Tài liệu Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – pdf

Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 Chương 1: Tổng quan mạng máy tính Mục đích Chương nhằm giới thiệu cho người học nội dung sau: • Các loại mạng truyền liệu tồn trước mạng máy tính đời • Cấu trúc tổng qt mạng máy tính • Hai chế độ truyền tải liệu Chuyển mạch Chuyển gói • Những lợi ích mà mạng máy tính mang lại Yêu cầu Sau học xong chương này, người học phải có khả sau: Phân biệt hai loại mạng Chuyển mạch Chuyển gói; Định nghĩa mạng máy tính trình bày cấu trúc tổng quát mạng máy tính Nêu lên lợi ích mà mạng máy tính mang lại Biên Sọan: Th.s Ngơ Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 1.1 Mạng điện báo Mạng điện báo sử dụng hệ thống mã Morse để mã hóa thơng tin cần truyền Mã Morse sử dụng hai tín hiệu tít te (ký hiệu dấu chấm (•) dấu gạch ngang (-)) Mỗi ký tự latin mã hóa chuỗi tíc/te riêng biệt, có độ dài ngắn khác Để truyền thông tin đi, bên gởi mã hóa ký tự thơng điệp thành mã Morse, bên nhận sau thực trình giải mã Văn truyền gọi thơng điệp (message) hay thư tín (Telegram) Vào năm 1851 mạng thư tín sử dụng để nối hai thành phố London Paris Sau khơng lâu, hệ thống mạng mở rộng tồn châu Âu Cấu trúc mạng gồm có hai thành phần Trạm điện báo (Telegraph Station) Trạm chuyển điện báo ( Telegraph Switching Station) nối lại với hệ thống dây truyền dẫn Trạm điện báo nơi cho phép truyền nhận thông điệp dạng mã Morse, thông thường thể âm tít te Để truyền nhận thơng tin cần có điện báo viên thực q trình mã hóa giải mã thơng tin truyền/nhận Vì khơng thể nối trức tiếp tất trạm điện báo lại với nhau, người ta sử dụng Trạm chuyển điện báo phép nhiều trạm điện báo sử dụng chung đường truyền để truyền tin Tại trạm chuyển điện báo có thao tác viên chịu trách nhiệm nhận điện báo gởi đến, xác định đường để chuyển tiếp điện báo nơi nhận Nếu đường truyền hướng nơi nhận đuợc sử dụng để truyền điện báo khác, thao tác viên lưu lại điện báo để sau truyền đường truyền rãnh Để tăng tốc độ truyền tin, hệ thống Baudot thay mã Morse mã nhị phân bits (có thể mã hóa cho 32 ký tự) Các trạm điện báo thay máy têlêtíp (teletype terminal) cho phép xuất / nhập thông tin dạng ký tự Hệ thống sử dụng kỹ thuật biến điệu (Modulation) đa hợp (Multiplexing) để truyền tải thông tin 1.2 Mạng điện thoại Mạng điện thoại cho phép truyền thông tin dạng A âm cách sử dụng hệ thống truyền tín hiệu Mạng điện thoại hoạt động H1.1 Mạng chuyển mạch theo chế độ chuyển mạch định hướng nối kết (circuit switching), tức thiết lập đường nối kết tận hiến hai bên giao tiếp trước M¸ y chđ thơng tin truyền (connection oriented) (Host) 1.3 Mạng hướng đầu cuối Đây mơ hình hệ thống máy tính lớn (Main Frame) vào năm thập niên 1970 Hệ thống gồm máy chủ mạnh (Host) có lực tính tốn cao nối kết với nhiều thiết bị đầu cuối đần độn (Dumb terminal) làm nhiệm vụ xuất nhập thông tin, giao tiếp với người sử dụng Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 B Thit b u cui (Dumb Terminal) Thiế bịđ u cuối t bịđ ầ (Dumb Terminal) H1.2 Mng hng u cuối Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 1.4 Mạng máy tính Mạng máy tính mạng hai hay nhiều máy tính nối lại với đường truyền vật lý theo kiến trúc Mạng có kiến trúc đơn giản hình đây: H1.3 Mạng cục đơn giản Hoặc phức tạp hệ thống gồm nhiều mạng đơn giản nối lại với hình sau: Một hệ thống mạng tổng quát cấu thành từ thành phần: Đường biên mạng ( Network Edge): Gồm máy tính (Host) chương trình ứng dụng mạng (Network Application) Đường trục mạng ( Network Core): Gồm chọn đường (router) đóng vài trị mạng trung tâm nối kết mạng lại với Mạng truy cập, đường truyền vật lý (Access Network , physical media): Gồm đường truyền tải thông tin H1.4 Mạng diện rộng phức tạp 1.4.1 Đường biên mạng Bao gồm máy tính (Host) mạng nơi thực thi chương trình ứng dụng mạng (Network Application) Đơi người ta gọi chúng Hệ thống cuối (End Systems) với ý nghĩa nơi xuất phát thông tin di chuyển mạng, điểm dừng thơng tin Q trình trao đổi thơng tin hai máy tính mạng diễn theo hai mơ hình: Mơ hình Khách hàng / Người phục vụ (Client / server model) hay Mô hình ngang hàng (peer-to-peer model) H1.5 Đường biên mạng Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 1.4.1.1 Mơ hình khách hàng/người phục vụ (client/server): Trong mơ hình máy tính đóng vai trị client máy tính đóng vai trị server Máy tính client gởi yêu cầu (request) đến máy tính server để yêu cầu server thực cơng việc Chẳng hạn người dùng duyệt web mạng Internet, trình duyệt web gởi yêu cầu đến web server đề nghị web server gởi trang web tương ứng Máy tính server nhận yêu cầu từ client gởi đến phân tích yêu cầu để hiểu client muốn gì, để thực yêu cầu client Server gởi kết cho client thông điệp trả lời (reply) Ví dụ, web server nhận u cầu gởi đến từ trình duyệt web, phân tích yêu cầu để xác định xem client cần nhận trang web nào, sau mở tập tin html tương ứng đĩa cứng cục để gởi trình duyệt web thơng điệp trả lời Một số ứng dụng xây dựng theo mơ hình client / server như: www, mail, ftp, 1.4.1.2 Mô hình ngang cấp (peer-to-peer): Trong mơ hình này, máy tính vừa đóng vai trị client, vừa đóng vai trị server Một số ứng dụng thuộc mơ hình như: Gnutella, KaZaA 1.4.2 Đường trục mạng Là hệ thống mạng chọn đường (routers), làm nhiệm vụ chọn đường chuyển tiếp thông tin, đảm bảo trao đổi thông tin thông suốt hai máy tính nằm hai nhánh mạng cách xa Câu hỏi đặt thơng tin truyền mạng? Người ta sử dụng hai chế độ truyền tải thông tin là: Chuyển mạch (circuit switching) chuyển gói (packet switching) H1.6 Mạng đường trục 1.4.2.1 Chuyển mạch (circuit switching) H1.7 Mạng chuyển mạch Chế độ hoạt động theo mô hình hệ thống điện thoại Để giao tiếp với máy B, máy A phải thực gọi (call) Nếu máy B chấp nhận gọi, kênh ảo thiết lập dành riêng cho thông tin trao đổi A