Giáo trình cơ sở về mạng máy tính

Cấu trúc thứ bậc của giao thức

Vì A không thể nói tiếng Việt và B không thể nói tiếng Pháp, trong khi đó cả hai có thể hiểu tiếng Anh, cho nên nó được chọn là ngôn ngữ để trao đổi thư từ, văn bản giữa A và B. Ví dụ, các phương tiện của giao thông của tầng như ô tô, tàu hỏa, máy bay (của tầng liên kết dữ liệu) tầng vận chuyển thì cần hạ tầng cơ sở như đường ô tô, đường sắt, sân bay (của tầng vật lý).

Ví dụ về cấu trúc thứ bậc của giao thức

Thêm vào đó, các chức năng của từng tầng tương ứng với các luật được gọi là các giao thức (Protocols). • Tầng B giao cho tầng C một chuỗi các bit mà chúng sẽ được truyền lên đường truyền vật lý, không quan tâm gì về ý nghĩa của các bit, để đến nơi nhận.

Dịch vụ mạng

LISTEN Nghẽn để chờ một yêu cầu nối kết gởi đến CONNECT Yêu cầu thiết lập nối kết với bên muốn giao tiếp RECIEVE Nghẽn để chờ nhận các thông điệp gởi đến SEND Gởi thông điệp sang bên kia. ƒ Chú ý: Cùng một service có thể được thực hiện bởi các protocol khác nhau; mỗi protocol có thể được cài đặt theo một cách thức khác nhau ( sử dụng cấu trúc dữ liệu khác nhau, ngôn ngữ lập trình là khác nhau, vv..).

Giới thiệu

Trong mô hình trên, dữ liệu gồm có văn bản, hình ảnh, âm thanh, phim ảnh cần được số hóa dưới dạng nhị phân (bit 0, 1) để dễ dàng cho xử lý và truyền tải. Truyền tin là quá trình thiết bị truyền gởi đi lần lượt các bit của dữ liệu lên kênh truyền để nó lan truyền sang thiết bị nhận và như thế là dữ liệu đã được truyền đi.

Vấn đề số hóa thông tin

ƒ Nó sử dụng sự phối hợp của các dấu gạch và dấu chấm với độ dài khác nhau, điều này không được tiện lợi đặc biệt cho các ký tự c tần suất xuất hiện giống nhau. Tuy nhiên, điều này sẽ dẫn đến việc tồn tại nhiều bảng mã ASCII mở rộng khác nhau làm khó khăn trong việc trao đổi thông tin trên phạm vi toàn thế giới.

Các loại kênh truyền

• Kênh truyền hữu tuyến

Các tia sáng di chuyển bằng cách phản xạ giữa bề mặt của 2 môi trường có chiết suất khác nhau (n2>n1) và mất nhiều thời gian hơn để các sóng di chuyển so với chế độ đơn. Kênh truyền vô tuyến thì thật sự tiện lợi cho tất cả chúng ta, đặc biệt ở những địa hình mà kênh truyền hữu tuyến không thể thực hiện được hoặc phải tốn nhiều chi phí (rừng rậm, hải đảo, miền núi).

Đặc điểm kênh truyền

Bởi vì một tín hiệu bất kỳ có thể được xem như là một sự kết hợp của một chuỗi các sóng hình sin, nên ta có thể xem rằng, sự truyền tải một tín hiệu bất kỳ tương đương với việc truyền tải các sóng hình sin thành phần. Nói một các khác, với một tín hiệu phức tạp bất kỳ, tín hiệu này sẽ truyền tải được nếu như tần số của các sóng hình sin thành phần của nó có tần số nằm trong khoảng băng thông của kênh truyền.

Mã hóa đường truyền (Line Coding)

Bên truyền thực hiện quá trình mã hóa một bit thành tín hiệu tuần tự gọi là biến điệu (modulation). Ngược lại bên nhận, nhận được tín hiệu tuần tự phải giải mã thành một bit, gọi là hoàn điệu (demodulation). a) Sử dụng tín hiệu số theo mã NRZ b) Sử dụng biến điệu biên độ. c) Sử dụng biến điệu tần số d) Sử dụng biến điệu pha e) Sử dụng biến điệu pha.

Tầng liên kết dữ liệu ( Data link layer )

• Chức năng của tầng liên kết dữ liệu
• Vấn đề xử lý lỗi
• Một số giao thức điều khiển lỗi (Error Control)
• Giao thức của sổ trượt (Sliding windows)

Tiếp cận điều khiển luồng dựa trên phản hồi (feedback based flow control): Người nhận gởi thông tin về cho người gởi cho phép người gởi gởi thêm dữ liệu, cũng như báo với người gởi những gì mà người nhận đang làm. Tuy nhiên, trong trường hợp này, bên nhận chỉ có một vùng lưu trữ có khả năng hạn chế và một tốc độ xử lý giới hạn, vì thế giao thức phải được thiết kế dự phòng cho trường hợp dữ liệu máy gởi đến nhanh làm tràn vùng lưu trữ thông tin của bên nhận.

