Bài giảng: Mạng Máy Tính pps

8/15/1004 6Bài 1 Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm Mạng máy tính là một hệ thống gồm hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau bởi một đường truyền vật lý theo một quy ước nào đó để chia

MẠNG MÁY TÍNH

8/15/1004 2

MẠNG MÁY TÍNH

8/15/1004 4

Tài Liệu Tham Khảo Chính

Nội Dung

Mạng Máy Tính Thuật ngữ và khái niệm

Phương tiện truyền tải và tiêu chuẩn mạng

phương pháp truy cập, kiến trúc và các thiết bị nối mạng

Giới thiệu về Switch

Giới thiệu về Router

Chuyển Mạch LAN Các Vấn đề về truyền thông trên mạng LAN Mạng Lan ảo VLAN

Hệ điều hành mạng Linux

(thuc hanh)

8/15/1004 5

1 Mạng máy tính và các hệ thống mở - Nguyễn Thúc Hải

2 Cốt tủy về mạng (Phạm Cao Hoàn Phạm Đình Phước, Nguyễn Văn Khôi)

3 Giáo trình hệ thống mạng máy tính CCNA (3 tập) - Cisco Systems

(Khương Anh chủ biên)

4 Cisco certified Network Associate CCNA

5 Cisco certified Network professinal CCNP

6 Quản trị hệ thống Linux (Nguyễn thanh thuỷ)

8/15/1004 6

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

Mạng máy tính là một hệ thống gồm

hai hay nhiều máy tính được kết nối

với nhau bởi một đường truyền vật lý

theo một quy ước nào đó để chia sẻ

tài nguyên và các dịch vụ

1.1 Định nghĩa mạng máy tính

8/15/1004 7

Tài nguyên dùng chung có thể là file dữ liệu (file văn bản, file ảnh, file chương trình…), và các thiết bị (ổ đĩa, máy in, fax, modem) hoặc một dịch vụ như cơ sở dữ liệu hay một hệ thống cho thư điện tử.

Các hệ độc lập phải được kết nối thông qua một đường truyền (gọi là môi trường truyền dẫn) sử dụng

để truyền tài nguyên hoặc các dịch vụ giữa các máy tính với nhau Tất cả các hệ thống trên đường truyền phải tuân theo một loạt nguyên tắc thông tin chung, để

dữ liệu có thể đến đúng nơi đã định trước cho nó hoặc

để các hệ thống thu, phát có thể hiểu được nhau Các quy tắc quy ước đó được gọi là các giao thức (protocol)

8/15/1004 8

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

8/15/1004 9

Đường truyền vật lý: là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng để truyền các tín hiệu điện tử giữa các máy tính Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on - off) Tất cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ Tùy theo tần

số của sóng điện từ có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu

1.2 Các yếu tố của mạng máy tính

Đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý là dải thông Dải thông của một đường truyền chính là dải tần số mà nó có thể đáp ứng được Tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi

là thông lượng của đường truyền - thường được tính bằng số lượng bit được truyền đi trong một giây (Bps) Thông lượng còn được đo bằng đơn vị khác là Baud (lấy từ tên nhà bác học - Emile Baudot) Baud biểu thị số lượng thay đổi tín hiệu trong một giây

8/15/1004 10

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

Việc truyền tín hiệu trên mạng cần phải có những quy tắc, quy ước

về nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) của dữ liệu cho tới các thủ tục gửi, nhận dữ liệu, kiểm soát hiệu quả và chất lượng truyền tin cũng như xử lý các lỗi, sự cố Yêu cầu về xử lý và trao đổi thông tin của người sử dụng càng cao thì các quy tắc càng nhiều và càng phức tạp hơn Tập hợp các quy tắc, quy ước đó gọi là giao thức của mạng

Giao thức mạng

Giao thức (Protocol) là tập các tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tính hoặc hai máy tính với nhau Các giao thức còn được gọi là nghi thức hoặc định ước của mạng

Một số giao thức được sử dụng rộng rãi trong các mạng LAN thường

sử dụng các phương pháp truy cập như: Contention, tokenpassing, polling

8/15/1004 11

Hệ điều hành mạng

Hệ điều hành mạng là một phần mềm hệ thống có các chức

năng sau:

