Giáo trình hệ thống mạng máy tính ccna semester 1 version 4 0 phần 1

Nhằm cung cấp cho bạn đọc một tài liệu liên quan đến các chủ để này và đặc biệt sát với chương trình đào tạo kỹ sư mạng máy tính của Ciseo, cuốn Mang Can Ban 1 — Giáo trình hệ thống mạng

Trường đại học Kinh tế- Tài chính Tp Hồ Chí Minh

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống ngày nay, tại sao máy tính để bàn hay laptop là một phương tiện làm việc, giải trí không thể thiếu được đối với con người Bởi vì con người muốn sử dụng máy tính để trao đổi, chia sẻ thông tin công việc, truy cập các dịch vụ Internet như: doc tin tite, chat, e-mail, phone Chỉ có một máy tính đơn lẻ thì con người có thể thực hiện được những điều này không Một câu trả lời chắc chắn là không thể làm được Để làm được như vậy, máy tính cân phải được kết nối vào mạng cục bộ hay mạng diện rộng (Internet) Việc thiết kế và tổ chức các mạng này là những chủ để khá quan trọng trong công nghệ thông tin

Nhằm cung cấp cho bạn đọc một tài liệu liên quan đến các chủ để này và đặc biệt sát với chương trình đào tạo kỹ sư mạng máy tính của Ciseo, cuốn Mang Can Ban 1 — Giáo trình hệ thống mạng máy tính CCNA Semester 1 Version 4.0 này đã được biên soạn giúp bạn đọc có thể tự học phần lý thuyết theo hệ thống từ đơn giản đến phức tạp một cách có hiệu quả, giúp các bạn làm quen với các thuật ngữ và khái niệm theo nghĩa tiếng Việt

Giáo trình này tương ứng với học kỳ 1 trong chương trình CƠNA Nội dung gồm có 11 chương, tất cả đều theo chương trình CCNA mới nhất (phiên bản 4.0) của Học Viện Mang Cisco: Ly thuyét cô đọng, dễ hiểu, luôn sát với thực tế từ những điều căn bản nhất phải nắm vững khi thiết lập mạng máy tính, tiếp cận đến các kỹ năng bảo trì mạng và vận hành mạng máy tính, trong mỗi chương đều có phần giới thiệu tổng quan và tóm tắt những ý chính

Như vậy, mục tiêu của cuốn sách là cung cấp kiến thức và các kỹ năng cần thiết để thiết kế và triển khai một mạng nhỏ thông qua:

« - Khái quát hệ thống mạng theo mô hình phân lớp

« - Trình bày các vấn đề phát sinh và các biện pháp giải quyết

5 _ Cụ thể hóa các thiết bị và giao thức trên từng lớp

« - Giới thiệu đẩy đủ các loại đường truyền, thiết bị mạng cùng với chức năng và hoạt động của chúng

« - Trình bày đầy đủ các kiến trúc mạng cơ bản

« _ Hướng dẫn triển khai mạng và các thao tác kiểm thử

s - Giới thiệu dịch vụ ứng dụng và hạ tầng cơ sở cung cấp dịch vụ trên mạng

Xin trân trọng giới thiệu cuốn Mạng Căn Bản 1 - Giáo trình hệ thống mạng máy tính CCNA Semester 1 Version 4.0 cùng các bạn

4 LỜI NÓI ĐẦU

Chương 1: CUỘC SỐNG TRONG THỜI ĐẠI MẠNG MÁY TÍNH

1.1 Giao tiếp trong thời đại mạng

1.4.2 Kiến trúc mạng có tính năng chịu lỗi

1.4.3 Kiến trúc mạng có tính năng khả triển

6 MUC LUC

Chuong 2: SU TRUYEN THONG QUA MANG

2.1 Nền tảng của truyền thông

3.1.4 Các thiét bi cudi va vai trò của chúng trong mạng

3.1.5 Các thiết bị mạng trung gian 0à 0ai trò của chúng trên mạng

3.1.6 Môi trường truyền

2.2 LAN, WAN và Internetworks

3.2.1 Mạng cục bộ (Local Area Network) 2.2.2 Mang điện rộng (Wide Area Network)

3.4.3 Quá trình truyền thông

3.4.4 Proiocol Dœta Unit (PDU) uà cách đóng gói đữ liệu

3.45 Quá trình gổi uà nhận dữ liệu

2.5 Dia chi mang

3.5.1 Cách đánh địa chỉ trong mạng

2.5.2 Chuyển dữ liệu đến thiết bị cuối

2.5.3 Chuyển dữ liệu trong liên mạng

9.5.4 Chuyển dữ liệu đến ứng dụng phù hợp

MUC LUC

Chương 3: NHỮNG GIAO THỨC VÀ TÍNH NANG CUA LOP UNG DỤNG

3.1 Các ứng dụng - Giao điện để giao tiếp giữa các mạng

3.1.1 M6 hinh OSI va TCP/IP

3.2.5 Mạng ngang hàng (peer-to-peer) uà các ứng dung ngang hang (p2p)

3.3 Một số dịch vụ và giao thức phổ biến ở lớp Applieation

3.3.1 Giao thite va dich vu DNS

3.3.2 Dich vu WWW vad HTTP 5215389880426 5 3.3.3 Cade giao thite SMTP/POP va dich vu e-mail „4,8 3.8.4 Giao thức uà dịch uụ FTP

3.3.5, Giao thúc va dich vu DHCP

3.3.6 Giao thức SMB uà dịch vu chia sé tap tin (file sharing,

3.3.7 Giao thức Gnutella uà các địch uụ P2P

3.3.8 Giao thúc uà dịch 0ụ Telnet

4.1.3 Hỗ trợ truyền thông tin cậy

4.1.4 TCP uà UDP ur

4.1.5 Địa chỉ Port Hai 120

4.1.6 Phân đoạn uò sắp xếp lại - cha để trị

4.3.2 TCP - Làm cho các cuộc trao đổi trở nên tin cậy

4.2.3 Các tiến trình TCP Seruer xa thniravs6

4.2.4 Thiết lập kết nối TCP — Bat tay ba buée (Three-way handshake)

4.2.5 Ngdt phién giao dich TCP

4.3 Quan ly cdc phién giao dich TCP

4.3.1 Sdp xép lai cde segment

4.3.2 Xde nhận uới Windotuing

43.3 Cơ chế truyền lại

4.3.4 Điều khiển tắc nghẽn - Giảm thiéu mat segment

4.4 Giao thức UPD - Giao tiếp với chi phí thấp

4.4.1 UDP - So sánh giữa chỉ phí thấp uè độ tin cậy

4.4.9 Sắp xếp lại các UDP Datagram

4.43 Các tiến trình trên Seruer uùò yêu cầu của clieni

4.4.4 Các tiến trình trên UDP client

Chương 5: LỚP MẠNG

5.1.1 Lớp Network - Giao tiép từ thiết bị đến thiết bị

5.1.2 Giao thức IPu4 là một uí dụ uê giao thúc ở lớp Neitoork

5.1.3 Giao thúc IPu4 - Đặc điểm: eonnectionless

5.1.4 Giao thúc IPu4 - Đặc điểm: best-effort

5.1.5 Giao thức IPu4 - Đặc điểm: độc lập uới môi trường truyền

5.1.6 IP Packet - Déng g6i PDU ctia lóp Transport

5.1.7 IPv4 header

5.2.2 Tai sao phdi chia mang thành các mạng con? - Hiệu suất

5.3.3 Tại sao phải chia mạng thành các mạng con? - Bảo mật

5.3.1 Các thiết bị hỗ trợ giao tiếp ngoài mạng

5.8.2 1P Packet - Mang dữ liệu từ đầu này đến đâu kia

5.3.3 Gateway - cng dé giao tiếp bên ngoài mạng cục bộ

5.3.4 Đường đi đến 1 mạng

5.3.5 Mạng dich

5.3.6 Next-hop - Packet sé tiếp tục dì chuyển tới đâu?

5.3.7 Chuyển tiếp Packet - Di chuyển Packet đến đích

ð.4 Quá trình định tuyến - Các router học đường đi như thế nào?

