BÀI GIẢNG: MẠNG MÁY TÍNH. Giảng viên: NGUYỄN THÁI DƯ Bộ môn Tin học

MẠNG MÁY TÍNH Giảng viên phụ trách: NGUYỄN THÁI DƯ Bộ môn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KT

Trang 1

1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang.

MẠNG MÁY TÍNH

Giảng viên phụ trách:

NGUYỄN THÁI DƯ

Bộ môn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT- CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG

Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang 2

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lê Hoài Nghĩa, Giáo trình mạng cơ bản, NXB ĐHQG

Tp Hồ Chí Minh, 2005

2 Nguyễn Thúc Hải, Mạng máy tính và các hệ thống mở

-NXB Giáo dục, 2004

3 Andrew S Tanenbaum, Computer Networks, Third

Edition, Prentice - Hall, 2001.

4 Ngô Bá Hùng, Mạng máy tính, ĐH Cần Thơ, 2005.

NỘI DUNG

Tổng quan về mạng máy tính

Các thành phần của mạng máy tính

Tầng vật lý (Physical Layer)

Tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer)

Tầng con điều khiển truy cập (Medium Access SubLayer)

Tầng mạng (Network layer)

Tầng giao vận (Transport Layer)

Tầng ứng dụng (Application Layer)

Lịch sử và định nghĩa mạng máy tính

Phân biệt các loại mạng

Phân biệt mạng LAN- WAN

Mô hình phân tầng OSI (Open Systems Interconnection) của ISO (International Orgnization for Standardization)

Một số bộ giao thức kết nối mạng

Trang 2

Mạng “ vụng trộm ”: Phương thức chủ yếu để chia sẻ dữ liệu

trước khi các mạng máy tính thực thụ ra đời.

Lịch sử

Mục tiêu của mạng MT

mục tiêu cơ bản sau:

Làm cho các tài nguyên trở nên có giá trị cao (thiết bị, chương trình, dữ liệu )

Tăng độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối với một máy tính nào đó

tỷ lệ giá thành máy tính và chi phí truyền tin giảm đi

Định nghĩa mạng máy tính

Ở khái niệm cơ bản nhất mạng bao gồm hai máy tính nối

với nhau bằng cáp và mọi mạng máy tính

Sự hình thành mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu chia sẻ

và dùng chung tài nguyên

Cách tổ chức mạng chủ yếu để chia sẻ và dùng chung tài

nguyên và giao tiếp trực tuyến

Mạng còn cho phép mọi người có thể sử dụng chung một

phiên bản của cùng ứng dụng

Đường truyền vật lý: dùng để chuyển các tín hiệu điện tử giữa các máy tính

Các đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý:

Băng thông

Thông lượng

Độ suy hao

Độ nhiễu điện từ

Trang 3

Băng thông: là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng

được, giải thông của cáp truyền phụ thuộc vào độ dài cáp

Thông lượng: tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền

thường được tính bằng số lượng bít được truyền đi trên

một giây (bps)

Độ suy hao

Độ nhiễu điện từ

Kiến trúc mạng máy tính: Thể hiện cách nối các máy tính với nhau ra sao và tập các quy tắc, quy ước

mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để mạng hoạt động tốt Cách nối các máy tính được gọi là hình trạng (topology) của mạng, tập các quy tắc, quy ước truyền thông được gọi

là giao thức (protocol)

Topology mạng:

Giao thức (protocol)

Topology mạng: có hai loại chủ yếu là point-point và

quảng bá (broadcast hay point to multipoint)

Giao thức (protocol): Tập hợp các quy tắc, quy ước về

khuôn dạng của dữ liệu, các thủ tục gửi - nhận dữ liệu gọi là

giao thức.