 Quản lý tài nguyên của hệ thống, các tài nguyên này gồm:

• Tài nguyên thông tin (về phương diện lưu trữ) hay nói một cách đơn giản là quản lý tệp Các công việc về lưu trữ tệp, tìm kiếm, xoá, copy, nhóm, đặt các thuộc tính đều thuộc nhóm công việc này

• Tài nguyên thiết bị Điều phối việc sử dụng CPU, các thiết bị ngoại vi để tối ưu hoá việc sử dụng

 Quản lý người dùng và các công việc trên hệ thống: Hệ điều hành đảm bảo giao tiếp giữa người sử dụng, chương trình ứng dụng với thiết bị của hệ thống

Cung cấp các tiện ích cho việc khai thác hệ thống thuận lợi (ví

dụ FORMAT đĩa, sao chép tệp và thư mục, in ấn chung )

là máy khách (client) hoặc máy chủ (server), không có sự phân biệt vai trò, không có máy nào được sử dụng để chuyên cung cấp một dịch vụ (chẳng hạn lưu trữ tập tin).

Mạng bình đẳng thường sử dụng các hệ điều hành như: Windows for Workgroups, Windows 98 và Windows NT Workstation…

8/15/1004 13

No Central Management

Peer to Peer

Máy chủ có vai trò đặc biệt quan trọng trong hệ thống mạng Máy chủ thường xuyên phải tiếp nhận, phân tích các yêu cầu khác nhau của máy khách về tài nguyên và đáp ứng các yêu cầu này Vì vậy máy chủ thường có bộ xử lý mạnh, bộ nhớ và không gian đĩa cứng lớn, phải có

độ tin cậy và tính ổn định cao.

Mạng khách/chủ thường sử dụng các hệ điều hành như: Windows NT/2000/2003 Server, Unix, Linux…

Ví dụ điển hình của mô hình mạng khách / chủ là khi bạn sử dụng Internet, khi đó bạn sẽ được kết nối với máy chủ và sử dụng tài nguyên của máy chủ đó

8/15/1004 15Server-Based Network

Bảo mật Bảo mật được thiết lập bởi

người sử dụng trên mỗi máy tính

Hệ thống bảo mật dữ liệu và người dùng được thiết lập cho toàn mạng và quản lý bởi server

Quản trị Mỗi người sử dụng chịu

trách nhiệm quản lí tài khoản của mình và không cần tới người quản trị mạng chung

Quản lí mạng tập chung, đòi hỏi có ít nhất 1 người quản trị mạng

8/15/1004 17

Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý

1.4 Phân loại mạng máy tính

Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ,

kết nối các máy tính trong một khu vực nhỏ Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao như cáp đồng trục, cáp xoắn hay cáp quang LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ quan, tổ chức để chia sẻ các tài nguyên trên mạng như máy in màu, ổ đĩa CD-ROM, các phần mềm ứng dụng và các cơ sở dữ liệu cần thiết khác Trước khi phát triển công nghệ LAN, các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích, sau khi kết nối mạng rõ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội Để tận dụng hết những ưu điểm của mạng LAN người ta đã kết nối các LAN riêng biệt vào mạng diện rộng (WAN).

Local Area Network (LAN)

8

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

8/15/1004 19

Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng,

kết nối máy tính trong một khu vực địa lý rộng lớn như một thành phố hoặc rải rác khắp cả nước Các WAN có thể được tạo thành từ việc kết nối các LAN lại với nhau thông qua các hệ thống viễn thông như điện thoại, vệ tinh

8/15/1004 20

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

 Địa phương hoạt động: Liên quan đến khu vực địa lý thì mạng cục bộ sẽ là mạng liên kết các máy tính nằm

ở trong một khu vực nhỏ Khu vực có thể bao gồm một tòa nhà hay là một khu nhà Điều đó hạn chế bởi khoảng cách đường dây cáp được dùng để liên kết các máy tính của mạng cục bộ (Hạn chế đó còn là hạn chế của khả năng kỹ thuật của đường truyền dữ liệu) Ngược lại mạng diện rộng là mạng có khả năng liên kết các máy tính trong một vùng rộng lớn như là một thành phố, một miền, một đất nước, mạng diện rộng được xây dựng để nối hai hoặc nhiều khu vực địa lý riêng biệt

