Bai.mang may tinh

Bài 20:
Mạng máy tính
Tổ 4
1. Mạng máy tính là gì???
2. Phương tiện và giao thức truyền thông của mạng máy tính
3. Phân loại mạng máy tính
4. Các mô hình mạng
5. Mở rộng
6. Trò chơi
Giới thiệu
Bài học hôm nay bao gồm các phần:
1. Mạng máy tính là gì?
Hãy kể tên một số mạng máy tính mà các bạn biết, từ đó nêu ra các thành phần của một mạng máy tính?
Mạng máy tính bao gồm 3 thành phần:
- Các máy tính;
- Các thiết bị mạng đảm bảo kết nối các máy tính với nhau;
- Phần mềm cho phép thực hiện việc giao tiếp giữa các máy tính.
Hiểu một cách đơn giản, mạng là một tập hợp các máy tính được kết nối theo một phương thức nào đó sao cho chúng có thể trao đổi dữ liệu và dùng chung thiết bị. Các máy tính được kết nối với nhau có thể trong cùng một phòng, một tòa nhà (LAN), một thành phố (WAN) hoặc trên phạm vi toàn cầu (Internet),…
Ví dụ
Mạng kết nối của một dịch vụ Intenet công. Các máy tính kết nối với nhau bằng dây cáp nối, vỉ mạng và được điều hành bởi một máy chủ sử dụng phần mềm CSM (Cyber Station Manager).
Lợi ích của mạng máy tính
Với những hiểu biết của mình, các bạn hãy nêu những lợi ích của mạng máy tính?
Việc kết nối các máy tính thành mạng là để giải quyết các vấn đề:
- Sao chép một lượng lớn dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác;
- Có thể dùng chung dữ liệu, các thiết bị, phần mềm hoặc tài nguyên đắt tiền như bộ xử lí tốc độ cao, đĩa cứng dung lượng lớn, máy in,…
Dùng chung dữ liệu giữa các máy tính
2. Phương tiện và giao thức truyền thông của mạng máy tính
Để tạo thành mạng, các máy tính trong mạng phải có khả năng kết nối vật lí với nhau và tuân thủ các quy tắc truyền thông thống nhất để giao thiếp được với nhau.
a) Phương tiện truyền thông (Media):
Có mấy loại phương tiện truyền thông, kể tên chúng?
Kết nối có dây: sử dụng cáp truyền thông
Cáp xoắn đôi
Cáp đồng trục
Cáp quang
Để tham gia vào mạng, máy tính cần có vỉ mạng được nối với cáp mạng nhờ giắc cắm.
Bộ khuếch đại
Hub
Bộ định tuyến
Một số thiết bị mạng
Hãy nêu chức năng của các thiết bị đó?
Hub (bộ tập trung): chuyển tiếp tín hiệu;
Reapeter (bộ khuếch đại): khuếch đại tín hiệu;
Router (bộ định tuyến): định hướng tín hiệu.
Kiểu bố trí các máy tính trong mạng:
Bố trí máy tính trọng mạng có thể rất phức tạp nhưng đều là tổ hợp của ba kiểu cơ bản là đường thằng, vòng, hình sao.
Kiểu đường thẳng
Kiểu vòng
Kiểu hình sao
Các kiểu bố trí mạng cơ bản
Kết nối không dây: Phương tiện truyền thông không dây có thể là sóng radio, bức xạ, hồng ngoại hay sóng truyền qua vệ tinh. Mạng không dây có khả năng thực hiện kết nối ở mọi nơi, mọi thời điểm mà không cần sử dụng các thiết bị kết nối cồng kềnh, phức tạp như mạng có dây
Kể tên các hình thức kết nối mạng không dây mà các bạn biết?
WiFi
Bluetooth
3G
GPRS
Mạng 4G
Kết nối không dây
Để tổ chức một mạng máy tính không dây đơn giản cần có:
- Điểm truy cập không dây WAP (Wireless Access Point) là thiết bị có chức năng kết nối các máy tính trong mạng, kết nối mạng không dây với có dây;
- Mỗi máy tính tham gia mạng không dây đều phải có vỉ mạng không dây (Wireless Network Card);
Wireless Access Point
Wireless Network Card
Người ta dùng Bộ định tuyến không dây (Wireless Router) ngoài chức năng như điểm truy cập không dây còn có chức năng định tuyến đường truyền.
Thiết kế mạng
Theo các bạn, thiết kế một mạng không dây cần căn cứ vào những điều kiện nào?
