Mạng máy tính cơ bản

MODULE 13 INTERNET 13.1 Internet ? Internet có nguồn gốc từ dự án Bộ Quốc phòng Mỹ tên ARPANET thực vào năm 70 (trong thời kỳ chiến tranh lạnh) Khi người ta thấy hệ thống thông tin điều khiển tập trung có nguy bị phá huỷ chiến tranh lớn gây tê liệt hệ thống huy Vì phải phân tán mạng thơng tin thành mạng có khả tự liên hệ với để định đường truyền tin phần mạng bị phá huỷ Dự án thực hoá ý tưởng liên mạng (là nguồn gốc thuật ngữ Internet nay) Có thể nói cách khơng xác Internet mạng mạng Internet kết nối mạng thông qua dẫn đường router Người ta nói Internet mạng tồn cầu Internet mạng rộng vài trăm triệu máy tính phạm vi tồn cầu Chính xác hơn, Internet mạng tồn cầu sử dụng giao thức TCP/IP mà ta đề cập tới giao thức phần cuối Điểm khác với mạng máy tính thơng thường chỗ Internet khơng có chủ khơng có mạng điều hành mạng Các mạng máy tính hay máy đơn lẻ cố thể tham gia tự nguyện vào Internet Người tham gia mạng có khả khai thác tài ngun (resources) thơng tin chí thiết bị mạng thành viên khác có nghĩa vụ tạo nguồn tài nguyên cho người khác sử dụng Chính vậy, mặt thơng tin Internet xem kho tài ngun thơng tin tồn cầu Dĩ nhiên để làm điều máy tính tham gia InterNet phải có địa quán để máy khác liên kết Mặc dù InterNet khơng có chủ có tổ chức phi lợi nhuận, phi phủ (non profit , non govermental) quản lý việc cấp địa nghiên cứu sách cơng nghệ Internet 13.2 Các tài nguyên Internet Khái niệm tài nguyên (resourse) phương tiện, nguồn thông tin tiềm tàng, sẵn sàng để khai thác Tài nguyên Internet thiết bị chủ yếu thông tin Các dạng thơng tin lấy Internet bao gồm: ƒ Các văn (dạng TeX, Poscript Các sách điện tử dạng PDF) ƒ Các ảnh (ví dụ thư viện hội hoạ) ƒ Các tài liệu lưu trữ dạng âm (các nhạc, lời nói ) ƒ Phim video số (một kết hợp ảnh động âm thanh) ƒ Các phần mềm máy tính ƒ Ngày việc lấy tài liệu tích hợp qua kết nối trang siêu văn (hypertext) lồng ghép văn bản, ảnh, phim, sách điện tử trình tương tác hai chiều thực qua ngôn ngữ lập trình Java, VBscript Đó loại tài liệu mà ta gọi ngắn gọn Web Các báo điện tử thường loại Với Internet ta sử dụng máy tính từ xa Vì tài nguyên Internet thiết bị 13.3 Các dịch vụ Internet Có ba nhóm dịch vụ InterNet ƒ Trao đổi thơng tin thành viên cộng đồng (thư điện tử, diễn đàn, hội thoại mạng, hội nghị từ xa, điện thoại Internet) ƒ Khai thác tài nguyên mạng (tra cứu thông tin qua WEB, gopher, FTP, Video theo yêu cầu , sử dụng máy tính từ xa ƒ Các dịch vụ khác nhờ sử dụng công nghệ Internet Sau ta mô tả chi tiết số dịch vụ ƒ Thư điện tử (Email) Người ta gửi thư đến máy người với giá rẻ từ tới vài chục lần so với thư thường thời gian trễ không vài phút Dịch vụ sử dụng nhiều internet Đặc điểm kiểu trao đổi có đối tác cụ thể khơng cần có hiển diện đồng thời người đối thoại mạng ƒ Nhóm tin (News Group) hay gọi diễn đàn (Forum) Có hàng nghìn nhóm tin Internet với chủ đề khác Nhóm tin dịch vụ rát có ích với người dùng Những có vấn đề cần trao đổi đưa lên diễn đàn ƒ Hội thoại mạng (Chatting) Có thể tổ chức hội thoại mạng máy tính Nhiều người ngồi máy gõ vào máy ý kiến vẽ hình đồng thời theo dõi ý kiến bên tham gia hình máy Hình thức mạnh địên thoại chỗ hàng chục người trao đổi đồng thời