truyền số liệu và mạng máy tính data communication computer networks

• Mạng networking: • Nghiên cứu công nghệ và kiến trúc của các mạng truyền thông được sử dụng để kết nối các thiết bị truyền thông.. … 1.3 Kết nối mạng truyền thông số liệuWAN Wide Area

Trang 1

Truyền số liệu và Mạng máy tính

Data Communication & Computer Networks

45 tiết

GVC Nguyễn Đình Việt Khoa Công nghệ, ĐHQGHN

Hà nội - 2004

Trang 2

Chương 1 Giới thiệu

• Truyền dữ liệu (data communications):

• Nghiên cứu sự truyền (transmission) tín hiệu một cách tin cậy và hiệu quả.

• Các chủ đề được nghiên cứu gồm:

• Truyền tín hiệu (signal transmission)

• Môi trường truyền (transmission media)

• Mã hoá tín hiệu (signal encoding)

• Giao diện (interfacing)

• Điều khiển đường truyền dữ liệu (data link control),

• và việc dồn/tách kênh (multiplexing).

• Mạng (networking):

• Nghiên cứu công nghệ và kiến trúc của các mạng truyền thông được sử dụng để kết nối các thiết bị truyền thông Lĩnh vực này thường được chia thành các chủ đề:

Mạng cục bộ (LANs) và Mạng diện rộng (WANs).

• Nghiên cứu các giao thức truyền thông bao gồm việc nghiên cứu các kiến trúc giao thức cũng như phân tích từng giao thức ở các lớp khác nhau của giao thức.

2/43

Trang 3

… Chương 1 Giới thiệu

• Sự liên kết các lĩnh vực Khoa học máy tính và Truyền dữ liệu với nhau

từ những năm 1970 và 1980 đã làm thay đổi sâu sắc các công nghệ, sản phẩm và các công ty đã tạo nên nền công nghiệp truyền thông máy tính

• Không có sự khác nhau căn bản giữa truyền thông data, voice và video.

• Sự khác biệt giữa máy tính có 1 bộ xử lý, máy tính có nhiều bộ xử lý, mạng cục bộ, mạng cỡ đô thị (metropolitan network) và mạng cỡ lớn (long-hall) đã bị xoá nhoà.

Trang 4

1.1 Mô hình truyền thông đơn giản

 Source: sinh ra số liệu sẽ được truyền

 Transmitter: biến đổi số liệu thành các tín hiệu có thể truyền đi được

 Transmission System: Vận chuyển số liệu

 Receiver: biến đổi tín hiệu nhận được thành số liệu

 Destination: nhận dòng số liệu đi đến

4/43

Trang 5

… 1.1 Mô hình truyền thông đơn giản

Các nhiệm vụ chính của một hệ thống truyền thông:

 Transmission System Utilization:

Trang 6

1.2 Việc truyền số liệu

Mô hình truyền số liệu được đơn giản hoá

6/43

Trang 7

1.3 Kết nối mạng truyền thông số liệu

(Data Communication Networking)

 Trong thực thế thường không xảy ra việc hai thiết bị truyền thông

với nhau được nối trực tiếp với nhau kiểu point-to-point, vì:

– Các thiết bị thường ở xa nhau.

– Một số lượng lớn các thiết bị có thể cần số lượng đường truyền lớn đến mức

trên thực tế không thể thực hiện được.

 Giải pháp: sử dụng mạng truyền thông

– phân loại theo truyền thống: WANs và LANs

– Sự khác biệt giữa hai loại mạng này, cả về mặt công nghệ lẫn ứng dụng,

những năm gần đây đang mờ dần, tuy nhiên việc thảo luận chúng riêng rẽ vẫn

là việc cần thiết

Trang 8

… 1.3 Kết nối mạng truyền thông số liệu

Mô hình mạng được đơn giản hoá

8/43

Trang 9

WAN (Wide Area Networks)

 Vùng địa lý rộng, gồm có một số nút chuyển mạch kết nối với

nhau

 Các đường truyền thường đi qua các vùng đất công

 Ít nhất cũng phải dựa trên một phần của các đường truyền của

các hãng truyền thông công cộng

 WAN thường sử dụng một trong các công nghệ:

Trang 10

Circuit Switching

 Thiết lập đường truyền thông dành riêng trong thời gian diễn

ra cuộc hội thoại

 Thí dụ điển hình: telephone network

10/43

Trang 11

Thường được sử dụng cho việc truyền thông:

– terminal to computer, and

– computer to computer

Trang 12

Frame Relay

Hệ thống packet switching có chi phí lớn để xử lý

lỗi.