8/15/1004 21

 Tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền: Do các

đường cáp của mạng cục bộ đươc xây dựng trong một khu vực nhỏ cho nên nó ít bị ảnh hưởng bởi tác động của thiên nhiên (như là sấm chớp, mưa gió ) Điều đó cho phép mạng cục bộ có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao mà chỉ chịu một tỷ lệ lỗi nhỏ Ngược lại với mạng diện rộng do phải truyền ở những khoảng cách khá xa với những đường truyền dẫn dài có khi lên tới hàng ngàn km Do vậy mạng diện rộng không thể truyền với tốc độ quá cao vì khi đó tỉ lệ lỗi sẽ trở nên khó chấp nhận được Mạng cục

bộ thường có tốc độ truyền dữ liệu từ 4 đến 16 Mbps và đạt tới

100 Mbps nếu dùng cáp quang Còn phần lớn các mạng diện

rộng cung cấp đường truyền có tốc độ thấp hơn nhiều như T1 với

1.544 Mbps hay E1 với 2.048 Mbps

T1 cung cấp sự kết nối và truyền tải đến từng điểm trên toàn bộ 24 kênh, T3 tương tự T1 nhưng là 672 kênh

8/15/1004 22

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

xây dựng, quản lý, duy trì các đường truyền dẫn nên khi xây dựng mạng diện rộng người ta thường sử dụng các đường truyền được thuê từ các công ty viễn thông hay các nhà cung cấp dịch vụ truyền số liệu Tùy theo cấu trúc của mạng những đường truyền đó thuộc cơ quan quản lý khác nhau như các nhà cung cấp đường truyền nội hạt, liên tỉnh, liên quốc gia Các đường truyền đó phải tuân thủ các quy định của chính phủ các khu vực có đường dây đi qua như: tốc độ, việc mã hóa Còn đối với mạng cục bộ thì công việc đơn giản hơn nhiều, khi một cơ quan cài đặt mạng cục bộ thì toàn bộ mạng sẽ thuộc quyền quản lý của cơ quan đó

8/15/1004 23

tin được đi theo con đường xác định bởi cấu trúc của mạng Khi người ta xác định cấu trúc của mạng thì thông tin sẽ luôn luôn

đi theo cấu trúc đã xác định đó Còn với mạng diện rộng dữ liệu cấu trúc có thể phức tạp hơn nhiều do việc sử dụng các dịch vụ truyền dữ liệu Trong quá trình hoạt động các điểm nút có thể thay đổi đường đi của các thông tin khi phát hiện ra có trục trặc trên đường truyền hay khi phát hiện có quá nhiều thông tin cần truyền giữa hai điểm nút nào đó Trên mạng diện rộng thông tin

có thể có các con đường đi khác nhau, điều đó cho phép có thể

sử dụng tối đa các năng lực của đường truyền hay nâng cao điều kiện an toàn trong truyền dữ liệu

 Dạng thông tin chuyển giao : Phần lớn các mạng diện rộng hiện nay được phát triển cho việc truyền đồng thời trên đường truyền nhiều dạng thông tin khác nhau như: video, tiếng nói, dữ liệu Trong khi đó các mạng cục bộ chủ yếu phát triển trong việc truyền dữ liệu thông thường Điều này có thể giải thích vì sao việc truyền các dạng thông tin như video, tiếng nói trong một khu vực nhỏ ít được quan tâm hơn như khi truyền qua những khoảng cách lớn

8/15/1004 24

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

Mạng chuyển mạch kênh (circuit switched network):

Phân loại mạng theo kỹ thuật chuyển mạch

S2

S6 S1

tần Vì vậy kiểu mạng này thường có giá thành cao.