6.1.3 Chuyển đổi số nhị phân thùnh số thập phân

6.1.3 Thục hành chuyển đổi số nhị phân thành số thập phân

6.1.5 Thực hành uê chuyển đổi số thập phân thành nhị phân

6.2.1 Những loại địa chỉ trong một mạng IPu4 189 6.2.2 Tinh dia chi mang, dia chi mdy va dia chi broadcast 191 6.2.3 Các loại giao tiép: Unicast, Broadcast, Multicast

6.9.4 Những khoảng dia chi IPv4 danh riéng

6.2.5 Dia chi cng céng (public) va riéng (private)

6.3.6 Những địa chỉ IPu4 đặc biệt

6.3.1 Kế hoạch gán địa chỉ cho mạng

6.3.2 Chon phương pháp gán địa chỉ cho các thiết bị cuối

6.3.3 Gan dia chi cho cde thiét bi khde

6.3.4 Ai quan ly dia chi public?

6.3.5 Cde nha cung cap dich vu Internet (Internet Service Provider - ISP) 208

6.3.6 Téng quan vé IPv6

6.4 Một thiết bị có nằm trong mạng của tôi không?

6.4.1 Mat na mang con (Subnet mask) - dinh nghia phan network va host

6.4.9 Phép toán AND - Cái gì ở trong mạng của chúng ta?

6.5 Tính các địa chỉ

6.5.1 Chia subnet cơ bản a Soave RE

6.5.2 Chia subnet theo Variable Length Subnet Mask (VLSM) -

6.5.5 Tinh sé lugng dia chi có thể cấp phát cho thiết bi

6.6 Kiém tra lép Network

6.6.1 Ping 127.0.0.1 - Kiém tra chông giao thúc cục bộ 224

6.6.2 Ping dén gateway - Kiểm tra kết nối đến mạng cục bệ 225

6.6.5 ICMPu4 - Giao thúc hỗ trợ uiệc hiểm tra va gói thông điệp

Chương 7: LỚP LIÊN KẾT DỮ LIỆU

7,1 Lớp Data Link - Truy cập môi trường truyền

7.1.1 Lớp Data Link - Hỗ tro va kết nối đến các dịch uụ của lớp cao hon

7.1.3 Lớp Dafa Linh - Điêu khiển uiệc uận chuyển trong media cục bộ

7.1.3 Lép Data Link - Tao frame

®

7.1.4 Lop Data Link - Kết nối các dich uụ lớp trên uào môi trường truyền

7.1.5 Lép Dưa Linh - Các chuổn

7.2 Các kỹ thuật điều khiển truy xuất môi trường truyền

(Media Access Control Techniques)

7.2.1 Đặt dữ liệu uào môi trường truyền

7.2.2 Điều khiển truy cập môi trường truyền trong media chia sé

7.3.8 Điều khiển truy cập môi trường truyên trong media không chia sẻ 244

7.3 Danh dia chi va framing di liéu

7.3.1 Cade giao thie 6 lép Data Link - Fram

7.3.2 Framing - uai trò của heade,

7.3.3 Danh dia chi - Frame đi đến đâu

7.3.4 Framing - Vai tré cua trailei

7.3.5 Cac giao thuc 6 lép Data Link - Frame

7.4 Đặt tất cả lại với nhau - Luéng dit liéu ngang qua một liên mạng

Chương 8: LỚP VẬT LÝ CỦA MÔ HÌNH OSI

8.1 Tín hiệu truyền thông

8.3.1 Báo hiệu trên môi trường truyền

MUC LUC

8.3.1 Các loại môi trường truyền „.286

8.8.7 Môi trường truyền không dây (Wireless) 296

8.3.8 Các đầu nối Chương 9: ETHERNET

9.2 Ethernet - Cách thức giao tiếp trong môi trường LAN

"9.3 Dinh dang khung Ethernet (Ethernet framing) 9.3.1 Dinh dang khung

9.3.2 Dia chi vat ly trong mang Ethernet (Ethernet MAC Address)

9.4 Điều khiển truy cập môi trường truyền Ethernet

9.4.1 Điêu khiển truy cập môi trường truyền 9.4.2 Nguyên tắc uận hành của phương thức CSMA /CD

9.4.3 Các thông số thời gian trong hệ thống mạng Ethernet

9.6.1 Ethernet cổ điển - Sử dụng Hub

9.6.2 Ethernet - Sti dung Switch

9.6.3 Switch - Chuyển tiếp dữ liệu có chọn lựa

9.7 Giao thức phân giải địa chỉ (ARP - Address Resolution Protocol)

9.7.1 Quá trình ARP - Anh xa dia chi IP va địa chi MAC

9.7.2 Qué trinh ARP - Thiết bị đích nằm ngoài mạng LAN

Chương 10: LÊN KẾ HOẠCH VÀ ĐI DÂY MẠNG 859

10.1.1 Quá trình chọn các thiết bị trong mạng 360 10.1.2 Các yếu tố quyết định khi chọn thiết bị

10.2 Liên kết các thiết bị

10.9.1 Các uấn đề cần chú ý khi thực thi kết nối trên LAN

10.2.2 Thiết lập các kết nối LAN sử dụng cáp UTP

10.2.3 Thiét lap két noi WAN

10.3 Kay dung luge dé dia chi mang

10.8.1 Tính toán số host trên mạng

10.3.9 Tính toán số địa chỉ mạng trên hệ thống

10.8.8 Thiết bế một chuẩn địa chỉ cho hệ thống mạng

10.4 Thiết kế địa chỉ cho hệ thống mạng

14 MUC LUC

10.ð.1 Các cổng trên thiết bị

10.8.3 Thiết lập kết nối quản lý thiết bị

Chương 11: CẤU HÌNH VÀ KIEM TRA MANG

11.1 Cấu hình các thiết bị Cisco - IOS cơ bản

11.1.1 Cisco IOS

11.1.2 Các tập tin cấu hình

11.1.3 Các mode hoạt động của Cisco IOS

11.1.4 Cu phdp lénh ctia Cisco IOS

11.1.5 Tro gitip trong giao dién CLI

11.1.6 Các lệnh kiểm tra

11.1.7 Các mode cấu hình của IOS

11.9 Triển khai cấu hình cơ bản cho một thiết bị

11.2.1 Đặt tên cho các thiết b,

11.3.3 Xác thực truy cập thiết bị - Cấu hình passuord uà cách dùng biểu ngữ 419 11.3.3 Quản lý các tập tin cấu hình

11.8.3 Kiểm tra trong hệ thống mạng

11.8.4 Lénh Trace va diễn giải kết quả của nó

11.4 Giám sát và lập văn bản hệ thống mạng

11.4.1 Baseline

11.4.2 Các bước cơ bản trong quá trình thiết lập một baseline

11.4.3 Tính toán hiệu suất mạng

“ ®

Chuong 1:

CUOC SONG

TRONG THOI DAI MANG MAY TINH

Hiện nay chúng ta đang ở thời điểm diễn ra sự thay đổi trong việc sử dụng công nghệ

để mở rộng và nâng cao mạng lưới nhân lực của chúng ta Việc toàn cầu hóa Internet

đã thành công nhanh hơn chúng ta tưởng Cách liên lạc trong xã hội, thương mại, chính trị và cá nhân đang thay đổi nhanh chóng để theo kịp với cuộc cách mạng về mạng toàn cầu này Trong tương lai, những người năng động sẽ sử dụng Internet làm điểm xuất phát cho việc tạo ra các sản phẩm và dịch vụ mới đặc biệt, được thiết kế để tận dụng các khả năng của mạng Khi các nhà phát triển đẩy giới hạn của những cái

có thể ra xa hơn, khả năng của các liên mạng - mạng hình thành nên Internet - sẽ đóng vai trò quan trọng trong sự thành công của các dự án

Nội dung chương này giới thiệu nên tảng của mạng dữ liệu (data network) mà các mối quan hệ về thương mại, xã hội của chúng ta ngày càng phụ thuộc vào Những công việc quan trọng để khám phá các dịch vụ, cộng nghệ và các vấn đề mà các chuyên gia

về mạng gặp phải khi họ thiết kế, xây dựng, và duy trì mạng hiện đại

Sau khi hoàn thành chương này, chúng ta có thể:

e - Mô tả ảnh hưởng của mạng đến cuộc sống hằng ngày của chúng ta như thế nào

« - Mô tả vai trò của mạng đữ liệu đối với con người

s - Xác định các thành phần chính trong mạng đữ liệu

e - Xác định những cơ hội và thách thức do mạng hội tụ (converged network) tao ra

