Bài giảng Mạng máy tính - Trường CĐ Công nghệ thông tin (ĐHĐN)

Bài giảng Mạng máy tính cung cấp cho học viên những nội dung về: khái niệm mạng máy tính; lợi ích của mạng máy tính; phân loại mạng máy tính; các mô hình ứng dụng mạng; các mô hình xử lý mạng; các mô hình networking; phương tiện truyền dẫn và các đặc tính của phương tiện truyền dẫn;... Mời các bạn cùng tham khảo!

MẠNG MÁY TÍNH

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - ĐHĐN

Mạng máy tính

 Vì sao phải kết nối mạng ?

 Khái niệm mạng máy tính

 Lợi ích của mạng máy tính

Vì sao phải kết nối mạng ?

Khái niệm mạng máy tính

các thiết bị đầu cuối được kết nối với nhau bằng

Mạng máy tính – Ví dụ

Lợi ích của mạng máy tính

Trao đổi và chia sẻ thông tin nhanh chóng

 Trao đổi thư điện tử (email)

 Trò chuyện trực tuyến (chat)

 Chia sẻ thông tin trên internet

 Học tập trực tuyến (e-learning)

at Vietnam Headquarters

Lợi ích của mạng máy tính

Chia sẻ và sử dụng chung tài nguyên

Tài nguyên:

 Dữ liệu

 Phần cứng (CD-ROM, máy in, ổ cứng, … )

 Phần mềm (Các chương trình)

Lợi ích của mạng máy tính

Nâng cao độ tin cậy

Công việc đạt hiệu suất cao

Tiết kiệm chi phí

Tăng cường tính bảo mật thông tin

Thống nhất dữ liệu

Tăng cường khả năng tính toán

Supercomputers

Dùng trong các tổ chức có yêu cầu tính toán đặc biệt, tốc độ cực kỳ cao và chính xác.

PHÂN LOẠI MẠNG

 Có 3 cách phân loại mạng cơ bản sau:

 Phân loại mạng theo phạm vi

 Phân loại theo cách thức kết nối mạng.

 Phân loại theo kiến trúc

Phân loại mạng theo phạm vi

 LAN (Local Area Network): Mạng cục bộ

kính khoảng 100m  10km

 Có giới hạn về địa lý

Phân loại mạng theo phạm vi

 MAN (Metropolitan Area Network):

Mạng đô thị

nhưng nhỏ hơn WAN

phạm vi thành phố

và đàm thoại hay ngay cả truyền hình

Phân loại mạng theo phạm vi

 WAN (Wide Area Network): Mạng diện

rộng

• Các đường điện thoại

• Truyền thông bằng vệ tinh.

WAN

Phân loại mạng theo phạm vi

GAN (Global Area Network): Mạng toàn cầu

 Kết nối các máy tính từ các châu lục khác

nhau

 Kết nối hai hay nhiều mạng riêng biệt

 Mạng toàn cầu kết nối mạng của các tổ chức,

cá nhân trên thế giới

 Thường được thực hiện thông qua mạng viễn thông, vệ tinh

1 km  Trong m t khu v c ộ ự

10 km  Trong m t thành ph  ộ ố M ng thành ph , g i t t ạ ố ọ ắ

là m ng MAN ạ(Metropolitan Area 

Khái niệm Internet

Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu bao

với mục đích trao đổi và chia sẻ thông tin

INTERNET

Tô pô mạng

Tuy n tính ế Vòng

Sao

Sao m  r ng ở ộ

Phân c p ấ

M ng l ạ ướ i

Tô pô mạng dạng tuyến tính (BUS)

Một hành lang chính (backbone)

Tất cả các nút cùng nối vào hành lang chính

Phía cuối hai đầu dây cáp được chặn bởi đầu kết cuối

Tô pô mạng dạng tuyến tính (BUS)

Sai hỏng của một nút không ảnh hưởng mạng

Mở rộng hay thu hẹp dễ dàng

Dùng dây cáp ít, lắp đặt dễ dàng

Dễ ùn tắc, đụng độ thông tin, số nút hạn chế

Khó phát hiện điểm hỏng

Tô pô mạng: dạng vòng (RING)

 Không có hành lang chính

 Mỗi nút được kết nối trực tiếp với nút bên cạnh tạo thành vòng kín

Tô pô mạng: dạng vòng (RING)

Giảm tối đa khả năng đụng độ thông tin

Khoảng cách mỗi nút

có thể tăng lên

Tiết kiệm dây

Một nút hỏng sẽ ảnh hưởng đến toàn mạng

Tô pô mạng: dạng sao (STAR)

bị phân kênh (hub)

Tô pô mạng: dạng sao (STAR)

 Một nút hỏng không ảnh hưởng đến mạng

Tô pô mạng: dạng sao mở rộng

Kết nối các hình sao

Thiết bị trung tâm là một bộ chuyển

mạch hay thiết bị phân kênh

Tăng kích thước và chiều dài mạng

Tô pô mạng: dạng phân cấp

mở rộng nhưng dùng một máy tính để điều khiển lưu lượng

mạng.