8/15/1004 26

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

Mạng chuyển mạch thông báo (message switched network):

Thông báo (message) là một đơn vị thông tin của người sử dụng

có khuôn dạng được quy định trước Mỗi thông báo có chứa các thông tin điều khiển trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thông báo Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của thông báo Như vậy mỗi nút cần phải lưu giữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo, nếu thấy thông báo không gửi cho mình thì tiếp tục chuyển tiếp thông báo đi Tùy vào điều kiện của mạng mà thông báo có thể được truyền đi theo nhiều con đường khác nhau

S2

S6 S1

S4

2

1

8/15/1004 27

Ưu điểm của phương pháp này là :

Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể truyền thông

Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông tin tạm thời sau đó mới chuyển thông báo đi, do đó có thể điều chỉnh để làm giảm tình trạng tắc nghẽn trên mạng

 Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo.

Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gắn địa chỉ quảng bá (broadcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích

Nhược điểm của phương pháp này là :

 Không hạn chế được kích thước của thông báo dẫn đến phí tổn lưu giữ tạm thời cao ảnh hưởng đến thời gian trả lời yêu cầu của các trạm

và chất lượng truyền tin.

8/15/1004 28

S2

S6 S1

S4

4 1

1

3 4

3

3 2

2 4

1

2 4 3 1

message

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

Mạng chuyển mạch gói (packet switched network):

Trong trường hợp này, mỗi thông báo được chia ra thành nhiều phần nhỏ hơn được gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng qui định trước Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó

có địa chỉ nguồn (người gửi) và địa chỉ đích (người nhận) của gói tin Các gói tin của cùng một thông báo có thể được gửi đi qua mạng tới đích theo nhiều con đường khác nhau

8/15/1004 29

 Hình trạng mạng: Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt

hình học mà ta gọi là topo của mạng

Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng

Kiến trúc của mạng bao gồm hai yếu tố chính: hình trạng mạng (Network topology) và giao thức mạng (Network protocol)

 Giao thức mạng: Tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực

thể của mạng.

Khi phân loại theo topo mạng, người ta thường phân loại thành: mạng hình sao (star topology), mạng vòng (ring topology) và mạng tuyến (bus topology)…

Khi phân loại theo giao thức mà mạng sử dụng, người ta thường phân loại thành: mạng TCP/IP, mạng NetBIOS …

Phân loại theo hệ điều hàng mạng

Nếu phân loại theo hệ điều hành mạng người ta chia ra theo mô hình mạng ngang hàng, mạng khách/chủ hoặc phân loại theo tên

hệ điều hành mà mạng sử dụng: Windows NT, Unix, Novell

8/15/1004 30

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

1.5 Các dịch vụ trên mạng (Network service)

Dịch vụ kết nối cơ bản

 Dịch vụ địa chỉ (Redirector Service): Là dịch vụ dành cho các máy khách (client) Một máy khách phải có một phần mềm gọi

là redirector làm nhiệm vụ chặn các yêu cầu xuất nhập (I/O) vào

máy khách và kiểm tra để chuyển các yêu cầu đó về một máy tính khác

trở thành nơi nhận các yêu cầu về xuất nhập (I/O) từ các client

và đáp ứng các yêu cầu đó bằng cách trả dữ liệu ngược về qua các kênh liên lạc để đến client

8/15/1004 31

Các dịch vụ về tập tin (file services) cho phép các máy tính trên mạng chia sẻ các tập tin Người dùng cần trao đổi các tập tin có thể thực hiện tức thời, thay vì giải quyết bằng cách trao đổi các đĩa mềm, USB,

Các dịch vụ về tập tin

Điều khiển quyền truy cập là một tính năng của các dịch vụ tập tin Các dịch vụ tập tin cho phép người truy cập và quản lý các tập tin dữ liệu, song đồng thời cũng hạn chế người dùng theo các mức

độ khác nhau để các tập tin không bị ghi đè hoặc xoá nhầm

8/15/1004 32

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

 Người dùng có khả năng truy xuất liên tục dữ liệu với tốc độ cao mà không cần phải rời khỏi bàn làm việc

 Hệ điều hành mạng (NOS - network operating system) cung cấp và điều phối các chương trình và dữ liệu lưu trữ trên đĩa cứng của server (file dùng chung) Người ta tạo nơi chứa file dữ liệu trên server nhằm tăng tính an toàn lại kiểm soát được tài liệu và sao lưu tập tin.

