KIẾN THỨC MẠNG CƠ BẢN

KIẾN THỨC MẠNG CƠ BẢN 1 Tài liệu CHƯƠNG I. MẠNG MÁY TÍNH 2                 CHƯƠNG I . MẠNG MÁY TÍNH I. MẠNG MÁY TÍNH 3 Mạng máy tính là hệ thống các máy tính độc lập (autonomous) được kết nối với nhau. Khái niệm độc lập ở đây có nghĩa là chúng không có mối quan hệ chủ/tớ (master/slave) rõ ràng. Hai máy tính được gọi là được kết nối với nhau nếu chúng có khả năng trao đổi thông tin. Sự kết nối có thể thông qua dây dẫn, tia laser, sóng điện từ hay vệ tinh viễn thông . Việc kết nối các máy tính có những ưu điểm sau  Sử dụng chung tài nguyên (resource sharing): Chương trình, dữ liệu, thiết bị có thể được dùng chung bởi người dùng từ các máy tính trên mạng.  Tăng độ tin cậy của hệ thống thông tin (reliability): Nếu một máy tính hay một đơn vị dữ liệu nào đó bị hỏng thì luôn có thể sử dụng một máy tính khác hay một bản sao khác của dữ liệu, nhờ đó, khả năng mạng bị ngừng sử dụng được giảm thiểu.  Tạo ra môi trường truyền thông mạnh giữa nhiều người sử dụng trên phạm vi địa lý rộng: Mục tiêu này ngày càng trở nên quan trọng nhất là khi mạng máy tính đã phát triển trên phạm vi toàn cầu như ngày nay.  Tiết kiệm chi phí: Do tài nguyên được dùng chung, hệ thống tin cậy hơn nên chi phí thiết bị và bảo dưỡng của mạng máy tính thấp hơn so với trường hợp máy tính riêng lẻ. II. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH II.1. Phân loại theo kiến trúc (topology) của mạng Phân loại theo kiến trúc là cách phân loại mạng máy tính theo cách kết nối các máy tính trong mạng II.1.1. Mạng điểm-điểm (point-to-point network) Các đường truyền nối các cặp nút với nhau, mỗi nút có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu tới đích. Cách làm việc này còn gọi là lưu và chuyển tiếp (store-and-forward). Mạng điểm-điểm cần sử dụng lượng cáp nối lớn hoặc nhiều đường điện thoại thuê riêng (leased telephone lines), mỗi 4 Star TreeRing Satellite Bus Ring đường nối một cặp điểm làm việc. Nếu 2 điểm làm việc muốn gửi thông tin cho nhau mà không có đường truyền trực tiếp, dữ liệu của chúng cần được truyền qua một số nút khác do đó, thuật toán dẫn đường có vai trò rất quan trọng trong kiến trúc mạng điểm-điểm. II.1.2. Mạng quảng bá (broadcast network) Tất cả các nút cùng dùng chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính, nếu máy tính nào kiểm tra thấy gói tin được gửi cho mình, nó sẽ giữ lại và xử lý. Các mạng quảng bá thường cho phép sử dụng địa chỉ broadcasting để gửi thông báo tới toàn mạng. II.2. Phân loại theo phương thức chuyển mạch (Swiched Method) II.2.1. Chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network) Thông tin truyền qua một kênh vật lý cố định, tốc độ và độ tin cậy cao nhưng lãng phí đường truyền do không sử dụng hết. 5 II.2.2. Chuyển mạch tin báo (Message Swiched Network) Liên lạc được thiết lập khi có thông tin cần truyền, thông tin được định dạng gồm header và data và có độ dài không cố định: Mối liên lạc được thiết lập và chỉ giải phóng khi truyền xong dữ liệu do đó không quản lý được thời gian chiếm đường truyền II.2.3. Chuyển mạch gói (Packed Swiched Network) Thông tin được cắt ra thành các gói có độ dài quy định Ví dụ Erthenet IEEE 802.3 chia message thành các gói 1500 bytes. Mỗi gói đều có header và data. Các gói của các message khác nhau có thể truyền xen kẽ trên đường truyền do đó thời gian chờ đợi chung của hệ thống giảm. II.3. Phân loại theo phạm vi hoạt động Theo phạm vi hoạt động, người ta chia mạng máy tính thành những loại sau II.3.1. Mạng LAN (Local Area Network) Thường là mạng được sử dụng cho một công ty, trường học hay trong một toà nhà, khoảng cách tương đối nhỏ (cỡ vài trăm m tới vài Km) tốc độ truyền lớn, độ trễ nhỏ. (Phụ lục A trình bày một số mạng cục bộ thường