Tô pô mạng: dạng mắt lưới

Mỗi nút có một đường kết nối với tất cả các nút

khác trong mạng

Đảm bảo hoạt động liên tục

Tô pô mạng

Các mô hình ứng dụng mạng

Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer)

Mạng khách chủ (Client – Server)

Khái niệm client

Khái niệm server

LAN – Mô hình ngang hàng

Mô hình mạng ngang hàng

(Peer-to-peer network): Các máy tính trong

mô hình mạng này có vai trò ngang hàng với nhau (vừa là server, vừa là client) và liên lạc trực tiếp với nhau không cần thông qua

server.

LAN – Mô hình ngang hàng

 khả năng bảo mật thấp rất dễ bị xâm nhập

 các tài nguyên không được sắp xếp nên rất khó định vị và tìm kiếm

 Một hệ thống máy tính sử dụng các tài

nguyên và dịch vụ này được gọi là máy khách (Client)

 Các Server thường có cấu hình mạnh (tốc độ

xử lý nhanh, kích thước lưu trữ lớn) hoặc là các máy chuyên dụng

 Các Server chuyên dụng rất đắt tiền

 Phải có nhà quản trị cho hệ thống

CÁC MÔ HÌNH XỬ LÝ MẠNG

Mô hình xử lý mạng tập trung.

Mô hình xử lý mạng phân phối.

Mô hình xử lý mạng cộng tác.

CÁC MÔ HÌNH XỬ LÝ MẠNG

Mô hình xử lý mạng phân phối

 Các máy tính có khả năng hoạt động độc lập, các công việc được tách nhỏ và giao cho nhiều máy tính khác nhau thay vì tập trung xử

lý trên máy trung tâm

 Các máy tính được nối mạng với nhau nên chúng có thể trao đổi dữ liệu và dịch vụ

CÁC MÔ HÌNH XỬ LÝ MẠNG

Mô hình xử lý mạng phân phối

 Ưu điểm: truy xuất nhanh, phần lớn không

giới hạn các ứng dụng

 Khuyết điểm: dữ liệu lưu trữ rời rạc khó đồng

bộ, backup và rất dễ nhiễm virus

CÁC MÔ HÌNH XỬ LÝ MẠNG

Mô hình xử lý mạng cộng tác

 Bao gồm nhiều máy tính có thể hợp tác để thực hiện một công việc Một máy tính có thể mượn năng lực xử lý bằng cách chạy các

chương trình trên các máy nằm trong mạng

 Ưu điểm: rất nhanh và mạnh, có thể dùng để chạy các ứng dụng có các phép toán lớn

 Khuyết điểm: các dữ liệu được lưu trữ trên các vị trí khác nhau nên rất khó đồng bộ và backup, khả năng nhiễm virus rất cao

Băng thông

Là lượng thông tin có thể chảy qua một kết nối mạng trong một khoảng thời gian cho trước.

Dạng tương tự băng thông

Ống nước

 Băng thông giống như là bề rộng của một ống nước

Đo lường băng thông

Đơn vị cơ bản của băng thông là bit/giây (bps)

Thông lượng ≤ Băng thông

Thông lượng là băng thông thực tế đo được vào một thời điểm cụ thể.

Các yếu tố ảnh hưởng đến thông lượng:

 Thiết bị mạng

 Kiểu dữ liệu truyền

 Cấu trúc liên kết mạng (topo mạng)

Sự quan trọng của băng thông

Hữu hạn

Tiết kiệm tiền bạc

Tiêu chuẩn để tính chất lượng mạng

Tăng liên tục

OSI là gì? (Open Systems

Interconnection model)

Là mô hình mạng chuẩn hóa do ISO

(International Standard Organization) đề nghị

Gồm có 7 lớp với các chức năng khác nhau

Định ra các tiêu chuẩn thống nhất cho các nhà sản xuất, cung cấp sản phẩm, dịch vụ mạng.