« Mô tả các đặc tính của các kiến trúc mạng: tính chịu lỗi (fault tolerance), khả năng mở rộng (scalability), chất lượng của dịch vụ và bảo mật

e Cai dat va si dung cdc IRC Client va mét Wikiserver

1.1 Giao tiếp trong thời đại mạng

1.1.1 Mạng hỗ trợ cuộc sống

Trong các nhu cầu thiết yếu của con người, nhu cầu giao tiếp với người khác chỉ xếp sau các nhu cầu cơ bản cần cho cuộc sống Tầm quan trọng của giao tiếp (comunication) cing gan giống như nhu cầu của chúng ta về không khí, nước, thực phẩm và chỗ ở

Các phương pháp chúng ta sử dụng để chia sẻ thông tin và ý tưởng đang liên tục thay đổi và tiến hóa Trong khi, trước đây con người chỉ giới hạn trong giao tiếp bằng cách đối thoại trực điện thì ngày nay các tiến bộ của truyền thông ngày càng mở rộng khoảng cách giao tiếp của chúng ta Từ việc in ấn đến truyền hình, mỗi phát triển mới đã cải thiện và mở rộng giao tiếp của chúng ta

Cũng như mỗi tiến bộ trong công nghệ giao tiếp, việc tạo và kết nối các mạng dữ liệu cũng mang lại những ảnh hưởng sâu rộng

Các mạng dữ liệu ban đầu chỉ cho phép trao đổi thông tin dạng ký tự (character- based) giữa các máy tính trong mạng Các mạng hiện nay cho phép truyền tiếng nói (voice), video, văn bản và hình ảnh giữa nhiều loại thiết bị khác nhau Các hình thức giao tiếp riêng lẻ và khác biệt trước đây đã hội tụ trên một nền tảng chung Nền tảng này cho phép sử đụng nhiều phương pháp giao tiếp mới giúp con người có thể trao đổi trực tiếp với nhau ngay tức thời

Các giao tiếp tự nhiên trên môi trường Internet khuyến khích hình thành các cộng đồng thông tin toàn cẩu Các cộng đồng này thúc đẩy các tương tác xã hội vốn phụ

thuộc vào từng địa phương và múi giờ

Không thể tưởng tượng được Internet trở thành một phẩn cẩn thiết của cuộc sống nhanh như thết Việc kết nối phức tạp giữa các thiết bị điện tử và môi trường truyền tạo thành một mạng trong suốt với hàng triệu con người, mà họ đã biến nó thành một phần giá trị trong cuộc sống

Trước đây các mạng dữ liệu được dùng để vận chuyển thông tin từ doanh nghiệp đến doanh nghiệp thì nay đã được nâng cấp nhằm mục đích cải thiện chất lượng cuộc sống moi noi Ngay nay, tài liệu và thông tin có sẵn trên Internet có thể giúp bạn:

« - Quyết định mặc gì dựa trên các điều kiện thời tiết online

s Tìm đường ít kẹt xe nhất để đến một điểm, hiển thị thông tin thời tiết và giao thông từ webcam

« _ Kiểm tra số dư tài khoản và thanh toán tiền trên mạng

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

e Nhận và gởi e-mail hoặc gọi điện thoại Internet tại quán café Internet khi đang

ăn trưa

» - Nhận các lời khuyên về sức khỏe hoặc dinh dưỡng từ các chuyên gia trên thế giới

và đăng lên diễn đàn (forum) để chia sẻ các thông tin về sức khỏe và cách điều trị

© - Tải về (download) các tài liệu hướng dẫn nấu một bữa tối đặc biệt

© Đăng (post) và chia sẻ các hình ảnh, video và kinh nghiệm với bạn bè hoặc mọi người

Rất nhiều công dụng của Internet mà chúng ta khó có thể hình dùng nổi trong vài

năm trước Ví dụ, việc công bố một đoạn video của một người

“Mục đích của tôi là làm một đoạn video riêng Một ngày kia, bạn tôi và tôi làm một đoạn video để gây ngạc nhiên cho ngày sinh nhật của bạn trai cô ấy Chúng tôi thu

nhép môi một bài hát Rồi, chúng tôi tự hỏi, tại sao không công bố nó Và thật tốt,

phản hồi nhận được rất nhiều Đoạn video này đã được xem hơn 9 triệu lần và đạo diễn phim Kevin Smith cdn nhai lai mét doan ngắn Tôi không biết nguyên nhân nào kéo mọi người vào đoạn video đó Có lẽ là sự đơn giản của đoạn video đó hoặc là do bài hát Có thể do đoạn video này là tự nguyện và vui nhộn, và nó làm mọi người cầm thấy tốt đẹp Tôi không biết Nhưng tôi biết rất rõ rằng tôi có thể làm điều tôi yêu và chia sẻ online cho hàng triệu người trên thế giới Tất cả những thứ tôi cần là một chiếc máy tính, máy quay kỹ thuật số và một phần mém Và đó là một điều hết sức

ngạc nhiên”

1.1.9 Một uài uí dụ uề các công cụ giao tiếp phổ biến hiện nay

Internet đã mở ra các hình thức giao tiếp mới mà chúng cho phép các cá nhân tạo ra thông tin và chia sẻ với người dùng toàn cầu

Instant Messaging

Instant messaging (TM) là một hình thức giao tiếp tức thời (real-tirae) giữa hai hay nhiều người dựa vào văn bản Văn bản được vận chuyển thông qua các máy tính kết nối vào mạng cá nhân hoặc công cộng, như Internet Được phát triển ¿ừ các dịch vụ Internet Relay Chat TRC), IM cũng được tích hợp các tính năng như truyền file, thoại (voice) va video Giống như e-mail, IM gởi các câu trao đổi Tuy nhiên, trong khi việc chuyển

một e-mail có thể bị trì hoãn, thì các thông điệp IM đến ngay tức thời Hình thức giao

tiếp mà TM hỗ trợ được gọi là giao tiếp theo thời gian thực (real-time communication) Weblogs (blogs)

Weblogs (Blogs) là các trang web mà chúng ta dé

Không giống các website thương mại do các teen Gi

18 Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

muốn chia sẻ suy nghĩ, hình ảnh của mình với toàn thể thế giới mà không cẩn các kiến

thức về thiết kế web Có những blog được hình thành từ các tác giả blog nổi tiếng

Wikis

Wikis là các trang web có thể được xem và chỉnh sửa bởi các nhóm người Trong khi blog thiên về cá nhân, nhật ký riêng, thì wiki là một tác phẩm đo nhóm tạo thành Theo đó, wiki được thiết kế để có thể dễ dàng xem lại và sửa đổi Giống như blogs, wikis được tạo trong mọi hoàn cảnh và bởi bất kỳ ai mà không cần tài trợ từ một

doanh nghiệp thương mại nào Có một wiki công cộng, gọi là Wikipedia, wiki này

đang trở thành một tài nguyên tổng hợp - một quyển bách khoa toàn thư trực tuyến -

của các chủ đề được đóng góp chung Các tổ chức cá nhân cũng có thể xây dựng wiki

riêng của mình để thu thập các kiến thức về một chủ để cụ thể Nhiều doanh nghiệp

sử dụng wiki như một công cụ cộng tác Với Internet toàn cầu, con người thuộc mọi

lãnh vực đều có thể tham gia vào wiki và bổ sung các kiến thức của mình vào kho tài

nguyên để chia sẻ

Podeasting

Podcasting là một phương tiện truyển dựa trên audio cho phép con người thu một

đoạn audio và biến đổi chúng để sử dụng cho iPods - một thiết bị cầm tay nhỏ để chơi

nhạc của công ty Apple Việc thu và lưu giữ thành một tập tin trong máy tính không

phải là mới, nhưng podcasting cho phép con người chuyển các tập tin này đến khán giả rộng khắp Tập tin audio được đặt trong một website (hoặc blog hoặc wiki) nơi mà những người khác có thể tải xuống và chơi trên máy tính và iPod của mình

Các công cụ cộng tác (Collaboration Tools)

Các công cụ cộng tác cho phép con người có thể làm việc với nhau trên các tài liệu

