Tài liệu Mạng máy tính tiếng Việt

Tài liệu Mạng máy tính tiếng Việt hướng dẫn này sẽ cung cấp cho bạn các cơ sở của sự trao đổi dữ liệu và mạng máy tính DCN và cũng sẽ đưa bạn qua các khái niệm đa dạng liên quan tới DCN. Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu

Mục lục

Trao đổi dữ liệu & Mạng máy tính 7

Đối với độc giả 7

Điều kiện tiền đề 7

Tổng quan về Trao đổi dữ liệu và Mạng máy tính 7

Phân loại mạng máy tính 8

Liên kết theo khoảng không gian 8

Liên kết nội bộ 8

Quản lý 9

Cấu trúc mạng 9

Các ứng dụng mạng 9

Các loại mạng máy tính trong DCN 9

Mạng khu vực cá nhân (PAN) trong DCN 10

Mạng khu vực nội bộ (LAN) trong DCN 10

Mạng khu vực trung tâm (MAN) trong DCN 11

Mạng khu vực rộng (WAN) trong DCN 12

Mạng internet trong DCN 13

Các công nghệ mạng LAN trong DCN 14

Công nghệ Ethernet trong DCN 14

Công nghệ Fast-Ethernet trong DCN 15

Công nghệ Giga-Ethernet trong DCN 15

Công nghệ Mạng LAN ảo trong DCN 15

Không gian mạng trong DCN 16

Cấu trúc không gian Point-to-Point trong DCN 17

Cấu trúc không gian bus (Bus Topology) trong DCN 17

Cấu trúc ngôi sao (Star Topology) trong DCN 18

Cấu trúc vòng tròn (Ring Topology) trong DCN 19

Cấu trúc cây (Tree Topology) trong DCN 20

Daisy Chain trong DCN 21

Cấu trúc lai (Hybrid Topology) trong DCN 21

Mô hình mạng máy tính trong DCN 22

Các tác vụ được phân tầng trong DCN 22

Mô hình OSI trong DCN 23

Mô hình Internet trong DCN 25

Bảo mật mạng máy tính trong DCN 25

Mật mã hóa khóa Private trong DCN 27

Mật mã hóa khóa Public trong DCN 27

Tiêu hóa tin (Message Digest) trong DCN 28

Giới thiệu Tầng vật lý trong DCN 28

Các tín hiệu 28

Suy truyền (transmission impairment) 29

Phương tiện truyền tải 30

Dung lượng kênh 30

Kỹ thuật dồn/ghép (multiplexing) 31

Sự chuyển mạch 31

Truyền tải kỹ thuật số (digital) trong DCN 31

Biến đổi số tới số (digital-to-digital) trong DCN 31

Mã hóa dòng dữ liệu trong DCN 32

Mã hóa đơn cực uni-polar trong DCN 32

Mã hóa có cực trong DCN 33

 Return to Zero (RZ) 34

 Manchester 35

 Manchester vi sai (differential) 35

Mã hóa song cực (bipolar encoding) trong DCN 35

Mã hóa khối trong DCN 36

Sự biến đổi từ dữ liệu tương tự sang Kỹ thuật số trong DCN 36

Lấy mẫu 37

Lượng tử hóa trong DCN 37

Mã hóa 38

Các chế độ truyền tải 38

Truyền tải song song 38

Truyền tải theo dãy (chuỗi) 39

Truyền tải theo chuỗi không đồng bộ 39

Truyền tải theo chuỗi đồng bộ 39

Truyền tải tương tự (analog) trong DCN 39

Sự chuyển đổi từ kỹ thuật số thành tương tự trong DCN 40

Sự chuyển đổi từ tương tự sang tương tự trong DCN 42

Phương tiện truyền tải trong DCN 45

Phương tiện từ tính 46

Cáp xoắn đôi (twisted pair cable) 46

Cáp đồng trục 47

Các dây dẫn điện (Power Lines) 48

Cáp quang 49

Truyền tải không dây trong DCN 50

Truyền tải vô tuyến 51

Truyền tải sóng cực ngắn 52

Truyền tải của tia hồng ngoại 53

Sự truyền ánh sáng 53

Kỹ thuật ghép kênh bằng chia tần số (FDM) trong DCN 54

Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) trong DCN 55

Ghép kênh phân chia theo biên độ sóng trong DCN 56

Ghép kênh phân chia mã hóa (CDM) trong DCN 56

Sự chuyển mạng trong DCN 56

Chuyển mạch (Circuit Switching) 57

Chuyển mạng tin báo 58

Chuyển mạch gói dữ liệu 59

DCN - Giới thiệu về Tầng data-link 59

Chức năng của tầng data-link 60

Phát hiện và chỉnh sửa lỗi trong DCN 61

Các kiểu lỗi 61

Phát hiện lỗi 62

Kiểm tra chẵn lẻ (Prity Check) 62

Cyclic Redundancy Check (CRC) 63

Chỉnh sửa lỗi 64

DCN - Giao thức và kiểm soát data-link 64

Kiểm soát luồng trong tầng data-link 64

Kiểm soát lỗi trong tầng data-link 65

 Stop and Wait ARQ 66

 Go-Back-N ARQ 67

 Selective Repeat ARQ (lặp có lựa chọn) 69

Giới thiệu Tầng mạng trong DCN 70

Các chức năng Tầng-3 70

Các đặc điểm của Tầng mạng 70

Định vị mạng trong DCN 71

Định tuyến Tầng mạng trong DCN 73

Định tuyến Unicast 74

Định tuyến Broadcast 74

Định tuyến Multicast 75

Định tuyến Anycast 76

Các giao thức định tuyến Unicast 77

 Giao thức định tuyến vecto khoảng cách (Distance Vector Routing Protocol) 77

 Giao thức định tuyến trạng thái kết nối (Link State) 77

Các giao thức định tuyến Multicast 78

Các thuật toán định tuyến 78

Flooding 78

Đường truyền ngắn nhất 79

Liên mạng trong DCN 79

Kỹ thuật Tunneling trong DCN 80

Sự phân mảnh gói dữ liệu trong DCN 81

Các giao th ức Tầng mạng trong DCN 82

Giao thức phân giải địa chỉ (ARP) 82

Giao thức thông báo điều khiển internet (ICMP) 84

IP phiên bản 4 (IPv4) 84

IP phiên bản 6 (IPv6) 85

Giới thiệu Tầng truyền tải trong DCN 85

Các tính năng 86

Giao tiếp end-to-end 86

Giao thức TCP trong DCN 87

Các đặc điểm 87

Header 87

Ghi địa chỉ 89

Quản lý kết nối 90

Sự thành lập 90

Sự tháo bỏ 91

Kiểm soát luồng và Kiểm soát lỗi 91

Sự ghép kênh 91

Kiểm soát tắc nghẽn 92

Quản lý đồng hồ bấm giờ 92

Đồng hồ bấm giờ thời gian sống (Keep-alive timer () 92

Đồng hồ bấm giờ truyền tải lại (retransmission timer) 92

Đồng hồ bấm giờ tiếp tục (persist timer) 92

Thời gian đợi (timed-wait) 93

Phục hồi lại sự tạm dừng 93

Giao thức UDP trong DCN 93

Yêu cầu của UDP 94

Các đặc điểm 94

UDP Header 94

Ứng dụng UDP 95

Giới thiệu Tầng ứng dụng trong DCN 95

Mô hình Client-Server trong DCN 96

Giao tiếp trong DCN 98

Thủ tục gọi hàm từ xa trong DCN 98

Giao thức Tầng ứng dụng trong DCN 99

Hệ thống tên miền (Domain Name System) trong DCN 99

Giao thức truyền tải mail đơn giản (Simple Mail Transfer Protocol) trong DCN 99

Giao thức truyền tải file (File Transfer Protocol) trong DCN 100

Giao thức POP (Post Office Protocol) trong DCN 100

Giao thức truyền tải siêu văn bản (HTTP) trong DCN 100

Dịch vụ mạng trong DCN 101

Các dịch vụ thư mục 101

Các dịch vụ file 102

Các dịch vụ trao đổi thông tin 102

Các dịch vụ ứng dụng 103

Tài liệu tham khảo về DCN 104

Các đường link hữu ích về DCN 104

Trao đổi dữ liệu & Mạng máy tính

Trao đổi dữ liệu liên quan tới sự truyền của các dữ liệu dạng số giữa hai hoặc nhiều máy tính và