được sử dụng) II.3.2. Mạng MAN (Metropolian Area Network) Mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hay trung tâm kinh tế - xã hội (có bán kính khoảng 100 Km) II.3.3. Mạng WAN (Wide Area Network) Mạng diện rộng có thể bao trùm một vùng rộng lớn cỡ quốc gia hay lục địa. II.3.4. Liên mạng (internet) Phần lớn các mạng cục bộ đều độc lập với nhau về phần cứng cũng như phần mềm, chúng được thiết lập nhằm mục đích phục vụ những nhóm người cụ thể 6 nào đó. Trong mỗi mạng đó, người dùng tự lựa chọn một công nghệ phần cứng phù hợp với công việc của họ. Một điều quan trọng nữa là không thể xây dựng một mạng chung dựa trên một công nghệ sử dụng trên một mạng đơn lẻ nào đó bởi vì không có công nghệ mạng nào có thể thoả mãn nhu cầu cho tất cả mọi người. Một số người có nhu cầu sử dụng đường nối cao tốc để truyền dữ liệu của mình trong khi các mạng LAN không thể mở rộng phạm vi hoạt động quá xa. Một số mạng tốc độ chậm lại có thể kết nối máy tính tới hàng ngàn dặm . Liên mạng máy tính (internetworking hay internet) là một công nghệ được đưa ra nhằm kết nối các mạng thành một thể thống nhất. Công nghệ internet che dấu đi kiến trúc vật lý của mạng và cho phép máy tính truyền thông một cách độc lập với liên kết vật lý của mạng. Một liên mạng đã khá quen thuộc với chúng ta là mạng Internet Giới thiệu mạng Internet Internet là một tổ hợp hàng triệu máy được kết nối với nhau thông qua các thiết bị ghép nối thường gọi là gateway để có thể chia sẻ thông tin với nhau, trong đó có đủ loại máy tính, và chúng sử dụng nhiều hệ điều hành khác nhau. Thông tin trên Internet gồm đủ loại từ thư điệu tử, các file đồ hoạ đến video và còn nhiều thứ khác được cung cấp bởi những người sử dụng Internet bằng nhiều phương thức, với nhiều tư tưởng khác nhau. Quy mô của Internet Có bao nhiêu máy được kết nối vào Internet? Con số cụ thể luôn luôn thay đổi, những địa chỉ mới luôn luôn được cập nhật từng giây chúng ta có thể truy nhập địa chỉ Web site của tổ chức Network Wizards http://www.nw.com/zone/WWW/top.html để biết những số liệu mới nhất Thời gian Số lượng máy Tháng 1 năm 1996 14,252,000 Tháng 1 năm 1997 21,819,000 7 Tháng 1 năm 1998 29,670,000 Những máy chủ (host) mạnh thường sử dụng những hệ điều hành đa nhiệm, ví dụ như UNIX, để người sử dụng kết nối vào, như thế có nghĩa là số máy của người sử dụng mạng nhiều hơn những con số trên. Những máy chủ được định vị tại các điểm như thư viện, các trường đại học, các tổ chức chính phủ, các đại lý, các công ty, các trường trung học, tiểu học trên toàn thế giới. Những máy chủ này được kết nối với nhau qua đường điện thoại và chỉ mất khoảng 640/1000 giây để bắt đầu nhận thông báo từ Bắc Mỹ tới Nam cực. Các dịch vụ mà Internet cung cấp Phần lớn người sử dụng Internet không cần biết đến của công nghệ sử dụng trên Internet, đối với họ Internet chỉ đơn giản là một bộ chương trình phần mềm mang lại cho họ những khả năng truyền thông có ích. Chính điều này mang lại cho Internet số người dùng đông đảo tới như vậy. Các dịch vụ mức ứng dụng ban đầu trên Internet  Thư điện tử (Electronic mail) Cho phép người dùng ngồi trước máy tính tại nhà mình gửi E-mail tới bất cứ ai ở đâu trên thế giới nếu họ có địa chỉ E- mail. Họ có thể tham gia các nhóm thảo luận (discussion group) về những đề tài khác nhau hay bắt đầu một nhóm mới về những chủ đề mà họ ưa thích.  Truyền file (File Transfer) Nếu cần một chương trình phần mềm mới như các tiện ích nén file, các chương trình diệt virus, một phần mềm trò chơi, hình ảnh hay âm thanh, người dùng có thể tải xuống bất cứ lúc nào với File Transfer.  