không cần chờ bên dừng Với điện thoại lúc thiết lập kênh hai ngừơi ƒ Điện thoại Internet Tiếng nói số hoá chuyển theo mạng internet tới người đối thoại Theo cách giá điện thoại trở nên vô rẻ Nhược điểm chất lượng tiếng nói khơng cao ƒ Hội nghị từ xa (TeleConference ) truyền hình ảnh động âm thu trực tiếp Hiệu tương tự cầu truyền hình ƒ Thư viện file (Anonymous FTP) Có nhiều phần mềm tin tức có sẵn để mạng Nếu muốn, lấy miễn phí phải trả chi phí nhỏ ƒ World Wide Web (WWW) Đây dịch vụ quan trọng tịên dụng Dịch vụ cho phép lấy trang siêu văn mạng Internet Một trang siêu văn có hình thức trang tài liệu bình thường gồm chữ hình ảnh Điều khác số đoạn chữ hình ảnh có ngầm chứa địa trang siêu văn máy tính mạng Internet hay dịch vụ Internet khác Địa liên kết gọi siêu liên kết (hyperlink) Nếu ta đưa trỏ tới đoạn chữ hay hình ảnh có siêu liên kết bấm tài liệu hay dịch vụ liên kết tải thực Cơ chế cho phép ta tìm tài liệu hay dịch vụ theo liên kết Thuật ngữ World Wide Web nghĩa mạng nhện tồn cầu có hàm ý mối liên kết phức tạp Do WWW dễ sử dụng nên ngày nhiều dịch vụ Internet tiêu chuẩn thư điện tử, thư viện file, chí ứng dụng riêng ứng dụng quản lý tích hợp trực tiếp trang WEB Chính WWW gây bùng nổ Internet lần thứ tạo hội để sử dụng Internet ƒ Một dịch vụ khai thác tài nguyên mạng từ xa sử dụng máy tính từ xa (TelNet) Việc tính tốn hồn tồn thực qua máy tính từ xa, máy tính chỗ đóng vài trò thiết bị giao tiếp 13.4 Cơng nghệ Internet 13.4.1 Giao thức TCP/IP Có hàng chục giao thức dùng với Internet có hai giao thức giao thức định địa chọn đường có tên IP (Internet Protocol) điều khiển việc truyền tin có tên TCP (Transmission Control Protocol) Địa IP Để tham gia Internet, thực thể truyền thơng (máy tính thiết bị mạng có hoạt động xử lý - tiếng Anh gọi host) cần cấp địa gọi địa IP Mỗi địa IP số cho byte Người ta sử dụng cách viết gọi dạng "dot decimal" để dễ đọc địa chỉ, theo giá trị byte viết thành số thập phân Các số thập phân tách dấu chấm ví dụ 192.13.23.120 Ta biết số nguyên ghi byte có giá trị nằm khoảng từ đến 255 Địa IP chia làm nhiều lớp có kiểu A, B, C, D Sự khác lớp địa khả tổ chức cấu trúc Ví dụ địa lớp B 65535 địa máy mạng địa lớp C cho 255 địa Bảng 13.1 Cấu trúc địa IP lớp A, B, C Byte Byte bit địa mạng Byte Byte 24 bit địa host Lớp A, có mạng địa , địa cho phép đánh địa cho 224 máy 10 14 bit địa mạng 16 bit địa host 14 Lớp B có mạng địa , địa cho phép đánh địa cho 216 máy 110 21 bit địa mạng bit địa host Lớp C có 221 mạng địa , địa cho phép đánh địa cho 28 máy Cấu trúc gói tin giao thức IP Thông tin truyền Internet không nội dung cần truyền mà đóng gói theo cấu trúc quy định, có số thơng tin kiểm sốt việc truyền tin Các thơng tin ghi phía đầu gói tin gọi header Hình 42 minh hoạ cấu trúc gói tin truyền Internet (trong tiếng Anh gọi IP packet) Phần header gồm 20 byte chứa số thông tin minh họa dòng Bảng 13.2 Cấu trúc gói tin IP Ver bit Độ dài header, bit Dịch vụ, bit Định danh gói tin (ID), 16 bit Thời gian sống, bit Độ dài gói tin, 16 bit Cờ, bit Giao thức, bit Offset phân đoạn,13 bit Tổng kiểm tra header, 16 bit Địa IP nơi gửi, 32 bit Địa IP nơi nhận, 32 bit Vùng thông tin bổ sung cần Vùng đệm Dữ liệu Phần liệu nội dung