5.1 Mạng máy tính:
Việc kết nối máy tính thành mạng từ lâu đã trở thành nhu cầu khách quan vì:
- Cần chia sẽ các tài nguyên trên mạng cho nhiều người sử dụng tại một thời điểm( ổ cứng, máy in, ổ CD-ROM...)
- Nhu cầu liên lạc, trao đổi thông tin bằng phương tiện máy tính.
- Các ứng dụng phần mềm đòi hỏi tại 1 thời điểm cần có nhiều người sử dụng, truy cập vào cùng một cơ sở dữ liệu.
- Nói một cách ngắn gọn thì mạng máy tính là tập hợp các máy tính độc lập (autonomous) được kết nối với nhau thông qua các đường truyền vật lý và tuân theo các quy ước truyền thông nào đó.
- Khái niệm các máy tính độc lập được hiểu là: các máy tính không có máy nào có khả năng khởi động hoặc đình chỉ máy khác.
- Các đường truyền vật lý được hiểu là các môi trường truyền tín hiệu vật lý( có thể là vô tuyến hoặc hữu tuyến).
- Các quy ước truyền thông chính là cơ sở để các máy tính có thể nói chuyện được với nhau, và đó là yếu tố quan trọng hàng đầu khi nói về công nghệ mạng máy tính.
5.1.1 Định nghĩa
Mạng máy tính là Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau thông qua môi trường truyền dẫn (đường truyền) theo một cấu trúc nào định trước nhằm mục đích trao đổi thông tin và Sử dụng chung tài nguyên máy tính
5.1.2 Những ưu điểm khi sử dụng mạng
- Sử dụng chung tài nguyên (resource sharing): Chương trình, dữ liệu, thiết bị có thể được
dùng chung bởi người dùng từ các máy tính trên mạng.
- Tăng độ tin cậy của hệ thống thông tin (reliability): Nếu một máy tính hay một đơn vị
dữ liệu nào đó bị hỏng thì luôn có thể sử dụng một máy tính khác hay một bản sao khác của dữ liệu, nhờ đó, khả năng mạng bị ngừng sử dụng được giảm thiểu.
- Tạo ra môi trường truyền thông mạnh giữa nhiều người sử dụng trên phạm vi địa lý rộng: Mục tiêu này ngày càng trở nên quan trọng nhất là khi mạng máy tính đã phát triển
trên phạm vi toàn cầu như ngày nay.
- Tiết kiệm chi phí: Do tài nguyên được dùng chung, hệ thống tin cậy hơn nên chi phí thiết
bị và bảo dưỡng của mạng máy tính thấp hơn so với trường hợp máy tính riêng lẻ.
Có nhiều cách phân loại mạng, nhưng thông thường người ta phân loại mạng theo những tiêu chí sau:
5.2.1 Khoảng cách địa lý của mạng.
- Mạng cục bộ (LAN – Local Area Network): Là mạng được đặt trong một phạm vi tương đốI nhỏ hẹp như trong một tòa nhà, một xí nghiệp… vớI khoảng cách trong vòng vài km trở lại.
- Mạng đô thị (MAN – Metropolitan Area Network): Là mạng được cài đặt trong một phạm vi đô thị, trung tâm văn hóa xã hộI, có bán kính tốI đa khoảng 100 km trở lại.
- Mạng diện rộng (WAN – Wide Area Network): Là mạng có diện tích phạm vi bao phủ rộng lớn, phạm vi của mạng có thể vượt biên giớI quốc gia, thậm chí cả lục địa.
- Mạng toàn cầu (GAN – Global Area Network): Là mạng có phạm vi trảI rộng toàn cầu. 5.2.2 Theo cài đặt cấu hình mạng
- Mạng ngang hàng( Peer to Peer): là một nhóm máy được nối với nhau và có quyền hạn
xử lý cũng như yêu cầu ngang nhau. thường thích hợp cho các nhóm làm việc tối đa 10-15 máy tính. Mạng ngang hàng phổ biến ở trong những mạng LAN nhỏ, điển hình là mạng Window gia đình. tự mỗi user sẽ quản lý tài nguyên trên máy cục bộ của mình không cần người quản trị . Dữ liệu của mỗi người được lưu trên mỗi máy nên khó trong việc backup dữ liệu của toàn bộ hệ thống các dịch vụ thường sử dụng mạng ngang hàng như: print , file dơn giản,…
- Mạng chủ/khách (Server/Client): một mô hình nổi tiếng trong mạng máy tính, được áp dụng rất rộng rãi và là mô hình của mọi trang web hiện có. Mô hình mạng này thường được thiết kế cho các công ty có hệ thống thông tin tương đối hoàn chỉnh. Mô hình này thường sẽ có ít nhất 1 server chuyên cung cấp dịch vụ lưu trữ dữ liệu, file… các máy con là các máy tính thông thường khi sử dụng phải đăng nhập và gửi yêu cầu xử lý cho server. Ý tưởng của mô hình này là máy con (đóng vài trò là máy khách) gửi một yêu cầu (request) để máy chủ (đóng vai trò người cung ứng dịch vụ), máy chủ sẽ xử lý và trả kết quả về cho máy khách.
