Mạng máy tính
Chia sẻ bởi Đỗ Quang Huy |
Ngày 19/03/2024 |
6
Chia sẻ tài liệu: Mạng máy tính thuộc Công nghệ thông tin
Nội dung tài liệu:
Mạng Máy Tính
Khoa CNTT
Giới thiệu
Định nghĩa, các khái niệm
Cấu trúc tổng quát mạng máy tính
Phân loại
Mạng máy tính và Internet
3
Về cơ bản, một mạng máy tính là một số các trạm máy tính, các thiết bị đầu cuối và các thiết bị khác (máy in, thiết bị lưu trữ,...) được nối kết với nhau theo một cách nào đó.
Khác với các trạm truyền hình chỉ gửi thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại cho A.
Mạng máy tính
Mạng máy tính và Internet
4
Từ nhiều máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điểm sau:
Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.
Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file) của đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng.
Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi giữa những người sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.
Có thể dùng chung thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy vẽ,...).
Ưu điểm của mạng máy tính
Mạng máy tính và Internet
5
Ưu điểm của mạng máy tính
Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (E-Mail) và có thể sử dụng hệ mạng như là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác như giá cả thị trường, tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cái gì đó), hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá biểu của những người khác,...
Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp mà chức nǎng lại mạnh).
Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tính này có thể sử dụng các chương trình tiện ích của một trung tâm máy tính khác đang rỗi, sẽ làm tǎng hiệu quả kinh tế của hệ thống.
Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các tệp tin (files) khi có những người không đủ quyền hạn truy xuất các tệp tin và thư mục đó.
Mạng máy tính và Internet
6
Băng thông
Lượng thông tin di chuyển từ nơi này sang nơi khác trong một khoảng thời gian.
Mạng máy tính và Internet
7
Cấu trúc của mạng máy tính
Phần ngoại biên (network edge) gồm các chương trình ứng dụng, các máy tính nối vào mạng (host).
Phần lõi của mạng (network core) bao gồm các bộ tìm đường (router) và kết nối liên mạng (mạng của các mạng).
Các mạng truy cập (Access networks), các phương tiện kết nối vật lý (physical media) và các kết nối viễn thông (communication links)
Mạng máy tính và Internet
8
Network Edge
Các hệ thống đầu cuối (end systems – hosts):
chạy các chương trình ứng dụng.
ví dụ: WWW, email.
nằm ở vòng ngoài cùng, chỉ thực hiện kết nối vào mạng.
Mô hình làm việc khách/chủ (Client/Server model)
các máy tính khách gửi yêu cầu truy cập dịch vụ đến các máy chủ và nhận lại các dịch vụ theo yêu cầu.
ví dụ: WWW client (browser)/server; email client/server
Mô hình làm việc ngang cấp (Peer-to-peer model)
các máy tính trong mạng có vai trò ngang nhau
ví dụ: hội thảo truyền hình (teleconferencing)
Mạng máy tính và Internet
9
Network Core
Mạng lưới gồm nhiều thiết bị tìm đường (router) kết nối liên thông.
Phục vụ việc chuyển dữ liệu từ máy này sang máy khác trên mạng.
Dữ liệu truyền trên mạng bằng phương pháp
chuyển mạch (circuit switching) : mạng điện thoại
chuyển gói (packet switching) : dữ liệu được “đóng gói” thành từng gói rồi được truyền đi.
Mạng máy tính và Internet
10
Mạng máy tính – phân loại theo
phạm vi địa lý
Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế.
Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng như sau:
GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.
Mạng máy tính và Internet
11
Mạng máy tính – phân loại theo
phạm vi địa lý
MAN (Metropolitan Area Network) kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s).
LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục thay cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ quan/tổ chức...Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.
Trong các khái niệm nói trên, WAN và LAN là hai khái niệm hay được sử dụng nhất.
Mạng cục bộ - LAN
Kết nối vật lý
Sơ đồ kết nối
Các giao thức: CSMA/CD và TokenPassing
Mô hình OSI 7 tầng
Thiết bị kết nối trong mạng LAN
Mạng máy tính và Internet
13
Mạng cục bộ - 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 nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng (users) 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. …
Mạng máy tính và Internet
14
Mạng cục bộ - LAN
…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 tǎng lên gấp bội. Để tận dụng hết những ưu điểm của mạng LAN người ta đã kết nối các LAN riêng biệt vào mạng chính yếu diện rộng (WAN).
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 twisted pair), cáp quang (Fiber optic),....
Mạng máy tính và Internet
15
Kết nối vật lý
Mỗi loại dây cáp đều có tính nǎng khác nhau.
Dây cáp đồng trục (coaxial cable) được chế tạo gồm một dây đồng ở giữa chất cách điện, chung quanh chất cách điện được quán bằng dây bện kim loại dùng làm dây đất. Giữa dây đồng dẫn điện và dây đất có một lớp cách ly, ngoài cùng là một vỏ bọc bảo vệ.
Dây đồng trục có hai loại, loại
nhỏ (Thin) và loại to (Thick). Dây
cáp đồng trục được thiết kế để
truyền tin cho bǎng tần cơ bản
(Base Band) hoặc bǎng tần
rộng (broadband). Dây cáp loại
to dùng cho đường xa, dây cáp
nhỏ dùng cho đường gần, tốc
độ truyền tin qua cáp đồng trục
có thể đạt tới 100 Mbit/s.
Mạng máy tính và Internet
16
Kết nối vật lý
Dây cáp xoắn được chế tạo
bằng hai sợi dây đồng (có vỏ
bọc) xoắn vào nhau, ngoài
cùng có hoặc không có lớp
vỏ bọc bảo vệ chống nhiễu.
Dây cáp quang làm bằng
các sợi quang học, truyền
dữ liệu xa, an toàn và không
bị nhiễu và chống được
han rỉ. Tốc độ truyền tin
qua cáp quang có thể đạt
100 Mbit/s.
Mạng máy tính và Internet
17
Mạng cục bộ - LAN (tt)
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.
Máy chủ thường là máy có bộ xử lý (CPU) tốc độ cao, bộ nhớ (RAM) và đĩa cứng (HD) lớn.
Mạng máy tính và Internet
18
Sơ đồ mạng LAN (Topologies)
Topology 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 Topology),
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 kết hợp từ 3 dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng hỗn hợp,v.v....
Mạng máy tính và Internet
19
Sơ đồ mạng LAN (Topologies)
Mạng máy tính và Internet
20
Mạng dạng hình sao (Star topology)
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 nǎng
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...
Mạng máy tính và Internet
21
Star topology
Các ưu điểm của mạng hình sao:
Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.
Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định.
Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.
Nhược điểm của mạng hình sao:
Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả nǎng của trung tâm . Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.
Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m).
Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép 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 máy tính và Internet
22
Bus topology
Máy chủ (host) cũng như tất cả các máy tính khác (workstation) hoặc các nút (node) đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu.
Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Phía hai đầu dây cáp được chặn 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 điạ 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 tắc nghẽn khi 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 máy tính và Internet
23
Ring topology
Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau, mỗi thời điểm chỉ được 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 khép kín, nếu bị ngắt
ở một nơi nào đó thì toàn
bộ hệ thống cũng bị ngừng.
Mạng máy tính và Internet
24
Mạng FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
Mạng máy tính và Internet
25
Mạng dạng kết hợp
Kết hợp hình sao và tuyến (star/Bus Topology)
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 hoặc 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 cứ toà nhà nào.
Kết hợp 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. Mỗi trạm làm việc (workstation) được nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết.
Mạng máy tính và Internet
26
Các giao thức (protocol)
Một tập các tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính hoặc hai thiết bị máy tính với nhau được gọi là giao thức (Protocol).
Các giao thức (Protocol) còn được gọi là nghi thức hoặc định ước của mạng máy tính.
Để đánh giá khả nǎng của một mạng được phân chia bởi các trạm như thế nào. Hệ số này được quyết định chủ yếu bởi hiệu quả sử dụng môi trường truy xuất (medium access) của giao thức, môi trường này ở dạng tuyến tính hoặc vòng.... Một trong các giao thức được sử dụng nhiều trong các LAN là:
Giao thức tranh chấp CSMA/CD
Giao thức truyền token (token passing protocol)
Mạng máy tính và Internet
27
Các chuẩn (standards) - OSI
Để mạng đạt khả nǎng tối đa, các tiêu chuẩn được chọn phải cho phép mở rộng mạng để có thể phục vụ những ứng dụng không dự kiến trước trong tương lai tại lúc lắp đặt hệ thống và điều đó cũng cho phép mạng làm việc với những thiết bị được sản xuất từ nhiều hãng khác nhau.
Hội đồng tiêu chuẩn quốc tế là ISO (International Standards Organization), do các nước thành viên lập nên. Công việc ở Bắc Mỹ chịu sự điều hành của ANSI (American National Standards Institude) ở Hoa Kỳ. ANSI đã uỷ thác cho IEEE (Institude of Electrical and Electronics Engineers) phát triển và đề ra những tiêu chuẩn kỹ thuật cho LAN.
ISO đã đưa ra mô hình 7 mức (layers, còn gọi là lớp hay tầng) cho mạng, gọi là kiểu hệ thống kết nối mở hoặc mô hình OSI (Open System Interconnection).