được chia sẻ Không bị ràng buộc về địa điểm, múi giờ, các cá nhân kết nối đến một

hệ thống chia sẻ có thể nói chuyện với nhau, chia sẻ văn bản và hình ảnh và sửa các

tài liệu Với các công cụ cộng tác, các tổ chức có thể nhanh chóng chia sẻ các thông tin

và các mục tiêu theo đuổi Việc phân tán rộng rãi của mạng dữ liệu đông nghĩa với việc những người ở xa có thể đóng góp bằng với những người ở tại trung tâm

1.1.3 Mạng hỗ trợ uiệc học

Giao tiếp, cộng tác và cam kết là các khối xây dựng nên tảng của giáo dục Các học viện liên tục phấn đấu để mở rộng các quá trình này nhằm tối đa hóa lượng kiến thức được phổ biến Các mạng mạnh mẽ và tin cậy sẽ hỗ trợ và làm giàu kinh nghiệm học tập của sinh viên Các mạng này vận chuyển các tài liệu học tập dưới nhiều định dạng khác

nhau Các tài liệu học tập gồm các bài thực hành, các bài đánh giá và các phần hồi Các khóa học được phổ biến qua mạng thường được gọi là các khóa học trực tuyến, hay

e-learning

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tinh

Các phần mềm day hoe (courseware) e-learning lam tăng giá trị của tài nguyên lên nhiều lần khi đến tay sinh viên Các phương pháp học truyền thống cung cấp hai tài nguyên chính để sinh viên có thể thu thập thông tin: sách giáo khoa và giáo viên (instructor) Hai tài nguyên này bị giới hạn, cả về định dạng lãn thời gian trình bày Trái lại, các khóa học online có thể chứa tiếng nói (voice), dữ liệu và video và sinh viên có thể truy cập bất kỳ lúc nào từ bất kỳ nơi đâu Sinh viên có thể theo các liên kết (ink) để đến các tham khảo khác nhau để mở rộng kiến thức học tập của mình Các nhóm thảo luận online cho phép một sinh viên cộng tác với một giáo viên, với các sinh viên khác trong lớp hoặc ngay cả với các sinh viên trên thế giới Các khóa học có thể kết hợp các lớp có giáo viên với các phần mềm dạy học để tận dụng các ưu điểm của các phương pháp

Sinh viên có thể truy cập các tài liệu hướng dẫn chất lượng cao từ bất kỳ nơi đâu Việc học từ xa trên mạng đã xóa bỏ rào cẩn về địa lý và làm cho cơ hội của sinh viên được

cải thiện

Chương trình Networking Academy của Cisco là một ví dụ về tài liệu học tập online toàn

câu Giáo viên cung cấp chương trình học và lên các kế hoạch chính để hoàn tất nội dung khóa học Chương trình Aeademy còn thêm vào phần ý kiến của các giáo viên và cung cấp nhiều hình thức học tập Chương trình này cung cấp các tài liệu văn bản, đồ họa, hoạt hình và công cụ mô phỏng môi trường mạng Packet Tracer Công cụ Packet Tracer cho phép xây dựng bài trình bày và mô phỏng các tính năng của các thiết bị mạng Các sinh viên có thể liên lạc với giáo viên và các sinh viên cùng lớp bằng cách sử dụng các công cụ online như e-mail, bàn thảo luận (discussion boards), chat và instant message Cac lién kết cung cấp các đường dẫn đến các tài nguyên bên ngoài phan

mềm dạy học E-learning tận dụng được lợi thế của việc học dựa vào máy tính

(computer-based) trong khi vẫn giữ được lợi thế của việc học có giáo viên đứng lớp Các sinh viên có cơ hội học online tại nhà và phù hợp với trình độ của họ trong khi vẫn có quyền truy xuất các tài nguyên khác và giáo viên

Ngoài lợi ích của sinh viên, mạng cũng đã cải thiện việc quản lý và giám sát các khóa học Một trong số các tính năng online đó là ghi danh, đánh giá bài của sinh viên và

sổ điểm

Trong thế giới kinh doanh, việc sử dụng mạng cho phép huấn luyện nhân viên một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí Cơ hội học tập online có thể giảm thời gian và chi phí đi lại mà vẫn đảm bảo tất cả nhân viên đều được huấn luyện để thực hiện công

việc của mình

Phần mềm dạy học online cung cấp nhiều lợi ích cho doanh nghiệp Trong số lợi ích

đó là:

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

« - Các tài liệu chính xác và đang lưu hành Sự cộng tác giữa những người bán,

nhà sản xuất và nhà cung cấp dịch vụ dạy học đảm bảo rằng phần mềm day học không bị lạc hậu so với các thủ tục và tiến trình mới nhất Khi một lỗi trong các tài liệu được tìm thấy và chỉnh sửa, thì lập tức phần mềm dạy học mới sẽ được phổ biến đến tất cả các nhân viên

« Khả năng huấn luyện cho nhiều người Huấn luyện online không phụ thuộc vào sự di chuyển, giáo viên hoặc sĩ số lớp Các học viên có thể biết được thời hạn cuối cùng (deadlines) để hoàn tất khóa học và các học viên có thể truy xuất vào các tài liệu và phần mêm dạy học khi nào thuận tiện

« - Chất lượng đào tạo đồng nhất Chất lượng đào tạo không thay đổi khi có nhiều giáo viên khác nhau thay phiên dạy cùng một lớp Chương trình giảng dạy online cung cấp một giáo trình cơ bản đồng nhất mà các giáo viên có thể thêm vào những

ý kiến của mình

« - Giảm chi phí Ngoài việc tiết kiệm được chỉ phí và thời gian đi chuyển, còn có các chi phí khác được tiết kiệm Chi phí duyệt và cập nhật các tài liệu online rẻ hơn các tài liệu in trên giấy Những tiện nghỉ cần cho việc huấn luyện cũng có thể cắt giảm Nhiều doanh nghiệp cũng cung cấp đào tạo online cho khách hàng Các phần mềm dạy học này cho phép khách hàng sử dụng các sản phẩm và dịch vụ do doanh nghiệp cung cấp theo cách tốt nhất, giảm chỉ phí hỗ trợ qua điện thoại hoặc trung tâm dịch

vụ khách hàng

1.1.4 Mạng hỗ trợ công uiệc

Hình 1.1.4.1: Các ứng dụng thương mại có thể được truy cập từ xu giống như đang

làm uiệc tại công ty

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

Ban đầu, các mạng dữ liệu được các doanh nghiệp sử dụng để lưu trữ và quản lý các thông tin nội bộ như: thông tin tài chính, khách hàng, bảng lương nhân viên, v Theo thời gian, các mạng doanh nghiệp này được phát triển để cung cấp thêm nhiều dich vu thong tin hon nhu e-mail, video, messaging, dién thoai, v.v

Mang Intranet, mạng riêng được sử dụng bởi một công ty, cho phép các nhân viên của doanh nghiệp trên toàn cầu giao tiếp và thực hiện các giao dịch với nhau một cách dễ dàng và nhanh chóng hơn Các công ty còn mở rộng mạng để cho phép các nhà cung cấp và khách hàng được quyển truy cập các dữ liệu nhất định để kiểm tra tình trạng đơn hàng, tồn kho, danh sách các bộ phận, v.v

Ngày nay, mạng cung cấp một sự tích hợp lớn giữa các tính năng và tổ chức liên quan hơn trước đây

Hình 1.1.4.2: Những người làm uiệc ở bất kỳ nơi nào cũng có thể tìm kiếm uà truy cập

nhiều tài nguyên khác nhau trén mang

Xét các tình huống kinh doanh sau:

s _ Một nông dân trồng lúa mì ở Australia sử dụng một laptop để liên hệ với hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để có một vụ mùa năng suất cao Tại thời điểm thu hoạch, người nông dân có thể liên hệ với các nhà vận chuyển và kho bãi để lên kế hoạch thu hoạch cho hiệu quả Sử dụng công nghệ di động không dây, người vận chuyển

có thể theo đõi sự vận hành của chiếc xe để đuy trì hiệu quả sử dụng xăng dầu và

vận hành an toàn Các thay đổi trạng thái của xe có thể được báo cho tài xế để xử

lý kịp thời.

