Tổng quan về MMT và Lập trình mạng potx

 Trong hệ thống máy tính, hệ thống mạng máy tính: truyền thông là sự giao tiếp bên trong 1 quá trình hay giữa các quá trình với nhau thông qua các cơ chế truyền thông..  TCP/IP là một

Truyền thông

 Là sự giao tiếp, trao đổi thông tin

giữa 2 hay nhiều thực thể trong hệ thống.

 Trong hệ thống máy tính, hệ thống mạng máy tính: truyền thông là sự giao tiếp bên trong 1 quá trình

hay giữa các quá trình với nhau thông qua các cơ chế truyền thông.

 Hệ thống đơn nhiệm (monotasking):

 Giao tiếp chỉ trong phạm vi 1 chương trình.

 Dùng biến toàn cục, tham số gọi hàm, trị trả về của hàm …

 Hệ thống đa nhiệm (multitasking):

 Nhiều quá trình được thực thi song song.

Cơ chế giao tiếp liên quá trình

 Phân loại:

Loại 1: Giao tiếp giữa các quá trình trên cùng 1 máy tính

Loại 2: Giao tiếp giữa nhiều quá trình

Cơ chế giao tiếp liên quá trình

 IPC loại 1: giao tiếp trên cùng 1 máy tính.

 Thông qua hạt nhân (kernel) của hệ điều hành.

 Dùng vùng nhớ dùng chung hay tập tin chia sẻ:

 Một quá trình ghi

 Một quá trình đọc

 IPC loại 2: giao tiếp trên các máy tính khác nhau.

 Thông qua các hạt nhân (kernel) của nhiều hệ điều hành.

 Phải có quy tắc trao đổi thông tin (protocol) quy tắc trao đổi thông tin (protocol) giữa các hạt nhân và giữa các quá trình.

 Một số IPC phổ biến: Pipe, Socket, RPC.

Mô hình OSI

Mô hình OSI

Mạng TCP/IP

 TCP/IP: giao thức chung để giao tiếp trên Internet.

 Mạng TCP/IP dùng mô hình OSI đơn giản:

 TCP/IP là một tập của các protocols (một bộ giao thức) định nghĩa cách thức truyền dữ

liệu qua môi trường Internet

 TCP/IP là tên của mô hình mạng được ghép giữa hai giao thức chính trong mạng làTCP (Transmission Control Protocol) và IP

(Internet Protocol)

Transport (TCP, UDP, )

Network (IP, ) Link (device driver, )

Những điểm khác giữa OSI và

TCP/IP

 Lớp ứng dụng trongTCP/IP xử lý các chức năng của các lớp 5,6, và7 trong mô hình OSI

 Lớp transport trongTCP/IP cung cấp cơ chế UDP truyền dữ liệu không tin cậy, khác với lớp transport trong mô hình OSI là luôn đảm bảo dữ liệu truyền tin cậy

Mạng TCP/IP

 TCP (Transport Control

Protocol) là giao thức vận

chuyển dựa trên kết nối

logic trực tiếp giữa 2 máy

Transport (TCP, UDP, )

Network (IP, ) Link (device driver, )

Mạng TCP/IP

 UDP (User Datagram

Protocol) là giao thức vận

chuyển phi kết nối thực

hiện gửi các packets gọi

là datagrams từ máy này

Transport (TCP, UDP, )

Network (IP, ) Link (device driver, )

 Với mô hìnhTCP/IP, các mạng khác nhau kết nối với

nhau được xem như là một mạnglớn đồng nhất, không quan tâm đến sự khác nhau giữa các thiết bị vật lý hay môi trường

 Mỗi máykết nối vào mạng xem như kết nối đến một

mạng luận lý, không quan tâm đến mạng vật lý

Mạng Internet với TCP/IP

Đóng gói dữ liệu trong TCP/IP

 Đơn vị dữ liệu trong lớp ứng dụng gọi là

message

 Giao thứcTCP và UDP tạo ra một đơnvị dữ liệu tương ứng là segment và user datagram.

 Đơn vị dữ liệu trong lớp IP được gọi là datagram

 Datagram phải được đóng gói(encapsulate)

trong một frame để truyền trên mạng vật lý

 Frame sẽ được truyền theo dạng tín hiệu trên

đường truyền vật lý

Đóng gói dữ liệu trong TCP/IP

Lớp Network

 Mô hình TCP/IP cung cấp giao thức liên

mạng(internetworkprotocol -IP), là một cơ chế

truyền dữ liệu không tin cậy và phi kết

nối(connectionless)

 IP cắ tdữ liệu ra thành các gói gọi là datagrams,

và mỗi gói được truyền độc lập

 Datagram có thể đi theo các đường khác nhau và

có thể đến không đúng thứ tự hoặc trùng nhau

 IP không giữ thông tin đường đi cũng như không

Địa chỉ IP

 Là địa chỉ luận lý trong mạng để xác định địa chỉ của các máy trong mạng (ngoài địa chỉ

vật lý) cho việc truyền nhận dữ liệu

 Địa chỉ IP có32 bit nhị phân chia ba phần:

class type, netid, hostid

 Để biểu diễn ở dạng ngắn hơn và dễ đọc, địa chỉ IP được chia thành dạng 4 phầnx 8 bit,

cách nhau bằng dấu chấm, một phần được biểu diễn theo giá trị thập phân

Một số địa chỉ IP đặc biệt

 Lớp transport so với lớp network:

– network layer: dữ liệu truyền nhận giữa các hệ thống– transport layer: dữ liệu được truyền nhận giữa các

processes, dựa trên các dịch vụ của lớp network và mở rộng một số chức năng

Lớp Transport

 Định nghĩa một tập các kết nối mức khái niệm cho các processes gọi là protocol ports Một protocol port là một điểm đích dùng để lưu dữ liệu cho một process cụ thể

 Việc quản lý giao tiếp giữa các processes và các ports tương ứng được hệ điều hành cung cấp

 Các protocol lớp transport là port-to-port protocols,

truyền dữ liệu giữa process gởi đên process nhận

 Mỗi port được xác định bằng một số nguyên dương 16 bits nhị phân

Port Addresses

 UDP chỉ cung cấp các chức năng cơ bản cho cơ

 chế truyền end-to-end, không cung cấp các

chức năng xử lý lỗi và truyền lại dữ liệu bị hỏng hoặc mất.

