Đầu thập niờn 60, việc sử dụng mỏy tớnh thực hiện theo mụ hỡnh tập trung. Cỏc trạm thực sự chỉ làm việc giao tiếp cũn việc xử lý thực sự tiến hành ở một mỏy tớnh nào đú. Như vậy với mụ hỡnh này hoàn toàn khụng cú xử lý cộng tỏc. Một phỏt triển tiếp theo là mụ hỡnh xử lý chủ tớ (master/slaver) với việc một mỏy xử lý và chuyển giao một số cụng việc cho cỏc mỏy cấp thấp hơn, hoàn toàn khụng cú việc mỏy cấp thấp hơn liờn lạc hoặc giao việc theo chiều ngược lại. Như vậy quỏ trỡnh cộng tỏc chỉ là một chiều.
Một bước đột phỏ trong mụ hỡnh tớnh toỏn cộng tỏc là mụ hỡnh chia sẻ thiết bị (shared device) theo đú một mỏy cú thể cho mỏy khỏc sử dụng thiết bị của mỡnh (chủ yếu là đĩa và mỏy in). Hệđiều hành mạng theo kiểu ngang hàng hay cú sử dụng mỏy chủ dịch vụ đều cú thể dựng cho mụ hỡnh này. Tuy nhiờn chỉ ở mức này thụi thỡ chớnh CPU chưa bị chia sẻ nghĩa là chưa cú sự phõn tỏn trong xử lý mà chủ yếu là phõn tỏn thụng tin. Ngay cả việc sử dụng mỏy in từ xa cũng khụng mang ý nghĩa của xử lý phõn tỏn vỡ thực chất chỉ là gửi nội dung in tới hàng đợi của một mỏy in do một mỏy tớnh nào đú quản lý mà thụi. Mỏy chủ cung cấp dịch vụ in khụng tạo ra giỏ trị mới cho cụng việc của mỏy uỷ thỏc dịch vụ in.
Trong những năm gần đõy đó xuất hiện mụ hỡnh khỏch chủ trong đú một số mỏy chủ đúng vai trũ cung ỳng dịch vụ theo yờu cầu của cỏc mỏy trạm. Mỏy trạm trong mụ hỡnh này gọi là mỏy khỏch (client) là nơi gửi cỏc yờu cầu xử lý về mỏy chủ. Mỏy chủ (server) xử lý và gửi kết quả về mỏy khỏch. Mỏy khỏch cú thể tiếp tục xử lý cỏc kết quả này phục vụ cho cộng việc. Như vậy mỏy khỏch chịu trỏch nhiệm chủ yếu về giao diện và chỉđảm nhận một phần xử lý. Trong mụ hỡnh khỏch/chủ xử lý thực sự phõn tỏn.
Ta núi đến mụ hỡnh khỏch chủ chứ khụng núi đến hệ điều hành khỏch chủ vỡ trờn thực tế mụ hỡnh khỏch chủ yờu cầu phải cú một hệ điều hành dựa trờn mỏy chủ dự mỏy chủ này ở trong mạng cục bộ hay mỏy chủ cung cấp dịch vụ từ một mạng khỏc. Hầu hết cỏc ứng dụng trờn Internet là ứng dụng khỏch chủ sử dụng từ xa.
Lưu ý rằng cỏc tiến trỡnh khỏch và chủđụi khi cú thể thực hiện trờn cựng một mỏy tớnh
- Client process và server process cú thể hoạt động trờn cựng một bộ xử lý, trờn cỏc bộ sử lý khỏc nhau ở cựng một mỏy (cỏc bộ xử lý song song), hoặc trờn cỏc bộ xử lý khỏc nhau trờn cỏc mỏy khỏc nhau (xử lý phõn tỏn).
- Một điều quan trọng cần nhận thấy là cả hệ điều hành ngang hàng và hệ điều hành dựa trờn mỏy chủ đều cú thể thỏa món mụ hỡnh khỏch/chủ. Trờn thực tế, hầu hết cỏc hệđiều hành hiện đại đều cung cấp ớt nhất một vài chức năng khỏch-chủ.