(UEF) 22 Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

e _ Các nhân viên có thể sử dụng các dịch vụ truy cập từ xa tại nhà hoặc trong lúc di

chuyển để truy cập đến các tài nguyên ở công ty giống như họ đang ở công ty Khi

đó, họ làm việc bình thường giống như đang ngồi làm việc ở công ty Các cuộc họp

hay thảo luận đều có thể được tổ chức với những người tham gia ở xa Mạng cung cấp khả năng audio và video nên tất cả các người tham dự đêu có thể nhìn thấy

nhau Thông tin từ cuộc họp được lưu lại và đưa lên wiki hoặc blog Các phiên bản mới nhất của lịch họp và biên bản có thể được chia sẻ ngay khi nó được tạo ra

Có rất nhiều câu chuyện thành công minh họa về lợi ích sử dụng mạng trong công

việc Một vài câu chuyện trong số đó có tại website của Cisco http:/ /www.cisco.com

Mạng Internet được sử dụng rộng rãi bởi công nghệ du lịch và giải trí Nhờ Internet

mà khả năng thưởng thức và chia sẻ nhiều hình thức giải trí được mở rộng bất chấp

vị trí địa lý Chúng ta có thể biết nhiều nơi trên thế giới mà trước đây chúng ta không

thể biết đến hay không có điều kiện để đến Thông tin chỉ tiết và hình ảnh của các nơi này có thể được đăng online để những người khác có thể xem được

Internet cũng được sử dụng trong các hình thức giải trí truyền thống, chẳng hạn như

nghe một bản nhạc, xem các bức tranh, đọc sách và download các tài liệu để sử dụng

offline Chúng ta cũng có thể xem trực tiếp các sự kiện thể thao hoặc ghi hình và xem

lại khi có nhu cầu.

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính 23 Ngày nay, bạn có thể thấy có nhiều trò chơi giải trí mới rất sáng tạo, chẳng hạn như game online Trong trò chơi này, người chơi có thể đóng vai một nhận vật nào đó và thực hiện một cuộc thi đấu online nào đó mà các nhà thiết kế game đã nghĩ ra trước đó Chúng ta thi dấu với các bạn trên thế giới giống như họ đang ở trước mắt chúng ta Ngay cả các hoạt động offline cũng được mở rộng bằng cách sử dụng các dịch vụ mạng cộng tác Cộng đồng toàn cầu đã phát triển rất nhanh chóng Chúng ta có thể chia sẻ kinh nghiệm, sở thích với những người ở xa thành phố hoặc vùng chúng ta đang ở Những người hâm mộ thể thao có thể chia sẻ các ý kiến và sự kiện về đội họ yêu thích Các nhà sưu tẩm trình diễn các bộ sưu tập đoạt giải của họ và để chuyên gia đánh giá, nhận xét về chúng

Các thị trường online và các web site đấu giá cung cấp cơ hội mua bán và trao đổi tất

Thiết lập các giao thức Trước khi giao tiếp với người khác, chúng ta thường có một số quy ước điều phối cuộc nói chuyện Tập hợp các quy ước để điều khiển một hoạt động nào đó được gọi là luật hay là giao thức Chúng ta phải tuân thủ giao thức này thì mới có thể truyền/nhận và hiểu được các thông điệp Các quy ước phổ biến ảnh hưởng đến sự thành công của một cuộc giao tiếp bao gồm:

«© - Xác định người gởi và người nhận

ø _ Đồng ý một phương pháp giao tiếp (đối diện, qua điện thoại, thư, hình ảnh)

se - Ngôn ngữ và văn phạm chung

e _ Tốc độ và thời gian vận chuyển

e _ Các yêu cầu về xác nhận hoặc báo nhận

Các hình sau minh họa vẻ cách thiết lập các quy ước giao tiếp:

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

2 Viết ra giấy Xin lồi, tối không 1 Sử dụng ngôn ngữ

hiểu ký hiệu ký hiệu

3 Viết ra giấy: Chúng

1a có thé ghi ra giấy 4 Vâng, điều này

Hình 1.3.1.2: Trước khi bắt đầu cuộc giao tiếp, phải thỏa thuận ngôn ngữ được dùng

trong quá trình giao tiếp

2 Vãng tôi hiểu

[dat hang cla Sng 3.40 so mi mau den, kích thước trúng bình trung bình

Hình 1.3.1.3: Giao tiếp thành công khi người nhận xác định là đã nhận được thông điệp.

®

Các luật giao tiếp có thể rất khác nhau tùy vào ngữ cảnh Nếu một thông điệp truyền một khái niệm hoặc một sự việc quan trọng thì việc xác nhận rằng đã nhận và hiểu được thông điệp là cần thiết Các thông điệp kém quan trọng hơn có thể không cần xác nhận điều này

Cách giao tiếp qua mạng cũng tương tự như cách trò chuyện trực điện giữa con người với nhau trong cuộc sống Khi con người trò chuyện trực tiếp có thể có một số luật được con người ngầm hiểu theo văn hóa, phong tục, tập quán, hay một số luật có thể được giả định Nhưng đối với giao tiếp qua mạng, các luật này cần phải rõ ràng thì các thiết bị, ứng dụng mới hiểu được

1.9.9 Chất lượng của cuộc giao tiếp

Giao tiếp giữa các cá nhân được xem là thành công khi người nhận hiểu đúng ngữ nghĩa của thông điệp mà người gởi muốn thông báo

Đối với các mạng đữ liệu, chúng ta cũng dựa trên điều kiện cơ bản này để biết một giao tiếp có thành công hay không Tuy nhiên, khi thông điệp di chuyển trên mạng, nhiều yếu tố eó thể xảy ra làm cho thông điệp không thể đến đích hoặc nếu có đến thì ngữ nghĩa của nó cũng bị sai lệch Các yếu tố này có thể xảy ra bên ngoài hoặc bên

trong

Cô ấy sẽ đến trong „ Anh ấy sẽ đến

1 vài giờ tới C6 ay sé dén trong 2 giờ tới Ai đang đến?

trong 2 giờ Và khi nào?

Thông tin được

nói với nhau

Hình 1.2.3.1: Khi (hông tin được mã hóa lại 0à giải mã nhiều lần có thể dẫn đến

truyền không thành công

Hình 1.2.2.2: Khi thông điệp bị đánh lại địa chỉ va đổi hướng nhiều lần có thể làm

cho uiệc truyền thông điệp không thònh công

Các yếu tố bên ngoài

Các yếu tố bên ngoài thường liên quan đến độ phức tạp của mạng và số lượng các thiết

bị mà một thông điệp phải đi qua để đến đích

Các yếu tố phổ biến ảnh hưởng đến thành công của cuộc giao tiếp bao gồm:

« _ Chất lượng đường truyền giữa người gởi và người nhận

« _ Số lần thông điệp phải thay đổi hình thức

« _ Số lần thông điệp phải gởi lại

« _ Số lượng các thông điệp được gởi đồng thời

« _ Lượng thời gian được xem là giao tiếp thành công

Các yếu tố bên trong

Các yếu tố bên trong thường liên quan đến bản thân của thông điệp

Các loại thông điệp khác nhau có độ phức tạp và tầm quan trọng khác nhau Các

thông điệp rõ ràng, ngắn gọn thường dễ hiểu hơn các thông điệp phức tạp Các giao tiếp quan trọng cần theo dõi nhiều hơn để đảm bảo rằng người nhận đã nhận và hiểu

được chúng

Các yếu tố bên trong ảnh hưởng đến giao tiếp trên mạng bao gồm:

* _ Kích thước của thông điệp

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

¢ D6 phiic tap của thông điệp

e Tam quan trọng của thông điệp

Các thông điệp lớn có thể bị phân đoạn ra hoặc bị trì hoãn tại các điểm khác nhau trên mạng Một thông điệp ít quan trọng hoặc ít ưu tiên eó thể bị xóa khi mạng bị quá tải

Cả hai yếu tố bên trong và bên ngoài đều ảnh hưởng đến việc truyền/nhận thông điệp Chúng ta phải tính toán và kiểm soát chúng để giao tiếp trên mạng được thành công Các cải tiến về phần cứng và phần mềm mạng luôn được tiến hành để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của các giao tiếp trên mạng ngày càng tốt hơn

