GIÁO TRÌNH TIN HỌC_MẠNG MÁY TÍNH CĂN BẢN

Tham khảo sách ''giáo trình tin học_mạng máy tính căn bản'', công nghệ thông tin, quản trị mạng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

MUÏC LUÏC MUÏC LUÏC Bài 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I phát triển mạng máy tính: .4 II KHAÙI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH III lợi ích kết nối mạng: IV phân loại mạng máy tính: IV.1 Phân loại theo khoản caùch: IV.1.1 LAN (Local Area Networks): IV.1.2 Maïng đô thị MAN (Metropolitan Area Networks) .8 IV.1.3 Kết nối liên mạng (Internet Connectivity) .9 IV.2 Theo caáu truùc (topology): BUS, STAR, RING, MESH IV.2.1 BUS: .9 IV.2.2 RING: 10 IV.2.3 STAR: 10 IV.2.4 MESH: 10 V mô hình quản lý mạng: 10 V.1 Peer to peer: 11 V.2 Client – Server: 11 VI dịch vụ mạng: 12 VI.1 WWW (World Wide Web): 12 VI.2 FTP (File Transfer Protocol): 12 VI.3 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol): 12 VI.4 DNS(domain name system) 13 Baøi TCP/IP PROTOCOL 15 I TCP/IP ADDRESS 15 I.1 Lịch sử TCP/IP: 15 I.2 TCP/IP Protocols công cụ 15 I.3 Địa IP 16 I.4 Caùch xác định địa IP: 16 I.5 Phân chia lớp địa IP 17 I.6 Các địa dùng rieâng 20 I.7 Các loại dịch vụ mạng TCP/IP: 20 II SUBNET MASKS 20 II.1 Định nghóa Subnet Mask: 20 II.2 Nguyên tắc hoạt động Subnet Mask 21 II.3 Maïng – Subnet: 22 II.4 Bài toán ứng duïng: .24 II.5 Supernetting 24 ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG Trang 2/52 Bài 3: MÔ HÌNH THAM CHIEÁU OSI 28 I mô hình tham chiếu osi: 28 II Mô hình SNA (Systems Netword Architecture) 30 Bài 4: KHẢO SÁT CÁC TẦNG TRONG MÔ HÌNH OSI 32 I Khảo sát chi tiết TẦNG 1: 32 II Khảo sát chi tiết TẦNG 33 III Khảo sát chi tiết TẦNG 33 IV Khảo sát chi tiết TẦNG 34 V Khảo sát tầng 5: 35 VI Khaûo sát tầng 6: 36 VII Khảo sát taàng 7: 36 Bài PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DẪN VÀ THIẾT BỊ MẠNG 37 I Máy chủ Server 37 II Máy trạm Workstation 37 III Bộ card giao tiếp (NIC): 37 IV Các nút nối mạng 38 IV.1 Caùp đồng trục: 38 IV.2 Cáp quang học: 39 V môi trường truyền dẫn bên ngoài: 40 V.1 Sóùng ngắén: 40 V.2 Sóùng vô tuyếán: 40 Bài CÁCH BẤM DÂY MẠNG 42 I CHUẨN BỊ CÁC THIẾT BỊ: 42 I.1 Dây cáp, đầu bấm: 42 I.2 Kiềm bấm: 42 I.3 Chẩn bấm cáp: 42 Baøi 6: CHIA SẺ TÀI NGUYÊN TRONG MẠNG CỤC BỘ 44 Baøi 6: CHIA SẺ TÀI NGUYÊN TRONG MẠNG CỤC BỘ 44 II MỞ ĐẦU: 44 III ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC 44 IV CHIA SẺ Ổ ĐĨA VÀ THƯ MUÏC 44 IV.1 Mục đích: 44 IV.2 Chia sẻ ổ đóa: 45 IV.3 Chia sẻ thư mục: 45 V CHIA SEÛ MAÙY IN 46 V.1 Mục đích: 46 V.2 Chia sẻ máy in: 46 V.3 Cài đặt máy in mạng: 47 Bài CÁCH THIẾT LẬP MỘT MẠNG MÁY TÍNH NHỎ 50 Mạng Căn Bản GV: Trần Quang Bình ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG I Trang 3/52 Bước 1: Vạch kế hoạch 50 II Bước 2: Sẵn sàng kết nối 50 III Bước 3: Định cấu hình 51 IV Bước 4: Kết nối với hub 51 V Bước 5: Chia sẻ tài nguyên 52 VI Kết cuối 52 Maïng Căn Bản GV: Trần Quang Bình Trang 4/52 ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG Bài 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH I SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG MÁY TÍNH: Vào năm 50 hệ máy tính