Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1 trình bày về Tổng quan mạng máy tính. Nội dung cụ thể của chương này gồm có: Các khái niệm cơ bản, các thành phần cơ bản của mạng, phân loại mạng máy tín, các mô hình kết nối mạng, các mô hình kết nối mạng, kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet, lịch sử ra đời và phát triển mạng Internet
MẠNG MÁY TÍNH Chương 1: Tổng quan mạng máy tính bangtqh@utc2.edu.vn Nội dung Các khái niệm Các thành phần mạng Phân loại mạng máy tính Các mơ hình kết nối mạng Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet Lịch sử đời phát triển mạng Internet bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 1.1 Các khái niệm Mạng máy tính, mạng Internet gì? PC server wireless laptop Hàng triệu thiết bị – hosts = Hệ thống đầu cuối – Chạy ứng dụng mạng mobile network Đường truyền Cáp quang, Cáp đồng, Sóng radio, Vệ tinh Tốc độ truyền tải = băng thông (bandwidth) home network global ISP smartphone wireless links wired links router Thiết bị định tuyến: Chuyển gói tin tới đích routers switches bangtqh@utc2.edu.vn regional ISP institutional network Mạng máy tính - Chương 1.1 Các khái niệm (tt) Internet: mobile network – Là mạng mạng – Phân quyền quản lý kết nối ISP Giao thức – Điều khiển trình gửi/nhận thông điệp – Vd: TCP, IP, HTTP, Skype, 802.11 global ISP home network regional ISP Chuẩn Internet – RFC: Request for comments – IETF: Internet Engineering Task Force bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương institutional network 1.1 Các khái niệm (tt) Mạng MT góc độ dịch vụ Cơ sở hạ tầng viễn thơng mobile network – Cho phép chạy ứng dụng mạng: – Web, VoIP, email, trò chơi, giao dịch điện tử, chia tệp tin global ISP home network regional ISP Những dịch vụ viễn thông cung cấp cho ứng dụng – Sự vận chuyển liệu tin cậy từ nguồn tới đích – Sự vận chuyển liệu “tốt có thể” (khơng tin cậy) institutional network Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn Giao thức gì? Chào anh! TCP connection request Ờ, chào em TCP connection response Mấy anh? bangtqh@utc2.edu.vn GET http://bangtqh.wordpress.com time Mạng máy tính - Chương Giao thức ? (tt) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương Giao thức ? (tt) Một số giao thức phổ biến – – – – – – – ICMP: Internet Control Management Protocol TCP: Transmission Control Protocol IP: Internet Protocol HTTP: Hypertext Transfer Protocol SMTP: Simple Mail Transfer Protocol FTP: File Transfer Protocol n Tóm lại giao thức mạng sẽ; • • • Định nghĩa khuôn dạng (cú pháp/ngữ nghĩa) thông điệp Thủ tục gửi/nhận thơng điệp Kiểm sốt chất lượng đường truyền/Xử lý lỗi bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 1.2 Các thành phần mạng Rìa mạng – – mobile network Các host: clients, servers Các thiết bị đầu cuối khác global ISP Môi trường truyền thông – home network Các liên kết có dây khơng dây regional ISP Lõi mạng (core) – – Các thiết bị mạng phục vụ việc kết nối, truyền tải thông tin Router, switch, gatewayn bangtqh@utc2.edu.vn institutional network Mạng máy tính - Chương Network edge – rìa mạng Máy tính đầu cuối (hosts) – Chạy ứng dụng mạng – Vd: Web, Mail,n Mơ hình khách/chủ mobile network global ISP home network – Máy khách yêu cầu nhận dịch vụ từ máy chủ – Vd: Trình duyệt web/máy chủ web; máy khách/máy chủ email regional ISP institutional network bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 10 Kết nối mạng đường truyền Hỏi: để kết nối máy đầu cuối vào định tuyến? – Truy cập mạng gia đình – Truy cập mạng cơng sở (trường học, công ty) – Truy cập mạng di động Lưu ý: – Băng thông (số bit/giây) mạng truy cập – Mạng chia sẻ hay mạng chuyên dụng? bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 11 Kết nối mạng qua DSL Digital Subcriber line – Đường thuê bao số central office DSL Bộ chia modem tín hiệu voice, data transmitted at different frequencies over dedicated line to central office telephone network DSLAM ISP DSL access multiplexer Sử dụng hạ tầng điện thoại có sẵn data truyền qua đường DSL vào Internet liệu thoại truyền qua đường DSL vào mạng điện thoại số Tốc độ upload < 2.5 Mbps (thường gặp 256Kbps) Tốc độ download < 24 