B Tất tài nguyên cấp cho gọi băng thơng đường truyền, khả hốn chuyển thông tin dành riêng cho gọi, không chia sẻ cho gọi khác, có khoảng lớn thời gian hai bên giao tiếp “im lặng” Tài nguyên (băng thông) chia thành nhiều “phần” gán cho gọi Khi gọi sở hữu “phần” tài nguyên đó, khơng sử dụng đến không chia sẻ tài nguyên cho gọi khác Việc phân chia băng thông kênh truyền thành “phần” thực hai kỹ thuật: Phân chia theo tần số (FDMA-Frequency Division Multi Access) hay phân chia theo thời gian (TDMA- Time Division Multi Access) Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 1.4.2.2 Mạng chuyển gói A 10 Mbs Ethernet C statistical multiplexing Trong phương pháp này, thơng tin trao đổi hai máy tính (end systems) phân thành 1.5 Mbs B gói tin (packet) có kích thước tối queue of packets đa xác định 45 Mbs waiting for output Gói tin người dùng link khác ( ví dụ A B) chia sẻ băng thông kênh D truyền Mỗi gói tin sử dụng E tồn băng thơng kênh H1.8 Mạng chuyển gói truyền phép Điều dẫn đến tình trạng lượng thông tin cần truyền vượt khả đáp ứng kênh truyền Trong trường hợp này, router ứng sử theo giải thuật lưu chuyển tiếp (store and forward), tức lưu lại gói tin chưa gởi vào hàng đợi chờ kênh truyền rãnh gởi chúng 1.4.2.3 So sánh mạng chuyển mạch mạng chuyển gói Chuyển gói cho phép có nhiều người sử dụng mạng hơn: Giả sử: Một đường truyền Mbit Mỗi người dùng cấp 100Kbps truy N users cập “active” Thời gian active chiếm 10% tổng thời gian Mbps link Khi đó: circuit-switching: cho phép tối đa 10 users H1.9 Chia sẻ đường truyền packet switching: cho phép 35 users, (xác suất mạng chuyển gói có 10 “active” đồng thời nhỏ 0.004) Chuyển gói: Thích hợp cho lượng lưu thông liệu lớn nhờ chế chia sẻ tài nguyên không cần thiết lập Cần có chế điều khiển tắt nghẽn liệu Không hỗ trợ chế chuyển mạch để đảm bảo tăng băng thông cố định cho số ứng dụng âm hình ảnh 1.4.2.4 Mạng truy cập Cho phép nối máy tính vào router ngồi biên Nó loại mạng sau: Mạng truy cập từ nhà, ví dụ sử dụng hình thức modem dial qua đường điện thoại hay đường ADSL Mạng cục cho công ty, xí nghiệp Mạng khơng dây H1.10 Mạng truy cập Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 1.4.3 Các lợi ích mạng máy tính 1.4.3.1 Mạng tạo khả dùng chung tài nguyên cho người dùng Vấn đề làm cho tài nguyên mạng chương trình, liệu thiết bị, đặc biệt thiết bị đắt tiền, sẵn dùng cho người mạng mà không cần quan tâm đến vị trí thực tài nguyên người dùng Về mặt thiết bị, thiết bị chất lượng cao thường đắt tiền, chúng thường dùng chung cho nhiều người nhằm giảm chi phí dễ bảo quản Về mặt chương trình liệu, dùng chung, thay đổi sẵn dùng cho thành viên mạng Điều thể rõ nơi ngân hàng, đại lý bán vé máy bay 1.4.3.2 Mạng cho phép nâng cao độ tin cậy Khi sử dụng mạng, thực chương trình nhiều máy tính khác nhau, nhiều thiết bị dùng chung Điều tăng độ tin cậy công việc có máy tính thiết bị bị hỏng, cơng việc tiếp tục với máy tính thiết bị khác mạng chờ sửa chữa 1.4.3.3 Mạng giúp cho công việc đạt hiệu suất cao Khi chương trình liệu dùng chung mạng, bỏ qua số khâu đối chiếu không cần thiết Việc điều chỉnh chương trình (nếu có) tiết kiệm thời gian cần cài đặt lại máy Về mặt tổ chức, việc chép liệu phòng hờ tiện lợi giao cho người thay người phải tự chép phần 1.4.3.4 Tiết kiệm chi phí Việc dùng chung thiết bị ngoại vi cho phép giảm chi phí trang bị tính số người dùng Về phần mềm, nhiều nhà sản xuất phần mềm cung cấp ấn cho nhiều người dùng, với chi phí thấp tính người dùng 1.4.3.5 Tăng cường tính bảo mật thông tin Dữ liệu lưu máy phục vụ tập tin (file server) bảo vệ tốt so với đặt máy cá nhân nhờ chế bảo mật hệ điều hành mạng 1.4.3.6 Việc phát triển mạng máy tính tạo nhiều ứng dụng Một số ứng dụng có ảnh hưởng quan trọng đến toàn xã hội: khả truy xuất chương trình liệu từ xa, khả thông tin liên lạc dễ dàng hiệu quả, tạo môi trường giao tiếp thuận lợi người dùng khác nhau, khả tìm kiếm thơng tin nhanh chóng phạm vi tồn giới, Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 Chương 2: Các thành phần mạng máy tính Mục đích Chương nhằm giới thiệu cho người học vấn đề sau: • Các thành phần liên quan đến phần cứng mạng máy tính • Sự phân loại mạng máy tính theo tiêu chí khác • Kiến trúc phần mềm mạng máy tính, đặc biệt kiến trúc có thứ bậc giao thức mạng • Mơ hình tham khảo OSI Yêu cầu Sau học xong chương này, người học phải có khả sau: • Phân biệt loại mạng: mạng quảng bá, mạng chuyển mạch, mạng cục bộ, mạng diện rộng, mạng không dây, liên mạng, … • Biện luận cần thiết tiếp cận phân lớp kiến trúc mạng việc thiết kế xây dựng hệ thống mạng máy • Phân biệt khái niệm quan trọng kiến trúc phần mềm mạng dịch vụ mạng, giao diện mạng giao thức mạng • Trình bày ý nghĩa mơ hình OSI, chức tầng mơ hình Biên Sọan: Th.s Ngơ Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 2.1 Phần cứng mạng máy tính 2.1.1 Phân loại mạng máy tính theo kỹ thuật truyền tin Dựa theo kỹ thuật truyền tải thông tin, người ta chia mạng thành hai loại Mạng quảng bá (Broadcast Network) mạng điểm nối điểm (Point – to – point Network) 2.1.1.1 Mạng quảng bá Trong hệ thống mạng quảng bá tồn kênh truyền chia sẻ cho tất máy tính Khi máy tính gởi tin, tất máy tính cịn lại nhận tin Tại thời điểm cho phép máy tính phép sử dụng đường truyền 2.1.1.2 Mạng điểm nối điểm Trong hệ thống mạng này, máy tính nối lại với thành cặp Thông tin gởi truyền trực tiếp từ máy gởi đến máy nhận chuyển tiếp qua nhiều máy trung gian trước đến máy tính nhận 2.1.2 Phân loại mạng máy tính theo phạm vị địa lý Trong cách phân loại người ta ý đến đại lượng Đường kính mạng khoảng cách hai máy tính xa mạng Dựa vào đại lượng người ta phân mạng thành loại sau: Đường kính mạng 1m 10 m 100 m km 10 km 100 km 1000 km 10000 km Vị trí máy tính Trong mét vng Trong phòng Trong tòa nhà Trong khu vực Trong thành phố Loại