- Trong Startup.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH
2.1.Mạng máy tính
Mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin với nhau.
Hình 2.1:Mô hình mạng cơ bản
Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép qua đĩa mềm, CD-ROM, USB…Điều này gây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng:
+ Sử dụng chung các công cụ tiện ích. + Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung. + Tăng độ tin cậy của hệ thống. + Trao đổi thông điệp, hình ảnh.
+ Dùng chung các thiết bị ngoại vi(máy in, máy vẽ, Fax, Modem…) + Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.
2.2.Mạng LAN
Mạng cục bộ(LAN) là hệ truyền thông tốc độ cao được thiết kế để kết nối các máy tính và các thiết bị xử lý dữ liệu khác cùng hoạt động với
nhau trong một khu vực địa lý nhỏ như ở một tầng của toà nhà, hoặc trong một toà nhà…Một số mạng LAN có thể kết nối lại với nhau trong một khu làm việc. Các mạng LAN trở lên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng dùng chung những tài nguyên quan trọng như máy in mầu, ổ đĩa CD-ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác. Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội.
Các thiết bị gắn với mạng LAN đều dùng chung một phương tiện truyền tin đó là dây cáp, cáp thường dùng hiện nay là: Cáp đồng trục(Coaxial Cable), cáp dây xoắn (Shielded twister pair), cáp quang(Fiber optic),…
Việc kết nối các máy tính với một dây cáp được dùng như một phương tiện truyền tin chung cho tất cả các máy tính. Công việc kết nối vật lý vào mạng được thực hiện bằng cách cắm một card giao tiếp mạng NIC(Network Interface Card) vào trong máy tính và nối nó với cáp mạng. Sau khi kết nối vật lý đã hoàn tất, quản lý việc truyền tin giữa các trạm trên mạng tùy thuộc vào phần mềm trên mạng.
Mạng LAN thường bao gồm một hoặc một số máy chủ (file Server, host), còn gọi là máy phục vụ và một số máy tính khác gọi là trạm làm việc(Workstations) hoặc còn gọi là nút mạng(Network node)- một hoặc một số máy tính cùng nối vào một thiết bị nút
2.2.1.Các kiểu Topology của mạng LAN
Topoly của mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau. Thông thường, mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng hình sao (Star Topoly), mạng dạng vòng (Ring Topology), và mạng dạng tuyến(linear Bus Topology). Ngoài 3 dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác
phát triển từ 3 dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao – vòng, mạng hỗn hợp, v.v…
Mạng dạng hình sao (Star topology)
Hình 2.2: Mạng dạng hình sao
Mạng dạng hình sao bao gồm một trung tâm và các nút thông tin. Các nút thông tin là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức năng cơ bản là:
+ Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau.
+ Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin. + Thông báo các trạng thái của mạng…
Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép kết nối các máy tính vào một bộ tập trung (HUB) bằng cáp xoắn, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với HUB không cần thông qua trục BUS, tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng. Gần đây, cùng với sự phát triển Switching hub, mô hình này ngày càng trở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng mới lắp.
Mạng dạng hình tuyến(Bus Topology)
Hình 2.3: Mạng dạng hình tuyến
Theo cách bố trí mạng như hình vẽ thì máy chủ(host) cũng như tất cả các máy tính khác(Workstation) hoặc các nút(node) đều được nối với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu.
Tất cả nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Phía 2 đầu dây cáp được bao bởi một thiết bị gọi là terminator. Các tín hiệu và gói dữ liệu(packet) khi di chuyển lên hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo địa chỉ của nơi đến.
Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt.Tuy vậy cũng có những bất lợi đó là sẽ có sự “ùn tắc giao thông” khi di chuyển dữ liệu với
lưu lượng lớn và khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện, một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng toàn bộ hệ thống.