đưa vào hoạt động thực tế với bóng đèn điện tử chúng có kích thước cồng kềnh tốn nhiều lượng Hồi việc nhập liệu vào máy tính thông qua bìa mà người viết chương trình đục lỗ sẵn Mỗi bìa tương đương với dòng lệnh mà cột có chứa tất ký tự cần thiết mà người viết chương trình phải đục lỗ vào ký tự lựa chọn Các bìa đưa vào "thiết bị" gọi thiết bị đọc bìa mà qua thông tin đưa vào máy tính (hay gọi trung tâm xử lý) sau tính toán kết đưa máy in Như thiết bị đọc bìa máy in thể thiết bị vào (I/O) máy tính Sau thời gian hệ máy đưa vào hoạt động máy tính trung tâm nối với nhiều thiết bị vào (I/O) mà qua thực liên tục hết chương trình đến chương trình khác Cùng với phát triển ứng dụng máy tính phương pháp nâng cao khả giao tiếp với máy tính trung tâm đầu tư nghiên cứu nhiều Vào năm 60 số nhà chế tạo máy tính nghiên cứu thành công thiết bị truy cập từ xa tới máy tính họ Một phương pháp thâm nhập từ xa thực việc cài đặt thiết bị đầu cuối vị trí cách xa trung tâm tính toán, thiết bị đầu cuối liên kết với trung tâm việc sử dụng đường dây điện thoại với hai thiết bị xử lý tín hiệu (thường gọi Modem) gắn hai đầu tín hiệu truyền thay trực tiếp thông qua dây điện thoại Hình 1.1 Mô hình truyền liệu từ xa Những dạng thiết bị đầu cuối bao gồm máy đọc bìa, máy in, thiết bị xử lý tín hiệu, thiết bị cảm nhận Việc liên kết từ xa thực hiên thông qua vùng khác dạng hệ thống mạng Trong lúc đưa giới thiệu thiết bị đầu cuối từ xa, nhà khoa học triển khai loạt thiết bị điều khiển, thiết bị đầu cuối đặc biệt cho phép người sử dụng nâng cao khả tương tác với máy tính Một sản phẩm quan trọng hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 IBM Hệ thống bao gồm hình, hệ thống điều khiển, thiết bị truyền thông liên kết với trung tâm tính toán Hệ thống 3270 giới thiệu vào năm 1971 sử dụng dùng để mở rộng khả tính toán trung tâm máy tính tới vùng xa Ðể làm giảm nhiệm vụ truyền thông máy Mạng Căn Bản GV: Trần Quang Bình Trang 5/52 ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG tính trung tâm số lượng liên kết máy tính trung tâm với thiết bị đầu cuối, IBM công ty máy tính khác sản xuất số thiết bị sau: Thiết bị kiểm soát truyền thông: có nhiệm vụ nhận bit tín hiệu từ kênh truyền thông, gom chúng lại thành byte liệu chuyển nhóm byte tới máy tính trung tâm để xử lý, thiết bị thực công việc ngược lại để chuyển tín hiệu trả lời máy tính trung tâm tới trạm xa Thiết bị cho phép giảm bớt thời gian xử lý máy tính trung tâm xây dựng thiết bị logic đặc trưng Thiết bị kiểm soát nhiều đầu cuối: cho phép lúc kiểm soát nhiều thiết bị đầu cuối Máy tính trung tâm cần liên kết với thiết bị phục vụ cho tất thiết bị đầu cuối gắn với thiết bị kiểm soát Ðiều đặc biệt có ý nghóa thiết bị kiểm soát nằm cách xa máy tính cần sử dụng đường điện thoại phục vụ cho nhiều thiết bị đầu cuối Hình 1.2: Mô hình trao đổi mạng hệ thống 3270 Vào năm 1970, thiết bị đầu cuối sử dụng phương pháp liên kết qua đường cáp nằm khu vực đời Với ưu điểm từ nâng cao tốc độ truyền liệu qua kết hợp khả tính toán máy tính lại với Ðể thực việc nâng cao khả tính toán với nhiều máy tính nhà sản xuất bắt đầu xây dựng mạng phức tạp Vào năm 1980 hệ thống