Bài giảng tổng quan mạng máy tính và truyền thông

TỔNG QUAN MẠNG MÁY TINH & TRUYỀN THƠNG GV: Trần Xn Hải Định nghĩa  Mạng máy tính (computer network ) hay hệ thống mạng (network system), tập hợp máy tính tự hoạt kết nối  Một máy tính gọi tự hoạt (autonomous) khởi động, vận hành phần mềm cài đặt tắt máy mà khơng cần phải có điều khiển hay chi phối máy tính khác GV: Trần Xn Hải CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠNG MÁY TÍNH  Các thiết bị 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,  Mơi trường truyền (media) mà thao tác truyền thơng thực qua Mơi trường truyền loại dây dẫn (dây cáp), sóng (đối với mạng khơng dây), tia hồng ngoại, …  Giao thức (protocol) quy tắc quy định cách trao đổi liệu thực thể TCP/IP, NetBeui, Apple Talk, IPX/SPX GV: Trần Xn Hải Ứng dụng mạng máy tính  Trong tổ chức  Cho nhiều người  Các vấn đề xã hội GV: Trần Xn Hải Trong tổ chức (1)  Trước có mạng: tổ chức, nơi phải có chỗ lưu trữ liệu riêng, thơng tin nội khó cập nhật kịp thời; ứng dụng nơi khơng thể chia sẻ cho nơi khác  Với hệ thống mạng người ta có thể:  Chia sẻ tài ngun: Các ứng dụng, kho liệu tài ngun khác sức mạnh CPU dùng chung chia sẻ hệ thống máy tính làm việc hữu hiệu  Độ tin cậy an tồn thơng tin cao Thơng 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 khơng gây ách tắc GV: Trần Xn Hải Trong tổ chức (2)  Tiết kiệm :  qua kỹ thuật mạng người ta tận dụng khả hệ thống, chun mơn hố máy tính, phục vụ đa dạng hố Thí dụ: Hệ thống mạng cung cấp dịch vụ suốt ngày nhiều nơi dùng chương trình ứng dụng, chia sở liệu và máy in, dó tiết kiệm nhiều GV: Trần Xn Hải Trong tổ chức (2)  Tiết kiệm (tt):  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 thơng thường khai thác hay u 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 khơng cần đến dịch vụ cung cấp từ máy chủ  Mạng máy tính phương tiện thơng tin mạnh hữu hiệu cộng tổ chức GV: Trần Xn Hải Cho nhiều người  Cung cấp thơng tin từ xa cá nhân  Liên lạc trực tiếp riêng tư cá nhân với  Làm phương tiện giải trí chung nhau: trò chơi, thú tiêu khiển, chia sẻ phim ảnh, vv qua mạng GV: Trần Xn Hải Các ứng dụng mạng quan trọng      Email Hội nghị (video conference) Giao dịch Lớp học ảo (e-learning hay virtual class) Dịch vụ tìm kiếm thơng tin qua “máy truy tìm” (Search Engine)  … GV: Trần Xn Hải 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 bn người, khiêu dâm, lường gạt, hay tội phạm qua mạng, tổ chức tin tặc để ăn cắp tài sản cơng dân quan, tổ chức khủng bố,  Mạng lớn nguy lan truyền phần mềm ác tính dễ xảy  Hệ thống bn bán trở nên khó kiểm sốt tạo điều kiện cho cạnh tranh gay gắt GV: Trần Xn Hải Router GV: Trần Xn Hải Gateway   Gateway cho phép nối ghép hai loại giao thức với Ví dụ: mạng bạn sử dụng giao thức IP mạng sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA giao thức Gateway chuyển đổi từ loại giao thức sang loại khác Qua Gateway, máy tính mạng sử dụng giao thức khác dễ dàng "nói chuyện" với Gateway khơng phân biệt giao thức mà còn phân biệt ứng dụng cách bạn chuyển thư điện tử từ mạng sang mạng khác, chuyển đổi phiên làm việc từ xa GV: Trần Xn Hải Các mẫu mạng điển hình OSI (Open Systems Interconnection model), hay gọi "Mơ hình liên kết hệ thống mở", thiết kế dựa phát triển ISO, hay Tổ Chức Tiêu Chuẩn Quốc Tế (International Standards Organization) Bao gồm tầng Ứng dụng (Application): cho phép người dùng( người hay phần mềm) truy cập vào mạng cách cung cấp giao diện người