Hệđiều hành khỏch/chủ
Cỏc hệ điều hành cho cấu trỳc khỏch/chủ bao gồm: Sun Solaris NFS, UnixWare NFS, Novell Netware và Windows NT Server.
- Hệđiều hành khỏch/chủ cho phộp mạng tập trung cỏc chức năng và cỏc ứng dụng tại một hay nhiều mỏy dịch vụ file chuyờn dụng. Theo cỏch này, chỳng cú thể hoạt động như trường hợp đặc biệt của hệđiều hành dựa trờn mỏy chủ.
- Cỏc mỏy dịch vụ file trở thành trung tõm củ hệ thống, cung cấp sự truy cập tới cỏc tài nguyờn và cung cấp sự bảo mật. Cỏc mỏy trạm riờng lẻ (mỏy khỏch) được truy nhập tới cỏc tài nguyờn cú sẵn trờn mỏy dịch vụ file.
- OS cung cấp cơ chế tớch hợp tất cả cỏc bộ phận của mạng và cho phộp nhiều người dựng đồng thời chia sẻ cựng một tài nguyờn bất kể vị trớ vật lý
- Cỏc hệđiều hành ngang hàng cũng cú thể hoạt động như hệđiều hành khỏch/chủ như với Unix/NFS và Windows 95.
Cỏc điểm thuận lợi của một mạng khỏch/chủ:
- Cho phộp cả điều khiển tập trung và khụng tập trung: Cỏc tài nguyờn và bảo mật dữ liệu cú thểđược điều khiển qua một mỏy chủ chuyờn dụng hay rải rỏc trờn tũan mạng.
- Chống quỏ tải mạng
- Cho phộp sử dụng cỏc mỏy, cỏc mạng chạy trờn cỏc nền khỏc nhau - Đảm bảo toàn vẹn dữ liệu
1.4.4. Cỏc chức năng của một hệ điều hành mạng
Sau đõy là cỏc chức năng cụ thể mà một hệđiều hành mạng.
− Cung cấp phương tiện liờn lạc giữa cỏc tiến trỡnh, giữa những người sử dụng và giữa cỏc tài nguyờn núi chung của toàn mạng. Cú thể kể dến cỏc khớa cạnh sau:
+ Chuyển dữ liệu giữa cỏc tiến trỡnh + Đồng bộ hoỏ cỏc tiến trỡnh
+ Cung cấp phương tiện liờn lạc giữa người sử dụng. Ở mức thấp cú thể là tạo, lưu chuyển và hiển thị cỏc thụng bỏo núng trực tuyến, ở mức độ cao cú thể là nhắn tin (paging) hoặc thư tớn điện tử (Email)
− Hỗ trợ cho cỏc hệ điều hành của mỏy trạm - cho phộp truy nhập tới mỏy chủ từ cỏc mỏy trạm. Cỏc hệđiều hành mạng hiện đại đều cung cấp cỏc hỗ trợ cho cỏc hệđiều hành khỏc nhau chạy trờn cỏc mỏy trạm khỏch. Sau đõy là một số vớ dụ minh hoạ vấn đề này:
Cỏc hệ điều hành UNIX cung cấp cỏc chương trỡnh chạy trờn DOS cú tờn là NFS (Network File System) khởi động trờn DOS để cỏc mỏy PC cú thể sử dụng hệ thống tệp của cỏc mỏy chủ UNIX.
Một số hệ điều hành như Windows NT và Windows 95 cung cấp hỗ trợ cho cỏc dịch vụ thư mục Novell (NDS) cho phộp chỳng truy nhập trực tiếp tới tài nguyờn trờn mỏy chủ Novell Netware.
− Dịch vụ định tuyến và cổng nối - cho phộp truyền thụng giữa cỏc giao thức mạng khỏc nhau. Vớ dụ một mỏy chạy trờn Novell NetWare với giao thức IPX/SPX khụng thể chạy trực tiếp cỏc ứng dụng trờn TCP/IP như một số cỏc ứng dụng Internet. Tuy vậy nếu cú cỏc modun chuyển đổi giao thức biến cỏc gúi tin IPX/SPX thành gúi tin TCP/IP khi cần gửi từ mạng Netware ra ngoài và ngược lại thỡ một mỏy chạy Netware cú thể giao tiếp được với Internet. Kiến trỳc của Netware cú ODI (Open Datalink Interface ) là phần để chuyển đổi và chồng (bao gúi) cỏc giao thức khỏc nhau.
− Dịch vụ danh mục và tờn. (Name /Directory Services)
+ Để cú thể khai thỏc tốt tài nguyờn trờn mạng, NSD cần “nhỡn thấy” một cỏch dễ dàng cỏc tờn tài nguyờn (thiết bị, tệp) của toàn mạng một cỏch tổng thể. Vỡ thế một dịch vụ cung cấp danh mục tài nguyờn là vụ cựng quan trọng.
+ Đương nhiờn việc NSD nhỡn thấy cỏc tài nguyờn nào cũn phụ thuộc vào thẩm quyền của người đú. Mỗi khi vào mạng, khi NSD đó được mạng nhận diện, họ cú thể nhỡn thấy những tài nguyờn được phộp sử dụng.
+ Trong NOVELL dịch vụ đú chớnh là NDS (Netware Directory Services). Trong Windows NT hay Windows95 đú chớnh là chức năng browser mà ta thấy được cài đặt trong explorer. Trong UNIX với lệnh mount ta cú thể kết nối tờn tài nguyờn của một hệ thống con vào hệ thống tài nguyờn chung.
− Bảo mật – Chức năng này đảm bảo việc kiểm soỏt cỏc quyền truy cập mạng, quyền sử dụng tài nguyờn của mạng. Cỏc phương phỏp được ỏp dụng bao gồm :
+ Chia ổđĩa cứng của mỏy chủ thành cỏc phần được gọi là volume hay partition sau đú gỏn volume được phộp cho người dựng
+ Định cỏc thẩm quyền trờn tệp và thư mục. Cú nhiều loại thẩm quyền. It nhất thỡ cỏc thẩm quyền được đọc, được ghi và được thực hiện được ỏp dụng cho đa số cỏc hệ điều hành mạng. Một số hệ điều hành quy định thẩm quyền khỏ chi tiết như quyền được xoỏ, quyền được sao chộp, quyền xem thư mục, quyền tạo thư mục. Cỏc quyền này lại được xem xột cho đến từng nhúm đối tượng như cỏ nhõn, nhúm là việc hay tất cả mọi nguời.
+ Thẩm quyền vào mạng hay thực hiện một số dịch vụđược nhận diện qua tờn nguời sử dụng và mật khẩu.
+ Mó hoỏ cỏc gúi tin trờn mạng.
+ Một số hệđiều hành cũn cho phộp mó hoỏ phần cứng để kiểm soỏt việc sử dụng thiết bị.
− Cung cấp phương tiện chia sẻ tài nguyờn. Những tài nguyờn trờn mạng cú thể cho phộp nhiều người đuợc sử dụng. Đỏng kể nhất là đĩa (thực chất là tệp và thư mục) và mỏy in (thực chất là mỏy tớnh quản lý hàng đợi của mỏy in). hệ điều hành M phải cú cỏc cụng cụ cho phộp tạo ra cỏc tài nguyờn cú thể chia sẻ đuợc. Cỏc tài nguyờn chia sẻ được phải là cỏc tài nguyờn độc lập với mọi ứng dụng. Chớnh vỡ vậy nú phải được cung cấp cỏc trỡnh điều khiển (driver) phự hợp với mạng. Mỏy in, modem .... là cỏc tài nguyờn như vậy. Trờn mạng cũng cần cú cỏc cụng cụ can thiệp vào hoạt động của cỏc tài nguyờn mạng vớ dụ: đỡnh chỉ một tiến trỡnh truy nhập mạng từ xa, thay đổi thứ tự hàng đơị trờn mỏy in mạng...
