Giáo trình Mạng máy tính (dành cho ngành truyền thông): Phần 1 - CĐ Kỹ Thuật Cao Thắng

(NB) Giáo trình Mạng máy tính (dành cho ngành truyền thông): Phần 1 cung cấp những thông tin như tổng quan về mạng điện báo, mạng điện thoại, mạng hướng đầu cuối, mạng máy tính, các thiết bị mạng, các thiết bị ghép nối,...

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

TRƯƠNG QUANG TRUNG

THÁI NGỌC ANH KHÔI NGUYỄN ĐỨC ANH

GIÁO TRÌNH MẠNG MÁY TÍNH

(GIÁO TRÌNH DÙNG CHO HỆ CAO ĐẲNG NGÀNH

CNKT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG)

TP HỒ CHÍ MINH, 09 - 2018 (LƯU HÀNH NỘI BỘ)

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 MẠNG ĐIỆN BÁO 1

1.2 MẠNG ĐIỆN THOẠI 1

1.3 MẠNG HƯỚNG ĐẦU CUỐI 2

1.4 MẠNG MÁY TÍNH 2

1.5 PHÂN LOẠI 4

1.6 LỢI ÍCH MẠNG MÁY TÍNH 7

CHƯƠNG 2: CÁC THIẾT BỊ MẠNG 9

2.1 CÁC LOẠI CÁP 9

2.2 CÁC THIẾT BỊ GHÉP NỐI 11

2.3 CÁC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG DỤNG 14

2.4 KẾT NỐI 20

2.5 PHẦN MỀM MẠNG MÁY TÍNH 25

2.6 MÔ HÌNH OSI 28

CHƯƠNG 3: ĐỊA CHỈ IP 35

3.1 CẤU TRÚC ĐỊA CHỈ IP 35

3.2 PHÂN LỚP IP 36

3.3 ÝNGHĨA CÁC NETID, HOSTID, NETMASK, SUBNETMASK 38

3.4 PHÂN MẠNG CON 40

CHƯƠNG 4: GIAO THỨC TCP/IP 44

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG 44

4.2 GIAO THỨC IP 45

4.3 NHIỄU TRONG BỘ THU QUANG 54

4.4 GIAO THỨC TCP 57

4.5 GIAO THỨC UDP 60

CHƯƠNG 5: ĐỊNH TUYẾN 62

5.1 GIỚI THIỆU CHUNG 62

5.2 CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN THIẾT KẾ TẦNG MẠNG 62

5.3 GIẢI THUẬT CHỌN ĐƯỜNG 66

CHƯƠNG 6: CÁC DỊCH VỤ MẠNG 88

6.1 GIỚI THIỆU CHUNG 88

6.2 DỊCH VỤ HTTP 88

6.3 DỊCH VỤ EMAIL 90

6.4 DỊCH VỤ DNS 95

6.5 DỊCH VỤ FTP 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 MẠNG ĐIỆN BÁO

Mạng điện báo sử dụng hệ thống mã Morse để mã hóa thông tin cần truyền đi

Mã Morse sử dụng hai tín hiệu là tít và te (ký hiệu bằng dấu chấm (•) và dấu gạch ngang (-)) Mỗi một ký tự latin sẽ được mã hóa bằng một chuỗi tíc/te riêng biệt, có độ dài ngắn khác nhau Để truyền thông tin đi,bên gởi sẽ lần lượt mã hóa từng ký tự của thông điệp thành mã Morse, bên nhận sau đó sẽ thực hiện quá trình giải mã Văn bản được truyền

đi được gọi là một thông điệp (message) hay một thư tín (Telegram)

Vào năm 1851 mạng thư tín đầu tiên được sử dụng để nối hai thành phố London

và Paris Sau đó không lâu, hệ thống mạng này được mở rộng toàn châu Âu.Cấu trúc của mạng gồm có hai thành phần là Trạm điện báo (Telegraph Station) và Trạm chuyểnđiện báo ( Telegraph Switching Station) được nối lại với nhau bằng hệ thống dây truyền dẫn

Trạm điện báo là nơi cho phép truyền và nhận các thông điệp dưới dạng các mã Morse, thông thường được thể hiện bằng âm thanh tít và te Để truyền và nhận thông tin cần có một điện báo viên thực hiện quá trình mã hóa và giải mã thông tin truyền/nhận

Vì không thể nối trức tiếp tất cả các trạm điện báo lại với nhau, người ta sử dụng các Trạm chuyển điện báo để cho phép nhiều trạm điện báo sử dụng chung một đường truyền để truyền tin Tại mỗi trạm chuyển điện báo có một thao tác viên chịu trách nhiệm nhận các điện báo gởi đến, xác định đường đi để chuyển tiếp điện báo về nơi nhận Nếu đường truyền hướng về nơi nhận đang đuợc sử dụng để truyền một điện báo khác, thao tác viên sẽ lưu lại điện báo này để sau đó truyền đi khi đường truyền rãnh

Để tăng tốc độ truyền tin, hệ thống Baudot thay thế mã Morse bằng mã nhị phân

5 bits (có thể mã hóa cho 32 ký tự) Các trạm điện báo cũng được thay thế bằng các máy têlêtíp (teletype terminal) cho phép xuất / nhập thông tin dạng ký tự Hệ thống sử dụng

kỹ thuật biến điệu (Modulation) và đa hợp (Multiplexing) để truyền tải thông tin

1.2 MẠNG ĐIỆN THOẠI

Mạng điện thoại cho phép

truyền thông tin dưới dạng âm thanh

bằng cách sử dụng hệ thống truyền

tín hiệu tuần tự

H1.1 Mạng chuyển mạch Mạng điện thoại hoạt động

định hướng nối kết (circuit switching),

tức thiết lập đường nối kết tận hiến giữa hai bên giao tiếp trước khi thông tin được truyền đi

1.3 MẠNG HƯỚNG ĐẦU CUỐI

Đây là mô hình của các hệ thống máy tính lớn (Main Frame) vào những năm của thập niên 1970.Hệ thống gồm một máy chủ mạnh (Host) có năng lực tính toán cao được nối kết với nhiều thiết bị đầu cuối đần độn (Dumb terminal) chỉ làm nhiệm vụ xuất nhập thông tin, giao tiếp với người sử dụng

H1.2 Mạng hướng đầu cuối

1.4 MẠNG MÁY TÍNH

Mạng máy tính là mạng của hai hay nhiều máy tính được nối lại với nhau bằng một đường truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó Mạng có thể có kiến trúc đơn giản hoặc phức tạp gồm nhiều mạng đơn giản nối lại với nhau

H1.3 Mạng máy tính

Mô hình mạng máy tính thường gặp :

+ Mô hình khách hàng – người phục vụ (Client - Server)

+ Mô hình mạng ngang hàng ( peer to peer )

1.4.1 Mô hình khách hàng – người phục vụ

Trong mô hình mạng khách chủ có một hệ thống máy tính cung cấp các tài nguyên và dịch vụ cho cả hệ thống mạng sử dụng gọi là các máy chủ (server) Một hệ thống máy tính sử dụng các tài nguyên và dịch vụ này được gọi là máy khách (client)