một mạng máy tính hoặc một mạng dữ liệu là một mạng truyền thông mà cho phép các máy tính

trao đổi dữ liệu với nhau Sự kết nối vật lý giữa các thiết bị máy tính được kết nối mạng được thiết

lập sử dụng phương tiện cáp hoặc phương tiện không dây Mạng máy tính được biết đến nhiều

nhất là mạng internet

Phần hướng dẫn này sẽ cung cấp cho bạn các cơ sở của sự trao đổi dữ liệu và mạng máy tính

DCN và cũng sẽ đưa bạn qua các khái niệm đa dạng liên quan tới DCN (Data Communication and

Computer Network)

Loạt bài hướng dẫn của chúng tôi dựa trên nguồn tài liệu của: Tutorialspoint

Đối với độc giả

Phần hướng dẫn này được chuẩn bị cho những người đam mê về khoa học máy tính để giúp họ

hiểu các khái niệm cơ bản liên quan tới DCN Sau khi hoàn thành phần hướng dẫn này, bạn sẽ

thấy chính mình ở một mức độ trung bình trong sự hiểu biết về DCN và từ đó bạn có thể nâng cao

trình độ của mình lên

Điều kiện tiền đề

Trước khi bắt đầu tiến hành phần hướng dẫn này, chúng tôi giả sử rằng bạn đã có những sự hiểu

biết cơ bản về các khái niệm máy tính như bàn phím, chuột,, màn hình, đầu vào, bộ nhớ sơ cấp, và

bộ nhớ thứ cấp… là gì

Tổng quan về Trao đổi dữ liệu và Mạng

máy tính

Một hệ thống các máy tính được liên kết với nhau và các thiết bị ngoại vi được điện toán hóa như

các máy in được gọi là mạng máy tính Sự liên kết này bên trong các máy tính làm cho thông tin

chia sẻ trong chúng được dễ dàng Các máy tính có thể kết nối với mỗi máy khác bởi phương tiện

kết nối dây dẫn hoặc không dây

Phân loại mạng máy tính

Mạng máy tính được phân loại trên cơ sở các yếu tố đa dạng Chúng bao gồm:

 Liên kết theo khoảng không gian (geographical span)

 Liên kết nội bộ (inter-connectivity)

 Quản lý

 Cấu trúc

Liên kết theo khoảng không gian

Một mạng liên kết theo khoảng không gian có thể là một trong các loại sau:

 Nó có thể được kết nối qua bàn của bạn, bên trong các thiết bị Bluetooth Xếp dãy không dài

hơn vài mét

 Nó có thể được kết nối qua một tòa nhà, bao gồm các thiết bị trung gian để kết nối tất cả các

tầng

 Nó có thể được kết nối qua một thành phố

 Nó có thể được kết nối qua nhiều thành phố hoặc nhiều tỉnh

 Nó có thể được kết nối qua toàn thế giới

Liên kết nội bộ

Các thành phần của một mạng có thể được kết nối với nhau theo cách khác nhau trong một số

kiểu Bởi mối liên hệ, chúng ta có thể chia thành: theo cách logic, theo cách vật lý hoặc theo cả hai

cách

 Mỗi thiết bị đơn có thể được kết nối với mỗi thiết bị khác trên mạng, làm cho mạng khớp

nhau

 Tất cả các thiết bị có thể được kết nối tới một trung gian đơn nhưng khoảng không gian là

không kết nối, tạo cấu trúc bus

 Mỗi thiết bị được kết nối chỉ tới các thiết bị ngang hàng bên phải và trái, tạo cấu trúc tuyến

 Tất cả thiết bị được kết nối với nhau với một thiết bị đơn, tạo cấu trúc hình sao

 Tất cả các thiết bị được kết nối một cách tùy ý sử dụng tất cả các cách trên để kết nối mỗi

thiết bị với nhau, kết quả là tạo ra một cấu trúc lai (hỗn hợp)

Quản lý

Từ quan điểm quản lý, một mạng có thể là mạng tư nhân mà sở hữu bởi một hệ thống tự quản lý

đơn và không thể được truy cập từ bên ngoài miền logic và vật lý của nó Một mạng có thể là mạng

công cộng khi nó được truy cập bởi tất cả

Cấu trúc mạng

 Các mạng máy tính có thể được phân biệt vào trong các kiểu khác nhau như Client-Server,

ngang bằng hoặc lai (hỗn hợp), phụ thuộc vào cấu trúc của nó

 Có thể có một hoặc nhiều hệ thống đóng vai trò như server Các hệ thống khác là client, đưa

các yêu cầu tới server để phục vụ các đề nghị Server nhận và xử lý các yêu cầu của client

 Hai hệ thống có thể được kết nối ngang bằng theo kiểu Point-to-Point hoặc back-to-back

Chúng cùng một mức độ và được gọi là ngang bằng

 Có thể có một mạng hỗn hợp mà bao gồm cả hai kiểu cấu trúc trên

Các ứng dụng mạng

Các hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi được kết nối để tổ chức thành một mạng Chúng

cung cấp các lợi thế sau:

 Chia sẻ nguồn tài nguyên như máy in và các thiết bị lưu giữ

 Trao đổi thông tin (email, FTP)

 Chia sẻ thông tin bằng việc sử dụng web hoặc internet

 Tương tác với người sử dụng khác sử dụng các trang web động

 Điện thoại IP

 Video cuộc họp

 Điện toán song song

 Thư tín ngay lập tức (instant messaging)

Các loại mạng máy tính trong DCN

Hiểu theo nghĩa chung, các mạng được phân biệt dựa trên kết nối theo khoảng không gian của

chúng Một mạng có thể có khoảng cách nhỏ bằng với điện thoại của bạn và Bluetooth tai nghe

của nó và lớn như mạng internet, trải rộng toàn thế giới

Mạng khu vực cá nhân (PAN) trong DCN

Một mạng khu vực cá nhân (PAN) là một mạng nhỏ nhất của cá nhân người sử dụng Nó có thể

bao gồm Bluetooth PAN có dãy kết nối dài tới 10 mét PAN có thể bao gồm bàn phím và chuột

máy tính không dây, các Bluetooth, máy in không dây và các điều khiển từ xa

Ví dụ, Piconet là một mạng khu vực cá nhân Bluetooth mà có thể chứa tới 8 thiết bị được kết nối

với nhau theo loại chính-phụ

Mạng khu vực nội bộ (LAN) trong DCN

Một mạng máy tính kết nối bên trong một tòa nhà và quản lý dưới hệ thống quản trị đơn được gọi

chung như là một mạng khu vực nội bộ (LAN) Thông thường thì LAN trải rộng các văn phòng của