− Tạo tớnh trong suốt để người sử dụng khụng nhỡn thấy khú khăn trong khi sử dụng cỏc tài nguyờn mạng cũng như tài nguyờn tại chỗ. Chớnh dịch vụ thư mục và tờn núi trờn là một vớ dụ về chức năng này. Trong Windows 95/NT người ta cú thể duyệt thư mục trờn toàn mạng khụng cú gỡ khỏc với việc duyệt thư mục trong đĩa cục bộ
− Sao lưu dự phũng - Đối với bất kỳ hệ thống nào, chạy trờn mụi trường nào, vấn đề sao lưu dự phũng cũng quan trọng để cú thể hồi phục thụng tin của hệ thống sau một sự cố gõy mất dữ liệu. Tuy nhiờn trong mụi trường mạng thỡ việc sao lưu cú thể thực hiện được việc sao lưu một cỏch tự động qua mạng. Chớnh vỡ thế cỏc cỏc hệ điều hành mạng đều cung cấp cụng cụ sao lưu như một chức năng cơ bản. Cú nhiều phương phỏp sao lưu. Trờn Novell cho phộp soi gương (mirroring) cỏc ổ đĩa mà ta cú thể đặt trong khi cài đặt hệ thống. Novell cú cả một dịch vụ tờn là SMS (Storage Management Services) cung cấp cỏc cụng cụ sao chộp, hồi phục khụng chỉ dữ liệu của NSD mà cả dữ liệu của hệ thống vớ dụ NDS. NT cú chức năng replicate khụng những đối với đĩa mà cũn ở mức thư mục và định kỳ. Điều đú rất cần thiết khụng chỉ trờn mạng cục bộ mà ngay cả trờn mạng rộng.
1.5. KẾT NỐI LIấN MẠNG 1.5.1. Cỏc tiếp cận
Liờn mạng (Internetwork) là một tập hợp của nhiều mạng riờng lẻ được nối kết lại bởi cỏc thiết bị nối mạng trung gian và chỳng vận hành như chỉ là một mạng lớn. Để kết
nối cỏc mạng đang tồn tại lại với nhau, người ta thường xuất phỏt từ một trong hai quan điểm sau:
1) Xem mỗi nỳt của mạng con như là một hệ thống mở 2) Xem mỗi mạng con như là một hệ thống mở.
Quan điểm 1 cho phộp mỗi nỳt của mạng con cú truyền thụng trực tiếp với một nỳt của một mạng con bất kỳ khỏc. Như vậy toàn bộ cỏc mạng con cũng sẽ là nỳt một mạng lớn hơn và tuõn thủ một kiến trỳc chung.
Trong khi đú với quan điểm 2, hai nỳt thuộc hai mạng con khỏc nhau khụng thể “bắt tay” trực tiếp với nhau được mà phải thụng qua một phần tử trung gia, gọi là giao diện kết nối đặt giữa hai mạng con đú. Cú nghĩa là cũng hỡnh thành một mạng mạng lớn hơn gồm cỏc giao diện kết nối và cỏc mỏy tớnh (host) được nối với nhau bởi cỏc mạng con đú.
Tương ứng với hai quan điểm đú cú hai chiến lược kết nối mạng khỏc nhau. Một chiến lược (tương ứng với quan điểm 1) tỡm cỏch xõy dựng cỏc chuẩn chung cho cỏc mạng (cỏc chuẩn của ISO, CCITT theo quan điểm này). Một chiến lược khỏc (tươngứn với quan điểm 2) cố gắng xõy dựng cỏc giao diện kết nối để tụn trọng tớnh độc lập của cỏc cỏc mạng hiện cú. Rừ ràng sự hội tụ về một chuẩn chung là một điều lý tưởng, nhưng rừ ràng là khụng thể ngay tức khắc loại bỏ hàng vạn mạng đang tồn tại trờn thế giới được, mà phải tỡm cỏch tận dụng chỳng. Trờn thị trường hiện nay cú rất nhiều cỏc sản phẩm giao diện cho phộp chuyển đổi giữa cỏc mạng khỏc nhau, đú là một minh chứng sống động cho sức sống của quan điểm 2.
1.5.2. Giao diện kết nối
Kết nối liờn mạng cú thể được thực hiện ở những tầng khỏc nhau, tựy thuộc vào mục đớch mà ta dựng cỏc thiết bị kết nối khỏc nhau. Bảng dưới đõy liệt kờ một số thiết bị kết nối tương ứng với cỏc tầng khỏc nhau:
1.6. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
CHƯƠNG 2. KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG OSI 2.1. TẦNG VẬT Lí (PHYSICAL)
2.1.1. Vai trũ và chức năng của tầng vật lý.
Theo định nghĩa của ISO, tầng vật lý cung cấp cỏc phương tiện điện, cơ, chức năng, thủ tục để kớch hoạt, duy trỡ và đỡnh chỉ cỏc liờn kết vật lý giữa cỏc hệ thống.