Mạng dạng vòng(Ring Topology)
Hình 2.4: Mạng dạng vòng
Mạng dạng này bố trí theo dạng vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Tại một thời điểm, tín hiệu chỉ truyền được cho một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.
Mạng dạng vòng có thuận lợi là có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên. Nhược điểm là đường dây phải kép kín, nếu bị ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị ngừng.
Mạng dạng kết hợp Có 2 loại mạng kết hợp:
Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu(splitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng có thể chọn Ring Topology hoặc Linear Bus Topology.
Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng kết hợp Star/Bus Topology. Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tương thích dễ dàng đối với bất kỳ tòa nhà nào.
+ Kết hợp mạng hình sao và vòng(Star/Ring Topology)
Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology có một “thẻ bài” liên lạc(Token) được chuyển vòng quanh một HUB trung tâm. HUB là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tăng khoảng cách cần thiết.
2.3.Các mô hình mạng máy tính
Một máy tính trên mạng có thể thuộc một trong ba loại như sau: - Máy trạm(Client): Không cung cấp tài nguyên mà chỉ sử dụng để tài nguyên từ mạng.
- Máy chủ(Server) : Cung cấp tài nguyên và các dịch vụ cho các máy trên mạng.
- Peer: Sử dụng tài nguyên và đồng thời cũng cung cấp tài nguyên cho mạng.
Dựa vào cách mà các máy tính được nối vào mạng cũng như cách mà chúng tương tác với mạng và với nhau, mạng máy tính được chia làm ba mô hình cơ bản như sau:
Mô hình trạm – chủ(Client –Server)
Các máy trạm được nối với các máy chủ, nhận quyền truy cập và tài nguyên mạng từ các máy chủ. Đối với Windows NT, các máy được tổ chức thành các miền(domain). An ninh trên các domain được quản lý bởi một số máy chủ đặc biệt gọi là domain controller.Trên domain có một master
domain controller được gọi là PDC(Primary Domain Controller) và một BDC(Backup Domain Controller) để đề phòng trường hợp PDC gặp sự cố
Hình 2.5: Mô hình Client- Server Mô hình mạng ngang hàng(Peer – to – Peer)
Mô hình này không có máy chủ, các máy trên mạng chia sẻ tài nguyên không phụ thuộc vào các máy khác trên mạng.Mạng ngang hàng thường được tổ chức thành các nhóm làm việc(Workgroup). Mô hình này không có quá trình đăng nhập tập tập trung, nếu đã đăng nhập vào mạng thì có thể sử dụng tất cả tài nguyên trên mạng. Vì việc truy cập các tài nguyên sẽ phụ thuộc vào người đã chia sẻ các tài nguyên đó, do vậy phải biết mật khẩu để có thể truy nhập tới các tài nguyên được chia sẻ.
Hình 2.6: Mô hình Peer – To – Peer Mô hình lai(Hybrid)
Mô hình này là sự kết hợp giữa Client- Server và Peer – To – Peer. Phần lớn các mạng máy tính trên thực tế thuộc mô hình này.Trong các mô hình mạng nói trên, mỗi mô hình có những ưu, nhược điểm riêng đối với từng chỉ tiêu đánh giá như tính bảo mật thông tin, sự cài đặt, khả năng mở rộng mạng v.v…
Trong mô hình mạng có máy chủ(Server), không phải mọi máy chủ đều hoạt động như nhau mà chúng được dành riêng để thực hiện những nhiệm vụ chuyên biệt nhằm hỗ trợ các máy trạm trên mạng, một máy chủ có thể thực hiện toàn bộ nhiệm vụ này hoặc cũng có thể có một số máy chủ sẽ thực hiện một nhiệm vụ riêng biệt nào đó, ví dụ như Web Server, FTP, Server, File Server…
2.4.Giao thức TCP
TCP(Transmission Control Protocol) là một giao thức hướng kết nối, nó cung cấp một đường truyền dữ liệu tin cậy giữa hai máy tính.Tính tin
cậy thể hiện ở việc nó đảm bảo dữ liệu được gửi sẽ đến được đích và theo đúng thứ tự như khi nó được gửi.
