CH1 các khai niệm cơ bản MMT và internet MÔN MẠNG MÁY TÍNH

Chương 1: Giới thiệu mạng máy tính mạng Internet • Mục tiêu (Goals) - Biết hiểu thuật ngữ chuyên ngành mạng ( terminology) - Tiếp sâu hơn, chi tiết kỹ thuật - Sử dụng mạng Internet cho phần minh họa • Tổng quan (Overview) - Mạng máy tính, mạng Internet - Thành phần mạng - Hiệu mạng ( loss, delay, throughtput vs Bandwidth) - Lịch sử phát triển (history) Tổng quan mạng Internet PC • server millions of connected computing devices: – wireless laptop – mobile network hosts = end systems running network apps global ISP smartphone  communication wireless links wired links links  fiber, copper, radio, satellite  transmission rate: bandwidth  Packet router switches: forward packets (chunks of data)  routers and switches Introduction home network regional ISP institutional network 1-2 Ý nghĩa Internet Lĩnh vực ứng dụng điển hình Internet vạn vật IoT Thế mạng máy tính?  Một tập máy tính/thiết bị chuyển mạch kết nối liên kết truyền thông  Ý nghĩa: nhằm chia sẻ thông tin tài nguyên  Topologies (đồ hình mạng) Liên kết truyền thông  Phương tiện truyền thông vật lý khác  Coaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satellite  Mạng cục bộ, Mạng đô thị, Mạng diện rộng, vv… (Local/Metropolitan/Wide Area, Global Networks – LANs, MANs, WANs, GAN etc.) Internet gì? • The Internet: Tập hợp mạng định tuyến trải rộng phạm vi toàn giới sử dụng tập giao thức TCP/IP để hình thành mạng gọi internet • Intranet: Sự kết nối LANs khác tổ chức – Riêng tư (Private) – Có thể dùng đường th bao riêng (leased lines) – Thơng thường nhỏ, bao gồm đến vài trăm routers – Có thể kết nối the Internet (hoặc khơng), tường lửa (thông thường) Access net: cable network cable headend … cable splitter modem V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O D A T A D A T A C O N T R O L Channels frequency division multiplexing: different channels transmitted in different frequency bands Access net: home network wireless devices to/from headend or central office often combined in single box cable or DSL modem wireless access point (54 Mbps) router, firewall, NAT wired Ethernet (100 Mbps) Enterprise access networks (Ethernet) institutional link to ISP (Internet) institutional router Ethernet switch institutional mail, web servers • typically used in companies, universities, etc  10 Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps transmission rates Wireless access networks • shared wireless access network connects end system to router – via base station “access point” wide-area wireless access wireless LANs:  within building (100 ft)  802.11b/g (WiFi): 11, 54 Mbps transmission rate  provided by telco (cellular) operator, 10’s km  between and 10 Mbps  3G, 4G: LTE to Internet to Internet Internet Architecture (Kiến trúc Internet) NAP International lines regional network national network ISP company LANs on-line services ISP university company access via modem NAP: Network Access Protection How loss and delay occur? packets queue in router buffers • • packet arrival rate to link (temporarily) exceeds output link capacity packets queue, wait for turn packet being transmitted (delay) A B packets queueing (delay) free (available) buffers: arriving packets dropped (loss) if no free buffers Introduction 1-24 Four sources of packet delay transmission A propagation B nodal processing queueing dnodal = dproc + dqueue + dtrans + dprop dproc: nodal processing  check bit errors  determine output link  typically < msec dqueue: queueing delay  time waiting at output link for transmission  depends on congestion level of router Introduction 1-25 Four sources of packet delay transmission A propagation B nodal processing queueing dnodal = dproc + dqueue + dtrans + dprop dtrans: transmission delay:  L: packet length (bits)  R: link bandwidth (bps)  dtrans = L/R dtrans and dprop very different dprop: propagation delay:  d: length of physical link  s: propagation speed in medium (~2x108 m/sec)  dprop = d/s * Check out the Java applet for an interactiveIntroduction animation on trans vs prop delay 1-26 Caravan analogy 100 km ten-car caravan • • • • toll booth 100 km toll booth cars “propagate” at 100 km/hr toll booth takes 12 sec to service car (bit transmission time) car~bit; caravan ~ packet Q: How long until caravan is lined up before 2nd toll booth? Introduction  time to “push” entire caravan through toll booth onto highway = 12*10 = 120 sec  time for last car to propagate from 1st to 2nd toll both: 100km/(100km/hr)= hr  A: 62 minutes 1-27 Caravan analogy (more) 100 km ten-car caravan • • • toll booth 100 km toll booth suppose cars now “propagate” at 1000 km/hr and suppose toll booth now takes one to service a car Q: Will cars arrive to 2nd booth before all cars serviced at first booth?  