Baùo caùo thöïc taäp §å ¸n tèt nghiÖp M¹ng m¸y tÝnh vµ Internet Muïc luïc Chöông 1 Khaùi nieäm cô sôû veà maïng maùy tính 6 1 Khaùi nieäm veà maïng maùy tính 6 1 1 Khaùi nieäm 6 1 2 Phaân loaïi maïng[.]
Khái niệm cơ sở về mạng máy tính
Kiến trúc của mạng máy
2.1 Cấu trúc mạng máy tính:
Cấu trúc mạng máy tính thể hiện cách nối các máy tính với nhau ra sao và tập hợp các quy tắc quy ước mà cả các thực tế tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt Cách nối các máy tính được gọi là (topolopy) của mạng Ta thường gọi là Topo của mạng. Có hai kiểu nối mạng chủ yếu là điểm –điểm và quảng bá :
Các đường truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm lưu giữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích.
Tất cả các nút phân chia chung một đường truyền vật lí Dữ liệu được gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại, bởi vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào đó để kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình hay không.
Trong cấu trúc này các dây dẫn được nối liên tiếp với nhau, có ưu điểm là đoạn dây dẫn có thể khá dài(185m với cáp gầy và 500m với cáp béo) giá thành thấp nhưng có hạn chế là nếu trong mạng bị gián đoạn bất kỳ mối nối nào cũng có thể làm cho toàn mạng không hoạt động được Các thiết bị thường sử dụng trong cấu trúc BUS là:
Terminator: Được đặt ở hai đầu tự do, ngăn không cho tín hiệu quay lặp lại trong mạng.
Repeater: Khi dây dẫn dài,tín hiệu truyền từ máy gửi đến máy nhận bị suy giảm trên đường truyền, ta cần dùng một thiết bị gọi là bộ lặp để duy trì tín hiệu ban đầu cho mạng.
Trong cấu trúc này, các máy tính đươc nối bằng một đoạn cáp đến một thiết bị trung tâm gọi làHUB Tín hiệu đươc truyền từ máy tính đến HUB và qua đó đến toàn bộ các máy tính trên mạng Khi một trong các đoạn cáp bị hỏng thì chỉ máy tính nối với đoạn cáp đó không truy cập được mạng Còn các máy tính khác vẫn làm việc với mạng bình thường.Cấu trúc hình sao hỗ trợ cho quản lí tài nguyên tập trung Tuy nhiên cấu trúc này đòi hỏi lớn về dây dẫn Giới hạn chiều dài của mỗi đoạn cáp (từ HUB đến máy tính là 100m) Nếu HUB hỏng thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động.
Hình 1 6: Caáu truùc hình sao
Trong cấu trúc này các máy tính được nối thành vòng tròn kín, tín hiệu được truyền từ máy tính đến máy tính tiếp theo cho đến khi đến máy tiếp nhận Không như cấu trúc BUS là cấu trúc là cấu trúc bị động, ở đây mỗi máy tính có vai trò như một bộ lặp trước khi gửi tín hiệu đến máy khác.Cấu trúc này đảm bảo chất lượng và tốc độ truyền nhưng có nhược điểm là giá thành cao Một máy bị hỏng thì toàn bộ mạng không làm việc được.Trong thực tế các mạng thường là sự kết hợp của hai hoặc nhiều hơn các cấu trúc, chẳng hạn các mạng star bus hoặc starring.
Hình 1.7: Caáu truùc Token Ring
2.2 Giao thức mạng máy tính
Giao thức (protocols) là các quy tắc và thủ tục để liên lạc Khi các máy tính được nối mạng, các quy tắc và thủ tục kĩ thuật điều khiển việc liên lạc và giao tiếp giữa chúng được gọi là giao thức.
Những điểm cần nhớ rõ khi làm việc với các giao thức trong môi trường mạng:
Có nhiều giao thức khác nhau.Tuy giao thức nào cũng hỗ trợ các liên lạc cơ sở nhưng chúng có những mục đích khác nhau và thực hiện những nhiệm vụ khác nhau Mỗi giao thức có ưu điểm và hạn chế cuûa mình.
Một vài giao thức làm việc tại những tầng khác nhau của mô hình OSI Những tầng này mô tả chức năng của của giao thức Chẳng hạn, một vài giao thức làm việc ở tầng vật lí, chúng đảm bảo việc truyền các gói dữ liệu qua vỉ mạng đểû đi ra ngoài theo dây cáp mạng.
Một vài giao thức có thể cùng làm việc trong dãy giao thức
2.2.2 Giao thức làm việc như thế nào
Quá trình chuyển dữ liệu trên mạng được phân thành các bước một cách có hệ thống.Tại mỗi bước, một vài hành động nhất định được thực hiện.
Mỗi bước có tập hợp các quy tắc và thủ tục (hay giao thức ) riêng.
Các bước được tiến hành theo thứ tự như nhau trên mỗi máy tính trong mạng.Tại máy gửi, các bước này được tiến hành từ trên xuống dưới.Tại máy nhận, các bước này được tiến hành theo thứ tự ngược lại từ dưới lên trên.
Tại máy gửi, giao thức thưc hiện:
Phân chia dữ liệu thành các đơn vị nhỏ hơn, gọi là gói mà giao thức sử lí được.
Thêm các thông tin về địa chỉ sao cho máy nhận biết được rằng, gói đó là dành cho nó.
Chuẩn bị dữ liệu để truyền trên mạng vật lí qua vỉ mạng.
Tại máy nhận, giao thức thực hiện cùng một dãy các bước như vậy theo thứ tự ngược lại.