đường truyền tốc độ cao thiết lập Bắc Mỹ Châu Âu từ xuất nhà cung cấp dịnh vụ truyền thông với đường truyền có tốc độ cao nhiều lần so với đường dây điện thoại Với chi phí thuê bao chấp nhận được, người ta sử dụng đường truyền để liên kết máy tính lại với bắt đầu hình thành mạng cách rộng khắp Ở nhà cung cấp dịch vụ xây dựng đường truyền liệu liên kết thành phố khu vực với sau cung cấp dịch vụ truyền liệu cho người xây dựng mạng Người xây dựng mạng lúc không cần xây dựng lại đường truyền mà cần sử dụng phần lực truyền thông nhà cung cấp Vào năm 1974 công ty IBM giới thiệu loạt thiết bị đầu cuối chế tạo cho lónh vực ngân hàng thương mại, thông qua dây cáp mạng thiết bị đầu cuối truy cập lúc vào máy tính dùng chung Với việc liên kết máy tính nằm khu vực nhỏ tòa nhà khu nhà tiền chi phí cho thiết bị Mạng Căn Bản GV: Trần Quang Bình Trang 6/52 ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG phần mềm thấp Từ việc nghiên cứu khả sử dụng chung môi trường truyền thông tài nguyên máy tính nhanh chóng đầu tư Vào năm 1977, công ty Datapoint Corporation bắt đầu bán hệ điều hành mạng "Attached Resource Computer Network" (hay gọi tắt Arcnet) thị trường Mạng Arcnet cho phép liên kết máy tính trạm đầu cuối lại dây cáp mạng, qua trở thành hệ điều hành mạng cục Từ đến có nhiều công ty đưa sản phẩm mình, đặc biệt máy tính cá nhân sử dụng cánh rộng rãi Khi số lượng máy vi tính văn phòng hay quan tăng lên nhanh chóng việc kết nối chúng trở nên vô cần thiết mang lại nhiều hiệu cho người sử dụng Ngày với lượng lớn thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày cao Mạng máy tính trở nên quen thuộc chúng ta, lónh vực khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục Hiện nhiều nơi mạng trở thành nhu cầu thiếu Người ta thấy việc kết nối máy tính thành mạng cho khả to lớn như: Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên mạng (như thiết bị, chương trình, liệu) trở thành tài nguyên chung thành viên mạng tiếp cận mà không quan tâm tới tài nguyên đâu Tăng độ tin cậy hệ thống: Người ta dễ dàng bảo trì máy móc lưu trữ (backup) liệu chung có trục trặc hệ thống chúng khôi phục nhanh chóng Trong trường hợp có trục trặc trạm làm việc người ta sử dụng trạm khác thay Nâng cao chất lượng hiệu khai thác thông tin: Khi thông tin sữ dụng chung mang lại cho người sử dụng khả tổ chức lại công việc với thay đổi chất như: Đáp ứng nhu cầu hệ thống ứng dụng kinh doanh đại Cung cấp thống liệu Tăng cường lực xử lý nhờ kết hợp phận phân tán Tăng cường truy nhập tới dịch vụ mạng khác cung cấp giới Với nhu cầu đòi hỏi ngày cao xã hội nên vấn đề kỹ thuật mạng mối quan tâm hàng đầu nhà tin học Ví dụ làm để truy xuất thông tin cách nhanh chóng tối ưu nhất, việc xử lý thông tin mạng nhiều làm tắc nghẽn mạng gây thông tin cách đáng tiếc Hiện việc có hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an toàn với lợi ích kinh tế cao quan tâm Một vấn đề đặt có nhiều giải pháp công nghệ, giải pháp có nhiều yếu tố cấu thành, yếu tố có nhiều cách lựa chọn Như để đưa giải pháp hoàn chỉnh, phù hợp phải trải qua trình chọn lọc dựa ưu điểm yếu tố, chi tiết nhỏ Để giải vấn đề phải dựa yêu cầu đặt dựa