Chức nǎng của mức thấp bao gồm cả việc chuẩn bị cho mức cao hơn hoàn thành chức nǎng của mình. Một mạng hoàn chỉnh hoạt động với mọi chức nǎng của mình phải đảm bảo có 7 mức cấu trúc từ thấp đến cao.
Mạng máy tính và Internet
28
Một mô hình phân lớp
Các chức năng giao tiếp được chia thành một tập các lớp phân cấp.
Mỗi lớp thực hiện một tập chức năng cần thiết cho quá trình giao tiếp.
Mỗi lớp dựa vào lớp ngay bên dưới để thưc hiện chức năng và cung cấp dịch vụ cho lớp ngay bên trên.
Mô hình OSI định nghĩa một tập các lớp và dịch vụ cung cấp bởi mỗi lớp
Mạng máy tính và Internet
29
Tại sao phân lớp?
Giảm độ phức tạp.
Tiêu chuẩn hoá các giao tiếp.
Tương thích với kỹ thuật module.
Đảm bảo kỹ thuật kết nối.
Dễ dạy, dễ học.
Mạng máy tính và Internet
30
OSI
Mạng máy tính và Internet
31
OSI – 1&2
Mức 1: Mức vật lý (Physical layer)
Thực chất của mức này là thực hiện nối liền các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục đảm bảo cho các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin.
Mức 2: Mức móc nối dữ liệu (Data Link Layer)
Nhiệm vụ của mức này là tiến hành chuyển đổi thông tin dưới dạng chuỗi các bit ở mức mạng thành từng đoạn thông tin gọi là frame. Sau đó đảm bảo truyền liên tiếp các frame tới mức vật lý, đồng thời xử lý các thông báo từ trạm thu gửi trả lại.
Nói tóm lại, nhiệm vụ chính của mức 2 này là khởi tạo và tổ chức các frame cũng như xử lý các thông tin liên quan tới nó.
Mạng máy tính và Internet
32
OSI – 3&4
Mức 3: Mức mạng (Network Layer)
Mức mạng nhằm bảo đảm trao đổi thông tin giữa các mạng con trong một mạng lớn, mức này còn được gọi là mức thông tin giữa các mạng con với nhau. Trong mức mạng các gói dữ liệu có thể truyền đi theo từng đường khác nhau để tới đích. Do vậy, ở mức này phải chỉ ra được con đường nào dữ liệu có thể đi và con đường nào bị cấm tại thời điểm đó. Thường mức mạng được sử dụng trong trường hợp mạng có nhiều mạng con hoặc các mạng lớn và phân bố trên một không gian rộng với nhiều nút thông tin khác nhau.
Mức 4: Mức truyền (Transport Layer)
Nhiệm vụ của mức này là xử lý các thông tin để chuyển tiếp các chức nǎng từ mức trên nó (mức tiếp xúc) đến mức dưới nó (mức mạng) và ngược lại. Thực chất mức truyền là để đảm bảo thông tin giữa các máy chủ với nhau. Mức này nhận các thông tin từ mức tiếp xúc, phân chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới mức mạng.
Mạng máy tính và Internet
33
OSI – 5&6
Mức 5: Mức tiếp xúc (Session Layer)
Mức này cho phép người sử dụng tiếp xúc với nhau qua mạng. Nhờ mức tiếp xúc những người sử dụng lập được các đường nối với nhau, khi một kết nối được thiết lập thì mức này có thể quản lý kết nối đó theo yêu cầu của người sử dụng. Một đường nối giữa những người sử dụng được gọi là một phiên (session) tiếp xúc. Phiên tiếp xúc cho phép người sử dụng được đǎng ký vào một hệ thống phân chia thời gian từ xa hoặc chuyển một file giữa 2 máy.
Mức 6: Mức tiếp nhận (Presentation Layer)
Mức này giải quyết các thủ tục tiếp nhận dữ liệu một cách chính quy vào mạng, nhiệm vụ của mức này là lựa chọn cách tiếp nhận dữ liệu, biến đổi các ký tự, chữ số của mã ASCII hay các mã khác và các ký tự điều khiển thành một kiểu mã nhị phân thống nhất để các loại máy khác nhau đều có thể thâm nhập vào hệ thống mạng.
Mạng máy tính và Internet
34
OSI - 7
Mức 7: Mức ứng dụng (Application Layer)
Mức này có nhiệm vụ phục vụ trực tiếp cho người sử dụng, cung cấp tất cả các yêu cầu phối ghép cần thiết cho người sử dụng, yêu cầu phục vụ chung như chuyển các file, sử dụng các terminal của hệ thống,.... Mức sử dụng bảo đảm tự động hoá quá trình thông tin, giúp cho người sử dụng khai thác mạng tốt nhất.
Hệ thống kết nối mở OSI là hệ thống cho phép truyền thông tin với các hệ thống khác, trong đó các mạng khác nhau, sử dụng những giao thức khác nhau, có thể thông báo cho nhau thông qua chương trình Pastren để chuyển từ một giao thức này sang một giao thức khác.
Mạng máy tính và Internet
35
Ethernet
Ethernet là mạng cục bộ do các công ty Xerox, Intel và Digital equipment xây dựng và phát triển. Ethernet là mạng thông dụng nhất đối với các mạng nhỏ hiện nay. Ethernet LAN được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của ISO, mạng truyền số liệu Ethernet cho phép đưa vào mạng các loại máy tính khác nhau kể cả máy tính mini. Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây:
Có cấu trúc dạng tuyến phân
đoạn, đường truyền dùng
cáp đồng trục, tín hiệu
truyền trên mạng được mã
hoá theo kiểu đồng bộ
(Manchester), tốc độ truyền
dữ liệu là 10 Mb/s.
Mạng máy tính và Internet
36
Ethernet
Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đoạn tuyến này có thể được kết nối lại bằng cách dùng các bộ chuyển tiếp và khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 nút là 2,8 km.
Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến (bus access) hoặc tuyến token (token bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong các gói. Gói (packet) thông tin dùng trong mạng có độ dài từ 64 đến 1518 byte.
Mạng máy tính và Internet
37
Thiết bị LAN: Bộ lặp (Repeater)
Khuếch đại tín hiệu bị yếu
Thiết bị lớp 1
Mạng máy tính và Internet
38
Thiết bị LAN: Bộ tập trung dây
(hub)
Bộ lặp đa cổng
Thiết bị lớp 1
Mạng máy tính và Internet
39
Các thiết bị LAN - Hub
Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua HUB. Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiết bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi bó tín hiệu Ethernet được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trên khắp các cổng khác của hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub.
Mạng máy tính và Internet
40
HUB - Phân loại
Có ba loại hub:
Hub đơn (stand alone hub)
Hub phân tầng (stackable hub)
Hub mo-dun (modular hub)
Modular hub rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức nǎng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun Ethernet 10BASET.
Stackable hub là lý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu nhưng lại có kế hoạch phát triển LAN sau này.
Mạng máy tính và Internet
41
Thiết bị LAN: NIC
Giao diện mạng của máy tính
Có địa chỉ vật lý
Thiết bị lớp 2
Mạng máy tính và Internet
42
NIC
Cung cấp cổng kết nối mạng
Chọn lựa card mạng
Kiểu mạng
Ethernet
Token Ring
FDDI
Kiểu phương tiện truyền dẫn
Cáp xoắn
Cáp đồng trục
Cáp quang
Kiểu bus hệ thống trên máy tính
PCI
ISA
Mạng máy tính và Internet
43
Liên mạng (internetworking)
Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung được gọi là Internetworking. Internetworking sử dụng ba công cụ chính là: bridge, router và switch.
Cầu nối (bridge):
Là cầu nối hai hoặc nhiều đoạn (segment) của một mạng. Theo mô hình OSI thì bridge thuộc mức 2. Bridge sẽ lọc những gói dữ liệu để gửi đi (hay không gửi) cho đoạn nối, hoặc gửi trả lại nơi xuất phát. Các bridge cũng thường được dùng để phân chia một mạng lớn thành hai mạng nhỏ nhằm làm tǎng tốc độ. Mặc dầu ít chức nǎng hơn router, nhưng bridge cũng được dùng phổ biến.
Mạng máy tính và Internet
44
Thiết bị LAN: Cầu nối (bridge)
Chuyển các gói tin có đích ở phần mạng bên kia dựa vào địa chỉ vật lý
Thiết bị lớp 2
Mạng máy tính và Internet
45
Bridge
Kết nối các đoạn mạng
Thông minh hơn trong việc quyết định có chuyển tín hiệu qua đoạn mạng kia hay không
Tăng hiệu suất mạng bởi loại trừ lưu lượng mạng không cần thiết và giảm sự đụng độ
Chia mạng thành các đoạn mạng và lọc lưu lượng dựa trên địa chỉ MAC
Chuyển frame giữa các đoạn mạng có giao thức lớp 2 khác nhau
Mạng máy tính và Internet
46
Bridge : chuyển
Mạng máy tính và Internet
47
Thiết bị LAN: Bộ chuyển mạch
(Switch)
Cầu nối đa cổng
Thiết bị lớp 2
Mạng máy tính và Internet
48
Bộ chuyển mạch (switch)
Chức nǎng chính của switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống (backbone) nội tại tốc độ cao. Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring.
Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả nǎng lọc gói dữ liệu giữa chúng.
Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều người cho rằng, nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang chế độ truyền không đồng bộ ATM.
Mạng máy tính và Internet
49
LAN Switch
Switch kết nối các đoạn mạng LAN
Switch được xem như là bridge đa cổng
Sử dụng bảng địa chỉ MAC để xác định đoạn mạng frame cần truyền
Switch thay thế hub với hệ thống dây giữ nguyên
Tốc độ cao hơn bridge
Hỗ trợ các tính năng mới như VLAN (LAN ảo)
Mạng máy tính và Internet
50
LAN Switch: Micro-segmentation
Mạng máy tính và Internet
51
Thiết bị LAN: Bộ định tuyến
(Router)
Hoạt động dựa trên địa chỉ lớp 3 (địa chỉ luận lý)
Thiết bị lớp 3
Mạng máy tính và Internet
52
Bộ dẫn đường (router)
Chức nǎng cơ bản của router là gửi đi các gói dữ liệu dựa trên địa chỉ phân lớp của mạng và cung cấp các dịch vụ như bảo mật, quản lý lưu thông...
Giống như bridge, router là một thiết bị thông minh đối với các mạng thực sự lớn. Router biết địa chỉ của tất cả các máy tính ở từng phía và có thể chuyển các thông điệp cho phù hợp. Chúng còn phân đường-định truyền để gửi từng thông điệp có hiệu quả.
Theo mô hình OSI thì chức nǎng của router thuộc mức 3, cung cấp thiết bị với thông tin chứa trong các header của giao thức, giúp cho việc xử lý các gói dữ liệu thông minh.
Dựa trên những giao thức, router cung cấp dịch vụ mà trong đó mỗi packet dữ liệu được đọc và chuyển đến đích một cách độc lập.
Khi số kết nối tǎng thêm, mạng theo dạng router trở nên kém hiệu quả và cần suy nghĩ đến sự thay đổi.
Mạng máy tính và Internet
53
Chức năng bộ định tuyến
Tìm đường
Quá trình tính toán dựa trên địa chỉ IP đích để quyết định sẽ gởi gói tin ra cổng nào
Chuyển gói tin
Đóng gói gói tin lại theo giao thức ở cổng ra và chuyển gói tin ra cổng đó
Mạng máy tính và Internet
54
Thiết bị LAN: Đám mây (Cloud)
Một mạng khác
Bao gồm các thiết bị từ lớp 1 đến lớp 7
Mạng máy tính và Internet
55
Các thiết bị hoạt động ở từng lớp
Mạng máy tính và Internet
56
Sự đóng gói
Mạng máy tính và Internet
57
DÂY CÁP - Cáp đồng (Copper cable)
Chú ý: Uỷ ban kỹ thuật điện tử (IEEE) đề nghị dùng các tên sau đây để chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3.
Dây cáp đồng trục sợi to (thick coax) thì gọi là 10BASE5 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 500m).
Dây cáp đồng trục sợi nhỏ (thin coax) gọi là 10BASE2 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 200m).
Dây cáp đôi xoắn không vỏ bọc (twisted-pair) gọi là 10BASET (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn).
Mạng máy tính và Internet
58
Dây cáp - Cáp quang (Optical cable)
Dây cáp quang (Fiber Optic
Inter-Repeater Link – FOIRL)
Hệ Điều hành Mạng
Nhiệm vụ
Một số ví dụ
Mạng máy tính và Internet
60
Hệ điều hành mạng (NOS Network Operating System)
Cùng với sự nghiên cứu và phát triển mạng máy tính, hệ điều hành mạng đã được nhiều công ty đầu tư nghiên cứu và đã công bố nhiều phần mềm quản lý và điều hành mạng có hiệu quả như: NetWare của công ty NOVELL, LAN Manager của Microsoft dùng cho các máy server chạy hệ điều hành OS/2, LAN server của IBM (gần như đồng nhất với LAN Manager), Vines của Banyan Systems là hệ điều hành mạng dùng cho server chạy hệ điều hành UNIX, Promise LAN của Mises Computer chạy trên card điều hợp mạng độc quyền, Windows for Workgroups của Microsoft, LANtastic của Artisoft, NetWare Lite của Novell,....
Chọn hệ điều hành mạng nào sẽ làm nền tảng cho mạng sẽ được phát triển tuỳ thuộc vào kích cỡ của mạng hiện tại và sự phát triển trong tương lai, còn tuỳ thuộc vào những ưu điểm và nhược điểm của từng hệ điều hành.
Mạng máy tính và Internet
61
Hệ Điều Hành Mạng
Hệ điều hành mạng UNIX: Đây là hệ điều hành do các nhà khoa học xây dựng và được dùng rất phổ biến trong giới khoa học, giáo dục. Hệ điều hành mạng UNIX là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng, phục vụ cho truyền thông tốt. Nhược điểm của nó là hiện nay có nhiều Version khác nhau, không thống nhất gây khó khǎn cho người sử dụng. Ngoài ra hệ điều hành này khá phức tạp lại đòi hỏi cấu hình máy mạnh (trước đây chạy trên máy mini, gần đây có SCO UNIX chạy trên máy vi tính với cấu hình mạnh).
BSD, Linux là các HĐH tựa UNIX và có thể cài chạy trên các máy tính có cấu hình thấp hơn.
Mạng máy tính và Internet
62
Hệ Điều Hành Mạng
Hệ điều hành mạng Windows NT: Đây là hệ điều hành của hãng Microsoft, cũng là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng. Đặc điểm của nó là tương đối dễ sử dụng, hỗ trợ mạnh cho phần mềm WINDOWS. Ngoài ra, Windows NT có thể liên kết tốt với máy chủ Novell Netware. Tuy nhiên, để chạy có hiệu quả, Windows NT cũng đòi hỏi cấu hình máy tương đối mạnh.
Hệ điều hành mạng Windows for Worrkgroup: Đây là hệ điều hành mạng ngang hàng nhỏ, cho phép một nhóm người làm việc (khoảng 3-4 người) dùng chung ổ đĩa trên máy của nhau, dùng chung máy in nhưng không cho phép chạy chung một ứng dụng. Hiện nay rất ít sử dụng.
Hiện nay có Windows 2000.
Mạng máy tính và Internet
63
Hệ Điều Hành Mạng
Hệ điều hành mạng NetWare của Novell: Đây là hệ điều hành phổ biến, nó có thể dùng cho các mạng nhỏ (khoảng từ 5-25 máy tính) và cũng có thể dùng cho các mạng lớn gồm hàng trǎm máy tính. Có nhiều phiên bản của Netware. Netware là một hệ điều hành mạng cục bộ dùng cho các máy vi tính theo chuẩn của IBM hay các máy tính Apple Macintosh, chạy hệ điều hành MS-DOS hoặc OS/2.
WAN
Kết nối tạo WAN
Mạng máy tính và Internet
65
Kết nối mạng diện rộng - Đường thuê bao (leased line)
Bên cạnh phương pháp sử dụng đường điện thoại thuê bao để kết nối các mạng cục bộ hoặc mạng khu vực với nhau hoặc kết nối vào Internet, có một số phương pháp khác:
Đường thuê bao (leased line).
Đây là phương pháp cũ nhất, là phương pháp truyền thống nhất cho sự nối kết vĩnh cửu. Người ta thuê đường dây từ công ty điện thoại (trực tiếp hoặc qua nhà cung cấp dịch vụ). Cần phải cài đặt một "Chanel Service Unit" (CSU) để nối đến mạng T, và một "Digital Service Unit" (DSU) để nối đến mạng chủ (primary) hoặc giao diện mạng.
Mạng máy tính và Internet
66
Kết nối mạng diện rộng (WAN) - ISDN
ISDN (Integrated Service Digital Nework)
Sử dụng đường điện thoại số thay vì đường tương tự. Do ISDN là mạng dùng tín hiệu số, người ta không phải dùng một modem để nối với đường dây mà thay vào đó phải dùng một thiết bị gọi là "codec" với modem có khả nǎng chạy ở 14.4 kbit/s. ISDN thích hợp cho cả hai trường hợp cá nhân và tổ chức. Các tổ chức có thể quan tâm hơn đến ISDN có khả nǎng cao hơn ("primary" ISDN) với tốc độ tổng cộng bằng tốc độ 1.544 Mbit/s của đường T1. Cước phí khi sử dụng ISDN được tính theo thời gian, một số trường hợp tính theo lượng dữ liệu được truyền đi và một số thì tính theo cả hai.
Mạng máy tính và Internet
67
Kết nối mạng diện rộng (WAN) – CATV link
CATV link.
Công ty dẫn cáp trong khu vực của có thể cho thuê một "chỗ" trên đường cáp của họ với giá hấp dẫn hơn với đường điện thoại. Cần phải biết những thiết bị gì cần cho hệ thống và độ rộng của dải sẽ được cung cấp là bao nhiêu. Cũng như việc đóng góp chi phí với những khách hàng khác cho kênh liên lạc đó là như thế nào. Một dạng khác được đưa ra với tên gọi là mạng "lai" ("hybrid" Network), với một kênh CATV được sử dụng để lưu thông theo một hướng và một đường ISDN hoặc gọi số sử dụng cho đường trở lại. Nếu muốn cung cấp thông tin trên Internet, người ta phải xác định chắc chắn rằng "kênh ngược" của người sử dụng đủ khả nǎng phục vụ cho nhu cầu thông tin của họ.
