Mạng máy tính

18/08/2014 Mạng máy tính Giảng viên: Bùi Trọng Tùng Bộ môn Truyền thông Mạng máy tính Viện Công nghệ thông tin Truyền thông Đại học Bách khoa Hà Nội Về môn học     Mã HP: IT3080 Tên học phần: Mạng máy tính Khối lượng: 3(3-1-0-6) Đánh giá:    Quá trình (30%): tập lớn, chuyên cần, thảo luận Cuối kỳ (70%): thi viết Thực hành: bài, không bắt buộc (cộng 0-1 điểm vào điểm thi cuối kỳ cho ) Website: http://soict.hust.edu.vn/~tungbt/it3080 Hạn đăng ký tập lớn: trước ngày 13/09/2014  18/08/2014 Tài liệu tham khảo [KR] Networking: a top-down approach featuring the Internet, 6th Edition, James F Kurose, Keith W Ross, Addison Wesley 2012 [PB] TCP/IP tutorial and technical overview, Lydia Parziale, David T.Britt, IBM Redbooks 2006 [WS] Data and Computer Communications, 8th Edition William Stallings, Pearson Prentice Hall 2007 Giảng viên Bùi Trọng Tùng, Viện CNTT&TT - BK HN Email : tungbt@soict.hust.edu.vn Địa : phòng 801 – nhà B1 – BKHN Website: http://soict.hust.edu.vn/~tungbt FB: /groups/QA.TungBT 18/08/2014 Chương Tổng quan mạng máy tính truyền thông Cơ mạng máy tính 18/08/2014 1.1 Lịch sử Internet Bắt đầu từ thí nghiệm dự án ARPA Một liên kết hai nút mạng (IMP UCLA IMP SRI)   ARPA: UCLA: SRI: IMP: Source: http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html Advanced Research Project Agency University California Los Angeles Stanford Research Institute Interface Message Processor tháng sau, 12/1969 SRI UCSB UTAH UCLA Một mạng hoàn chỉnh với nút, 56kbps UCSB:University of California, Santa Barbara UTAH:University of Utah source: http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html 18/08/2014 ARPANET thời kỳ đầu, 1971 Source: http://www.cybergeography.org/ atlas/historical.html Mạng phát triển với tốc độ thêm nút tháng Thập niên 70: Kết nối liên mạng, kiến trúc mạng mạng riêng 10 18/08/2014 Sự mở rộng ARPANET, 1974 source: http://www.cybergeography.org/ atlas/historical.html Lưu lượng ngày vượt 3.000.000 gói tin 11 Thập niên 70  Từ đầu 1970 xuất mạng riêng:   ALOHAnet Hawaii DECnet, IBM SNA, XNA 1974: Cerf & Kahn – nguyên lý kết nối hệ thống mở (Turing Awards)  1976: Ethernet, Xerox PARC  Cuối 1970: ATM  12 18/08/2014 Thập niên 80: Các giao thức mới, kết nối thêm mạng 13 1981: Xây dựng mạng NSFNET NSF: National Science Foundation Phục vụ cho nghiên cứu khoa học, tải ARPANET 14 18/08/2014 1986: Nối kết USENET& NSFNET 15 Source: http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html Thêm nhiều mạng giao thức     Thêm nhiều mạng nối vào: MFENET, HEPNET (Dept Energy), SPAN (NASA), BITnet, CSnet, NSFnet, Minitel … TCP/IP chuẩn hóa phổ biến vào 1980 Berkeley tích hợp TCP/IP vào BSD Unix Dịch vụ: FTP, Mail, DNS … 16 18/08/2014 Thêm nhiều mạng giao thức     Thêm nhiều mạng nối vào: MFENET, HEPNET (Dept Energy), SPAN (NASA), BITnet, CSnet, NSFnet, Minitel … TCP/IP chuẩn hóa phổ biến vào 1980 Berkeley tích hợp TCP/IP vào BSD Unix Dịch vụ: FTP, Mail, DNS … 17 Thập niên 90: Web thương mại hóa Internet 18 18/08/2014 Thập niên 90    Đầu 90: ARPAnet phần Internet Đầu 90: Web  HTML, HTTP: Berners-Lee  1994: Mosaic, Netscape Cuối 90: Thương mại hóa Internet Cuối 1990’s – 2000’s:     Nhiều ứng dụng mới: chat, chia sẻ file P2P… E-commerce, Yahoo, Amazon, Google… > 50 triệu máy trạm, > 100 triệu NSD Vấn đề an toàn an ninh thông tin!   