sử dụng, hỗ trợ dịch vụ gửi thư điện tử truy cập truyền file từ xa, quản lý CSDL dùng chung số dịch vụ khác thơng tin Trình diễn (Presentation): thực nhiệm vụ liên quan đến cú pháp nội dung thơng tin gửi Phiên (Session): đóng vai trò "kiểm sốt viên" hội thoại (dialog) mạng với nhiệm vụ thiết lập, trì đồng hóa tính liên tác hai bên Giao vận (Transport): nhận liệu từ tầng phiên, cắt chúng thành đơn vị nhỏ cần, gửi chúng xuống tầng mạng kiểm tra đơn vị đến đầu nhận Mạng (Network): điều khiển vận hành mạng Xác định mở đầu kết thúc truyền liệu Liên kết Dữ liệu (Data Link): nhiệm vụ chuyển dạng liệu thành khung liệu (data frames) theo thuật tốn nhằm mục đích phát hiện, điều chỉnh giải vấn đề hư, trùng lập khung liệu Vật lý (Physical): Thực chức cần thiết để truyền luồng liệu Trầnvật Xn dạng bit qua mơiGV: trường lý Hải Các mẫu mạng điển hình TCP/IP Tầng ứng dụng (Application): bao gồm nhiều giao thức cấp cao Trước người ta sử dụng áp dụng đầu cuối ảo TELNET, FTP, SMTP Sau nhiều giao thức định nghĩa thêm vào DNS, HTTP Tầng giao vận (Transport): nhiệm vụ giống phần giao vận OSI có hai giao thức dùng tới TCP UDP Tầng mạng(Network): chịu trách nhiệm chuyển gói liệu từ nơi gửi đến nơi nhận, gói liệu phải qua nhiều mạng( chặng trung gian) Tầng liên kết liệu thực truyền gói liệu hai thiết bị mạng, tầng mạng đảm bảo gói liệu chuyển từ nơi gửi đến nơi nhận Tầng định nghĩa dạng thức gói giao thức IP Tầng liên kết liệu (Data link): Sử dụng để truyền gói liệu mơi trường vật lý GV: Trần Xn Hải CÁC BƯỚC ĐĨNG GĨI DỮ LIỆU TRONG MƠ HÌNH TCP/IP GV: Trần Xn Hải SO SÁNH MƠ HÌNH OSI VÀ TCP/IP GV: Trần Xn Hải Các điểm giống nhau: ��Cả hai có kiến trúc phân lớp ��Đều có lớp Application, dòch vụ lớp khác ��Đều có lớp Transport Network ��Sử dụng kó thuật chuyển packet (packet-switched) ��Các nhà quản trò mạng chuyên nghiệp cần phải biết rõ hai mô hình Các điểm khác nhau: ��Mô hình TCP/IP kết hợp lớp Presentation lớp Session vào lớp Application ��Mô hình TCP/IP kết hợp lớp Data Link lớp Physical vào lớp ��Mô hình TCP/IP đơn giản có lớp ��Nghi thức TCP/IP chuẩn hóa sử dụng phổ biến toàn giới GV: Trần Xn Hải Các thí dụ mạng ARPANET ARPANET mạng kiểu WAN, ngun 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 xãy Mỹ Liên Xơ 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 thơng, 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 cơng 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 GV: mạng có tính Trần Xn Hải cách lịch sử tiền thân Các thí dụ mạng NSFNET Vào 1984 tổ chức National Science Foundation Hoa Kì (gọi tắt NSF) thiết kế nhằm phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu thơng 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 khơng cần thiết GV: Trần Xn Hải Các thí dụ mạng 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 đơi 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 khơng hữu hiệu Tổ chức Internet Society đời nhằm cổ vũ để quản lý Internet có ứng dụng sau: GV: Trần Xn Hải Các thí dụ mạng Internet Thư điện tử (email): cung cấp khả viết, gửi nhận thư điện tử Nhóm tin (newsgroup): diễn đàn cho người dùng trao đổi thơng 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 cập tin qua Internet khắp nơi Máy truy tìm (search engine) chương trình qua Internet giúp nguời ta tìm thơng tin dạng, cấp thứ Từ việc tìm tài liệu nghiên cứu chun sâu tìm người thơng tin người đó, hay tìm cách thức đường đồ, GV: Trần Xn Hải Các thí dụ mạng Novell Netware