Mbps (thường gặp Mbps) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 12 Kết nối mạng qua đường cáp Không sử dụng sở hạ tầng điện thoại – thay vào sử dụng hạ tầng truyền hình cáp Cáp quang/đồng trục hỗn hợp (HFC - hybrid fiber coax) – không đối xứng: tối đa 30Mbps tải xuống, Mbps tải lên Mạng bao gồm cáp đồng trục cáp quang nối liền hộ gia đình tới định tuyến ISP – Các hộ chia sẻ đường truyền định tuyến Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 13 Kết nối mạng qua đường cáp 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 bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 14 Kiến trúc mạng truyền hình cáp Khoảng 500 – 5000 hộ Trạm điều phối mạng cáp phân phối (đơn giản) hộ gđ Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 15 Kiến trúc mạng truyền hình cáp server(s) Trạm điều phối mạng cáp phân phối (đơn giản) bangtqh@utc2.edu.vn hộ gđ Mạng máy tính - Chương 16 Kiến trúc mạng truyền hình cáp 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 Trạm điều phối mạng cáp phân phối (đơn giản) bangtqh@utc2.edu.vn hộ gđ Mạng máy tính - Chương 17 Kết nối mạng nhà Các thiết bị không dây Kết nối tới nhà cung cấp dịch vụ Thường tích hợp cable DSL modem wireless access point (54 Mbps) bangtqh@utc2.edu.vn router, firewall, NAT Kết nối có dây Ethernet (100 Mbps) Mạng máy tính - Chương 18 Kết nối mạng doanh nghiệp institutional link to ISP (Internet) institutional router Ethernet switch institutional mail, web servers Tốc độ thường gặp 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps Thường thiết bị đầu cuối kết nối trực tiếp với Ethernet switch Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 19 Kết nối mạng không dây Các thiết bị đầu cuối kết nối với tới định tuyến môi trường mạng không dây chia sẻ – Thông qua trạm phát gọi 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 bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 20 1.4 Mơ hình kết nối mạng (tt) So sánh mơ hình Client-Server Peer-to-Peer Hybird Độ an tồn/tính bảo mật thơng tin Cao – Quản trị mạng điều chỉnh quyền truy cập Kém – Phụ thuộc vào mức độ chia sử node mạng Gần giống mơ hình Client-Server Khả cài đặt Khó Dễ Khó Yêu cầu phần cứng/phần mềm Cần có máy chủ; Hệ điều hành mạng; phần cứng bổ sung Không cần máy chủ; hệ điều hành cá nhân; Giống ClientServer Quản trị mạng Có Khơng cần Có Xử lý/lưu trữ tập trung Có Khơng Có Chi phía cài đặt Cao Thấp Cao bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 53 Nội dung Các khái niệm Các thành phần mạng Phân loại mạng máy tính Các mơ hình kết nối mạng Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet Lịch sử đời phát triển mạng Internet bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 54 1.5 Kiến trúc Internet Internet gì? – Là mạng mạng – Hàng triệu/hàng tỉ thiết bị/hệ thống đầu cuối • Các trạm làm việc (workstation) • Các thiết bị PDA, thiết bị sinh hoạt,n – Hệ thống đường truyền trải khắp toàn cầu – Rất nhiều thiết bị “định tuyến” phục vụ nhu cầu “vận chuyển” tin tức nút Ai sở hữu Internet ? – Không tổ chức hay cá nhân – Internet xây dựng hoạt động theo chuẩn chung số tổ chức quy định giám sát (IETF, ICANN, InterNIC, IAB, ITUn) Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 55 1.5 Kiến trúc Internet (tt) Kiến trúc Internet ? access net access net access net access net access net access net access net Question: given millions of access ISPs, how to connect them together? access net access net access net access net access net access net bangtqh@utc2.edu.vn access net access net Mạng máy tính - Chương access net 56 1.5 Kiến trúc Internet (tt) Option: connect each access ISP to every other access ISP? access net access net access net access net access net access net access net connecting each access ISP to each other directly doesn’t scale: O(N2) connections access net access net access net access net access net access net access net access net access net Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 57 1.5 Kiến trúc Internet (tt) Option: connect each access ISP to a global transit ISP? Customer and provider ISPs have economic agreement access net access net access net access net access net