Lấy gói dữ liệu ra khỏi đường truyền
Mang dữ liệu vào máy tính thông qua vỉ mạng
Loai bỏ hết những thông tin được máy gửi kèm thêm vào trong suốt quá trình gửi
Chuyển các dữ liệu (đã được sắp xếp lại) cho ứng dụng trong mạng sử dụng được.
Cả máy gửi và máy nhân cần thực hiện những bước trên như nhau sao cho dữ liệu nhận được là hoàn toàn giống như trước khi gửi Chẳng hạn, hai giao thức có thể cùng chia nhỏ dữ liệu thành các gói và thêm vào đó các thông tin về thứ tự, thời gian kiểm tra lỗi Nhưng theo những cách riêng của mình Do đó, máy tính sử dụng giao thức này có thể không liên lạc thành công với máy tính sử dụng giao thức kia.
Giao thức có thể phân đường
Dữ liệu truyền từ một LAN này sang mộy LAN khác được chuyển qua một trong vài đường đi có thểù Các giao thức hỗ trợ việc liên lạc nhiều đường LAN-LAN được gọi là giao thức có thể phân đường. Cùng với việc mở rộng phạm vi của mạng, các giao thức có thể phân đường ngày càng trở nên quan trọng.
Transmision Control Protocol/Internet Protocol là dãy chuẩn công nghiệp giao thức cho việc liên lạc môi trường không đồng nhất.TCP/IP là giao thức mạng công nghiệp hỗ trợ phân đường và truy nhập vào Internet.
TCP/IP ngày càng trở nên thông dụng Nhược điểm của nó là ở kích thước và tốc độ.
NetBEUI là giao diện người sử dụng mở rộng củaNetBIOS Ưu điểm: nhỏ gọn, chạy nhanh trên mạng trung bình và tương thích với tất cả các mạng dựa trên Microsoft. Nhược điểm lớn nhất là không hỗ trợ phân đường.
Mở rộng mạng máy tính
3.1 Các biện pháp mở rộng mạng máy tính: Để có thể mở rộng mạng LAN tuy nhiên ta không thể mở rộng mạng LAN một cách đơn thuần bằng cách nối thêm dây cáp và kết nối thêm máy tính. Mỗi một cấu trúc mạng có những giới hạn nhất định của nó Mặc dù vậy, trong môi trường hiện hữu, bằng các cách thức sau đây chúng ta có thể tăng kích thước của mạng lên một cách đáng kể:
Phân chia mạng LAN thành nhiều mạng LAN nhỏ hôn
Kết nối hai mạng LAN tách biệt
Kết nối tới các mạng LAN khác và tính toán môi trường để nối chúng vào một mạng lớn hơn Để phục vụ các mục đích này, chúng ta co thể sử dụng các thành phần sau đây:
Kết hợp giữa cầu nối và bộ phân đường và coồng noỏi (gateway)
3.2 Mở rộng mạng máy tính:
Khi tín hiệu được truyền đi trên cáp, chúng bị yếu dần về mặt cường độ và bị nhiễu Nếu dây cáp quá dài, nhiễu sẽ gây ra hiện tượng không thể nhận biết nổi tín hiệu ban đầu Bộ lăp là thiết bị có thể cho phép tín hiệu đi được truyền đi xa hơn.
Bộ lặp nhận tín hiệu yếu từ một đoạn cáp, phục hồi lại cường độ ban đầu của tín hiệu và truyền tín hiệu đã được phục hồi qua đoạn cáp tiếp theo Muốn sử dụng được bộ lặp để truyền tín hiệu qua đoạn cáp này đến đoạn cáp kia thì các gói tin và các giao thức điều khiển kết nối logic phải đồng nhất trên cả hai đoạn cáp Điều này có nghĩa bộ lặp không thể truyền tín hiệu chẳng hạn giữa mạng Ethernet và Token Ring.
Bộ lặp không thể chuyển đổi và lọc tín hiệu. Để bộ lặp hoạt động được, cả hai đoạn cáp được nó nối phải sử dụng cùng một phương pháp truy cập đường truyền Hai phương pháp truy cập thông dụng nhất là CSMA/CD và chuyển thẻ bài (token passing). Một bộ lặp không thể nối một đoạn cáp sử dụng phương thức CSMA/CD với một đoạn khác sử dụng phương thức truyền thẻ bài Tuy nhiên bộ lặp có thể truyền tín hiệu từ môi trường vật lí này sang môi trường vật lí khác nếu có thể kết nối được về mặt vật lí, chẳng hạn như từ cáp đồng trục sang cáp quang.
Lưu ý rằng các bộ lặp truyền mọi bít dữ liệu từ một đoạn cáp này sang đoạn cáp khác, bất kể dữ liệu có chứa các gói tin được định đúng hay không hoặc có được sử dụng trên mạng hay không. Điều này có nghĩa rằng các lỗi xảy ra trên một đoạn mạng có thể gây cản trở trên mọi đoạn mạng khác Bộ lặp không có tính năng lọc để hạn chế các vấn đề xảy ra với lưu thông mạng.
Sử dụng bộ lặp là phương thức rẻ nhất để mở rộng mạng Khi có nhu cầu mở rộng mạng về mặt khoảng cách hay nút mạng, hãy sử dụng bộ lặp như là các thiết bị kết nối một khi phân đoạn mạng không làm tăng đáng kể lưu thông trên mạng và chi phí là vấn đề cần quan tâm.
Giống như bộ lặp, cầu nối có thể nối các phân đoạn mạng hay các mạng LAN Tuy nhiên, cầu nối có thể phân chia mạng đểû giải quyết các vấn đề lưu thông Chẳng hạn, nếu lưu thông giữa hai máy tính cụ thể nào đó quá lớn có thể gây ra tắc nghẽn trên toàn mạng, dùng cầu nối có thể biệt lập hai máy tính đó thành một phân đoạn riêng và lưu thông giữa chúng chỉ hạn chế trên phân đoạn đó mà thôi.