Novell Netware hệ điều hành chun cho mạng giao thức mạng dùng để nói chuyện với máy khách mạng Phần mềm phát triển Novell Ngày nay, Netware hổ trợ TCP/IP IPX/SPX Trước thập niên 1990 Novel Netware phần mềm mạng lớn mạnh ngày nay, hệ điều hành vị trí đầu cho hệ điều hành Microsoft Windows thị phần ngày giảm sút GV: Trần Xn Hải Thí dụ dịch vụ thơng tin liệu X.25 X.25 giao thức đuợc cơng nhận CCITT (viết tắt từ tiếng Anh: Consultative Committee for International Telegraph and Telephone, nghĩa Hội Đồng Tham Vấn Điện Thoại Điện Tín Quốc Tế) Giao thức giao thức phổ biến đưa nhằm bảo đảm ngun vẹn liệu di chuyển mạng Nó định nghĩa kết nối với nhiều mạng dùng kỹ thuật nối chuyển gói với máy tính liên hệ đầu X.25 cho phép máy tính nhiều mạng cơng cộng khác liên lạc xun qua máy tính trung gian tầng network GV: Trần Xn Hải Thí dụ dịch vụ thơng tin liệu Frame relay Frame relay giao thức nối chuyển gói dùng cho việc nối thiết bị WAN Giao thức tạo để dùng mơi trường có vận tốc nhanh khả bị lỗi Ở Mỹ, hỗ trợ vận tốc T-1 (hay DS1) lên đến 1.544 Mbps Thực ra, frame relay dựa giao thức cũ X.25 Sự khác đây, frame relay kỹ thuật "gói nhanh" (fast-packet) kỹ thuật khơng tiến hành điều chỉnh lỗi Khi lỗi tìm ra, đơn giản huỷ bỏ gói có lỗi Các đầu cuối chịu trách nhiệm cho việc phát lỗi u cầu gửi lại gói hủy bỏ GV: Trần Xn Hải Thí dụ dịch vụ thơng tin liệu ISDN ISDN từ chữ Integrated Services Digital Network nghĩa "mạng kỹ thuật số dịch vụ tổng hợp" Một cách tổng qt ISDN loại mạng sử dụng kỹ thuật nối chuyển mạch ISDN tiêu chuẩn quốc tế truyền thơng âm thanh, liệu, tín hiệu hình ảnh kỹ thuật số Một thí dụ dùng cho buổi hội thảo truyền hình (videoconference) lúc trao đổi hình ảnh, âm thanh, chữ máy cá nhân có nối kết với nhóm hệ thống hội thảo truyền hình Hệ thống ISDN sử dụng nối kết qua đường dây điện thoại số cho phép nhiều kênh truyền hoạt động đồng thời qua tiêu chuẩn giao diện Người dùng nhà sở kinh tế muốn có ISDN qua hệ thống dường dây điện thoại số cần phải cài thêm trang bị đặc biệt phần cứng gọi tiếp hợp (adapter) Vận tốc tối đa ISDN lên đến 128 Kbps Nhiều địa phương khơng trang bị đưòng dây điện thoại số khơng cài đặt kỹ thuật ISDN GV: Trần Xn Hải [...]... phạm vi vài trăm cho đến vài ngàn km Chúng bao gồm tập họp các máy nhằm chạy các chương trình cho người dùng Các máy này thường gọi là máy lưu trữ(host) hay còn có tên là máy chủ, máy đầu cuối (end system) Các máy chính được nối nhau bởi các mạng truyền thơng con (communication subnet) hay gọn hơn là mạng con (subnet) Nhiệm vụ của mạng con là chuyển tải các thơng điệp(message) từ máy chủ này sang máy chủ... liên tục thành một hàng từ máy này sang máy kia Ví dụ của nó là Ethernet (chuẩn IEEE 802.3)  Mạng vòng Các máy nối nhau như trên và máy cuối lại được nối ngược trở lại với máy đầu tiên tạo thành vòng kín Thí dụ mạng vòng thẻ bài IBM (IBM token ring)  Mạng sao GV: Trần Xn Hải MAN (metropolitan area network )   Hay còn gọi là "mạng đơ thị", là mạng có cỡ lớn hơn LAN, phạm vi vài km Nó có thể bao gồm... phòng và nhà máy để chia sẻ tài ngun và trao đổi thơng tin LAN có 3 đặc điểm:    Giới hạn về tầm cỡ phạm vi hoạt động từ vài mét cho đến 1 km Thường dùng kỹ thuật đơn giản chỉ có một đường dây cáp (cable) nối tất cả máy Vận tốc truyền dữ liệu thơng thường là 10 Mbps, 100 Mbps, 1000 Mbps, và gần đây là 1 Gbps Các kiến trúc mạng kiểu LAN thơng dụng bao gồm:  Mạng bus hay mạng tuyến tính Các máy nối... Hải Các loại