1.8 Mạng là một nền tảng

1.3.1 Giao tiếp qua các mạng

Giao tiếp phải tin cậy dù giao tiếp với ai hay bất kỳ nơi đâu, đây là yếu tố ngày càng trở nên quan trọng đối với cá nhân và các doanh nghiệp Để vận chuyển ngay hàng triệu thông điệp của hàng nghìn cuộc trao đổi giữa các người dùng trên toàn thế giới, chúng ta phải đựa vào một mạng lưới bao gồm các mạng phức tạp Kích thước và khả năng của các mạng này rất khác nhau, nhưng tất cả đều có bốn thành phần cơ bản chung:

© Các luật hoặc các quy ước mà chúng chi phối cách thức gởi, vận chuyển, nhận và hiểu các thông điệp

«e - Các thông điệp hoặc các đơn vị thông tin đi chuyển từ một thiết bị này sang một thiết bị khác

« Môi trường truyền có thể mang thông điệp từ một thiết bị này đến một thiết bị khác

« _ Các thiết bị tham gia vào cuộc trao đổi qua mạng

Chuẩn hóa các thành phần khác nhau của mạng cho phép các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau có thể làm việc chung với nhau Các chuyên gia trong các ngành công nghệ khác nhau cũng có thể đóng góp các ý tưởng để phát triển mạng hiệu quả hơn

mà không cần quan tâm đến nhãn hiệu hoặc ai đã sản xuất ra các thiết bị này

28 Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

Hình trên cho biết một mạng điển hình bao gồm 4 thành phần:

+ Oác thiết bị

e - Môi trường truyền

e Cae dich vụ

e Ca4c luat dé lién két ba thanh phan trén lai véi nhau dé hé tr¢ giao tiép qua mang

Chúng ta sử dụng từ thông điệp (message) như là một thuật ngữ chung để chỉ đữ liệu của các trang web, e-mail, thông điệp tức thì (instant message), các cuộc gọi điện thoại, và các hình thức giao tiếp khác trên Internet Trong quyển sách này, chúng ta

sẽ tìm hiểu về các loại thông điệp, thiết bị, môi trường truyền và các dịch vụ khác nhau cho phép trao đổi các thông điệp này Chúng ta cũng nghiên cứu về các luật hoặc

giao thức được dùng để liên kết các thành phần của mạng lại với nhau

Hình sau chỉ ra các ký hiệu quy ước về các thành phần phổ biến trong mạng:

CXOOO0000O-—s Wireless Media —S WAN Media

Hình 1.3.3.3: Các ký hiệu thiết bị phổ biến

Trong các chương sau, chúng ta sẽ tìm hiểu chỉ tiết về các thiết bị này Mạng là một

chủ thể rất sinh động, và chúng ta thường sử dụng các biểu tượng để mô phỏng một

mạng Các thiết bị như máy tính, server và các điện thoại IP v.v thường là các thiết

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

bị khởi xướng một cuộc giao tiếp Trong mạng cục bộ (LAN), để kết nối các thiết bị này chúng ta thường sử dụng môi trường truyền có dây hoặc không dây

Các thiết bị như router, firewall, wireless router là các thiết bị mạng trung gian dùng

để chuyển tiếp hoặc quản lý các thông điệp trên mạng Sau đây cho biết vai trò của một số thiết bị mạng trung gian:

e Switch - Thiết bị thông dụng nhất để kết nối các thành phần trong các mạng

LAN

« Firewall - Thực hiện bảo mật cho mạng

« Router - Chỉ ra đường đi cho các thông điệp khi chúng di chuyển trên mạng

« Wireless Router - giống router nhưng khác ở chỗ là không dùng day để kết nối mà dùng sóng vô tuyến

« Cloud - được dùng để biểu diễn một nhóm các thiết bị mà chúng ta không cần quan tâm chỉ tiết bên trong nó

« Serial Link - một hình thức của kết nối WAN, được diễn tả bằng một đường tia chớp

Gọi là một mạng khi các thiết bị trong nó được kết nối lại với nhau, bạn có thể sử dụng môi trường truyền là dây hoặc không dây để kết nối chúng Đối với môi trường truyền là dây thì bạn có thể sử dụng cáp đồng (mang tín hiệu điện) hoặc cáp quang (mang tín hiệu ánh sáng) Môi trường truyền của kết nối không dây có thể là khí quyển hoặc không gian và các tín hiệu sóng vi ba (microwaves) Cáp đồng có rất nhiều loại bao gồm: cáp xoắn đôi, cáp đông trục hoặc một loại cáp rất phổ biến gọi là cáp UTP cat5 (Category 5 Unshielded Twisted Pair) Cap quang bao gồm các sợi thủy tỉnh mang các tín hiệu ánh sáng Môi trường truyền không dây có thể được dùng để kết nối giữa một router và một máy tính dùng card mạng không dây, hay kết nối giữa các thiết bị trên mặt đất với các vệ tinh v.v Khi đi từ nguồn đến đích, một thông điệp có thể đi chuyển qua nhiều loại môi trường truyền khác nhau

Hình 1.3.2.3 chỉ ra cách kết nối các thiết bị trong một mạng

Sau khi kết nối các thiết bị lại với nhau, người dùng thường dùng các ứng dụng trên các máy tính để gởi và nhận các loại thông điệp khác nhau Các ứng dụng này do các dịch vụ mạng cung cấp Một số các dịch vụ mạng rất phổ biến như Web, e-mail, chat

và điện thoại IP (IP Telephony) Các ứng dụng trên các thiết bị giao tiếp với nhau tuân theo các giao thức Hình 1.3.2.4 liệt kê một số các dịch vụ và giao thức tương ứng

Các mạng không dây cũng được

kết nối đến các mang có dãy lại

một vải điểm

Hình 1.8.2.3: Các kết nối mạng

Giao thức ("R:

World Wide Web (WWW) : HTTP

(Hypertext Transport Protocol)

E-mail SMTP

(Simple Mail Transport Protocol) POP

(Post Office Protocol)

Instant Message (Jabber; AIM) XMPP

(Extensible Messaging and Presence Protocol)

OSCAR

{Open System for Communication in Realtime)

(Session Initiation Protocol)

Hinh 1.3.2.4: Ce dich vu mang

Giao thức là tập hợp các quy tắc mà các thiết bị sử dụng để giao tiếp với thiết bị khác Các giao thức được sử dụng phổ biến hiện nay là họ giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) TCP/IP được sử dụng trong hầu hết các mạng tại

tư gia và doanh nghiệp Nó cũng là giao thức chính của Internet Các giao thức TCP/IP chỉ ra các cơ chế định danh, đánh địa chỉ và định tuyến để đảm bảo các thông điệp được chuyển đến đúng người nhận

Chuong 1: Cuéc séng trong thdi dai mang may tinh

Trước khi khép lại phần này, chúng ta xem qua một ví dụ về sự phối hợp g _

thành phần mạng trong khi vận chuyển một thông điệp Khi chưa hiểu gì về mạng, chúng ta nghĩ rằng nó rất trừu tượng và khó hiểu Nhưng qua ví dụ này, mong rằng chúng ta sẽ hình dung nó một cách đễ dàng hơn Chúng ta tạo va géi một thông điệp văn bản và thông điệp này đường như lập tức xuất hiện ở thiết bị đích Mặc dù chúng

ta biết rằng giữa thiết bị truyền và thiết bị nhận là một loạt các thiết bị và môi trường truyền mà thông điệp phải đi qua, nhưng để đơn giản ở dây chúng ta không cần quan tâm đến các thành phần ở giữa này

Các thông điệp Trong chặng đầu tiên của cuộc hành trình từ nguồn đến đích, thông điệp của chúng ta được chuyển đổi thành một định dạng mà nó có thể truyền trên mạng Tất cả các loại thông điệp dù ở dạng nào (văn bản, video, voiee v.v ) đều phải chuyển thành các bit trước khi được chuyển đến đích Một khi thông điệp đã được chuyển thành các bit, nó

đã sẵn sàng được gởi vào môi trường truyền để đi đến đích

Tôi sẽ đến đó vào thứ ba

Vui lòng gặp tôi tại sân bay 01110101

Thông điệp được chuyển đổi thành các

bit nhi phan trước khi chúng được truyền

trền môi trường truyền

Hình 1.3.2.5: Gới một thông điệp

Card mạng chính là thiết bị sẽ chuyển các bit này thành các tín hiệu điện hay các xung ánh sáng hay các tần số sóng để truyền trên môi trường truyền thích hợp