A: Yes! after min, 1st car arrives at second booth; three cars still at 1st booth Introduction 1-28 Throughput • throughput: rate (bits/time unit) at which bits transferred between sender/receiver – instantaneous: rate at given point in time – average: rate over longer period of time server, withbits server sends file of into F bitspipe (fluid) to send to client linkpipe capacity that can carry Rs bits/sec fluid at rate Rs bits/sec) Introduction linkpipe capacity that can carry Rc bits/sec fluid at rate Rc bits/sec) 1-29 Throughput (more) • Rs < Rc What is average end-end throughput? Rs bits/sec  Rc bits/sec Rs > Rc What is average end-end throughput? Rs bits/sec Rc bits/sec bottleneck link link on end-end path that constrains end-end throughput Introduction 1-30 Throughput: Internet scenario • • per-connection end-end throughput: min(Rc,Rs,R/10) in practice: Rc or Rs is often bottleneck Rs Rs Rs R Rc Rc Rc 10 connections (fairly) share backbone bottleneck link R bits/sec Introduction 1-31 Lịch sử phát triển Internet • 1968 - DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) contracts with BBN (Bolt, Beranek & Newman) to create ARPAnet • 1970 - First five nodes: – UCLA (University California Los Angeles), – SRI (Stanford Research Institute), – UCSB (University of California, Santa Barbara), – UTAH (University of Utah), and – BBN • 1974 - TCP specification by Vint Cerf Lịch sử phát triển Internet A Mathematical Theory of Communication Memex 1948 Conceived 1945 First Vast Computer Network Silicon Envisioned Chip 1962 1958 Packet Switching Invented 1964 Hypertext Invented 1965 ARPANET 1969 1945 TCP/IP Created 1972 WWW Internet Created Named 1989 and Goes TCP/IP 1984 Mosaic Created 1993 Age of eCommerce Begins 1995 1995 ARPA: Advanced Research Project Agency Lịch sử phát triển Internet VN • • • • • • • • • 1991: Nỗ lực kết nối Internet không thành 1996: Giải cản trở, chuẩn bị hạ tầng Internet ISP: VNPT, 64kbps, đường kết nối quốc tế, 1997: Việt Nam thức kết nối Internet IXP: VNPT (Internet eXchange Point) ISP: VNPT, Netnam , FPT, SPT (Internet Service Provider) 2007: “Mười năm Internet Việt Nam” 20 ISPs, IXPs 19 triệu NSD, 22.04% dân số 20 Những vấn đề MMT • Đặt tên/Đánh địa – Làm để tìm tên/địa đối tác mà bạn muốn giao tiếp – Địa chỉ: chuỗi byte định danh nút (node) – Các loại địa • Unicast: địa đơn hướng • Broadcast: địa quảng bá • Multicast: địa đa hướng • Định tuyến/Chuyển tiếp: trình xác định làm để gởi gói tin đến đích dựa địa • Tìm “hàng xóm”, xây dựng bảng dẫn đường Introduction 1-35 Những trở ngại MMT • Những sai sót? – Các lỗi mức bit: nhiễu tín hiệu điện – Các lỗi mức gói: gói tin tràn vùng đệm hay nghẽn – Sự phân phát sai thứ tự gói tin: gói tin theo đường khác – Hỏng hóc nút đường truyền (link/node failures): đứt cáp hệ thống bị sập • Những làm được? – Bổ sung thêm bits dư thừa để chuẩn đoán sửa packets bị lỗi – Xác nhận gói nhận truyền lại gói bị – Gán số chuỗi (sequence numbers) xếp lại theo thứ tự gói bên nhận – “Cảm nhận” link/node failures vòng qua failed links/nodes • Mục tiêu: để thu hẹp khoảng cách ứng dụng mong đợi mà cơng nghệ tảng (underlying technology) cung cấp Introduction 1-36 Tóm tắt chương • Những thành phần mạng máy tính – Kiến trúc Internet • Chuyển mạch kênh chuyển mạch gói – Dồn kênh theo thống kê • Các vấn đề mạng máy tính – Đặt tên/đánh địa định tuyến/chuyển tiếp – Kiểm soát lỗi/luồng/tắc nghẽn Introduction 1-37 ... – LANs, MANs, WANs, GAN etc.) Internet gì? • The Internet: Tập hợp mạng định tuyến trải rộng phạm vi toàn giới sử dụng tập giao thức TCP/IP để hình thành mạng gọi internet • Intranet: Sự kết nối... switches Introduction home network regional ISP institutional network 1-2 Ý nghĩa Internet Lĩnh vực ứng dụng điển hình Internet vạn vật IoT Thế mạng máy tính?  Một tập máy tính/thiết bị chuyển mạch... thể dùng đường thuê bao riêng (leased lines) – Thông thường nhỏ, bao gồm đến vài trăm routers – Có thể kết nối the Internet (hoặc không), tường lửa (thông thường) Access net: cable network cable