Internet dành cho tất người Tất dịch vụ phải quan tâm tới vấn đề 19 Lược sử Internet Việt Nam   1991: Nỗ lực kết nối Internet không thành  (Vì lý đó) 1996: Giải cản trở, chuẩn bị hạ tầng Internet    1997: Việt Nam thức kết nối Internet    ISP: VNPT 64kbps, đường kết nối quốc tế, số NSD IXP: VNPT ISP: VNPT, Netnam (IOT), FPT, SPT 2007: “Mười năm Internet Việt Nam”   20 ISPs, IXPs 19 triệu NSD, 22.04% dân số 20 10 18/08/2014 Triển khai kiến trúc phân tầng Nút mạng trung gian Ứng dụng mạng cung cấp dịch vụ cho người dùng PC Điều khiển truyền liệu ứng dụng Chọn đường, chuyển tiếp liệu Điều khiển truyền liệu liên kết vật lý Chuyển liệu thành tín hiệu truyền Server 91 Chồng giao thức TCP/IP Aplication DNS DHCP Transport Network Data link Physical SNMP HTTP UDP SMTP FTP TCP ICMP RIP OSPF IP Ethernet FDDI Copper PPP Optical DSL Radio ARP PSTN Sử dụng giao thức liên mạng IP 92 46 18/08/2014 Chồng giao thức TCP/IP  Dạng “đồng hồ cát”: sử dụng giao thức liên mạng (IP – Internet Protocol) tầng mạng:   Cho phép hệ thống mạng sử dụng công nghệ truyền dẫn kết nối với hệ thống mạng Tách rời phát triển ứng dụng tầng cao với công nghệ truyền dẫn tầng thấp    IP-based application: Ứng dụng tảng IP (VoIP ) Hỗ trợ thay đổi song song công nghệ IP Tuy nhiên, khó để nâng cấp thân giao thức IP (vấn đề chuyển đổi IPv4 sang IPv6) 93 Cài đặt TCP/IP hệ thống mạng • Trên hệ thống đầu cuối • Khác ứng dụng khác • Như nút IP • Trên nút • Khác liên kết khác 94 47 18/08/2014 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G 100M 10G CAT5 WDM IP Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 95 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G 10G CAT5 WDM IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian TCP header Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 96 48 18/08/2014 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM IP 100M 10G Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 97 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian Ethernet header IP header TCP header Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 98 49 18/08/2014 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối 10M IP 10G CAT5 WDM IP 100M 10G Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 99 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối WDM header 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 100 50 18/08/2014 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM IP 100M 10G Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 101 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM IP Ethernet/100M 10G WDM CAT5 Các nút mạng trung gian Ethernet header IP header TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 102 51 18/08/2014 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM IP 100M 10G Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian IP header TCP header CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 103 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian TCP header Ethernet/100M CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 104 52 18/08/2014 Đóng gói chồng giao thức TCP/IP FTP FTP TCP TCP IP Ethernet/10M CAT5 Nút mạng đầu cuối IP 10M IP 10G CAT5 WDM 10G IP 100M Ethernet/100M WDM CAT5 Các nút mạng trung gian CAT5 Nút mạng đầu cuối Dữ liệu - payload 105 4.3 Định danh TCP/IP Tên miền Số hiệu cổng Địa IP Địa MAC 106 53 18/08/2014 Định danh  Các định danh cho phép xác định người hay đối tượng  Tên   Địa   Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi Số điện thoại   Bui Trong Tung 8680896 Email  tungbt@soict.hut.edu.vn 107 Định danh phân cấp  Các định danh xác định địa có tính phân cấp    Cho phép quản lý logic hiệu không gian địa khổng lồ Tính mở rộng Ví dụ tính phân cấp  Địa  Số điện thoại   Hanoi Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi +84-(4) 868-08-96 Hai Ba Trung Dai Co Viet So 108 54 18/08/2014 Định danh kiến trúc phân tầng   Định danh hệ thống mạng máy tính: gán cho đối tượng (dịch vụ, máy trạm, thiết bị mạng) giá trị riêng Tại phải định danh?     