Khi hai ứng dụng muốn giao tiếp với nhau một cách tin cậy, chúng sẽ tạo ra một đường kết nối giữa chúng và gửi dữ liệu thông qua đường này. Cách trao đổi dữ liệu tương tự như cách gọi điện thoại. Ví dụ khi muốn nói chuyện với một người nào đó qua điện thoại, người ta nhấc điện thoại lên và quay số của người đó, lúc đó một kết nối sẽ được tạo ra giữa điện thoại của người nói và của người nghe, sau đó dữ liệu ( dưới dạng âm thanh) được gửi và nhận bằng cách nói và nghe qua điện thoại.Toàn bộ việc thực hiện kết nối và truyền dữ liệu giữa hai máy điện thoại được thực hiện bởi công ty điện thoại thông qua các trạm và đường dây điện thoại, nhiệm vụ duy nhất của người cần nói chuyện là quay số để cung cấp cho nhà cung cấp dịch vụ điện thoại biết số điện thoại mà người cần nói chuyện muốn liên lạc. Giống như vậy, trong việc truyền dữ liệu qua mạng thì TCP đóng vai trò như nhà cung cấp dịch vụ điện thoại ở ví dụ trên, nó làm nhiệm vụ tạo kết nối và truyền dữ liệu giữa hai điểm giao tiếp để đảm bảo dữ liệu không bị mất và đến đích theo đúng trật tự như khi chúng được gửi.
Tính tin cậy của đường truyền được thể hiện ở 2 đặc điểm sau:
Mọi gói tin cần gửi sẽ đến được đích. Để làm điều này thì mỗi lần phía gửi, gửi xong một gói tin nó sẽ chờ nhận một xác nhận từ bên nhận rằng đã nhận được gói tin. Nếu sau một khoảng thời gian mà phía gửi không nhận được thông tin xác nhận phản hồi thì nó sẽ phát lại gói tin. Việc phát lại sẽ được tiến hành cho đến khi việc truyền tin thành công, tuy nhiên sau một số lần phát lại max nào đó mà vẫn chưa thành công thì phía gửi có thể suy ra là không thể truyền tin được và sẽ dừng việc phát tin.
Các gói tin sẽ được trình ứng dụng nhận được theo đúng thứ tự như chúng được gửi. Bởi các gói tin có thể được dẫn đi trên mạng theo nhiều con đường khác nhau trước khi tới đích nên thứ tự khi tới đích của
chúng có thể không giống như khi chúng được phát. Do đó để đảm bảo có thể sắp xếp lại các gói tin ở phía nhận theo đúng thự tự như khi chúng được gửi, giao thức TCP sẽ gắn vào mỗi gói tin một thông tin cho biết thứ tự của chúng trong cả khối tin chung được phát nhờ vậy bên nhận có thể sắp xếp lại các gói tin theo đúng thứ tự của chúng.
Như vậy có thể thấy TCP cung cấp một kênh truyền thông điểm – điểm phục vụ cho các ứng dụng đòi hỏi giao tiếp tin cậy như HTTP(HyperText Tranfer Protocol), FTP(File Tranfer Protocol), Telnet… Các ứng dụng này đòi hỏi một kênh giao tiếp tin cậy bởi thứ tự của dữ liệu được gửi và nhận là yếu tố quyết định đến sự thành công hay thất bại của chúng. Ví dụ khi HTTP được sử dụng để đọc thông tin từ một địa chỉ URL, dữ liệu phải được nhận theo đúng thứ tự mà chúng được gửi nếu không dữ liệu nhận được có thể là một trang HTML với nội dung lộn xộn hoặc một file Zip bị lỗi và không thể giải nén…
2.5.Giao thức UDP
UDP(User Datagram Protocol) là giao thức không hướng kết nối, nó gửi các gói dữ liệu độc lập gọi là datagram từ máy tính này đến máy tính khác mà không đảm bảo việc dữ liệu sẽ tới đích.