Giao tiếp qua mạng

Mô hình OSI 7 lớp

Tầng ứng dụng: Cung cấp các ứng dụng mạng: email, web, chat, truyền file

Tầng trình bày: Trình bày dữ liệu

Tầng giao dịch: Thiết lập các giao dịch giữa

2 máy tính Tầng giao vận: Bảo đảm truyền nhận đúng dữ liệu

Tầng mạng: Quản lý địa chỉ, tìm đường, truyền nhận các packet (gói dữ liệu) (router, nic) Tầng liên kết dữ liệu: Điều khiển liên kết,

truy xuất đường truyền (bridge, switch) Tầng vật lý: Kết nối vật lý, truyền các bit dữ liệu (repeater, hub)

Giao tiếp qua mô hình OSI 7 lớp

Session Transport Network Data Link Physical 10010111001011010010110101011110101

segments packets

frames

Data

Data

Data Data

Mô hình TCP/IP

Application Transport Internet

Network Access

Tầng ứng dụng

Tầng giao vận

Tầng truy cập mạng Tầng Internet

 Các hệ thống kết nối với các mạng khác nhau

 Được cài đặt ở end system và router

Tầng truy cập mạng:

 Trao đổi dữ liệu giữa end system và mạng

 Kiểm soát địa chỉ đích

Các khái niệm cơ bản khác

Giao thức (protocol): cách thức giao tiếp với nhau

Giao thức: Một tập các tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa hại hệ thống máy tính hoặc hai thiết bị máy tính với nhau.

 Tương tự với ngôn ngữ, ám hiệu,

 Ví dụ các giao thức thuộc TCP/IP:

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

• POP3 (Post Office Protocol v.3)

• HTTP (HyperText Transfer Protocol)

• FTP (File Transfer Protocol)

• IP (Internetwork Protocol)

Ví dụ về giao thức

Hi Hi

Mấy giờ rồi?

2:00

TCP connection

 req

TCP connection response

GET http://www.yahoo.com

<file>

time

ĐỊA CHỈ

Bất kỳ thiết bị nào trên Internet truyền thông với các thiết bị Internet khác đều phải có một định danh duy nhất

Mỗi máy tính có 1 địa chỉ duy nhất  giúp

nhận diện và định vị lẫn nhau.

Có 2 loại địa chỉ:

 Địa chỉ IP (IP address)

 Địa chỉ vật lý (Physical address/MAC)

ĐỊA CHỈ IP

Gồm 2 thành phần:

 Địa chỉ mạng (network)

 Địa chỉ của máy tính trên mạng (host)

Mỗi máy tính trên mạng gọi là host

Mỗi máy tính kết nối vào mạng có 1 địa chỉ IP duy nhất

NETWORK HOST

ĐỊA CHỈ IP

Địa chỉ IP là một dãy số 32 bit (4 byte)

Biểu diễn theo từng byte (gọi là các octet) cách nhau bởi dấu chấm (.)

Mỗi octet nằm trong dải từ 0 đến 255

ĐỊA CHỈ IP

Các địa chỉ IP được chia thành các lớp

(class) để phân ra các mạng lớn, trung bình

Các khái niệm cơ bản khác (t.t)

Từ địa chỉ IP đến Domain Name

 Là dạng tên gợi nhớ do tổ chức InterNIC

 Quốc gia: au, vn, de, it, fr, ch

 Tổ chức: com, edu, mil, org, gov

Domain Name System

google microsoft

edu

hcmut dit

dee dce

http:// www.dit.hcmut.edu.vn / tailieu / index.html

Giao thức

Tên web server

Tên thư mục

Tên tài liệu

Fully Qualified Domain Name

Uniform Resource Locator (URL)

nv binh @ cit.udn.vn

User ID Domain name

của mail server Internet Mail Address

at

Các khái niệm cơ bản khác (t.t)

Firewall

 bức tường lửa, ngăn cách giữa Intranet và

Internet, có nhiệm vụ bảo vệ mạng Intranet

Internet

64 Kbps

Internet

Intranet

Các phương tiện

truyền dẫn

Nội Dung

Khái niệm phương tiện truyền dẫn

Các đặc tính của phương tiện truyền dẫn

Phương Tiện Truyền Dẫn

Khái niệm:

 Trên 1 máy tính, các dữ liệu được truyền trên 1 môi trường truyền dẫn (Transmission Media), nó là phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị

Có 2 loại phương tiện truyền dẫn:

 Hữu tuyến (Bounded Media)

 Vô tuyến (Boundless Media)

Phương Tiện Truyền Dẫn

Các đặc tính của phương tiện truyền dẫn:

 Chi phí

 Yêu cầu cài đặt (đối với từng loại cable)

 Băng thông (bandwidth)

 Nhiễu điện từ

 Độ suy dần (Attenuation)

 Nhiễu xuyên kênh (Crosstalk)

Phương Tiện Truyền Dẫn

Vd Độ suy dần (Attenuation):

Phương Tiện Truyền Dẫn

Vd nhiễu xuyên kênh:

Crosstalk

Các đặc tả cáp

10BASE-T:

 tốc độ truyền 10Mbps

 T: twisted pair – cáp xoắn đôi

10BASE5: truyền qua khoảng cách 500m

10BASE2: truyền qua khoảng cách 200m

Môi Trường Hữu Tuyến

Các loại cáp

Cáp đồng trục (Coaxial)

 Là kiểu cáp đầu tiên

được dùng trong mạng LAN

Các loại cáp

Cáp đồng trục (Coaxial)

Các loại cáp

Kết nối cáp 2 đoạn cáp Thinnet (mỏng)

Bộ nối cáp đồng trục và máy tính

Các loại cáp

Kết nối cáp Thinnet (mỏng) với PC

Các loại cáp

Kết nối cáp Thinnet (mỏng) với PC

Các loại cáp

Kết nối cáp Thicknet (dày)

Các loại cáp

Kết nối cáp Thicknet (dày)

Card NIC phải hỗ trợ chuẩn AUI (Attachment Unit Interface) DB-15

Các loại cáp

Kết nối cáp Thicknet (dày)

 Dùng bộ chuyển đổi Transceiver

Các loại cáp

Các loại cáp

Cáp xoắn đôi (Twisted-Pair)

 Gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ

 Do giá thành thấp nên cáp xoắn được dùng rất rộng rãi

Có 2 loại cáp xoắn đôi:

 Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP

 Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu UTP

Các loại cáp

Cáp xoắn đôi (Twisted-Pair)

Các loại cáp

Cáp STP (Shielded Twisted-Pair)

 Gồm nhiều cặp xoắn được phủ bên ngoài 1 lớp vỏ làm bằng dây đồng bện

 Lớp vỏ này có chức năng chống nhiễu

từ bên ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong

 Lớp chống nhiễu này được nối đất để thoát nhiễu

 Tốc độ: lý thuyết 500Mbps, thực tế 155Mbps với chiều dài 100m

Các loại cáp

Cáp STP (Shielded Twisted-Pair)

Các loại cáp

Cáp STP (Shielded Twisted-Pair)

Các loại cáp

Cáp STP (Shielded Twisted-Pair)

 Đầu nối DB-9

Các loại cáp

Cáp STP (Shielded Twisted-Pair)

 Đầu nối RJ45 for STP

chống nhiễu

 Khoảng cách truyền tối

đa của đoạn cáp là

100m

 Dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị như: đường dây điện cao thế, nhiễu xuyên kênh…

 Dùng đầu nối RJ45

Các loại cáp

Cáp UTP (Unshielded Twisted-Pair)

Các loại cáp

Cáp UTP có 6 loại:

 Loại 1(Cat1): truyền âm thanh, tốc độ <4Mbps

 Loại 2(Cat2): gồm 4 cặp xoắn, tốc độ 4Mbps

 Loại 3(Cat3): gồm 4 cặp xoắn, tốc độ 10Mbps

 Loại 4(Cat4): gồm 4 cặp xoắn, tốc độ 16Mbps

 Loại 5(Cat5): gồm 4 cặp xoắn, tốc độ 100Mbps

 Loại 6(Cat6): gồm 4 cặp xoắn, tốc độ 1000Mbps

Các loại cáp

Cáp quang (Fiber-Optic)

 Có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh

Cáp quang

Các loại cáp

Cáp quang (Fiber-Optic)

Các loại cáp

Cáp quang (Fiber-Optic)

Các loại cáp

Cáp quang hỗ trợ 2 chế độ:

 Multi-mode (đa chế độ)

- Sợi cáp thủy tinh có thể truyền được

nhiều tia sáng trong cùng một khoảng thời gian

- Khoảng cách đường truyền không xa

bằng loại Single-mode

 Single-mode (chế độ đơn)

- Sợi cáp thủy tinh chỉ truyền 1 tia

sáng duy nhất trên đường dây

Các loại cáp

Các loại cáp quang:

 Loại lõi 8.3 micron, lớp lót 125 micron (đơn)

 Loại lõi 62.5 micron, lớp lót 125 micron (đa)

 Loại lõi 50 micron, lớp lót 125 micron (đa)