Khi thiết kế mạng, việc lựa chọn dạng kết nối và kiểu bố trí máy tính trong mạng phụ thuộc vào điều kiện thực tế, mục đích sử dụng, có thể các yếu tố như:
- Số lượng máy tính tham gia mạng;
- Tốc độ truyền thông trong mạng;
- Địa điểm lắp đặt mạng;
- Khả năng tài chính.
b) Giao thức (Protocol):
Tình huống: Có hai người sống ở hai nơi cách xa nhau, nếu hai người đó muốn nói chuyện được với nhau, họ phải cần những điều kiện tối thiểu nào?
Trả lời: Họ cần đường điện thoại kết nối hai máy điện thoại và cùng sử dụng một ngôn ngữ.
Tương tự như vậy, để các máy tính trong mạng giao tiếp được với nhau chúng phải sử dụng cùng giao thức như là ngôn ngữ giao tiếp chung của mạng.
Giao thức truyền thông là bộ các quy tắc phải tuân thủ trong việc trao đổi thông tin trong mạng giữa các thiết bị nhận và truyền dữ liệu.
Có các giao thức đối với tốc độ truyền, khuôn dạng dữ liệu, cơ chế kiểm soát lỗi,…
Hiện nay, bộ giao thức được dùng phổ biến nhất trong các mạng, đặc biệt là mạng toàn cầu Internet là TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).
Cửa sổ điều chỉnh TCP/IP của Windows XP
3. Phân loại mạng máy tính
Kể tên các loại mạng máy tính mà bạn biết? Cho ví dụ?
Dưới góc độ địa lý, mạng máy tính có thể được phân thành: mạng cục bộ (LAN), mạng diện rộng (WAN), mạng toàn cầu (Internet),…
Mạng cục bộ (LAN – Local Area Network) là mạng các máy tính ở gần nhau, chẳng hạn trong một phòng, một tòa nhà, một xí nghiệp, một trường học,…
Mô hình mạng LAN đơn giản
Mạng diện rộng (WAN – Wide Area Network) là mạng kết nối những máy tính ở cách nhau những khoảng cách lớn. Mạng diện rộng thường liên kết các mạng cục bộ.
Mạng WAN trong một thành phố
Mạng toàn cầu (Internet) là mạng máy tính khổng lồ, kết nối hàng triệu máy tính trên thế giới và sử dụng bộ giao thức truyền thông TCP/IP (sẽ được học kĩ hơn ở bài sau).
4. Các mô hình mạng:
Xét theo chức năng của các máy tính trong mạng, có thể phân mạng thành các mô hình chủ yếu sau:
a) Mô hình ngang hàng (Peer-to-Peer):
Trong mô hình này, tất cả các máy tính đều bình đẳng với nhau. Điều đó có nghĩa là mỗi máy có thể vừa cung cấp trực tiếp tài nguyên của mình cho các máy khác, vừa có thể sử dụng trực tiếp tài nguyên của các máy khác trong mạng.
Mô hình mạng Peer-to-Peer
Peer-to-peer
Hãy nêu các đặc điểm của mô hình mạng ngang hàng?
Mô hình này chỉ thích hợp với các mạng có quy mô nhỏ.
Nhược điểm: - Tài nguyên được quản lí phân tán;
- Chế độ bảo mật kém.
Ưu điểm: Xây dựng và bảo trì đơn giản.
b) Mô hình khách-chủ (Client-Server):
Các bạn biết gì về mô hình Client-Server, cho ví dụ cụ thể?
Trong mô hình này, một hoặc một vài máy sẽ được chọn để đảm nhận việc quản lí và cung cấp tài nguyên (chương trình, dữ liệu, thiết bị,… được gọi là máy chủ (Server), các máy khác sử dụng tài nguyên này, được gọi là máy khách (Client).
Mô hình mạng Client-Server
Client-Sever
Máy chủ thường là máy tính có cấu hình mạnh, lưu trữ được lượng lớn thông tin phục vụ chung.
Bạn hãy thử nêu một cấu hình của máy chủ (Server)?
Client-Sever
Đặc điểm:
Dữ liệu được quản lí tập trung, chế độ bảo mật tốt, thích hợp với các mạng trung bình và lớn.
Ví dụ: các máy tính trong phòng tin học của trường Quốc Học, bao gồm một máy chủ do giáo viên điều hành có cấu hình mạnh, bộ nhớ lớn để quản lí các máy khách do học sinh sử dụng. Máy chủ sẽ chia sẻ tài nguyên, dữ liệu cho các máy khách, ngược lại, máy khách sẽ chịu sự điều khiển của máy chủ, mọi hoạt động trên máy khách máy chủ đều có thể biết được.