Trong đú, thuộc tớnh điện liờn quan đến sự biểu diễn cỏc bớt (cỏc mức tớn hiệu) và tốc độ truyền cỏc bit, thuộc tớnh cơ liờn quan đến cỏc tớnh chất vật lý của giao diện vật lý với một đường truyền (kớch thước, cấu hỡnh). Thuộc tớnh chức năng chỉ ra cỏc chức năng được thực hiện bởi cỏc phần tử của giao diện vật lý gió một hệ thống và đường truyền vật lý, và thuộc tớnh thủ tục liờn quan đến cỏc giao thức điều khiển việc truyền cỏc xõu boit qua đường truyền vật lý.
Khỏc với cỏc tầng khỏc, tầng vật lý là khụng cú gúi tin riờng và do vậy khụng cú phần đầu (header) chứa thụng tin điều khiển, dữ liệu được truyền đi theo dũng bit.
Trong hỡnh 2.1 a), A và B là hai hệ thống mởđược nối với nhau bằng một đoạn cỏp đồng trục và một đoạn cỏp quang. Modem C để chuyển đổi tớn hiệu từ tớn hiệu số sang tớn hiệu tương tự để truyền trờn cỏp đồng, và modem D lại chuyển đổi tớn hiệu từ tớn hiệu tương tự sang tớn hiệu số. Transducer E chuyển đổi từ xung điện thành xung ỏnh sỏng để truyền qua cỏc quang. Cuối cựng Transducer F chuyển đổi thành xung điện đểđi vào B.
Hỡnh 2.1 b) là mụi trường logic của tầng vật lý. Ở đõy, một thực thể vật lý là một cấu trỳc logic giao diện với đường truyền vật lý. Cỏc thực thể đú cú mặt trong cỏc hệ
Hệ thống A C D E F Hệ thống B Cỏp đồng trục Cỏp quang a) Mụi trường thực Thực thể tầng vật lý Thực thể tầng vật lý Thực thể tầng vật lý Giao thức tầng vật lý Giao thức tầng vật lý
Đường truyền vật lý Đường truyền vật lý
SAP cho tầng vật lý SAP cho tầng vật lý
b) Mụi trường logic
thống A, B và cũng cú thể cú thực thể vạtt lý ở giao diện giữa D và E. Thực thể trung gian này là một bộ chuyển tiếp hoạt đọng ở tầng vật lý giao diện với cỏc đường truyền vậy lý khỏc nhau.
Một giao thức tầng vật lý giữa cỏc thực thể vật lý để quy định pgương thức truyền (đồng bộ, dị bộ) và tốc độ truyền,.. Điều mong muốn là giao thức đú pải độc lập tối đa với đường truyền vật lý để cho một hệ thống cú thể giao diện với nhiều đường truyền khỏc nhau. Do vậy, cỏc chuẩn vật lý sẽ phải bao gồm khụng chỉ cỏc thực thể mà cũn cả đặc tả của giao diệ với đườn truyền. Dưới đõy ta sẽ xem sột cỏc chuẩn đú.
2.1.2. Cỏc chuẩn cho giao diện vật lý
Trước khi vào phần này chỳng ta hóy làm quen với hai thuật ngữ mới, đú là thiết bị cuối dữ liệu (Data Terminal Equipment – DTE) và thiết bị cuối kờnh dữ liệu (Data Circuit
Terminal Equipment – DCE).
DTE là một thuật ngữ chung để chỉ cỏc mỏy của người sử dụng cuối (end-user), cú thể là mỏy tớnh hoặc một trạm cuối (terrminal). Tất cả cỏc ứng dụng của người dựng đều nằm ở DTE. Mục đớch của việc nối mạng chớnh là để nối cỏc DTE lại với nhau để chia sẻ tài nguyờn, lưu trữ thụng tin chung và trao đổi dữ liệu.