mạng Mạng khu vực cá nhân Mạng cục bộ, gọi tắt mạng LAN (Local Area Network) Mạng thành phố, gọi tắt mạng MAN (Metropolitan Area Network) Mạng diện rộng, gọi tắt mạng WAN (Wide Area Network) Trong quốc gia Trong m ột châu lục Cả hành tinh 2.1.2.1 Mạng cục Đây mạng thuộc loại mạng quảng bá, sử dụng đường truyền có tốc độ cao, băng thơng rộng, có hình trạng (topology) đơn giản mạng hình bus, mạng hình (Star topology), mạng hình vịng (Ring topology) 2.1.2.1.1 Mạng hình bus H2.1 Mạng hình Bus Tất máy tính nối lại dây dẫn (Cáp đồng trục gầy đồng trục béo) Khi số chúng thực truyền tin, tín hiệu lan truyền đến tất máy tính cịn lại Nếu có hai máy tính truyền tin lúc dẫn đến tình trạng đụng độ trạng thái lỗi xẩy Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 2.1.2.1.2 Mạng hình Các máy tính nối trực tiếp vào Bộ tập trung nối kết, gọi Hub Dữ liệu chuyển qua Hub trước đến máy nhận Hub có nhiều cổng (port), cổng cho phép máy tính nối vào Hub đóng vai trị khuyếch đại (repeater) Nó khuyếch đại tín hiệu nhận trước truyền lại tín hiệu cổng cịn lại H2.2 Mạng Ưu điểm mạng hình dễ dàng cài đặt, không dừng mạng nối thêm hình vào lấy máy tính khỏi mạng, dễ dàng phát lỗi So với mạng hình Bus, mạng hình có tín ổn định cao Tuy nhiên địi hỏi nhiều dây dẫn so với mạng hình bus Tồn mạng bị ngưng hoạt động Hub bị hư Chi phí đầu tư mạng hình cao mạng hình Bus 2.1.2.1.3 Mạng hình vịng Tồn thẻ (token: gói tin nhỏ) truyền qua máy tính Một máy tính truyền tin phải tuân thủ nguyên tắc sau: Chờ token đến lấy token khỏi vịng trịn Gởi gói tin vịng qua máy tính đường trịn Chờ gói tin quay H2.3 Mạng hình vịng Đưa token trở lại vịng trịn để nút bên cạnh nhận token 2.1.2.2 Mạng thị Mạng MAN sử dụng để nối tất máy tính phạm vi tồn thành phố Ví dụ mạng truyền hình cáp thành phố ị 2.1.2.3 Mạng diện rộng H2.5 Mạng diện rộng H2.6 Lưu chuyển tiếp mạng WAN Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 Mạng LAN mạng MAN thông thường không sử dụng thiết bị chuyển mạch, điều hạn chế việc mở rộng phạm vi mạng số lượng máy tính khoảng cách Chính mạng diện rộng phát minh Trong mạng WAN, máy tính (hosts) nối vào mạng (subnet) hay cịn gọi đường trục mạng (Backbone), có chứa chọn đường (routers) đường truyền tải (transmission lines) Các Routers thơng thường có nhiệm vụ lưu chuyển tiếp gói tin mà nhận theo nguyên lý sau: Các gói tin đến router lưu vào hàng chờ, router Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 định nơi gói tin cần phải đến sau chuyển gói tin lên đường chọn 2.1.3 Mạng không dây Nếu phân biệt mang theo tiêu chí hữu tuyến hay vơ tuyến ta có thêm loại mạng khơng dây sau: 2.1.3.1 Nối kết hệ thống (System interconnection) Mạng nhằm mục đích thay hệ thống cáp nối kết thiết bị cục vào máy tính hình, bàn phím, chuột, phone, loa , Hình 2.7 (a) Thiết bị không dây, (b) Mạng cục không dây 2.1.3.2 Mạng cục không dây (Wireless LANs): Tất máy tính giao tiếp với thơng qua trạm sở (Base Station) nối cáp vào hệ thống mạng 2.1.3.3 Mạng diện rộng không dây (Wireless WANs): Thông thường mạng điện thoại di động số thuộc dạng Với công nghệ cho phép băng thơng mạng đạt đến 50 Mbps với khoảng cách vài kilomet H2.9 Mạng diện rộng không dây Trong hình (a ) máy tính sử dụng cơng nghệ mạng vô tuyến để nối kết với router Ngược lại hình (b), máy tính nối đường dây hữu tuyến với router, để từ router sử dụng kỹ thuật vô tuyến để liên lạc với router khác 2.1.4 Liên mạng (Internetwork) Thông thường mạng máy tính khơng đồng ( homogeneous), tức có khác phần cứng phần mềm máy tính Trong thực tế ta xây dựng mạng lớn cách liên nối kết (interconnecting) nhiều loại mạng lại với Cơng việc gọi liên mạng (Internetworking) Ví dụ: Nối kết tập mạng LAN có kiểu khác dạng Bus với dạng vòng công ty Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 10 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 Tên MIME-Version: Content-Description: Content-Type: Content-Transfer-Encoding: Giá trị Phiên MIME sử dụng Mô tả thư có liệu Mơ tả kiểu liệu nằm thư Mô tả cách thức mã hóa liệu thư Phần thứ hai định nghĩa cho tập kiểu nội dung (và kiểu có) Ví dụ số kiểu mà MIME định nghĩa: Kiểu image/gif image/jpeg text/plain text/richtext application Ý nghĩa Ảnh dạng gif Ảnh dạng jpeg Văn đơn giản Văn mở rộng (có đặt font chữ, định dạng đậm, nghiêng gạch …) Dữ liệu thư xuất từ ứng dụng Chẳng hạn: application/postscript: tài liệu Postscript ( ps) application/msword: tài liệu Microsoft Word (.doc) MIME định nghĩa kiểu multipart để cách mà phần thân thư mang nhiều loại liệu khác Chỉ có kiểu multipart mixed với ý nói phần thân thư có nhiều mảnh liệu khác nhau, độc lập với xếp theo trình tự cụ thể Mỗi mảnh liệu có phần tiêu đề riêng để mơ tả kiểu liệu mảnh Phần thứ ba mơ tả cách thức mã hóa kiểu liệu nói để truyền chúng dạng ASCII Lý để thư phải chứa ký tự ASCII để đến đích, thư phải trung chuyển qua nhiều gateway, mà gateway coi thư dạng ASCII Nếu thư chứa ký tự khác ASCII thư bị đứt gãy nội dung MIME sử dụng phương pháp mã hóa trực tiếp liệu nhị phân thành ký tự nhị phân, gọi base64 Ý tưởng base64 ánh xạ bytes liệu nhị phân nguyên thủy thành ký tự ASCII Giải thuật đơn giản sau: tập hợp bytes liệu nhị phân lại thành 24 bits, sau chia 24 bits thành cụm, cụm bits Một cụm bits ánh xạ vào 64 ký tự ASCII hợp lệ; ví dụ ánh xạ thành A, ánh xạ thành B… Nếu nhìn vào thư mã hóa dạng base64, người dùng thấy có 52 chữ hoa lẫn thường, 10 chữ số từ đến ký tự đặc biệt + / Đối với người dùng sử dụng trình đọc thư hỗ trợ kiểu ký tự việc đọc thư có kiểu base64 đau khổ Vì lý nhân đạo, MIME cịn hỗ trợ kiểu mã hóa ký tự thường gọi 7-bit 7-bit giữ nguyên dạng ký tự mà người ta nhập vào Tổng hợp lại, ví dụ thư có loại liệu: văn thường, ảnh JPEG, có hình dáng sau: Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 156 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 