cấp, tức qui định đặc tả phương pháp tầng liên lạc với Điều có nghĩa cho dù tầng cấp soạn thảo thiết kế nhà sản xuất, công ty, khác lắp ráp lại, chúng làm việc cách dung hòa (với giả thiết đặc tả thấu đáo cách đắn) Trong cộng đồng TCP/IP, đặc tả thường biết đến với tên RFC (Requests for Comments, dịch sát "Đề nghị duyệt thảo bình luận") Trong cộng đồng OSI, chúng tiêu chuẩn ISO (ISO standards) Thường phần thực thi giao thức xếp theo tầng cấp, tương tự đặc tả giao thức đề ra, song bên cạnh đó, có trường hợp ngoại lệ, gọi "đường cắt ngắn" (fast path) Trong kiến tạo "đường cắt ngắn", giao dịch thông dụng nhất, mà hệ thống cho phép, cài đặt thành phần đơn, tính nhiều tầng gộp lại làm Việc phân chia hợp lí chức giao thức khiến việc suy xét chức hoạt động chồng giao thức dễ dàng hơn, từ tạo điều kiện cho việc thiết kế chồng giao thức tỉ mỉ, chi tiết, song có độ tin cậy cao Mỗi tầng cấp thi hành cung cấp dịch vụ cho tầng nó, đồng thời đòi hỏi dịch vụ tầng Như nói trên, thực thi bao gồm nhiều tầng cấp mô hình OSI, thường gọi "chồng giao thức" (ví dụ chồng giao thức TCP/IP) Mô hình tham chiếu OSI cấu trúc phả hệ có tầng, xác định yêu cầu cho giao tiếp hai máy tính Mô hình định nghĩa Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Organization for Standardization) tiêu chuẩn số 7498-1 (ISO standard 7498-1) Mục đích mô hình cho phép tương giao (interoperability) hệ máy (platform) đa dạng cung cấp nhà sản xuất khác Mô hình cho phép tất thành phần mạng hoạt động hòa đồng, thành phần tạo dựng Vào năm cuối thập niên 1980, ISO tiến cử việc thực thi mô hình OSI tiêu chuẩn mạng Tại thời điểm đó, TCP/IP sử dụng phổ biến nhiều năm TCP/IP tảng ARPANET, mạng khác - tiến hóa trở thành Internet (Xin xem thêm RFC 871 để biết khác biệt chủ yếu TCP/IP ARPANET.) Hiện có phần mô hình OSI sử dụng Nhiều người tin đại phận đặc tả OSI phức tạp việc cài đặt đầy đủ chức đòi hỏi lượng thời gian dài, cho dù có nhiều người nhiệt tình ủng hộ mô hình OSI Mặt khác, có nhiều người lại cho rằng, ưu điểm đáng kể toàn cố gắng công trình mạng truyền thông ISO thất bại trước gây nhiều tổn thất Tường trình tầng cấp mẫu hình OSI Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application layer) Tầng ứng dụng tầng gần với người sử dụng Nó cung cấp phương tiện cho người dùng truy nhập thông tin liệu mạng thông qua chương trình ứng dụng Tầng giao diện để người dùng tương tác với chương trình ứng dụng, qua với mạng Một số ví dụ ứng dụng tầng bao gồm Telnet, Giao thức truyền tập tin FTP Giao thức truyền thư điện tử SMTP, HTTP, X.400 Mail remote Tầng 6: Tầng trình diễn (Presentation layer) Tầng trình diễn biến đổi liệu để cung cấp giao diện tiêu chuẩn cho tầng ứng dụng Nó thực tác vụ mã hóa liệu sang dạng MIME, nén liệu, thao tác tương tự biểu diễn liệu để trình diễn liệu theo cách mà chuyên viên phát triển giao thức dịch vụ cho thích hợp Chẳng hạn: chuyển đổi tệp văn từ mã EBCDIC sang mã ASCII, hóa đối tượng (object serialization) cấu trúc liệu (data structure) Tầng 5: Tầng phiên (Session layer) Tầng phiên kiểm soát (phiên) hội thoại máy tính Tầng thiết lập, quản lý kết thúc kết nối trình ứng dụng địa phương trình ứng dụng xa Tầng hỗ trợ hoạt động song công (duplex) bán song công (half-duplex) đơn công (Single) thiết lập qui trình đánh dấu điểm hoàn thành (checkpointing) - giúp việc phục hồi truyền thông nhanh có lỗi xảy ra, điểm hoàn thành đánh dấu - trì hoãn (adjournment), kết thúc (termination) khởi động lại (restart) Mô hình OSI uỷ nhiệm cho tầng trách nhiệm "ngắt mạch nhẹ nhàng" (graceful close) phiên giao dịch (một tính chất giao thức kiểm soát giao vận TCP) trách nhiệm kiểm tra phục hồi phiên, phần thường không dùng đến giao thức TCP/IP Tầng 4: Tầng giao vận (Transport Layer) Tầng giao vận cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển liệu người dùng đầu cuối, nhờ tầng quan tâm đến việc cung cấp dịch vụ truyền liệu đáng tin cậy hiệu Tầng giao vận kiểm soát độ tin cậy kết nối cho trước Một số giao thức có định hướng trạng thái kết nối (state and connection orientated) Có nghĩa tầng giao vận theo dõi gói tin truyền lại gói bị thất bại Một ví dụ điển hình giao thức tầng TCP Tầng nơi thông điệp chuyển sang thành gói tin TCP UDP Ở tầng địa đánh address ports, thông qua address ports để phân biệt ứng dụng trao đổi Tầng 3: Tầng mạng (Network Layer) Tầng mạng cung cấp chức qui trình cho việc truyền chuỗi liệu có độ dài đa dạng, từ nguồn tới đích, thông qua nhiều mạng, trì chất lượng dịch vụ (quality of service) mà tầng giao vận yêu cầu Tầng mạng thực chức định tuyến, Các thiết bị định tuyến (router) hoạt động tầng — gửi liệu khắp mạng mở rộng, làm cho liên mạng trở nên khả thi (còn có thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3, gọi chuyển mạch IP) Đây hệ thống định vị địa lôgic (logical addressing scheme) – giá trị chọn kỹ sư mạng Hệ thống có cấu trúc phả hệ Ví dụ điển hình giao thức tầng giao thức IP Tầng 2: Tầng liên kết liệu (Data Link Layer) Tầng liên kết liệu cung cấp phương tiện có tính chức quy trình để truyền liệu thực thể mạng, phát sửa chữa lỗi tầng vật lý có Cách đánh địa mang tính vật lý, nghĩa địa (địa MAC) mã hóa cứng vào thẻ mạng (network card) chúng sản xuất Hệ thống xác định địa đẳng cấp (flat scheme) Chú ý: Ví dụ điển hình Ethernet Những ví dụ khác giao thức liên kết liệu (data link protocol) giao thức HDLC; ADCCP dành cho mạng điểmtới-điểm mạng chuyển mạch gói (packet-switched networks) giao thức Aloha cho mạng cục Trong mạng cục theo tiêu chuẩn IEEE 802, số mạng theo tiêu chuẩn khác, chẳng hạn FDDI, tầng liên kết liệu chia thành tầng con: tầng MAC (Media Access Control - Điều khiển Truy nhập Đường truyền) tầng LLC (Logical Link Control - Điều khiển Liên kết Lôgic) theo tiêu chuẩn IEEE 802.2 Tầng liên kết liệu nơi cầu nối (bridge) thiết bị chuyển mạch (switches) hoạt động Kết nối cung cấp nút mạng nối với nội mạng Tuy nhiên, có lập luận hợp lý cho thực thiết bị thuộc tầng 2,5 không hoàn toàn thuộc tầng Tầng 1: Tầng vật lí (Physical Layer) Tầng vật lí định nghĩa tất đặc tả điện vật lý cho thiết bị Trong bao gồm bố trí chân cắm (pin), hiệu điện thế, đặc tả cáp nối (cable) Các thiết bị tầng vật lí bao gồm Hub, lặp (repeater), thiết bị tiếp hợp mạng (network adapter) thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ (Host Bus Adapter)- (HBA dùng mạng lưu trữ (Storage Area Network)) Chức dịch vụ thực tầng vật lý bao gồm: • • • Thiết lập ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với phương tiện truyền thông (transmission medium) Tham gia vào quy trình mà tài nguyên truyền thông chia sẻ hiệu nhiều người dùng Chẳng hạn giải tranh chấp tài nguyên (contention) điều khiển lưu lượng Điều biến (modulation), biến đổi biểu diễn liệu số (digital data) thiết bị người dùng tín hiệu tương ứng truyền qua kênh truyền thông (communication channel) Cáp (bus) SCSI song song hoạt động tầng cấp Nhiều tiêu chuẩn khác Ethernet dành cho tầng vật lý nằm tầng này; Ethernet nhập tầng vật lý với tầng liên kết liệu vào làm Điều tương tự xảy mạng cục Token ring, FDDI IEEE 802.11 http://vi.wikipedia.org/wiki/M%C3%B4_h%C3%ACnh_OSI Các thí dụ mạng 5.1 ARPANET ARPANET mạng kiểu WAN, nguyên thủy DoD, hay Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, (DoD viết tắt từ Department of Defense) khởi xướng đầu thập niên 1960 nhằm tạo mạng tồn với chiến tranh hạt nhân lúc xảy Mỹ Liên Xô Chữ ARPANET từ chữ Advance Research Project Agency chữ NET viết hợp lại Đây mạng dùng kỹ thuật nối chuyển gói, bao gồm mạng nhiều máy Các mạng thiết kế dùng minicomputer gọi