Dùng cầu nối có thể :
Mở rộng khoảng cách giữa các phân đoạn
Thêm các máy tính vào mạng
Giảm bớt sự tắc nghẽn trên mạng.Một cầu nối có thể phân chia thành hai mạng nhỏ tách biệt nhằm làm giảm lưu thông trên mạng và nâng cao hiệu quả của mạng.
Kết nối các phương tiện vật lí khác nhau, chẳng hạn như cáp xoắn với cáp đồng trục
Kết nối hai phân đoạn mạng khác nhau, ví dụ như Ethernet và Token Ring và chuyển các gói tin giữa chuùng.
Cầu nối hoạt động thế nào:
Các cầu nối hoạt động trong tầng Data Link của mô hình OSI, vì vậy mọi thông tin ở các lớp trên nó không thể tới được cầu nối Chúng không biệt được các giao thức khác nhau Các cầu nối chỉ đơn thuần truyền mọi giao thức trên mạng vì vậy nhận biết được giao thức nào là nhiệm vụ của bản thân từng máy tính Nhớ lại rằng tầng Data Link gồm hai tầng con: Logical Link Control và Media Access Control Các cầu nối hoạt động ở tầng con thứ hai.
Các cầu nối trên phân tầng Media Access Control có thể:
Ghi nhận mọi lưu thông trên mạng.
Kiểm tra địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của từng gói tin
Thiết lập một bảng phân đường dựa trên thông tin có được.
Truyền các gói tin theo cách thức sau đây: Nếu địa chỉ nhận không có trên bảng phân đường, cầu nối sẽ truyền gói tin trên toàn mạng, còn trong trường hợp ngược lại nó truyền gói tin tới phân đoạn chứa địa chỉ đó.
Các cầu nối hoạt động theo nguyên lí mỗi nút mạng có địa chỉ riêng Cầu nối chuyển tiếp gói tin dựa trên địa chỉ nút đích Cầu nối có một độ thông minh nhất định do nó có thể học cách chuyển dữ liệu Mỗi khi giao thông được thực hiện qua cầu nối, nó lưu lại thông tin về địa chỉ máy tính và sử dụng để xây dựng bảng phân đường dựa trên các địa chỉ này.
Trong môi trường mạng chứa các mạng với các giao thức và kiến trúc khác nhau, cầu nối có thể không đủ cho nhu cầu liên lạc nhanh giữa các mạng. Một mạng như vậy cần có nhưng thiết bị không chỉ biết được địa chỉ của mỗi mạng con, mà còn phải xác định đường tối ưu để gửi dữ liệu và lọc các thông tin đến mạng cục bộ Thiết bị đó là Router (bộ phân đường).
Các bộ phân đường làm việc tại lớp Network của mô hình OSI Điều này có nghĩa là chúng có thể phân phối các gói giữa các mạng khác nhau,bằng cách trao đổi các thông tin đặc trưng về giao thức giữa các mạng phân biệt Các bộ phân đường có thể đọc các thông tin địa chỉ trong gói và do chúng hoạt động ở mức cao hơn trong mô hình OSI so với cầu nối, chúng còn có thêm các thông tin khác để chuyển gói tốt hơn Các bộ phân đường có thể chia sẻ các thông tin trạng thái và thông tin phân đường với nhau và sử dụng thông tin này để bỏ qua các kết nối chậm hoặc hoạt động kém.
Bộ phân đường hoạt động như thế nào:
Bảng phân đường trong các bộ phân đường chứa các địa chỉ mạng Mỗi bộ phân đường sử dụng bảng để xác định địa chỉ đích cho các dữ liệu đến.
Bảng này liệt kê các thông tin sau:
Mọi địa chỉ được biết trên mạng
Cách nối đến các mạng khác
Các đường có thể có giữa các bộ phân đường
Giá cho việc gửi thông tin qua các đường đó
Bộ phân đường sẽ chọn đường tốt nhất để gửi dữ liệu dựa trên giá và các đường có sẵn.
Cổng nối (gateway)làm nhiêm vụ nối hai hệ thống không có cùng chung:
Các giao thức truyền thông
Các cấu trúc định dạng dữ liệu
Chẳng hạn các cổng nối, nối các mạng không đồng nhất, như Microft windows NT Server và SNA(kiến trúc mạng của hệ thống IBM)
Cổng nối làm việc thế nào
Mô hình 7 lớp OSI
Mô hình này bao gồm 7 tầng Tên gọi và chức năng các tầng đợc trình bày trong hình 9
Hệ thống mở A Hệ thống mở B
Giao thức tầng 7 Giao thức tầng 6 Giao thức tầng 5
Giao thức tầng4Giao thức tầng 3Giao thức tầng 2 Giao thức tầng1
2 Data link Liên kết dữ liệu
Hình 1.9: Mô hình 7 lớp OSI § êng truyÒn vËt lý
Chức năng của các tầng nh sau:
1 Tầng vật lý (Physical): Liên quan đến nhiệm vụ truyền dòng bits không có cấu trúc qua đờng truyền vật lý, truy nhập đờng truyền vật lý nhờ các phơng tiện cơ, điện, hàm, vật lý.
2 Tầng liên kết dữ liệu (Data link): Cung cấp phơng tiện để truyền thông tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy, gửi các khối dữ liệu với các cơ chế đồng bộ hoá, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu cần thiết.
3 Tầng mạng (Network): Thực hiện việc chọn đờng và chuyển tiếp thông tin với công nghệ chuyển mạch thích hợp, thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu và cắt/ hợp dữ liệu nếu cần.
4 Tầng giao vận (Transport): Thực hiện việc truyền dữ liệu giữa hai đầu mút (end - to - end), thực hiện cả việc kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu giữa hai đầu mút Cũng có thể thực hiện việc ghép kênh, cắt / hợp dữ liệu nếu cần.