From: ptphi@cit.ctu.edu.vn To: TH27@cit.ctu.edu.vn Subject: Picture of students MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/mixed; boundary=”—98766789” 98766789 Content-Transfer-Encoding: 7bit Content-Type: text/plain Hi, Please find a picture of you 98766789 Content-Transfer-Encoding: base64 Content-Type: image/jpeg base64 encoded data base64 encoded data 98766789 8.2.3 Chuyển thư Kế đến, xem xét giao thức SMTP – giao thức dùng để chuyển thư từ máy đến máy Để đặt SMTP vào ngữ cảnh, nên nhắc lại nhân vật then chốt hệ thống email Đầu tiên, người dùng tương tác với trình đọc thư (hay cịn gọi user agent) để soạn, lưu, tìm kiếm đọc thư họ Hiện thị trường có nhiều phần mềm đọc thư, giống có nhiều loại trình duyệt Web Thứ hai, có trình xử lý thư (hay cịn gọi mail server) chạy máy mạng nội người dùng Có thể xem mail server bưu điện: Người dùng trao cho mail server thư mà họ muốn gởi cho người dùng khác, mail server sử dụng giao thức SMTP TCP để chuyển thư đến mail server bên đích Mail server bên đích nhận thư đến đặt chúng vào hộp thư người dùng bên đích Do SMTP giao thức mà nhiều người tự cài đặt, có nhiều sản phầm mail server có thị trường Sản phẩm mail server thường sử dụng sendmail, ban đầu cài đặt hệ điều hành Berkeley Unix Tất nhiên mail server bên máy gởi kết nối SMTP/TCP trực tiếp tới mail server bên máy nhận, thực tế, thư ngang qua vài mail gateways trước đến đích Cũng giống máy đích, mail gateway chạy mail server Không phải ngẫu nhiên mà nút chuyển thư trung gian gọi mail gateway Công việc chúng giống IP gateway lưu tạm chuyển phát tiếp thư người dùng Điểm khác chúng là, mail gateway trữ tạm thư đĩa, IP gateway trữ tạm gói tin IP nhớ Bạn đặt câu hỏi: lại cần đến mail gateways? Tại không dùng phương pháp nối kết SMTP/TCP trực tiếp từ bên gởi sang bên nhận? Lý thứ nhất, người gởi không muốn kèm thư địa máy đích Ví dụ, riêng việc nhập vào thư địa đích ptphi@cit.ctu.edu.vn công rồi, không thấy thoải mái phải nhập thêm địa máy đích machine-of-phi.cit.ctu.edu.vn Thứ hai, không lúc bên gởi thiết lập nối kết đến bên nhận, người dùng bên nhận bật sẵn máy! Thành thử cần địa thư bên nhận đủ Khi thư đến mail gateway Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Cần Thơ, người dùng ptphi mở máy, mail gateway chuyển thư cho ngay, không mail gateway trữ tạm thư đĩa đến ptphi bật máy lên kiểm tra thư Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 157 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 Dù có mail gateways trung gian đường đến đích khơng đáng lo lắng, mail gateway trung gian nỗ lực sử dụng kết nối SMTP độc lập đến gateway đường nhằm chuyển thư ngày đến gần người nhận SMTP giao thức đơn giản dùng ký tự ASCII Sau thiết lập nối kết TCP đến cổng 25 máy đích (được coi server), máy nguồn (được coi client) chờ nhận kết trả từ server Server khởi đầu đối thoại cách gởi dòng văn đến client thơng báo danh tính khả tiếp nhận thư Nếu server khơng có khả nhận thư thời điểm tại, client hủy bỏ nối kết thử thiết lập lại nối kết sau Nếu server sẵn sàng nhận thư, client thông báo thư từ đâu đến người nhận Nếu người nhận tồn tại, server thơng báo cho client tiếp tục gởi thư Sau client gởi thư server báo nhận cho thư Sau hai bên hoàn tất phiên truyền nhận, kết nối đóng lại Ví dụ phiên truyền nhận cho Những dòng bắt đầu C: phía client gởi đi; S: câu trả lời server S: 220 ctu.edu.vn C: HELO cit.ctu.edu.vn S: 250 ctu.edu.vn says hello to cit.ctu.edu.vn C: MAIL FROM: S: 250 Sender ok C: RCPT TO: S: 250 Recipient ok C: DATA S: 354 Enter mail, end with "." on a line by itself C: Subject: It’s Xmast! C: So I hope you a merry Xmas and a happy new year! C: S: 250 Message accepted for delivery Như thấy ví dụ, client gởi lệnh (HELO, MAIL FROM, RCPT TO, DATA, C: QUIT QUIT) server trả lời mã số (250, 354, 221) có kèm theo lời thích đọc S: 221 Bye-Bye Client kết thúc thư . Sau bảng giải thích số lệnh client mã số trả lời server Lệnh HELO MAIL FROM RCPT TO DATA QUIT Trả lời 250 550 354 221 LỆNH CỦA CLIENT Ý nghĩa Câu chào xưng danh client Địa email người gởi Địa email người nhận Bắt đầu truyền nội dung thư Hủy nối kết TRẢ LỜI CỦA SERVER Ý nghĩa Yêu cầu hợp lệ Yêu cầu không hợp lệ, không tồn hộp thư client Cho phép bắt đầu nhập thư vào Kết thúc thư . Server đóng kết nối TCP Vẫn cịn nhiều lệnh mã trả lời chưa trình bày, xin tham khảo tài liệu RFC 822 để có đầy đủ thơng tin Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 158 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 8.2.4 Phân phát thư Như trình bày, đứng góc độ người dùng thư, họ dùng user agent để gởi nhận thư cho họ User agent dùng giao thức SMTP để gởi thư đi, dùng giao thức POP3 IMAP để nhận thư 8.2.4.1 POP3 Một phiên làm việc theo giao thức POP3 bắt đầu user agent User agent khởi động nối kết TCP đến cổng 110 mail server Khi kết nối thực xong, phiên làm việc POP3 trải qua theo thứ tự ba kỳ: Chứng thực Giao dịch liệu Cập nhật Kỳ chứng thực buộc người dùng thực thủ tục đăng nhập cách nhập vào hai lệnh sau: Lệnh USER PASS Ý nghĩa Khai báo tên người dùng Khai báo mật Báo trả mail server hai câu sau: Trả lời Ý nghĩa +OK Khai báo người dùng +ERR Khai báo người dùng sai lời giải thích Trong kỳ giao dịch, người dùng xem danh sách thư chưa nhận về, nhận thư xóa thư hộp thư cần thiết Các lệnh mà người dùng thường sử dụng để giao dịch với server là: Lệnh Ý nghĩa Nếu dùng LIST không tham số, server trả toàn danh sách LIST [] thư chưa nhận Nếu có tham số số thứ tự thư cụ thể, server trả thơng tin thư thơi RETR Tải thư có số thứ tự DELE Xóa thứ số khỏi hộp thư QUIT Hoàn tất giai đoạn giao dịch hủy nối kết TCP Các trả lời server số liệu mà client yêu cầu thông báo +OK, -ERR phần đăng nhập Sau dàn cảnh phiên làm việc ví dụ người dùng ptphi đăng nhập làm việc hộp thư server có địa mail.cit.ctu.edu.vn Client Server Giải thích +OK POP3 server ready Server sẵn sàng phục vụ client +OK Server xác nhận người dùng hợp lệ +OK login successfully Chứng thực thành công USER ptphi PASS godblessus LIST ptphi kiểm tra hộp thư Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 159 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 +OK 1024 2550 Hộp thư ptphi hai thư chưa nhận về, thư thứ có kích thước 1024 bytes, thư thứ hai có kích thước 2550 bytes ptphi tải thư thứ +OK server gởi thư thứ cho ptphi RETR ptphi xóa thư thứ hộp thư DELE +OK ptphi hủy nối kết QUIT +OK Bye-Bye 8.2.4.2 server xố thư thứ thành cơng server hủy nối kết IMAP Với người dùng có tài khoản email ISP người dùng thường truy cập email PC giao thức POP3 hoạt động tốt Tuy nhiên, thật ngành công nghệ máy tính, thứ hoạt động tốt, người ta đòi hỏi thêm nhiều tính (và tự chuốc lấy nhiều phiền nhiễu) Điều xảy hệ thống email Ví dụ, người ta có tài khoản email, họ lại muốn ngồi đâu truy cập POP3 làm chuyện cách đơn giản tải hết email xuống máy PC mà người dùng ngồi làm việc Và dĩ nhiên thư từ người dùng nằm rải rác khắp nơi Sự bất tiện khơi mào cho đời giao thức phân phối thư mới, IMAP (Internet Message Access Protocol), định nghĩa RFC 2060 Không giống POP2, IMAP coi thông điệp nằm server vô hạn nhiều hộp thư IMAP đưa chế cho phép đọc thơng điệp phần thơng điệp, tính hữu ích người dùng kết nối đến server đường truyền tốc độ chậm điện thoại lại đọc email có âm thanh, hình ảnh… Với quan niệm cho người dùng không cần tải thư lưu PC, IMAP cung cấp chế cho phép tạo, xóa sửa đổi nhiều hộp thư server Cung cách làm việc IMAP giống POP3, ngồi trừ IMAP có nhiều lệnh IMAP server lắng nghe cổng 143 Cũng nên ý rằng, ISP hỗ trợ hai giao thức POP3 IMAP Bảng sau so sánh tính POP3 IMAP Tính Giao thức định nghĩa đâu? Cổng TCP dùng Email lưu đâu Email đọc đâu Thời gian nối kết Sử dụng tài nguyên server Nhiều hộp thư Ai lưu phòng hờ hộp thư Tốt cho người dùng di động Kiểm soát người dùng việc tải thư Tải phần thư Quota đĩa có vấn đề khơng? Dễ cài đặt Được hỗ trợ rộng rãi Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 POP3 RFC 1939 110 PC người dùng Off-line Ít Tối thiểu Khơng Người dùng Khơng Ít Khơng Khơng Có Có IMAP RFC 2060 143 Server On-line Nhiều Nhiều Đúng ISP Có Tốt Có Thỉnh thoảng Khơng Đang phát triển 160 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 8.3 World Wide Web (HTTP) Ứng dụng Web thành cơng, giúp cho nhiều người truy cập Internet Web hiểu đồng nghĩa với Internet! Có thể hiểu Web tập client server hợp tác với nói chung ngôn ngữ: HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) Đa phần người dùng tiếp xúc với Web thơng qua chương trình client có giao diện đồ họa, hay cịn gọi trình duyệt Web (Web browser) Các trình duyệt Web thường sử dụng Netscape Navigator (của Netscape) Internet Explorer (của Microsoft) Hình H8.8 thể trình duyệt Explorer trình bày trang chủ Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại Học Cần Thơ: H8.8 Trình duyệt Web Internet Explorer Bất kỳ trình duyệt Web có chức cho phép người dùng “mở URL” Các URL (Uniform Resource Locators) cung cấp thông tin vị trí đối tượng Internet; chúng thường trông giống sau: http://www.cit.ctu.edu.vn/index.html Nếu người dùng mở URL trên, trình duyệt Web thiết lập kết nối TCP đến Web Server địa www.cit.ctu.edu.vn tải tập tin index.html thể Hầu hết tập tin Web chứa văn hình ảnh, số cịn chứa audio video clips Chúng cịn chứa liên kết đến tập tin khác – gọi liên kết siêu văn (hypertext links) Khi người dùng yêu cầu trình duyệt Web mở liên kết siêu văn (bằng cách trỏ chuột Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 161 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 click lên liên kết đó), trình duyệt mở nối kết mới, tải hiển thị tập tin Vì thế, dễ để duyệt từ server đến server khác khắp giới để có hết thông tin mà người dùng cần Khi người dùng chọn xem trang Web, trình duyệt Web nạp trang Web từ Web server sử dụng giao thức HTTP chạy TCP Giống SMTP, HTTP giao thức hướng ký tự Về cốt lõi, thơng điệp HTTP có khn dạng tổng qt sau: START_LINE MESSAGE_HEADER MESSAGE_BODY Hàng thông điệp yêu cầu hay trả lời Nó “thủ tục cần thực từ xa” (trong tình thơng điệp u cầu) “trạng thái trả về” (trong tình thông điệp trả lời) Tập hợp hàng tùy chọn tham số nhằm xác định cụ thể tính chất yêu cầu trả lời Phần MESSAGE_HEADER khơng có có vài hàng tham số kết thúc hàng trống HTTP định nghĩa nhiều kiểu header, số liên quan đến thông điệp yêu cầu, số liên quan đến thông điệp trả lời số lại liên quan đến phần liệu thông điệp Ở giới thiệu số kiểu thường dùng Cuối cùng, sau hàng trống phần nội dung thông điệp trả lời (MESSAGE_BODY), phần thường rỗng thông điệp yêu cầu 8.3.1 Các thông điệp yêu cầu Hàng thông điệp yêu cầu HTTP thứ: thao tác cần thực thi, trang Web mà thao tác áp lên phiên HTTP sử dụng Bảng sau giới thiệu số thao tác phổ biến Hành động Mô tả OPTIONS GET HEAD POST PUT DELETE TRACE CONNECT Yêu cầu thông tin tùy chọn có Lấy tài liệu xác định URL Lấy thông tin thô tài liệu xác định URL Cung cấp thông tin cho server Tải tài liệu lên server đặt vị trí xác định URL Xóa tài liệu nằm vị trí URL server Phản hồi lại thơng điệp yêu cầu Được sử dụng proxy Hai thao tác thường sử dụng nhiều GET (lấy trang Web về) HEAD (lấy thông tin trang Web) GET thường sử dụng trình duyệt muốn tải trang Web hiển thị cho người dùng HEAD thường sử dụng để kiểm tra tính hợp lệ liên kết siêu văn để xem trang có bị thay đổi khơng kể từ lần tải trước Ví dụ, dịng START_LINE GET http://www.cit.ctu.edu.vn/index.html HTTP/1.1 nói rằng: người dùng muốn tải server www.cit.ctu.edu.vn trang Web có tên index.html hiển thị Ví dụ dùng URL tuyệt đối Ta sử dụng URL tương đối sau: GET /index.html HTTP/1.1 Host: www.cit.ctu.edu.vn Ở đây, Host trường