Trang 4

Giao thức – chồng giao thức

giao tiếp và tương tác giữa các máy tính kết nối với

nhau

Chồng giao thức có kiến trúc phân tầng: mỗi tầng đảm

trách một chức năng của hệ thống trong quá trình truyền

thông

Mô hình phân tầng

Nhiều hãng khác nhau đã phát triển mô hình truyền thông riêng với chồng giao thức riêng

Mô hình truyền thông chuẩn hoá sẽ cho phép kết nối liên mạng giữa các máy tính của nhiều hãng khác nhau

Chuẩn hóa

Các văn bản được thống nhất thỏa thuận với nội dung

xác định các đặc tính kỹ thuật hoặc các tiêu chuẩn tỉ mỉ,

chính xác yêu cầu các sản phẩm hoặc dịch vụ phải được

thiết kế hoặc thực hiện theo

Nhiều nhà sản xuất sử dụng các tiêu chuẩn để khẳng

định các sản phẩm, qui trình cũng như dịch vụ của mình

là phù hợp với mong muốn (đề xuất) của họ

• Mạng đối với các doanh nghiệp

• Mạng đối với đời sống con người

• Mạng đối với Người dùng di động

• Mạng và các vấn đề xã hội

Trang 5

Mạng đối với các doanh nghiệp

Một Mạng máy tính với 2 clients/users và 1 server

Mô hình Client-Server

Một vài hình thức của e-commerce

Trang 6

Mạng Internet

Mạng kết nối có định hướng :

X.25, Frame Relay, and ATM

Ethernet

Wireless LANs: 802:11

Mạng ARPANET

1960, Bộ Quốc phòng Mỹ (DoD) muốn có một mạng thống lĩnh và kiểm soát có thể chịu được qua một cuộc chiến tranh nguyên tử

ARPA (Advanced Research Projects Agency) sau này gọi là DARPA được giao thực hiện

Internet

Ứng dụng truyền thống (1970 – 1990)

E-mail

News

Remote login

File transfer

Kiến trúc Internet

Trang 7

Ethernet

Kiến trúc của Ethernet nguyên thủy

Wireless LANs

Wireless LANs (2)

Có thể sẽ có một vùng không thuộc vùng phủ sóng

Wireless LANs (3)

Một mạng multicell 802.11 network

Trang 8

IEEE 802 Standards

Phần cứng mạng

Mạng cục bộ (Local Area Networks- LAN)

Mạng đô thị (Metropolitan Area Networks - MAN)

Mạng diện rộng (Wide Area Networks - WAN)

Mạng không dây (Wireless Networks)

Mạng gia đình (Home Networks)

Liên mạng (Internetworks)

Phân biệt các loại mạng

máy tính:

Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý

Phân loại mạng máy tính theo tôpô

Phân loại mạng máy tính theo chức năng

Phân loại mạng theo kỹ thuật chuyển mạch

Phân biệt mạng máy tính theo vùng địa lý.

Mạng toàn cầu - GAN (Global Area Network)

Mạng diện rộng - WAN (Wide Area Network)

Trang 9

Phân biệt mạng máy tính theo vùng địa lý.

Mạng đô thị - MAN (Metropolitan Area Network)

Mạng cục bộ - LAN (Local Area Network

Phân loại dựa vào khoảng cách

Hai mạng quảng bá: (a)Bus (b)Ring

Trang 10

Mạng đô thị dựa trên cable TV

Mạng diện rộng (WAN)

Liên hệ giữa các Host với các mạng con (subnet)

Dòng các gói từ Sender đến Receiver

Phân biệt mạng máy tính theo topology

Mạng dạng hình sao (star topology)

Mạng dạng hình tuyến (bus topology)

Mạng dạng vòng (ring topology)

Mạng dạng hình kết hợp

Trang 11

Phân biệt mạng theo chức năng.

Mạng ngang hàng (Peer to Peer)

Mạng Khách-Chủ (Client-Server)

Mạng kết hợp

Mạng ngang hàng (Peer to Peer)

Mọi máy nối mạng

có vai trò như nhau (cùng cho

và nhận tài nguyên)

Mạng ngang hàng (Peer to Peer)

Không tồn tại bất kỳ máy phục vụ chuyên dụng hoặc cấu trúc phân

cấp giữa các máy tính Mọi máy tính đều có vai trò bình đẳng như

nhau.