5.3 Giới thiệu công nghệ mạng máy tính thông dụng nhất:
5.3.1 Mạng cục bộ (LAN):
Chắc các bạn cũng hình dung được mạng LAN là như thế nào rồI, nếu bạn nào chưa hình dung được thì hãy đọc lạI những bài viết trên. Ở đây tôi chỉ nêu các đặt tính của mạng LAN, mạng LAN gồm có những đặt tính sau:
o Tốc độ truyền dữ liệu cao. o Phạm vi địa lý giớI hạn.
o Sở hữu của một cơ quan, tổ chức.
Mạng WAN bao giờ cũng là sự kết nối của nhiều mạng LAN, có các đặt tính sau: o Tốc độ truyền dữ liệu không cao.
o Phạm vi địa lý không giới hạn.
o Thường triển khai dựa vào các công ty truyền thông, bưu điện và dùng các hệ thống truyền thông này để tạo dựng đường truyền.
o Sở hữu của một tập đoàn hoặc kết nối của nhiều tập đoàn. 5.3.3 Mạng Internet:
INTERNET là một mạng toàn cầu, là sự kết hợp của vô số các hệ thống truyền thông, máy chủ cung cấp thông tin và dịch vụ, các máy chủ cung cấp thông tin và dịch vụ, các máy trạm khai thác thông tin. Đặt điểm:
o Đều sử dụng giao thức TCP/IP. o Là sở hữu của toàn nhân loại.
o Càng ngày càng phát triển mạnh mẽ. 5.3.4 Mạng Intranet:
Đây thực sự là mạng INTERNET thu nhỏ vào trong một công ty, cơ quan hay tổ chức… o GiớI hạn phạm vi ngườI sử dụng
o Có sử dụng các công nghệ kiểm soát truy cập và bảo mật thông tin. o Được phát triển từ mạng LAN, WAN dùng công nghệ INTRANET
5.4 Một số khái niệm khác
5.4.1 Băng thông (BANDWIDTH):
Khi sử dụng mạng người sử dụng quan tâm đến tốc độ mạng hay khả năng chịu tải của mạng. đại lượng dùng đó thông số này là băng thông.
Định nghĩa: Băng thông là đại lượng đo lưu lượng dữ liệu lớn nhất được truyền trên 1 đơn vị
thời gian Ví dụ: – 10Mbps : 10Mbit /s – 100Mbps : 100Mbit /s – 56Kbps : 56Kbit /s – 2Mbps : 2Mbit /s
o Băng thông phụ thuộc vào các thiết bị và các kỹ thuật mạng o Băng thông không có miễn phí
o Đáp ứng được nhu cầu phát triển cao o là thước đo đánh giá hoạt động của mạng
- Việc trao đổi dù là đơn giản nhất, cũng phải tuân theo một quy tắc nhất định. Việc truyền thông trên mạng cũng vậy, cần có các quy tắc, quy ước truyền thông về nhiều mặt: các thủ tục gửi, nhận dữ liệu, khuôn dạng cú pháp dữ liệu, kiểm soát hiệu quả và chất lượng truyền tin… tập hợp những quy tắc, quy ước truyền thông đó được gọi là giao thức của mạng (protocol). - Hiện nay giao thức TCP/IP là giao thức quan trọng nhất trong liên mạng Internet. Bây giờ chúng ta hãy xét đến giao thức này:
5.4.2.1 Giao thức TCP/IP:
Sự ra đời của họ giao thức TCP/IP gắn liền với sự ra đờI của Internet mà tiền thân là mạng ARPAnet do Bộ Quốc Phòng Mỹ tạo ra, được sử dụng rất rộng rãi vì tính mở của nó. Điều đó có nghĩa là bất cứ máy nào dùng bộ giao thức TCP/IP đều có thể connect vào Internet. Hai giao thức được dùng chủ yếu ở đây là: TCP ( Transmission Control Protocol) và IP ( Internet Protocol). Các giao thức hỗ trợ ứng dụng phổ biến như: Telnet( truy cập từ xa), FTP( chuyển tệp), HTTP(World Wide Web), SMTP( Thư điện tử), DNS(dịch vụ tên miền) được cài đặt ngày càng phổ biến.