MESSAGE_HEADER Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 162 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 8.3.2 Các thơng điệp trả lời Giống thông điệp yêu cầu, thông điệp trả lời bắt đầu hàng START_LINE Trong trường hợp này, dòng START_LINE phiên HTTP sử dụng, mã ký số xác định yêu cầu thành công hay thất bại chuỗi ký tự lý câu trả lời Ví dụ, dịng START_LINE HTTP/1.1 202 Accepted server thõa mãn yêu cầu người dùng Còn dòng HTTP/1.1 404 Not Found server khơng thể tìm thấy tài liệu yêu cầu Có năm loại mã trả lời tổng quát với ký số xác định loại mã Mã Loại Lý 1xx 2xx 3xx 4xx 5xx Thông tin Thành công Chuyển hướng Lỗi client Lỗi server Đã nhận yêu cầu, tiếp tục xử lý Thao tác tiếp nhận, hiểu chấp nhận Cần thực thêm thao tác để hồn tất u cầu đặt u cầu có cú pháp sai đáp ứng Server thất bại việc đáp ứng yêu cầu hợp lệ Cũng giống thông điệp yêu cầu, thơng điệp trả lời chứa nhiều dòng phần MESSAGE_HEADER Những dòng cung cấp thêm thơng tin cho client Ví dụ, dịng header Location URL yêu cầu có vị trí khác Vì thế, trang Web Khoa Cơng Nghệ Thông Tin di chuyển từ địa http://www.cit.ctu.edu.vn/index.html sang địa http://www.ctu.edu.vn/cit/index.html mà người dùng lại truy cập vào URL cũ, Web server trả lời sau HTTP/1.1 301 Moved Permanently Location: http://www.ctu.edu.vn/cit/index.html Trong tình chung nhất, thông điệp trả lời mang theo nội dung trang Web yêu cầu Trang tài liệu HTML, chứa liệu khơng phải dạng văn (ví dụ ảnh GIF), liệu mã hóa theo dạng MIME Một số hàng phần MESSAGE_HEADER cung cấp thêm thông tin nội dung trang Web, bao gồm ContentLength (số bytes phần nội dung), Expires (thời điểm mà nội dung trang Web xem lỗi thời), Last-Modified (thời điểm sửa đổi lần cuối cùng) 8.3.3 Các kết nối TCP Nguyên tắc chung giao thức HTTP client nối kết đến cổng TCP số 80 server, server lắng nghe cổng để sẵn sàng phục vụ client Phiên (HTTP/1.0) thiết lập nối kết riêng cho hạng mục liệu cần tải từ server Khơng khó để thấy chế không hiệu quả: Các thông điệp dùng để thiết lập giải phóng nối kết phải trao đổi qua lại client server mà tất client muốn lấy thông tin trang Web, server bị tải Cải tiến quan trọng phiên HTTP/1.1 cho phép kết nối lâu dài – client server trao đổi nhiều thông điệp yêu cầu/trả lời kết nối TCP Kết nối lâu dài có hai lợi Thứ nhất, làm giảm thiểu chi phí cho việc thiết lập/giải phóng nối kết Thứ hai, client gởi nhiều thông điệp yêu cầu qua kết nối TCP, chế điều khiển tắc nghẽn TCP hoạt động hiệu Tuy nhiên, kết nối lâu dài có giá phải trả Vấn đề phát sinh chỗ: không client server biết kết nối kéo dài Điều thực gây khó khăn cho phía server thời điểm, phải đảm bảo trì kết nối đến ngàn client Giải pháp cho vấn đề là: server mãn kỳ cắt nối kết khơng nhận yêu cầu cụ thể từ phía Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 163 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 client khoảng thời gian định trước Ngoài ra, client server phải theo dõi xem phía bên có chủ động cắt nối kết hay khơng lấy làm sở để tự cắt nối kết (Nhắc lại rằng, hai bên phải cắt nối kết nối kết TCP thực kết thúc) 8.3.4 Trữ đệm Một lĩnh vực nghiên cứu tích cực Internet để trữ tạm trang Web cách hiệu Việc trữ tạm mang lại nhiều lợi ích Từ phía client, việc nạp hiển thị trang Web từ đệm gần nhanh nhiều so với từ server nửa vịng trái đất Đối với server, có thêm đệm để can thiệp vào phục vụ giúp yêu cầu người dùng giảm bớt tải server Việc trữ đệm cài đặt nhiều nơi khác khau Ví dụ, trình duyệt Web trữ tạm trang Web nạp gần đây, để người dùng duyệt lại trang Web đó, trình duyệt nối kết Internet để lấy chúng mà dùng trữ sẵn Ví dụ khác, khu vực làm việc (site) đề cử máy làm nhiệm vụ trữ tạm trang Web, để người dùng sau sử dụng trữ sẵn người dùng trước Yêu cầu hệ thống người dùng site phải biết địa máy tính làm nhiệm vụ trữ tạm, họ đơn giản liên hệ với máy tính để tải trang Web theo yêu cầu Người ta thường gọi máy tính làm nhiệm vụ trữ tạm trang Web cho site proxy Vị trí trữ đệm di chuyển gần đến phần lõi Internet ISP Trong tình này, site nối kết tới ISP thường khơng hay biết việc trữ tạm Khi yêu cầu HTTP từ site chuyển phát đến router ISP, router liền kiểm tra xem URL yêu cầu có giống với URL trữ sẵn hay khơng Nếu có, router trả lời Nếu không, router chuyển yêu cầu đến server thật không quên lưu vào đệm thơng điệp trả lời từ phía server Việc trữ tạm đơn giản Tuy nhiên đệm phải đảm bảo thông tin trữ đệm khơng q cũ Để làm việc này, Web server phải gán “ngày hết hạn” (tức trường Expires header) cho trang Web mà phục vụ cho client Nhân đó, đệm lưu lại thơng tin Và từ đó, đệm khơng cần phải kiểm tra tính cập nhật trang Web ngày hết hạn đến Tại thời điểm trang Web hết hạn, đệm dùng lệnh HEAD lệnh GET có điều kiện (GET với trường If-Modified-Since phần header đặt) để kiểm tra có phiên trang Web Tổng quát hơn, cần phải có “các thị hướng dẫn” cho việc trữ đệm thị phải tuân thủ đệm Các thị có nên trữ đệm tài liệu hay khơng, trữ bao lâu, tài liệu phải tươi vân vân 8.4 Truyền tập tin (FTP) Thông qua dịch vụ FTP, người dùng máy tính đăng nhập thao tác lên hệ thống tập tin chia sẻ máy tính từ xa Mục tiêu dịch vụ FTP là: 1) Đảm bảo việc chia sẻ tập tin (chương trình máy tính liệu) mạng 2) Khuyến khích việc sử dụng khơng trực tiếp (thơng qua chương trình) tài ngun máy tính khác 3) Người dùng khơng cần phải quan tâm đến khác hệ thống tập tin mạng 4) Truyền liệu cách tin cậy hiệu Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 164 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 8.4.1 Mơ hình dịch vụ FTP Hình H8.9 mơ tả mơ hình dịch vụ FTP H8.9 Mơ hình dịch vụ FTP Trong hệ thống này, người dùng lệnh cho FTP user agent User agent nối kết tới FTP server để dàn xếp thủ tục làm việc, thực thi tác vụ theo yêu cầu trả kết cho người dùng 8.4.2 Giao thức FTP Đầu tiên, user agent