5 Tầng phiên (Session): Cung cấp phơng tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dụng, thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng.
6 Tầng trình diễn (Presentation): Chuyển đổi cú pháp dữ liệu để đáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các tầng ứng dụng qua mô hình OSI.
Mạng Internet
Tổ chức của Internet
Internet là một liên mạng, tức là mạng của các mạng con. Vậy đầu tiên là vấn đề kết nối hai mạng con Để kết nối hai mạng con với nhau, có hai vấn đề cần giải quyết Về mặt vật lý, hai mạng con chỉ có thể kết nối với nhau khi có một máy tính có thể kết nối với cả hai mạng này Việc kết nối đơn thuần về vật lý cha thể làm cho hai mạng con có thể trao đổi thông tin với nhau Vậy vấn đề thứ hai là máy kết nối đ- ợc về mặt vật lý với hai mạng con phải hiểu đợc cả hai giao thức truyền tin đợc sử dụng trên hai mạng con này và các gói thông tin của hai mạng con sẽ đợc gửi qua nhau thông qua đó. Các Bridges, Gateways hoặc Router đợc dùng để kết nối các mạng với nhau
Bridge là một thiết bị mạng mà có khả năng kết nối hai hoặc nhiều mạng nhng các mạng này phải dùng chung giao thức chúng thờng đợc sử dụng để nối hai mạng LAN cùng loại với nhau
Router là một nút mạng trong đó có chứa các giải thuật chọn đờng khi nhận đợc một Datagram thì nó sẽ gửi chuyển tiếp Datagram đi đển nút mạng tiếp theo tuỳ vào địa chỉ của Datagram và giải thuật chọn đờng.
Gateway là một thiết bị thực hiện chức năng dẫn đờng.
Nó thờng là một thiết bị độc lập mà có thể thực hiện giao thức truyền từ mạng này sang mạng khác
Thông thờng việc kết nối giữa hai mạng dùng một máy tính máy tính
Hình 2.1: Hai mạng Net 1 và Net 2 kết nối thông qua
Router này đợc gọi là Internet gateway hay Router
Khi kết nối đã trở nên phức tạp hơn, các Gateways cần phải biết về sơ đồ kiến trúc của các mạng kết nối Ví dụ trong hình 2.1 cho thấy nhiều mạng đợc kết nối bằng Router.
Hình 2.2: Ba mạng kết nối với nhau thông qua các
Nh hình 2.2 Router R1 phải chuyển tất cả các gói thông tin đến một máy nằm ở mạng Net 2 hoặc Net 3 Với kích thớc lớn nh mạng Internet, việc các Routers làm sao có thể quyết định về việc chuyển các gói thông tin cho các máy trong các mạng sẽ trở nên phức tạp hơn Để các Routers có thể thực hiện đợc công việc chuyển một số lớn các gói thông tin thuộc các mạng khác nhau ngời ta đề ra quy tắc là:
Các Routers chuyển các gói thông tin dựa trên địa chỉ mạng của nơi đến, chứ không phải dựa trên địa chỉ của máy máy nhận
Nh vậy, dựa trên địa chỉ mạng nên tổng số thông tin màRouter phải lu giữ về sơ đồ kiến trúc mạng sẽ tuân theo số mạng trên Internet chứ không phải là số máy trên Internet
Trên Internet, tất cả các mạng đều có quyền bình đẳng cho dù chúng có tổ chức hay số lợng máy là rất chênh lệch nhau Giao thức TCP/IP của Internet hoạt động tuân theo quan ®iÓm sau:
Tất các các mạng con trong Internet nh là Ethernet, một mạng diện rộng nh NSFNET back bone hay một liên kết điểm- điểm giữa hai máy duy nhất đều đợc coi nh là một mạng Điều này xuất phát từ quan điểm đầu tiên khi thiết kế giao thức TCP/IP là để có thể liên kết giữa các mạng có kiến trúc hoàn toàn khác nhau, khái niệm "mạng" đối với TCP/IP bị ẩn đi phần kiến trúc vật lý của mạng Đây chính là điểm giúp cho TCP/IP tỏ ra rất mạnh
Nh vậy, ngời dùng trong Internet hình dung Internet làm một mạng thống nhất và bất kỳ hai máy nào trên Internet đều đợc nối với nhau thông qua một mạng duy nhất Hình 2.3 mô tả kiến trúc tổng thể của Internet dới mắt ngời dùng và kiến trúc tổng quát của Internet.
Một số phương thức kết nối Internet phổ biến
máy đợc nối với nhau thông qua một mạng duy nhất (b) - Kiến trúc tổng quát của mạng Internet Các Routers cung cấp các kết nối giữa các mạng.
