Giáo trình mạng máy tính phạm thế quế

HỌC VIỆN CƠNG rfiGHỆ Bưu CHÍNH VIÊN THƠNG GIẢO TRÌNH Mạng máy tính Biên soạn: TS Phạm Thế Quế NHÀ XUẤT IBẢN THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Hà Nội 2009 Mã số: QT 20 HM 08 LỜI NĨI ĐÀU i‘í/ đời cùa mạn^ máy tỉnh hố trợ nhiều lĩnh vrc cùa đời sống xã hội Một mạng máv tính dù có quy mơ lớn hay nhỏ th đểu phái đám háo ĩính tin cậy, bảo mật én định Do vấn đặt phái thiết kế sừ dụng mạng mảv iỉnh đê mang ại hiệu cao cho công tảc quản lý, sản xuất kinh doanh ữể đáp ứng vêu cầu Học viện Cơng nghệ Biru Viễn thơng phổi hợp với Nhà xt bàn Thịng tin Truvền thơng xuất “Giảo trình Mạng mảy tỉnh ” TS Phạm Thể Quế biên soạn Đâv mm học quan trọng chương trinh đào tạo Cử nhân Công nghệ thôn^ in Giáo trình gồm chương, với nội dung sau: Chương ì: Giới thiệu tổn^ quan mạng mảy tinh, khải niệm bàn vi kiến trúc giao thức mạng, loại mạng máy tính mục tiêu ứng dụng Chương 2: Nghiên cứu nguyên tắc đế thiết ké mơ hình giao thức mạng mảy tính theo quan điêm chia tiên trình trnn thông thành cấu trúc nhiều tầng, xếp chồng lên để thực tiến trình truvển thơng hồn chỉnh Giới thiệu mơ hình OSI, xem mơ hình chuắn, chiến lược phát triển hệ thống mở khung khải niệm giao thức dịch vụ Chương J: Giới thiệu số giao thức mạng mang tính đặc trung áp dụng phổ biến Đặc biệt chương tìm hiểu sáu giao thức TCP/IP trở thành chuần chung cho Internet Chương 4: Giới thiệu công nghệ mạng cục Kiến trúc mạng cục Ethernet, Virtual LAN, Local ATM , LANARCnet Chương 5: Giới thiệu công nghệ kỹ thuật mạng diện rộng WAN Xem xét cơng nghệ mạng tích hợp số đa dịch vụ (ISDN) băng rộng B-ISDN, chuyển tiếp khung (Frame Relay) X.25, dịch vụ SDMS phương thức truvển dan không đồng A TM Chương 6: Giới thiệu sổ CƠHÍỊ m^hệ cỏnữ, nghệ đưừnẹ dây thuê hao số DSL, mạiỊịỉ chuyên mạch Ịĩỏị chuyên tái âm ỈP, ATM Frame Reỉay Các cônự n^hệ chuyển mạch nhân đa giao thức IP/MPLS, chuyển mạch mềm (Sofíswitch) sử dụng mạng hội tụ mạng hệ sau (NGN) Chương 7: Đề cập đến sổ ván âề háo vệ thông tin mạng Chương nàv giới thiệu cách tiếp cận hệ mật mã, giao thức hảo mật mạng riêng ảo VPN giới pháp an loàn mạng, xác thực điện từ giải pháp chữ kỷ điện tứ xác minh chữ ký’ tìr chổi chữ ký giã mạo Đặc biệt cuối chương có phần cáu hỏi trắc nghiệm lý thuvểt tập ứng dụng giúp cho hạn đọc tự ôn tập nâng cao kiến thức bán thán Giáo trình không chi đề cập đến vấn đề sở lý thuyết mà đưa số kỹ năng, kinh nghiệm cần thiết đê sử dụng thiết kế mạng mảy tính cụ thê Hy vọng sách sinh viên ngành Công nghệ thông tin nói riêng, ngành kỹ thuật nói chung hạn đọc quan tâm, người muốn thiết kể mạng mảv tinh phục vụ cho sàn xuất, quàn lý, kinh doanh nhiệt tình đón nhận Xin trân trọng giới thiệu bạn đọc HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ Bưu CHÍNH VIÈN THỎNG Chương ỊỊ KHÁI NIỆM Cơ BẢN VỂ MẠNG MÁY TÍNH Nội dung cùa chương trình bày khái niệmcơ bàn củamạng máy tính sớ thơne lin số liệu Khái niệm bảnvề kiếntrúc giao thức mạng, loại mạng máy tính mục tiêu ứng dụng cùa Nội dung cùa chương bao gồm phần sau: • Mục tiêu ứrm dụng mạng máy tính • Cấu trúc mạng (Topology) • Khái niệm giao thức mạng máy tính (Protocols) • Mạng LAN MAN, WAN • Vấn dề kết liên mạng • Mạng chuyến mạch kênh (Circuit Svvitched Nctworks) • Mạng chuyển mạch gói (Packel Svvitched Netxvorks) • Độ tin cậy mạng • Các mơ hình xử lý liệu 1.1 MỤC TIÊU VẢ ÍỈTSG DỤNG MẠNG MÁY TÍNH r.1.1 Mục tiêu kết mạng máy tính Mục tiêu kếl máy tính Ihành mạng chia tài nguyên chung, khai thác có hiệu tài ngun thơng tin, nânií cao tích hợp trao đối loại dừ liệu thành plìần mạng, vè rmuyên tẩc người sừ dụng có quyền khai ihác sứ dụnu tài nguvên cua mạng mà khơng phụ thuộc vào vị trí địa lý Tài nguyên cùa mạng bao gồm phần mềm hệ thống, phần mềm ứng dụni’ thiết bị kết nối vào mạng đặc biệt sờ dừ liệu dược cài dặt hệ thống lưu irữ tin cùa mạng Mục tiêu t/iử hai nâng cao dộ tin cậy cùa hệ thống nhờ thay số thành phần cùa mạng có thề xảy cổ kỹ thuật Giáo trình Mạng mày tinh mà trì hoạt động bình ihưừnu cùa hộ thống Phần lớn yêu cầu quân hoạt độna ngân