Với giao thức UDP khi hai ứng dụng muốn giao tiếp với nhau chúng không tạo ra kết nối mà chỉ đơn thuần gửi các gói tin một cách độc lập từ máy này tới máy khác. Các gói tin như vậy gọi là các datagram. Việc gửi các gói tin như vậy tương tự như việc gửi thư qua đường bưu điện: Các bức thư gửi độc lập với nhau, thứ tự các lá thư là không quan trọng và không có gì đảm bảo là thư sẽ đến được đích. Trong truyền thông bằng UDP thì các datagram giống như các lá thư, chúng chứa thông tin cần gửi đi cùng thông tin về địa chỉ đích mà chúng phải đến, tuy nhiên chúng khác với các lá thư ở một điểm là nếu như trong việc gửi thư, nếu lá thư không đến được đích thì nó sẽ được gửi trả lại nơi gửi nếu trên lá thư đó có đề địa chỉ gửi còn
UDP sẽ không thông báo gì cho phía gửi về việc lá thư đó có tới được đích hay không.
Vậy nếu UDP là một giao thức không đảm bảo giao tiếp tin cậy thì tại sao lại dùng chúng. Điều đó là bởi nếu như giao thức TCP đảm bảo một kết nối tin cậy giữa các ứng dụng thì chúng cũng đòi hỏi nhiều thời gian để truyền tin do chúng phải kiểm tra các header của các gói tin để đảm bảo thứ tự của các gói tin cũng như để phát lại các gói tin không đến được đích do đó trong một số trường hợp thì điều này là không cần thiết. Dưới đây là một số trường hợp trong đó giao thức không hướng kết nối là thích hợp hơn so với giao thức hướng kết nối:
Khi chỉ một gói dữ liệu cần truyền đi và việc có đến được đích hay không là không quan trọng, sử dụng giao thức UDP sẽ loại bỏ được các thủ tục tạo và hủy kết nối. So sánh sẽ thấy giao thức hướng kết nối TCP phải dùng đến 7 gói tin để gửi một gói tin do nó cần phát và nhận các gói tin yêu cầu và chấp nhận kết nối cũng như các gói tin yêu cầu và xác nhận việc hủy kết nối, trong khi đó giao thức không hướng kết nối UDP chỉ sử dụng duy nhất một gói tin chính là gói tin chứa dữ liệu cần chuyển đi.
Ví dụ về một Server đồng hồ, nhiệm vụ của nó là gửi thời gian hiện tại của nó cho các ứng dụng trên Client khi có yêu cầu. Nếu gói tin chứa thời gian bị thất lạc trên đường truyền và không tới được đích thì Client cũng sẽ không đòi hỏi Server phải gửi lại gói tin đó bởi khi gói tin đó được phát lại lần hai và tới được Client thì thông tin thời gian chứa trong nó đã không còn đúng nữa. Nếu Client tạo ra hai yêu cầu và nhận được các gói tin trả lời không theo đúng thứ tự mà Server đã gửi thì Client cũng không gặp phải vấn đề gì bởi nó hoàn toàn có thể suy ra được bằng các gói đã không được chuyển đến đúng thứ tự bằng cách tính thời gian được chứa trong các gói. Trong trường hợp này tính tin cậy của TCP là không cần thiết bởi nó làm giảm hiệu xuất và có thể cản trở hoạt động của Server.
2.6.Các cổng giao tiếp
Cổng là cơ chế cho phép dữ liệu được truyền đến đúng ứng dụng đang chạy trên máy tính.
Mỗi máy tính chỉ có một kết nối vật lý với mạng, tất cả các dữ liệu cần truyền cho máy tính khác sẽ được mang đi bởi kết nối này. Tuy nhiên