Tài liệu học tập Mạng máy tính

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TÀI LIỆU HỌC TẬP MẠNG MÁY TÍNH Đối tƣợng: HSSV trình độ Đại học, Cao đẳng Ngành đào tạo: Dùng chung cho Khối ngành Công nghệ Lƣu hành nội MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC VIẾT TẮT 10 LỜI NÓI ĐẦU 13 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 14 1.1 Sự hình thành phát triển Mạng máy tính 14 1.2 Các thành phần mạng máy tính 16 1.2.1 Đƣờng truyền vật lý 16 1.2.2 Kiến trúc mạng 20 1.2.3 Giao thức mạng 20 1.3 Phân loại mạng máy tính 20 1.3.1 Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý 20 1.3.2 Phân loại mạng theo topology 23 1.3.3 Phân loại mạng theo kỹ thuật chuyển mạch 25 1.4 Kiến trúc phân tầng mơ hình OSI 28 1.4.1 Kiến trúc phân tầng 28 1.4.2 Các tổ chức tiêu chuẩn hóa mạng máy tính 29 1.4.3 Mơ hình OSI 31 1.4.4 Mơ hình TCP/IP 33 1.5 Xu hƣớng phát triển Mạng máy tính 34 CHƢƠNG TẦNG VẬT LÝ 36 2.1 Vai trò chức tầng vật lý 36 2.2 Môi trƣờng truyền thông 38 2.2.1 Kênh truyền hữu tuyến 38 2.2.2 Kênh truyền vô tuyến 40 2.2.3 Một số thiết bị lớp vật lý 40 -1- 2.3 Truyền tin tƣơng tự 42 2.3.1 Hệ thống điện thoại 42 2.3.2 Modem 46 2.4 Truyền tín hiệu số 46 2.4.1 Điều chế xung mã -PCM (Pulse Code Modulation) 47 2.4.2 Chuẩn X 21 47 Chƣơng TẦNG LIÊN KẾT DỮ LIỆU: CÁC LIÊN KẾT, TRUY CẬP MẠNG VÀ CÁC LAN 49 3.1 Giới thiệu tầng Liên kết liệu 49 3.1.1 Các dịch vụ tầng liên kết 51 3.1.2 Vị trí triển khai tầng liên kết 52 3.2 Kỹ thuật phát sửa lỗi 53 3.2.1 Kiểm tra Bit chẵn lẻ 53 3.2.2 Phƣơng pháp kiểm tra (checksum) 55 3.2.3 Phƣơng pháp kiểm tra theo chu kỳ (CRC) 56 3.3 Đa liên kết truy cập Các giao thức 56 3.3.1 Phƣơng pháp chia kênh 57 3.3.2 Giao thức truy cập ngẫu nhiên 60 3.3.3 Phƣơng pháp phân lƣợt truy cập đƣờng truyền 65 3.4 Chuyển mạch LAN 70 3.4.1 Địa liên kết ARP 71 3.4.2 Ethernet 74 3.4.3 Chuyển mạch LAN (LAN SWITCH) 76 3.4.4 Mạng LAN ảo VLAN 77 3.5 Liên kết ảo 79 Chƣơng TẦNG MẠNG 83 4.1 Giới thiệu Tầng mạng 83 4.2 Mạch ảo mạng gói liệu 83 -2- 4.3 Các vấn đề Định tuyến 85 4.4 Giao thức Internet: Chuyển tiếp đánh địa Internet 87 4.4.1 Giao thức mạng IP (Internet Protocol) 87 4.4.2 Giao thức thông báo điều khiển mạng ICMP 92 4.4.3 Giao thức phân giải địa ARP 92 4.4.4 Giao thức phân giải địa ngƣợc RARP 93 4.4.5 Giao thức IPv6 (Internet Protocol Version Number 6) 94 4.5 Các thuật toán định tuyến 98 4.5.1 Link state (định tuyến theo trạng thái đƣờng liên kết) 98 4.5.2 Distance vector (định tuyến theo vector khoảng cách) 99 4.6 Định tuyến Internet 100 4.6.1 OSPF 100 4.6.2 Giao thức định tuyến RIP 116 4.7 Tổng kết tập ứng dụng 125 4.7.1 Wireshark Lab : ICMP 125 4.7.2 Wireshark Lab : IP 129 Chƣơng TẦNG GIAO VẬN 136 5.1 Giới thiệu dịch vụ tầng Giao vận 136 5.1.1 Các giao thức chuẩn cho Tầng Vận chuyển 136 5.2 Các giao thức đa truy cập 137 5.2.1 Phƣơng pháp chia kênh 137 5.2.2 Phƣơng pháp truy cập đƣờng truyền ngẫu nhiên 140 5.2.3.Phƣơng pháp phân lƣợt truy cập đƣờng truyền 145 5.3 Giao thức vận chuyện không