tổ chức, các trường học Số lượng các hệ thống được kết nối trong LAN có thể đa dạng từ ít nhất 2

cho tới nhiều nhất là 16 triệu

LAN cung cấp một cách hữu ích việc chia sẻ nguồn tài nguyên giữa những người sử dụng Các

nguồn tài nguyên như các máy in, các file trên server, và internet là dễ dàng có thể chia sẻ trong

câc máy tính

LAN được tạo thành từ các thiết bị mạng và thiết bị tuyến có giá trị rẻ Nó có thể bao gồm các

server nội bộ phục vụ lưu giữ các file và các ứng dụng được chia sẻ nội bộ khác Nó hầu như điều

hành trên các địa chỉ IP tư nhân và không bao gồm thiết bị tuyến nặng LAN làm việc dưới miền nội

bộ và được kiểm soát bởi trung tâm ở giữa

LAN sử dụng hoặc công nghệ Ethernet hoặc công nghệ Token-ring Ethernet được sử dụng rộng

rãi trong công nghệ LAN và sử dụng cấu trúc ngôi sao, trong khi Token-ring thì hiếm khi được nhìn

thấy

LAN có thể được kết nối bằng dây, không dây, hoặc cả hai

Mạng khu vực trung tâm (MAN) trong DCN

MAN nói chung mở rộng trải qua một thành phố như mạng cáp TV Nó có thể trong loại Ethernet,

Token-ring hoặc giao diện dữ liệu được phân phối bởi sợi quang (cáp quang) FDDI

Metro Ethernet là một dịch vụ mà được cung cấp bởi ISPs Dịch vụ này cho những người sử dụng

của nó khả năng để mở rộng mạng khu vực nội bộ Ví dụ, MAN có thể giúp một tổ chức để kết nối

tất cả các văn phòng của nó trong một thành phố

Xương sống của MAN là các cáp quang công suất và tốc độ cao MAN làm việc giữa mạng khu

vực nội bộ LAN và mạng khu vực rộng WAN MAN cung cấp đường link cho các mạng LAN tới các

mạng WAN hoặc internet

Mạng khu vực rộng (WAN) trong DCN

Như tên gọi đã đề cập, WAN bao phủ một khu vực rộng mà có thể kết nối qua các tỉnh và ngay cả

một quốc gia Nói chung, các mạng viễn thông là WAN Những mạng này cung cấp sự kết nối tới

các mạng MAN và LAN Từ khi chúng được trang bị với đường trục tốc độ cao, các mạng WAN sử

dụng các thiết bị mạng rất đắt đỏ

WAN có thể sử dụng các công nghệ tiên tiến như Asynchronous Transfer Mode (ATM), Frame

Relay, và mạng quang học đồng bộ (SONET) WAN có thể được quản lý bởi nhiều chính quyền

khác nhau

Mạng internet trong DCN

Một mạng của các mạng được gọi là internet Nó là mạng lớn nhất tồn tại trên hành tinh của chúng

ta Mạng internet này kết nối rộng rãi tất cả các mạng WAN và nó có thể có sự kết nối tới các mạng

LAN và mạng Home Internet sử dụng bộ giao thức TCP/IP và sử dụng IP như giao thức địa chỉ

của nó Ngày nay, internet được thực hiện rộng rãi sử dụng IPv4 Bởi vì sự thiếu các khoảng

không gian địa chỉ, nó dần dần chuyển từ IPv4 sang IPv6

Internet cho những người sử dụng khả năng chia sẻ và truy cập tới lượng thông tin khổng lồ trên

toàn thế giới Nó sử dụng WWW, FTP, các dịch vụ thư điện tử, audio và video… Tại mức độ lớn,

internet làm việc trên loại mẫu client-server

Internet sử dụng đường trục tốc độ cao của các sợi cáp quang Để kết nối các châu lục khác nhau,

các sợi được đặt dưới biển mà được biết như cáp thông tin ngầm

Internet được triển khai rộng rãi trên mạng toàn cầu WWW sử dụng các trang được kết nối HTML

và có thể truy cập bởi phần mềm khách được biết như các trình duyệt web Khi một người sử dụng

yêu cầu một trang sử dụng một vài trình duyệt đặt trên web server bất cứ đâu trên thế giới, web

server phản hồi các trang HTML chính xác theo yêu cầu Việc trì hoãn trao đổi thông tin này xảy ra

 Chia sẻ nguồn tài nguyên

 Audio and Video

Các công nghệ mạng LAN trong DCN

Dưới đây chúng tôi đưa ra các miêu tả ngắn gọn về các công nghệ mạng LAN:

Công nghệ Ethernet trong DCN

Ethernet là công nghệ LAN được triển khai rộng rãi Công nghệ này được phát minh bởi Bob

Metcalfe và D.R.Boggs vào năm 1970 Nó được tiêu chuẩn hóa trong IEEE 802.3 năm 1980

Ethernet chia sẻ phương tiện Mạng mà sử dụng phương tiện được chia sẻ có xác suất cao sự va

chạm dữ liệu Ethernet sử dụng công nghệ CSMA/CD (Carrier Sense Multi Access/Collision

Detection) để phát hiện các sự va chạm Khi xảy ra sự va chạm trong Ethernet, tất cả các host của

nó quay trở lại, chờ đợi trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên, và sau đó truyền tải lại dữ liệu

Bộ liên kết Ethernet là thẻ giao diện mạng được trang bị với địa chỉ 48 bit MAC Điều này giúp cho

các thiết bị Ethernet khác nhận diện và giao tiếp mới các thiết bị điều khiển từ xa trong Ethernet

Ethernet truyền thống sử dụng các chi tiết kỹ thuật 10BASE-T Số 10 ở đây là chỉ tốc độ 10MBPS,

BASE đại diện cho dải gốc, và T đại diện cho Thick Ethernet 10BASE-T Ethernet cung cấp tốc độ

truyền tải lên tới 10MBPS và sử dụng cáp đồng trục hoặc cáp cặp xoắn Cat-5 với bộ liên kết RJ-5

Ethernet theo kiểu cấu trúc ngôi sao với độ dài dải lên tới 100 mét Tất cả các thiết bị được kết nối

tới một trục/nút chuyển đổi trong một kiểu ngôi sao

Công nghệ Fast-Ethernet trong DCN

Để phục vụ các nhu cầu đang nổi lên nhanh chóng về các công nghệ phần mềm và phần cứng,

Ethernet mở rộng chính nó thành Fast-Ethernet Nó có thể chạy trên UTP, cáp quang, và không

dây Nó có thể cung cấp tốc độ lên tới 100MBPS Tiêu chuẩn này được đặt tên là 100BASE-T

trong IEEE 803.2 sử dụng cáp xoắn đôi Cat-5 Nó sử dụng kỹ thuật CSMA/CD cho phương tiện

được liên kết bằng dây để chia sẻ trong các host và công nghệ CSMA/CA (CA là viết tắt của

Collision Avoidance-tránh sự va chạm) cho mạng LAN không dây

Fast Ethernet trên cáp được định rõ dưới tiêu chuẩn 100BASE0FX mà cung cấp tốc độ lên tới 100

MBPS trên cáp Ethernet thông qua cáp có thể được mở rộng tới 100 mét trong chế độ ghép đôi

một nửa (half-duplex) và có thể đạt chiều dài lớn nhất lên tới 2000 mét trong chế độ full-duplex

thông qua các sợi đã chế độ

Công nghệ Giga-Ethernet trong DCN

Sau khi được giới thiệu vào năm 1995, Fast-Ethernet chỉ tồn tại trạng thái tốc độ cao của nó chỉ

trong 3 năm tới khi Giga-Ethernet được giới thiệu Giga-Ethernet cung cấp tốc độ lên tới 1000 mbit

mỗi giây IEEE 802.3ab tiêu chuẩn hóa Giga-Ethernet kết nối qua UTP sử dụng các cáp 5,