Chuyển giao tập tin

Lưu trữ tập tin

Đồng bộ hóa việc cập nhật tập tin

Là một biện pháp bảo đảm tất cả mọi người dùng đều nhận được bản sao mới nhất của tập tin Dịch vụ này có thể hiển thị ngày, giờ để biết tập tin nào được lưu gần nhất Căn cứ vào việc người dùng đã truy xuất tập tin (dựa vào ngày giờ), dịch vụ này sẽ cập nhật tất cả các bản sao theo phiên bản mới nhất

8/15/1004 35

khi dùng các thiết bị đắt tiền như máy vẽ, máy in màu…)

Dịch vụ in ấn

 Các máy in có thể đặt bất kỳ ở đâu, chứ không nhất thiết đặt cạnh PC của người dùng

với in trực tiếp bởi các client vẫn có thể làm việc khác trong khi chờ in

 Các dịch vụ in hiện đại có thể cho phép người dùng gửi các bản fax qua mạng như một dich vụ truyền fax

8/15/1004 36

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

 Tích hợp mọi thông tin (địa chỉ, vị trí, dạng thức truyền thông… ) về các đối tượng trên mạng thành một cấu trúc thư mục chung.

 Chức năng chính của nó giống như một dịch vụ trả lời điện thoại, đáp ứng các yêu cầu về tra cứu nguồn tư liệu trên mạng

 Khi một client có yêu cầu sử dụng máy in, tìm một dịch vụ hay một ứng dụng nào đó thì dịch vụ này sẽ thông báo cho client ấy biết vị trí của tư liệu ở đâu hoặc tư liệu ấy có hay không

 Các dịch vụ thư mục có thể đơn giản hoá đáng kể các khối lượng công việc trên mạng

Dịch vụ thư mục

8/15/1004 37

Dịch vụ ứng dụng (application services) cho phép các ứng dụng huy động năng lực điện toán và khả năng chuyên môn của các máy tính khác trên mạng

Các dịch vụ ứng dụng

Dịch vụ ứng dụng cho phép cài đặt các hệ phục vụ chuyên dùng theo các chức năng cụ thể Một số trình ứng dụng dùng chung là dịch vụ cơ sở dữ liệu, thông tin liên lạc, hướng dẫn

8/15/1004 38

Bài 1

Bài 1: Thuật ngữ và khái niệm

Nó cho phép các ứng dụng thiết kế trên các client riêng rẽ rồi hợp nhất lại trên server, điều này rất phổ biến và được gọi là cơ sở

dữ liệu khách / chủ (client / server)

Với một cơ sở dữ liệu khách / chủ, các ứng dụng khách chủ được thiết kế để tận dụng các lợi thế đặc biệt của client và cơ sở

dữ liệu của hệ thống, cụ thể là:

Dịch vụ cơ sở dữ liệu

 Ứng dụng khách quản lí dữ liệu được người dùng nhập vào, hiển thị lên các màn hình, sau đó các báo cáo và yêu cầu về dữ liệu sẽ được gửi cho các dịch vụ cơ sở dữ liệu

 Dịch vụ cơ sở dữ liệu có chức năng quản lí các tập tin dữ liệu, thêm, xóa và hiệu chỉnh các mẫu tin trong cơ sở dữ liệu; truy vấn

về dữ liệu và nhận các yêu cầu từ client; cuối cùng truyền kết quả trở lại các client

ưu điểm hơn về thời gian, tính kinh tế Gần đây, các văn bản e-mail đã trở thành một hệ thống phức tạp vì trong đó bao gồm cả âm thanh, hình ảnh

8/15/1004 40

Bài 2

Bài 2: Phương tiện truyền tải và tiêu chuẩn mạng

2.1 Phương tiện truyền tải

Đặc tính của phương tiện truyền tải

Dải thông (bandwidth): Dải thông của một đường truyền chính

là dải tần số mà nó có thể đáp ứng được Dải thông của cáp truyền phụ thuộc vào độ dài cáp, cáp ngắn nói chung có dải thông lớn hơn so với cáp dài

Độ suy hao (attenuation): là độ đo sự yếu đi của tín hiệu trên đường truyền