thiết lập kết nối điều khiển cổng 21 tới FTP server Sau thỏa thuận tham số truyền nhận, hai bên thiết lập kênh liệu chạy cổng 20 Dữ liệu tập tin trao đổi qua lại user agent server chạy kênh liệu Kênh liệu kênh hoạt động theo phương thức hai chiều không thiết phải tồn Hình 8.10 Giao tiếp Client Server giao thức FTP 8.4.3 Các lệnh Sau lệnh mà người dùng sử dụng để thao tác lên hệ thống FTP Lệnh Tham số Ý nghĩa FTP host-name Nối kết đến FTP server có địa host-name Cung cấp tên người dùng cho FTP server để thực USER user-name trình chứng thực ASCII Chỉ định kiểu liệu truyền nhận ký tự BINARY Chỉ định kiểu liệu truyền nhận nhị phân LS Xem nội dung thư mục từ xa CD remote-dir Chuyển đến thư mục khác hệ thống tập tin từ xa Tải tập tin remote-file FTP server hệ thống tập GET remote-file local-file tin cục đặt tên local-file Nạp tập tin cục local-file lên server đặt tên PUT local-file remote-file remote-file Tạo thư mục có tên dir-name hệ thống tập tin MKDIR dir-name từ xa RMDIR dir-name Xóa thư mục có tên dir-name hệ thống tập tin từ xa QUIT Đóng nối kết FTP khỏi chương trình FTP Biên Sọan: Th.s Ngơ Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 165 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 Mục lục Chương Error! Bookmark not defined Tổng quan mạng máy tính 1.1 Mạng điện báo 1.2 Mạng điện thoại 1.3 Mạng hướng đầu cuối 1.4 Mạng máy tính .3 1.4.1 Đường biên mạng 1.4.1.1 Mơ hình khách hàng/người phục vụ (client/server): 1.4.1.2 Mơ hình ngang cấp (peer-to-peer): .4 1.4.2 Đường trục mạng .4 1.4.2.1 Chuyển mạch (circuit switching) 1.4.2.2 Mạng chuyển gói 1.4.2.3 So sánh mạng chuyển mạch mạng chuyển gói .5 1.4.2.4 Mạng truy cập .5 1.4.3 Các lợi ích mạng máy tính 1.4.3.1 Mạng tạo khả dùng chung tài nguyên cho người dùng 1.4.3.2 Mạng cho phép nâng cao độ tin cậy 1.4.3.3 Mạng giúp cho công việc đạt hiệu suất cao 1.4.3.4 Tiết kiệm chi phí 1.4.3.5 Tăng cường tính bảo mật thơng tin 1.4.3.6 Việc phát triển mạng máy tính tạo nhiều ứng dụng Chương .7 Các thành phần mạng máy tính 2.1 Phần cứng mạng máy tính 2.1.1 Phân loại mạng máy tính theo kỹ thuật truyền tin .8 2.1.1.1 Mạng quảng bá 2.1.1.2 Mạng điểm nối điểm .8 2.1.2 Phân loại mạng máy tính theo phạm vị địa lý .8 2.1.2.1 Mạng cục 2.1.2.1.1 Mạng hình bus 2.1.2.1.2 Mạng hình 2.1.2.1.3 Mạng hình vịng 2.1.2.2 Mạng đô thị 2.1.2.3 Mạng diện rộng .9 2.1.3 Mạng không dây 10 2.1.3.1 Nối kết hệ thống (System interconnection) 10 2.1.3.2 Mạng cục không dây (Wireless LANs): 10 2.1.3.3 Mạng diện rộng không dây (Wireless WANs): 10 2.1.4 Liên mạng (Internetwork) 10 2.2 Phần mềm mạng .11 2.2.1 Cấu trúc thứ bậc giao thức 11 2.2.2 Ví dụ cấu trúc thứ bậc giao thức 12 2.2.3 Dịch vụ mạng 13 2.2.3.1 Các phép toán dịch vụ 14 2.2.3.2 Sự khác biệt dịch vụ giao thức .14 2.3 Mơ hình tham khảo OSI 15 Chương .18 Tầng vật lý 18 Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 166 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 3.1 Giới thiệu 19 3.2 Vấn đề số hóa thông tin .19 3.2.1 Số hóa văn 20 3.2.2 Số hóa hình ảnh tĩnh 21 3.2.3 Số hóa âm phim ảnh 22 3.3 Các loại kênh truyền 22 3.3.1 Kênh truyền hữu tuyến 22 3.3.1.1 Cáp xoắn đôi (Twisted Pair) .23 3.3.1.2 Cáp đồng trục (Coaxial Cable) 23 3.3.1.3 Cáp quang (Fiber Optic) .24 3.3.2 Kênh truyền vô tuyến 25 3.4 Đặc điểm kênh truyền 25 3.4.1.1 Truyền tải tín hiệu sóng dạng hình sin 26 3.4.1.2 Truyền tín 27 3.4.1.3 Băng thông kênh truyền (Bandwidth) 27 3.4.1.4 Tần số biến điệu tốc độ liệu (Baund rate and bit rate) .28 3.4.1.5 Nhiễu khả kênh truyền 29 3.4.1.6 Giao thông (Traffic) 30 3.5 Mã hóa đường truyền (Line Coding) 31 3.5.1 Mã hóa đường truyền tín hiệu số 31 3.5.2 Mã hóa đường truyền tín hiệu 32 Chương .33 Tầng liên kết liệu 33 ( Data link layer ) 33 4.1 Chức tầng liên kết liệu 34 4.1.1 Các dịch vụ tầng liên kết liệu 34 4.1.2 Xử lý lỗi 34 4.1.3 Định khung 34 4.1.3.1 Phương pháp đếm ký tự (Character Count) 35 4.1.3.2 Phương pháp sử dụng byte làm cờ byte độn (Flag byte with byte stuffing) 35 4.1.3.3 Sử dụng cờ bắt đầu kết thúc khung với bit độn (Starting and ending flags with bit stuffing) .35 4.1.4 Điều khiển lỗi (Error Control) 36 4.1.5 Điều khiển luồng (Flow Control) 36 4.2 Vấn đề xử lý lỗi 37 4.2.1 Bộ mã phát lỗi 37 4.2.2 Những mã phát lỗi (Error-Detecting Codes) 37 4.2.2.1 Kiểm tra chẵn lẻ (Parity Check) 37 4.2.2.2 Kiểm tra thêm theo chiều dọc (Longitudinal Redundancy Check or Checksum) 38 4.2.2.3 Kiểm tra phần dư tuần hoàn (Cyclic Redundancy Check) .38 4.3 Một số giao thức điều khiển lỗi (Error Control) 40 4.3.1.1 Giao thức truyền đơn công không ràng buộc (Unrestricted Simplex Protocol) 42 4.3.1.2 Giao thức truyền đơn công dừng chờ (Simplex Stop-and-wait Protocol) 43 4.3.1.3 Giao thức truyền đơn cơng cho kênh truyền có nhiễu (Simplex Protocol for Noisy Channel ) 44 4.4 Giao thức sổ trượt (Sliding windows) 45 4.4.1 Vấn đề truyền tải thông tin theo hai chiều (Duplex) 45 4.4.2 Giới thiệu giao thức cửa sổ trượt 45 Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 167 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 4.4.3 Hoạt động cửa sổ trượt .46 4.4.4 Cài đặt giao thức cửa sổ trượt kích thước bit (A One-Bit Sliding Window Protocol 47 4.4.5 Vấn đề điều khiển lỗi (Error Control) .48 4.4.5.1 Giao thức Go-Back-N 48 4.4.5.2 Giao thức Selective Repeat 51 4.4.5.2.1 Kích thước tối đa cửa sổ gởi nhận ? 54 4.4.5.2.2 Số lượng buffer để lưu khung bao nhiêu? 