liên kết: UDP 150 5.4 Nguyên tắc truyền liệu tin cậy 151 5.5 Giao thức vận chuyển hƣớng kết nối:TCP 151 5.6 Nguyên tắc điều khiển xung đột 153 5.7 Tổng kết tập ứng dụng 155 -3- 5.7.1 Wireshark Lab : TCP 155 5.7.2.Wireshark Lab : UDP 162 Chƣơng TẦNG ỨNG DỤNG 168 6.1 Nguyên tắc ứng dụng mạng 168 6.1.1 Mơ hình khách/chủ 169 6.1.2 Mơ hình ngang hàng (Peer to peer) 170 6.1.3 Mơ hình lai (Hybrid) 170 6.2 Web HTTP 170 6.2.2 Các thông điệp trả lời 172 6.2.3 Các kết nối TCP 173 6.2.4 Bộ lƣu trữ đệm 174 6.3 Giao thức truyền file: FTP 174 6.3.1 Giao thức FTP 175 6.3.2 Các lệnh 175 6.4 Thƣ điện tử Internet 176 6.4.1 Các thành phần hệ thống email 176 6.4.2 Khuôn dạng email 177 6.4.3 Chuyển thƣ 179 6.4.4 Phân phát thƣ 181 6.5 Dịch vụ phân giải tên miền –DNS 184 6.5.1 Miền phân cấp 185 6.5.2 Các server phục vụ tên 185 6.5.3 Phƣơng pháp phân tích tên 187 6.6 Ứng dụng mạng ngang hang 189 6.7 Tổng kết tập ứng dụng 191 6.7.1 Wireshark Lab : DNS 191 6.7.2 Wireshark Lab : HTTP 197 6.7.3 Wireshark Lab : DHCP 202 Chƣơng MẠNG KHÔNG DÂY VÀ MẠNG DI ĐỘNG 207 -4- 7.1 Mạng cục không dây (WLAN - Wireless LAN) 207 7.1.1 Giới thiệu WLAN 207 7.1.2 Lịch sử hình thành phát triển 207 7.1.3 Cơ sở hạ tầng WLAN 209 7.1.4 Các mơ hình WLAN 212 7.1.5 Các giải pháp bảo mật WLAN 214 7.2 Các Chuẩn không dây 221 7.2.1 IEEE 802.11b 223 7.2.2 IEEE 802.11a 223 7.2.3 IEEE 802.11g 224 7.2.4 IEEE 802.11n 227 7.3 Không dây dải tần rộng 227 7.3.1 Giới thiệu WiMax 227 7.3.2 Những vấn đề lớp Vật lý 228 7.3.3 Những vấn đề lớp MAC 229 7.4 Mạng Manet 229 7.5 Hệ thống GMS 231 7.6 Công nghệ 4G 234 7.7 Mobile IP 235 TÀI LIỆU THAM KHẢO 242 -5- DANH MỤC HÌNH Hình 1 Mơ hình mạng tổng qt 15 Hình Cấu trúc mạng LAN 21 Hình Cấu trúc mạng MAN 22 Hình Cấu trúc mạng WAN 23 Hình Mạng hình 23 Hình Mạng tuyến tính 24 Hình Mạng vòng 25 Hình Mơ hình chuyển mạch kênh 26 Hình Mơ hình chuyển mạch thơng báo 27 Hình 10 Mơ hình chuyển mạch gói 27 Hình 11 Mơ hình kiến trúc phân tầng 29 Hình 12 Mơ hình OSI 33 Hình 13 Mơ hình OSI TCP/IP 34 Hình Mơi trƣờng thực tầng vật lý 36 Hình 2 Cáp xoắn đơi 38 Hình Cáp đồng trục 39 Hình Cấu trúc cáp quang 40 Hình Kênh truyền 40 Hình Thiết bị Repeater 41 Hình Bộ tập trung Hub 42 Hình (a) Mạng kết nối đầy đủ (b) Công tắc tập trung (c) Hệ thống phân cấp hai cấp 43 Hình Một tuyến đƣờng điển hình cho gọi khoảng cách trung bình 45 Hình 10 Bộ điều chế 46 Hình Sáu bƣớc nhảy liên kết máy chủ thiết bị khơng dây 51 Hình Bộ điều phối 53 Hình 3 Chẵn lẻ bit 54 Hình Bít chẵn lẻ hai chiều 55 Hình Ví dụ FDMA 57 Hình Ví dụ Slotted ALOHA 61 Hình Ví dụ Pure ALOHA 62 Hình Thời gian cần thiết để truyền khung 64 -6- Hình Mô tả chu kỳ hoạt động hệ thống thăm dị phân tán 66 Hình 10 Mơ hình hoạt động mạng Token Ring 67 Hình 11 Nhả Token Ring 68 Hình 12 Sử dụng rơle 70 Hình 13 Hệ thống kết nối mạng 71 Hình 14 Địa MAC 72 Hình 15 Giao thức ARP 74 Hình 16 Các chuẩn Ethernet 100 Mbps 75 Hình 17 Phân đoạn Mạng 76 Hình 18 Mơ hình mạng VLAN 78 Hình 19 Tiêu đề MPLS 79 Hình 20 VPN layer 80 Hình Mạng