Tôi sẽ đến đó vào thứ ba

Vul lòng gặp tôi tal san bay

Card mang trong PC phát ra các

mu hiệu điện để biểu diễn các bit

và đặt các bit trên môi trường

Các bịt đến tại thiết bị mạng đầu tiên

Hinh 1.3.2.6: Vai trò của card mạng

Các thiết bị mạng trung gian

Để hiểu được sức mạnh và độ phức tạp của các liên mạng hay mạng Internet, chúng ta

hãy bắt đầu bằng một ví dụ đơn giản về gởi thông điệp chat trên máy tính Khi muốn

sử dụng các dịch vụ mạng như web, email v.v chúng ta thường nghĩ ngay là sử dụng máy tính để truy cập chúng Nhưng máy tính chỉ là một loại thiết bị trong số các

thiết bị có thể gởi và nhận các thông điệp trên mạng Nhiều loại thiết bị khác cũng có

thể kết nối vào mạng và tham gia vào các dịch vụ mạng, chẳng hạn như: điện thoại,

máy quay, các hệ thống nghe nhạc, raáy in và các thiết bị điều khiển game v.v

i ‡

Khi rời khỏi mạng cục bộ, chúng

được chuyển ngang qua 1 router

Hình 1.3.2.7

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính 33 IMỊ? Ngoài máy tính, còn có nhiều các thành phần khác giúp cho thông điệp của chúng ta

có thể được vận chuyển qua hàng dặm cáp, sóng trong không khí và các vệ tỉnh để đến đích Một trong những thành phần quan trọng mà hầu như các mạng đều có là bộ định tuyến (router) Router nối hai hay nhiều mạng - chẳng hạn như mạng riêng và mạng Internet - và chuyển thông tin từ mạng này sang mạng khác Các router chọn đường đi sao cho thông điệp đến được đích nhanh nhất và hiệu quả nhất

Môi trường truyền

Một thành phần quan trọng không thể thiếu của mạng là môi trường truyền Các thông điệp đi trên nó từ thiết bị này đến thiết bị kia hay từ mạng này đến mạng kia Các mạng không dây cho phép các thiết bị ở bất kỳ nơi đâu trong nhà hoặc văn phòng, ngay cả ngoài trời kết nối lại với nhau mà không cần phải tốn nhiều thời gian thi công và cũng không làm mất đi về mỹ quan của căn phòng đẹp Tại các điểm công cộng như quán café, khách sạn, sân bay v.v chúng ta thường thấy các trạm phát (hotspot)

Nhiều mạng sử dụng dây đẫn để cung cấp kết nối giữa các thiết bị Ethernet là một công nghệ mạng có dây thông dụng nhất ngày nay Các dây dan, goi là cáp, kết nối các máy tính và các thiết bị khác để tạo thành mạng Mạng có dây hỗ trợ rất tốt trong việc vận chuyển khối lượng dữ liệu lớn với tốc độ cao, như hỗ trợ đa truyền thông chuyên nghiệp chất lượng cao Sau khi đi qua môi trường truyền đến được dich, tại thiết bị đích chúng được chuyển đổi thành các bit và sau đó thành thông điệp như ban đầu

A

ca người có thể đọc được

Hình 1.3.2.8

Một thành phần quan trọng chi phối mọi hoạt động giao tiếp trên mạng là giao thức

Ñó quy định cách các thông điệp được gởi, di chuyển trên mạng và được hiểu tại thiết

bị đích như thế nào Ví dụ, trong trường hợp Jabber Instant Messaging, XMPP, TCP

và IP là các giao thức chỉ phối đến cuộc giao tiếp

1.3.3 Các mạng hội tụ

Đa dịch vụ - đa mạng

Các mạng điện thoại truyển thống, sóng vô tuyến, vô tuyến truyền hình và máy tính

đều có các phiên bản riêng của chúng về 4 thành phần mạng cơ bản Trong quá khứ, mỗi dịch vụ yêu cầu một kiến trúc (topo) để mang tín hiệu giao tiếp của riêng nó Bên

cạnh đó, mỗi dịch vụ còn có một tập hợp các quy tắc và các chuẩn để đảm bảo giao

tiếp ngang qua một môi trường truyền xác định được thành công Hình 1.3.3.1 chỉ ra

Mang dién thoai

Hình 1.8.8.1: Nhiều dịch uụ đưng chạy trên nhiều mạng

Các mạng hội tụ

Sự phát triển của công nghệ đã cho phép chúng ta tích hợp các mạng khác nhau thành một mạng và nó được gọi là mạng hội tụ Nhiều loại dữ liệu khác nhau như

©

voice, video và đữ liệu có thể được truyền trên mạng hội tụ này Đây là một bước tiến đáng kể giúp loại bỏ nhu cầu tạo và duy trì các mạng riêng lẻ Tuy nhiên, trong một mạng hội tụ vẫn có những điểm khác nhau và nhiêu thiết bị chuyên biệt - như máy tính cá nhân, điện thoại, tỉ vi, các thiết bị hỗ trợ cá nhân và các máy bán hàng - chứ

không phải một thiết bị chung sử dụng cho tất cả nhu câu Nhưng dù sao tất cả chúng

đều sử dụng chung một cơ sở hạ tầng mạng

Các mạng thông tin thông minh Vai trò của mạng đang được cải tiến Nền tảng giao tiếp thông minh trong tương lai gần sẽ được triển khai thay vì chỉ kết nối và truy cập các ứng dụng như hiện nay Tạo

ra một mạng hội tụ là giai đoạn đầu trong việc xây dựng mạng thông tin thông minh Hiện tại chúng ta đang ở trong giai đoạn này của cuộc cách mạng về mạng Giai đoạn tiếp theo không chỉ là hợp nhất các loại thông điệp khác nhau trên một mạng đơn,

mà còn hợp nhất các ứng dụng phát sinh, vận chuyển và bảo mật các thông điệp đó trên các thiết bị mạng tích hợp Không chỉ voice và video được truyền trên cùng một mạng mà các thiết bị chuyển mạch diện thoại và quảng bá video cũng sẽ được tích hợp thành một thiết bị để định tuyến các thông điệp trên mạng Đạt được nền tảng giao tiếp này sẽ cung cấp các ứng dụng chất lượng cao với chỉ phí thấp

Kế hoạch cho tương lai Bước tiến của các ứng dụng trong mạng hội tụ mới có thể thúc đẩy sự mở rộng và phát, triển mạng Internet Việc mở rộng này làm tăng số lượng người tiêu dùng Khi công

nghệ này phục vụ cuộc sống, học hành, làm việc và giải trí của con người, kiến trúc

mạng Internet phải đáp ứng được các yêu cầu liên tục thay đổi nhằm đạt được dịch vụ

và bảo mật chất lượng cao

1.4 Kiến trúc mạng Internet

1.4.1 Kiến trúc mạng

Mạng phải hỗ trợ rất nhiều ứng dụng và dịch vụ, cũng như hoạt động trên rất nhiều

loại cơ sở hạ tầng vật lý khác nhau Thuật ngữ kiến trúc mạng (network architecture) trong ngữ cảnh này nói đến các công nghệ hỗ trợ cơ sở hạ tầng, các dịch vụ và giao

thức được định nghĩa để vận chuyển các thông điệp trên cơ sở hạ tầng đó Khi Internet và các mạng phát triển, có bốn vấn để mà chúng ta cần quan tâm để đáp ứng

các kỳ vọng của người dùng là: tính chịu lỗi (fault tolerance), khả năng mở rộng hay khả triển (scalability), chất lượng dịch vụ và bảo mật (security)

Tính chịu lỗi (Fault toleranee)

Kỳ vọng của người sử dụng mạng Internet là làm sao phải truy cập 24/7 với tốc độ nhanh Vì vậy khi thiết kế và triển khai một mạng cần phải có tính năng chịu lỗi Mạng có tính năng chịu lỗi là mạng giới hạn được tầm ảnh hưởng của lỗi phần cứng, phần mềm và có thể phục hồi nhanh chóng khi sự cố xảy ra Xây dựng mạng có tính năng chịu lỗi bằng cách tạo ra các kết nối hay các đường đi dự phòng giữa nguôn và đích Nếu một kết nối hay đường đi bị gián đoạn thì luôn luôn có một đường thay thế