2.2 Một số phơng thức kết nối Internet phổ biÕn :
Các mạng máy tính và máy tính tạo thành Internet nằm rải rác khắp nơi trên thế giới do đo kết nối Internet là kết nối các mạng diện rộng (WAN) Có rất nhiều công nghệ kết nói mạng diện rộng đang đợc sử dụng trên Internet nhng đợc chia là hai loại chính là loại dùng dịch vụ điện thoại (Telephony) và loại không dùng dịch vụ điện thoại (Non- Telephony)
2.2.1 Các hệ thống dùng dịch vụ điện thoại
Các hệ thống này gồm có:
2.2.1.1 Leased Line (đờng dây thuê bao)
Cách kết nối này là cách kết nối phổ biến nhất hiện nay giữa hai điểm có khoảng cách lớn Leased Line là các mạch số kết nối liên tục, đợc các công ty viễn thông cho thuê Chúng đợc phân ra làm hai lớp chính là Tx ( theo chuẩn Mỹ ,Canada ) và Ex (theo tiêu chuẩn của Châu Âu, Nam Mỹ, ViệtNam ) T0/E0 tơng đơng với một kênh thoại riêng lẻ chúng tạo nền tảng cho các dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao hơn
X25 là giao thức truyền thông tin có thể định hớng qua đ- ờng dây thuê bao X25 sử dụng địa chỉ theo cách gần giống với mạng cục bộ Nó cho phép truyền các khung dữ liệu số hoá qua khoảng cách lớn
Frame Relay là một thay thế cho X25 giúp giảm chi phí của đờng truyền bằng cách tạo một mạch truyền ảo cố định thay vì truyền từng gói Công nghệ này xoá bỏ đợc việc đánh địa chỉ và truyền thông tin sửa lỗi của X25
Là một biển thể của đờng điện thoại số chuẩn, hoạt động thông qua kết nối đờng điện thoại thông thờng DSL đợc phát triển để cung cấp một dịch vụ thay thế cho truyền hình nhng nó hứa hẹn liên kết tốc độ cao và chi phí thấp
2.2.1.4 ISDN ( Integrated Services Digital Network)
Nó là một mạch nối kỹ thuật số quay số (dial up digital circuit) không giống nh Leased-Line đợc kết nối cố định vào hai thiết bị đầu cuối cố định ISDN cho phép ngời dùng tạo ra và huỷ bỏ liên kết bất kỳ giữa hai ISDN adapter nào Một điểm khác nữa với Leased-Line là ISDN có thể dùng cho kết nối tốc độ cao trong sử dụng Internet cá nhân, gia đình một cách dễ dàng vì nó hoạt động trên cùng một đờng truyền vật lý nh đờng dây điện thoại Do vậy có thể dễ dàng chuyển đổi từ đờng truyền Telephone analog thành đờng truyền
ISDN bằng cách đổi thiết bị đầu cuối ở tổng đài trung tâm Tốc độ cơ bản đợc cung cấp là 128 Kbps Các đờng dây ISDN thờng đợc dùng để nối từ ngời dùng đến các nhà cung cấp dịch vụ Internet Đờng truyền ISDN có u điểm là điện thoại và máy tính có thể dùng chung một đờng truyền. Ngời dùng có thể nhận điện thoại gọi tới, hoặc gọi điện thoại đi trong khi máy tính vẫn truy cập Internet
Là công nghệ mới trong cài đặt đờng truyền trên đờng điện thoại chính nối giữa các thành phố và các công ty ATM cho phép truyền các dịch vụ khác nhau (tốc độ khác nhau, yêu cầu thời gian trễ khác nhau) trên cùng một đờng truyền vật lý ATM hứa hẹn một tốc độ cao cho kết nối Internet
2.2.1.6.Đờng dây điện thoại Analog Đây là cách phổ biến nhất hiện nay để kết nối Internet bằng cách dùng một modem nối giữa đờng dây điện thoại Analog và máy tính Khi muốn truy cập Internet thì ngời dùng phải dùng modem quay số đến nhà cung cấp dịch vụ (ISP) mà họ kết nối Modem sẽ quay số đến Modem của nhà cung cấp dịch vụ và máy tính sẽ sử dụng đợc Internet Truy nhập kiểu này cho tốc độ thấp (Tối đa hiện nay là 56 Kbps).
2.2.2 Các hệ thống không dùng dịch vụ điện thoại
2.2.2.1.Hệ thống cung cấp cáp quang lặp cục bộ
Có nhiều công ty dịch vụ tự thiết lập hệ thống cáp quang
Hệ thống này hoàn toàn đợc tạo bởi một đờng cáp quang đơn thậm chí tới tận điểm kết nối ở phía ngời dùng Khi kết nối thông qua một Router vào mạng, những mạng này có thể truyền dữ liệu nhanh hơn là tốc độ tiêu thụ dữ kiệu ở phía ngời dùng
Modem cáp là loại có băng truyền lớn hoạt động ở tốc độ rất cao Modem cáp hay đợc sử dụng để kết nối vào mạng truyền hình cáp Những dịch vụ này thờng không cân đối nghĩa là nó cung cấp băng thông tải xuống lớn hơn nhiều so với băng thông nạp lên Modem cáp đợc kết nối thờng xuyên chứ không giống nh modem điện thoại thông thờng.