Cat-5e và Cat-6 IEEE 802.3ah định nghĩa Giga-Ethernet kết nối qua sợi

Công nghệ Mạng LAN ảo trong DCN

LAN sử dụng Ethernet mà làm việc trên phương tiện được chia sẻ Phương tiện được chia sẻ

trong Ethernet tạo một miền Broadcast (phát thanh)đơn và một miền Collision (va chạm) đơn Sự

giới thiệu của các thiết bị chuyển mạch tới Ethernet đã được gỡ bỏ vấn đề miền va chạm đơn và

mỗi thiết bị kết nối để chuyển đổi các công việc trong phạm vi miền va chạm đơn riêng biệt của nó

Nhưng ngay cả khi các thiết bị chuyển mạch công thể phân chia một mạng thành các miền

Broadcast riêng biệt

Mạng LAN ảo là một giải pháp để phân chia một miền Broadcast đơn thành nhiều miền Broadcast

Host trong một VLAN không thể giao tiếp tới một host khác Theo mặc định, tất cả các host được

đặt trong cùng một VLAN

Trong sơ đồ trên, các VLAN khác nhau được phân biệt trong các màu khác nhau Các host trong

một VLAN, ngay cả khi được kết nối trên cùng một Switch cũng không thể tìm thấy hoặc giao tiếp

với host khác trong VLAN khác VLAN là công nghệ tầng-2 (Layer-2) mà làm việc gần gũi trên

Ethernet Để gửi các gói thông tin giữa hai VLAN khác nhau, một thiết bị Layer-3 như Router được

yêu cầu

Không gian mạng trong DCN

Một Không gian mạng (Network Topology) là sự sắp xếp mà với nó các hệ thống máy tính và các

thiết bị mạng được kết nối với nhau Không gian có thể định rõ cả hai khía cạnh vật lý và logic của

mạng Cả không gian vật lý và logic có thể là cùng hoặc khác nhau trong cùng một mạng

Cấu trúc không gian Point-to-Point trong DCN

Các mạng ngang hàng Point-to-Point chứa hai host như máy tính, bộ chuyển mạch hoặc các cầu

dẫn, các server được kết nối back-to-back sử dụng một phần đơn của cáp Thường thì, việc tiếp

nhận kết thúc của một host được kết nối để gửi sự kết thúc khác và ngược trở lại

Nếu các host được kết nối một cách logic theo kiểu ngang hàng point-to-point, thì khi đó có thể có

nhiều thiết bị trung gian Nhưng các host cuối không nhận biết được các mạng nằm dưới và nhìn

thấy nhau khi chúng được kết nỗi một cách trực tiếp

Cấu trúc không gian bus (Bus Topology) trong DCN

Trong cấu trúc này, tất cả các thiết bị chia sẻ các đường kết nối hoặc cáp đơn Cấu trúc không gian

bus có vấn đề trong khi nhiều host gửi dữ liệu tại cùng một thời điểm Vì thế, cấu trúc không gian

bus hoặc sử dụng công nghệ CSMA/CD hoặc nhận ra một host như Bus Master để giải quyết vấn

đề này Nó là một mẫu đơn của mạng nơi mà một sự hỏng hóc của một thiết bị không ảnh hưởng

tới các thiết bị khác Nhưng sự hỏng hóc của đường dây thông tin được chia sẻ có thể làm các

thiết bị khác dừng hoạt động các chức năng của nó

Cả các đầu cuối của băng tần được chia sẻ có các thiết bị terminator đầu dây cuối Dữ liệu được

gửi chỉ theo một hướng và ngay sau khi nó tiến tới cuối, terminator gỡ bỏ dữ liệu khỏi đường dây

dẫn

Cấu trúc ngôi sao (Star Topology) trong DCN

Tất cả các host trong cấu trúc ngôi sao được kết nối tới một thiết bị trung tâm, được biết như là

hub, sử dụng một sự kết nối point-to-point Có sự tồn tại một sự kết nối point-to-point giữa các host

và hub Thiết bị hub có thể là bất kỳ thiết bị nào sau đây:

 Thiết bị Tầng-1 như hub hoặc bộ lặp

 Thiết bị Tầng-2 như cổng chuyển mạch hoặc cầu nối

 Thiết bị Tầng-3 như các đường dẫn (router) hoặc cổng

Như trong một cấu trúc Bus Topology, hub hoạt động như là một điểm đơn của sự hỏng hóc Nếu

hub lỗi, sự liên kết của tất cả các host tới các host khác sẽ gặp trục trặc Mỗi sự trao đổi thông tin

giữa các host, chỉ diễn ra thông qua hub Cấu trúc ngôi sao không đắt khi để liên kết thêm một

host, chỉ một cáp được yêu cầu và việc định hình là đơn giản

Cấu trúc vòng tròn (Ring Topology) trong DCN

Trong cấu trúc vòng tròn, mỗi thiết bị host kết nối chính xác với hai thiết bị khác, tạo một cấu trúc

hình tròn Khi một host cố gắng để giao tiếp hoặc gửi thông tin đến một host mà không liền kề với

nó, dữ liệu đi qua tất cả các host trung gian Để kết nối thêm một host trong cấu trúc đã tồn tại,

người quản lý có thể chỉ cần thêm một cáp

Việc hỏng hóc của bất kỳ host nào sẽ gây ra việc toàn cấu trúc gặp sự cố Vì thế, mỗi kết nối trong

vòng là một điểm lỗi Có nhiều phương thức mà dùng các vòng dự phòng

Cấu trúc hỗn độn (Mesh Topology) trong DCN

Trong kiểu cấu trúc này, một host được kết nối tới một hoặc nhiều host Kiểu cấu trúc này có các

host liên kết point-to-point với mỗi host khác hoặc có thể cũng có các host mà chỉ kết nối với một

vài host theo kiểu point-to-point

Các host trong cấu trúc Mesh cũng làm việc như là rơle cho các host khác mà không có các kết nối

trực tiếp point-to-point Cấu trúc Mesh có hai kiểu sau:

 Hỗn độn toàn phần (full mesh): Tất cả các host có kết nối point-to-point tới mỗi host khác

trong mạng Vì thế cho mỗi host mới, n(n-1)/2 kết nối được yêu cầu Nó cung cấp cấu trúc

mạng thích hợp nhất trong tất cả các cấu trúc mạng

 Hỗn độn cục bộ (partially mesh): Không phải tất cả các host có kết nối point-to-point tới

mỗi host khác Các host kết nối với nhau trong một vài kiểu tùy ý Cấu trúc này tồn tại ở nơi

mà chúng ta cần cung cấp sự tin cậy tới một vài host ngoài cấu trúc

Cấu trúc cây (Tree Topology) trong DCN

Cũng được biết như là cấu trúc phân thứ bậc, đây là mẫu phổ biến nhất của cấu trúc mạng được

sử dụng hiện tại Cấu trúc này mô phỏng cấu trúc ngôi sao và kế thừa các đặc tính của cấu trúc

bus

Cấu trúc này phân chia mạng thành nhiều mức/tầng của mạng Phần lớn trong các mạng LAN, một

mạng được chia thành ba kiểu thiết bị mạng Mức thấp nhất là tầng truy cập (access-layer) mà máy

tính có thể đính kèm Mức trung được biết như là mức phân phối, mà làm việc như là bộ điều chỉnh

mediator giữa mức cao hơn và mức thấp hơn Mức cao nhất được biết như là tầng lõi, và là điểm

trung tâm của mạng, ví dụ: gốc của cây mà từ đó các nhánh rẽ ra

Tất cả các host láng giềng có kết nối point-to-point giữa chúng Tương tự như cấu trúc bus, nếu

một gốc bị trục trặc thì toàn bộ mạng cũng sẽ bị lỗi Mặc dù nó không là điểm lỗi đơn Mỗi kết nối

phục vụ như là một điểm lỗi, việc thiếu sót mà phân mạng hệ thống thành đoạn đơn vị (đoạn không

thể chia ra được)