thông tin cần chuyển Vùng tuỳ chọn khơng thiết phải có Nếu ta muốn mở rộng header để đưa thêm số thơng tin kiểm sốt truyền thơng lấy thêm phần tuỳ chọn Ta nêu ý nghĩa số trường để hiểu rõ cách kiểm soát truyền tin Internet ƒ Độ dài header chiều dài vùng mơ tả vùng header gói tin khơng kể phần liệu tính theo đơn vị byte Bình thường giá trị (20 byte) Nếu phần tuỳ chọn dùng số thay đổi ƒ Độ dài gói tin độ dài tính theo byte tồn gói tin kể phần header Do phần sử dụng byte nên chiều dại cực đại lên tới 65535 byte thực tế gói tin có độ dài ngắn nhiều – mặc định 1518 byte cho phù hợp với độ dài frame mạng cục theo kiểu Ethernet ƒ Định danh gói tin, cờ offset phân đoạn có liên quan đến giao thức truyền TCP mà ta nói sau Một tin dài cắt thành nhiều gói có chung định danh gói tin Khi cờ cho biết gói tin gói tin cuối cùng, gói tin chưa phải cuối Còn offset cho biết gói tin vị trí tin ƒ Thời gian sống số đo thời gian lại phép tồn mạng trình lưu chuyển Khi gói tin tạo lập thời gian sống mặc định đặt 255 (giây) Các gói tin chuyển tiếp qua router, trước chuyển tiếp, thời gian sống giảm thời gian chờ router, giảm Nếu thời gian giảm tới gói tin bị huỷ bỏ thông báo chuyển lại nơi phát gói tin để thơng báo ƒ Truờng giao thức dùng để thông báo giao thức sử dụng gói tin này, ví dụ TCP hay UDP ƒ Tổng kiểm tra nhằm kiểm sốt header truyền có lỗi hay khơng Khi nhận gói tin, nơi nhận tiến hành tính lại tổng kiểm tra header Nếu số khơng trùng với tổng kiểm tra gửi gói tin xem hỏng ƒ Địa nguồn địa đích địa IP trạm nguồn trạm đích Giao thức chọn đường tĩnh Ta biết , mạng liên kết với thơng qua máy tính đặc biệt có chức dẫn đường gọi router Công việc router nhận gói tin chuyển gói tin kênh cần thiết Một router có nhiều cổng nối với nhiều mạng khác Người ta cài đặt sẵn bảng router gọi bảng chọn đường Trong bảng chọn đường định cổng gọi cổng mặc định (default) cho địa đích khơng có mặt bảng chọn đường gói tin tự động chuyển theo đường mặc định Giả sử ta có mạng cục với địa lớp C 247.165.32.*.Ví dụ sau cho hình ảnh bảng chọn đường router có cổng, cổng nối ngồi gọi cổng WAN cổng nối vào gọi cổng LAN Đương nhiên dẫn đường theo cổng WAN Cổng mặc định Cổng WAN 203.195.16.* Cổng WAN 162.34.*.* Cổng WAN 176.15.*.* Cổng WAN 192.168.32.* Cổng LAN Khi router phát thấy có gói tin gửi ngồi có địa đích 162.34.56.123 gửi theo cổng 3; gói tin có địa đích 203.195.16.234 gửi theo cổng số gói tin khơng thuộc nhóm địa nói cổng 2, 3, gửi theo cổng mặc định - cổng Thông thường cổng mặc định cổng gửi lên mạng cấp Một tình trạng xảy router thiết lập đường mặc định thành vòng kín Khi liệu có gói tin với địa vơ thừa nhận bị chạy mạng hay khơng Điều khơng xảy sau thời gian, thời gian sống gói tin khơng gói tin bị huỷ bỏ Bằng chế gói tin mạng Internet hướng xác tới đích Nhiều hệ thống sử dụng giao thức chọn đường động Những gói tin đến đến địa router gửi theo đường này, router gửi theo đường khác tuỳ theo chi phí tình hình thời điểm xử lý gói tin Ví dụ đường q tải phải chọn đường khác Ngay truờng hợp không đường tải router gửi theo nhiều đường để tăng tốc độ truyền Vì ta gửi thư điện tử mạng internet qua Mỹ, phần thư qua Australia theo đường vệ tinh, phần lại qua Hồng kông