54 4.4.5.2.3 Khi gởi báo nhận cho gói tin? 54 4.4.6 Giao thức HDLC (High-Level Data Link Control) 54 4.4.6.1 Các đặc tính giao thức HDLC 54 4.4.6.1.1 Ba loại trạm HDLC 55 4.4.6.2 Hai cấu hình đường nối kết: 55 4.4.6.3 Có chế độ truyền tải là: 55 4.4.6.4 Cấu trúc khung 55 4.4.6.5 Một vài kịch giao thức HDLC 57 4.4.6.6 Giao thức Điểm nối điểm (PPP- Point-to-Point Protocol) 59 Chương .61 MẠNG NỘI BỘ 61 & 61 LỚP CON ĐIỀU KHIỂN TRUY CẬP .61 5.1 Tổng quan LAN 62 5.2 Hình thái mạng 62 5.2.1 Mạng hình 62 5.2.2 Mạng hình vòng 63 5.2.3 Mạng hình bus 63 5.3 Lớp MAC (Media Access Control Sublayer) .63 5.3.1 Phương pháp chia kênh .64 5.3.1.1 Chia tần số (FDMA – Frequency Division Multiple Access) 64 5.3.1.2 Chia thời gian (TDMA – Time Division Multiple Access) 65 5.3.1.3 Kết hợp FDMA TDMA 65 5.3.1.4 Phân chia mã (CDMA – Code Division Multiple Access) 65 5.3.2 Phương pháp truy cập đường truyền ngẫu nhiên (Random Access) .68 5.3.2.1 ALOHA .68 5.3.2.2 CSMA – Carrier Sense Multiple Access 69 5.3.3 Phương pháp phân lượt truy cập đường truyền .73 5.3.3.1 Ví dụ phương pháp thăm dò: Thăm dò phân tán (Distributed Polling) 73 5.3.3.2 Ví dụ phương pháp chuyển thẻ bài: Token Ring 74 5.3.3.3 Ví dụ phương pháp chuyền thẻ bài: Token Bus 79 5.4 Chuẩn hóa mạng cục 80 5.5 Giới thiệu số công nghệ mạng LAN 82 5.5.1 Ethernet (802.3) .82 5.5.1.1 Tổng quan 82 5.5.1.2 Khuôn dạng khung thông tin Ethernet 84 5.5.1.3 Địa Ethernet 84 5.5.1.4 Cách thức mã hóa tín hiệu 84 5.5.1.5 Giải thuật truy cập đường truyền 85 5.5.1.6 Các công nghệ Ethernet 85 5.5.2 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 86 5.5.2.1 Các tính chất vật lý 86 5.5.2.2 Giải thuật “Thẻ định thời” – Timed Token 87 5.5.2.3 Quản lý thẻ 88 Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 168 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 5.5.3 Mạng khơng dây (802.11) 89 5.5.3.1 Các tính chất vật lý 89 5.5.3.2 Tránh đụng độ (Collision Avoidance) 90 5.5.3.3 Hệ thống phân tán .91 5.5.3.4 Khuôn dạng khung 92 Chương .93 Tầng mạng 93 (Network Layer) 93 6.1 Giới thiệu 94 6.2 Các vấn đề liên quan đến việc thiết kế tầng mạng 94 6.2.1.1 Kỹ thuật hoán chuyển lưu chuyển tiếp (Store-and-Forward Switching)94 6.2.2 Các dịch vụ cung cấp cho tầng vận chuyển 95 6.2.2.1 Cài đặt dịch vụ không nối kết ( Implementation of Connectionless Service) 95 6.2.2.2 Cài đặt dịch vụ định hướng nối kết (Connection – Oriented Service) 96 6.2.2.3 So sánh Datagram subnet Virtual-Circuit subnet 97 6.3 Giải thuật chọn đường 98 6.3.1 Giới thiệu 98 6.3.2 Mục tiêu giải thuật chọn đường 98 6.3.3 Phân loại giải thuật chọn đường 98 6.3.4 Các giải thuật tìm đường tối ưu 99 6.3.4.1 Giải thuật tìm đường ngắn Dijkstra 99 6.3.4.2 Giải thuật chọn đường tối ưu Ford-Fulkerson 100 6.3.5 Giải pháp vạch đường Vector Khoảng cách (Distance Vector) 101 6.3.6 Giải pháp chọn đường “Trạng thái nối kết” (Link State) 104 6.3.6.1 Làm ngập cách tin cậy (Reliable Flooding) .104 6.3.6.2 Tính tốn chọn đường Link State 106 6.3.7 Vạch đường phân cấp (Hierarchical Routing) 106 6.3.8 Vạch đường mạng di động 107 6.4 Các giải thuật chống tắc nghẽn 109 6.4.1 Các nguyên tắc chung để điều khiển tắc nghẽn 109 6.4.2 Các biện pháp phòng ngừa tắc nghẽn 110 6.4.3 Điều khiển tắc nghẽn mạng dạng mạch ảo .111 6.4.4 Điều khiển tắc nghẽn mạng dạng Datagram 111 6.5 Liên mạng 113 6.5.1 Các mạng nối kết với sao? 114 6.5.2 Nối kết mạng dạng mạch ảo .115 6.5.3 Nối kết mạng dạng datagram .116 6.5.4 Vạch đường liên mạng 117 6.5.5 Phân mảnh tái hợp 117 6.6 Bộ giao thức liên mạng (IPs - Internet Protocols) 119 6.6.1 Giới thiệu .119 6.6.2 Giao thức liên mạng IP (Internet Protocol) 120 6.6.2.1 Định dạng gói tin IP (IP Packet Format) 120 6.6.3 Cấu trúc địa IP 121 6.6.4 Một số địa IP đặc biệt 123 6.6.5 Ý nghĩa Netmask 123 6.6.6 Phân mạng (Subnetting) 123 6.6.6.1 Giới thiệu 123 6.6.6.2 Phương pháp phân mạng 124 6.6.6.2.1 Phương pháp phân lớp hoàn toàn (Classfull Standard) .125 Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 169 Đại Học Cần Thơ - Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 6.6.6.2.2 Phương pháp Vạch đường liên miền không phân lớp CIDR (Classless Inter-Domain Routing ) .126 6.6.7 Vạch đường giao thức IP .128 6.6.7.1 Đường gói tin 130 6.6.7.2 Giao thức phân giải địa (Address Resolution Protocol) 131 6.6.7.3 Giao thức phân giải địa ngược RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 132 6.6.7.4 Giao thức thông điệp điều khiển Internet ICMP (Internet Control Message Protocol) 132 Chương 134 TẦNG VẬN CHUYỂN 134 7.1 Dịch vụ tầng vận chuyển 135 7.1.1 Các dịch vụ cung cấp cho tầng ứng dụng 135 7.1.2 Các hàm dịch vụ sở 136 7.2 Các yếu tố cấu thành giao thức vận chuyển 136 7.2.1 Định địa .137 7.2.2 Thiết lập nối kết .138 7.2.3 Giải phóng nối kết 139 7.2.4 Điều khiển thông lượng 141 7.3 Tầng vận chuyển mạng Internet .142 7.3.1 Giao thức UDP (User Datagram Protocol) .142 7.3.2 Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) 143 Chương 149 CÁC ỨNG DỤNG MẠNG .149 8.1 Dịch vụ tên (DNS) 149 8.1.1 Miền phân cấp 150 8.1.2 Các server phục vụ tên 150 8.1.3 Phương pháp phân tích tên 153 8.2 Electronic Mail (SMTP, MIME, POP3, IMAP) 154 8.2.1 Các thành phần hệ thống email .154 8.2.2 Khuôn dạng email 155 8.2.3 Chuyển thư 157 8.2.4 Phân phát thư 159 8.2.4.1 POP3 159 8.2.4.2 IMAP .160 8.3 World Wide Web (HTTP) .161 8.3.1 Các thông điệp yêu cầu 162 8.3.2 Các thông điệp trả lời 163 8.3.3 Các kết nối TCP 163 8.3.4 Trữ đệm 164 8.4 Truyền tập tin (FTP) 164 8.4.1 Mơ hình dịch vụ FTP 165 8.4.2 Giao thức FTP 165 8.4.3 Các lệnh .165 Biên Sọan: Th.s Ngô Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 170 ... cuối Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thơng Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 1.4 Mạng máy tính Mạng máy tính mạng hai hay nhiều máy tính nối lại với đường truyền vật lý theo kiến trúc Mạng có... Phạm Thế Phi - 01/2005 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 2.1 Phần cứng mạng máy tính 2.1.1 Phân loại mạng máy tính theo kỹ thuật truyền tin Dựa theo... Bá Hùng – Ks Phạm Thế Phi - 01/2005 30 Đại Học Cần Thơ - Khoa Công Nghệ Thông Tin - Giáo Trình Mạng Máy Tính – V1.0 Ví dụ : Trong tính tốn khoa học từ xa, người dùng giao tiếp với máy tính trung