hàng, kiểm sốt khơng lun, an tồn phản ứne hạt nhân nhiều ímg dụng khác yêu cầu phải hoạt động liên tục, khơng ngừng trệ phải có thay Ihế cao, tăng độ tin cậy hệ thống, máy móc Mục tiêu thử ba nói việc thiết lập mạng nhàm tàng cường giao tiếp người với người Không chinh phục khoảng cách, người trao đổi, thào luận với cách xa hàng nghìn km Hình thành lớp học ảo, hội nghị ảo từ xa trực tuyến mà mạng cịn cung cấp mơi trường truyền thơng mạnh cho nhóm làm việc, trao đổi thơng tin đa phương tiện 1.1.2 Lợi ích kết nối mạng Khi nối máy tính thành mạní’ naười ta giảm sổ lưcmg máy in, đĩa cứng thiếl bị khác Nghĩa rấl kinh tế việc dầu tư trang thiết bị cho mội hệ Ihống tin học quan, xí nghiêp, doanh nghiệp Nhờ nối mạng, việc sử dụng tài nguyên phần mềm kho thông tin, sở liệu chia sé chung cho nhiều người sử dụng: truy nhập khai thác dịch vụ mạng; dùng chung tài nguyên đẳt tiền thiết bị, phần mềm; khòng nhừng tiết kiệm thời gian, sức lực để thu thập, lưu trữ xừ lý liệu, tránh dư thừa, lãng phí dừ liệu, mà cịn có khả tổ chức triển khai đề án tin học lớn diện rộng, Ihuận lợi dễ dàng Bảo đảm tiêu chuẩn thống nhất, tính bảo mật an toàn liệu, nhiều hộ ứng dụng, nhiều người sử dụng thiết bị đầu cuối khác làm việc hệ sờ liệu Tóm lại, mục tiêu kết nối máy tính thành mạng cung cấp dịch vụ mạng đa dạng, chia sẻ tài nguyên chung giảm bớt chi phí đầu tư trang thiết bị 1.2 CÁC DỊCH VỤ MẠNG 1.2.1 Các xu hướng phát triển dịch vụ mạng máy tính Cung cấp dịch vụ truy xuất từ xa: Truy xuất vào nguồn thông tin xa để xừ lý dịch vụ giao dịch, toán điện tử Chương 1: Khái niệm mạng mày tinh toán qua mạng toán hoá đơn, xừ lý tài khoản ngân hàng, mua bán qua mạng Phớt triên dịch vụ tương tác người với ngirờỉ phạm vi mạng diện rộng, đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin đa dịch vụ, đa phương tiện người sử dụng đầu cuối với người sử dụng đầu cuối dịch vụ thư điện tử, truyền hình hội nghị, dịch vụ thời gian thực sử dụng giáo dục từ xa, chữa bệnh từ xa tạo khả làm việc theo nhóm Xu hướng phát triến dịch vụ giải tri trực tuvến (Online) Đây xu hướng phát triển cùa ngành cơng nghiệp giải trí đại Các hình thức dịch vụ truyền hình, nghe nhạc, chơi game tìvc tuyến qua mạng 1.2.2 Các dịch vụ phổ biến mạng máy tỉnh Dịch vụ tệp (File services) cho phép người sừ dụng chia sẻ tài nguyên thông tin chung, chuyển giao tệp liệu từ máy sang máy khác, Ira cửu tìm kiểm thơng tin điều khiển truy nhập Dịch vụ thư điện từ (Electronic mail: E-maỉl) dịch vụ phổ biến mạng máy tính Người sử dụng trao đổi với thư điện tử Trên mạng Internet có hàng Iriệu máy chủ thư (Mail Server) cúa nhà cung cấp dịch vụ (ISP) khác cung cấp dịch vụ E-mail cho hàng trăm triệu người toàn giới Dịch vụ thư điện tử không nhừng giá thành hạ, chuyển phát nhanh nội dung tích hợp loại liệu âm thanh, hình ảnh, đồ hoạ, văn bàn thư mà thư bưu khơng thể có Dịch vụ in ấn: Nhiều người dùng chung máy in đắt tiền mạng khơng phụ thuộc vào vị trí địa lý cùa người sử dụng Tiến trinh in mạng dựa nguyên tắc hàng đợi hiệu so với in trực tiếp Dịch vụ in mạng cung cấp khả đa truy nhập đến máy in phục vụ đồng thời cho nhiều nhu cầu in khác nhau, cung cấp dịch vụ I'ax quàn lý trang thiết bị in chuyên dụng Các dịch vụ ứng dụng hưởng đối tượng: Sứ dụng dịch vụ thông điệp (Message) làm trung gian tác động đến đối tượng truyền thơng Các ứng dụng cùa thơng điệp có vai trị tác nhân (Agent) đối tượng Đối tuợng chi bàn giao liệu cho tác nhân tác nhân Giào trinh Mạng máy tinh chịu trách nhiệm bàn giao liệu cho đồi tưcmu dích ỉ)iều có nghĩa đối tượng khơng cần khả năna tru> ền ihỏnc với đốilượng khác mạng mà trao uổi thông tin với Các dịch vụ ứng dụng quàn trị luồng côn^ việc nhóm làm việc: Định tuyến tư liệu tài liệu điện từ aiừa người nhóm Khi chữ ký điện từ bổ sune vào tiển trình xác nhận phiên giao dịch thav thé nhiều tiến irình hiệu nhanh chóng ửng dụng liên kết tư liệu với đối tượìig: Các tư liệu khơng thiết tập tin văn Các tư liệu chứa nhiều dối tượng khác âm thanh, hình ảnh dồ hoạ văn tiếng nói tích hợp chúng vào tư liệu Một đối tượng nhúng