IMP, hay Bộ xử lý mẫu tin giao diện, (từ chữ Interface Message Processor) để bảo đảm khả truyền thông, IMP phải nối với hai IMP khác gọi phần mềm mạng giao thức IMPIMP Các IMP nối tuyến điện thoai 56 Kbps sẵn có ARPANET phát triển mạnh ủng hộ đại học Nhiều giao thức khác thử nghiệm áp dụng mạng quan trọng việc phát minh giao thức TCP/IP dùng LAN nối với ARPANET Đến 1983, ARPANET chứng tỏ bền bỉ thành công bao gồm 200 IMP hàng trăm máy Cũng thập niên 1980, nhiều LAN nối vào ARPANET thiết kế DNS, hay 'hệ thống đặt tên miền, (từ chữ Domain Naming System) đời mạng trước tiên Đến 1990 mạng hết sử dụng Đây xem mạng có tính cách lịch sử tiền thân Internet 5.2 NSFNET Vào 1984 tổ chức National Science Foundation Hoa Kì (gọi tắt NSF) thiết kế nhằm phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu thông tin đại học bao gồm siêu máy tính từ nhiều trung tâm trải rộng Hoa Kỳ Đây mạng WAN dùng TCP/IP Cuối thập niên 1990 kĩ thuật sợi quang (fiber optics) áp dụng Tháng 12 năm 1991 mạng National Research and Educational Network đời để thay cho NSFNET dùng vận tốc đến hàng giga bit Đến 1995 NSFNET không cần thiết 5.3 Internet Số lượng máy tính nối vào ARPANET tăng nhanh sau TCP/IP trở thành giao diện thức vào ngày tháng năm 1983 Sau ARPANET NSFNET nối phát triển mạng tăng theo hàm mũ Nhiều nơi giới bắt đầu nối vào làm thành mạng Canada, Châu Âu bên Đại Tây Dương hình thành Internet Từ 1990, Internet có 300 mạng 2000 máy tính nối vào Đến 1995 có hàng trăm mạng cỡ trung bình, hàng chục ngàn LAN, hàng triệu máy chính, hàng chục triệu người dùng Internet Độ lớn nhân đôi sau hai năm Chất liệu giữ Internet nối mạng với giao thức TCP/IP chồng giao diện TCP/IP TCP/IP làm cho dịch vụ trở nên phổ dụng Đến tháng năm 1992, phát triển tự phát Internet không hữu hiệu Tổ chức Internet Society đời nhằm cổ vũ để quản lý Internet có ứng dụng sau: Thư điện tử (email): cung cấp khả viết, gửi nhận thư điện tử Nhóm tin (newsgroup): diễn đàn cho người dùng trao đổi thông tin Có nhiều chục ngàn nhóm có kiểu cách, phong thái riêng Đăng nhập từ xa (remote login): giúp cho người dùng nơì dùng Internet để đăng nhập sử dụng hay điều khiển máy khác chỗ mà họ có tài khoản Nổi tiếng chương trình Telnet Truyền tập tin (file transfer): dùng chương trình FTP để chuyển tập tin qua Internet khắp nơi Máy truy tìm (search engine) chương trình qua Internet giúp nguời ta tìm thông tin dạng, cấp thứ Từ việc tìm tài liệu nghiên cứu chuyên sâu tìm người thông tin người đó, hay tìm cách thức đường đồ, 5.4 Novell Netware Novell Netware hệ điều hành chuyên cho mạng giao thức mạng dùng để nói chuyện với máy khách mạng Phần mềm phát triển Novell Ngày nay, Netware hỗ trợ TCP/IP IPX/SPX Hết [...]... cũng ra đời trên mạng này trước tiên Đến 1990 thì mạng này mới hết được sử dụng Đây được xem là mạng có tính cách lịch sử là tiền thân của Internet 5.2 NSFNET Vào 1984 thì tổ chức National Science Foundation của Hoa Kì (gọi tắt là NSF) đã thiết kế nhằm phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu và thông tin giữa các đại học bao gồm 6 siêu máy tính từ nhiều trung tâm trải rộng trong Hoa Kỳ Đây là mạng WAN đầu tiên... 7: Tầng ứng dụng (Application layer) Tầng ứng dụng là tầng gần với người sử dụng nhất Nó cung cấp phương tiện cho người dùng truy nhập các thông tin và dữ liệu trên mạng thông qua chương trình ứng dụng Tầng này là giao diện chính để người dùng tương tác với chương trình ứng dụng, và qua đó với mạng Một số ví dụ về các ứng dụng trong tầng này bao gồm Telnet, Giao thức truyền tập tin FTP và Giao thức... chức năng của nó sẽ đòi hỏi một lượng thời gian quá dài, cho dù có nhiều người nhiệt tình ủng hộ mô hình OSI đi chăng nữa Mặt khác, có nhiều người lại cho rằng, ưu điểm đáng kể nhất trong toàn bộ cố gắng của công trình