chuyển mạch gói 84 Hình Cấu trúc gói tin IP 88 Hình Cấu trúc lớp địa IP 90 Hình 4 Minh họa trình tìm địa MAC ARP 93 Hình Minh họa trình tìm địa IP giao thức RARP 94 Hình Bầu chọn router – id 101 Hình Bầu chọn router – id 102 Hình Các router gửi gói tin hello 104 Hình Kiến trúc phân vùng OSPF 105 Hình 10 Trao đổi LSDB với kết nối point – to – point 107 Hình 11 Broadcast MultiAccess 108 Hình 12 Hoạt động trao đổi thông tin thông qua DR 108 Hình 13 Đây mơi trƣờng Multi – access dù có 02 router 109 Hình 14 Sơ đồ ví dụ tính path – cost 111 Hình 15 Tổng path – cost 66 hay 129 111 Hình 16 Các cổng tham gia vào tiến trình tính tốn path – cost với OSPF 112 Hình 17 Sơ đồ ví dụ cấu hình 112 Hình 18 Sơ đồ ví dụ 117 Hình 19 R3 gửi cho R2 bảng định tuyến 118 Hình 20 Bảng định tuyến R2 118 Hình 21 R2 gửi bảng định tuyến cho R1 118 -7- Hình 22 Bảng định tuyến R1 119 Hình 23 Kết hội tụ cuối ví dụ 119 Hình 24 Mạng 192.168.3.0/24 down 120 Hình 25 Bảng định tuyến R3 120 Hình 26 Bảng định tuyến R2 121 Hình 27 Loop định tuyến 121 Hình 28 R2 khơng gửi ngƣợc thơng tin học đƣợc từ R3 cho R3 122 Hình 29 Route poisoning Poison reverse 122 Hình 30 Sơ đồ ví dụ 123 Hình 31 Mạng 192.168.3.0/24 down 124 Hình 32 Sơ đồ xảy loop 124 Hình Ví dụ FDMA 137 Hình Ví dụ Slotted ALOHA 141 Hình Ví dụ Pure ALOHA 142 Hình Thời gian cần thiết để truyền khung 144 Hình 5 Mơ tả chu kỳ hoạt động hệ thống thăm dò phân tán 146 Hình Mơ hình hoạt động mạng Token Ring 147 Hình Nhả Token Ring 148 Hình Sử dụng rơle 149 Hình Cấu trúc gói tin UDP 150 Hình 10 Cấu trúc gói tin TCP (TCP Segment) 152 Hình 11 Quá trình thiết lập kết thúc liên kết TCP bƣớc 154 Hình Trình duyệt Web Internet Explorer 170 Hình Truyền liệu 175 Hình Hệ thống Email 176 Hình Quá trình phân giải tên thực tế, số đến 8chỉ trình tự thực hiên189 Hình Cấu trúc WLAN 209 Hình Thiết bị Wireless accesspoint 210 Hình 3AP hoạt động root mode 210 Hình Chế độ cầu nối AP 211 Hình Chế độ Repeater AP 211 Hình Thiết bị Wireless Router 212 Hình 7 Wireless NICs 212 -8- Hình Mơ hình mạng Ad-hoc 213 Hình Mơ hình mạng BSS chuẩn 213 Hình 10 Mơ hình mạng ESS 214 Hình 11 Mơ hình WLAN VPN 215 Hình 12 Mơ hình hoạt động xác thực 802.1x 216 Hình 13 Tiến trình xác thực MAC 219 Hình 14 Lọc giao thức 220 Hình 15 Escalating Security 221 Hình 16 CCK OFDM 802.11g; CCK – OFDM PBCC 225 Hình 17 Lƣợc đồ điều biến 802.11g tƣơng ứng với tốc độ liệu 226 -9- ... soạn Tài liệu học tập ? ?Mạng máy tính? ?? Đây học phần sở sinh viên chuyên ngành Đại học Cao đẳng Công nghệ thông tin Học phần cung cấp cho sinh viên kiến thức chuyên sâu hệ thống mạng máy tính, ... phân loại mạng máy tính việc phức tạp Ngƣời ta chia mạng máy tính theo khoảng cách địa lý làm loại mạng sau: Mạng cục LAN (Local Area Networks): Mạng cục LAN: kết nối máy tính đơn lẻ thành mạng nội... mạng Kiến trúc mạng máy tính thể cách nối ghép máy tính với nhƣ tập hợp quy tắc, quy ƣớc mà tất thực thể tham gia truyền thông mạng phải tuân theo để đảm bảo mạng hoạt động tốt Cách nối máy tính