Các hệ thống hiện đại tin cậy hơn trước nhiều

Lỗi có thể được end system phát hiện và khắc phục

Hầu hết các chi phí cho error control được loạI bỏ

12/43

Trang 13

ATM = Cell relay

Là sự tiến hoá từ frame relay

Chi phí thấp cho error control

Chiều dài packet (cell) cố định

ATM được thiết kế có tốc độ10Mbps Gbps

Tốc độ truyền không thay đổI, sử dụng kỹ

thuật packet switching

Trang 14

ISDN - Integrated Services Digital Network

 Được thiết kế nhằm thay thế cho các hệ thống viễn thông

công cộng (public telecom system)

 Có nhiều loại dịch vụ khác nhau

 Hoàn toàn dùng kỹ thuật số

14/43

Trang 15

Local Area Networks

 Phạm vi địa lý nhỏ

 Thường có 1 chủ sở hữu

 Tốc độ truyền số liệu cao hơn nhiều

 Thường là các hệ thống truyền kiểu broadcast

 Ngày nay, một số LAN là các hệ thống chuyển mạch

và ATM

Trang 16

1.4 Giao thức và Kiến trúc giao thức

Trang 17

… 1.4 Giao thức và Kiến trúc giao thức

Các thành phần chủ yếu của giao thức:

Trang 18

Protocol Architecture

Nhiệm vụ truyền thông được chia nhỏ thành các

module

Thí dụ, việc truyền file có thể sử dụng 3 module:

– File transfer application

– Communication service module

– Network access module

18/43

Trang 19

Simplified File Transfer Architecture

Trang 20

Mô hình 3 lớp (Three Layer Model)

 Network Access Layer

 Transport Layer

 Application Layer

Protocol Architectures and Networks

20/43

Trang 21

Network Access Layer

 Trao đổi số liệu giữa computer và network

 Máy gửi phải cung cấp địa chỉ của máy nhận

 Máy gửi có thể phải sử dụng các dịch vụ của mạng

 Phần mềm cụ thể được sử dụng ở lớp này phụ thuộc vào loại mạng được sử dụng (LAN, packet switched etc.)

Trang 22

Trang 23

Application Layer

Hỗ trợ các ứng dụng khác nhau của NSD

Thí dụ: e-mail, file transfer

Trang 24

Addressing Requirements: Mỗi thực thể trong toàn bộ hệ thống phải

có một địa chỉ duy nhất Thực tế cần đến 2 mức đánh địa chỉ:

 Mỗi máy tính cần một địa địa chỉ mạng duy nhất

 Mỗi chương trình ứng dụng trên một multi-tasking computer cần 1 địa chỉ

duy nhất trong máy tính đó:

– SAP - the Service Access Point

24/43

Trang 25

Protocols in Simplified Architecture

Trang 26

Protocol Data Units (PDU)

 Tại mỗi lớp đều sử dụng các giao thức để truyền thông

 Tại mỗi lớp đều cần bổ sung thông tin điều khiển vào số liệu

của NSD

 Lớp Transport có thể phân mảnh số liệu của NSD

 Mỗi mảnh được bổ sung một header

– Địa chỉ SAP tại đích (Destination SAP)

– Số thứ tự gói tin (Sequence number)

– Mã phát hiện lỗi (Error detection code)

 Data + header  TPDU (Transport PDU)

26/43

Trang 27

Network PDU

 Network Access Protocol bổ sung network header vào TPDU, có thể gồm:

– network address của máy đích

– các yêu cầu ưu tiên (Facilities requests)

Trang 28

Operation of a Protocol Architecture

28/43

Trang 29

Kiến trúc của bộ giao thức TCP/IP

 Được DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) phát

triển cho mạng chuyển mạch góiARPANET

 Được sử dụng trong Internet

 Không có mô hình chính thức, nhưng là bộ giao thức đang được sử

Trang 30

Physical Layer

 Giao diện vật lý giữa thiết bị truyền số liệu (e.g computer) và

môi trường truyền hoặc mạng

 Giải quyết các vấn đề liên quan đến

– Đặc tính của môi trường truyền

Trang 31

Network Access Layer

 Giải quyết các vấn đề liên quan đến việc trao đổi số

liệu giữa end system và network

 Máy gửi cần cung cấp cho mạng địa chỉ của máy đích

 Máy gửi cần sử dụng các dịch vụ của mạng, thí dụ

quyền ưu tiên

Trang 32

Internet Layer (IP)

 Hai end systems cần truyền thông cho nhau có thể

được nối với 2 mạng khác nhau

 cần các chức năng Routing để gửi các gói tin qua

nhiều mạng, từ nguồn đến đích

 Giao thức IP được thực hiện trên các hệ thống cuối

(end systems) và cả trên các routers

32/43

Trang 33

Transport Layer (TCP)

Đảm bảo việc trao đổi số liệu tin cậy

Đúng thứ tự

+ một số chức năng khác nữa

Trang 34

Trang 35

Trang 36

OSI (ISO OSI) Model

OSI = Open Systems Interconnection

Được phát triển bởi:

ISO = International Organization for Standardization

OSI là mô hình lý thuyết, ra đời quá muộn !