LAN hoặc các máy tính lớn chẳng hạn nh minicomputer có thể kết nối trực tiếp vào Internet khi LAN kết nối vàoInternet thì tất cả các máy trong mạng có thể truy cập vàoInternet
Các dịch vụ thông dụng của Internet
Internet càng ngày càng phát triển và cung cấp cho con ngời nhiều loại dịch vụ dới đây trình bày một số dịch vụ thông dụng của Internet ngày nay
Th điện tử (Electronic Mail) còn đợc gọi tắt là E-mail Mục đích của nó là để gửi hoặc nhận những th điện tử từ nơi này qua nơi khác một cách nhanh chóng từ vài giây cho tới vài phút hoặc vài tiếng đồng hồ
Ngày nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của Internet ngời ta có thể gửi th điện tử tới các quốc gia trên khắp thế giới Với sự tiện lợi nh vậy cho nên E-Mail hầu nh trở thành một nhu cầu cần phải có của mỗi ngời sử dụng máy tính Trên thực tế, có rất nhiều hệ thống máy tính khác nhau và mỗi hệ thống lại có cấu trúc chuyển nhận th điện tử khác nhau Việc này đợc giải quyết bằng cách sử dụng một giao thức chung cho th điện tử Giao thức chung đó gọi là giao thức chuyển vận th từ (Simple Mail Transfer Protocol viết tắt là SMTP) Nhờ vào SMTP này mà sự chuyển vận th điện tử trên Internet đã trở thành dễ dàng nhanh chóng cho tất cả mọi ngời
2.3.2 Mạng thông tin toàn cầu (World Wide Web- WWW) Đây dịch vụ mới và mạnh nhất trên Internet WWW đợc xây dựng dựa trên một kỹ thuật có tên gọi là hypertext (siêu văn bản) Hypertext là kỹ thuật trình bày thông tin trên một trang trong đó có một số từ có thể "nở" ra thành một trang thông tin mới có nội dung đầy đủ hơn Trên cùng một trang thông tin có thể có nhiều kiểu dữ liệu khác nhau nh Text, ảnh hay âm thanh Để xây dựng các trang dữ liệu với các kiểu dữ liệu khác nhau nh vậy, WWW sử dụng một ngôn ngữ có tên là HTML (HyperText Markup Language) HTML cho phép định dạng các trang thông tin, cho phép thông tin đợc kết nèi víi nhau
Trên các trang thông tin có một số từ có thể "nở" ra, mỗi từ này thực chất đều có một liên kết với các thông tin khác Để thực hiện việc liên kết các tài nguyên này, WWW sử dụng ph- ơng pháp có tên là URL (Universal Resource Locator) Với URL, WWW cũng có thể truy nhập tới các tài nguyên thông tin từ các dịch vụ khác nhau nh FTP, Gopher, Wais trên các server khác nhau
Với sự bùng nổ dịch vụ WWW, dịch vụ này càng ngày càng đợc mở rộng và đa thêm nhiều kỹ thuật tiên tiến nhằm tăng khả năng biểu đạt thông tin cho ngời sử dụng Một số công nghệ mới đợc hình thành nh Active X, Java cho phép tạo các trang Web động thực sự mở ra một hớng phát triển rất lớn cho dịch vụ này
2.3.3 Dịch vụ truyền tệp - FTP
Một trong những dịch vụ phổ biến nhất đợc sử dụng trên mạng Internet là dịch vụ truyền tệp (file) qua các máy tính. Dịch vụ này đợc dùng để chuyển tải các file giữa các máy chủ trên mạng, giữa máy chủ và máy khách (client) Các file có thể ở dạng văn bản, ảnh tĩnh, ảnh video, các th viện, đặc biệt là các phần mềm ứng dụng đợc cung cấp miễn phí hoặc thử nghiệm
Việc truyền file đợc thông qua một giao thức của Internet gọi là giao thức FTP (File Transfer Protocol viết tắt là FTP).Giao thức này thực hiện việc truyền file giữa các máy tính không phụ thuộc vào vị trí địa lý hay môi trờng hệ điều hành Điều cần thiết là 2 máy đều nối mạng Internet và đều có phần mềm có thể hiểu đợc giao thức FTP
2.3.4 Dịch vụ truy nhập từ xa -TELNET
Một trong những công cụ cơ bản của Internet là Telnet. Telnet là một giao thức cho phép ngời sử dụng có thể truy nhập vào một máy tính ở xa và khai thác các tài nguyên của máy đó hoàn toàn giống nh đang ngồi trên máy của mình Điều kiện căn bản để sử dụng dịch vụ Telnet là máy tính của ngời sử dụng phải đợc nối vào mạng Internet Ngoài ra ng- ời sử dụng phải có chơng trình Telnet Khi dùng telnet để vào một máy nào đó nó sẽ hỏi tên truy nhập và mật khẩu. Giống nh FTP, trên mạng Internet có nhiều host cho phép ngời sử dụng truy nhập bằng telnet nặc danh, chỉ cần khai báo địa chỉ E-Mail của mình
2.3.5 Dịch vụ tra cứu theo chỉ mục - Gopher
Gopher là một dịch vụ tra cứu thông tin theo chủ đề và sử dụng các thực đơn Xuất phát từ nhu cầu phân phát các tài liệu theo một chủ đề nhất định cho ngời sử dụng trên Internet, ngời ta đã thiết lập các máy có lu trữ tài liệu Muốn sử dụng những tài liệu này, ngời sử dùng cần có một phần mềm để kết nối vào máy chủ GOPHER, và máy này sẽ đa ra các thực đơn cho ngời sử dụng chọn lựa Ngoài ra trong một số máy còn lu trữ các chỉ dẫn kết nối hoặc địa chỉ của các gopher khác Thông qua các client của gopher, ngời sử dụng có thể nhận những file văn bản, hình ảnh, đồ hoạ, âm thanh
2.3.6 Dịch vụ nhóm tin - USENET