để mang thông điệp đi Quá trình chuyển đổi này là trong suốt đối với người dùng cũng như thiết bị cuối Cả cơ sở hạ tầng vật lý và các tiến trình luận lý hướng dẫn các thông điệp trên mạng được thiết kế phù hợp với tính năng này Hình 1.4.1.1 chỉ ra cách tạo kết nối dự phòng

các đường di khác.nếu một thiết

bị koặc một liên kết bị lỗi Phía

người dùng không bị thay đổi

Hình 1.4.1.1: Tính chịu lỗi

độ phát triển của người dùng

Thêm người dùng vào và toàn bộ

các mạng có thể được kết nối đến Internet mà không làm giảm hiệu suất của các người dùng đang tồn tại

Hình 1.4.1.2: 7ính khả triển

Chất lượng dịch vụ (QoS)

Hiện nay người dùng có thể chấp nhận tính năng chịu lỗi và khả triển mà mạng Internet cung cấp Tuy nhiên, các ứng dụng mới mà người dùng có thể sử dụng trên mạng tạo ra các nhu cầu cao hơn về chất lượng dịch vụ Các ứng dụng voice và video trực tuyến cần một chất lượng truyền cao hơn và không bị ngắt Chất lượng của các địch vụ này được so sánh theo chất lượng thực nghiệm của cùng một ứng dụng được trình điễn trước người xem Các mạng voiee và video truyền thống được thiết kế dùng một kiểu môi trường truyền nhất dịnh, và vì thế tạo ra một chất lượng có thể chấp nhận được Các yêu cầu mới hỗ trợ cho chất lượng dịch vụ của mạng hội tụ đang làm thay đổi cách thiết kế và triển khai các kiến trúc mạng.

|Quality of Service, được quản lý bởi router

ldảm bảo rằng độ ưu tiên phù hợp với loại giao|

tip va tim quan trọng của nó đến tổ chức

Hình 1.4.1.3: Chết lượng địch oụ

Bảo mật

Internet phát triển từ một mạng được kiểm soát chặt chẽ bởi các tổ chức giáo dục và

chính phủ trở thành một mạng được truy xuất rộng rãi cho các cá nhân hoặc doanh

nghiệp giao tiếp với nhau Kết quả là, các yêu cầu về bảo mật của Internet đã thay đổi

Các kỳ vọng về bảo mật và tính riêng tư trong việc trao đổi các thông tin bí mật hoặc bí quyết kinh doanh đã vượt khỏi khả năng đáp ứng của kiến trúc hiện tại Nhiều mở rộng

trong lãnh vực giao tiếp mà các mạng đữ liệu truyền thống không có làm tăng nhu câu

tích hợp bảo mật vào trong kiến trúc mạng Rết quả là, có nhiều nỗ lực dành cho việc nghiên cứu và phát triển lãnh vực này Đồng thời, nhiều công cụ và thủ tục được triển

khai nhằm chống lại các điểm yếu về bảo mật trong kiến trúc mạng

[Những người quản trị có thé bao ve mang bằng phần mềm phần cứng

luà bằng cách ngăn chặn truy cap

Hình 1.4.1.4: Bảo mật

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính

1.4.9 Kiến trúc mạng có tính năng chịu lỗi

Ban đâu, mạng Internet là kết quả nghiên cứu của Bộ quốc phòng My (United States Department of Defense - DoD) Mục đích chính của mạng này là xây dựng một môi trường truyền mà nó vẫn có thể hoạt động khi có một vài site hoặc đường truyền không hoạt động Tính năng fault tolerance là mục tiêu của việc thiết kế các liên mạng đầu tiên Ban đầu, các nhà nghiên cứu mạng quan sát các mạng liên lạc có sẵn, các mạng này chủ yếu vận chuyển tiếng nói (voice), để xác định những điều cần làm

để cải thiện mức chịu lỗi

Mạng chuyển mạch hướng kết nối

Để hiểu được các thách thức mà các nhà nghiên cứu của DoD phải đối mặt, chúng ta quan sát cách hoạt động của mạng điện thoại Khi một người thực hiện một cuộc gọi, trước tiên cuộc gọi trải qua một quá trình thiết lập, trong quá trình này tất cả các vị trí chuyển mạch điện thoại giữa điện thoại nguồn và đích được xác định Một con đường tạm hoặc một mạch được tạo ra thông qua các vị trí chuyển rạch được sử dụng trong cuộc gọi Nếu bất kỳ một liên kết hoặc thiết bị nào trên mạch này bị lỗi thì cuộc gọi bị ngắt Để kết nối lại, một cuộc gọi mới phải được thực hiện và một mạch mới giữa điện thoại nguôn và đích được tạo ra Loại mạng hướng kết nối này gọi lại mạng chuyển mạch Ban đầu, các mạng chuyển mạch không tự động kết nối lại các mạch bị rớt Để phục hồi, một cuộc gọi mới phải được khởi tạo và mạch mới được thiết lập giữa hai đầu

nói chuyện Mạng điện thoại

Có nhiều mạch nhưng có giới hạn, trong các giai đoạn đỉnh điểm,

một vài cuộc gọi có thể bị cấm

Hình 1.4.2.1: Chuyển mạch trong mạng điện thoại

Nhiều mạng chuyển mạch ưu tiên duy trì các kết nối của các mạch đang có, thay vì đáp ứng các yêu cầu thiết lập mạch mới Trong loại mạng hướng kết nối này, khi một

Chương 1: Cuộc sống trong thời đại mạng máy tính mạch đã được thiết lập thì ngay cả khi không có giao tiếp giữa những người trên điện

thoại, mạch này vẫn giữ kết nối và chiếm tài nguyên cho đến khi một trong hai đối

tác kết thúc cuộc gọi Vì khả năng tạo những mạch mới bị giới hạn nên người gọi có

thể nhận được thông báo tất cả các đường dây đều bận và cuộc gọi không thể thực hiện Chỉ phí để tạo đủ đường đi đáp ứng một số lượng lớn mạch đồng thời và các

công nghệ cân thiết để tự động kết nối lại những mạch bị rớt khi bị lỗi đã khiến cho DoD cân nhắc tìm và phát triển mạng khác

Mạng chuyển mạch gói không kết nối

Trong việc tìm kiếm một mạng có thể chống lại sự mất tín hiệu khi truyền và có khả

năng chuyển đổi, ban đầu các nhà thiết kế Internet đã đánh giá lại các nghiên cứu về mạng chuyển mạch gói Giả thuyết của loại mạng này là một thông điệp có thể được

chia nhỏ thành nhiều mảnh Các mảnh này chứa các thông tin địa chỉ xác định người gởi và người nhận thông điệp Với các thông tin nhúng vào này, các mảnh này được

gọi là các gói dữ liệu (packet) có thể được gởi qua mạng bằng các đường đi khác nhau

và có thể được lắp ghép lại thành thông điệp ban đầu khi chúng đến đích

Đường đi không cỡ

CS 3 đinh được thiết lập Các

5 acket được định tuyến

cuộc giao tiếp được chia Internet om ae

thành các paokel và HE [Sauee foe

chúng được đánh địa address laddress ae Jông hợp Và sắp aoe lal

chỉ và số theo trật tự ban đầu

Trong các giai đoạn đỉnh điểm, cuộc giao tiếp có thể bị chậm trễ nhưng không bị cấm

Hình 1.4.2.2: Chuyển gói dữ liệu trong mạng dữ liệu

Các nhà nghiên cứu của DoD nhận ra rằng một mạng chuyển mạch gói không kết nối

có những đặc điểm cần thiết để hỗ trợ cho kiến trúc mạng có tính năng chịu lỗi Một

mạch đơn giành riêng từ điểm đến điểm không cẩn thiết trong mạng chuyển mạch gói Bất kỳ mảnh nào của thông điệp cũng có thể được gổi qua mạng thông qua các con đường có sẵn Các packet chứa các mảnh thông điệp từ các nguồn khác nhau có thể đồng thời di chuyển trên mạng Vấn đề lãng phí các mạch được loại bỏ - tất cả các