Mạng máy tính và Internet
68
Kết nối mạng diện rộng (WAN) – Frame relay
Frame relay "uyển chuyển" hơn đường thuê bao. Khách hàng thuê đường Frame relay có thể mua một dịch vụ có mức độ xác định - một "tốc độ thông tin uỷ thác" ("Committed Information Rale" - CIR). Nếu như nhu cầu của trên mạng là rất lớn (bursty), hay người sử dụng có nhu cầu cao trên đường liên lạc trong suốt một khoảng thời gian xác định trong ngày, và có ít hoặc không có nhu cầu vào ban đêm - Frame relay có thể sẽ kinh tế hơn là thuê hoàn toàn một đường T1 (hoặc T3). Nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra một phương pháp tương tự như là phương pháp thay thế đó là Switched Multimegabit Data Service.
Mạng máy tính và Internet
69
Kết nối mạng diện rộng WAN...
Chế độ truyền không đồng bộ (Asynchoronous Transfer Mode - ATM).
ATM là một phương pháp tương đối mới đầu tiên báo hiệu cùng một kỹ thuật cho mạng cục bộ và liên khu vực. ATM thích hợp cho real-time multimedia song song với truyền dữ liệu truyền thống. ATM hứa hẹn sẽ trở thành một phần lớn của mạng tương lai.
Đường truyền vô tuyến (Microware links).
Đường vệ tinh (satellite links).
Mạng máy tính và Internet
70
Băng thông: dịch vụ WAN
Mạng máy tính và Internet
71
Các kiểu kết nối WAN
Mạng máy tính và Internet
72
MÔ HÌNH TCP/IP
Mô hình phân lớp của TCP/IP
So sánh với mô hình OSI 7 tầng
Mạng máy tính và Internet
74
Sự phát triển mô hình TCP/IP
Thập niên 60 DARPA phát triển Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) kết nối các mạng máy tính thuộc bộ quốc phòng Mỹ.
Internet, mạng máy tính toàn cầu, sử dụng TCP/IP kết nối các mạng trên thế giới.
Mạng máy tính và Internet
75
4 lớp của mô hình TCP/IP
Layer 4: Application (ứng dụng)
Layer 3: Transport (vận chuyển)
Layer 2: Internet
Layer 1: Network access (truy cập mạng)
Mạng máy tính và Internet
76
Lớp truy cập mạng
Kết hợp chức năng hai lớp vật lý và liên kết dữ liệu mô hình OSI.
Các mô tả về chức năng, thủ tục, cơ học, điện học
Tốc độ truyền vật lý
Khoảng cách, các bộ kết nối vật lý.
Khung
Địa chỉ vật lý
Cấu hình liên kết mạng
Sự đồng bộ
Điều khiển lỗi, điều khiển lưu lượng.
Mạng máy tính và Internet
77
Lớp Internet
Gởi dữ liệu đến đích qua các mạng con (tương tự lớp mạng mô hình OSI).
Gói
Mạch ảo
Tìm đường, bảng tìm đường, giao thức tìm đường
Địa chỉ luận lý
Sự phân đoạn
Giao thức Internet (IP).
Mạng máy tính và Internet
78
Lớp vận chuyển
Lớp vận chuyển liên quan đến chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều khiển lưu lượng và sửa lỗi (tương tự lớp vận chuyển mô hình OSI).
Phân đoạn, dòng dữ liệu
Định hướng kết nối và không kết nối
Điều khiển luồng
Phát hiện và sửa lỗi
Transmission control protocol (TCP).
User datagram protocol (UDP).
Mạng máy tính và Internet
79
Lớp ứng dụng
Kết hợp chức năng của ba lớp phiên, trình bày, ứng dụng trong mô hình OSI.
FTP, HTTP, SMNP, DNS ...
Định dạng dữ liệu, cấu trúc dữ liệu, mã hoá …
Điều khiển đối thoại …
Mạng máy tính và Internet
80
Chồng giao thức TCP/IP
Mạng máy tính và Internet
81
So sánh TCP/IP và OSI
Mạng máy tính và Internet
82
So sánh TCP/IP với OSI (tt.)
Giống nhau:
Đều phân lớp.
Đều có lớp ứng dụng.
Đều có lớp mạng và lớp vận chuyển
Kỹ thuật chuyển mạch gói.
Các chuyên gia mạng phải nắm rõ cả hai.
Mạng máy tính và Internet
83
So sánh TCP/IP với OSI (tt.)
Khác nhau:
TCP/IP kết hợp lớp trình bày và phiên vào lớp ứng dụng.
TCP/IP kết hợp lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý và một lớp truy cập mạng.
TCP/IP đơn giản hơn vì ít lớp hơn
Bộ giao thức TCP/IP là chuẩn trên Internet.
ĐỊA CHỈ MAC
Mạng máy tính và Internet
85
MAC Address
Mỗi máy tính dùng địa chỉ MAC (địa chỉ vật lý) để xác định chính nó
Địa chỉ MAC được ghi lên trên NIC (card mạng) lúc xuất xưởng và không thay đổi được
Địa chỉ MAC không có cấu trúc (địa chỉ phẳng)
Mạng máy tính và Internet
86
Định dạng địa chỉ mạng
Mạng máy tính và Internet
87
Mạng máy tính và Internet
88
Lưu trữ địa chỉ MAC
Địa chỉ MAC được ghi vào ROM và được chép vào RAM khi NIC khởi động
Biểu diễn :
0000.0c12.3456 hay 00-00-0c-12-34-56.
Mạng máy tính và Internet
89
Sử dụng địa chỉ MAC
Mạng máy tính và Internet
90
Sự đóng gói dữ liệu
Mạng máy tính và Internet
91
Hạn chế của địa chỉ MAC
Phẳng, không phân cấp
Tăng số lượng nút mạng n lên thì giao tiếp sẽ khó khăn hơn rất nhiều
Phụ thuộc phần cứng
CÁC LỚP ĐỊA CHỈ IP
Địa chỉ IP
Chuyển đổi địa chỉ IP
Địa chỉ IP cho các lớp mạng
Gán địa chỉ IP vào các thiết bị mạng
Mạng máy tính và Internet
93
Địa chỉ IP
Địa chỉ IP dài 32 bit
Chia thành 4 khối thập phân (thí dụ 203.162.44.162)
Địa chỉ IP có hai phần: Địa chỉ mạng và địa chỉ máy
Mạng máy tính và Internet
94
Dạng thức địa chỉ IP
Mạng máy tính và Internet
95
Chuyển đổi thập phân ↔ nhị phân
Mạng máy tính và Internet
96
Chuyển đổi nhanh
Mạng máy tính và Internet
97
Địa chỉ mạng và địa chỉ máy
Địa chỉ mạng
Được cấp bởi INIC (Internet Network Information Center)
VNNIC chịu trách nhiệm cấp tên miền và địa chỉ IP cho Việt Nam
Xác định mạng mà một thiết bị nằm trong đó
Địa chỉ máy
Được cấp bởi người quản trị
Xác định thiết bị trong mạng
Mạng máy tính và Internet
98
Các bit trong địa chỉ IP
Các bit phần mạng
Xác định phần địa chỉ mạng
Xác định lớp địa chỉ IP
Các bit phần mạng không được phép đồng thời là 0
Các bit phần máy
Xác định phần địa chỉ máy
Các bit đồng thời là 0: dành riêng cho địa chỉ mạng
Các bit đồng thời là 1: dành riêng cho địa chỉ quảng bá (broadcast)
Mạng máy tính và Internet
99
Các lớp địa chỉ IP
Các lớp địa chỉ khác nhau có số bit phần mạng và số bit phần máy khác nhau
Mỗi lớp địa chỉ thích hợp với kích thước tương ứng của tổ chức
Mạng máy tính và Internet
100
Các lớp địa chỉ IP: Lớp A
Mạng máy tính và Internet
101
Các lớp địa chỉ IP: Class A
Bit 0 là bit đầu tiên của một địa chỉ lớp A
8 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng)
24 bit còn lại xác định máy (bit máy)
Địa chỉ lớp A từ 1.0.0.0 đến 127.0.0.0, tức có 127 địa chỉ lớp A
Mỗi địa chỉ lớp A có 224-2=16.777.214 địa chỉ IP (tức có nghĩa là có 16.777.214 máy !)
Mạng máy tính và Internet
102
Các lớp địa chỉ IP: Lớp B
Mạng máy tính và Internet
103
Các lớp địa chỉ IP: class B
Hai bit đầu tiên của địa chỉ lớp B có giá trị là 10
16 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng)
16 bit còn lại xác định máy (bit máy)
Địa chỉ lớp B từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0, tức có 214 =16.384 địa ch�
Khoa CNTT
Giới thiệu
Định nghĩa, các khái niệm
Cấu trúc tổng quát mạng máy tính
Phân loại
Mạng máy tính và Internet
3
Về cơ bản, một mạng máy tính là một số các trạm máy tính, các thiết bị đầu cuối và các thiết bị khác (máy in, thiết bị lưu trữ,...) được nối kết với nhau theo một cách nào đó.