Daisy Chain trong DCN

Cấu trúc này kết nối tất cả các host trong một kiểu tuyến Tương tự với cấu trúc Vòng tròng, tất cả

các host được kết nối với chỉ hai host, trừ host kết thúc Nghĩa là, nếu host kết thúc trong chuỗi

Daisy được kết nối thì khi đó nó trở thành cấu trúc Vòng tròn

Mỗi kết nối trong cấu trúc chuỗi Daisy đại diện cho một điểm lỗi đơn Mỗi liên kết lỗi chia mạng

thành hai đoạn Mỗi host trung gian làm việc như là rơle cho các host trung gian của nó

Cấu trúc lai (Hybrid Topology) trong DCN

Một cấu trúc lai là một cấu trúc mà thiết kế của nó chứa nhiều hơn một cấu trúc Cấu trúc lai kế

thừa các ưu và nhược điểm của tất cả các cấu trúc trên

Hình ảnh trên đại diện cho một cấu trúc lai tùy ý Các cấu trúc kết nối có thể chứa các thuộc tính

của các cấu trúc ngôi sao, vòng tròn, bus, và chuỗi Daisy Hầu hết các mạng WAN được kết nối với

nghĩa của cấu trúc vòng tròn kép (dual-ring) và các mạng được kết nối tới chúng là hầu hết các cấu

trúc ngôi sao Internet là ví dụ điển hình nhất của cấu trúc lai

Mô hình mạng máy tính trong DCN

Ngành kỹ thuật xây dựng mạng là một nhiệm vụ phức tạp, mà liên quan đến phần mềm, xây dựng

chip, phần cứng, mạch điện tử Để dễ dàng hơn cho việc xây dựng mạng, khái niệm mạng được

phân chia thành nhiều tầng Mỗi tầng tham gia vào một nhiệm vụ cụ thể và độc lập với các tầng

khác Nhưng nói chung, hầu hết tất cả các nhiệm vụ xây dựng Subnet (Mạng phụ) thuộc vào tất cả

các tầng Các tầng chia sẻ dữ liệu giữa chúng và chúng chỉ phụ thuộc vào lẫn nhau để nhận đầu

vào và gửi đầu ra

Các tác vụ được phân tầng trong DCN

Trong cấu trúc tầng của mô hình mạng, một tiến trình mạng tổng thể được phân chia thành các

nhiệm vụ nhỏ Mỗi nhiệm vụ nhỏ sau đó được chỉ định tới một tầng cụ thể mà làm việc theo chuyên

môn tới một tiến trình với chỉ một nhiệm vụ Mọi tầng chỉ thực hiện một công việc cụ thể

Trong hệ thống trao đổi thông tin được phân tầng, một tầng của một host giải quyết một nhiệm vụ

được thực hiện bởi hoặc được thực hiện bởi tầng ngang hàng của nó trên host điều khiển từ xa

Nhiện vụ được bắt đầu có thể bởi tầng thấp nhất hoặc bởi tầng cao nhất Nếu nhiệm vụ được bắt

đầu bởi tầng cao nhất, nó được thông qua các tầng dưới để thực hiện việc xử lý tiến trình xa hơn

nữa Tầng thấp nhất thực hiện điều tương tự, nó xử lý nhiệm vụ và thông qua các tầng thấp hơn

Nếu nhiệm vụ được bắt đầu bởi hầu hết các tầng, thì khi đó path đảo ngược được tạo ra

Mọi tầng chung với nhau tất cả các phương tiện thực hiện, các giao thức, và các phương thức mà

nó yêu cầu để chạy các phần của nhiệm vụ Tất cả các tầng xác định đối tác bởi phần đầu và phần

cuối kết nối

Mô hình OSI trong DCN

Một mạng liên kết hệ thống mở là một tiêu chuẩn mở cho tất cả các hệ thống giao tiếp Mô hình

OSI được xây dựng bởi Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) Mô hình này có 7 tầng sau:

 Tầng ứng dụng (Application Layer): Tầng này có trách nhiệm cung cấp giao diện tới ứng

dụng người dùng Tầng này bao quanh các giao thức mà tương tác một cách trực tiếp với

người sử dụng

 Tầng trình bày (Presentation Layer): Tầng này xác định cách dữ liệu trong định dạng tự

nhiên của host điều khiển từ xa nên được trình bày trong định dạng tự nhiên của host

 Tầng phiên (Session Layer): Tầng này duy trì các phiên giữa các host từ xa Ví dụ, sau khi

việc xác thực người dùng/mật khẩu được thực hiện, host từ xa duy trì các phiên này trong

chốc lát và không yêu cầu lại việc xác thực trong khỏng thời gian kết nối

 Tầng vận chuyển (Transport Layer): Tầng này chịu trách nhiệm cho sự phân phối

end-to-end giữa các host

 Tầng mạng (Network Layer): Tầng này chịu trách nhiệm về chỉ định địa chỉ và địa chỉ duy

nhất các host trong một mạng

 Tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer): Tầng này chịu trách nhiệm đọc và viết dữ liệu từ

và trên các đường dẫn Các lỗi kết nối được phát hiện tại tầng này

 Tầng vật lý (Physical Layer): Tầng này định nghĩa phần cứng, dây cáp, đầu ra,…

Mô hình Internet trong DCN

Internet sử dụng dãy giao thức TCP/IP, mà được biết như là dãy internet Dãy này định nghĩa kiểu

Mô hình Internet mà chứa cấu trúc có 4 tầng Mô hình OSI là mô hình giao tiếp chung như Mô hình

Internet là những gì mà internet sử dụng cho tất cả giao tiếp của nó Internet là độc lập trong cấu

trúc mạng phân tầng của nó vì thế là Mô hình của nó Mô hình này có các tầng sau:

 Tầng ứng dụng (Application Layer): Tầng này xác định giao thức mà cho người sử dụng

khả năng tương tác với mạng Ví dụ: FTP, HTTP…

 Tầng vận chuyển (Transport Layer): Tầng này định nghĩa cách dữ liệu nên được trao đổi

giữa các host Giao thức chính tại tầng này là Giao thức điều khiển truyền tải (TCP) Tầng

này đảm bảo dữ liệu phân phối giữa các host theo thứ tự và chịu trách nhiệm cho sự phân

phối end-to-end

 Tầng Internet: Giao thức internet (IP) làm việc trên tầng này Tầng này là phương tiện cho

việc tạo địa chỉ và nhận ra host Tầng này định nghĩa tuyến (routing)

 Tầng liên kết (Link Layer): Tầng này cung cấp kỹ thuật của gửi và nhận dữ liệu thực sự