USENET là chữ đợc gọi tắt từ chữ users’Network và đợc coi là Mạng nhóm tin lớn nhất trên Internet Mạng nhóm tin này là do hàng ngàn máy Phục Vụ Tin (News Host) đợc liên kết lại với nhau để truyền đạt tin tức Mặc dù Mạng lới nhóm tin dùng Internet để chuyển tải và phân phối một phần lớn tin tức nhng thật ra nó cách biệt và khác với Internet Mạng lới nhóm tin là do hàng ngàn máy phục vụ tin (News Host) kết nối lại với nhau trên toàn cầu Vì nó ký sinh trên Internet nên ngoài việc khai thác thông qua mạng Internet nó còn có cơ chế khai thác độc lập không qua mạng Internet mà đăng ký riêng
Mạng nhóm tin là môi trờng tranh luận thế giới Nó cho phép ngời sử dụng có thể trao đổi thông tin về một chủ đề mà họ cùng quan tâm Th trên usernet đợc gửi đến và lu trữ trên một máy chủ chứa tin Ngời sử dụng có thể đặt câu hỏi, đa ra ý kiến tranh luận về một chủ đề nào đó, gửi thông báo hoặc các tài liệu vào usernet
2.3.7 Dịch vụ tìm kiếm thông tin diện rộng WAIS (Wide Area Information Service)
WAIS là một công cụ tìm kiếm thông tin trên mạngInetrnet thông qua một chuỗi các đề mục lựa chọn, dịch vụ
WAIS cho phép ngời dùng tìm kiếm các tệp dữ liệu có chứa một xâu ký tự xác định trớc
Mạng WAIS toàn cầu dựa trên các th mục của máy chủ (Directory of server) Đây thực sự là những kho tàng dữ liệu để ngời dùng tìm kiếm
Quá trình thực hiện cuộc tìm kiếm WAIS có thể so sánh với việc tham khảo tại th viện Bớc đầu tiên của bạn là chọn những cuốn sách mà bạn muốn tìm thông tin cho chủ đề đã định Bạn có thể tập hợp những cuốn sách này trên kệ sách cạnh đó trớc khi bạn mở một chủ đề Điều này giống nh chọn chủ đề từ Directory of Server, sau đó bạn bắt đầu tìm kiếm vị trí lu trữ thông tin đối với những chủ đề đã chọn Đồng thời WAIS cho phép bạn cập nhật danh sách những tài nguyên WAIS chuẩn bị cho bạn tiến hành tìm kiếm WAIS server còn thực hiện đếm số lần xuất hiện của từ trong tệp để tính điểm và gửi về cho client giúp ngời sử dụng dễ dàng lựa chọn tệp mình cần
2.3.8 Dịch vụ hội thoại trên Internet - IRC
Internet Relay Chat (IRC - Nói chuyện qua Internet) là phơng tiện "thời gian thực", nghĩa là những từ bạn gõ vào sẽ xuất hiện gần nh tức thời trên màn hình của ngời nhận và trả lời của họ của xuất hiện trên màn hình của bạn nh vậy Thay vì phải chờ vài phút hay vài ngày đối với thông điệp, bạn có thể trao đổi tức thời với tốc độ gõ chữ của bạn IRC có thể mang tính cá nhân nh e-mail, ngời lạ không khám phá đợc nội dung trao đổi của bạn, hoặc bạn có thể tạo "kênh mở" cho những ai bạn muốn cùng tham gia Ngoài việc trao đổi lời, ngời dùng IRC còn có thể gửi file cho nhau nh hình ảnh, ch- ơng trình, tài liệu hay những thứ khác.
Giao thức TCP/IP
Khái niệm giao thức (Protocol) là một khái niệm cơ bản của mạng truyền thông Có thể hiểu một cách khái quát đó là tập hợp tất cả các quy tắc cần thiết (các thủ tục, các khuôn dạng dữ liệu, các cơ chế phụ trợ ) cho phép các giao thức trao đổi thông tin trên mạng đợc thực hiện một cách chính xác và an toàn Có rất nhiều họ giao thức đang đợc sử dụng trên mạng truyền thông hiện nay nh IEEE802.X dùng trong mạng cục bộ, CCITT (nay là ITU) dùng cho liên mạng diện rộng và đặc biệt là họ giao thức chuẩn của ISO (tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ) dựa trên mô hình tham chiếu bảy lớp cho việc kết nối các hệ thống mở Trên Internet họ giao thức đợc sử dụng là bộ giao thức TCP/IP Hai giao thức đợc dùng chủ yếu ở đây là TCP ( Transmision Control Protocol ) và IP (Internet Protocol ) TCP là một giao thức kiểu có kết nối (Connection-Oriented), tức là cần phải có một giai đoạn thiết lập liên kết giữa một cặp thực thể TCP trớc khi chúng thực hiện trao đổi dữ liệu Còn giao thức IP là một giao thức kiểu không kết nối (Connectionless), nghĩa là không cần phải có giai đoạn thiết lập liên kết giữa một cặp thực thể nào đó tr- ớc khi trao đổi dữ liệu Khái niệm TCP/IP không chỉ bị giới hạn ở hai giao thức này Thờng thì TCP/IP đợc dùng để chỉ
(User Datagram Protocol), FTP (File Transfer Protocol), TELNET (Terminal Emulation Protocol) và v.v Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng hầu hết các mạng máy tính hiện có đều đợc phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng Mỗi hệ thống thành phần của mạng đợc xem nh là một cấu trúc đa tầng, trong đó mỗi tầng đợc xây dựng trên cơ sở tầng trớc đó Số lợng các tầng cùng nh tên và chức năng của mỗi tầng là tuỳ thuộc vào nhà thiết kế Họ giao thức của ISO (tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế) dựa trên mô hình tham chiếu 7 lớp cho việc kết nối các hệ thống mở là họ giao thức đợc dùng làm chuẩn để các họ giao thức khác so sánh với nó do vậy trớc khi đi vào nghiên cứu giao thức TCP/IP ta cần xem xét mô hình 7 lớp OSI
Trong mô hình OSI mục đích của mỗi tầng là cung cấp các dịch vụ cho tầng cao hơn tiếp theo, mô tả chi tiết cách thức cài đặt các dịch vụ này Các tầng đợc trừu tợng hoá theo cách là mỗi tầng chỉ biết rằng nó liên lạc với tầng tơng ứng trên máy khác Trong thực tế thì mỗi tầng chỉ liên lạc với các tầng kề trên và kề dới nó trên mỗi hệ thống mà thôi.