Truy nhập từ xa (Remote login) Có lẽ điều thú vị nhất trong các ứng dụng của Internet là Remote login, nó cho phép người dùng kết nối vào một máy tính ở xa như một trạm cuối để sử dụng máy tính đó. Dịch vụ mức mạng của Internet 8 Một lập trình viên viết chương trình ứng dụng trên Internet cần có một cái nhìn khác với người chỉ đơn giản sử dụng dịch vụ Internet. Ở tầng mạng, Internet cung cấp 2 kiểu dịch vụ mà các ứng dụng của Internet thường dùng đó là  Dịch vụ truyền không kết nối (Connectionless Paket Delivery Service) là một phương thức truyền dữ liệu mà các mạng chuyển mạch gói cung cấp. Điều này chỉ đơn giản là mạng Internet chuyển các gói tin từ máy này sang máy khác dựa vào thông tin địa chỉ của gói đến đích của nó. Việc chia nhỏ gói tin truyền này có một lợi điểm là nếu một đường đi bị bận hoặc bị đứt, thì các gói có thể được truyền theo một đường khác.  Dịch vụ truyền tin cậy (Reliable Stream Transport Service) Phần lớn các ứng dụng đòi hỏi nhiều dịch vụ hơn chỉ truyền thông không kết nối bởi vì chúng cần tự động sửa lỗi, kiểm tra tính toàn vẹn của thông tin truyền đi trên mạng. Reliable Stream Transport Service giải quyết vấn đề này cho ta.  CHƯƠNG II . GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG VÀ CÁC MÔ HÌNH THAM CHIẾU I. GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG Để các máy tính trên mạng có thể trao đổi thông tin với nhau, chúng cần có một bộ những phần mềm cùng làm việc theo một chuẩn nào đó. Giao thức truyền thông (protocol) là tập quy tắc quy định phương thức truyền nhận thông tin giữa các máy tính trên mạng. 9 Các mạng máy tính hiện đại được thiết kế bằng cách phân chia cấu trúc ở mức độ cao nhằm làm giảm sự phức tạp khi thiết kế. Các giao thức mạng thường được chia làm các tầng (layer), mỗi tầng được xây để dựng dựa trên dịch vụ của tầng dưới nó và cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn. II. MÔ HÌNH THAM CHIẾU OSI II.1. Giới thiệu mô hình OSI Mô hình mạng máy tính do tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Standard Organization - ISO) đưa ra năm 1983 được gọi là mô hình tham chiếu các hệ thống mở (Open Systems Interconect referent model - OSI). Các điều khoản mô tả trong mô hình được sử dụng rộng rãi trong lý thuyết truyền thông, do đó, trong thực tế khó có thể nói về truyền thông mà không sử dụng thuật ngữ của OSI. Mô hình tham chiếu OSI chứa 7 tầng mô tả chức năng của giao thức truyền thông. Mỗi tầng của mô hình OSI miêu tả một chức năng được thực hiện khi dữ liệu di chuyển giữa các ứng dụng giữa các mạng.  Tầng ứng dụng bao gồm các trình ứng dụng sử dụng mạng.  Tầng trình diễn tiêu chuẩn hoá dữ liệu cung cấp cho tầng ứng dụng.  Tầng phiên quản trị các phiên làm việc giữa các ứng dụng.  Tầng giao vận cung cấp kết nối trạm-trạm, xử lý lỗi.  Tầng mạng quản trị việc kết nối qua mạng cho các tầng trên.  Tầng liên kết dữ liệu cung cấp phân phát dữ liệu tin cậy qua đường truyền vật lý.  Tầng vật lý định rõ các đặc thù của thiết bị mạng. Các lớp giao thức được xếp chồng lớp nọ trên lớp kia. Chính sự xuất hiện của nó, cấu trúc thường được gọi là stack hoặc giao thức xếp chồng. 10 [...]... cứng vật lý của mạng cho phép TCP/IP hợp nhất các mạng khác nhau TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng Token ring, 18 mạng quay số (Dial-up line), mạng X.25, mạng ảo và mọi loại môi trường vật lý truyền thông  Một sơ đồ địa chỉ dùng chung cho phép mỗi thiết bị TCP/IP có duy nhất một địa chỉ trên mạng ngay cả khi đó là mạng toàn cầu Internet  Tiêu chuẩn hoá mức cao của giao thức phù hợp với... TẦNG MẠNG (NETWORK LAYER) Tầng mạng là tầng thấp nhất của kiến trúc giao thức TCP/IP Các giao thức trong tầng này cung cấp biện pháp cho hệ thống chuyển giao dữ liệu giữa các thiết bị được kết nối trực tiếp Nó mô tả cách sử dụng mạng để truyền một gói thông tin IP Không giống những giao thức của tầng cao hơn là