mạng truyền thông của ISO là nó đã thất bại trước khi gây ra quá nhiều tổn thất Tường trình các tầng cấp của mẫu hình OSI Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application layer) Tầng ứng dụng là tầng... thông giữa các máy vi tính và thiết kế giao thức mạng giữa chúng Mô hình này được phát triển thành một phần trong kế hoạch Kết nối các hệ thống mở (Open Systems Interconnection) do ISO và IUT-T khởi xướng Nó còn được gọi là Mô hình bảy tầng của OSI Mô hình OSI phân chia chức năng của một giao thức ra thành một chuỗi các tầng cấp Mỗi một tầng cấp có một đặc tính là nó chỉ sử dụng chức năng của tầng dưới... giới bắt đầu nối vào làm thành các mạng ở Canada, Châu Âu và bên kia Đại Tây Dương đã hình thành Internet Từ 1990, Internet đã có hơn 300 mạng và 2000 máy tính nối vào Đến 1995 đã có hàng trăm mạng cỡ trung bình, hàng chục ngàn LAN, hàng triệu máy chính, và hàng chục triệu người dùng Internet Độ lớn của nó nhân đôi sau mỗi hai năm Chất liệu chính giữ Internet nối mạng với nhau là giao thức TCP/IP và... hình OSI như một tiêu chuẩn mạng Tại thời điểm đó, TCP/IP đã được sử dụng phổ biến trong nhiều năm TCP/IP là nền tảng của ARPANET, và các mạng khác - là những cái được tiến hóa và trở thành Internet (Xin xem thêm RFC 871 để biết được sự khác biệt chủ yếu giữa TCP/IP và ARPANET.) Hiện nay chỉ có một phần của mô hình OSI được sử dụng Nhiều người tin rằng đại bộ phận các đặc tả của OSI quá phức tạp và việc... (object serialization) hoặc các cấu trúc dữ liệu (data structure) Tầng 5: Tầng phiên (Session layer) Tầng phiên kiểm soát các (phiên) hội thoại giữa các máy tính Tầng này thiết lập, quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phương và trình ứng dụng ở xa Tầng này còn hỗ trợ hoạt động song công (duplex) hoặc bán song công (half-duplex) hoặc đơn công (Single) và thiết lập các qui trình đánh dấu... address ports, thông qua address ports để phân biệt được ứng dụng trao đổi Tầng 3: Tầng mạng (Network Layer) Tầng mạng cung cấp các chức năng và qui trình cho việc truyền các chuỗi dữ liệu có độ dài đa dạng, từ một nguồn tới một đích, thông qua một hoặc nhiều mạng, trong khi vẫn duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service) mà tầng giao vận yêu cầu Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến, Các thiết bị... giao tiếp giữa hai máy tính Mô hình này đã được định nghĩa bởi Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Organization for Standardization) trong tiêu chuẩn số 7498-1 (ISO standard 7498-1) Mục đích của mô hình là cho phép sự tương giao (interoperability) giữa các hệ máy (platform) đa dạng được cung cấp bởi các nhà sản xuất khác nhau Mô hình cho phép tất cả các thành phần của mạng hoạt động hòa đồng,... thi của giao thức sẽ được sắp xếp theo tầng cấp, tương tự như đặc tả của giao thức đề ra, song bên cạnh đó, có những trường hợp ngoại lệ, còn được gọi là "đường cắt ngắn" (fast path) Trong kiến tạo "đường cắt ngắn", các giao dịch thông dụng nhất, mà hệ thống cho phép, được cài đặt như một thành phần đơn, trong đó tính năng của nhiều tầng được gộp lại làm một Việc phân chia hợp lí các chức năng của ... niệm loại mạng LAN, MAN Tới tháng 11 /19 86 có tới 5089 máy tính nối vào ARPANET, xuất thuật ngữ “Internet” http://www.scribd.com/doc/37 510 86/Giao-trinh-mang-may-tinh Ứng dụng mạng máy tính Trong... http://www.scribd.com/doc/4205335/Mt-s-khai-nim-v-mng-Wan Các mô hình mạng điển hình 4 .1 TCP/IP Bộ giao thức TCP/IP, ngắn gọn TCP/IP (tiếng Anh: Internet protocol suite IP suite TCP/IP protocol suite - giao thức liên... mạng ISO (theo kiến trúc chuẩn quốc tế), mạng TCP/IP v.v… http://www.scribd.com/doc/37 510 86/Giao-trinh-mang-may-tinh 3.3 LAN WAN (wide area network), gọi "mạng diện rộng", dùng vùng địa lý lớn thường