tư liệu có mức thơng minh cho phép chuyến thông điệp đến hệ điều hành đến tư liệu khác Dịch vụ thư mục: Tích hợp thông tin dối tưựne mạng dạng cấu trúc thư mục chung Các đối tượng mạng có thề tham khảo thư mục để định danh trao đồi thông điệp với dối tượng khác mạng Đổi tượng không cần biết địa chi vị trí, dạng thức thơng điệp, dịch vụ cung cấp đầy đủ thông tin Dịch vụ thư mục làm đơn giản nhiều khối lượng cơng việc mạng Ví dụ có hệ phục vụ tập tin hệ phục vụ thư điện từ Nếu khơng có dịch vụ thư mục, điều hành viên mạng phải quản lý tài khoản người dùng cách độc lập, Dịch vụ thư mục có thé quàn lý cà hệ phục vụ cấu trúc thư mục cấu trúc thư mục che dấu cấu trúc vật lý mạng để tránh ứng dụng người sử dụng khác Thực tế thư niục lưu trữ tập tin thường trú vật lý hay nhiều hệ phục vụ Khi thông tin thư mục nhàn vài hệ phục vụ khác, phải áp dụng tiển trình đồng hố thư mục đc trì trạng thái cập nhật nhân Dịch vụ sở liệu dịch vụ phổ biến dịch vụ ứng dụng Các hệ phục vụ sở dừ liệu cho phép ihiết kế ứng dụng theo thành phần hệ khách hệ phục vụ tách biệt, thường gọi sớ liệu khách/phục vụ (ClienưServer Databases) Cơ sở liệu khách/ phục vụ cho phép thiết kế ứng dụng khách ứng dụng phục vụ Chương 1: Khái niệm co mạng mày tinh Cơ sở dừ liệu phân tán ngày ímg dụng rộng rãi, cho phép lưu trừ dừ liệu máy tính khác lại vị trí địa lý khác Với cách nhìn người sừ dụng sờ liệu phân tán suốt dễ sừ dụng Để đơn giản người ta sờ liệu thành nhiều đưực cài đặt nhiều vị trí khác Phương pháp tạo độ an loàn cao đáp ứng nhu cầu truv nhập cùa người sừ dụng 1.3 KHÁI MÈM VÀ ĐỊNH NGHĨA MẠNG MÁY TÍNH Mạng máy tính tập hợp máy tính đơn lé kết nối với bang phưcmg tiện truyền dẫn (Transmission Medium) theo kiến trúc mạng xác định (Network Architecture) Nói cách khác, mạne máy tính tập máy tính kết nối với hoạt động truyền thông tuân theo tập quv tẳc xác định Hình 1.1 mơ tả khái qt định nghĩa mạne máy tính Phương tiện truyền dẳn a) Các loai cáp + Cáp trục + Cáp xoắn đôi + Cáp sợi quang ĩransmission medium Mạng máy tính Computer network Kiên trúc mạng Network architecture b) Phương tiện vỏ tuyến + Radio + Viba + Vệ tinh a) Điểm - Điểm Mạng hình + Mạng hình Giao thức Cấu trúc mang Protocol Topology + Mạng đầy đủ ^OSI ^ X 25 + TCP/IP Tĩnh b) Quảng bá X + Mạng hình Bus ^ + Mang hình vịng ^Đơng Tập trung Phân tán Hình L ỉ: Sơ đồ khái niệm mạng mảv tính Kiến trúc mạng bao gồm cấu trúc mạng (Topology) cấu Irủc hình học cùa thực mạng giao thức mạng (Protocol) lập quy lăc mà thực thể hoạt động truyền thông phải tuân theo 10 Giào trinh Mạng may tinh Các thành phần chủ yếu mộl mạng máy tính: - Tập nút (node) mạng (thực thể chuyến mạch) - Các phương tiện truyền dẫn - Cấu hình mạng - Giao thức mạng - Hệ điều hành mạng - Các ứng dụng mạng (Các dịch vụ ứng dụng mạng) 1.4 CÁU TRÚC MẠNG (TOPOLOGY) Cẩu trúc mạng gọi tơpơ mạng, cấu trúc hình học không gian cùa mạng Tôpô mạng thực chất cách bố Irí vị trí vật lý node cách thức kết chủng lại với Có hai kiểu cấu trúc mạng: kiểu điểm - điểm kiểu quảng bá 1.4.1 Cấu trúc điểm - điểm (Point to Point) Đường truyền nối cặp node lại với theo cấu trúc hình học xác định Nếu node có nhu cầu trao đổi thơng tin, kênh Iruyền vật lý thiết lập node nguồn node đích chuỗi node Các node trung gian có chức tiếp nhận thông tin, lưu trữ tạm thời thông tin nhớ phụ chờ đường truyền rỗi gửi tiếp thông tin sang node node đích Người ta gọi mạng có cẩu trúc điểm- điểm mạng lưu gừi tiếp (Store - and - Ponvard) Mạng hình (Star), mạng chu trình (Loop), mạng hình (Tree), mạng hình đầy đủ (Complele) mạng có cấu trúc kiểu điểm - điểm, ưu điềm cùa loại mạng có xảy xung đột tin (Collision) đường truyền vật lý, nhược điểm lớn hiệu suất sừ dụng đường truyền không cao, chiếm dụng nhiều tài nguyên mạng, độ trễ IcVn, cần tiêu tốn nhiều thời gian để thiết lập đường truyền xử lý node Vì tổc độ trao đổi thơng tin thấp Thuật ngừ viết tắt 417 NRM Normal Response Mode Phương thức đáp ứng tiêu chuẩn NRZ Non Return to Zero Không trờ không NS Network Services Dịch vụ mạng NSAP Network SAP Điểm truy cập dịch