5.4.2.2 Chức năng chính của Giao Thức Liên Mạng IP(v4)
Trong phần này nói về IPv4 (để thuận tiện ta viết IP có nghĩa là IPv4). Mục đích chính của IP là cung cấp khả năng kết nốI các mạng con thành mạng liên mạng để truyền dữ liệu. IP cung cấp các chức năng chính sau:
o Định nghĩa cấu trúc các gói dữ liệu là đơn vị cơ sở cho việc truyền dữ liệu trên Internet. o Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP.
o Truyền dữ liệu giữa tầng Vận chuyển và tầng mạng.
o Thực hiện việc phân mảnh và hợp nhất( fragmentation-reasembly) các gói dữ liệu và nhúng/ tách chúng trong các gói dữ liệu ở tầng liên kết
5.4.3 Địa chỉ IP:
5.4.3.1 Địa chỉ IP v4
Mỗi địa chỉ IP có độ dài 32 bits(đốI vớI IPv4) được tách thành 4 vùng bằng nhau, mỗI vùng có 1 byte( có nghĩa là 8 bits), có thể biểu thị dướI dạng thập phân, bát phân, thập lục phân hoặc nhị phân. Phổ biến nhất là dùng ký pháp thập phân có dấu chấm để tách giữa các vùng.
Ví dụ : 137.26.55.44
Mỗi 1 con số do chỉ dùng 8bit biểu diễn nên lớn nhất là 255.
Bao gồm 5 lớp A, B,C,D,E trong đó lớp D, E chưa dùng tới. để phân biệt chú ý vào con số đầu tiên của IP nếu Lớp A : (0-127), lớp B (128-191), lớp C(192-223), lớp D và E là phần còn lại.
Ví dụ:179.234.12.56 là địa chỉ của lớp B vì con số đầu tiên là 179 trong khoảng 128-191 - Có 2 cách cấp phát địa chỉ IP:
+ Nếu ta kết nối vào Internet, địa chỉ mạng được cấp phát bởi NIC( Network Information Center) hay ISP
Mỗi địa chỉ IP bao gồm 1 phần mạng mà IP đó thuộc về. tuy nhiên máy tính không thể nhận biết được. người ta phải dùng thêm 1 con số gọi là subnet mask để dùng nhận biết đia chỉ mạng của một IP.
Vì địa chỉ IP không phải miễn phí trên Internet, mà nhu cầu tạo ra những hệ thống mạng cục bộ tại gia đình là rất lớn. vì thế tổ chức iternic dành riêng những khoảng mạng cho những tổ chức cá nhân cấu hình cho hệ thống mạng cục bộ bao gồm A 10.x.x.x, B(172.16.x.x->172.31.x.x) và lớp C(192.168.x.x)
5.4.3.2 IP v6
Do không gian địa chỉ của IP v4 chỉ có khoảng 4 tỉ địa chỉ. Tương ứng trên mạng internet chỉ có thể có 4 tỉ máy tính kết nối cùng 1 lúc. Bên cạnh do nhu cầu công nghệ như điện thoại kết nối máy tính, ngôi nhà thông minh… nên số thiết bị cũng như máy tính cần sử dụng để kết nối rất lớn. mà mỗi máy tính hay thiết bị này cần có 1 địa chỉ IP. Vì thế tổ chức intenic nhân thấy rằng không gian địa chỉ sẽ không đáp ứng đủ cho các máy trên thế giới vì thế đưa ra một cách định nghĩa địa chỉ mới gọi là IP v6. IP v6 có không gian là 128bịt, tương ứng sẽ có 2128 địa chỉ và khả năng đáp ứng là khả thi
Hầu hết đặc tính của địa chỉ IPv6 là sử dụng nhiều địa chỉ lớn.Kích thước của một địa chỉ IPv6 là 128 bit gấp 4 lần địa chỉ IPv4. Không gian địa chỉ 32 bit cho phép 232 hoặc 4,294,967,296 địa
chỉ .Không gian 128 bit cho phép 2128 hoặc
340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 (3.4x1038) địa chỉ.
Cú pháp địa chỉ IPv6
Địa chỉ IPv6 có độ dài là128 bit nhị phân, được phân thành 8 nhóm, mỗi nhóm là khối 16 bit, mỗi khối 16 bit này được chuyển dạng hexa 4 bit và được phân biệt với nhau bằng dấu hai chấm (“ : ”)
Ví dụ :
Cho một địa chỉ IPv6 ở dạng nhị phân như sau:
0010000111011010000000001101001100000000000000000010111100111011000000101010101 0000000001111111111111110001010001001110001011010
- Địa chỉ được chia thành từng khối 16 bit như sau :