Trừ tầng thấp nhất trong mô hình mạng không tầng nào có thể chuyển thông tin một cách trực tiếp với tầng tơng ứng trong mạng máy tính khác Thông tin trên máy cần gửi phải đ- ợc chuyển đi qua tất cả các tầng thấp hơn Thông tin sau đó lại đợc truyền qua Card mạng tới máy nhận và lại đợc truyền lên qua các tầng cho đến khi nó đến tầng gửi thông tin đi
2.4.1 Giao thức TCP/IP và mô hình 7 lớp OSI
Mạng Internet với họ giao thức TCP/IP đợc minh hoạ tổng quát nh hình 2.4 với các dịch vụ mà nó cung cấp và các chuẩn đợc sử dụng có so sánh với kiến trúc hệ thống mở OSI để chúng ta có một cách nhìn tổng quát về họ giao thức này
Hình 2.4: Giao thức TCP/IP khi so sánh với mô hình
TCP: (Transmistion Control Protocol) Thủ tục liên lạc ở tầng giao vận của TCP/IP TCP có nhiệm vụ đảm bảo liên lạc thông suốt và tính đúng đắn của dữ liệu giữa 2 đầu của kết nối, dựa trên các gói tin IP
UDP: (User Datagram Protocol) Thủ tục liên kết ở tầng giao vận của TCP/IP Khác với TCP, UDP không đảm bảo khả năng thông suốt của dữ liệu, cũng không có chế độ sửa lỗi.
Bù lại, UDP cho tốc độ truyền dữ liệu cao hơn TCP
IP: (Internet Protocol) Là giao thức ở tầng thứ 3 của
TCP/IP, nó có trách nhiệm vận chuyển các Datagrams qua mạng Internet
ICMP: (Internet Control Message Protocol) Thủ tục truyền các thông tin điều khiển trên mạng TCP/IP Xử lý các tin báo trạng thái cho IP nh lỗi và các thay đổi trong phần cứng của mạng ảnh hởng đến sự định tuyến thông tin truyền trong mạng
RIP: (Routing Information Protocol) Giao thức định tuyến thông tin đây là một trong những giao thức để xác định phơng pháp định tuyến tốt nhất cho truyền tin
ARP: (Address Resolution Protocol) Là giao thức ở tầng liên kết dữ liệu Chức năng của nó là tìm địa chỉ vật lý ứng với một địa chỉ IP nào đó Muốn vậy nó thực hiệnBroadcasting trên mạng, và máy trạm nào có địa chỉ IP trùng với địa chỉ IP đang đợc hỏi sẽ trả lời thông tin về địa chỉ vật lý của nó
DSN: (Domain name System) Xác định các địa chỉ theo số từ các tên của máy tính kết nối trên mạng
FTP: (File Transfer Protocol) Giao thức truyền tệp để truyền tệp từ một máy này đến một máy tính khác Dịch vụ này là một trong những dịch vụ cơ bản của Internet
Telnet: (Terminal Emulation Protocol) Đăng ký sử dụng máy chủ từ xa với Telnet ngời sử dụng có thể từ một máy tính của mình ở xa máy chủ, đăng ký truy nhập vào máy chủ để sử dụng các tài nguyên của máy chủ nh là mình đang ngồi tại máy chủ.
SMTP: (Simple Mail Transfer Protocol) Giao thức truyền th đơn giản: là một giao thức trực tiếp bảo đảm truyền th điện tử giữa các máy tính trên mạng Internet.
SNMP: (Simple Network Management Protocol) Giao thức quản trị mạng đơn giản: là dịch vụ quản trị mạng để gửi các thông báo trạng thái về mạng và các thiết bị kết nối mạng.
2.4.2 Giao thức liên mạng IP
Mục đích chính của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu Vai trò của IP t- ơng tự vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI. Mặc dù từ Internet xuất hiện trong IP nhng giao thức này không nhất thiết phải sử dụng trên Internet Tất cả các máy trạm trên Internet đều hiểu IP, nhng IP có thể sử dụng trong các mạng mà không có sự liện hệ với Internet
IP là giao thức kiểu không kết nối (Connectionless) tức là liệu Đơn vị dữ liệu dùng trong giao thức IP là IP Datagram hay gọi tắt là Datagram.
Một Datagram đợc chia làm hai phần : Phần tiêu đề(Header) và phần chứa dữ liệu cần truyền (Data) Trong đó phần Header gồm một số trờng chứa các thông tin điều khiÓn Datagram
2.4.2.1.Cấu trúc của IP Datagram
Cấu trúc tổng quát của một IP Datagram nh sau:
DATAGAM HEADER DATAGRAM DATA AREA
Cấu trúc chi tiết của một IP Datagram Header đợc mô tả nh h×nh 2.5
Version IHL Type of service
Fragment offset Time to live Protocol Header checksum
Source IP address Destination IP address
Hình 2.5: Cấu trúc của Datagram
Trờng version (4 bits) cho biết phiên bản của IP đang đ- ợc sử dụng, hiện nay là IPv4 Trong tơng lai thì địa chỉ IPv6 sẽ đợc sử dụng.
IHL (4 bits) Chỉ thị độ dài phần đầu (Internet Header
Length) của Datagram tính theo đơn vị từ ( 32 bits).
Type of service (8 bits), đặc tả các tham số về dịch vụ.
Khuôn dạng của nó đợc chỉ ra nh sau.
8 Bits của trờng Service đợc chia ra làm 5 phần cụ thể nh sau :
Precedence (3 bits) chỉ thị quyền u tiên gửi
Datagram, các mức u tiên từ 0 (bình thờng) đến mức cao nhất là 7 (điều khiển mạng) cho phép ngời sử dụng chỉ ra tầm quan trọng của Datagram
Ba bit D, T, R nói nên khiểu truyền Datagram, cụ thể nh sau:
Bit D (Delay)chỉ độ trễ yêu cầu
Bit T (Throughput) chỉ thông lợng yêu cầu
Bit R (Reliability) chỉ độ tin cậy yêu cầu
Reserved (2 bits) cha sử dụng
Total Length (16 bits) : Chỉ độ dài toàn bộ Datagram kể cả phần Header Đơn vị tính là Byte.