vụ mạng NSDU Network Service Data Unit Đơn vị liệu dịch vụ mạng NSP Netvvork Services Protocol Giao thửc dịch vụ mạng NT NVTS Netvvork Termination Netvvork Virtual Terminal Service Kết cuối mạng Dịch vụ kết cuối mạng ảo oc optical Carrier Kênh quang ODBC ODI Open DataBase Connectivity Open Data Link Interíace Kết nối sở liệu mờ Giao diện liên kết liệu mở OFDMA OSF Orthogonal Prequency- Division Multiple A ccess open Software Poundation Đa taiy cập phân chia theo tần sổ trực giao Nền tảng phần mềm mờ OSI Open System s Interconnection Kết nối hệ thống mở OSPF PA Open Shortest Path First Point of p Attachment u tiên đường ngản mờ Điểm gẳn kèm PAD Packet Assembler Disassembler Đỏng/tháo gói PAP Printer A ccess Protocol Giao thức truy nhập máy in PBX Peripheral Component Interconnection Protocol Control Iníormation Personal Computer Memory Card International Association Public Data Network Kết nối phần tử ngoại vi Thông tin đièu khiển giao thức Hiệp hội quốc té card nhớ cùa máy tỉnh cá nhân Mang liệu cổng cộng Protocol Data Unit Presentation Entity Đơn vị liệu giao thức Thực thẻ trinh diễn Provider Edge Post Office Protocol Biên nhà cung cấp Giao thức bưu điện PPDU Point of Presence Portable Operating System Intertace Exchange Presentation Protocol Data Unit pp p Point to Point Protocol Điểm cung cắp dịch vụ Trao đổi giao thức hệ điều hành di động Đơn vị liệu giao thức trình diễn Giao thức điểm - điểm PPSDN Public Packet Switched Data Network Mạng liệu chuyển mạch gối công cộng PCI PCMCIA PDN PDU PE PE POP PoP POSIX G/áo trình Mạng mày tinh 418 PPTP Point to Point Tunneling Protocol Giao thửc đường hầm điẻm-điểm PRI Primary Rate Intertace Giao diện tốc độ sờ PSAP Presentation Service A ccess Point Điểm truy nhập dịch vụ trình diễn PSDN Packet Svvitched Data Netvvork Mạng liệu chuyền mạch gỏi PSDU Presentation Service Data Unit Đơn vị liệu dịch vụ trinh diễn PSTN PU Public Svvitched Telephone network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Post, Telephone, and Telegraph Bưu chinh, điện thoại điện báo Physical Unit Đơn vỊ vật lý PVC Permanent Virtual Circuit Kênh ảo cố định PVC QAM QoS Permanent Channel Connection Quadrature Amplitude Modulation Quality of Service Kết kênh ảo cổ định Điều biên độ cầu phương Chất lượng dịch vụ RADIUS Dịch vụ xác nhận quay sổ từ xa RAS Remote Authentication Dial in Service Redundant Array of Inexpensive Drives Reverse Address Resolution Protocol Remote A ccess Services RDA Remote Database A ccess Truy nhập sờ liệu từ xa RFC Request For Command Yèu cầu lệnh RFNM Ready For Next M essage sẵn sàng RIP Routing Intormation Protocol Giao thức thông tin định tuyến RISC Reduced Instruction Set Computer Máy tinh cổ tập lệnh rút gọn RNR Receive Not Ready Không sẵn sàng nhận ROM Read Only Memory Bộ nhớ đọc ROSE Remote Operation Service Element RPC RPR RR Remote Procedure Calls Resilient Packet Ring Receive Ready Phần tử dịch vụ hoạt động từ xa Gọi thủ tục đầu xa Ring gối tin cậy sẵn sàng nhận RTMP Giao thức trì bàng định tuyến RTP RTSE Routing Table Maintenance Protocol Real Time Protocol Reliable Transíer Service Element RTT Round Trip Time Thời gian trễ toàn phẩn PTT RAID RARP Hệ thống đĩa dự phòng Giao thức phân giải địa chi đảo Dịch vụ truy cập từ xa cho tin Giao thức thời gian thực Phần tử dịch vụ truyền tin cậy Thuàt ngữ viết tắt 419 SA Security Association SABM SAP Set Asynchronous Balance Mode Service A ccess Point Liên kết báo mật Phương thức cân dị Điẻm truy cập dịch vụ SAP Service Advertising Protocol Giao thửc quảng cấo dịch vụ SAP SAPI Single Association Object SAP Identiíier Đối tượng lièn kết đơn Nhân dạng SAP SARM SAS Set Asynchronous Response Mode Single Attached Stations Phương thức trả lời dị Trạm gẳn kết đơn SCSI Small Computer System s Interíace SD H S y n c h ro n o u s Digital H ierarchy Giao diện hệ thống mày tính nhỏ Phân cấp số đồng SDLC Synchronous Data Link Control SE Session Entity Điều khiển liên kết liệu đồng Thực phiên SG SI Signaling Gateway Subnet Identiíier Cổng báo hiệu Nhận dạng mạng SLIP Serial Line Internet Protocol Giao thức Internet nối tiếp đường SMDS Switched Multimegabit Digital SMTP Simple Maìl Transíer Protocol Dịch vụ chuyển mạch số nhiều Mbiưs Giao thức truyền thư đơn giản SNA System Network Architecture Kiến trúc mạng hệ thống SNADS SNA Distribute Service Dịch vụ phân tán SNA SNAP Subnetwork Address Protocol Giao thửc địa mạng Service SNIMP Simple Network Management Protocol SNRM Set Normal Response Mode SOFDMA Scalable Orthogonal PrequencyDivision Multiple A ccess SONET Synchronous Optical Netvvork Giao thức quản lý mạng đơn giản SONET/ SDH SPDU Synchronous Optical NETwork/ Synchronous Digital Hierarchy sé ssio n PDU Mạng quang đồng bộ/Phân cấp sổ PDU phiên SPF SPI SPX Shortest Path First Security Parameters Index Sequenced Packet Exchange ưu tiên đường ngắn Chỉ số tham số an toàn Trao đổi gói SQL Structured Query Language Ngơn ngữ truy vấn chuẩn SRVP ss Resource Reservation Protocol Subscriber Station Giao thức giữ trước tài nguyên Tram thuê bao Phương thức trả lời chuẩn Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao cân Mạng quang đồng 420 Giáo trinh Mạng mày tinh SSAP Session SAP SAP phiên SSCP System Services Control Point Điểm điều khiển dịch vụ hệ thống SSDU Session Service Data Unit Đơn vị liệu dịch vụ phiên SSL Secure Sockets Layer Lớp scxĩket an toàn STDM Statistical Time-Division Multiplexing Shield Twisted Pair Ghép kènh theo thời gian thống kè Đôi dây xoắn bọc kim STP svc TE Kênh ảo chuyền mạch Switch Virtual Channel Terminal A ccess Controller A ccess Hệ thống điều khiển truy cập Control System đièu khiển truy cập đầu cuổi Ghép kênh phân chia theo thời Time Division Multiplexing gian Thực thẻ truyền tải Transport Entity TELNET Telnet Protocol Giao thức Telnet TFTP Trivial File Transter Protocol TPDU Transport PDU Giao thức truyền tệp có tính không quan trọng PDU truyền tải TSAP TransportSAP SAP truyền tải TSDU Transport SDU SDU truyền tải UDP User Datagram Protocol Giao thức liệu người sử dụng UHF UNI Ultra High Prequency User to Network Intertace Tẳn số cực cao Giao diện người sử dụng - mạng UTP Unshield Twisted Pair Đối dây xoắn khống bọc VAD Voice Activity Detection Virtual Circuit Dò thoại tich cực Kênh ảo Virtual Channel Connection Virtual Circuit Identiĩier Kết nối kênh ảo Nhận dạng kènh ảo VPI Vety High Prequency Virtual Local Area Netvvork Virtual Path Connection Virtual Private Dialup Network Virtual Path Identiĩier Tần số'rất cao Mạng nội ảo Kết nối đường dẫn ảo Mạng quay số nèng ảo Nhận dạng đường ảo VPN Virtual Private Network Mạng riẻng ảo VRF WAN VPN Routing and Forwarding Wide Area Network Digital Subscríber Line Định tuyến chuyển tiếp VPN Mạng diện rộng Đường dây thuê bao sổ TACACS TDM vc vcc VCI VHP VLAN VPC VPDN xDSL TÀI LIỆU THAM KHẢO Ị11 Malone D 1FH'6 - A Service Provider Vievv in A dvancing M PLS Netvvorks, Internet Protocol Jounial Vol 8, Nr June 2005 Ị2| Hinden R Advanced Netvvorking Lab (A N M L ) Internet Protocol Version (IPv6) Resources P cr\asiv e Labs at Indiana Universitv [3| Jason Halpem, Sean Converv, Roland Saville Safe VPN IPSec Virtual Private N etu o rk in depth W hite paper o f C isco Systems 2004 |4 ị G uide to IPsec V P N s - Sheila P rankel, K aren K ent R yan L e w k o w sk i,A n g e la o Orebaugli, Ronald |5 | w Ritchev, Steven R Sharm a - 01/2005 A Com prehensivc G uide to Virtual Private Netvvorks V olum e III: CrossPlatform Key and Policy M anagem ent, 2003 [6| Johan Zuid\veg "Next G eneration Intelligent Netvvorks" Artech House Telecom munication Library, Bolton London, 2002 |7 | P.D.Ohrtman Jr Softswitch architecturc for VolP M cGraw-Hill 2003 Ị8| K.H.Lee K.O.Lee K.C.Park, Architecture to be deployed on strategies o f Next Generation N etw orks" IHEE Com iĩiunication magazine, 2003 |9j Introduction to MPLS & Its IP VPN, Juniper Networks 2000 [ I0| MPLS VPN Pundamentals Juniper Netvvorks 2000 | l l | Michael A.Gallo & NVilliam M.Hancock: Computer Communications and Networking Technologies, Thom son Leam ing, 2002 |I ] Malone, D M isbehaving N am e