Quy mô: mạng ngang hàng được gọi là nhóm làm việc (workgroup)

thông thường dưới 10 máy tính

Phí tổn: chi phí cho mạng ngang hàng rẻ hơn chi phí cho mạng có

máy phục vụ với lý do không cần trang bị các máy có cấu hình cao

nhằm đáp ứng máy phục vụ.

Khi nào nên sử dụng mạng ngang hàng?

Phân biệt vai trò hai loại máy: máy chủ (cung cấp dịch vụ)

và máy khách (khai thác, tiếp nhận dịch vụ) Hai loại này thường có cấu hình rất khác nhau, chạy hai loại hệ điều hành khác nhau

Trang 12

Mạng được thiết kế cho nhiều người sử dụng và cung cấp khả

năng truy cập đến nhiều tài nguyên, duy trì hiệu suất cao và an

toàn đối với người dùng

Quản lý tập trung và điều khiển dữ liệu trên máy chủ (khác

mạng ngang hàng) đảm bảo cho dữ liệu thường xuyên được sao

lưu dự phòng

Yêu cầu về phần cứng: server thường là các máy có cấu hình

cao Các client được giới hạn theo yêu cầu người dùng

Việc an toàn và bảo mật được thực hiện một cách tốt hơn, các

hệ điều hành mạng cho phép người quản trị mạng quản lý, đặt

ra các chính sách và áp đặt các chính sách đó tới từng người

dùng trên mạng

Mạng kết hợp

Việc kết hợp các đặc tính ưu việt của hai loại mạng: mạng ngang hàng và mạng client-server đã thực sự trở nên phổ biến

Trong mạng kết hợp hai hệ điều hành hoạt động phối hợp nhau tạo nên một cảm giác về một hệ thống hoàn chỉnh đối với người sử dụng

Ở loại mạng này đòi hỏi có nhiều công sức cũng như thời gian hoạch định và đào tạo mới có thể đảm bảo sự thi hành đúng đắn và mức độ an toàn đáng tin cậy

Mạng chuyển mạch kênh: khi hai thực thể cần trao đổi

thông tin với nhau thì chúng thiết lập một kênh cố định

và duy trì cho đến khi một hoặc hai bên ngắt liên lạc

Dữ liệu được truyền đi theo con đường này

Mạng chuyển mạch gói (Packet – switched network): thông báo được chia thành các gói tin (packet) có khuôn dạng định sẵn, gói tin có chứa thông tin điều khiển, địa chỉ nguồn và địa chỉ đích

Mạng dịch vụ tích hợp số (Intergrated Services Digital

Trang 13

So sánh

So sánh giữa circuit switched và packet-switched networks

Mạng không dây

Các loại mạng không dây:

(a)Bluetooth configuration (b)Wireless LAN

Các loại mạng đối với đời sống con người

Computers (desktop PC, PDA, chia sẻ thiết bị ngoại vi)

Giải trí (TV, DVD, VCR, camera, stereo, MP3)

Viễn thông (telephone, intercom, fax)

Trang 14

Phần mềm mạng

Cấu trúc thứ bậc của giao thức (Protocol Hierarchies)

Vấn đề thiết kế các tầng

Các dịch vụ hướng kết nối và không kết nối

(Connection-Oriented and Connectionless Services)

Các hàm nguyên thủy dịch vụ (Service Primitives)

Mối quan hệ giữa các dịch vụ và giao thức (The

Relationship of Services to Protocols)

Các tầng, giao thức và giao diện

Trang 15

Connection-Oriented and Connectionless Services

Sáu loại dịch vụ khác nhau

Hàm nguyên thủy dịch vụ

(Service Primitives)

Bốn hàm dịch vụ nguyên thủy dùng để cho dịch vụ hướng kết nối

Hàm nguyên thủy dịch vụ

(Service Primitives)

Mối liên hệ giữa dịch vụ (service) và giao thức (protocol)

Trang 16

Các mô hình tham khảo (Reference Models)

Mô hình OSI (Open Systems Interconnection)

Mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/

Internet Protocol)