Máy tính client sẽ gởi các yêu cầu (request) đến máy tính server để yêu cầu server thực hiện công việc gì đó Chẳng hạn khi người dùng duyệt web trên mạng Internet, trình duyệt web sẽ gởi yêu cầu đến web server đề nghị web server gởi về trang web tương ứng.Máy tính server khi nhận được một yêu cầu từ client gởi đến sẽ phân tích yêu cầu để hiểu được client muốn đều gì, để thực hiện đúng yêu cầu của client Server sẽ gởi kết quả về cho client trong các thông điệp trả lời (reply) Ví dụ, khi web server nhận được một yêu cầu gởi đến từ trình duyệt web, nó sẽ phân tích yêu cầu để xác định xem client cần nhận trang web nào, sau đó mở tập tin html tương ứng trên đĩa cứng cục bộ của nó để gởi về trình duyệt web trong thông điệp trả lời.Một số ứng dụng được xây dựng theo mô hình client / server như: www, mail, ftp,

H1.4 Mô hình mạng khác chủ Dựa vào chức năng có thể chia thành các loại server như sau:

+ File Server : phục vụ các yêu cầu hệ thống tập tin

+ Print Server : phục vụ các yêu cầu in ấn

+ Mail Server : cung cấp các dịch vụ về gửi nhận email

+ Web Server : cung cấp các dịch vụ về web

+ Database Server : cung cấp các dịch vụ về lưu trữ, tìm kiếm thông tin

Ưu điểm : do dữ liệu được lưu trữ tập trung nên dễ bảo mật, backup và đồng bộ với nhau.Tài nguyên và dịch vụ tập trung nên dễ chia sẻ và quản lý, có thể phục vụ cho nhiều ngừơi dùng

Khuyết điểm : các server chuyên dụng rất đắt tiền, cần có nhà quản trị cho hệ thống

1.4.2 Mô hình mạng ngang hàng

Mạng ngang hành cung cấp việc kết nối cơ bản giữa các máy tính nhưng không

có bất kỳ một máy tính nào đóng vai trò phục vụ Một máy tính trên mạng có thể vừa là client, vừa là server Trong môi trường này, người dùng trên từng máy tính chịu trách nhiệm điều hành và chia sẻ các tài nguyên cuả máy tính mình Mô hình này chỉ phù hợp với các tổ chức nhỏ, số người giới hạn (thông thường nhỏ hơn 10 người), và không quan tâm đến vấn đề bảo mật

H1.5 Mô hình mạng ngang hàng

Ưu điểm : do mô hình đơn giản nên dễ cài đặt, tổ chức và quản trị, chi phí thiết bị thấp Khuyết điểm : không cho phép quản lý tập trung nên dữ liệu phân tán, khả năng bảo mật thấp, rất dễ bị xâm nhập Các tài nguyên không được sắp xếp nên rất khó định vị và tìm

phân ra các loại mạng như sau:

hẹp, khoảng cách giữa các nút mạng nhỏ hơn 10km LAN thường được sử dụng trong nội bộ cơ quan, xí nghiệp, trường học,… các LAN có thể được kết nối nhau thành WAN

pham vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính 100km trở lại mạng diện rộng WAN (Wide Area Network): phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả châu lục

vi trải rộng khắp các châu lục trên trái đất Thông thường thường kết nối thông qua mạng viễn thông và vệ tinh

Trong các khái niệm trên WAN và LAN là hai khái niệm được sư dụng nhiều nhất

1.5.2 Phương pháp chuyển mạch

 Mạng chuyển mạch kênh (circuit – switched network):

Trong trường hợp này khi có hai trạm cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lặp một kênh (circuit) cố định và duy trì cho đến khi một trong bên ngắt liên lạc Các dữ kiệu chỉ được truyền theo con đường cố định

Mạng chuyển mạch kênh có tốc độ truyền cao và an toàn nhưng hiệu xuất sử dụng đường truyền thấp vì có lúc kênh bị bỏ không do cả hai bên đều hết thông tin cần truyền trong khi các trạm khác không được phép sử dụng kênh truyền này và phải tiêu tốn thời gian thiết lặp con đường (kênh) cố định giữa hai trạm Mạng điện thoại là ví dụ điển hình của mạng chuyển mạch kênh

 Mạch chuyển mạch gói (packet – switched network):

gói tin (packet) có khuôn dạng quy định trước Mỗi gói tin cũng chứ các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và đích (người nhận) của gói tin Các gói tin về một thông báo nào đó có thể được gửi đi qua mạng để đến đích bằng nhiều con khác nhau Căn cứ vào số thứ tự các gói tin được tái tạo thành thông tin ban đầu

Phương pháp chuyển mạch bản tin và phương pháp chuyển mạch gói là gần giống nhau Điểm kkhasc biệt là các gói tin được gới hạn kích thước tối đa sao choc ác nút mạng có thể xử lí toàn bộ thông tin trong bộ nhớ mà khôn cần hải lưu trữ tạm thời trên đĩa Nên mạn chuyển mạch gói truyền các gói tin qua mạng nhanh hơn và hiệu quả

hơn so với chuyển mạch bản tin

1.5.3 Đồ hình mạng – TOPO mạng

Topology củ mạng là cấu trúc hình học không gian mà thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng như cách nối giữa chúng với nhau Thông thường mạng có 3 dạng cấu trúc: mạng dạng hình sao (Star topology), mạng dạng vòng (Ring topology) và mạng dạng tuyến (Linear Bus topology) Ngoài 3 dạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tướng từ ba dạng này như mạng dạng cây, mạng dạng hình sao-vòng, mạng hình hỗn hợp,…

 Mạng hình sao (Star topology):

Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút Các nút này là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng Bộ kết nối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng

H1.7  Cấu trúc mạng hình sao Mạng dạng sao cho phép kết nối các máy tính vào một bộ trung tâm bằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không cần thông qua trục bus, nên tránh các yếu tố ngừng trệ mạng Mô hihf kết nối dạng sao này đã trở nên hêt sức phổ biến Với việc sử dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể được mở rộng bằng cách tối chức nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng trong việc quản lí

và vận hành

 Mạng dạng vòng (Ring topology):

Mạng dạng này bố trí theo mạng xoay vòng, đường dây cáp được thiết kế làm thành vòng tròn khép kín, tín hiệu chạy quanh theo một vòng nào đó Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ được một nút mà thôi Dữ liệu truyền đi phải có kềm theo một địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận

 Mạng dạng Bus (Bus Topology):

Thực hiện theo cách bố trí theo hàng, các máy tính và các thiết bị khác Các nút đều được nối về với nhau trên một trục đường dây cáp chính để truyền tải tín hiệu Tất

cả các nút đều được sử dụng chung đường dây cáp chính này Ở hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminatior Các tín hiệu và dữ liệu khi truyền đi đều mang theo địa chỉ nơi đến

 Mạch dạng kết hợp:

Là mạng kết hợp dạng sao và tuyến (star/bus topology): cấu hình mạng dạng này

có bộ phận tách tín hiệu (spitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng

có thể chọn hoặc Ring topology hoặc Linear Bus topology Ưu điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhomslamf việc ở cách xa nhau , ARCNET là mạng kết hợp Star/Bus topology Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tương thích dễ dàng đối với bất kì nơi nào Kết hợp cấu hình sao và vòng (Star/Ring topology) Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring topology, có một thẻ bài liên lạc được chuyển vòng quanh một cái bộ tập trung

1.6 LỢI ÍCH CỦA MẠNG MÁY TÍNH

+ Mạng tạo khả năng dùng chung tài nguyên cho các người dùng: Vấn đề là làm

cho các tài nguyên trên mạng như chương trình, dữ liệu và thiết bị, đặc biệt là các thiết

bị đắt tiền, có thể sẵn dùng cho mọi người trên mạng mà không cần quan tâm đến vị trí thực của tài nguyên và người dùng

Về mặt thiết bị, các thiết bị chất lượng cao thường đắt tiền, chúng thường được dùng chung cho nhiều người nhằm giảm chi phí và dễ bảo quản

Về mặt chương trình và dữ liệu, khi được dùng chung, mỗi thay đổi sẽ sẵn dùng cho mọi thành viên trên mạng ngay lập tức Điều này thể hiện rất rõ tại các nơi như ngân hàng, các đại lý bán vé máy bay

+ Mạng cho phép nâng cao độ tin cậy: Khi sử dụng mạng, có thể thực hiện một

chương trình tại nhiều máy tính khác nhau, nhiều thiết bị có thể dùng chung Điều này tăng độ tin cậy trong công việc vì khi có máy tính hoặc thiết bị bị hỏng, công việc vẫn

có thể tiếp tục với các máy tính hoặc thiết bị khác trên mạng trong khi chờ sửa chữa

+ Mạng giúp cho công việc đạt hiệu suất cao hơn: Khi chương trình và dữ liệu đã

dùng chung trên mạng, có thể bỏ qua một số khâu đối chiếu không cần thiết Việc điều chỉnh chương trình (nếu có) cũng tiết kiệm thời gian hơn do chỉ cần cài đặt lại trên một máy

Về mặt tổ chức, việc sao chép dữ liệu phòng hờ tiện lợi hơn do có thể giao cho chỉ một người thay vì mọi người phải tự sao chép phần của mình

+ Tiết kiệm chi phí: Việc dùng chung các hiết bị ngoại vi cho phép giảm chi phí trang

bị tính trên số người dùng Về phần mềm, nhiều nhà sản xuất phần mềm cung cấp cả những ấn bản cho nhiều người dùng, với chi phí thấp hơn tính trên mỗi người dùng

+ Tăng cường tính bảo mật thông tin: Dữ liệu được lưu trên các máy phục vụ tập tin

(file server) sẽ được bảo vệ tốt hơn so với đặt tại các máy cá nhân nhờ cơ chế bảo mật của các hệ điều hành mạng

+ Việc phát triển mạng máy tính đã tạo ra nhiều ứng dụng mới: Một số ứng dụng

có ảnh hưởng quan trọng đến toàn xã hội: khả năng truy xuất các chương trình và dữ liệu từ xa, khả năng thông tin liên lạc dễ dàng và hiệu quả, tạo môi trường giao tiếp thuận lợi giữa những người dùng khác nhau, khả năng tìm kiếm thông tin nhanh chóng trên phạm vi toàn thế giới,

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1

Câu 1: Trình bày ưu, nhược điểm và vẽ các đồ hình mạng (topo): Start, Ring, Bus

Câu 2: Trình bày và phân biệt các loại mạng máy tính: LAN, WAN, MAN, GAN Câu 3: Trình bày và so sánh ưu, nhược điểm của mô hình server-client và peer to peer

Câu 4: Trình bày đặc điểm của các phương pháp truyền thông: unicast, anycast,

multicast, broadcast Nêu ưu nhược điểm của các phương pháp này

Câu 5: Trình bày các lợi ích chính của mạng máy tính

CHƯƠNG 2 CÁC THIẾT BỊ MẠNG

2.1 CÁC LOẠI CÁP

2.1.1.Cáp xoắn đôi (Twisted pair cable)

H2.1 Cáp xoắn đôi Cáp xoắn đôi là cáp gồm hai dây đồng xoắn để tránh gây nhiễu cho các đôi dây khác, có thể kéo dài tới vài km mà không cần khuyếch đại Cáp xoắn có hai loại:

- Loại có bọc kim loại để tăng cường chống nhiễu gọi là cáp STP (Shield Twisted Pair) Tốc độ lý thuyết 500Mbps, thực tế khoảng 155Mbps, với đường chạy 100m; tốc độ phổ biến 16Mbps (Token Ring)

- Loại không bọc kim gọi là UTP (UnShield Twisted Pair), chất lượng kém hơn STP nhưng rất rẻ Cáp UTP được chia làm 5 hạng tuỳ theo tốc độ truyền Cáp loại 5 có thể truyền với tốc độ 100Mb/s rất hay dùng trong các mạng cục bộ vì vừa rẻ vừa tiện sử dụng Cáp loại 5E và loại 6 có tốc độ đạt đến 1000Mbps.Cáp này có 4 đôi dây xoắn nằm trong cùng một vỏ bọc

2.1.2 Cáp đồng trục (Coaxial cable)

Là cáp mà hai dây của nó có lõi lồng nhau, lõi ngoài là lưới kim loại , Khả năng chống nhiễu rất tốt, giá thành thấp Có cáp đồng trục gầy (thin coaxial cable) và cáp đồng trục béo (thick coaxial cable)

H2.4 Cáp đồng trục + Cáp đồng trục gầy, ký hiệu RG-58AU, được dùng trong chuẩn mạng Ethernet 10Base2 Sử dụng đầu nối chữ T và đầu BNC để kết nối các đoạn cáp

H2.5 Đầu nối BNC và đầu nối chữ T + Cáp đồng trục béo, ký hiệu RG-11,được dùng trong chuẩn mạng 10Base5 Để đấu nối các đoạn cáp phải dùng một đầu chuyển dổi Transceivẻ và kết nối với máy tính thông qua cổng AUI

- Xung ánh sáng có thể đi hàng trăm km mà không giảm cuờng độ sáng

- Băng thông cho phép đến 2Gbps

- An toàn và bí mật

- Không bị nhiễu điện từ

Chỉ có hai nhược điểm là khó nối dây và giá thành cao

Để phát xung ánh sáng người ta dùng các đèn LED hoặc các diod laser.Để nhận người ta dùng các photo diode , chúng sẽ tạo ra xung điện khi bắt được xung ánh sáng

H2.7 Cấu trúc cáp quang Cáp quang cũng có hai loại:

- Loại đa mode (multi mode fiber): khi góc tới thành dây dẫn lớn đến một mức nào đó thì có hiện tượng phản xạ toàn phần Nhiều tia sáng có thể cùng truyền miễn là góc tới của chúng đủ lớn Các cáp đa mode có đường kính khoảng 50 µ