Servers and W hat TheyVe Missing, Internet Protocol Joumal Vol Nr 1, M arch 2005 I3| Carpenter B H.; Moore K.; Fink, B Connecting IPv6 Routing Domains Over the lPv4 Internet Internet Protocol Journal Vol 3, Nr 1, March 2000 14| Andrew s Tanenbaum Computer Networks, Prentice Hall New Jersey Pourth Edition, 2003, 15] Man Young Rhee, NVilay Internet Security - Cryptographic Principles, Algorithms and Protocols 2003 | I | VVilliani Stalliniis Data & C om puter C om m unications, Prenlice Hall Ne\v Jerscy, Sixth Edition 2000 | I | William Stallings Net\vork Security Essentials 2000 [18] http ://w w w nortel.com [19] http;//www.mobilein.com [20Ị http;//w ww coppercom.com [211 Metro Ethernet Porum Ethernet Service Model, lO /11/2003 MỤC LỤC Lời nói đ ầu CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM c BẢN VẺ MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Mục tiêu ứng dụng mạng mảy tính 1.1.1 Mục tiêu kết nối mạng máy tính 1.1.2 Lợi ích kết nối mạng .6 1.2 Các dịch vụ mạng 1.2.1 Các xu hướng phát triển dịch vụ mạng mảy tính 1.2.2 Các dịch vụ phổ biến mạng máy tính .7 1.3 Khải niệm định nghĩa mạng máy tinh 1.4 Cấu trúc mạng (Topoỉogy) 10 1.4.1 Cấu trúc điểm - điểm (Point to Point) 10 1.4.2 Cấu trúc đa điểm hay quảng bá 11 ì Khái niệm giao thức mạng máy tính (Protocol) 12 1.5.1 Khái niệm giao thức 12 1.5.2 Chức giao thức 13 1.6 Các phương thức cung cấp dịch vụ truyền so liệu .16 1.6.1 Truyền thông nối tiếp song song 16 1.6.2 Các phưomg thức truyền thông đồng bộ, không đồng đẳng thời .17 1.6.3 Các chế độ truyền dừ liệu 18 1.7 Thông tin tương tự thông tin số 19 1.7.1 Thông tin tương tự 19 1.7.2 Thông tin số 20 1.8 Môi trường truyền dẫn (Transmission medium) 21 1.8.1 Băng thông tốc độ liệu 21 1.8.2 Thông lượng (Throughput) 21 1.8.3 Nhiễu ." .22 1.8.4 Các loại cáp mạng .23 1.8.5 Các phương tiện vô tuyến 25 1.9 Kỹ thuật ghép kênh (Multiplexing) 26 1.9.1 Gìot thiệu 26 1.9.2 Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số FDM 27 1.9 K ỹ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian T D M 27 1.9.4 Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian thống kêSTDM 28 1.9.5 Ghép kênh truy nhập theo yêu cầu DAM .28 1.9.6 Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM 29 1.9.7 Ghép kênh đào 29 / 10 Chuyển mạch \í5 ỉiệu 30 1.10.1 Chuyển mạch kênh (Circuit svvitched) 30 1.10.2 Chuyển mạch gói (Packet switched) 32 1.10.3 Chuyên mạch lai (Hybrid switching) 36 ì.ỉ I Các mơ hình Inin íhơnịỉ máy tính 36 1.11.1 Mơ hình hệ thống khơng tập trung 37 1.11.2 Mơ hình hệ thống tập trung 37 1.11.3 Mơ hình xừ lý phân tán 38 1.11.4 Mơ hình khách/chù (Client-Server) 39 1.11.5 Mơ hình khách/chù nhièu lớp 40 1.11.6 Mơ hình ngang hàng (Peer-to-Peer) 42 1.11.7 Mô hình dựa Web .42 1.12 Mội số vấn đè hàn thiết kế kiến trúc mạng 43 1.12.1 Các dịch vụ mạng 43 1.12.2 Đ ịa c h i .43 1.12.3 Đ ụ ìh t u y ế n 43 1.12.4 Chat luợng cùa dịch vụ 43 1.12.5 Kích thước tối đa gói liệu .44 1.12.6 Điều khiển luồng tắc nghẽn dừ liệu 45 1.12.7 Thông điệp báo lồi 45 / IS Dúnh giá clộ tin cậy cùa mạng 46 1.13.1 Xác suất - công cụ toán học .46 1.13.2 Hoạt động đạt yêu cầu (hiệu suất) 46 1.13.3 Độ tin cậy mạng 46 Câu hói trắc nịỉhiệm 47 Câu h()i hài tập .50 CHƯƠNG 2: KIÉN TRÚC MẠNG VÀ MƠ HÌNH O S I 52 2.1 Các tơ chức ticu chtì hóa mạng máy tính 52 2.1.1 Cơ sờ xuất kiến trúc đa tầng 52 2.1.2 Các tồ chức tiêu chuẩn 53 2.2 Mơ hình kién trúc đa tầHỊỊ 54 2.2.1 Các quy tắc phân tầng 54 2.2.2 Luxi chuycn thông tin kiến trúc đa tầng 56 2.2.3 Nguyên tác iruyền thông đồng tầng 57 2.2.4 Giao diện lằng, quan hệ tầng kề dịch vụ 59 2.2.5 Dịch vụ chất lượng dịch vụ .60 2.2.6 Các hàm dịch vụ nguyên thuỷ (Primitive) 63 2.2.7 Quan hệ giừa dịch vụ giao thức 68 23 Mỏ hình kết nối cúc hệ thống mớ OSI 69 2.3.1 Nguyên tắc định nghĩa tầng hệ thống mư 70 2.3.2 Các giao thức mơ hình O Sl 70 2.3.3 Truyền liệu mơ hình OSI .71 2.3.4 Các tham số dịch vụ tương tác tầng 72 2.3.5 Trạng thái hoạt dộng hàm dịch vụ mơ hình OSl 73 2.4 Vai trị chức yếu cúc tầng 73 2.4.1 Tầng ứng dụng 73 2.4.2 Tầng trình diễn 