 Loại lõi 100 micron, lớp lót 140 micron (đa)

Hộp đấu nối cáp quang:

 Do cáp quang thể bẻ cong nên khi nối cáp quang vào các thiết bị khác chúng ta phải thông qua hộp đấu nối (ODF - Optical

Distribution Frame)

Các loại cáp

Hộp đấu nối cáp quang (ODF)

Các loại cáp

Đầu nối cáp quang:

Môi Trường Vô Tuyến

Sóng Radio hoạt động trên dãi tần:

Qui ước mã màu cáp TIA/EIA 568B

Đầu nối outlet sử dụng RJ45

Đầu nối outlet, Patch Panel sử dụng RJ45

Đầu nối outlet sử dụng RJ45

Kỹ Thuật Bấm Cáp

Có 2 chuẩn chính:

Kỹ Thuật Bấm Cáp

Kỹ Thuật Bấm Cáp

Cáp chéo (Crossover)

 Là cáp để nối giữa 2 thiết bị giống nhau: PC-PC, Hub-Hub, Switch-Switch…

 Theo chuẩn 10/100Based-T

Kỹ Thuật Bấm Cáp

Kỹ Thuật Bấm Cáp

Cáp Console

 Là cáp dùng để nối từ PC vào các thiết

bị mạng, chủ yếu dùng để cấu hình các thiết bị: Switch, Router…

Kỹ Thuật Bấm Cáp

Sử dụng thiết bị Test cáp:

Kỹ Thuật Bấm Cáp

Test cáp thẳng (Straight-through)

Kỹ Thuật Bấm Cáp

Test cáp chéo (Crossorve)

CÁC THIẾT BỊ LIÊN KẾT MẠNG

Dây cáp m ng ­ Cable ạ

Fiber Coaxial cable

so v i cáp xo n đôiớ ắ

Có 2 lo i: cáp g y ạ ầ

(thinnet) và cáp béo 

(thicknet)

Cáp không có vỏ bọc chống nhiễu – UTP (Cáp xoắn đôi trần)

Cáp không có vỏ bọc chống nhiễu - UTP

Dễ dàng lắp đặt và rẻ tiền hơn so với các loại đường truyền khác

Kích thước nhỏ, chiếm ít diện tích

Cáp UTP dễ bị ảnh hưởng bởi tạp âm và

xuyên nhiễu hơn các loại khác

Khoảng cách truyền tín hiệu ngắn hơn so với cáp đồng trục hay cáp quang

Qui ước đấu cáp MDI

Cáp thẳng (straight): PC-switch, router, PC-hub

Qui ước đấu cáp MDI-X

Cáp chéo (crossover): nối các thiết bị

hub-switch, hub-hub, switch-switch,

Cáp có v  b c ch ng nhi u­STP ỏ ọ ố ễ

Cáp có v  b c ch ng nhi u­STP ỏ ọ ố ễ

Gồm 8 cặp xoắn với nhau từng đôi một (như cáp UTP)

Mỗi cặp dây được bọc trong một lá kim loại

Giảm nhiễu điện giữa các cặp dây và nhiễu xuyên âm

Truyền dữ liệu ở tốc độ cao hơn trên khoảng cách lớn hơn loại UTP

Chi phí cao hơn và khó khăn trong việc lắp đặt so với cáp UTP

Card m ng ­ NIC ạ

K t n i máy tính vào m ng. ế ố ạ

Cung c p đ a ch  MAC trong các l n k t n i.ấ ị ỉ ầ ế ố

Truy n d  li u t  bus d  li u c a m t nút t i ề ữ ệ ừ ữ ệ ủ ộ ớ

m t nút khác trong m ng. ộ ạ

G i d  li u đ n nút m ng khác.ở ữ ệ ế ạ

Ki m  soát  lu ng  d   li u  gi a  máy  tính  và  h  ể ồ ữ ệ ữ ệ

th ng cáp.ố

Lo i b  các tín hi u méo, nhi u, khu ch đ i ạ ỏ ệ ễ ế ạ

tín hi u đã b  suy hao.ệ ị

Có 2 lo i: Repeater đi n và Repeater đi n ạ ệ ệ

quang

N i hai m ng có cùng giao th c truy n thông ố ạ ứ ề

B  t p trung ­ HUBộ ậ

Còn g i là multi­port ọ

repeater

Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng Một Hub có từ 4 đến 24 cổng và có thể còn

nhiều hơn

Khi cấu hình mạng là hình sao (Star

topology), Hub đóng vai trò là trung tâm của

mạng.

Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổng

và sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác