Khái niêm cơ bản cơ sở mạng máy tính

Khái niêm cơ bản cơ sở mạng máy tính

I Một số khái niệm cơ bản về mạng máy tính

1 Khái niệm về mạng máy tính.

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính đợc nối với nhau bởi các đờngtruyền vật lý theo một kiến trúc nào đó

Nh vậy ở đây bao gồm 2 khái niệm cần quan tâm đó là đờng truyền vật lý và

kiến trúc của một mạng máy tính.

Cách nối các máy tính đợc gọi là hình trạng của mạng (topolopy)

Tập hợp các quy tắc, quy ớc đợc gọi là giao thức của mạng

Dới đây là một số kiểu nối điểm - điểm

Hình sao

Kiểu nối quảng bá : Tất cả các nút phân chia chung một đờng truyền vật

lý Dữ liệu đợc gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể đợc tiếp nhận bởi tất cả các nútcòn lại, bởi vậy cần phải chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào đókiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình hay không ?

Một số dạng topo của mạng kiểu quảng bá :

 Giao thức mạng :

Khi trao đổi thông tin cho dù là đơn giản nhất cũng đều phải tuân theonhững quy tắc nhất định Ví dụ khi hai ngời nói chuyện với nhau phải tuân thủnguyên tắc: khi ngời này nói thì ngời kia nghe và ngợc lại Việc truyền thông tintrên mạng cũng vậy, cần phải có những quy tắc nhất định (từ khuôn dạng cúpháp, ngữ nghĩa đến các thủ tục gửi nhận dữ liệu, kiểm soát chất lợng truyềntin .) Tâp hợp tất cả những quy tắc đó đợc gọi là giao thức của mạng(Protocol) Hiện nay có nhiều loại giao thức khác nhau, tuỳ theo từng trờng hợp

mà ngời thiết kế mạng có thể chọn giao thức nào cho phù hợp

2 Phân loại mạng máy tính.

Có nhiều cách phân loại máy tính khác nhau theo các chỉ tiêu khác nhau.Nếu lấy khoảng cách địa lý làm chỉ tiêu phân loại thì ta có thể chia mạng máytính thành 4 loại : mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng và mạng toàn cầu

 Mạng cục bộ: (Local Area Networks viết tắt là LAN) loại mạng này cài

đặt trong phạm vi nhỏ hẹp ( ví dụ trong phạm vi một ngôi nhà) vớikhoảng cách lớn nhất giữa các nút mạng chỉ trong vài chục Km trởlại

Hình cây

 Mạng đô thị (Metropolitan Area Networks - MAN) là mạng đợc cài

đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế xã hội cóbán kính khoảng 100 km trở lại

 Mạng diện rộng (Wide Area Networks - viết tắt là WAN) đây là loạimạng mà phạm vi của nó có thể là một quốc gia hoặc vợt qua biên giớiquốc gia thậm chí cả lục địa

 Mạng toàn cầu (Global Area Networks - viết tắt là GAN) phạm vi trêntoàn cầu

Chú ý rằng tính chất địa lý đôi khi cũng chỉ là tơng đối Hiện nay với sựphát triển của công nghệ truyền dẫn và quản trị mạng những ranh giới đó càng

Gồm một dây dẫn trung tâm thờng bằng đồng cứng

Một dây dẫn tạo thành đờng ống bao bọc xung quanh đờng dẫn trung tâm,dây dẫn này có thể là dây bện hoặc lá kim loại (nó còn có tên là lớp bọckim vì có khả năng chống nhiễu) giữa hai lớp dây dẫn là lớp cách ly

Vỏ ngoài

Lớp bọc kim

Lõi đồng

 Cáp xoắn đôi

Gồm các cặp dây dẫn đồng xoắn với nhau Hiện nay có hai loại cáp xoắn

đôi là cáp có bọc kim STP và cáp không bọc kim UTP

 Sợi cáp quang (Fiber - Optic cable)

Gồm một dây dẫn trung tâm là một bó thuỷ tinh hoặc plastic có thể truyềndẫn tín hiệu quang đợc bọc bởi một lớp vỏ có tác dụng phản xạ tín hiệutrở lại để tránh hao giảm tín hiệu

3.1.2 Đờng truyền vô tuyến

 Radio thờng dải tần từ 10 - 1 GHz

 Viba có 2 dạng truyền thông bằng viba: mặt đất và vệ tinh, các hệthống viba mặt đất thờng có giải tần từ 4-6 GHz và 21-23GHz, tốc độtruyền 1-10Mb/s

 Hệ thống hồng ngoại

3.2 Các bộ giao tiếp mạng

Lớp bọc kim

Lõi đồng

Card giao tiếp mạng ( Network Interface Card - NIC) Là loại thiết bị phổthông nhất để nối máy tính với mạng Trong NIC có một bộ thu phát với một sốkiểu đầu nối

3.3 Bộ tập trung - Hub.

Hub là bộ chia hay cũng có thể gọi là bộ tập trung dùng để đấu mạng

Ng-ời ta chia làm các loại Hub sau:

3.4 Modem (Bộ điều chế và giải chế )

Là thiết bị có chức năng chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tơng tự vàngợc lại, dùng để kết nối các máy tính qua đờng điện thoại Modem cho phéptrao đổi th điện tử, truyền tệp, truyền fax Chú ý rằng modem không thể dùng đểnối các mạng xa với nhau Tuy nhiên nó có thể kết hợp với Router để kết nối cácmạng thông qua mạng điện thoại chuyển mạnh công cộng

3.5 Router ( Bộ chọn đờng)

Router là một thiết bị thông minh, nó có thể thực hiện các giải thuật chọn

đờng đi tối u cho các gói tin theo một chỉ tiêu nào đó Router cho phép nối cáckiểu mạng khác nhau thành một liên mạng

 Máy Trạm (WorkStation)

Là các máy tính cá nhân đợc nối với nhau và nối với máy chủ theo một kiến trúcnào đó Ngời sử dụng làm việc trên mạng thông qua các trạm này Tại đây ngoàicác tài nguyên riêng của mình ngời dùng còn có thể sử dụng các tài nguyênchung của mạng

 Các thiết bị dùng chung

Các thiết bị này là tài nguyên chung của mạng bao gồm máy in, máy quétScaner, ổ đĩa tại bất cứ máy trạm nào trong mạng ta cũng có thể sử dụng đợcchúng, việc điều hành và phân chia sử dụng sẽ do hệ điều hành mạng đảmnhiệm

4 Địa chỉ mạng

Khi thực hiện việc truyền tin giữa hai máy tính trong mạng ta cần phải cócơ chế để xác định đợc máy nào làm việc với máy nào Do vậy mỗi máy cầnthiết phải có một địa chỉ và địa chỉ này phải đảm bảo tính duy nhất trong mạng

Tuỳ theo từng loại giao thức mà cách thể hiện địa chỉ khác nhau Dới đây ta xétmột loại giao thức thông dụng , giao thức TCP/IP.

Sơ đồ địa chỉ hoá để định danh các trạm (host) trong liên mạng đợc gọi là

địa chỉ IP có độ dài 32 bit và đợc chia làm 4 vùng mỗi vùng 1 byte và biểu thịdới dạng thập phân , nhị phân hoặc thập lục phân Cách viết phổ biến nhất là kýpháp thập phân có dấu chấm để tách vùng Do tổ chức và độ lớn của các mạngcon, ngời ta chia địa chỉ IP làm 5 lớp A, B, C, D, E

Bit đầu tiên của byte đầu tiên đợc đợc dùng để định danh lớp địa chỉ :

110 Lớp CLớp A Cho phép định danh 126 mạng với tối đa 16 triệu host trên mỗimạng Lớp này dùng cho mạng có số trạm cực lớn

Lớp B Cho phép định danh tới 16384 mạng với tối đa 65534 host trên mỗimạng

Lớp C Cho phép định danh tới 2 triệu mạng với tối đa 254 host trên mỗimạng

Lớp D Dùng để gửi các IP datagram tới một nhóm các host trên mộtmạng

Trong một mạng lớn, có nhiều ngời sử dụng, để tiện lợi cho việc quản lýngời ta chia làm nhiều vùng (Domain), mỗi một vùng có một tên riêng (Domainname) , trong mỗi vùng này có một danh sách các ngời dùng (User), cách tổchức này cũng gần tơng tự nh ta phân chia quản lý theo kiểu một cơ quan cónhiều phòng ban, mỗi phòng lại có nhiều nhân viên vậy

Việc định danh danh vùng, thêm bớt các User của mỗi vùng do ngời quảntrị mạng thực hiện

PHẦN II THIẾT BỊ MẠNG VÀ GIAO THỨC MẠNG

Chương 1 THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MẠNG MÁY TÍNH

I CARD GIAO TIẾP MẠNG ( NETWORK INTERFACE CARD)

Các bộ phận giao tiếp có thể được thiết kế ngay trong bảng mạchchính (mainboard) của máy tính hoặc ở dạng tấm giao tiếp mạng gọi là cardgiao tiếp mạng NIC (Network Interface Card) hoặc là các bộ thích nghiđường truyền

Một NIC có thể được cài vào một khe cắm (slot) của máy tính Đây làthiết bị phổ dụng nhất để nối máy tính với mạng Trong NIC có một bộ thuphát (transceiver) với một số kiểu đầu nối Bộ thu phát chuyển đổi các tínhiệu bên trong máy tính thành tín hiệu mà mạng đòi hỏi

Card giao tiếp phải có một đầu nối hợp với cáp Nếu dùng cáp đồngtrục loại nhỏ thì card giao tiếp mạng phải có đầu nối BNC, nếu là cáp xoắnđôi thì card phải có đầu nối RJ-45

II THIẾT BỊ TẬP TRUNG DÂY (HUB) :

Hub là bộ chia hay gọi là bộ tập trung dây dùng để đấu nối mạng.Theo hoạt động và chưc năng, người ta phân biệt có các loại Hub khác nhaunhư sau :

HUB THỤ ĐỘNG : Loại hub này không chứa các linh kiện điệntử và cưng không sử lý các tín hiệu dữ liệu Các hub thụ động có chứnăng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một đoạn cáp mạng, khoảngcách giữa một máy tính và hub không lớn hơn một nửa khoảng cáchtối đa cho phép giữa hai máy tính trên mạng (ví dụ khoảng cách tối

đa cho phép giữa hai máy tính trên mạng là 200 m thì khoảng cáchtối đa giữa máy tính và hub là 100 m)

HUB CHỦ ĐỘNG : loại hub này có các linh kiện điện tử có thểkhuếch đại và xử lý tín hiệu điện tử tryuền qua giữa các thiết bịmạng Quá trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làmcho mạng hoạt động tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi và khoảng cáchgiữa các thiết bị có thể tăng lên Tuy nhiên những ưu điểm đó cũngcó thể kéo theo giá thành của hub chủ động cao hơn đáng kể so vớihub bị động.

HUB THÔNG MINH : đây là hub chủ động nhưng có thêm chứcnăng quản trị hub: nhiều hub hiệân nay đã hỗ trợ các giao thức quảntrị mạng cho phép hub gửi các gói tin về trạm điều khiển mạngtrung tâm Nó cũng cho phép mạng trung tâm quản lý hub, chẳnghạn ra lệnh cho hub huỷ bỏ một liên kết đang gây rối cho mạng.HUB CHUYỂN MẠCH : đây là loại hub mới nhất bao gồm cácmạch cho phép chọn đường rất nhanh cho các tín hiệu giữa các cổngtrên hub Thay vì chuyển tiếp một gói tin tới tất cả các cổng củahub, một hub chuyển mạch chỉ chuyển tiếp các gói tin tới cổng nốivới trạm đích của gói tin Nhiều hub chuyển mạch có khả năngchuyển mạch các gói tin theo con đường nhanh nhất Do tính ưu việtnhiều mạng của hub chuyển mạch nên nó đang dần dần thay thế cầunói và bộ định tuyến trên nhiều mạng

III BỘ LẶP (REPEATER)

Bộ lặp (repeater) là một thiêt bị nối hai đầu đoạn cáp với nhau khi cầnmở rộng mạng Nó được dùng khi độ dài tổng cộng của cáp vượt quá độ dàicực đại cho phép Bộ lặp chỉ dùng với các mạng Ethrnet nối với cáp đồn trục,còn ở mạng dùng cáp UTP thì chính hub cũng là một bộ lặp

IV CẦU NỐI (BRIDGE)

Cầu nối (Bridge) là một thiết bị làm việc ở lớp liên kết dữ liệu ( Datalink layer) của mô hình OSI Nó là một thiết bị dùng để nối hai mạng sao chochúng hoạt động như một mạng Cầu nối có thể chuyển đi các tín hiệu cóđích ở phần mạng phía bên kia Cầu nối làm được điều đó vì mỗi thiết bịmạng đều có một địa chỉ duy nhất và địa chỉ đích đươc đặt trong tiêu đề củamỗi gói tin được truyền Giả sử có hai mạng LAN A và LAN B

Ta có mô hình sau :

Hoạt động của cầu nối:

+ Nhận mọi gói thông tin trên LAN A và LAN B

+ Kiểm tra các địa chỉ đích ghi trong gói (các gói tin trong LAN

A mà có đích cũng ở trên LAN A thì các gói tin đó có thể được gửi đến đíchmà không cần đến cầu nối Các gói tin trong LAN B có cùng địa chỉ trênLAN B cũng vậy

Các cầu nối thế hệ cũ đòi hỏi phải cấu hình trực tiếp các bảng địa chỉ.Còn các cầu nối thế hệ mới ( gọi là learning bridge) có thể cập nhật tự độngcác bảng địa chỉ của nó khi các thiết bị được thêm vào hoặc bớt đi trên mạng

Cầu nối có thể dùng để nối hai mạng khác nhau, chẳng hạn như nốimạng Ethernet và mạng Token Ring Nhưng chúng hay được dùng hơn trongviệc chia một mạng lớn thành hai mạng nhỏ để nâng cao hiệu năng sử dụng

Tính năng của một số loại cầu nối :

+ Lọc và chuyển tiếp chỉ ra khả năng nhận và kiểm tra dữ liệuđể chuyển khung tới mạng khác hay trong cùng một mạng.+ Hỗ trợ nhiều cổng cho phép nối nhiều hơn hai mạng vớinhau

+ Hỗ trợ giao tiếp LAN và WAN+ Không nén dữ liệu khi truyền

+ Phiên dịch khung, chuyển đổi hai khuôn dạng dữ liệu khácnhau giữa hai mạng

+ Bóc gói khung: thêm vào phần tiêu đề cho mỗi gói khi điqua mỗi lớp

+ Phương thức định tuyến : cầu nối loại này có khả năng tựđộâng thay đổi bảng định tuyến có thể lựa chọn đường đi tớiđích của dữ liệu được tôt nhất

V BỘ ĐỊNH TUYẾN (ROUTER) :

Bộ định tuyến là một thiết bị thông minh hơn hẳn cầu nối vì nó còn cóthể thực hiện các giải thuật các đường đi tối ưu ( theo chỉ tiêu nào đó) Nóicách khác, bộ định tuyến tương tự như một cầu nối “ siêu thông minh” chocác mạng thực sự lớn.

Cầu nối chứa địa chỉ của tất cả các máy tính gửi hai bên cầu và có thểgửi các thông điệp theo đúng địa chỉ Nhưng các bộ định tuyến còn biếtnhiều hơn phạm vi trong mạng, một bộ định tuyến không những chỉ biết cácđịa chỉ của tất cả các máy tính mà còn biết các cầu nối và các bộ định tuyếnkhác ở trên mạng và có thể quyết định lộ trình có hiệu quả nhất cho mỗithông điệp

Các bộ định tuyến cũng được dùng để nối các mạng cách xa nhau vềmặt địa lý qua các bộ điều chế modem mà không thể thực hiện điều nàybằng cầu nối

Về mặt kỹ thuật phân biệt giữa cầu nối và bộ định tuyến: cấu nối hoạtđộng ở lớp điều khiển truy cập môi trường MAC (Media Access Control)hay lớp liên kết dữ liệu Trong khi đó bộ định tuyến hoạt động ớ lớp mạng

Như vậy, cầu nối có chức năng tương ứng với hai lớp thấp ( lớp vật lý,lớp liên kết dữ liệu) của mô hình OSI, trong khi các bộ định tuyến hoạt động

ở lớp mạng của mô hình OSI Bộ định tuyến cho phép nối các kiểu mạngkhác nhau thành liên mạng Chức năng của bộ định tuyến đòi hỏi phải hiểumột giao thức nào đó trước khi thực hiện việc chọn đườnh cho giao thức đó.các bộ đinh tuyến do vậy sẽ phụ thuộc vào giao thức của các mạng được nốikết

VI MODEM (GIAÛI ẹIEÀU CHEÁ):

Modem ( giaỷi ủieàu cheỏ ) laứ thieỏt bũ coự chửực naờng chuyeồn ủoồi tớn hieọusoỏ thaứnh tớn hieọu tửụng tửù maứ ngửụùc laùi Noự ủửụùc duứng ủeồ keỏt noỏi thoõng caựcmaựy tớnh thoõng qua ủửụứng ủieọn thoaùi, ủaõy laứ moọt loaùi thieỏt bũ khaự phoồ duùng

Modem khoõng theồ duứng ủeồ noỏi caực maùng xa vụựi nhau vaứ trao ủoồi dửừlieọu trửùc tieỏp Hay noựi caựch khaực, modem khoõng phaỷi laứ thieỏt bũ lieõn maùngnhử boọ ủũnh tuyeỏn Tuy nhieõn modem coự theồ dửụùc duứng keỏt hụùp vụựi moọt boọủũnh tuyeỏn ủeồ keỏt noỏi caực maùng qua ủieọn thoaùi

Coự hai loaùi modem : modem trong vaứ modem ngoaứi Modem trongủửụùc gaộn trong bo maùch chớnh ( mainboard), coứn modem ngoaứi laứ moọt thieỏt bũủoọc laọp, noự ủửụùc noỏi vụựi maựy tớnh thoõng qua coồng RS-232

VII MAÙY PHUẽC VUẽ _ SERVER

Trong một mạng có thể có một hay nhiều máy Server, các máy này có cấu hìnhmạnh thờng sử dụng để quản lý các hoạt động của mạng nh phân chia tàinguyên mạng, trao đổi thông tin giữa các trạm

VIII PHƯƠNG PHÁP BẤM DÂY NỐI MẠNG (Đọc thêm)

Cáp mạng gồm có một lớp nhựa trắng bao bọc ở bên ngoài, bên trong gồm có 8 sợi: cáp nhỏ xoắn đôi với nhau thành 4 cặp

 Cặp thứ nhất: Xanh lá + trắng xanh lá

 Cặp thứ hai: Xanh dương + trắng xanh dương

 Cặp thứ ba: Cam + trắng cam

 Cặp thứ tư: Nâu + trắng nâu

Để dễ thuận tiện trong việc bấm cáp, người ta chia chúng thành hai chuẩn sau :

 Chuẩn A theo thứ tự sau :

Trắng cam, cam, trắng xanh lá, xanh dương, trắng xanh dương,xanh lá, trắng nâu, nâu

 Chuẩn B theo thứ tự sau :

Trắng xanh lá, xanh lá, trắng cam, xanh dương, trắng xanh dương, cam, trắng nâu, nâu

Nếu nối giữa Hub với Hub hoặc giữa máy tính với máy tính Mộtđầu của đầu cáp ta sử dụng chuẩn A để nối,đầu còn lại ta dùng chuẩn B

Nếu nối giữa máy với Hub, ta sử dụng chuẩn B cho mỗi đầu cáp

chuẩn A chuẩn B

Hình chuẩn bị bấm cáp :

Hình cáp đã được bấm :

Chương 2. IP- GIAO THỨC MẠNG

Mỗi máy tính khi kết nối vào Internet đều có một địa chỉ duy nhất, đóchính là địa chỉ IP Địa chỉ này dung để phân biệt máy tính đó với các máytính khác trên mạng Internet

Vậy địa chỉ IP là gì : địa chỉ IP là một số nguyên 32 bit được chia thành

4 byte ngăn cách bởi dấu chấm, mỗi byte có giá trị từ 0->255 Mỗi địa chỉ IPgồm hai phần là địa chỉ mạng (Network) và địa chỉ máy (Host)

Ví dụ 1: 45.10.0.1 ( địa chỉ mạng là 45,địa chỉ máy là 10.0.1)

Ví dụ 2: 168.10.45.12 (địa chỉ mạng là 168.10, địa chỉ máy là 45.12)

I CÁC LỚP ĐỊA CHỈ IP:

Toàn bộ địa chỉ IP được chi thành sáu lớp khác nhau : A,B,C,D,E vàloopback Mỗi lớp sẽ có cách xác định địa chỉ Network và địa địa chỉ Hostkhác nhau

Lớp A: có bit đầu tiên bằng 0, 7 bit còn lại N dành cho địa chỉnetwork nên có tối đa là 2^7-2=126 trên lớp A 24 bit còn lại dành chođịa chỉ Host nên mỗi mạng thuộc lớp A có tối đa là 2^24-2=17.777.214máy Nguyên nhân phải trừ đi 2 vì có hai địa chỉ được dành riêng là địachỉ mạng (x.x.x.0) và địa chỉ broadcast (x.x.x.255) Lớp A chỉ dành riêngcho các địa chỉ của các tổ chức lớn trên thế giới Vùng địa chỉ IP của lớp

A là 1.0.0.1 đến 126.0.0.0

Lớp B: có hai bit đầu tiên là 10, 14 bit tiếp theo dành cho địa chỉnetwork, 16 bit còn lại dành cho địa chỉ host Tổng số mạng trên lớp Bbằng 2^14-2=16382, mỗi mạng chứa tối đa là 2^16-2=65.643 máy Lớpdành cho các tổ chức hạng trung trên thế giới Vùng địa chỉ dùng chỉ lớp

B là 128.1.0.0 đến 191.254.0.0

Lớp C: có ba bit đầu tiên là 110, 22 bit tiếp theo dành cho địa chỉlớp mạng, 8 bit còn lại dành riêng cho địa chỉ host Số mạng tối đa trên

lớp C là 4194302, số host ( máy) tối đa trên mỗi mạng là254 Lớp C đượcsử dụng trong các tổ chức nhỏ , trong đó có cả máy tính của chúng ta.Vùng địa chỉ của lớp C từ 192.0.1.0 đến 223.255.254.0

Lớp D: có 4 bit đầu tiên luôn là 1110, lớp D được dành cho phátcác thông tin (multicast/broadcast), có địa chỉ từ 224.0.0.0 đến239.255.255.255

Lớp E: có 4 bit đầu tiên luôn là 1111, lớp E được dành riêng choviệc nhiên cứu, lớp này có địa chỉ từ 240.0.0.0 đến 254.255.255.255

Loopback : địa chỉ 127.x.x.x được dùng riêng để kiểm tra vònglặp quy hồi (loopback) và truyền thông liên quy trình trên máy tính cụcbộ, đây không phải là địa chỉ mạng hợp lệ

 Chúng ta có thể dựa vào các bit hoặc các byte đầu tiên để xác định lớpcủa IP một cách nhanh chóng

Ví dụ IP là : 128.7.15.1

Ta có bảng sau:

Hệ nhị phân 10000000 00000111 00001111 00000001

Ta thấy hai bit của byte đầu tiên là 10 => IP thuộc lớp B

Hoặc ta có thể nhận được qua byte đầu tiên của địa chỉ IP

Ta có bảng sau :

Lớp Byte đầu tiên của địa chỉ

Để cấp phát địa chỉ IP cho các mạng khác nhau một cách hiệu quả và dễquản lý, nhà quản trị thường phân chia mạng của họ thành nhiều mạng nhỏhơn gọi là Subnet Subnet sẽ vay mượn một số bit của host để làm Subnetmask (mặt nạ mạng).

Chú ý:

+ Subnet mask có tất cả các bit network và subnet bằng 1, các bit hostđều bằng 0

+ Tất cả các máy trên cùng một mạng phải có cùng subnet

+ Để phân biệt được các subnet (mạng con) khác nhau, bộ định tuyếndùng phép logic AND

Ví dụ: địa chỉ mạng lớp C có subnet 192.10.0.0 có thể như sau :

a) Dùng 8 bit để làm subnet

b) Chỉ dùng 7 bit để làm subnet

III IP ĐỘNG và IP TĨNH

Khi máy tính kết nối vào mạng internet thường xuyên, chẳng hạn như 1web server hoặc FPT server luôn phải có một địa IP cố định nên gọi là địachỉ IP tĩnh Đối với các máy tính thỉnh thoảng kết nối vào internet Chẳnghạn như máy A quay số kết nối đến ISP (Internet Service Provider : dịch vụcung cấp internet) Mỗi lần máy A sử dụng internet, DHCP server của ISPsẽ cung cấp cho máy A một địa chỉ IP chẳng hạn 203.162.30.209, và nếu lầnsau máy tính A kết nối vào Internet thì DHCP server của nhà cung cấp dịchvụ internet sẽ cung cấp cho máy tính A một địa chỉ IP mới, chẳng hạn:230.162.30.168 Như vậy, địa chỉ IP của máy tính A là địa chỉ IP động.

IV CẤU TẠO ĐỊA CHỈ IP BẰNG TÊN

Để tạo sự dễ dàng cho người sử dụng, người ta đã đặt ra địa chỉ IPbằng tên Địa chỉ bằng tên này được tạo ra sao cho dễ nhớ, rõ ràng và giúpngười sử dụng có khái niệm sở hữu và vị trí của địa chỉ đó Thông thườngđịa chỉ bằng tên được cấu tạo như sau : aaa.bbb.ccc

aaa có thể tên của một máy tính hay tên của một ngành, một nhóm.bbb là tên của một tổ chức, một trường học, một hội đoàn và ccc tươngtrưng cho hội, vùng, quốc gia Tóm lại, địa chỉ IP bằng tên cho ta biếtđược phần nào về nơi chốn, khu vùng của máy tính

Thí dụ địa chỉ sau: dhcongnghiep.thainguyen.edu

Từ phải sang trái : edu là hệ thống giáo dục, dhthainguyen là têntrường vung, dhcongnghiep là một trường thành viên của Đại học TháiNguyên

Phần cuối của địa chỉ có thể người ta cho biết phần nào các địa chỉ ởđâu hoặc thuộc về chính quyền, tổ chức nào

EDU : hệ thống các trường đại học

COM : hãng xưởng, thương mại

GOV : cơ quan chính quyền

MIL : quân đội

NET : những trung tâm lớn cung cấp dịch vụ Internet

Chương 3 PROTOCOL-GIAO THỨC

I PROTOCOL ( GIAO THỨC ) LÀ GÌ :

Việc trao đổi thông tin dù là đơn giản nhất cũng phải tuân theo nhữngnguyên tắc nhất định Đơn giản như hai người nói chuyện với nhau, muốncho cuộc nói chuyện có kết quả thì ít nhất cả hai người phải ngầm tuân thủquy ước : Khi một người nói thì người kia phải biết lắng nghe và ngược lại.Việc truyền thông trên mạng cũng vậy Cần có các quy tắc, quy ước truyềnthông về nhiều mặt : khuôn dạng cú pháp của dữ liệu, các thủ tục gửi, nhậndữ liệu, kiểm soát hiệu quả chất lượng truyền thông tin Tập hợp những quytắc, quy ước truyền thông đó được gọi là giao thức của mạng (protocol)

Một tập hợp tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa hai hệ thống máy tínhhoặc hai thiết bị máy tính với nhau được gọi là giao thức Các giao thức cònđược gọi là các nghi thức hoặc định ước của máy tính

II HOẠT ĐỘNG CỦA GIAO THỨC :

Toàn bộ hoạt động truyền dữ liệu trên mạng phải được chia thành nhiềubước riêng biệt có hệ thống Ơû mỗi bước, một số hoạt động sẽ diễn ra vàkhông thể diễn ra ở bất kỳ bước nào khác Mỗi bước có nhưng nguyên tắc vàgiao thức riêng

Các bước phải được thực hiện theo một trình tự nhất quán giống nhautrên mỗi máy tính mạng Ơû máy tính gửi, những bước này phải được thự hiện

tu trên xuống Ơû máy tính nhận, chúng phải được thực hiện từ dưới lên

- Chuẩn bị dữ liệu và cho truyền thật sự qua card mạng rồi lên cápmạng.

2 MÁY TÍNH NHẬN :

- Lấy gói dữ liệu ra khỏi cáp

- Đưa gói dữ liệu vào máy tính thông qua card mạng

- Tước bỏ khỏi gói dữ liệu thông tin truyền do máy tính gửi thêmvào

- Sao chép dữ liệu từ gói vào bộ nhớ đệm để tái lắp ghép

- Chuyển dữ liệu đã tái lắp ghép vào chương trình ứng dụng dướidạng sử dụng được

Cả máy tính gửi và máy tính nhận cần thực hiện từng bước theo cùngmột cách để dữ liệu lúc nhận lúc gửi sẽ không thay đổi so với lúc gửi

Chẳng hạn, hai giao thức có thể chia thành nhiều gói và bổ sung thêmcác thông tin thứ tự, thông tin thời lượng và thông tin kiểm lỗi, tuy nhiên mỗigiao thức lại thực hiện việc này theo cách khác nhau Do đó, máy tính dùnggiao thức này sẽ không thể giao tiếp thành công với máy tính dùng giao thứckhác

III MỘT SỐ GIAO THỨC THÔNG DỤNG

 IPX (Internetworking Packet eXchange : trao đổi gói dữ liệu mạng):

Là nghi thức của mạng Netware, IPX giống IP là không cần quan tâmđến cấu hình mạng của hệ thống cũng như việc phân tuyến dữ liệu giữa haiđặc điểm truyền và nhận như thế nào

Tuy nhiên khác với IP, IPX có thể tự cấu hình Nó có thể tạo các địa chỉmạng từ sự kết hợp giữa địa chỉ mạng được tạo ra bởi nhà quản trị mạng vớiđịa chỉ card mạng ở lớp MAC Tính năng này làm cho việc thiệt lập mạng trởnên đơn giản; vì khi mạng được kết nối về mặt vật lý, IPX có thể tự động cấuhình và phân tuyến dữ liệu rất nhanh, nhà quản trị mạng không cần tạo ramột địa chỉ mạng riêng biệt cho mỗi máy tính

Một ưu điểm khác nữa là gói dữ liệu của IPX rất giống gói dữ liệu của

IP nên chúng ta có thể chuyển đổi các gói dữ liệu của IPX sang IP để phântuyến trên internet Đây là cách hữu hiệu nhất để kết nối người dùng vớiinternet mà không phải cấu hình TCP/IP lại cho từng máy Tuy nhiên điềubất lợi là tính tương thích với internet không hoàn hảo và phải mất mộtkhoảng thời gian để chuyển đổi từ IPX sang IP cho các gói dữ liệu Nhưngnói chung, IPX có thể coi là giải pháp thay thế cho IP nếu hệ thống mạngkhông yêu cầu kết nối internet

 NETBIOS-NETBEUI

IBM đưa ra nghi thức NetBios để sử dụng cho các mạng nhỏ, có cấuhình chỉ một Segment Tương tự như Bios của máy tính cá nhân chuyên xử lýcác giao tiếp giữa hệ điều hành với phần cứng máy tính NetBios và NetBeui( NetBios Extended User Interface) là các nghi thức hỗ trợ cho các thao tácInput/Output (I/O) trên mạng