74 2.4.3 Tầng phiên 74 2.4.4 Tầng giao vận 75 2.4.5 Tầng mạng 77 2.4.6 Tầng liên kết liệu 78 2.4.7 Tầng vật lý .82 2.4.8 Tóm tẳt chức tầng 83 2.4.9 Một số nhận xét ve kiến truc mô hinh OSI 84 2.5 Kỳ thuật kiếm soái luồng 84 2.5.1 Giao thức kiệm soát luồng “Ngừng đợi" 84 2.5.2 Giao thức kiểm soát luồng “Cừa sổ trượi” 85 2.6 Kỳ thuật kiểm soát lỗi 86 2.6.1 Giới thiệu kỹ thuật phát lồi 86 2.6.2 Phương pháp sừa lồi CRC 87 2.7 Khải niệm định tuyến thuật toán định luyến 90 2.7.1 Giới thiệu chung % 2.7.2 Chức định tuyến 91 2.7.3 Phân loại kỹ thuật định tuyến 92 2.7.4 Các thuật toán chọn đường 93 2.7.5 Thuật toánchọn đường Dijkstra 94 2.7.6 Thuật toán Bellman Ford 95 2.7.7 Thuật tốn tìm đường cố định 96 2.7.8 Thuật tốn tìm đường động 98 2.7.9 Thuật toán tìm đường ngẫu nhiên 98 2.8 Một số kiến trúc mạng chuẩn 98 2.8.1 Kiến trúc mạng SNA 98 2.8.2 Giao thức IPX/SPX 99 2.8.3 AppleTalk 99 2.8.4 Kiến trúc mạng DNA 100 2.8.5 Họ IEEE 802 100 2.8.6 TCP/IP 100 ( 'âu hoi trác nghiúm 101 ( 'âu hoi hài tập 106 CHirONG 3: MẠNG c ự c Bộ LAN 107 J Tônịỉ cỊuan \'è mạnịĩ cục hộ L A N 10 3.1.1 Đặc tnrng cua mạngcục 107 3.1.2 Mạng hình Bus .108 3.1.3 Mạng hinh vòng (Ring) 109 3.1.4 Mạng hình (Star) 110 3.1.5 Bãng tẩn sớ (Base band) băng tần dải rộng (Broad band) 111 3.2 Các phương thức truy nhập đường tniyền 113 3.2.1 G iớ i th iệ u c h u n g 113 3.2.2 (ìiao ihức 1-Persistent CSMA 115 3.2.3 Gian thức Non-Persistent CSMA 115 3.2.4 (iiao Ihức CSMA/CD .116 3.2.5 (iiao ihứcCSMA/CA 118 3.2.6 Tokcn Bus 118 3.2.7 lokcnRing 120 3.2.8 l okcn Ring hộ thứ hai 123 3.2.9 sánh phưcmg pliáp truy nhập ngầu nhiên truy n h ậ p c ó đ iè u k h i ể n 125 ỉ Ethernei chỉiân IEEE ỈỊ02 126 3.3.1 G iớ i th iệu c h u n g v ề h t h e r n e t 126 3.3.2 Vai trò chức lầng IEEE 802 127 3.3.3 Định dạng khung Ethernet: 129 3.3.4 Các chuấn IEEE 802.X 130 3.3.5 IIÌEH 802.3 133 3 F asl ỉùhem et lOOMbiưs (lO O Base'D lO O V G -A n yL A N 13 3.3.7 Gigabit Ethernet 141 3.3.8 Gigabit Ethernet qua cáp sợi quang 142 3.3.9 Hiệu suất Ethernet .142 3.4 Mạng cục hộ Token Ring 143 3.4.1 Hoạt động cùa mạng Token Ring 143 3.4.2 Chuẩn Token Ring 144 3.5 Các mạnịỉ LAN không dúy WLAN (Wireless LAN) 146 3.5.1 Giới thiệu mạng LAN không dây 146 3.5.2 Các công nghệ vô tuyến 147 3.5.3 Cấu trúc thành phần mạng WLAN 149 3.5.4 Các loại chuẩn WLAN .150 i Giao diện sơ liệu phán hổ sừ dụng quanịỊ FDDỈ 152 3.6.1 Giới thiệu FDDI 152 3.6.2 Sự tương quan gừạ FDD1 mơ hình O Sl 153 3.6.3 Các kiểu kết nối đầu cuối FDDI 155 3.6.4 Khả chịu lồi cùa FDDI 156 3.6.5 Khuôn dạng tổng quát FDDI Frame 156 3.7 Mạng LAN A TM .158 3.7.1 Đặc trưng LAN ATM 158 3.7.2 Các loại LAN ATM 159 3.7.3 Kỳ thuật chuyển mạch LAN ATM 159 3.7.4 Kiến trúc giao thức LAN ATM 160 i.(*? Mạng cục hộ VLAN (Virtual LAN) 161 3’8.1 Giới thiệu 161 3.8.2 ưu điểm VLAN 162 Câu hỏi trắc nghiệm 163 Câu hỏi hài tập 165 CHƯƠNG 4: MẠNG DIỆN RỘNG WAN 167 ỉ Mạng chuyển mạch gói X.25 167 4.\ \ Khai quát kỹ thụật mạng X.25 167 4.1.2 Mơ hình phân tầng X.25 168 4.1.3 Hoạt động giao thức X.25 169 4.2 Mạng chuyên mạch khung 170 4.2.1 Giới thiệu chung 170 4.2.2 Cấu hình tổng quát mạng Frame Relay 171 4.2.3 So sánh Frame Relay với X.25 172 4.2.4 Frame Relay mơ hình O SI 174 4.2.5 Cấu trúc khung LAP-F 175 4.2.6 Điều khiển quàn lý lưu lượng 176 4.2.7 Các dịch vụ Frame Relay 177 4.3 Dịch vụ chuyên mạch dừ liệu nhiều megahií SMDS 178 4.3.1 Giới thiệu chung 178 4.3.2 SMDS gì? 178 4.3.3 Tổng quan SMDS 178 4.3.4 SMDS so với công nghệ ATM Prame Relay 181 ■/ Phương thức truyền không đồng A TM 182 4.4.1 Giới thiệu chung .182 4.4.2 Kiến trúc phân tầng ATM 183 4.4.3 Khuôn dạng té bào ATM 189 4.4.4 Kết nối ảo (Virtual Connections) 191 4.4.5 So sánh ATM với công nghệ khác .192 4.5 Kẻt nối liên mạn^ - ỊnternetM’orkinỊi 194 4.5.1 Khái niệm kết nối liên mạng 194 4.5.2 Các thiết bị kết nối liên mạng 195 c 'ác giao thức (íịnh tu\’én mạng ỈP 197 4.6.1 Liên kết mạng thông qua định tuyến IP 197 4.6.2 Các giao thức định tuyến 198 4.6.3 Giao thức định tuyến RIP 199 4.6.4 Giao thức thông tin định tuyến RlP-2 202 4.6.5 Giao