- Loại đơn mode (single mode fiber): khi đường kính dây dẫn bằng bước sóng thì cáp quang giống như một ống dẫn sóng, không có hiện tượng phản xạ nhưng chỉ cho một tia

đi Loại này có đường kính khoản 8 µ và phải dùng diode laser Cáp quang đơn mode có

thể cho phép truyền xa tới hàng trăm km mà không cần phải khuyếch đại

2.2 CÁC THIẾT BỊ GHÉP NỐI

2.2.1.Card mạng (Network Interface Card viết tắt là NIC)

Đó là một card được cắm trực tiếp vào máy tính Trên đó có các mạch điện giúp cho việc tiếp nhận (receiver) hoặc/và phát (transmitter) tín hiệu lên mạng Người ta thường dùng từ tranceiver để chỉ thiết bị (mạch) có cả hai chức năng thu và phát Transceiver có nhiều loại vì phải thích hợp đối với cả môi trường truyền và do đó cả đầu nối Ví dụ với cáp gầy card mạng cần có đường giao tiếp theo kiểu BNC, với cáp UTP cần có đầu nối theo kiểu giắc điện thoại RJ45, cáp béo dùng đường nối kiểu AUI , với cáp quang phải có những transceiver cho phép chuyển tín hiệu điện thành các xung ánh sáng và ngược lại Để dễ ghép nối, nhiều card có thể có nhiều đầu nối ví dụ BNC cho cáp gầy, RJ45 cho UTP hay AUI cho cáp béo Trong máy tính thường để sẵn các khe cắm để bổ sung các thiết bị ngoại vi hay cắm các thiết bị ghép nối

Địa chỉ MAC (Media Acces Control) : mỗi card mạng có một địa chỉ riêng dùng

để phân biệt card mạng này với card mạng khác trên mạng.Địa chỉ này gồm 6 byte (48 bit), 3 byte đầu là mã số của nhà sản xuất, 3 byte sau là số serial của các card mạng do hãng đó sản xuất Địa chỉ này được ghi cố định vào ROM nên còn gọi là địa chỉ vật lý

H2.8 Một số loại card mạng

2.2.2 Bộ chuyển tiếp (REPEATER )

Tín hiệu truyền trên các khoảng cách lớn có thể bị suy giảm Nhiệm vụ của các repeater là hồi phục tín hiệu để có thể truyền tiếp cho các trạm khác Một số repeater đơn giản chỉ là khuyếch đại tín hiệu Trong trường hợp đó cả tín hiệu bị méo cũng sẽ bị khuyếch đại

2.2.3 Hub

Hub là một loại thiết bị có nhiều đầu để cắm các đầu cáp mạng Hub có thể có nhiều loại ổ cắm (port) khác nhau phù hợp với kiểu giắc mạng RJ45, AUI hay BCN Các chức năng giống như Repeater dùng để khuếch đại tín hiệu điện và truyền đến tất cả

ổ cắm, đồng thời không lọc được dữ liệu

Hub gồm có 3 loại:

+ Hub thụ động (passive Hub) là Hub chỉ đảm bảo chức năng kết nối, không có linh kiện điện tử và nguồn riêng nên không xử lý lại tín hiệu Khi đó không thể dùng Hub để tăng khoảng cách giữa hai máy trên mạng

+ Hub chủ động (active Hub) là Hub có chức năng khuyếch đại tín hiệu để chống suy hao Với Hub này có thể tăng khoảng cách truyền giữa các máy

+ Hub thông minh (intelligent Hub) là Hub chủ động nhưng có thêm các chắc năng như cho phép quản lý từ các máy tính, Switching cho phép tín hiệu chuyền đến đúng port cần nhận không chuyển đến các port không liên quan

2.2.4.Bridge (cầu nối)

Là thiết bị cho phép nối kết hai nhánh mạng, có chức năng chuyển có chọn lọc các gói tin đến nhánh mạng chứa máy nhận gói tin Trong Bridge có bảng địa chỉ MAC, bảng địa chỉ này sẽ được dùng để quyết định đường đi của gói tin (cách thức truyền đi của một gói tin sẽ được nói rõ hơn ở trong phần trình bày về thiết bị Switch) Bảng địa chỉ này có thể được khởi tạo tự động hoặc phải cấu hình bằng tay Bridge hoạt động ở

lớp hai (lớp Data link) trong mô hình OSI

Ưu điểm của Bridge là: cho phép mở rộng cùng một mạng logic với nhiều kiểu cáp khác nhau Chia mạng thành nhiều phân đoạn khác nhau nhằm giảm lưu lượng trên mạng

Khuyết điểm: chậm hơn Repeater vì phải xử lý các gói tin, chưa tìm được đường

đi tối ưu trong trường hợp có nhiều đường đi Việc xử lý gói tin dựa trên phần mềm

2.2.5 Switch

Là các bộ chuyển mạch thực sự Khác với Hub thông thường, thay vì chuyển một tín hiệu đến từ một cổng cho tất cả các cổng, nó chỉ chuyển tín hiệu đến cổng có trạm đích Do vậy Switch là một thiết bị quan trọng trong các mạng cục bộ lớn dùng để phân đoạn mạng Nhờ có switch mà đụng độ trên mạng giảm hẳn Ngày nay switch là các thiết bị mạng quan trọng cho phép tuỳ biến trên mạng chẳng hạn lập mạng ảo

Switch thực chất là một loại bridge, về tính năng kỹ thuật, nó là loại bridge có độ trễ nhỏ nhất Switch cũng dựa vào bảng địa chỉ MAC để quyết định gói tin nào đi ra port nào nhằm tránh tình trạng giảm băng thông khi số máy trạm trong mạng tăng lên Switch cũng hoạt động tại lớp hai trong mô hình OSI Việc xử lý gói tin dựa trên phần cứng (chip)

Khi một gói tin đi đến Switch (hoặc Bridge), Switch (hoặc Bridge) sẽ thực hiện như sau:

+ Kiểm tra địa chỉ nguồn của gói tin đã có trong bảng MAC chưa, nếu chưa có thì nó sẽ thêm địa chỉ MAC này và port nguồn (nơi gói tin đi vào Switch (hoặc Bridge)) vào trong bảng MAC

+ Kiểm tra địa chỉ đích của gói tin đã có trong bảng MAC chưa:

- Nếu chưa có thì nó sẽ gởi gói tin ra tất cả các port (ngoại trừ port gói tin đi vào)

- Nếu địa chỉ đích đã có trong bảng MAC:

 Nếu port đích trùng với port nguồn thì Switch (hoặc Bridge) sẽ loại

bỏ gói tin

tương ứng

+ Địa chỉ nguồn và địa chỉ đích được nói ở trên đều là địa chỉ MAC

+ Port nguồn là Port mà gói tin đi vào

+ Port đích là Port mà gói tin đi ra

2.2.6.Modem

Là tên viết tắt từ hai từ điều chế (MOdulation) và giải điều chế (DEModulation)

là thiết bị cho phép điều chế để biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để có thể gửi theo đường thoại và khi nhận tín hiệu từ đường thoại có thể biến đổi ngược lại thành tín hiệu số Tuy nhiên có thể sử dụng nó theo kiểu kết nối từ xa theo đường điện thoại

ở lớp mạng (network) hoặc cao hơn

Người ta cũng có thể thực hiện firewall ở mức độ đơn giản trên Router thông qua tính năng Access-list (tạo một danh sách truy cập hợp lệ), thực hiện việc ánh xạ địa chỉ thông qua tính năng NAT (chuyển đổi địa chỉ)

Khi một gói tin đến Router, Router sẽ thực hiện các việc kiểm tra địa chỉ IP đích của gói tin:

+ Nếu địa chỉ mạng của IP đích này có trong bảng định tuyến của Router, Router

sẽ gởi ra port tương ứng

+ Nếu địa chỉ mạng của IP đích này không có trong bảng định tuyến, Router sẽ

kiểm tra xem trong bảng định tuyến của mình có khai báo Default Gateway hay không:

Default Gateway tương ứng

Chú ý: địa chỉ được xét ở đây là địa chỉ IP

2.3 CÁC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG DỤNG

2.3.1 Bộ chuyển mạch Switch Cisco Catalyst 2960:

Switch Cisco 2960 là loại thiết bị thông minh hỗ trợ truyền tải dữ hiệu, hình

ảnh, hệ thống âm thanh, audio một cách an toàn và bảo mật Đặc biệt, chúng cho phép quản lý có khả năng mở rộng và phát triển khi mà nhu cầu kinh doanh của người dùng cần thay đổi và đổi mới đáp ứng nhu cầu của thị trường

Series cho phép các mạng của doanh nghiệp mới được thành lập, doanh nghiệp vừa và văn phòng chi nhánh cung cấp dịch vụ mạng LAN mở rộng Sản phẩm cấu hình cố định, độc lập này cung cấp kết nối 10/100 Fast Ethernet và 10/100/1000 Gigabit Ethernet cho máy để bàn Điều đó không chỉ giúp cho đường truyền được nhanh chóng và thông suốt

mà còn tận dụng vốn đầu tư vào mạng của bạn Bởi các Switch mạng Cisco chỉ thiết lập một mạch ảo giữa hai cổng tương ứng mà không làm ảnh hưởng đến lưu thông trên các cổng khác Do đó, mạng LAN có hiệu suất hoạt động cao thường sử dụng chuyển mạch toàn bộ

cấp một dịch vụ an toàn đến văn phòng chi nhánh Công nghệ thông tin ngày càng phát triển nhưng không thể nào có thể tránh khỏi những lỗ hổng mạng, dẫn đến sự cố xung đột tên miền diễn ra nhiều như cơm bữa nên Switch chia mạng ra đời với sứ mệnh ngăn chặn sự xung đột riêng biệt trong mỗi segment Đặc biệt, sự bảo mật về thông tin đối với mỗi đơn vị, doanh nghiệp là vô cùng quan trọng, có tính chất quyết định đến sự thành bại nên các doanh nghiệp rất quan tâm đến nó

Management

Telnet SNMP RMON

2.3.2 Router Cisco 1921:

Cisco 1921 xây dựng trên lớp tốt nhất Tất cả các bộ định tuyến dịch vụ tích hợp

của Cisco 1900 Series cung cấp khả năng tăng tốc mã hóa phần cứng được nhúng và các dịch vụ bảo mật tiên tiến Ngoài ra, các nền tảng hỗ trợ phạm vi rộng nhất của ngành công nghiệp có dây và không dây các tùy chọn kết nối như Serial, T1 / E1, xDSL, Gigabit Ethernet, và thế hệ thứ ba (3G) không dây Cisco 1921 được kiến trúc để đáp ứng nhu cầu ứng dụng Của các văn phòng chi nhánh ngày nay với tính linh hoạt trong thiết kế cho các ứng dụng trong tương lai Cisco 1921 cung cấp các tính năng mô đun tăng cường đáng kể mang lại cho bạn sự bảo vệ đầu tư Bạn có thể dễ dàng trao đổi các mô-đun được sử dụng trên Cisco 1921 với các router Cisco khác để cung cấp bảo vệ đầu

tư tối đa Tận dụng các thẻ giao diện thông thường trên một mạng làm giảm đáng kể sự phức tạp của việc quản lý các yêu cầu của kho hàng, triển khai triển khai mạng lớn và duy trì các cấu hình trên nhiều kích cỡ văn phòng chi nhánh

Thông số kỹ thuật trong nháy mắt:

khe cắm

điện toán đám mây bảo mật web

Cisco 192 Dịch vụ và khe cắm mở rộng

2.3.3 Cisco ASA 5505 series (Firewall):

Thiết bị An ninh Thích hợp Cisco ASA 5505 là một thiết bị bảo mật đầy đủ tính năng thế hệ tiếp theo cho các môi trường doanh nghiệp nhỏ, văn phòng chi nhánh

và doanh nghiệp nhỏ Cisco ASA 5505 cung cấp tường lửa hiệu suất cao, SSL và IPsec VPN, và các dịch vụ mạng phong phú trong một thiết bị "plug-and-play" kiểu mô-đun Sử dụng Cisco ASDM tích hợp, Cisco ASA 5505 có thể được triển khai nhanh chóng và dễ dàng quản lý, cho phép các doanh nghiệp giảm thiểu chi phí hoạt động Cisco ASA 5505 có bộ chuyển đổi 8 cổng 10/100 Fast Ethernet linh hoạt, có thể tự động nhóm các cổng để tạo ra ba VLAN riêng biệt cho lưu lượng truy cập tại nhà, doanh nghiệp và Internet để cải thiện phân đoạn và bảo mật mạng Cisco ASA 5505 cung cấp hai cổng Power over Ethernet (PoE), cho phép triển khai đơn giản các điện thoại IP của Cisco với các khả năng thoại VoIP an toàn (zero-touch) và triển khai các điểm truy cập không dây bên ngoài để tăng tính di động của mạng Dịch vụ ngăn chặn xâm nhập và giảm thiểu sâu hiệu suất cao hiện có với việc bổ sung AIP SSC Nhiều cổng USB có thể được sử dụng để cho phép các dịch

vụ và khả năng bổ sung trong tương lai

Khi nhu cầu kinh doanh phát triển, khách hàng có thể cài đặt giấy phép nâng cấp Security Plus, cho phép Cisco ASA 5505 mở rộng để hỗ trợ khả năng kết nối cao hơn và tới 25 người dùng IPsec VPN, bổ sung hỗ trợ DMZ đầy đủ và tích hợp vào các môi trường mạng chuyển mạch thông qua hỗ trợ trung kế VLAN Hơn nữa, giấy phép nâng cấp này tối đa hóa tính liên tục của hoạt động kinh doanh bằng cách

hỗ trợ các kết nối ISP dư thừa và các dịch vụ có tính sẵn sàng cao Active / Standby không có trạng thái vô gia cư

Các doanh nghiệp cũng có thể mở rộng dịch vụ VPN của Cisco ASA 5505 bằng cách cho phép SSL VPN truy cập từ xa để hỗ trợ các nhân viên di động khác nhau

và các đối tác kinh doanh Các triển khai Giải pháp Truy cập Từ xa Bảo mật của Cisco có thể mở rộng lên đến 25 người dùng SSL VPN đồng thời trên mỗi Cisco ASA 5505 bằng cách cài đặt giấy phép nâng cấp SSL VPN

Sự kết hợp của các dịch vụ bảo mật và an ninh hàng đầu trên thị trường, các tính năng mạng tiên tiến, khả năng quản lý từ xa linh hoạt và khả năng mở rộng trong tương lai làm cho Cisco ASA 5505 trở thành sự lựa chọn tuyệt vời cho các doanh nghiệp yêu cầu doanh nghiệp nhỏ, văn phòng chi nhánh hoặc doanh nghiệp nhỏ nhất dung dịch

Khả năng và Khả năng Cấu trúc Máy Tiện Thích hợp Cisco ASA 5505

3 x USB

H2.12  Cisco 5505

2.3.5 Thiết bị chuyển mạch SF300-24 (Switch):

Dòng sản phẩm Cisco 300 Series, một phần của giải pháp mạng của Cisco Small Business, là một danh mục các thiết bị chuyển mạch được quản lý hợp lý cung cấp nền tảng đáng tin cậy cho mạng lưới kinh doanh của bạn Các thiết bị chuyển mạch cung cấp các tính năng cần thiết để cải thiện tính sẵn có của các ứng dụng kinh doanh quan trọng, bảo vệ thông tin nhạy cảm của bạn và tối ưu hóa băng thông mạng của bạn để cung cấp thông tin và ứng dụng hiệu quả hơn Dễ dàng cài đặt và

sử dụng, dòng sản phẩm Cisco 300 Series cung cấp sự kết hợp lý tưởng về khả năng chi trả và khả năng cho các doanh nghiệp nhỏ và giúp bạn tạo ra lực lượng lao động kết nối hiệu quả hơn và hiệu quả hơn

Dòng sản phẩm Cisco 300 Series là một loạt các thiết bị chuyển mạch Ethernet được quản lý cấu hình cố định Các mô hình có sẵn với 8 đến 48 cổng Fast Ethernet

và 10 đến 52 cổng kết nối Gigabit Ethernet, mang lại sự linh hoạt tối ưu để tạo ra nền tảng mạng chính xác cho doanh nghiệp của bạn Tuy nhiên, không giống như các giải pháp chuyển mạch doanh nghiệp nhỏ cung cấp khả năng mạng được quản

lý chỉ trong các mô hình costliest, tất cả các Thiết bị Chuyển mạch 300 Series của Cisco đều hỗ trợ các tính năng quản lý bảo mật nâng cao và các tính năng mạng cần thiết để hỗ trợ dữ liệu, thoại, an ninh và công nghệ không dây Đồng thời, các công tắc này rất đơn giản để triển khai và cấu hình, cho phép bạn tận dụng các dịch vụ mạng được quản lý mà doanh nghiệp bạn cần

Các ứng dụng kinh doanh

Cho dù bạn cần một mạng hiệu suất cao cơ bản để kết nối máy tính của nhân viên hay một giải pháp để cung cấp các dịch vụ dữ liệu, thoại và video, dòng sản phẩm Cisco 300 Series cung cấp giải pháp đáp ứng nhu cầu của bạn Các kịch bản triển khai khả thi bao gồm:

Kết nối an toàn cho máy tính để bàn: Thiết bị chuyển mạch dòng 300 Series của Cisco có thể đơn giản và an toàn kết nối nhân viên làm việc trong các văn phòng nhỏ với nhau và với tất cả các máy chủ, máy in và các thiết bị khác mà họ sử dụng

Kết nối hiệu quả và đáng tin cậy giúp tốc độ truyền tệp và xử lý dữ liệu, cải thiện thời gian hoạt động của mạng và giúp nhân viên của bạn kết nối và năng suất Kết nối không dây an toàn: Với các tính năng bảo mật nâng cao của nó, Power over Ethernet, Smart Smarts tự động, QoS, VLAN và Access Control, Cisco 300 Series Switches là nền tảng hoàn hảo để thêm Wireless Business Grade vào một mạng SMB

Truyền thông hợp nhất: Là giải pháp mạng được quản lý, dòng sản phẩm Cisco

300 Series cung cấp cho bạn khả năng thực hiện và quản lý lưu lượng truy cập tiên tiến bạn cần để cung cấp tất cả các truyền thông và dữ liệu qua một mạng Cisco cung cấp một danh mục hoàn chỉnh về điện thoại IP và các sản phẩm truyền thông hợp nhất khác được thiết kế cho các doanh nghiệp nhỏ Thiết bị Chuyển mạch Dòng 300 của Cisco đã được kiểm tra nghiêm ngặt để giúp đảm bảo tích hợp dễ dàng và tương thích hoàn toàn với các sản phẩm này và cung cấp giải pháp kinh doanh nhỏ hoàn chỉnh

Kết nối khách an toàn cao Thiết bị Chuyển mạch Dòng 300 của Cisco cho phép bạn mở rộng kết nối mạng có độ bảo mật cao đến khách hàng trong nhiều cài đặt, chẳng hạn như khách sạn, phòng chờ văn phòng hoặc bất kỳ khu vực nào khác dành cho người dùng không phải là nhân viên Sử dụng các tính năng bảo mật và phân chia lưu lượng mạnh mẽ nhưng dễ cấu hình, bạn có thể cô lập lưu lượng truy cập kinh doanh quan trọng của bạn từ các dịch vụ khách và giữ các cuộc họp mạng của khách hàng riêng tư với nhau

Bảng 2.4 - Thông số kỹ thuật SF300 -24

2xRJ-45 Ethernet Gigabit 2xRJ-45 + SFP Gigabit Ethernet Combo Ports

25,7 cm

2.3.6 Thiết bị Cicsco ASA 5510:

Thiết bị An ninh Thích hợp Cisco ASA 5510 ASA5510-BUN-K9 được thiết kế để bảo vệ mạng cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ và các văn phòng chi nhánh / văn phòng của doanh nghiệp dễ dàng triển khai và tiết kiệm chi phí Cisco ASA 5510 có tường lửa hiệu suất cao, các dịch vụ VPN và năm cổng Fast Ethernet tích hợp 10/100 Nó cũng hỗ trợ các dịch vụ giảm thiểu xâm nhập và giảm thiểu sâu bọ thông qua AIP SSM, hoặc các dịch

vụ bảo vệ phần mềm độc hại thông qua CSC SSM, từ đó các mô-đun tạo K9 một sự lựa chọn tuyệt vời cho các doanh nghiệp khác nhau