theo cáp quang biển nhập lại với máy tính Mỹ Giao thức TCP Nếu IP giao thức dùng để chuyển tin tức từ máy đến máy (host –to – host) TCP giao thức liên quan đến phương thức chuyển gói tin từ ứng dụng chạy máy đến ứng dụng chạy máy tính mạng (end – to – end) Khác với IP, TCP không quan tâm tới vấn đề đường (địa dẫn đường) mà quan tâm tới đảm bảo chất lượng việc truyền tin Việc kiểm soát truyền mạng thực router, việc kiểm sốt chất lượng truyền tin thực máy tính tham gia truyền thông Một tin lớn bị cắt thành gói tin nhỏ theo định dạng định Chính TCP tạo định danh đánh số gói tin (như thấy cấu trúc gói tin IP ) gửi tơí địa đích TCP kiểm sốt ln xác, gói tin bị hỏng TCP yêu cầu bên phát gửi lại thông qua chế độ xác nhận TCP đảm bảo gói tin khơng bị trùng lặp Khi đủ gói tin, TCP lắp ráp gói tin theo thứ tự để khơi phục ngun dạng tin Ngồi TCP kiểm sốt số chế độ truyền tin độ khẩn, thông báo xác nhận, thiết lập kết nối 13.4.2 Hệ thống tên miền - DNS Domain Name System Địa IP khơng thật thích hợp với người sử dụng khó nhớ Người ta sử dụng hệ thống đặt tên gọi tên miền (domain name) để đặt tên cho máy mạng Mỗi tên gồm nhiều trường phân cách dấu chấm Theo quy ước tên đặt theo phân lớp mà trường trường địa lý (thường theo cách viết tắt tên nước) Ví dụ Việt Nam, th để Thái lan, fr Pháp, jp Nhật Các tên miền khơng có lớp địa lý hiểu ngầm Mỹ Trường thứ hai thường lớp lĩnh vực hoạt động theo gov dành cho quan phủ; org dành cho tổ chức, quan phi phủ; edu dành cho tổ chức giáo dục; ac dành cho tổ chức nghiên cứu; net dành cho tổ chức mạng; mil dành cho tổ chức quân com dành cho công ty Từ trường thứ trở tổ chức tự đặt tên, miễn không trùng tổ chức quản lý tên miền chấp nhận Trường địa lý Trường lĩnh vực Chính phủ gov Bộ GD ĐT moet coltech.vnu.edu.vn Gốc Phi phủ org UNDP undp Giáo dục edu ĐHQG Hà Nội vnu Trường ĐH CN coltech Khoa học ac Trường ĐHBK hut Mạng net Cty FPT fpt Kinh doanh com Selab selab Hình 13.3 Cây tên miền Ví dụ Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội có tên miền coltech.vnu.edu.vn Đại học Bách khoa Hà Nội có tên miền hut.edu.vn Trong tất dịch vụ Internet, chỗ có địa IP thay tên miền Trong định vị máy tính mạng Internet, để biết xác tên miền ứng với địa IP nào, cần có chế giải mã tên miền Trong mạng người ta sử dụng số máy tính làm máy chủ thực dịch vụ tên miền Trong máy người ta đưa vào bảng tương ứng tên miền địa IP Ví dụ www.vnu.edu.vn 203.16.0.168 selab.vnu.edu.vn 172.16.6.32 www.vnn.vn 202.167.121.212 Đương nhiên máy chủ tên miền phải có địa IP Các dịch vụ muốn giải mã tên miền phải khai báo địa IP máy chủ cung cấp dịch vụ tên miền Các máy chủ tên miền liên kết với để máy chủ tên miền khơng hiểu u cầu máy chủ tên miền khác trợ giúp Thực tế bảng thơng tin máy chủ cung cấp dịch vụ DNS phức tạp gồm tới loại thông báo khác nhau, thông báo có nhiều yếu tố khơng tương ứng tên miền địa IP Việc cấp phát tên miền địa tổ chức phi lợi nhuận, phi phủ NIC (Network Information Center) quản lý Đại diện NIC khu vực Châu Á Thái Bình Dương APNIC có trụ sở Tokyo Hiện với phát triển Internet không gian địa IP byte cạn kiệt nhanh chóng NIC chuẩn bị đưa địa IP byte Với không gian này, trung bình người dân trái đất có địa IP