Khác với các trạm truyền hình chỉ gửi thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin tới máy tính B thì B có thể trả lời lại cho A.
Mạng máy tính
Mạng máy tính và Internet
4
Từ nhiều máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điểm sau:
Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.
Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file) của đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng.
Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi giữa những người sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.
Có thể dùng chung thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền (máy in, máy vẽ,...).
Ưu điểm của mạng máy tính
Mạng máy tính và Internet
5
Ưu điểm của mạng máy tính
Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (E-Mail) và có thể sử dụng hệ mạng như là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác như giá cả thị trường, tin rao vặt (muốn bán hoặc muốn mua một cái gì đó), hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá biểu của những người khác,...
Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp mà chức nǎng lại mạnh).
Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tính này có thể sử dụng các chương trình tiện ích của một trung tâm máy tính khác đang rỗi, sẽ làm tǎng hiệu quả kinh tế của hệ thống.
Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các tệp tin (files) khi có những người không đủ quyền hạn truy xuất các tệp tin và thư mục đó.
Mạng máy tính và Internet
6
Băng thông
Lượng thông tin di chuyển từ nơi này sang nơi khác trong một khoảng thời gian.
Mạng máy tính và Internet
7
Cấu trúc của mạng máy tính
Phần ngoại biên (network edge) gồm các chương trình ứng dụng, các máy tính nối vào mạng (host).
Phần lõi của mạng (network core) bao gồm các bộ tìm đường (router) và kết nối liên mạng (mạng của các mạng).
Các mạng truy cập (Access networks), các phương tiện kết nối vật lý (physical media) và các kết nối viễn thông (communication links)
Mạng máy tính và Internet
8
Network Edge
Các hệ thống đầu cuối (end systems – hosts):
chạy các chương trình ứng dụng.
ví dụ: WWW, email.
nằm ở vòng ngoài cùng, chỉ thực hiện kết nối vào mạng.
Mô hình làm việc khách/chủ (Client/Server model)
các máy tính khách gửi yêu cầu truy cập dịch vụ đến các máy chủ và nhận lại các dịch vụ theo yêu cầu.
ví dụ: WWW client (browser)/server; email client/server
Mô hình làm việc ngang cấp (Peer-to-peer model)
các máy tính trong mạng có vai trò ngang nhau
ví dụ: hội thảo truyền hình (teleconferencing)
Mạng máy tính và Internet
9
Network Core
Mạng lưới gồm nhiều thiết bị tìm đường (router) kết nối liên thông.
Phục vụ việc chuyển dữ liệu từ máy này sang máy khác trên mạng.
Dữ liệu truyền trên mạng bằng phương pháp
chuyển mạch (circuit switching) : mạng điện thoại
chuyển gói (packet switching) : dữ liệu được “đóng gói” thành từng gói rồi được truyền đi.
Mạng máy tính và Internet
10
Mạng máy tính – phân loại theo
phạm vi địa lý
Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế.
Dựa vào phạm vi phân bổ của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng như sau:
GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.
Mạng máy tính và Internet
11
Mạng máy tính – phân loại theo
phạm vi địa lý
MAN (Metropolitan Area Network) kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s).
LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục thay cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ quan/tổ chức...Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.
Trong các khái niệm nói trên, WAN và LAN là hai khái niệm hay được sử dụng nhất.
Mạng cục bộ - LAN
Kết nối vật lý
Sơ đồ kết nối
Các giao thức: CSMA/CD và TokenPassing
Mô hình OSI 7 tầng
Thiết bị kết nối trong mạng LAN
Mạng máy tính và Internet
13
Mạng cục bộ - 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 nên thông dụng vì nó cho phép những người sử dụng (users) 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. …
Mạng máy tính và Internet
14
Mạng cục bộ - LAN
…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 tǎng lên gấp bội. Để tận dụng hết những ưu điểm của mạng LAN người ta đã kết nối các LAN riêng biệt vào mạng chính yếu diện rộng (WAN).
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 twisted pair), cáp quang (Fiber optic),....
Mạng máy tính và Internet
15
Kết nối vật lý
Mỗi loại dây cáp đều có tính nǎng khác nhau.
Dây cáp đồng trục (coaxial cable) được chế tạo gồm một dây đồng ở giữa chất cách điện, chung quanh chất cách điện được quán bằng dây bện kim loại dùng làm dây đất. Giữa dây đồng dẫn điện và dây đất có một lớp cách ly, ngoài cùng là một vỏ bọc bảo vệ.
Dây đồng trục có hai loại, loại
nhỏ (Thin) và loại to (Thick). Dây
cáp đồng trục được thiết kế để
truyền tin cho bǎng tần cơ bản
(Base Band) hoặc bǎng tần
rộng (broadband). Dây cáp loại
to dùng cho đường xa, dây cáp
nhỏ dùng cho đường gần, tốc
độ truyền tin qua cáp đồng trục
có thể đạt tới 100 Mbit/s.
Mạng máy tính và Internet
16
Kết nối vật lý
Dây cáp xoắn được chế tạo
bằng hai sợi dây đồng (có vỏ
bọc) xoắn vào nhau, ngoài
cùng có hoặc không có lớp
vỏ bọc bảo vệ chống nhiễu.
Dây cáp quang làm bằng
các sợi quang học, truyền
dữ liệu xa, an toàn và không
bị nhiễu và chống được
han rỉ. Tốc độ truyền tin
qua cáp quang có thể đạt
100 Mbit/s.
Mạng máy tính và Internet
17
Mạng cục bộ - LAN (tt)
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.
Máy chủ thường là máy có bộ xử lý (CPU) tốc độ cao, bộ nhớ (RAM) và đĩa cứng (HD) lớn.
Mạng máy tính và Internet
18
Sơ đồ mạng LAN (Topologies)
Topology 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 Topology),
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 kết hợp từ 3 dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao - vòng, mạng hỗn hợp,v.v....
Mạng máy tính và Internet
19
Sơ đồ mạng LAN (Topologies)
Mạng máy tính và Internet
20
Mạng dạng hình sao (Star topology)
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 nǎng
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...
Mạng máy tính và Internet
21
Star topology
Các ưu điểm của mạng hình sao:
Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường.
Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán điều khiển ổn định.
Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của người sử dụng.
Nhược điểm của mạng hình sao:
Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả nǎng của trung tâm . Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.
Mạng yêu cầu nối độc lập riêng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m).
Nhìn chung, mạng dạng hình sao cho phép 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 máy tính và Internet
22
Bus topology
Máy chủ (host) cũng như tất cả các máy tính khác (workstation) hoặc các nút (node) đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu.
Tất cả các nút đều sử dụng chung đường dây cáp chính này. Phía hai đầu dây cáp được chặn 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 điạ 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 tắc nghẽn khi 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 máy tính và Internet
23
Ring topology
Mạng dạng này, bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó. Các nút truyền tín hiệu cho nhau, mỗi thời điểm chỉ được 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 khép kín, nếu bị ngắt
ở một nơi nào đó thì toàn
bộ hệ thống cũng bị ngừng.
Mạng máy tính và Internet
24
Mạng FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
Mạng máy tính và Internet
25
Mạng dạng kết hợp
Kết hợp hình sao và tuyến (star/Bus Topology)
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 hoặc 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 cứ toà nhà nào.
Kết hợp 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. Mỗi trạm làm việc (workstation) được nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết.
Mạng máy tính và Internet
26
Các giao thức (protocol)
Một tập các tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính hoặc hai thiết bị máy tính với nhau được gọi là giao thức (Protocol).
Các giao thức (Protocol) còn được gọi là nghi thức hoặc định ước của mạng máy tính.
Để đánh giá khả nǎng của một mạng được phân chia bởi các trạm như thế nào. Hệ số này được quyết định chủ yếu bởi hiệu quả sử dụng môi trường truy xuất (medium access) của giao thức, môi trường này ở dạng tuyến tính hoặc vòng.... Một trong các giao thức được sử dụng nhiều trong các LAN là:
Giao thức tranh chấp CSMA/CD
Giao thức truyền token (token passing protocol)
Mạng máy tính và Internet
27
Các chuẩn (standards) - OSI
Để mạng đạt khả nǎng tối đa, các tiêu chuẩn được chọn phải cho phép mở rộng mạng để có thể phục vụ những ứng dụng không dự kiến trước trong tương lai tại lúc lắp đặt hệ thống và điều đó cũng cho phép mạng làm việc với những thiết bị được sản xuất từ nhiều hãng khác nhau.
Hội đồng tiêu chuẩn quốc tế là ISO (International Standards Organization), do các nước thành viên lập nên. Công việc ở Bắc Mỹ chịu sự điều hành của ANSI (American National Standards Institude) ở Hoa Kỳ. ANSI đã uỷ thác cho IEEE (Institude of Electrical and Electronics Engineers) phát triển và đề ra những tiêu chuẩn kỹ thuật cho LAN.
ISO đã đưa ra mô hình 7 mức (layers, còn gọi là lớp hay tầng) cho mạng, gọi là kiểu hệ thống kết nối mở hoặc mô hình OSI (Open System Interconnection).