mạng - Phần cứng mạng LAN (local area network ) MAN (metropolitan area network )  WAN (wide area network)  Mạng khơng dây (Wireless Network)  Liên mạng (internet)   GV: Trần Xn Hải LAN (local area network )   Hay còn gọi là "mạng cục bộ", là mạng tư nhân trong một tồ nhà, một khu vực (trường học hay cơ quan chẳng hạn) có cỡ chừng vài km Chúng nối các máy chủ và các máy trạm trong... hợp dò tìm và phát hiện lỗi trong mạng GV: Trần Xn Hải Hub GV: Trần Xn Hải Bridge   Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mơ hình OSI (Data Link Layer) Bridge được sử dụng để ghép nối 2 mạng để tạo thành một mạng lớn duy nhất Bridge được sử dụng phổ biến để làm cầu nối giữa hai mạng Ethernet Bridge quan sát các gói tin (packet) trên mọi mạng Khi thấy một gói tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển... trung gian dùng để nối kết mạng nội bộ bên trong và mạng bên ngoài Nó có chức năng kiểm soát tất các luồng dữ liệu đi ra và vào mạng nhằm ngăn chăn được hacker tấn công.Đồng thời thiết bò này cũng hỗ trợ chúng ta chia sẻ một số dòch vụ (như chia sẻ internet) GV: Trần Xn Hải Phần mềm của mạng  Phần mềm của mạng được thiết kế để thoả mãn các tiêu chuẩn và u cầu đặt ra bởi phần cứng và mục đích sử dụng GV:... vào và cung cấp năng lượng cho tín hiệu ở đầu ra để có thể đến được những chặng đường tiếp theo trong mạng Điện tín, điện thoại, truyền thơng tin qua sợi quang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater GV: Trần Xn Hải Hub   Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn nhiều hơn Trong phần lớn các trường hợp, Hub được sử dụng trong các mạng. .. tin từ một máy tính thuộc mạng này chuyển tới một máy tính trên mạng khác, Bridge sẽ sao chép và gửi gói tin này tới mạng đích Ưu điểm của Bridge là hoạt động trong suốt, các máy tính thuộc các mạng khác nhau vẫn có thể gửi các thơng tin với nhau đơn giản mà khơng cần biết có sự "can thiệp" của Bridge Một Bridge có thể xử lý được nhiều lưu thơng trên mạng như Novell, Banyan cũng như là địa chỉ IP cùng... là kiến trúc mạng (network architechture) Mỗi tầng có một giao thức và danh sách các giao thức lập nên theo thứ tự đó gọi là một chồng giao thức (protocol stack) GV: Trần Xn Hải Vấn đề thiết kế cho các tầng  Có nhiều kiểu thiết kế tùy thuộc vào khả năng và đặc tính của các phần cứng cũng như các nối kết (mạch điện) vật lý Quan trọng nhất là cách và chiều vận chuyển dữ liệu:    Đơn truyền: "liên... thiết bị khơng dây hồn tồn có thể nối vào mạng thơng thường (có dây) tạo thành mạng hỗn hợp (trang bị trên một số máy bay hành khách chẳng hạn) GV: Trần Xn Hải Liên mạng (internet)   Các mạng trên thế giới có thể khác biệt nhau về phần cứng và phần mềm, để chúng liên lạc được với nhau cần phải có thiết bị gọi là cổng nối (gateway) làm nhiệm vụ điều hợp Một tập hợp các mạng nối kết nhau được gọi là internet ... bao gồm:  Mạng bus hay mạng tuyến tính Các máy nối cách liên tục thành hàng từ máy sang máy Ví dụ Ethernet (chuẩn IEEE 802.3)  Mạng vòng Các máy nối máy cuối lại nối ngược trở lại với máy tạo... biến để làm cầu nối hai mạng Ethernet Bridge quan sát gói tin (packet) mạng Khi thấy gói tin từ máy tính thuộc mạng chuyển tới máy tính mạng khác, Bridge chép gửi gói tin tới mạng đích Ưu điểm Bridge... hay có tên máy chủ, máy đầu cuối (end system) Các máy nối mạng truyền thơng (communication subnet) hay gọn mạng (subnet) Nhiệm vụ mạng chuyển tải thơng điệp(message) từ máy chủ sang máy chủ khác