access net access net global ISP access net access net access net access net access net access net bangtqh@utc2.edu.vn access net access net Mạng máy tính - Chương access net 58 1.5 Kiến trúc Internet (tt) But if one global ISP is viable business, there will be competitors … access net access net access net access net access net access net access net ISP A access net access net ISP B ISP C access net access net access net access net access net access net access net Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 59 1.5 Kiến trúc Internet (tt) But if one global ISP is viable business, there will be competitors … which must be interconnected Internet exchange point access net access net access net access net access net IXP access net ISP A IXP access net access net access net access net ISP B ISP C peering link access net access net bangtqh@utc2.edu.vn access net access net access net Mạng máy tính - Chương access net 60 1.5 Kiến trúc Internet (tt) … and regional networks may arise to connect access nets to ISPS access net access net access net access net access net IXP access net access net ISP A IXP access net access net ISP B ISP C access net access net regional net access net access net access net access net access net Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 61 1.5 Kiến trúc Internet (tt) … and content provider networks (e.g., Google, Microsoft, Akamai) may run their own network, to bring services, content close to end users access net access net access net access net access net IXP access net ISP A access net Content provider network IXP access net access net access net ISP B ISP B access net regional net access net access net bangtqh@utc2.edu.vn access net access net Mạng máy tính - Chương access net 62 Nội dung Các khái niệm Các thành phần mạng Phân loại mạng máy tính Các mơ hình kết nối mạng Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet Lịch sử đời phát triển mạng Internet bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 63 1.6 Lịch sử Internet 1961-1972: Thời kỳ đầu mạng chuyển mạch gói 1961: Kleinrock – Chứng minh tính hiệu mạng chuyển mạch gói 1964: Paul Baran-Nghiên cứu chuyển mạch gói mạng quân 1967: Mạng ARPAnet đầu tư xây dựng bảo trợ ARPA 1972: – ARPAnet thức cơng bố vận hành – Ra đời giao thức điều khiển mạng NCP (Network Control Protocol first host-host protocol ) – Chương trình e-mail – ARPAnet phát triển lên15 nút 1969: Nút mạng ARPAnet hoạt động bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 64 1.6 Lịch sử Internet (tt) 1961-1972: Thời kỳ đầu mạng chuyển mạch gói bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 65 1.6 Lịch sử Internet (tt) 1972-1980: Liên mạng, mạng mới, mạng độc quyền 1970: Mạng vệ tinh ALOHA Hawaii 1974: Kiến trúc kết nối liên mạng Cerf Kahn đề xuất 1976: Xerox PARC cho đời Ethernet Cuối thập niên 70: số mạng độc quyền DECnet, SNA, XNA Cuối thập niên 70: mạng chuyển mạch gói (độ dài cố định-tiền thân mạng ATM) 1979: ARPAnet có 200 nút bangtqh@utc2.edu.vn Nguyên lý kết nối liên mạng Cerf Kahn – minimalism, autonomy - no internal changes required to interconnect networks – best effort service model – stateless routers – decentralized control Mạng máy tính - Chương 66 1.6 Lịch sử Internet (tt) 1980-1990: nhiều protocol mới, nhiều mạng 1983: deployment of TCP/IP 1982: SMTP e-mail protocol defined 1983: DNS defined for name-to-IP-address translation new national networks: CSnet, BITnet, NSFnet, Minitel 100,000 hosts kết nối (toàn mạng) 1985: FTP protocol defined 1988: TCP congestion control bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 67 1.6 Lịch sử Internet (tt) 1990 - 2000’s: Thương mai điện tử, Web, new apps Đầu thập niên1990: ARPAnet thức ngừng hoạt động 1991: NSFnet bỏ hạn chế sử dụng NFS cho mục đích thương mại (đến 1995 NFSnet ngừng hoạt động) Đầu thập niên1990: Web – hypertext [Bush 1945, Nelson 1960’s] – HTML, HTTP: Berners-Lee – 1994: Mosaic, later Netscape – late 1990’s: Commercialization of the Web bangtqh@utc2.edu.vn Cuối 1990’s – 2000’s: Nhiều ứng dụng “chết người”: instant messaging, P2P file sharingn Vấn đề an ninh mạng trở nên cấp thiết Khoảng 50 