Chức nǎng của mức thấp bao gồm cả việc chuẩn bị cho mức cao hơn hoàn thành chức nǎng của mình. Một mạng hoàn chỉnh hoạt động với mọi chức nǎng của mình phải đảm bảo có 7 mức cấu trúc từ thấp đến cao.
Mạng máy tính và Internet
28
Một mô hình phân lớp
Các chức năng giao tiếp được chia thành một tập các lớp phân cấp.
Mỗi lớp thực hiện một tập chức năng cần thiết cho quá trình giao tiếp.
Mỗi lớp dựa vào lớp ngay bên dưới để thưc hiện chức năng và cung cấp dịch vụ cho lớp ngay bên trên.
Mô hình OSI định nghĩa một tập các lớp và dịch vụ cung cấp bởi mỗi lớp
Mạng máy tính và Internet
29
Tại sao phân lớp?
Giảm độ phức tạp.
Tiêu chuẩn hoá các giao tiếp.
Tương thích với kỹ thuật module.
Đảm bảo kỹ thuật kết nối.
Dễ dạy, dễ học.
Mạng máy tính và Internet
30
OSI
Mạng máy tính và Internet
31
OSI – 1&2
Mức 1: Mức vật lý (Physical layer)
Thực chất của mức này là thực hiện nối liền các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục đảm bảo cho các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin.
Mức 2: Mức móc nối dữ liệu (Data Link Layer)
Nhiệm vụ của mức này là tiến hành chuyển đổi thông tin dưới dạng chuỗi các bit ở mức mạng thành từng đoạn thông tin gọi là frame. Sau đó đảm bảo truyền liên tiếp các frame tới mức vật lý, đồng thời xử lý các thông báo từ trạm thu gửi trả lại.
Nói tóm lại, nhiệm vụ chính của mức 2 này là khởi tạo và tổ chức các frame cũng như xử lý các thông tin liên quan tới nó.
Mạng máy tính và Internet
32
OSI – 3&4
Mức 3: Mức mạng (Network Layer)
Mức mạng nhằm bảo đảm trao đổi thông tin giữa các mạng con trong một mạng lớn, mức này còn được gọi là mức thông tin giữa các mạng con với nhau. Trong mức mạng các gói dữ liệu có thể truyền đi theo từng đường khác nhau để tới đích. Do vậy, ở mức này phải chỉ ra được con đường nào dữ liệu có thể đi và con đường nào bị cấm tại thời điểm đó. Thường mức mạng được sử dụng trong trường hợp mạng có nhiều mạng con hoặc các mạng lớn và phân bố trên một không gian rộng với nhiều nút thông tin khác nhau.
Mức 4: Mức truyền (Transport Layer)
Nhiệm vụ của mức này là xử lý các thông tin để chuyển tiếp các chức nǎng từ mức trên nó (mức tiếp xúc) đến mức dưới nó (mức mạng) và ngược lại. Thực chất mức truyền là để đảm bảo thông tin giữa các máy chủ với nhau. Mức này nhận các thông tin từ mức tiếp xúc, phân chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới mức mạng.
Mạng máy tính và Internet
33
OSI – 5&6
Mức 5: Mức tiếp xúc (Session Layer)
Mức này cho phép người sử dụng tiếp xúc với nhau qua mạng. Nhờ mức tiếp xúc những người sử dụng lập được các đường nối với nhau, khi một kết nối được thiết lập thì mức này có thể quản lý kết nối đó theo yêu cầu của người sử dụng. Một đường nối giữa những người sử dụng được gọi là một phiên (session) tiếp xúc. Phiên tiếp xúc cho phép người sử dụng được đǎng ký vào một hệ thống phân chia thời gian từ xa hoặc chuyển một file giữa 2 máy.
Mức 6: Mức tiếp nhận (Presentation Layer)
Mức này giải quyết các thủ tục tiếp nhận dữ liệu một cách chính quy vào mạng, nhiệm vụ của mức này là lựa chọn cách tiếp nhận dữ liệu, biến đổi các ký tự, chữ số của mã ASCII hay các mã khác và các ký tự điều khiển thành một kiểu mã nhị phân thống nhất để các loại máy khác nhau đều có thể thâm nhập vào hệ thống mạng.
Mạng máy tính và Internet
34
OSI - 7
Mức 7: Mức ứng dụng (Application Layer)
Mức này có nhiệm vụ phục vụ trực tiếp cho người sử dụng, cung cấp tất cả các yêu cầu phối ghép cần thiết cho người sử dụng, yêu cầu phục vụ chung như chuyển các file, sử dụng các terminal của hệ thống,.... Mức sử dụng bảo đảm tự động hoá quá trình thông tin, giúp cho người sử dụng khai thác mạng tốt nhất.
Hệ thống kết nối mở OSI là hệ thống cho phép truyền thông tin với các hệ thống khác, trong đó các mạng khác nhau, sử dụng những giao thức khác nhau, có thể thông báo cho nhau thông qua chương trình Pastren để chuyển từ một giao thức này sang một giao thức khác.
Mạng máy tính và Internet
35
Ethernet
Ethernet là mạng cục bộ do các công ty Xerox, Intel và Digital equipment xây dựng và phát triển. Ethernet là mạng thông dụng nhất đối với các mạng nhỏ hiện nay. Ethernet LAN được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của ISO, mạng truyền số liệu Ethernet cho phép đưa vào mạng các loại máy tính khác nhau kể cả máy tính mini. Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây:
Có cấu trúc dạng tuyến phân
đoạn, đường truyền dùng
cáp đồng trục, tín hiệu
truyền trên mạng được mã
hoá theo kiểu đồng bộ
(Manchester), tốc độ truyền
dữ liệu là 10 Mb/s.
Mạng máy tính và Internet
36
Ethernet
Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đoạn tuyến này có thể được kết nối lại bằng cách dùng các bộ chuyển tiếp và khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 nút là 2,8 km.
Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến (bus access) hoặc tuyến token (token bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong các gói. Gói (packet) thông tin dùng trong mạng có độ dài từ 64 đến 1518 byte.
Mạng máy tính và Internet
37
Thiết bị LAN: Bộ lặp (Repeater)
Khuếch đại tín hiệu bị yếu
Thiết bị lớp 1
Mạng máy tính và Internet
38
Thiết bị LAN: Bộ tập trung dây
(hub)
Bộ lặp đa cổng
Thiết bị lớp 1
Mạng máy tính và Internet
39
Các thiết bị LAN - Hub
Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua HUB. Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiết bị ngoại vi. Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10BASET từ mỗi trạm của mạng. Khi bó tín hiệu Ethernet được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trên khắp các cổng khác của hub. Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub.
Mạng máy tính và Internet
40
HUB - Phân loại
Có ba loại hub:
Hub đơn (stand alone hub)
Hub phân tầng (stackable hub)
Hub mo-dun (modular hub)
Modular hub rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mở rộng và luôn có chức nǎng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun Ethernet 10BASET.
Stackable hub là lý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu nhưng lại có kế hoạch phát triển LAN sau này.
Mạng máy tính và Internet
41
Thiết bị LAN: NIC
Giao diện mạng của máy tính
Có địa chỉ vật lý
Thiết bị lớp 2
Mạng máy tính và Internet
42
NIC
Cung cấp cổng kết nối mạng
Chọn lựa card mạng
Kiểu mạng
Ethernet
Token Ring
FDDI
Kiểu phương tiện truyền dẫn
Cáp xoắn
Cáp đồng trục
Cáp quang
Kiểu bus hệ thống trên máy tính
PCI
ISA
Mạng máy tính và Internet
43
Liên mạng (internetworking)
Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung được gọi là Internetworking. Internetworking sử dụng ba công cụ chính là: bridge, router và switch.
Cầu nối (bridge):
Là cầu nối hai hoặc nhiều đoạn (segment) của một mạng. Theo mô hình OSI thì bridge thuộc mức 2. Bridge sẽ lọc những gói dữ liệu để gửi đi (hay không gửi) cho đoạn nối, hoặc gửi trả lại nơi xuất phát. Các bridge cũng thường được dùng để phân chia một mạng lớn thành hai mạng nhỏ nhằm làm tǎng tốc độ. Mặc dầu ít chức nǎng hơn router, nhưng bridge cũng được dùng phổ biến.
Mạng máy tính và Internet
44
Thiết bị LAN: Cầu nối (bridge)
Chuyển các gói tin có đích ở phần mạng bên kia dựa vào địa chỉ vật lý
Thiết bị lớp 2
Mạng máy tính và Internet
45
Bridge
Kết nối các đoạn mạng
Thông minh hơn trong việc quyết định có chuyển tín hiệu qua đoạn mạng kia hay không
Tăng hiệu suất mạng bởi loại trừ lưu lượng mạng không cần thiết và giảm sự đụng độ
Chia mạng thành các đoạn mạng và lọc lưu lượng dựa trên địa chỉ MAC
Chuyển frame giữa các đoạn mạng có giao thức lớp 2 khác nhau
Mạng máy tính và Internet
46
Bridge : chuyển
Mạng máy tính và Internet
47
Thiết bị LAN: Bộ chuyển mạch
(Switch)
Cầu nối đa cổng
Thiết bị lớp 2
Mạng máy tính và Internet
48
Bộ chuyển mạch (switch)
Chức nǎng chính của switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống (backbone) nội tại tốc độ cao. Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring.
Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả nǎng lọc gói dữ liệu giữa chúng.
Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều người cho rằng, nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang chế độ truyền không đồng bộ ATM.
Mạng máy tính và Internet
49
LAN Switch
Switch kết nối các đoạn mạng LAN
Switch được xem như là bridge đa cổng
Sử dụng bảng địa chỉ MAC để xác định đoạn mạng frame cần truyền
Switch thay thế hub với hệ thống dây giữ nguyên
Tốc độ cao hơn bridge
Hỗ trợ các tính năng mới như VLAN (LAN ảo)
Mạng máy tính và Internet
50
LAN Switch: Micro-segmentation
Mạng máy tính và Internet
51
Thiết bị LAN: Bộ định tuyến
(Router)
Hoạt động dựa trên địa chỉ lớp 3 (địa chỉ luận lý)
Thiết bị lớp 3
Mạng máy tính và Internet
52
Bộ dẫn đường (router)
Chức nǎng cơ bản của router là gửi đi các gói dữ liệu dựa trên địa chỉ phân lớp của mạng và cung cấp các dịch vụ như bảo mật, quản lý lưu thông...
Giống như bridge, router là một thiết bị thông minh đối với các mạng thực sự lớn. Router biết địa chỉ của tất cả các máy tính ở từng phía và có thể chuyển các thông điệp cho phù hợp. Chúng còn phân đường-định truyền để gửi từng thông điệp có hiệu quả.
Theo mô hình OSI thì chức nǎng của router thuộc mức 3, cung cấp thiết bị với thông tin chứa trong các header của giao thức, giúp cho việc xử lý các gói dữ liệu thông minh.
Dựa trên những giao thức, router cung cấp dịch vụ mà trong đó mỗi packet dữ liệu được đọc và chuyển đến đích một cách độc lập.
Khi số kết nối tǎng thêm, mạng theo dạng router trở nên kém hiệu quả và cần suy nghĩ đến sự thay đổi.
Mạng máy tính và Internet
53
Chức năng bộ định tuyến
Tìm đường
Quá trình tính toán dựa trên địa chỉ IP đích để quyết định sẽ gởi gói tin ra cổng nào
Chuyển gói tin
Đóng gói gói tin lại theo giao thức ở cổng ra và chuyển gói tin ra cổng đó
Mạng máy tính và Internet
54
Thiết bị LAN: Đám mây (Cloud)
Một mạng khác
Bao gồm các thiết bị từ lớp 1 đến lớp 7
Mạng máy tính và Internet
55
Các thiết bị hoạt động ở từng lớp
Mạng máy tính và Internet
56
Sự đóng gói
Mạng máy tính và Internet
57
DÂY CÁP - Cáp đồng (Copper cable)
Chú ý: Uỷ ban kỹ thuật điện tử (IEEE) đề nghị dùng các tên sau đây để chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3.
Dây cáp đồng trục sợi to (thick coax) thì gọi là 10BASE5 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 500m).
Dây cáp đồng trục sợi nhỏ (thin coax) gọi là 10BASE2 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 200m).
Dây cáp đôi xoắn không vỏ bọc (twisted-pair) gọi là 10BASET (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn).
Mạng máy tính và Internet
58
Dây cáp - Cáp quang (Optical cable)
Dây cáp quang (Fiber Optic
Inter-Repeater Link – FOIRL)
Hệ Điều hành Mạng
Nhiệm vụ
Một số ví dụ
Mạng máy tính và Internet
60
Hệ điều hành mạng (NOS Network Operating System)
Cùng với sự nghiên cứu và phát triển mạng máy tính, hệ điều hành mạng đã được nhiều công ty đầu tư nghiên cứu và đã công bố nhiều phần mềm quản lý và điều hành mạng có hiệu quả như: NetWare của công ty NOVELL, LAN Manager của Microsoft dùng cho các máy server chạy hệ điều hành OS/2, LAN server của IBM (gần như đồng nhất với LAN Manager), Vines của Banyan Systems là hệ điều hành mạng dùng cho server chạy hệ điều hành UNIX, Promise LAN của Mises Computer chạy trên card điều hợp mạng độc quyền, Windows for Workgroups của Microsoft, LANtastic của Artisoft, NetWare Lite của Novell,....
Chọn hệ điều hành mạng nào sẽ làm nền tảng cho mạng sẽ được phát triển tuỳ thuộc vào kích cỡ của mạng hiện tại và sự phát triển trong tương lai, còn tuỳ thuộc vào những ưu điểm và nhược điểm của từng hệ điều hành.
Mạng máy tính và Internet
61
Hệ Điều Hành Mạng
Hệ điều hành mạng UNIX: Đây là hệ điều hành do các nhà khoa học xây dựng và được dùng rất phổ biến trong giới khoa học, giáo dục. Hệ điều hành mạng UNIX là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng, phục vụ cho truyền thông tốt. Nhược điểm của nó là hiện nay có nhiều Version khác nhau, không thống nhất gây khó khǎn cho người sử dụng. Ngoài ra hệ điều hành này khá phức tạp lại đòi hỏi cấu hình máy mạnh (trước đây chạy trên máy mini, gần đây có SCO UNIX chạy trên máy vi tính với cấu hình mạnh).
BSD, Linux là các HĐH tựa UNIX và có thể cài chạy trên các máy tính có cấu hình thấp hơn.
Mạng máy tính và Internet
62
Hệ Điều Hành Mạng
Hệ điều hành mạng Windows NT: Đây là hệ điều hành của hãng Microsoft, cũng là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng. Đặc điểm của nó là tương đối dễ sử dụng, hỗ trợ mạnh cho phần mềm WINDOWS. Ngoài ra, Windows NT có thể liên kết tốt với máy chủ Novell Netware. Tuy nhiên, để chạy có hiệu quả, Windows NT cũng đòi hỏi cấu hình máy tương đối mạnh.
Hệ điều hành mạng Windows for Worrkgroup: Đây là hệ điều hành mạng ngang hàng nhỏ, cho phép một nhóm người làm việc (khoảng 3-4 người) dùng chung ổ đĩa trên máy của nhau, dùng chung máy in nhưng không cho phép chạy chung một ứng dụng. Hiện nay rất ít sử dụng.
Hiện nay có Windows 2000.
Mạng máy tính và Internet
63
Hệ Điều Hành Mạng
Hệ điều hành mạng NetWare của Novell: Đây là hệ điều hành phổ biến, nó có thể dùng cho các mạng nhỏ (khoảng từ 5-25 máy tính) và cũng có thể dùng cho các mạng lớn gồm hàng trǎm máy tính. Có nhiều phiên bản của Netware. Netware là một hệ điều hành mạng cục bộ dùng cho các máy vi tính theo chuẩn của IBM hay các máy tính Apple Macintosh, chạy hệ điều hành MS-DOS hoặc OS/2.
WAN
Kết nối tạo WAN
Mạng máy tính và Internet
65
Kết nối mạng diện rộng - Đường thuê bao (leased line)
Bên cạnh phương pháp sử dụng đường điện thoại thuê bao để kết nối các mạng cục bộ hoặc mạng khu vực với nhau hoặc kết nối vào Internet, có một số phương pháp khác:
Đường thuê bao (leased line).
Đây là phương pháp cũ nhất, là phương pháp truyền thống nhất cho sự nối kết vĩnh cửu. Người ta thuê đường dây từ công ty điện thoại (trực tiếp hoặc qua nhà cung cấp dịch vụ). Cần phải cài đặt một "Chanel Service Unit" (CSU) để nối đến mạng T, và một "Digital Service Unit" (DSU) để nối đến mạng chủ (primary) hoặc giao diện mạng.
Mạng máy tính và Internet
66
Kết nối mạng diện rộng (WAN) - ISDN
ISDN (Integrated Service Digital Nework)
Sử dụng đường điện thoại số thay vì đường tương tự. Do ISDN là mạng dùng tín hiệu số, người ta không phải dùng một modem để nối với đường dây mà thay vào đó phải dùng một thiết bị gọi là "codec" với modem có khả nǎng chạy ở 14.4 kbit/s. ISDN thích hợp cho cả hai trường hợp cá nhân và tổ chức. Các tổ chức có thể quan tâm hơn đến ISDN có khả nǎng cao hơn ("primary" ISDN) với tốc độ tổng cộng bằng tốc độ 1.544 Mbit/s của đường T1. Cước phí khi sử dụng ISDN được tính theo thời gian, một số trường hợp tính theo lượng dữ liệu được truyền đi và một số thì tính theo cả hai.
Mạng máy tính và Internet
67
Kết nối mạng diện rộng (WAN) – CATV link
CATV link.
Công ty dẫn cáp trong khu vực của có thể cho thuê một "chỗ" trên đường cáp của họ với giá hấp dẫn hơn với đường điện thoại. Cần phải biết những thiết bị gì cần cho hệ thống và độ rộng của dải sẽ được cung cấp là bao nhiêu. Cũng như việc đóng góp chi phí với những khách hàng khác cho kênh liên lạc đó là như thế nào. Một dạng khác được đưa ra với tên gọi là mạng "lai" ("hybrid" Network), với một kênh CATV được sử dụng để lưu thông theo một hướng và một đường ISDN hoặc gọi số sử dụng cho đường trở lại. Nếu muốn cung cấp thông tin trên Internet, người ta phải xác định chắc chắn rằng "kênh ngược" của người sử dụng đủ khả nǎng phục vụ cho nhu cầu thông tin của họ.