thức định tuyến OSPF (Open shorted Path Firsí) 203 4.6.6 Giao thức định tuyến IGRP 206 4.6.7 Giao thức EIGRP 209 4.6.8 Giao thức định tuyến BGP 212 Câu hỏi trắc nghiệm 215 ( 'âu hoi hài tập .219 CHƯƠNG 5: INTERNET 221 ì Nguồn gốc trình phái triên cùa Internet 221 5.2 Mơ hình kiến trúc TCP/IP .222 5.2.1 Chức tầng TCP/IP 222 5.2.2 Q Irình đóng gói liệu (Encapsulation) 224 5.2.3 Quá trình phân mảnh liệu (Pragment) 225 5.3 Các giao thức hàn cùa giao thức TCP/IP 227 5.3.1 Giao thức gói tin người dụng UDP 227 5.3.2 Giao thức điều khiển truyền TCP 230 5.3.3 Giao ihức mạng IP 239 5.3.4 Giao thức thông báo điều khiển mạng ICMP 248 5.3.5 Giao thức phân giái địa chi ARP .252 5.3.6 Giao thức phân giải địa chi ngược RARP 255 5.4 Dịnh tuvến ỈP ^iao thức định luyến 256 5.5 Giao thức IPv6 261 5.5.1 Khái quát chung 261 5.5.2 Nguyên nhân đời IPv6 262 5.5.3 Các đặc trưng lPv6 .262 5.5.4 So sánh lPv4 IPv6 264 Khuôn dạn^ Datagram Header IPv6 265 5.4.1 Cấu trúc khuôn dạng Datagram IPv6 266 5.4.2 IPvó Header 267 5.4.3 Tiêu đề mờ rộng 268 5.4.4 So sánh lPv4 Header lPv6 Header 269 5.5 Lớp địa chi IPv6 26*^) 5.5.1 Phương pháp hicu dicn dịa chi ll’\ 26‘) 5.5.2 Phân loại địa chi IPv6 270 5.5.3 So sánh địa chi IPv4 địa chi IPv6 271 Câu hòi trắc nghiệm 272 c 'âu hỏi hài tập 272 CHƯƠNG 6: CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG KHÁC 274 ỉ Mạng hội tụ mạng hệ sau NGN 274 6.1.1 GỊỚi thiệu 274 6.1.2 Tổng quan mạng hệ sau 275 6.1.3 Sự bùng nổ nhu cầu da dạng loại hinh dịch v ụ 276 6.1.4 Mơ hình phân lớp chức 276 6.1.5 Cấu trúc thành phần hệ thống NGN 278 6.1.6 Các công nghệ tảng NGN 278 6.1.7 Mơ hình NGN giải pháp thiết kế số hàng 280 6.1.8 Một sổ dịch vụ NGN T 282 6.1.9 NGN mạng viễn thông Việt Nam 284 6.2 Mạng mảy tinh không dây WiMAX 285 Ố2.\ Gìớì thiệu .285 6.2.2 Các chuần WiMAX 286 6.2.3 Mơ hình truyền thơng WiMAX 287 6.2.4 Các đặc điểm cùa WiMax 288 6.2.5 Các chuẩn sử dụng WiMẠX 289 6.2.6 Băng tần phương thức điều chế 290 6.2.7 Các dịch vụ ứng dụng mạng WiMAX 291 6.2.8 Quản lý chất lượng địch vụ 291 6.2.9 So sánh công nghệ Wi-Fi WiMAX 292 6.3 Tong quan Metro Ethernet Network .292 6.3.1 Giới thiêu 292 6.3.2 Kiến trúc mạng E-MAN 293 6.3.3 Mơ hình dịch vụ Ethernet 293 6.3.4 Đặc trưng dịch vụ Ethernet 294 6.3.5 Các đặc tinh cùa MEN 295 6.3.6 Kết nối Ethernet ảo 295 6.3.7 Các loại dịch vụ Ethernet 2% 6.3.8 Vấn đề an ninh mạng (Network security) 298 6.3.9 Độ mềm dẻo cùa mạng 299 6.3.10 Ethernet dựơc bổ sung bời công nghệ MPLS 6.3.11 Mạng E-MAN dựa công nghệ lOGigabit Ethernet 300 6.4 Côn^ nghệ đường dây íhuê hao số xDSL .300 6.4.1 GỊỚi thiệu 300 6.4.2 Tổng quan họ công nghệ xDSL .301 6.4.3 Phân chia tần sổ công nghệ ADSL 303 6.4.4 Các phương pháp mã hóa đường truyền .305 6.4.5 Phát lỗi sửa lỗi .306 6.4.6 Nhiễu chống xuyên nhiễu 307 6.4.7 Cẩu trúc siêu khung 309 6.4.8 Các mơ hình kết nối ADSL 310 6.4.9 Các ứng dụng cùa ADSL 312 ố Truyền íhoại qua mạng chuyến mạch gói VoPN 313 6.5.1 Khái niệm 313 6.5.2 Mô hình truyền thoại qua mạng chuyển mạch gói 313 6.5.3 ưu điểm truyền thoại qua mạng chuyển mạch gói .313 6.5.4 Các vấn đề chất lượng dịch vụ QoS 314 6.5.5 Một số giao thức đa phương tiện mạng chuyển mạch gói .316 6.5.6 Một số chuẩn mã hóa thoại CODEC 316 6.5.7 Thoại qua chuyển tiếp khung .317 6.5.8 Thoại qua ATM (VoATM) 317 6.5.9 Thoại qua IP (VoIP) 319 6.6 Công nghệ chuyến mạch nhăn đa giao thức MPLS 327 6.6.1 Giới thiệu 327 6.6.2 Mơ hình thành phần mạng MPLS 328 6.6.3 Kiến trúc nguyên tắc hoạt dộng iVlPLS 330 6.6.4 Đánh giả công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao ửìức MPLS 333 6.6.5 Khả ứng dụng hướng phát triển MPLS 334 6.7 c 'ông nghệ chuyên mạch mềm (Soflswilch) 335 6.7.1 G iá i t h i ệ u 335 6.7.2 Một số định nghĩa chuyển mach mềm .335 6.7.3 Cấu trúc nguyên tẳc chuyển mạch mềm .337 6.7.4 Giao diện ứng dụng APl chuyến mạch mềm 338 6.7.5 Các module chuyển mạch m ềm 340 6.7.6 So sánh chuyển mạch mềm chuyển mạch kênh truyền thống 341 ổ 'ptography) 382 7.7.2 Cơ che hoạt động 382 7.7.3 Mật mã đối xứng bất đổi xứng .383 7.7.4 Bức tường lử a .385 7.