TCP/IP ra đời sau, là một “de facto standard”

36/43

Trang 37

Application Tạo ra giao diện thuận tiện giữa NSD và môi trường truyền tin; cung cấp các dịch vụ hỗ trợ cho các ứng dụng (kiểu phân tán) không thuộc mô hình OSI: email, ftp, www

Presentation Giải quyết các vấn đề liên quan đến cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin được truyền  các máy tính sử dụng các biểu diễn dữ liệu khác nhau có thể truyền thông với nhau Tầng này

cũng thực hiện các dịch vụ như nén hoặc mã hoá dữ liệu

Session Tổ chức và đồng bộ việc trao đổi dữ liệu giữa các tiến trình ứng dụng, cho phép NSD trên các máy khác nhau thiết lập, duy trì, huỷ bỏ, đồng bộ phiên truyền thông giữa họ, đăng nhập từ xa

vào những hệ thống chia sẻ thời gian

Transport Cung cấp dịch vụ vận chuyển số liệu tin cậy giữa các end-point; kiểm soát lỗi và điều khiển lưu lượng kiểu end-to-end; thực hiện ghép kênh và phân kênh

Network Routing, giao tiếp giữa các mạng, congestion control Trong đó routing là vấn đề quan trọng nhất.

 Cung cấp dịch vụ truyền số liệu độc lập với các công nghệ mạng.

Data Link Thiết lập, duy trì, huỷ bỏ các liên kết dữ liệu, kiểm soát lỗi truyền, điều khiển lưu lượng, điều khiển truy cập môi trường truyền thông.

Mô hình OSI

Trang 38

OSI vs TCP/IP

38/43

Trang 39

1.5 Các chuẩn (Standards)

 Nền công nghiệp truyền thông đòi hỏi phải có các chuẩn

để cho các thiết bị có thể truyền thông với nhau

 Ưu điểm của việc đặt ra các chuẩn

– Đảm bảo cho các thiết bị và phần mềm có một thị trường lớn

– Đảm bảo cho các sản phẩm của các nhà cung cấp khác nhau có

thể truyền thông với nhau

 Nhược điểm

– Làm đông cứng công nghệ (Freeze technology)

– Có thể có nhiều chuẩn cho cùng một loại sản phẩm

– Ngày nay, các tổ chức đặt ra các chuẩn đang cộng tác với nhau

ngày càng chặt chẽ

Trang 41

Internet Society (= ISOC)

 Tổ chức tự nguyện, các thành viên chuyên nghiệp, giám sát một số

ban (board) và nhóm đặc nhiệm (Task force) liên quan đến việc

phát triển và chuẩn hoá Internet (các giao thức thuộc bộ giao thức

TCP/IP)

 Ba cơ quan thuộc Internet Sciety

– IAB (Internet Architecture Board): có nhiệm vụ định nghĩa kiến trúc tổng

thể của Internet; đưa ra các hướng dẫn và định hướng cho đội đặc nhiệm

IETF.

– IETF (Internet Engineering Task Force) / Working Group: là đội đặc

nhiệm về công nghệ giao thức và phát triển giao thức.

– IESG (Internet Engineering Steering Group): quản lý về mặt kỹ thuật các

Trang 42

Internet Society (= ISOC)

 IETF

– Có các nhóm (working group) phát triển các chuẩn và các giao thức mới

– Trong quá trình làm việc, các nhóm có thể đưa ra “Internet Draft” vào online directory

Sau 6 tháng nếu được IESG chấp thuận, “Internet Draft” được công bố  RFC Ngược

lại, phải rút khỏi directory.

 IESG quyết định RFC nào được trở thành chuẩn Internet, theo các tiêu chí:

– Be stable and well understood

– Be technically competent (khá về mặt kỹ thuật)

– Have multiple, independent, and interoperable implementations with substantial

operational experience

– Enjoy significant public support

– Be recognizably useful in some or all parts of the Internet

42/43

Trang 43

Hết chương 1

Tiêu đề	Truyền số liệu và mạng máy tính
Tác giả	Nguyễn Đình Việt
Trường học	Đại học Quốc gia Hà Nội
Chuyên ngành	Công nghệ
Thể loại	Bài giảng
Năm xuất bản	2004
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	340,5 KB