sử dụng dịch vụ của tầng dưới nó và cung cấp dịch vụ cho tầng trên, giao thức của tầng mạng. .. và các phương thức riêng của nó, độc lập với các đối tượng khác) Mô hình OSI không có các dịch vụ và giao thức không hướng kết nối mặc dù hầu hết các mạng đều có sử dụng Mô hình quá phức tạp cho việc cài đặt làm cho OSI khó có thể ứng dụng rộng rãi trên thực tế  III KIẾN TRÚC GIAO THỨC IPX/SPX Một hệ thống mạng máy PC được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới trong thời gian vừa qua là mạng Novell Netware... giao thức truyền thông TCP/IP  II KIẾN TRÚC CỦA BỘ GIAO THỨC TCP/IP  II.1 Kiến trúc phân tầng của TCP/IP Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data link Layer Physical Layer Application Layer Transport Layer Internet Layer Network access Layer Các lớp tương ứng giữa OSI và TCP/IP Có nhiều giao thức trong bộ giao thức truyền thông TCP/IP, nhưng hai giao thức. .. Management Protocol): Giao thức quản trị mạng cung cấp những công cụ quản trị mạng  RIP (Routing Internet Protocol): Giao thức dẫn đường động 20  ICMP (Internet Control Message Protocol): Nghi thức thông báo lỗi  UDP (User Datagram Protocol): Giao thức truyền không kết nối cung cấp dịch vụ truyền không tin cậy nhưng tiết kiệm chi phí truyền  TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức hướng kết nối... giao thức mới được đưa ra làm giao thức chuẩn cho mạng ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit, thường được gọi là bộ giao thức TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP Năm 1987 tổ chức nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ (National Science Foundation - NSF) tài trợ cho việc kết nối 6 trung tâm siêu tính trên toàn liên bang lại với nhau thành một mạng với tên gọi NSFNET Về mặt vật lý, mạng. .. chỉ IP thành địa chỉ vật lý sử dụng bởi mạng máy tính Một trong số các điểm mạnh của TCP/IP là địa chỉ của nó được phối hợp sao cho trên mạng Internet không có một thiết bị mạng nào cùng tên Địa chỉ này phải được chuyển đổi thích hợp với địa chỉ mạng vật lý nơi mà dữ liệu được truyền đi Hai ví dụ RFCs mô tả giao thức sử dụng cho tầng mạng là: 26  RFC 826: Giao thức chuyển đổi địa chỉ chuyển đổi địa... Khoảng 8 đường backbone đã được xây dựng NSFNET được mở rộng với hàng chục mạng địa phương kết nối vào nó và kết nối vào mạng Internet của DARPA Cả NSFNET và các mạng con của nó đều sử dụng bộ giao thức TCP/IP TCP/IP có một số ưu điểm như sau:  Giao thức chuẩn mở sẵn sàng phát triển độc lập với phần cứng và hệ điều hành TCP/IP là giao thức lý tưởng cho việc hợp nhất phần cứng và phần mềm khác nhau, ngay... 4, nằm trong mạng lớp C có địa chỉ là 200 6 5 0  II.3 Mạng con và Subnet mask Mạng Internet sử dụng địa chỉ IP 32 bit và phân chia ra các lớp rất mềm dẻo, tuy nhiên, với một hệ thống địa chỉ như vậy việc quản lý vẫn rất khó khăn Nếu như một mạng được cấp một địa chỉ lớp A thì có nghĩa nó chứa tới 16*1.048.576 máy tính, do vậy người ta dùng mặt nạ bit để phân chia mạng ra thành những mạng con gọi là... tắc chung (cài đặt cùng một giao thức truyền thông) Các chức năng được tổ chức thành một tập các tầng đồng mức cung cấp chức năng như nhau Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung Một tầng không định nghĩa một giao thức đơn, nó định nghĩa một chức năng truyền thông có thể được thi hành bởi một số giao thức Do vậy, mỗi tầng có thể chứa nhiều giao thức, mỗi giao thức cung cấp một dịch vụ phù hợp . KIẾN THỨC MẠNG CƠ BẢN 1 Tài liệu CHƯƠNG I. MẠNG MÁY TÍNH 2                 CHƯƠNG I . MẠNG MÁY TÍNH I. MẠNG MÁY TÍNH 3 Mạng máy. mạng cho phép TCP/IP hợp nhất các mạng khác nhau. TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng Token ring, 18 mạng quay số (Dial-up line), mạng X.25, mạng