5. Mở rộng:
Công nghệ điện toán đám mây
Bạn biết gì về công nghệ điện toán đám mây (Cloud Computing)?
Điện toán đám mây là việc ảo hóa các tài nguyên tính toán và các ứng dụng. Thay vì việc bạn sử dụng một hoặc nhiều  máy chủ thật thì nay bạn sẽ sử dụng các tài nguyên được ảo hóa (virtualized) thông qua môi trường Internet. Bản thân từ đám mây (cloud) là một từ ẩn dụ cho Internet.
Cloud Computing
Như vậy, trước đây để có thể triển khai một ứng dụng, bạn phải đi mua/thuê một hay nhiều máy chủ (server), sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu (data center) thì nay điện toán đám mây cho phép bạn giản lược quá trình mua/thuê đi. Bạn chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài nguyên rỗi (free) để đáp ứng yêu cầu của bạn. Chính vì vậy, có thể kể đến một vài lợi ích cơ bản của điện toán đám mây như sau :
- Sử dụng các tài nguyên tính toán động (Dynamic Computing Resources);
- Giảm chi phí;
- Giảm độ phức tạp trong cơ cấu;
- Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán;
- Kiến trúc hướng dịch vụ (SOA).
Mô hình Điện toán đám mây
Chia sẻ file ngang hàng
Hãy nêu tên của giao thức chia sẻ file ngang hàng?
Torrent
Chúng ta đã quá quen thuộc với hình thức chỉa sẻ file qua các giao thức HTTP, HTTPS, FPT,… Nhược điểm của chúng là bị giới hạn tốc độ và băng thông. Vì vậy, giao thức Torrent ra đời. Ưu điểm của nó là có thể tải về những dữ liệu lớn mà không tốn chi phí máy chủ và băng thông mạng.
Giao thức này giống như mô hình mạng Peer-to-Peer, dữ liệu được chia sẻ trực tiếp giữa hai máy tính mà không thông qua một máy chủ nào.
Chia sẻ file ngang hàng
Dựa trên nhược điểm của mô hình mạng P2P, hãy nêu nhược điểm của giao thức torrent?
Giới hạn
- Không giúp người dùng giấu tên nên các máy tính ngang hàng có thể bị tấn công;
- Ít khuyến khích các máy ngang hàng trở thành máy gieo hạt sau khi đã tải về xong tệp;
- Tệp torrent càng cũ thì xác suất để tải tệp thành công càng thấp;
- Người dùng Internet quay số sử dụng giao thức Torrent sẽ không hiệu quả.
Mô hình Torrent
TCP/IPv4 sử dụng 32 bits để đánh địa chỉ, theo đó, số địa chỉ tối đa có thể sử dụng là 4.294.967.296 (232).
Với sự phát triển không ngừng của mạng Internet, nguy cơ thiếu hụt địa chỉ đã được dự báo, tuy nhiên, nhờ công nghệ NAT (Network Address Translation - Chuyển dịch địa chỉ mạng) tạo nên hai vùng mạng riêng biệt: Mạng riêng và Mạng công cộng, địa chỉ mạng sử dụng ở mạng riêng có thể dùng lại ở mạng công công mà không hề bị xung đột, qua đó trì hoãn được vấn đề thiếu hụt địa chỉ.
TCP/IPv4 và TCP/IPv6
TCP/IPv4 và TCP/IPv6
TCP/IPv6 có chiều dài là 128 bít hay 16 byte trong khi TCP/IP4 chỉ sử dụng 32 bit hay 4 byte. Điều đó cho phép có thể biểu diễn khoảng 2128 địa chỉ.
Có một vài điểm khác nhau trong cách biểu diễn địa chỉ của IPv6 so với IPv4. Một địa chỉ IPv6 thường được viết thành 8 nhóm, mỗi nhóm gồm có 4 số hệ thập lục phân từ 0x0000 đến 0xFFFF và mỗi nhóm được tách biệt với nhau bằng dấu “:”. Các ký số hệ thập lục phân A, B, C, D, E, F trong địa chỉ IPv6 không phân biệt chữ hoa và chữ thường..
Hiện nay, chỉ có Windows 7 là hỗ trợ giao thức ICP/IPv6, Windows Xp, Vista và một số HĐH khác chưa được tích hợp giao thức này.
Cấu hình ICP/IPv6 trong Windows 7