công nghệ để giải Nhưng công nghệ cao chưa công nghệ tốt nhất, mà công nghệ tốt công nghệ phù hợp II KHÁI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH Mạng Căn Bản GV: Trần Quang Bình ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG Trang 7/52 Mạng máy tính hai nhiều máy nối kết lại với phương thức để trao đổi thông tin với III CÁC LI ÍCH KHI KẾT NỐI MẠNG: Sử dụng chung thiết bị Có thể giảm số lượng máy in, đóa cứng thiết bị khác Kinh tế việc đầu tư xây dựng cho hệ thống tin học quan, xí nghiêp, doanh nghiệp Dùng chung tài nguyên, phần mềm Tránh dư thừa liệu, tài nguyên mạng Có khả tổ chức triển khai đề án lớn thuận lợi dễ dàng Bảo đảm tiêu chuẩn thống tính bảo mật, an toàn liệu nhiều người sử dụng thiết bị đầu cuối khác làm việc hệ sở liệu Tăng độ tin cậy mạng 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 IV PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH: IV.1 Phân loại theo khoản cách: IV.1.1 LAN (Local Area Networks): Mạng cục LAN: kết nối máy tính đơn lẻ thành mạng nội bộ, tạo khả trao đổi thông tin chia sẻ tài nguyên quan, xí nhiệp Có hai loại mạng LAN khác nhau: LAN nối dây (sử dụng loại cáp) LAN không dây (sử dụng sóng cao tần hay tia hồng ngoại) Đặc trưng mạng cục bộ: Quy mô mạng nhỏ, phạm vi hoạt động vào khoảng vài km Các máy tòa nhà, quan hay xí nghiệp nối lại với Quản trị bảo dưỡng mạng đơn giản Công nghệ truyền dẫn sử dụng mạng LAN thường quảng bá (Broadcast), bao gồm cáp đơn nối tất máy Tốc độ truyền liệu cao, từ 10÷100 Mbps đến hàng trăm Gbps, thời gian trễ nhỏ (cỡ 10s), độ tin cậy cao, tỷ số lỗi bit từ 10 -8 đến 10-11 Cấu trúc tôpô mạng đa dạng Ví dụ Mạng hình BUS, hình vòng (Ring), hình (Star) loại mạng kết hợp, lai ghép Mạng hình BUS: hoạt động theo kiểu quảng bá (Broadcast) Tất node truy nhập chung đường truyền vật lý có đầu cuối (BUS) Chuẩn IEEE 802.3 gọi Mạng Căn Bản GV: Trần Quang Bình Trang 8/52 ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG Ethernet, mạng hình BUS quảng bá với chế điều khiển quảng bá động phân tán, trao đổi thông tin với tốc độ 10 Mbps 100 Mbps Phương thức truy nhập đường truyền sử dụng mạng hình BUS TOKEN BUS, đa truy nhập sử dụng sóng mang với việc phát xung đột thông tin đường truyền CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Mạng hình vòng (RING) mạng quảng bá (Broadcast), tất node truy nhập chung đường truyền vật lý Tín hiệu lưu chuyển vòng theo chiều nhất, theo liên kết điểm - điểm Dữ liệu chuyển cách bit quanh vòng, qua chuyển tiếp Bộ chuyển tiếp có ba chức năng: chèn, nhận hủy bỏ thông tin Các chuyển tiếp kiểm tra địa đích gói liệu qua Mạng hình (Star) trạm kết nối với thiết bị trung tâm có chức điều khiển toàn hoạt động mạng Dữ liệu truyền theo liên kết điểm - điểm Thiết bị trung tâm chuyển mạch, chọn đường đơn giản HUB Mạng LAN hồng ngoại (Infrared) sử dụng sóng hồng ngoại để truyền liệu Phạm vi hoạt động mạng bị hạn chế phòng, tín hiệu hồng ngoại không xuyên qua tường Có hai phương pháp kết nối điểm- điểm kết nối quảng bá Các mạng điểm - điểm hoạt động cách chuyển tiếp tín hiệu hồng ngoại từ thiết bị tới thiết bị Tốc độ liệu đạt khoảng 100Kb/s đến 16Mb/s Các mạng quảng bá