triệu host 100 triệu người dùng Tốc độc đường trục backbone đạt cỡ Gbps Mạng máy tính - Chương 68 1.6 Lịch sử Internet (tt) 2005 – – ~3.8 billion hosts (smartphones and tablets) – Truy cập băng thông rộng – Truy cập không dây tốc độ cao có khắp nơi – Xuất “mạng xã hội” online • Facebook (1,591 bil users – 12/2015) • Twitter (0.35 bil users – 12/2015) – Các “ông lớn” (Google, Microsoft) xây dựng “mạng riêng” – Thông qua internet, hãng cung cấp khả tìm kiếm, truy cập tức thời – E-commerce, universities, enterprises running their services in “cloud” (eg, Amazon EC2) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 69 Số liệu thống kê (tham khảo) Nguồn http://www.internetlivestats.com/ Nguồn: http://www.internetlivestats.com/ ( tháng4/2016) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 70 Số liệu thống kê (tham khảo) Việt Nam Nguồn: http://www.internetlivestats.com/ ( tháng 7/2016) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 71 Số liệu thống kê (tham khảo) Nguồn : http://www.internetlivestats.com/ Tháng 4/2016 bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 72 Kiến trúc phân tầng mạng máy tính Mơ hình giao thức mạng tn theo kiến trúc phân tầng (layer architecture) – Mỗi tầng đảm nhận chức định – Chỉ có tầng duới giao tiếp trực tiếp với – Một tầng từ tầng trở lên giao tiếp với nhiều hai tầng (kề trên, kề dưới) – Thông tin truyền từ tầng N hệ thống sang tầng N hệ thống phải truyền qua tầng N-1 N-2 n hệ thống tầng n N-1 hệ thống Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 73 Trao đổi liệu tầng (N+1) PCI (N) PCI Data User Data (N+1) Layer (N) Layer (N+1) PDU PCI – Protocol Control Information PDU – Protocol Data Unit bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 74 Kiến trúc phân tầng (tt) Mạng máy tính - Chương bangtqh@utc2.edu.vn 75 Kiến trúc phân tầng (tt) Application Transmission Media Application FTP Telnet coaxial cable Telnet HTTP fiber optic FTP packet radio HTTP Transport & Network Transmission Media bangtqh@utc2.edu.vn No-layered Layered coaxial cable fiber optic Mạng máy tính - Chương packet radio 76 Hai mơ hình tham chiếu Open System Interconnection Reference Model (OSI Reference Model) – Đưa ISO (International Organization for Standardization) năm 1984 – Mơ hình tham chiếu lý thuyết cho hệ thống mở nói chung – tầng: Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, Application TCP/IP Reference Model – Sử dụng cho mạng Internet – tầng: Host-to-network, Internet, Transport, Application bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 77 Mơ hình tham chiếu OSI Physical: binary transmission – signals, media, connectors, voltagesn Data Link: access to media – bits error control, flow control – physical addressing, net topology Network: address and best path – path selection, routing, addressing, internetwork Transport: end-to-end transmission – data transportation, virtual circuit – error detection and recovery, information flow control Session: interhost communication – session management Presentation: data representation – data format, data syntax Application: network services to applications bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 78 TCP/IP Layers & Protocols Layers Protocols Network Access = Host-to-network = Data link + Physical Network = Internet bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 79 TCP/IP vs OSI bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 80 bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 81 ... triển mạng Internet bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 63 1. 6 Lịch sử Internet 19 6 1- 1972: Thời kỳ đầu mạng chuyển mạch gói 19 61: Kleinrock – Chứng minh tính hiệu mạng chuyển mạch gói 19 64:... first host-host protocol ) – Chương trình e-mail – ARPAnet phát triển lên15 nút 19 69: Nút mạng ARPAnet hoạt động bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 64 1. 6 Lịch sử Internet (tt) 19 6 1- 1972:... Thời kỳ đầu mạng chuyển mạch gói bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính - Chương 65 1. 6 Lịch sử Internet (tt) 19 72 -1 9 80: Liên mạng, mạng mới, mạng độc quyền 19 70: Mạng vệ tinh ALOHA Hawaii 19 74: Kiến