Không giống đối tác Mô hình OSI của nó, tầng này là độc lập với cấu trúc mạng và phần

cứng nằm dưới

Bảo mật mạng máy tính trong DCN

Trong những ngày đầu tiên của internet, sự sử dụng của nó được giới hạn trong các trường Đại

học và lĩnh vực quân sự cho mục đích nghiên cứu và phát triển Sau đó, khi tất cả các mạng được

sáp nhập với nhau và cấu thành internet, dữ liệu sử dụng để trao đổi thông qua mạng trao đổi công

cộng Con người thường có thể gửi dữ liệu và có thể là độ nhạy cao như các giấy ủy nhiệm ngân

hàng, tên tài khoản sử dụng, mật khẩu, tài liệu cá nhân, các chi tiết mua hàng trên mạng hoặc các

tài liệu thư tín tâm sự

Tất cả các mối đe dọa tới sự bảo mật là có chủ tâm, ví dụ: chúng chỉ xảy ra nếu cố tình kích hoạt

Các mối đe dọa tới sự bảo an có thể được phân chia thành các loại sau:

 Sự gián đoạn

Sự gián đoạn là một mối đe dọa tới sự bảo an mà trong đó tính khả dụng của các nguồn tài

nguyên bị đính kèm Ví dụ: một người sử dụng không thể truy cập vào server mà bị chặn

 Vi phạm quyền riêng tư (privacy breach)

Trong mối đe dọa này, quyền riêng tư của một người sử dụng bị dung hòa (bị can thiệp)

Một ai đó, người mà không được cấp quyền đang truy cập vào dữ liệu gửi hoặc nhận bởi

một người sử dụng đã được xác nhận

 Tính nguyên vẹn

Kiểu đe dọa này bao gồm bất cứ sự sửa đổi hoặc chỉnh sửa nào trong nội dung ban đầu

của thông tin Tệp đính kèm chặn và nhận dữ liệu được gửi bởi người gửi và sau đó tệp

đính kèm hoặc chỉnh sửa hoặc tạo ta dữ liệu lỗi và gửi tới người nhận Người nhận nhận

dữ liệu mà đinh ninh rằng nó được gửi bởi người gửi ban đầu

 Tính xác thực

Mối đe dọa này xuất hiện khi một đính kèm hoặc một người đe dọa tới sự bảo an, giả danh

một người chân thật và truy cập vào các nguồn tài nguyên hoặc giao tiếp với những người

sử dụng chân thật khác

Không công nghệ nào trong thế giới ngày nay có thể cung cấp tính an toàn là 100% Nhưng những

bước có thể được xây dựng để bảo vệ dữ liệu trong khi nó di chuyển trong một mạng không an

toàn hoặc internet Công nghệ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là Cryptography-mật mã học

Mật mã là một công nghệ mật mã hóa dữ liệu thuần văn bản mà làm cho nó khó để hiểu và biên

dịch Có một số thuật toán mật mã hóa có sẵn ngày nay như sau:

 Khóa mật (secret key)

 Khóa công cộng (public key)

 Tiêu hóa tin (message digest)

Mật mã hóa khóa Private trong DCN

Cả người gửi và người nhận có một khóa mật Khóa này được sử dụng để mật mã hóa dữ liệu tại

điểm cuối của người gửi Sau khi dữ liệu được mật mã hóa, nó được gửi trên miền công cộng tới

người nhận Bởi vì người nhận biết và có khóa mật này, các gói dữ liệu được mật mã hóa có thể

dễ dàng được giải mã

Ví dụ của Mật mã hóa khóa mật là Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu (DES) Trong mật mã hóa khóa mật,

nó được yêu cầu để có một khóa riêng cho mỗi host trên mạng, điều này làm cho nó khó để quản

lý

Mật mã hóa khóa Public trong DCN

Trong hệ thống mật mã hóa này, mọi người sử dụng có khóa mật riêng và nó không có trên miền

chia sẻ Khóa mật này không bao giờ được tiết lộ trên miền công cộng Song song với khóa mật,

mỗi người sử dụng có khóa công cộng riêng Khóa công cộng luôn luôn được tạo với mục đích

chung và được sử dụng bởi người gửi để mật mã hóa dữ liệu Khi người dùng nhận dữ liệu được

mật mã hóa, anh ta có thể dễ dàng giải mã nó bởi việc sử dụng khóa mật riêng của mình

Ví dụ của Mật mã hóa khóa công cộng là Rivest-Shamir-Adleman (RSA)

Tiêu hóa tin (Message Digest) trong DCN

Trong phương thức này, dữ liệu thực không được gửi, để thay cho đó, một giá trị băm (hash) được

tính toán và được gửi Điểm cuối người sử dụng khác, tính toán giá trị băm riêng của nó và so

sánh với giá trị vừa nhận Nếu cả hai giá trị băm được kết nối, thì khi đó nó chấp nhận, nếu không

thì nó sẽ loại bỏ

Ví dụ của Tiêu hóa tin (Message Digest) là MD5 hashing Nó được sử dụng rộng rãi trong việc xác

nhận, tại nơi này mật khẩu người sử dụng được kiểm tra với mật khẩu đã lưu trên server

Giới thiệu Tầng vật lý trong DCN

Tầng vật lý trong mô hình OSI đóng vai trong tương tác với phần cứng thực và ra tín hiệu lệnh kỹ

thuật Tầng vật lý chỉ là tầng của mô hình OSI mà giải quyết sự kết nối vật lý của hai trạm khác

nhau Tầng này định nghĩa thiết bị phần cứng, cáp, dây được sử dụng để diễn tả các tín hiệu nhị

phân…

Tầng vật lý cung cấp dịch vụ của nó cho tầng dữ liệu-kết nối Tầng dữ liệu-kết nối tham gia vào các

khung trong tầng vật lý Tầng vật lý biến đổi chúng sang các xung điện tử, mà biểu diễn dữ liệu nhị

phân Dữ liệu nhị phân sau đó được gửi qua các phương tiện có dây hoặc không dây

Các tín hiệu

Khi dữ liệu được gửi qua trung gian tầng vật lý, đầu tiên nó cần biến đổi thành các tín hiệu điện tử

Dữ liệu chính nó có thể là analog (tương tự) như giọng nói con người, hoặc số như file trên đĩa Cả

dữ liệu analog và dữ liệu số có thể được biểu diễn trong các tín hiệu số hoặc tương tự

 Tín hiệu số

Tín hiệu số là rời rạc và biểu diễn dãy của các mạch điện áp Các tín hiệu số được sử dụng

trong hệ thống mạch điện của hệ thống máy tính

 Tín hiệu tương tự

Tín hiệu tương tự là ở trong kiểu sóng liên tục và được biểu diễn bởi các sóng điện tử liên

tục

Suy truyền (transmission impairment)

Khi tín hiệu di chuyển qua các thiết bị trung gian, chúng có khuynh hướng yếu đi Điều này là do

nhiều lý do sau:

 Sự suy yếu

Để người nhận biên dịch dữ liệu một cách chính xác, tín hiệu phải đủ khỏe Khi tín hiệu di

chuyển qua các thiết bị trung gian, nó có khuynh hướng yếu đi Khi nó phủ qua một khoảng

cách nào đó, nó không còn mạnh nữa

 Sự phân tán

Khi tín hiệu di chuyển qua các thiết bị trung gian, nó có khuynh hướng trải rộng và đè lên

nhau Độ phân tán phụ thuộc vào việc tần suất được sử dụng

 Sự biến dạng chậm

Các tín hiệu được gửi qua trung gian với tốc độ và tần số được xác định trước Nếu tốc độ

và tần suất tín hiệu không kết nối, có các khả năng là tín hiệu đến đích với kiểu tùy ý Trong

kỹ thuật số, điều này rất quan trọng khi mà một số bit đến đích nhanh hơn so với những bit