 Đây là giao thức phi kết nối

 Cung cấp các dịch vụ đầy đủ cho các ứng dụng

 Là giao thức port-to-port tin cậy,

connection- oriented: kết nối phải được thiết lậptrước khi dữ liệu được truyền

 Khi thiết lập kết nối, TCP tạomột mạch ảo(virtual circuit ) giữa bên gởi và bên nhận trong suốt quá trình truyềnnhận

 Có sự thông báo khi truyền dữ liệu đến phần tử nhận Sau khi kết thúc việc truyền nhận thì đóng

Lớp ứng dụng

 Định nghĩa các giao thức cho các ứng dụng mạng

 Nhìn ở góc độ hệ điều hành, ứng dụng được hiểu như là các processes Các giao thức lớp ứng dụng phải định nghĩa cách thức giao tiếp giữa các processes qua các vấn đề:

– Định dạng của message –Thứ tự của các message trao đổi–Các công việc phải thực thi khi một process nhận hay truyềndữ liệu

Dịch vụ mạng

 Net service: chương trình ứng dụng thực hiện 1

tác vụ nào đó trên hệ thống mạng.

 Print service: In ấn trên mạng.

 File service: chia sẻ file, dữ liệu, chương trình…

 Web service: cung cấp dịch vụ web.

 Mail service: cung cấp dịch vụ thư tín điện tử.

 Có nhiều mô hình để xây dựng dịch vụ mạng, nhưng cơ bản nhất là mô hình Client - Server.

Mô hình Client / Server

Xử lý Yêu cầu

 Tạo ra 1 yêu cầu

 Gửi yêu cầu qua Server

 Chờ Server xử lý

 Nhận kết quả trả về và

xử lý theo mục đích riêng

Mô hình Client / Server

Mô hình Client / Server

 Các chế độ giao tiếp:

Các kiểu kiến trúc chương trình

 Chức năng của 1 chương trình ứng dụng:

 Giao diện người dùng (User Interface):

 Tương tác với người dùng

 Nhập liệu, báo biểu, thông báo ra màn hình, …

 Dịch vụ nghiệp vụ (Business Rule):

 Tính toán dữ liệu

 Xử lý thông tin

 Dịch vụ lưu trữ (Data Storage):

 Lưu trữ dữ liệu

Các kiểu kiến trúc chương trình

Interfaces to Presentation GUI

Business Logic

Actual Program Rules

Các kiểu kiến trúc chương trình

 Kiến trúc đơn tầng:

User Interface Business Rule Data Storage

 Sử dụng trên 1 máy tính

 Dễ cài đặt

 Nhiều nhược điểm

Cần có kiến trúc mới – Client/Server

Các kiểu kiến trúc chương trình

 Kiến trúc 2 tầng (2-tiered):

Client/Server kiểu Fat Client

Các kiểu kiến trúc chương trình

 Kiến trúc đa tầng (n tiered):

 Thường gọi là Ứng dụng phân tán.

 Mỗi thành phần có nhiệm vụ riêng.

Client

Application Server Database Server

Middleware

Các kiểu kiến trúc chương trình

Database Logic

Database Logic Business Logic

Presentation Logic Presentation Logic

Business Logic Database Logic

Socket Programming

 Sockets

 Điểm giao tiếp giữa máy tính và mạng

 Được dùng để gửi và nhận dữ liệu

 Được hỗ trợ bỡi nhiều hệ thống và ngôn ngữ lập trình

 Phân loại: Server (passive) socket, client (active) socket và

UDP socket

sockets (end points)

Socket API

 Đượcgiới thiệu ở BSD 4.1 UNIX, 1981

 Được ứng dụng khởi tạo, sử dụng hay hủy bỏ

Các loại socket

t Client

TCP

port port port port

 Port là 1 con số nguyên

 Một số port đã được dành riêng cho các dịch vụ mạng phổ biến:

Sockets and Ports

other ports

Lập trình Socket với TCP

–server process phải chạy trước(phần tử thụ động)

–server phải tạo một socket để lắng nghe và chấp nhận các kết nối từ client

–Khởi tạoTCP socket ở local

–Xác định IP address, port number của server

– Cho phép server chấp nhận nhiều client tại một thời điểm.

TCP Protocol

Lập trình Socket với UDP

 Sau khi client khởi tạo socket, nósẽ thiết lập kết nối đến server

 Khi server nhận yêu cầu kết nối, nó sẽ chấp nhận yêu cầu và khởi tạo socket mới để giao tiếp với client.

– Cho phép server chấp nhận nhiều client tại một thời điểm.

Lập trình Socket với UDP

 Cung cấp cơ chế truyền không tin cậy các

nhóm các byte (datagrams) giữa client và

server.

 Không cần thiết lập kết nối giữa client với

server.

 Sender phải gởi kèm địa chỉ IP và port đích

 Server khi nhận dữ liệu sẽ phân tích địachỉ của sender để truyền lại.

UDP Protocol