MẠNG NỘI BỘ & LỚP CON ĐIỀU KHIỂN TRUY CẬP

• Hình thái mạng
• Lớp con MAC (Media Access Control Sublayer)
• Giới thiệu một số công nghệ mạng LAN

Ngoài ra, để đảm bảo cho mỗi trạm có cơ hội truyền trong một khoảng thời gian cụ thể nào đó, nghĩa là để đặt một cận trên cho giá trị TRT mà mọi trạm đều thấy được, chúng ta định nghĩa thông số “đích thời gian xoay vòng của thẻ bài” (target token rotation time – TTRT). Giống như những người anh em Ethernet và Token Ring, 802.11 được thiết kế để hoạt động trong một phạm vi địa lý hẹp (các ngôi nhà, các tòa nhà văn phòng, các khu đại học) và thách thức quan trọng nó đặt ra là phải trù tính đến việc truy xuất đến phương tiện truyền thông chia sẻ - trong trường hợp này là các tín hiệu lan truyền trong không gian.

Tầng mạng (Network Layer)

• Các vấn đề liên quan đến việc thiết kế tầng mạng
• Giải thuật chọn đường
• Các giải thuật chống tắc nghẽn
• Liên mạng
• Bộ giao thức liên mạng (IPs - Internet Protocols)

Các giao thức liên mạng bao gồm một bộ các giao thức truyền thông, trong đó nổi tiếng nhất là Giao thức điều khiển truyền tải (TCP - Transmission Control Protocol) và Giao thức liên mạng (IP – Internet Protocol) hoạt động ở tầng 4 và tầng 3 trên mô hình OSI. Bộ giao thức liên mạng lần đầu tiên được phát triển vào giữa những năm của thập niên 70 khi Văn phòng các dự án nghiên cứu chuyên sâu của bộ quốc phòng Mỹ (DARPA-Defense Advanced Research Projects Agency ) quan tâm đến việc xây dựng một mạng chuyển mạch gói (packet- switched network) cho phép việc trao đổi thông tin giữa các hệ thống máy tính khác nhau của các viện nghiên cứu trở nên dễ dàng hơn.

TẦNG VẬN CHUYỂN

• Dịch vụ của tầng vận chuyển
• Các yếu tố cấu thành giao thức vận chuyển
• Tầng vận chuyển trong mạng Internet

Nhờ vào sự độc lập này, sự phức tạp ở mức mạng bị che đi, các nhà lập trình ứng dụng có thể viết mã lệnh dựa vào một tập hợp chuẩn các hàm cơ sở mức vận chuyển và cho chương trình của họ chạy trên nhiều loại mạng mà không bị đau đầu bởi các vấn đề về giao diện các mạng con khác nhau và việc truyền tải không tin cậy. Sự khác nhau này sẽ dẫn đến nhiều hệ lụy mà những người thiết kế giao thức vận chuyển phải đau đầu giải quyết: định địa chỉ các tiến trình trên các host khác nhau như thế nào, xử lý như thế nào đối với những trường hợp mất gói tin trong quá trình trao đổi hoặc gói tin đi chậm dẫn đến mãn kỳ và gởi thêm một gói tin bị trùng lắp, đồng bộ hóa hai tiến trình đang trao đổi dữ liệu như thế nào khi mà chúng đang ở rất xa nhau.

CÁC ỨNG DỤNG MẠNG

• Dịch vụ tên (DNS)
• Electronic Mail (SMTP, MIME, POP3, IMAP)
• World Wide Web (HTTP)
• Truyền tập tin (FTP)

IMAP còn đưa ra cơ chế cho phép đọc các thông điệp hoặc một phần của thông điệp, một tính năng hữu ích khi người dùng kết nối đến server bằng đường truyền tốc độ chậm như điện thoại nhưng lại đọc các email có âm thanh, hình ảnh… Với quan niệm cho rằng người dùng không cần tải thư về lưu trên PC, IMAP cung cấp các cơ chế cho phép tạo, xóa và sửa đổi nhiều hộp thư trên server. Tại thời điểm một trang Web hết hạn, bộ đệm sẽ dùng lệnh HEAD hoặc lệnh GET có điều kiện (GET với trường If-Modified-Since trong phần header được đặt) để kiểm tra rằng nó có một phiên bản mới nhất của trang Web kia. Tổng quát hơn, cần phải có. “các chỉ thị hướng dẫn” cho việc trữ đệm và các chỉ thị này phải được tuân thủ tại mọi bộ đệm. Các chỉ thị sẽ chỉ ra có nên trữ đệm một tài liệu hay không, trữ nó bao lâu, một tài liệu phải tươi như thế nào và vân vân. Thông qua dịch vụ FTP, người dùng tại một máy tính có thể đăng nhập và thao tác lên hệ thống tập tin được chia sẻ của một máy tính từ xa. Mục tiêu của dịch vụ FTP là:. 1) Đảm bảo việc chia sẻ tập tin (chương trình máy tính hoặc dữ liệu) trên mạng. 2) Khuyến khích việc sử dụng không trực tiếp (thông qua chương trình) tài nguyên trên các máy tính khác. 3) Người dùng không cần phải quan tâm đến sự khác nhau của các hệ thống tập tin trên mạng. 4) Truyền dữ liệu một cách tin cậy và hiệu quả.