được gửi trước đó

 Noise

Sự xáo trộn ngẫu nhiên hoặc sự biến động trong tín hiệu tương tự hoặc số được gọi là

Noise trong tín hiệu, mà có thể làm sai lệch các thông tin thực tế được mang Noise có thể

được đặc trưng trong một trong các hạng sau:

o Noise nhiệt

Nhiệt rung trong các dây dẫn điện tử trung gian có thể gây Noise trong phương tiện

Đến một mức nhất định, Noise nhiệt là không thể tránh khỏi

o Sự điều biến tương hỗ

Khi nhiều tần số chia sẻ một phương tiện, sự giao thoa của chúng có thể gây Noise trong thiết bị trung gian Noise điều biến tương hỗ xuất hiện nếu hai tần số đang chia sẻ một thiết bị trung gian và một trong số chúng có độ dài quá mức hoặc thành

phần của chính nó không thực hiện chức năng chính xác, thì khi đó tần suất tổng hợp có thể không được phân phát như mong đợi

o Xuyên âm

Loại Noise này xảy ra khi một tín hiệu ngoại lai xâm nhập vào phương tiện Điều này là bởi vì tín hiệu trong một thiết bị trung gian bị ảnh hưởng bởi tín hiệu trong thiết bị trung gian thứ hai

o Xung lượng xung

Noise này được giới thiệu bởi vì những nhiễu không thường xuyên như điện học, mạch ngắn, hoặc các thành phần lỗi Dữ liệu số hầu như bị ảnh hưởng bởi loại Noise này

Phương tiện truyền tải

Phương tiện mà qua đó thông tin giữa hai hệ thống máy tính được gửi, gọi là phương tiện truyền

tải Phương tiện truyền tải có hai dạng:

 Phương tiện được chỉ đường

Tất cả các dây dẫn/cáp trao đổi thông tin là phương tiện được chỉ đường, như UTP, cáp

đồng trục và sợi quang Trong phương tiện này, người gửi và người nhận được kết nối một

cách trực tiếp và thông tin được gửi thông qua chúng

 Phương tiện không được chỉ đường

Không dây hoặc không gian mở được coi là phương tiện không được chỉ đường, bởi vì

không có sự kết nối nào giữa người gửi và người nhận Thông tin trải rộng trong không khí

và một ai đó bao gồm người nhận thực sự có thể thu thập được thông tin

Dung lượng kênh

Tốc độ truyền tải của thông tin được gọi là dung lượng băng tần Chúng ta tính toán nó như là tỉ lệ

dữ liệu trong thế giới kỹ thuật số Nó phụ thuộc vào những yếu tố sau:

 Bề rộng băng thông: Giới hạn kỹ thuật của phương tiện cơ sở

 Tỉ lệ lỗi: Sự nhận thông tin không chính xác do Noise

 Mã hóa: Số mức độ được sử dụng cho tín hiệu

K ỹ thuật dồn/ghép (multiplexing)

Là một kỹ thuật để trộn và gửi nhiều luồng dữ liệu qua một thiết bị trung gian đơn Kỹ thuật này yêu

cầu phần cứng hệ thống, mà gọi là bộ ghép kênh (MUX), để dồn các luồng và gửi chúng trên một

thiết bị trung gian, bộ giải kênh (DMUX) để nhận thông tin từ thiết bị trung gian và phân phát cho

các đích đến khác nhau

S ự chuyển mạch

Chuyển mạch là một kỹ thuật mà bởi nó dữ liệu/thông tin được gửi từ nguồn tới đích mà không

được kết nối trực tiếp Các mạng có các thiết bị liên kết với nhau, mà nhận dữ liệu từ các nguồn

được kết nối trực tiếp, lưu giữ dữ liệu, phân tích nó và sau đó chuyển nó tới thiết bị liên kết kế tiếp

gần nhất với đích đến

Chuyển mạch có thể được phân loại như sau:

Truy ền tải kỹ thuật số (digital) trong DCN

Dữ liệu hoặc thông tin có thể được lưu trong hai cách, tương tự hoặc kỹ thuật số Để một máy tính

sử dụng dữ liệu, thì dữ liệu phải ở dạng kỹ thuật số rời rạc Tương tự như dữ liệu, các tín hiệu có

thể ở trong dạng tương tự hoặc kỹ thuật số Để truyền tải dữ liệu theo kỹ thuật số, đầu tiên nó cần

biến đổi tới dạng số

Biến đổi số tới số (digital-to-digital) trong DCN

Phần này giải thích cách để biến đổi dữ liệu số sang tín hiệu số Nó có thể được thực hiện theo hai

cách, mã hóa dòng và mã hóa khối Cho tất cả các giao tiếp, mã hóa dòng là cần thiết trong khi đó

mã hóa khối thì không bắt buộc

Mã hóa dòng dữ liệu trong DCN

Tiến trình để biến đổi dữ liệu số thành các tín hiệu số được gọi là mã hóa dòng dữ liệu Dữ liệu số

được tìm thấy trong định dạng nhị phân Nó được biểu diễn (lưu giữ) bên trong bởi dãy các số 1 và

0

Tín hiệu số được biểu diễn bởi tín hiệu rời rạc mà miêu tả cho dữ liệu số Có 3 kiểu giản đồ mã hóa

dòng có sẵn như hình dưới đây:

Mã hóa đơn cực uni-polar trong DCN

Các giản đồ mã hóa đơn cực sử dụng mức độ điện áp đơn để biểu diễn dữ liệu Trong trường hợp

này, để biểu diễn mã nhị phân 1, điện áp cao được truyền tải và để biểu diễn 0, không có điện áp

được truyền tải Nó cũng được gọi là Unipolar-Non-return-to-zero, bởi vì không có điều kiện khác,

nó chỉ biểu diễn hoặc 1 hoặc 0

Mã hóa có cực trong DCN

Giản đồ mã hóa có cực sử dụng nhiều mức điện áp để biểu diễn các giá trị nhị phân mã hóa này

có 4 kiểu sau:

 Polar Non-Return to Zero (Polar NRZ)

Nó sử dụng hai mức độ điện áp khác nhau để biểu diễn các giá trị nhị phân Nói chung,

điện áp khẳng định biểu diễn 1 và điện áp phủ định biểu diễn 0 Nó cũng là NRZ bởi vì

không có điều kiện khác

Giản đồ NRZ có hai biến thế: NRZ-L và NRZ-l

NRZ-L thay đổi mức độ điện áp khi một bit khác được bắt gặp, trong khi đó NRZ-l thay đổi

mức điện áp khi 1 được bắt gặp

 Return to Zero (RZ)

Vấn đề với NRZ là người nhận không thể giải quyết khi một bit kết thúc và khi bit kế tiếp

được bắt đầu, trong khi đồng hồ xung người gửi và người nhận không được đồng bộ

RZ sử dụng 3 mức điện áp, điện áp khẳng định để biểu diễn 1, điện áp phủ định để biểu

diễn 0 và điện áp 0 không biểu diễn gì Các tín hiệu thay đổi trong các bit chứ không phải

giữa các bit

 Manchester

Giản đồ mã hóa này là một sự kết hợp của RZ và NRZ-L Thời gian bit được phân chia

thành hai nửa Nó truyền qua phần giữa của bit và thay đổi pha khi một bit khác được

nhập

 Manchester vi sai (differential)