ASA5510-BUN-Giấy phép Security Plus có thể nâng cấp hai giao diện Cisco ASA 5510 lên Gigabit Ethernet và cho phép tích hợp vào các thiết bị chuyển mạch thông qua hỗ trợ VLAN Đồng thời, giấy phép nâng cấp này cho phép các dịch vụ Active / Active và Active / Standby có tính sẵn sàng cao Hơn thế nữa, có tới 250 IPsec VPN peers được hỗ trợ trên nền tảng cơ

sở, có thể lên đến 250 AnyConnect và / hoặc các máy trạm VPN không có Clientless được

hỗ trợ trên giấy phép Essential hoặc Premium AnyConnect VPN làm cho Cisco ASA 5510

là sự lựa chọn hoàn hảo cho các doanh nghiệp muốn mở rộng số lượng Nhân viên di động, các trang web ở xa và các đối tác kinh doanh

the system is booting

+ Dùng đầu nối chữ T (T-connector)

+ Không thể vượt quá phân đoạn mạng tối đa là 185m Toàn bộ hệ thống cáp mạng không thể vượt quá 925m

+ Số nút tối đa trên mỗi phân đoạn mạng là 30

+ Terminator (thiết bị đầu cuối) phải có trở kháng 50 ohm và được nối đất + Mỗi mạng không thể có trên năm phân đoạn Các phân đoạn có thể nối tối đa bốn bộ khuếch đại và chỉ có ba trong số năm phân đoạn có thể có nút mạng (tuân thủ quy tắc 5-4-3)

+ Quy tắc 5-4-3: quy tắc này cho phép kết hợp đến năm đoạn cáp được nối bởi 4

bộ chuyển tiếp, nhưng chỉ có 3 đoạn là nối trạm Theo hình trên ta thấy đoạn 3, 4 chỉ tồn tại nhằm mục đích làm tăng tổng chiều dài mạng và cho phép máy tính trên đoạn 1, 2, 5 nằm cùng trên một mạng

+ Ưu điểm chuẩn 10Base2: giá thành rẻ, đơn giản

H2.15 Qui tắc 5-4-3

2.4.2.Chuẩn 10Base5

Chuẩn mạng này tuân theo các quy tắc sau:

+ Khoảng cách tối thiểu giữa hai nút là 2.5m

+ Dùng cáp thicknet (cáp đồng dày)

+ Băng tần cơ sở 10Mbps

+ Chiều dài phân đoạn mạng tối đa là 500m

+ Toàn bộ chiều dài mạng không thể vượt quá 2500m

+ Thiết bị đầu cuối (terminator) phải được nối đất

+ Cáp thu phát (tranceiver cable), nối từ máy tính đến bộ thu phát, có chiều dài tối đa 50m

+ Số nút tối đa cho mỗi phân đoạn mạng là 100 (bao gồm máy tính và tất cả các repeater)

+ Tuân theo quy tắc 5-4-3

Ưu điểm: khắc phục được khuyết điểm của mạng 10Base2, hỗ trợ kích thước mạng lớn hơn

Chú ý: trong các mạng lớn người ta thường kết hợp cáp dày và cáp mảnh Cáp dày dùng làm cáp

chính rất tốt, còn cáp mảnh dùng làm đoạn nhánh

H2.16 Ví dụ về chuẩn 10Base5

2.4.3.Chuẩn 10BaseT

Chuẩn mạng này tuân theo các quy tắc sau:

+ Dùng cáp UTP loại 3, 4, 5 hoặc STP, có mức trở kháng là 85-115 ohm, ở 10Mhz

tuyến tối đa có sẵn

+ Chiều dài tối đa một phân đoạn cáp là 100m

+ Dùng mô hình vật lý star

+ Có thể nối các phân đoạn mạng 10BaseT bằng cáp đồng trục hay cáp quang

+Khoảng cách tối thiểu giữa hai máy tính là 2,5m

+Khoảng cách cáp tối thiểu từ một Hub đến một máy tính hoặc một Hub khác là 0,5m

Ưu điểm: do trong mạng 10BaseT dùng thiết bị đấu nối trung tâm nên dữ liệu truyền tin cậy hơn, dễ quản lý Điều này cũng tạo thuận lợi cho việc định vị và sửa chữa các phân đoạn cáp bị hỏng Chuẩn này cho phép bạn thiết kế và xây dựng trên từng phân đoạn một trên LAN và có thể tăng dần khi mạng cần phát triển 10BaseT cũng tương đối rẻ tiền so với các phương án đấu cáp khác

+ Không sợ bị nhiễu điện từ

+ Số nút tối đa trên một đoạn cáp lớn hơn nhiều so với 10Base2, 10Base5, 10BaseT

H2.18 Ví dụ về chuẩn 10BaseFL

2.4.5.Chuẩn 100VG-AnyLAN

100VG (Voice Grade) AnyLan là công nghệ mạng kết hợp các thành phần của Ethernet

và Token Ring, dùng quy cách kỹ thuật 802.12 Các đặc điểm kỹ thuật:

+ Tốc độ truyền dữ liệu tối thiểu là 100Mbps

+ Sử dụng cáp xoắn đôi gồm bốn cặp xoắn (UTP loại 3, 4, 5 hoặc STP) và cáp quang

+ Khả năng hỗ trợ sàng lọc từng khung có địa chỉ tại Hub nhằm tăng tính năng bảo mật

+ Chấp nhận cả khung Ethernet lẫn gói Token Ring

+ Định nghĩa trong IEEE 802.12

+ Mô hình vật lý: cascaded star, mọi máy tính được nối với một Hub.Mở rộng mạng bằng cách thêm Hub con vào Hub trung tâm, Hub con đóng vai trò như máy tính đối với Hub mẹ

+ Chiều dài tối đa của đoạn chạy cáp nối hai Hub là 250m

H2.19 Ví dụ về chuẩn 100VG-AnyLAN

2.4.6.Chuẩn 100BaseX

Tiêu chuẩn 100BaseX Ethernet còn gọi là Fast Ethernet là sự mở rộng của tiêu chuẩn Ethernet có sẵn Tiêu chuẩn này dùng cáp UTP Cat5 và phương pháp truy cập CSMA/CD trong cấu hình star bus với mọi đoạn cáp nối vào một Hub tương tự 10BaseT Tốc độ 100Mbps Chuẩn 100BaseX có các đặc tả ứng với các loại đường truyền khác nhau:

+ 100BaseT4: dùng cáp UTP loại 3, 4, 5 có bốn cặp xoắn đôi

+ 100BaseTX: dùng cáp UTP loại 5 có hai cặp xoắn đôi hoặc STP

+ 100BaseFX: dùng cáp quang có hai dây lõi

H2.20 Ví dụ về chuẩn 100BaseX Bảng dưới đây sẽ tóm tắt lại các thông số của một số loại cáp

2.5 PHẦN MỀM MẠNG MÁY TÍNH

Đây là thành phần quan trọng thật sự làm cho mạng máy tính vận hành chứ không phải là phần cứng Phần mềm mạng được xây dựng dựa trên nền tảng của 3 khái niệm là giao thức (protocol),dịch vụ (service) và giao diện (interface)