Mỗi quốc gia thường có tổ chức quản lý tên miền địa Ở Việt Nam tổ chức VNNIC Có thể đăng ký trực tuyến (Xem thêm trang http://www.vnnic.net.vn) 13.4.3 Hệ thống định vị tài nguyên thống URL (Uniform Resource Locator) Để tiện cho vịêc truy cập tài nguyên thông tin mạng Internet, người ta quy ước cách định nguồn tài nguyên cách thống viết tắt URL có cấu trúc sau: Bảng 13.3 Cấu trúc URL Giao thức:// Tên miền hay địa máy cung cấp tài nguyên Đường dẫn đến file Giao thức quy định cách giao tiếp để truy cập đến nguồn tài nguyên.Ví dụ giao thức để truy cập WEB http (HyperText Transmission Protocol), giao thức truyền file ftp, giao thức tìm tin theo kiểu thực đơn gopher Nơi cung cấp tài nguyên cho tên miền hay địa IP thực Nếu cho tên miền để truy cập đến máy chủ, hệ thống gọi dịch vụ tên miền để giải mã địa Đường dẫn đến file có cấu trúc tương tự đường dẫn hệ điều hành Nó tính từ gốc theo quan niệm cài đặt dịch vụ Internet Trong số trường hợp, đặc biệt tìm kiếm người ta đưa vào tham số tìm kiếm Ví dụ để xem trang tin tức thể thao mạng vnn ta dùng URL http://www.vnn.vn/tintuc/thethao http:// 202.167.121.212/tintuc/thethao Để lấy file tin antivirus thư viện phần mềm mạng khoa Cơng nghệ dùng URL ftp://www.fotech.vnu.vn/virus/ Sau thư mục virus ta nháy chuột vào biểu tượng file tương ứng để lấyvề máy tính 13.5 Cấu trúc mạng điển hình có nối với Internet Mạng riêng tổ chức kết nối với theo giao thức TCP/IP gọi mạng Intranet Như Intranet mạng cục bộ, mạng rộng Đối với Intranet việc kết nối với Internet việc khơng phức tạp chúng sử dụng chung giao thức truyền thông Vấn đề đặt mạng Intranet làm Internet Router Máy dịch vụ Email Máy dịch vụ Proxy Máy dịch vụ WEB Extrarnet Switch Máy dịch vụ truy cập từ xa Switch thứ cấp Switch thứ cấp Modem HUB HUB Các máy dịch vụ Intrarnet Người sử dụng từ xa qua mạng điện thoại Hình 13.2 Sơ đồ mạng nội (Intranet) điển hình có kết nối với Intranet thơng qua Extranet để kiểm sốt việc kết nối với Internet Những vấn đề an ninh mạng vấn đề phức tạp Một kết nối với Internet, người sử dụng bên ngồi truy nhập vào mạng Intranet gây hậu khơng mong muốn Mặt khác cần phải kiểm soát người mạng Intranet truy cập bên ngồi Một vấn đề khác đặt có số dịch vụ vừa phải sử dụng Intranet, vừa cho phép sử dụng từ Internet Các dịch vụ email hay dịch vụ WEB hai số ví dụ điển hình Để giải vấn đề này, người ta dùng mạng có số máy chủ cung cấp dịch vụ vừa nối với máy bên trong, vừa nối với Internet Các máy đóng vai trò trung gian đảm bảo giao tiếp Intranet Internet cung cấp dịch vụ cho hai phía Chúng hình thành mạng đệm hai khu vực gọi mạng Extranet  ... dụng Internet ƒ Một dịch vụ khai thác tài nguyên mạng từ xa sử dụng máy tính từ xa (TelNet) Việc tính tốn hồn tồn thực qua máy tính từ xa, máy tính chỗ đóng vài trò thiết bị giao tiếp 13.4 Công... định vị máy tính mạng Internet, để biết xác tên miền ứng với địa IP nào, cần có chế giải mã tên miền Trong mạng người ta sử dụng số máy tính làm máy chủ thực dịch vụ tên miền Trong máy người... địa máy mạng địa lớp C cho 255 địa Bảng 13.1 Cấu trúc địa IP lớp A, B, C Byte Byte bit địa mạng Byte Byte 24 bit địa host Lớp A, có mạng địa , địa cho phép đánh địa cho 224 máy 10 14 bit địa mạng