So sánh OSI và TCP/IP

Mô hình OSI

Năm 1978 Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ban hành đặc điểm kỹ thuật mô tả kiến trúc mạng dùng cho việc kết nối các thiết bị không cùng chủng loại trong hệ thống mạng

Năm 1984 ISO phát hành bản sửa đổi mô hình này và gọi là

mô hình tham chiếu mạng hệ mở (mô hình tương kết các hệ thống mở) Bản sửa đối này trở thành tiêu chuẩn quốc tế và dùng như hướng dẫn mạng

Mô hình OSI mô tả phương thức hoạt động của phần cứng

và phần mềm mạng trong kiến trúc phân tầng, cung cấp khung tham chiếu mô tả các thành phần mạng hoạt động ra sao

Mỗi tầng cung cấp dịch vụ hoặc hoạt động chuẩn bị dữ

liệu để chuyển giao qua mạng đến máy tính khác Các

tầng được phân chia bằng những ranh giới được gọi là

giao diện Mọi yêu cầu được thực hiện bằng cách chuyển

từ tầng này qua giao diện rồi đến các tầng tiếp theo Mỗi

tầng xây dựng dựa trên tiêu chuẩn và hoạt động của tầng

bên dưới

Các tầng được thiết lập theo cách thức mà qua đó mỗi tầng

hoạt động như thể nó đang giao tiếp với tầng đối tác của

Dữ liệu được chuyển từ tầng này sang tầng khác và được chia làm các gói Gói là đơn vị thông tin được truyền như một khối từ thiết bị này đến thiết bị khac trong mạng

Ngoại trừ tầng thấp nhất trong mô hình mạng (tầng vật lý) không tầng nào có thể chuyển thông tin sang phần đối tác của mình trên máy tính khác

Trang 17

dòng bit không cấu trúc qua đường truyền vật lý

tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy

chuyển tiếp thông tin

giữa hai đầu mút (end to end); và cả việc kiểm soát lỗi,

kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đầu nút

truyền thông giữa các ứng dụng; thiết lập, duy trì, đồng

bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng

để đáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các ứng dụng qua môi trường OSI

để người dùng có thể truy nhập được vào môi trường OSI và có thể sử dụng được các dịch vụ thông tin phân tán

Trang 18

Để thuận tiện cho việc chia sẻ liên kết mạng, cho phép truy nhập thuận tiện từ các máy tính khác nhau người ta chia tầng Liên kết

dữ liệu thành hai tầng nhỏ: LLC và MAC

Trang 19

Mô hình phối ghép

Mô hình phối ghép được dùng trong quyển sách này

Để dữ liệu có thể được truyền nhanh chóng và dễ dàng qua mạng dữ liệu phải được phân nhỏ và chia thành các gói (packet) hoặc khung (frame) chúng có thể khác biệt nhau trong từng loại mạng

Gói có thể mang một số loại dữ liệu sau: thông tin (thông điệp hay tập tin), loại dữ liệu và lệnh điều khiển máy tính, mã điều khiển phiên làm việc (mã sửa lỗi…)

Gói được mang thêm các thông tin điều khiển (control information) với mục đích:

Gửi dữ liệu gốc bị tách rời thành nhiều khung

Tái lắp ghép dữ liệu theo đúng thứ tự ở đầu nhận

Kiểm tra lỗi dữ liệu sau khi đã tái lắp ghép

Cấu trúc một gói tin

Sơ đồ một gói dữ liệu đơn giản

Destination address: địa chỉ nơi nhận gói tin

Sourse address: điạ chỉ nơi gửi gói tin

Control information: thông tin điều khiển

Data send by source: dữ liệu được gửi đi

Error Checking Information: mã kiểm tra và sửa lỗi dữ liệu

đảm bảo dữ liệu nhận được còn nguyên vẹn

Giao thức (Protocol)

Một tập các tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính được gọi là giao thức Các giao thức còn được gọi là các nghi thức hoặc định ước của mạng máy tính

Trong hệ thống mạng máy tính các nguyên tắc và thủ tục điều khiển sự giao tiếp và tương tác của chúng được gọi là giao thức

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	1,85 MB