Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1 của bài giảng mạng máy tính trình bày các khái niệm cơ bản về mạng máy tính và mạng Internet. Thông qua chương này người học biết được thế nào là một mạng máy tính? Các thành phần của một mạng máy tính, biết được Internet là gì? Kiến trúc Internet, biết được các chiến lược dồn kênh,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Mạng Máy Tính Computer Networks Phạm Văn Nam Email: nampv@ntu.edu.vn; pvnamk19@yahoo.com Địa liên hệ: Văn phịng Bộ mơn Mạng & Truyền thông - Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Nha Trang Điện thoại: 831149-214 Introduction 1-1 Môn học nói về? Mạng máy tính (MMT) đa - Không phải mạng chuyên dụng (vd: telephone) Những nguyên lý MMT - Không khảo sát tất chuẩn giao thức hành Tập trung vào kiến trúc phần mềm mạng - Chỉ thảo luận số phần cứng mạng thiết yếu Introduction 1-2 Tài liệu mơn học Tài liệu Computer Networking by Jim Kurose and Keith Ross, Addison-Wesley, 2nd Edition, 2002 Mạng máy tính hệ thống mở, Nguyễn Thúc Hải, NXB Giáo dục, 1999 Computer Networks by Andrew S Tanenbaum, Prentice Hall, 4th Edition, 2002 Tài liệu đọc thêm TCP/IP Illustrated Vol & by W Richard Stevens, Addision-Wesley, 1994 Computer Networks and Internets by Douglas E Comer, Prentice Hall, 2nd Edition, 1998 Introduction 1-3 Chương 1: Các khái niệm mạng máy tính mạng Internet Thế mạng máy tính? Các thành phần MMT Internet gì? Kiến trúc Internet (Internet Architecture) Các chiến lược dồn kênh Mạng chuyển mạch kênh, gói Những vấn đề MMT Introduction 1-4 Thế mạng máy tính? Mạng cung cấp kết nối Một tập máy tính/thiết bị chuyển mạch kết nối liên kết truyền thông Nhằm chia sẻ thông tin tài nguyên Topologies (đồ hình mạng) Nhiều phương tiện 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 Networks – LANs, MANs, WANs, etc.) Introduction 1-5 Các thành phần MMT • trạm, hệ thống đầu cuối – pc’s, workstations, servers – PDA’s, phones, toasters chạy ứng dụng mạng • liên kết truyền thơng router server workstation mobile local ISP – fiber, copper, radio, satellite – điểm - điểm quảng bá – băng thơng • switches routers: chuyển tiếp gói liệu qua mạng • internet (liên mạng): mạng mạng • Internet liên mạng cơng cộng cụ thể regional ISP company network Introduction 1-6 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 ảo cộng tác, đơn 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 không), tường lửa (thông thường) Introduction 1-7 Internet Architecture (Kiến trúc Internet) NAP International lines regional network national network ISP company on-line services ISP university company access via modem LANs Introduction 1-8 Các chiến lược dồn kênh Chia sẻ tài nguyên mạng nhiều người sử dụng • Những chiến lược dồn kênh thơng thường • Dồn kênh chia thời gian-Time Division Multiplexing (TDM) • Dồn kênh chia tần số-Frequency Division Multiplexing (FDM) • Cả hai chiến lược kỹ thuật chuyển mạch kênh (circuit switching technology) Introduction 1-9 Chuyển mạch kênh: FDMA TDMA Example: FDMA users frequency time TDMA frequency time Introduction 1-10 Mạng chuyển mạch kênh - Circuit Switched Networks Tất tài nguyên (vd: liên kết truyền thông) cần thiết cho gọi dành riêng suốt gọi Ví dụ: mạng điện thoại Introduction 1-11 Dồn kênh thống kê - Statistical Multiplexing Tương tự dồn kênh theo thời gian tùy vào nhu cầu cố định Kế hoạch lại đường truyền dựa vào tảng gói Các gói từ nguồn khác chèn vào đường truyền Những gói “đấu tranh” dành đường truyền đưa vào vùng đệm (buffer) Sự tích tụ vùng đệm gọi nghẽn-congestion Đây kỹ thuật chuyển mạch gói, dùng MMT Introduction 1-12 Mạng chuyển mạch gói - Packet Switched Networks A B 10 Mbps Ethernet statistical multiplexing C 1.5 Mbps queue of packets waiting for output link D E Dữ liệu đưa lên mạng được chia thành nhiều “gói” gọi “packets” Phương pháp Lưu giữ chuyển tiếp (Store-and-forward): packets lưu giữ vùng đệm trước truyền Packets chạy mạng chia sẻ tài nguyên với packets khác Việc sử dụng tài nguyên tùy thuộc vào nhu cầu hay chia sẻ tài nguyên theo thống kê Khi tài nguyên hạn chế: độ trễ xếp hàng, gói tin Introduction 1-13 Tại chia sẻ tài nguyên theo thống kê? Sự tận dụng hiệu tài nguyên mạng Kịch ví dụ Chuyển mạch kênh - Circuit switching Link bandwidth (dải thông): Mbps Mỗi gọi cần 100 Kbps truyền thông tin Mỗi gọi có liệu để gửi (“hoạt động”) chiếm 10% thời gian Mỗi gọi cần 100 Kbps: hỗ trợ 10 gọi đồng thời Chuyển mạch gói - Packet switching Hỗ trợ nhiều gọi với xác suất “tranh giành” nhỏ • 35 gọi thực hiện: xác suất mà > 10 gọi “hoạt động” < 0.0017! Introduction 1-14 So sánh chuyển mạch kênh chuyển mạch gói Mục so sánh Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói Đường dẫn “đồng” chun biệt Có Khơng Băng thơng sẵn có Cố định Biến động Khả lãng phí băng thơng Có Khơng Truyền dẫn lưu giữ-chuyển tiếp Khơng Có Các gói tin theo lộ trình Có Khơng Thiết lập kết nối Yêu cầu Không cần thiết Khả tắc nghẽn xảy Thiết lập kết nối Đối với gói tin Ảnh hưởng tắc nghẽn Cuộc gọi bị chặn Độ trễ xếp hàng Introduction 1-15 Network Taxonomy (Phân loại mạng) Telecommunication networks Circuit-switched networks FDM TDM Packet-switched networks Networks with VCs Datagram Networks Introduction 1-16 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 lọai 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 1-17 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 1-18 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 1-19 ... Internets by Douglas E Comer, Prentice Hall, 2nd Edition, 19 98 Introduction 1- 3 Chương 1: Các khái niệm mạng máy tính mạng Internet Thế mạng máy tính? Các thành phần MMT Internet gì? Kiến... Introduction 1- 10 Mạng chuyển mạch kênh - Circuit Switched Networks Tất tài nguyên (vd: liên kết truyền thông) cần thiết cho gọi dành riêng suốt gọi Ví dụ: mạng điện thoại Introduction 1- 11 Dồn... Introduction 1- 15 Network Taxonomy (Phân loại mạng) Telecommunication networks Circuit-switched networks FDM TDM Packet-switched networks Networks with VCs Datagram Networks Introduction 1- 16 Những