NetBios (và NetBeui) được thiết kế với ý đồ sử dụng cho các mạngLAN nhỏ nên không thể hoạt động trên môi trường WAN Nếu muốn sửdụng trong WAN, chúng ta phải đóng gói các Packet NetBios thêm một lầnnữa trong Packet của IPX hoặc IP thông qua quá trình gọi là NBT (NetBiostrên TCP/IP)

NetBios và NetBeui có ưu điểm hơn IP và IPX là không sử dụng cáchđánh địa chỉ bằng số mà biểu diễn địa chỉ theo tên

Ví dụ: một máy tính tên Kim và một máy tính tên Mộc Máy Kim gửiđịa chỉ cho máy Mộc thì địa chỉ nguồn là Kim, còn địa chỉ đích là Mộc Vàcũng không cần biến đổi tên của máy tính từ dạng ký tự sang dạng số trongquá trình truyền dữ liệu

Yếu điểm của phương pháp theo địa chỉ theo tên là mỗi máy tính mạngphải có cách nào đó để nhắc nhở các máy tính khác trong mạng nhận biếtđược sự hiện diện của nó ( ví dụ : tiếng động vật kêu trong một khu vực nàođó báo hiệu rằng đang có sự hiện diện của nó…) Netbios cũng chiếm một ítdung lượng đường truyền khi chúng thực hiện nhắc nhở lẫn nhau về sự hiện

diện của các máy tính mạng khác Chính đặc tính này là một trong những lý

do làm cho NetBios và NetBeui chỉ thích hợp cho mạng nhỏ

 TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol : Giao thức điều

khiển truyền/ giao thức mạng):

Nếu có một giải pháp nào được gọi là tổng quan cho thế giới mạng thìđó chính là TCP/IP TCP/IP gồm tập hợp một bộ nghi thức được xây dựng vàcông nhận bởi các tổ chức Quốc Tế

TCP/IP là một nghi thức hoạt động mà không quan tâm đến sự phântuyến giữa các gói dữ liệu trên mạng giữa máy tính gửi và máy tính nhận, đólà lý do tại sao TCP/IP được sử dụng nhiều trên Internet TCP/IP có thể hoạtđộng trên nhiều mạng có nền (phần cứng) hệ thống khác nhau và cung cấpmột cách thức cấu hình địa chỉ mạng khá hiệu quả

IP cóù hai khuyết điểm là: tính phức tạp và số lượng địa chỉ mạng dự trữngày đang cạn dần Tuy nhiên, IP version 6 ( IP v.6) đã giải quyết được vấnđề này và đang được chấp nhận

Mặc dù phưc tạp nhưng TCP/TP tỏ ra rất hiệu quả cho phép kết nốinhiều kiểu máy tính khác nhau chạy trên các hệ điều hành khác nhau thànhmột hệ thống mạng duy nhất dễ kiểm soát về cấu hình

TCP/IP HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO ? Internet là mạng chuyển mạchbó, nghĩa là khi chúng gửi thông tin qua internet từ máy tính của mình đếnmáy tính khác thì dữ liệu được chia thành bó nhỏ Chuỗi các bộ phận chuyểnmạch được gọi là bộ hành trình gửi từng bó qua internet một cách riêng lẻ.Sau khi tất cả các bó được gửi tới máy tính nhận, chúng phải được kết hợp trởlại về dạng ban đầu Hai nghi thức thực hiện việc phân chia dữ liệu thành cácbó, chuyển tải các bó qua internet và kết hợp các bó nơi nhận đó là TCP/IP

Vì nhiều lý do kể cả giới hạn phần cứng, dữ liệu được gửi thông quainternet phải được chia thành các bó nhỏ không quá 1500 ký tự Mỗi bó đềuchứa tiêu đề của thông tin, chẳng hạn thứ tự của các bó sẽ được tổ hợp vớicác bó có liên quan Khi TCP tạo ra từng bó, nó sẽ tính toán và cộng số kiểmtra vào tiêu đề là số mà TCP sử dụng ở đầu nhận sẽ xác định các lỗi sai có

thểnảy sinh trong quá trình truyền dẫn bó dữ liệu Số này dựa trên số lượngdữ liệu chính xác trong đó.

Mỗi bó được đưa vào một IP riêng lẻ chứa thông tin về nơi gửi dữ liệu.Tất cả các gói dữ liệu cho trước đều có cùng thông tin địa chỉ để có thể gửiđến cùng vị trí nơi chúng có thể được tổng hợp tổng hợp lại Các gói IP cótiêu đề với thông tin địa chỉ gửi, địa chỉ nhận, thời gian duy trì bó thông tintrước khi loại bỏ

Khi các bó được gửi qua internet, các bộ hành trình sẽ kiểm tra các bao

IP và tìm địa chỉ của chúng Các bộ này xác định hiệu quả nhất để gửi từngbó đến bộ hành trình gần đích nhất Sau khi qua các bộ hành trình, các bóđến cùng địa chỉ Do phải lưu thông trên internet thay đổi liên tục, các bó cóthể gửi theo nhiều đường khác nhau và có thể đích không theo thứ tự

Sau khi các bó đến đích,TCP tính toán số kiểm tra từng bó, so sánh sốnày với số kia đã gửi trong bó Nếu hai số không tương hợp, TCP biết dữ liệutrong đó bị tổn thất trong quá trình truyền tải liền loại bỏ gói này và yêu cầugửi gói khác Khi các bó nguyên vẹn đều đến cùng địa chỉ, TCP sẽ tổng hợpchúng lại thành dạng dữ liệu như khi gửi

HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ HÀNH TRÌNH: bộ hành trình có các cổng nhận

các bó IP và cổng Out để gửi các bó Khi một bó đến cổng Input bộ hànhtrình xem xét tiêu đề của bó này và xác định đích đến trên bảng hành trình,

cơ sở dữ liệu báo cho bộ hành trình về cách thức gửi các bó đến các đíchkhác nhau

Dựa trên thông tin theo bảng hành trình, bó được gửi đến cổng Outputthích hợp, cổng này gửi bó thông tin đến bộ hành trình gắn với đích của bóđó

Nếu bó đến các cổng Input nhanh hơn tốc độ xử lý của bộ hành trình, bónày được giữ lại trong thứ tự Input Bộ hành trình sẽ xử lý các bó từ dãy nàytheo thứ tự nhận các bó Nếu số lượng các bó nhận được vượt quá chiều dàidãy thứ tự, các bó có thể bị thất lạc, khi điều này xảy ra, nghi thức TCP trênmáy tính gửi sẽ nhận thông tin và gửi lại các bó đó

 CSMA/CD – Carier Sense Multiple Access with Collision Detection: (tổ

chức xâm nhập nhiều mối bằng cảm nhận sóng mạng có dò xung đột).

Khi sử dụng giao thức này các trạm có quyền chuyển dữ liệu trên mạngvới số lượng nhiều hay ít một cách ngẫu nhiên hoặc bất kỳ khi có nhu cầutruyền dữ liệu ở mỗi trạm Mỗi trạm sẽ kiểm tra tuyến và khi nào tuyếnkhông bận mới bắt đầu chuyển các gói dữ liệu

Với phương pháp CSMA/CD,thỉnh thoảng sẽ có hơn một trạm đồng thờitruyền dữ liệu và tạo ra sự xung đột làm dữ liệu thu được ở các trạm bị sailệch Để tránh sự tranh chấp này, mỗi trạm phải đều phải phát hiện được sựxung đột dữ liệu Trạm phát phải kiểm tra Bus trong khi gửi dữ liệu để xácđịnh rằng tín hiệu trên Bus thật sự đúng Như vậy, sẽ phát hiện được bất kỳxung đột nào có thể xảy ra Khi phát hiện có sự xung đột, lập tức trạm sẽ gửi

đi một mẫu làm nhiễu đã được định trước để báo cho các trạm biết là có sựxung đột xảy ra và chúng sẽ bỏ qua các gói dữ liệu này Sau đó, trạm phát sẽtrì hoãn một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi phát lại dữ liệu Ưu điểmcủa CSMA/CD là đơn giản, mềm dẻo, hiệu quả truyền thông tin cao khi lưulượng thông tin của mạng thấp Việc thêm vào hay dịch chuyển các trạm trêntuyến không ảnh hưởng đến các thủ tục của giao thức Điểm bất lợi củaCSMA/CD là hiệu suất của tuyến giảm xuống nhanh khi phải tải quá nhiềuthông tin

Chương 4 MẠNG ETHERNET

Ethernet là một trong nhiều dạng mạng thông dụng và phổ biến nhất hiện nay Trong mạng Ethernet, các máy được nối chung một cáp theo mô hình sau :

Tầm hoạt động của mạng Ethernet không lớn Mỗi máy có thể kết nốivào dây chung ở tầm 400 m (có thể lên tới 2000m hoặc 4000m) Nếu muốnkết nối xa hơn thì phải có các trạm chuyển tiếp (hup, repeater, switch, router, .) Tốc độ truyền của Ethernet cũng khá cao Hiện nay thường dùng làMbps ( Fastethernet) và cũng có 1000Mbps (Gigaethernet)

Mạng Ethernet dùng chế độ CSMA/CD (carrier sense media access/collsion detection: phương thức đa truy cập cảm nhận sóng mang tín hiệuxung đột ) để xem mạng có rảnh mà truyền thông tin đi không Vì Ethernetdùng cáp chung, nên mỗi máy trước khi gửi tín hiệu phải xem thử coi cápchung có rỗi hay không Mỗi máy lắng nghe tín hiệu của dây cáp chung đểxem xét xem lúc nào dây chung đang rỗi và lúc nào dây chung đang bận.Nếu mạng đang bận, máy đó sẽ phải chờ ( thường là vào khoảng 10m/s) sauđó lắng nghe lại Giả sử, cùng một lúc mạng đang rỗi mà có hai máy gửi tínhiệu cùng một lúc, sẽ xảy ra hiên tượng bị chuyển sai lệch hoặc tín hiệu nàyđè chồng lên tín hiệu khác gọi là collsion ( sự va chạm ) Phát hiện ra điềuđó, hai máy phải chờ một thời gian ngẫu nhiên Nếu vô tình thời gian chờngẫu nhiên của các máy chênh lệch không nhiều thì sự va chạm đó lại xảy

ra, khi đó thời gian chờ của hai máy sẽ gấp đôi thời gian chờ ban đầu Lầnthứ ba gấp 4, lần thứ tư gấp 8 Sự lặp lại như vậy dẫn tới việc một máy sẽgửi tín hiệu đi trước và máy còn lại sẽ truyền tín hiệu đi sau Đó là ý tưởng