Giản đồ mã hóa này là sự kết hợp của RZ và NRZ-l Nó cũng qua phần giữa của bit nhưng

thay đổi pha chỉ khi 1 được nhập

Mã hóa song cực (bipolar encoding) trong DCN

Mã hóa song cực sử dụng ba mức điện áp: khẳng định, phủ định và không Điện áp 0 đại diện cho

bit nhị phân 0, bit nhị phân 1 được biểu diễn bởi sự thay đổi của điện áp khẳng định và phủ định

Mã hóa khối trong DCN

Để đảm bảo sự chính xác của khung dữ liệu được nhận, các bit còn dư thừa được sử dụng Ví dụ,

trong sự ngang hàng, một bit tương đương được thêm để tạo phép tính thêm 1 giây trong khung

ngang hàng Theo cách này, số lượng bit đầu tiên được tăng lên Nó được gọi là mã hóa khối

Mã hóa khối được biểu diễn bởi ký hiệu gạch chéo, mB/nB Nó có nghĩa là, khối m bit được thay

thế bằng khối n bit với n>m mã hóa khối được thiết lập theo 3 bước:

 Phân tích;

 Thay thế;

 Kết nối

Sau khi mã hóa khối được thực hiện, nó là dòng được mã hóa cho việc truyền tải

S ự biến đổi từ dữ liệu tương tự sang Kỹ thuật số trong

DCN

Microphones tạo âm thanh tương tự và camera tạo các video tương tự, mà được xem như là các

dữ liệu tương tự Để biến đổi dữ liệu tương tự này qua các tín hiệu kỹ thuật số, chúng ta cần

chuyển đổi tương tự thành kỹ thuật số

Dữ liệu analog là một luồng dữ liệu liên tục trong dạng sóng, trong khi đó dữ liệu kỹ thuật số là rời

rạc Để chuyển đổi sóng tương tự thành dữ liệu kỹ thuật số, chúng ta sử dụng Bộ biến điệu mã

xung PCM (Pulse Code Modulation)

PCM là một trong những phương thức được sử dụng phổ biến nhất để chuyển đổi dữ liệu tương tự

thành dữ liệu kỹ thuật số Nó bao gồm ba bước:

 Lấy mẫu (Spamling)

 Lượng tử hóa (Quantization)

 Mã hóa (Encoding)

Lấy mẫu

Tín hiệu tương tự được lấy mẫu mỗi khoảng T Hầu hết các nhân tố quan trọng trong mẫu là tỷ lệ

mà tại đó tín hiệu tương tự được lấy mẫu Theo thuyết Nyquist, tỉ lệ mẫu phải là ít nhất 2 lần trong

tần số của tín hiệu

Lượng tử hóa trong DCN

Việc lấy mẫu đem lại các trường rời rạc từ tín hiệu tương tự liên tục Mỗi mẫu rời rạc chỉ biên độ

của tín hiệu tương tự tại một thời điểm Lượng tử hóa được thực hiện giữa giá trị lớn nhất và giá trị

nhỏ nhất của biên độ Lượng tử hóa là giá trị gần đúng của giá trị tương tự tức thời

Mã hóa

Trong việc mã hóa, mỗi giá trị gần đúng sau đó được biến đổi thành dạng nhị phân

Các chế độ truyền tải

Chế độ truyền tải quyết định cách dữ liệu được truyền tải giữa 2 máy tính.Dữ liệu nhị phân trong

mẫu 1s và 0s có thể được gửi bởi một trong hai cách khác nhau: Song song (Parallel) và Chuỗi

(Serial)

Truyền tải song song

Các bit nhị phân được tổ chức vào trong các nhóm với độ dài được cố định trước Cả người gửi và

người nhận được kết nối song song với số dòng dữ liệu cân bằng Các máy tính phân biệt giữa thứ

tự cao thấp của các dòng dữ liệu Người gửi gửi tất cả các bit cùng một lúc trên tất cả các dòng

Bởi vì các dòng dữ liệu là cân bằng với số bit trong một nhóm hay là khung dữ liệu, một nhóm đầy

đủ các bit (khung dữ liệu) được gửi theo cách tương tự Lợi thế của truyền tải song song là tốc độ

cao, còn vấn đề của nó là chi phí về sử dụng các dây dẫn, khi nó là cân bằng với số bit được gửi

theo cách song song

Truyền tải theo dãy (chuỗi)

Trong truyền tải này, các bit được gửi lần lượt từng chuỗi một theo một hàng đã được thao tác sắp

xếp trước Truyền tải theo chuỗi chỉ yêu cầu một kênh giao tiếp

Truyền tải theo chuỗi có thể là đồng bộ hoặc không đồng bộ

Truyền tải theo chuỗi không đồng bộ

Nó được đặt tên như vậy là bởi vì nó không quan trọng về vấn đề tính toán thời gian (sự phối hợp

về thời gian) Các bit dữ liệu là các mẫu riêng và chúng giúp người nhận nhận ra được các bit đầu

và cuối Ví dụ, một bit 0 được đặt làm tiền tố trên mỗi byte dữ liệu và một hoặc nhiều hơn bit 1

được thêm vào sau đó ở cuối

Hai khung dữ liệu (các byte) liên tục có thể có một khoảng cách giữa chúng

Truyền tải theo chuỗi đồng bộ

Vấn đề tính toán thời gian trong truyền tải đồng bộ là quan trọng khi không có phương tiện nào

theo sau để nhận ra được các bit dữ liệu đầu và cuối Không có phương thức mẫu hoặc tiền tố/hậu

tố nào Các bit dữ liệu được gửi trong chế độ từng loạt mà không duy trì khoảng cách giữa các

byte Loạt đơn của các bit dữ liệu có thể chứa một số các byte Vì thế, sự tính toán thời gian trở lên

rất quan trọng

Nó giúp cho người nhận nhận ra được và phân biệt các bit vào trong các byte Lợi thế của truyền

tải này là tốc độ cao, và nó không có những tạp phí để nhận ra các bit đầu và cuối như trong truyền

tải không đồng bộ

Truyền tải tương tự (analog) trong DCN

Để gửi một dữ liệu kỹ thuật số qua một phương tiện tương tự, nó cần được chuyển đổi thành tín

hiệu tương tự Có hai trường hợp về định dạng dữ liệu:

Bandpass:Các bộ lọc được sử dụng để lọc và truyền các tần số Một bandpass là một dải tần số

mà có thể truyền qua bộ lọc

Low-pass: Là một bộ lọc mà truyền các tín hiệu tần số thấp

Khi dữ liệu kỹ thuật số được biến đổi sang tín hiệu tương tự bandpass, nó được gọi là sự chuyển

đổi từ kỹ thuật số sang tương tự Khi tín hiệu tương tự low-pass được biến đổi thành tín hiệu tương

tự bandpass, nó được gọi là sự chuyển đổi từ tương tự thành tương tự

S ự chuyển đổi từ kỹ thuật số thành tương tự trong

DCN

Khi dữ liệu từ một máy tính được gửi tới một máy khác thông qua bộ phận truyền tương tự, đầu

tiên nó được biến đổi thành các tín hiệu tương tự Các tín hiệu tương tự này được chỉnh sửa để

phản ánh dữ liệu kỹ thuật số

Một tín hiệu tương tự được đặc trưng bởi biên độ, tần số và pha Có 3 kiểu biến đổi từ kỹ thuật số

thành tương tự:

 Điều chế số theo biên độ tín hiệu (ASK)

Trong kỹ thuật chuyển đổi này, biên độ của tín hiệu tương tự được chỉnh sửa để phản ánh

dữ liệu nhị phân