Mạng máy tính và Internet
68
Kết nối mạng diện rộng (WAN) – Frame relay
Frame relay "uyển chuyển" hơn đường thuê bao. Khách hàng thuê đường Frame relay có thể mua một dịch vụ có mức độ xác định - một "tốc độ thông tin uỷ thác" ("Committed Information Rale" - CIR). Nếu như nhu cầu của trên mạng là rất lớn (bursty), hay người sử dụng có nhu cầu cao trên đường liên lạc trong suốt một khoảng thời gian xác định trong ngày, và có ít hoặc không có nhu cầu vào ban đêm - Frame relay có thể sẽ kinh tế hơn là thuê hoàn toàn một đường T1 (hoặc T3). Nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra một phương pháp tương tự như là phương pháp thay thế đó là Switched Multimegabit Data Service.
Mạng máy tính và Internet
69
Kết nối mạng diện rộng WAN...
Chế độ truyền không đồng bộ (Asynchoronous Transfer Mode - ATM).
ATM là một phương pháp tương đối mới đầu tiên báo hiệu cùng một kỹ thuật cho mạng cục bộ và liên khu vực. ATM thích hợp cho real-time multimedia song song với truyền dữ liệu truyền thống. ATM hứa hẹn sẽ trở thành một phần lớn của mạng tương lai.
Đường truyền vô tuyến (Microware links).
Đường vệ tinh (satellite links).
Mạng máy tính và Internet
70
Băng thông: dịch vụ WAN
Mạng máy tính và Internet
71
Các kiểu kết nối WAN
Mạng máy tính và Internet
72
MÔ HÌNH TCP/IP
Mô hình phân lớp của TCP/IP
So sánh với mô hình OSI 7 tầng
Mạng máy tính và Internet
74
Sự phát triển mô hình TCP/IP
Thập niên 60 DARPA phát triển Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) kết nối các mạng máy tính thuộc bộ quốc phòng Mỹ.
Internet, mạng máy tính toàn cầu, sử dụng TCP/IP kết nối các mạng trên thế giới.
Mạng máy tính và Internet
75
4 lớp của mô hình TCP/IP
Layer 4: Application (ứng dụng)
Layer 3: Transport (vận chuyển)
Layer 2: Internet
Layer 1: Network access (truy cập mạng)
Mạng máy tính và Internet
76
Lớp truy cập mạng
Kết hợp chức năng hai lớp vật lý và liên kết dữ liệu mô hình OSI.
Các mô tả về chức năng, thủ tục, cơ học, điện học
Tốc độ truyền vật lý
Khoảng cách, các bộ kết nối vật lý.
Khung
Địa chỉ vật lý
Cấu hình liên kết mạng
Sự đồng bộ
Điều khiển lỗi, điều khiển lưu lượng.
Mạng máy tính và Internet
77
Lớp Internet
Gởi dữ liệu đến đích qua các mạng con (tương tự lớp mạng mô hình OSI).
Gói
Mạch ảo
Tìm đường, bảng tìm đường, giao thức tìm đường
Địa chỉ luận lý
Sự phân đoạn
Giao thức Internet (IP).
Mạng máy tính và Internet
78
Lớp vận chuyển
Lớp vận chuyển liên quan đến chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều khiển lưu lượng và sửa lỗi (tương tự lớp vận chuyển mô hình OSI).
Phân đoạn, dòng dữ liệu
Định hướng kết nối và không kết nối
Điều khiển luồng
Phát hiện và sửa lỗi
Transmission control protocol (TCP).
User datagram protocol (UDP).
Mạng máy tính và Internet
79
Lớp ứng dụng
Kết hợp chức năng của ba lớp phiên, trình bày, ứng dụng trong mô hình OSI.
FTP, HTTP, SMNP, DNS ...
Định dạng dữ liệu, cấu trúc dữ liệu, mã hoá …
Điều khiển đối thoại …
Mạng máy tính và Internet
80
Chồng giao thức TCP/IP
Mạng máy tính và Internet
81
So sánh TCP/IP và OSI
Mạng máy tính và Internet
82
So sánh TCP/IP với OSI (tt.)
Giống nhau:
Đều phân lớp.
Đều có lớp ứng dụng.
Đều có lớp mạng và lớp vận chuyển
Kỹ thuật chuyển mạch gói.
Các chuyên gia mạng phải nắm rõ cả hai.
Mạng máy tính và Internet
83
So sánh TCP/IP với OSI (tt.)
Khác nhau:
TCP/IP kết hợp lớp trình bày và phiên vào lớp ứng dụng.
TCP/IP kết hợp lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý và một lớp truy cập mạng.
TCP/IP đơn giản hơn vì ít lớp hơn
Bộ giao thức TCP/IP là chuẩn trên Internet.
ĐỊA CHỈ MAC
Mạng máy tính và Internet
85
MAC Address
Mỗi máy tính dùng địa chỉ MAC (địa chỉ vật lý) để xác định chính nó
Địa chỉ MAC được ghi lên trên NIC (card mạng) lúc xuất xưởng và không thay đổi được
Địa chỉ MAC không có cấu trúc (địa chỉ phẳng)
Mạng máy tính và Internet
86
Định dạng địa chỉ mạng
Mạng máy tính và Internet
87
Mạng máy tính và Internet
88
Lưu trữ địa chỉ MAC
Địa chỉ MAC được ghi vào ROM và được chép vào RAM khi NIC khởi động
Biểu diễn :
0000.0c12.3456 hay 00-00-0c-12-34-56.
Mạng máy tính và Internet
89
Sử dụng địa chỉ MAC
Mạng máy tính và Internet
90
Sự đóng gói dữ liệu
Mạng máy tính và Internet
91
Hạn chế của địa chỉ MAC
Phẳng, không phân cấp
Tăng số lượng nút mạng n lên thì giao tiếp sẽ khó khăn hơn rất nhiều
Phụ thuộc phần cứng
CÁC LỚP ĐỊA CHỈ IP
Địa chỉ IP
Chuyển đổi địa chỉ IP
Địa chỉ IP cho các lớp mạng
Gán địa chỉ IP vào các thiết bị mạng
Mạng máy tính và Internet
93
Địa chỉ IP
Địa chỉ IP dài 32 bit
Chia thành 4 khối thập phân (thí dụ 203.162.44.162)
Địa chỉ IP có hai phần: Địa chỉ mạng và địa chỉ máy
Mạng máy tính và Internet
94
Dạng thức địa chỉ IP
Mạng máy tính và Internet
95
Chuyển đổi thập phân ↔ nhị phân
Mạng máy tính và Internet
96
Chuyển đổi nhanh
Mạng máy tính và Internet
97
Địa chỉ mạng và địa chỉ máy
Địa chỉ mạng
Được cấp bởi INIC (Internet Network Information Center)
VNNIC chịu trách nhiệm cấp tên miền và địa chỉ IP cho Việt Nam
Xác định mạng mà một thiết bị nằm trong đó
Địa chỉ máy
Được cấp bởi người quản trị
Xác định thiết bị trong mạng
Mạng máy tính và Internet
98
Các bit trong địa chỉ IP
Các bit phần mạng
Xác định phần địa chỉ mạng
Xác định lớp địa chỉ IP
Các bit phần mạng không được phép đồng thời là 0
Các bit phần máy
Xác định phần địa chỉ máy
Các bit đồng thời là 0: dành riêng cho địa chỉ mạng
Các bit đồng thời là 1: dành riêng cho địa chỉ quảng bá (broadcast)
Mạng máy tính và Internet
99
Các lớp địa chỉ IP
Các lớp địa chỉ khác nhau có số bit phần mạng và số bit phần máy khác nhau
Mỗi lớp địa chỉ thích hợp với kích thước tương ứng của tổ chức
Mạng máy tính và Internet
100
Các lớp địa chỉ IP: Lớp A
Mạng máy tính và Internet
101
Các lớp địa chỉ IP: Class A
Bit 0 là bit đầu tiên của một địa chỉ lớp A
8 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng)
24 bit còn lại xác định máy (bit máy)
Địa chỉ lớp A từ 1.0.0.0 đến 127.0.0.0, tức có 127 địa chỉ lớp A
Mỗi địa chỉ lớp A có 224-2=16.777.214 địa chỉ IP (tức có nghĩa là có 16.777.214 máy !)
Mạng máy tính và Internet
102
Các lớp địa chỉ IP: Lớp B
Mạng máy tính và Internet
103
Các lớp địa chỉ IP: class B
Hai bit đầu tiên của địa chỉ lớp B có giá trị là 10
16 bit đầu tiên xác định địa chỉ mạng (bit mạng)
16 bit còn lại xác định máy (bit máy)
Địa chỉ lớp B từ 128.0.0.0 đến 191.255.0.0, tức có 214 =16.384 địa ch�
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Đỗ Quang Huy
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)