hồng ngoại có tốc độ truyền liệu thực tế đạt 1Mb/s Mạng LAN trải phổ (Spread spectrum) Sử dụng kỹ thuật trải phổ, thường dùng công nghiệp y tế Mạng LAN vi ba băng hẹp: Hoạt động với tần số vi ba không trải phổ Có hai dạng truyền thốn g: vi ba mặt đất vệ tinh Các hệ thống vi ba mặt đất thường hoạt độn g băng tần 4-6 GHz 21- 23 GHz, tốc độ truyền liệu khoảng vài chục Mbps IV.1.2 Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Networks) Mạng đô thị MAN hoạt động theo kiểu quảng bá, LAN to LAN Mạng cung cấp dịch vụ thoại phi thoại truyền hình cáp Trong mạng MAN, sử dụng hai đường truyền vật lý khôn g chứa thực thể chuyển mạch Dựa tiêu chuẩn DQDB (Distributed Queue Dual Bus - IEEE 802.6) quy định cáp đơn kết nối tất máy tính lại với nhau, máy bên trái liên lạc với máy bên phải thông tin vận chuyển đường BUS Các máy bên trái liên lạc với máy bên phải, thông tin theo đường BUS Đặc trưng mạng WAN: - Hoạt động phạm vi quốc gia toàn cầu - Tốc độ truyền liệu thấp so với mạng cục - Lỗi truyền cao Một số mạng diện rộng điển hình - Mạng tích số hợp đa dịch vụ ISDN (Integrated Services Digital Network) - Mạng X25 chuyển mạch khung Frame Relay - Phương thức truyền không đồng ATM (Asynchronous Transfer Mode) - Mạng hội tụ- mạng hệ sau NGN (Next Generation Network) Mạng Căn Bản GV: Trần Quang Bình Trang 9/52 ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG IV.1.3 Kết nối liên mạng (Internet Connectivity) Nhu cầu trao đổi thông tin chia sẻ tài nguyên chung đòi hỏi hoạt động truyền thông cần thiết phải kết nối nhiều mạng thành mạng lớn, gọi liên mạng Liên mạng (internet) mạng mạng con, tập mạng LAN, WAN, MAN độc lập kết nối lại với Kết nối liên mạng có số lợi ích sau: Giảm lưu thông mạng: Các gói tin thường lưu chuyển mạng gói tin lưu thông liên mạng mạng liên lạc với Tối ưu hoá hiệu năng: Giảm lưu thông mạng tối ưu hiệu mạng, nhiên máy chủ (Server Load) phải tăng tải sử dụng Router Đơn giản hoá việc quản trị mạng: Có thể xác định cố kỹ thuật cô lập dễ dàng mạng có quy mô nhỏ, thường mạng cục chẳng hạn Hiệu so với mạng WAN có phạm vi hoạt động lớn, chi phí giảm, hiệu liên mạng tăng độ phức tạp việc quản lý nhỏ Một chức chủ yếu thiết bị kết nối liên mạng chức định tuyến (Routing) Có phương thức kết nối liên mạng bản: - Kết nối mạng LAN tầng vật lý tạo liên mạng có phạm vi hoạt động rộng tăng số lượng node mạng, giảm bớt lưu lượng mạng con, hạn chế tắc nghẽn đụng độ thông tin Các mạng hoạt động hiệu - Kết nối mạng LAN không tầng (Data Link) tạo liên mạng bao gồm số mạng LAN cục kết nối với chuyển mạch đến máy chủ cô lập với tốc độ cao - Kết nối mạng LAN kiểu khác tầng (Network Layer) tạo mạng WAN đơn Các node chuyển mạch kết nối với theo cấu trúc lưới Mỗi node chuyển mạch cung cấp dịch vụ cho tập hợp thiết bị đầu cuối (DTE) IV.2 Theo cấu trúc (topology): BUS, STAR, RING, MESH IV.2.1 BUS: Các máy tính nối với dây cáp liên tục (đồng trục) Ưu điểm: - Kết nối đơn giản, giá thành rẻ - Tốc độ truyền dũ liệu cao - Thường dùng kênh truyền đa truy cập, kỹ thuật thường dùng: Ethernet : 10/100/1000 Mbps, Nhược điểm: - Có giới hạn địa lý - Mức độ an toàn thấp dễ hư hỏng Tốc độ đường truyền thấp