Phân biệt đối tượng hệ thống Xác định liệu xuất phát từ đâu Xác định liệu đến đâu Mỗi tầng có nhiệm vụ khác để điều khiển việc truyền thông tin đối tượng khác  tầng có chế định danh khác  Cùng đối tượng mang nhiều định danh  cần chế “phân giải” để tìm kiếm định danh đối tượng tầng biết định danh đối tượng tầng khác 109 Định danh TCP/IP application Domain name (tên miền) TCP/UDP Port number (Số hiệu cổng ƯD) IP IP address, e.g 203.12.15.165 data link Physical address / MAC address e.g 00:11:24:79:8e:82 physical 110 55 18/08/2014 Tên miền (Domain name)       Định danh sử dụng tầng ứng dụng Là chuỗi ký tự gợi nhớ Do người dùng sử dụng truy cập dịch vụ tầng ứng dụng Không có ý nghĩa truyền liệu nút mạng Phân cấp Ví dụ: soict.hust.edu.vn 111 Số hiệu cổng ứng dụng  Định danh sử dụng tầng giao vận     16 bit Một số phụ, dùng kèm theo địa IP Các ứng dụng dịnh danh địa IP số hiệu cổng Tương tự số phòng tòa nhà    Địa nhà : Nhà C1, Dai Co Viet, Ha Noi => Địa IP Phòng số 325 => Số hiệu cổng E.g HTTP cổng 80, FTP cổng 20, 21 … 112 56 18/08/2014 Địa IP  Định danh dùng tầng mạng  Dùng giao thức IP - Internet Protocol (tầng mạng) Giá trị phụ thuộc mạng, card mạng gán địa IP Sử dụng để đinh danh máy tính mạng IP, ví dụ:  133.113.215.10 (ipv4)  2001:200:0:8803::53 (ipv6)   113 Địa dùng tầng liên kết liệu   48 bit Địa vật lý / địa MAC    Sử dụng tầng liên kết liệu Cố định card mạng NIC ( Network Interface Card) Sử dụng để định danh máy tính mạng cục HEX 00:11:24:79:8e:82 BIN 00000000 00010001 00100100 01111001 OUI 10001110 10000010 Gán bới nhà sản xuất OUI (Organizationally Unique Identifier): Mã nhà sản xuất Mỗi nhà sản xuất có giá trị OUI riêng Mỗi nhà sản xuất có nhiều OUI 114 57 18/08/2014 Tổng kết phân tầng chồng giao thức Lợi ích? Hạn chế? 115 Khả cộng tác  Rất nhiều công nghệ triển khai theo nhiều cách khác nút mạng:       Phần cứng NSX khác nhau: IBM, Dell, Fujitsu, Apple HĐH khác nhau: Linux, Windows, MacOS, Android, iOS Người dùng sử dụng ứng dụng khác nhau: Firefox, Chrome, Cốc Cốc Thiết bị mạng NSX khác nhau: Cisco, TP-Link Và luôn thay đổi Phew! Nhưng tất nói chuyện với chúng sử dụng chung giao thức 116 58 18/08/2014 Trừu tượng tái sử dụng  Mỗi tầng có nhiều lựa chọn giao thức để sử dụng:     Tầng vật lý: cáp quang, ADSL, 3G, LTE Tầng liên kết liệu: Ethernet, Token Ring, SONET, FDDI Giao vận: TCP, UDP Nhưng góc nhìn tầng ứng dụng: Mozilla (và tất NSX khác) viết trình duyệt Firefox (và tất ứng dụng khác) với phiên cho mạng LAN, cho mạng cáp quang, cho mạng WiFi    Các giao thức cung cấp API chuẩn để phát triển ứng dụng Các tầng thấp “trong suốt” với tầng ứng dụng 117 Trong suốt   Công nghệ tầng thực phương thức truyền thông khác Thay công nghệ tầng thực song song   Miễn giữ nguyên điểm truy cập dịch vụ SAP Thay công nghệ tầng không ảnh hưởng đến tầng khác 118 59 18/08/2014 Hạn chế  Một số thông tin tầng bị “ẩn” (do tính suốt) tầng làm giảm hiệu hoạt động tầng (và làm giảm hiệu hoạt động mạng)    Phần tiêu đề có kích thước đáng kể gói tin Một số công nghệ tầng làm giao thức tầng thực khó khăn hơn:   Ví dụ: TCP phải kiểm soát tắc nghẽn đường truyền Ví dụ: TCP mạng không dây TCP/IP chế an toàn bảo mật thông tin 119 Tài liệu tham khảo    Keio University “Computer Networking: A Top Down Approach”, J.Kurose “Computer Network”, Berkeley University 120 60