+ Giao thức (Protocol): Mô tả cách thức hai thành phần giao tiếp trao đổi thông tin với nhau

+ Dịch vụ (Services): Mô tả những gì mà một mạng máy tính cung cấp cho các thành phần muốn giao tiếp với nó

+ Giao diện (Interfaces): Mô tả cách thức mà một khách hàng có thể sử dụng được các dịch vụ mạng và cách thức các dịch vụ có thể được truy cập đến

2.5.1 Cấu trúc thứ bậc của giao thức

Nền tảng cho tất cả các phần mềm làm cho mạng máy tính hoạt động chính là khái niệm kiến trúc thứ bậc của giao thức (protocol hierachies) Nó tổ chức các dịch vụ

mà một mạng máy tính cung cấp thành các tầng/lớp (layers)

Hai thành phần bộ phận ở hai máy tính khác nhau, nhưng ở cùng cấp, chúng luôn luôn thống nhất với nhau về cách thức mà chúng sẽ trao đổi thông tin Qui tắc trao đổi thông tin này được mô tả trong một giao thức (protocol)

Một hệ mạng truyền tải dữ liệu thường được thiết kế dưới dạng phân tầng Để minh họa ý nghĩa

của nó ta xem xét mô hình hoạt động của hệ thống gởi nhận thư tín thế giới

Hai đối tác A ở Paris và B ở Thành phố Cần Thơ thường xuyên trao đổi thư từ với nhau Vì A không thể nói tiếng Việt và B không thể nói tiếng Pháp, trong khi đó cả hai có thể hiểu tiếng Anh,cho nên nó được chọn là ngôn ngữ để trao đổi thư từ, văn bản giữa A và B Cả hai gởi thư từ cơ quan của họ Trong công ty có bộ phận văn thư lãnh trách nhiệm tập hợp và gởi tất cả các thư của công ty ra bưu điện

Tiến trình A gởi cho B một lá thư diễn ra như sau:

1 A viết một lá thư bằng tiếng Pháp bằng bút máy của anh ta

2 A đưa lá thư cho thư ký, biết tiếng Anh để thông dịch lá thư ra tiếng Anh, sau đó bỏ

lá thư vào bao thư với địa chỉ người nhận là địa chỉ của B

3 Nhân viên của bộ phận văn thư chịu trách nhiệm thu thập thư của công ty ghé qua văn

phòng của A để nhận thư cần gởi đi

4 Bộ phận văn thư thực hiện việc phân loại thư và dán tem lên các lá thư bằng một máy dán tem

5 Lá thư được gởi đến bưu điện ở Paris

6 Lá thư được ô tô chuyển đến trung tâm phân loại ở Paris

7 Những lá thư gởi sang Việt Nam được chuyển đến sân bay ở Paris bằng tàu điện ngầm

8 Lá thư gởi sang Việt nam được chuyển đến sân bay Tân Sơn Nhất (Thành Phố Hồ Chí

Minh) bằng máy bay

9 Thư được ô tô chở đến trung tâm phân loại thư của Thành Phố Hồ Chí Minh

10 Thư cho cơ quan của B được chuyển về Bưu điện Cần Thơ bằng ô tô

11 Thư cho cơ quan của B được chuyển đến công ty của B bằng ô tô

12 Bộ phận văn thư của công ty của B tiến hành phân loại thư

13 Thư được phát vào một giờ đã định đến các người nhận, trong trường hợp này có văn phòng của B

14 Thư ký của B mở thư ra và dịch nội dung lá thư gởi cho B sang tiếng Việt

15 B đọc lá thư của A đã gởi cho anh ta

Ta có thể tóm tắt lại tiến trình trên bằng một mô hình phân tầng với các nút của mạng thư tín này như sau:

H2.21 Mô hình gởi nhạn thư tín thế giới Trong mô hình trên,mỗi tầng thì dựa trên tầng phía dưới Ví dụ, các phương tiện của giao thông của tầng như ô tô, tàu hỏa, máy bay (của tầng liên kết dữ liệu) tầng vận chuyển thì cần hạ tầng cơ sở như đường ô tô, đường sắt, sân bay (của tầng vật lý)

Đối với mỗi tầng, các chức năng được định nghĩa là các dịch vụ cung cấp cho tầng phía trên nó

Các đường thẳng màu đỏ trong sơ đồ xác định các dịch vụ được cung cấp bởi các tầng khác nhau

Thêm vào đó, các chức năng của từng tầng tương ứng với các luật được gọi là các giao thức

(Protocols)

2.5.2 Ví dụ về cấu trúc thứ bậc của giao thức

Xem xét một ví dụ khác liên quan đến hệ thống truyền tập tin từ máy tính X sang máy Y Hai máy này được nối với nhau bởi một dây cáp tuần tự Chúng ta xem xét một mô hình gồm 3 tầng:

nhờ vào một hàm đã được định nghĩa sẵn, send_file(fileName, destination) Trong đó fileName là tập tin cần truyền đi, destination là điạ chỉ của máy tính nhận tập tin

• Tầng A phân chia tập tin thành nhiều thông điệp và truyền từng thông điệp nhờ lệnh send_message(MessageNo, destination) do tầng B cung cấp

điều khiển lỗi

Tầng B giao cho tầng C một chuỗi các bit mà chúng sẽ được truyền lên đường truyền vật lý, không quan tâm gì về ý nghĩa của các bit, để đến nơi nhận

Thông tin được truyền trên một kênh truyền đơn giản hoặc phức tạp và được định hướng đến nơi nhận Bên nhận thực hiện ngược lại tiến trình của bên gởi Cả bên nhận và bên gởi cùng có số lần gởi/nhận giống nhau

Ta cũng chú ý rằng, kích thước của các đơn vị truyền tin trong từng tầng là khác nhau Ở tầng A đơn vị là một tập tin Tầng B, đơn vị truyền tin là các khung theo một cấu trúc đã được định nghĩa.Tầng C, đơn vị truyền tin là các tín hiện được truyền trên đường truyền vật lý

cuộc trao đổi thông tin và cuối cùng thì giải phóng nối kết

kiểu thư tín Dữ liệu của bạn trước tiên được đặt vào trong một bao thư trên đó có ghi rõ địa chỉ của người nhận và địa chỉ của người gởi Sau đó sẽ gởi cả bao thư và nội dung đến người nhận

Mỗi loại dịch vụ được cung cấp với chất lượng khác nhau Các loại dịch vụ có nối kết thường đảm bảo thứ tự đến nơi của thông tin như thứ tự chúng đã được gởi đi, cũng như đảm bảo dữ liệu luôn đến nơi Hai điều này thường không được đảm bảo trong các dịch vụ loại không nối kết

Quá trình trao đổi thông tin giữa Client, người có nhu cầu sử dụng dịch vụ và server, người cung cấp dịch vụ được thực hiện bằng cách sử dụng các hàm cơ sở trên được mô tả như kịch bản sau:

H2.23 Mô hình dịch vụ có nối kết

2.5.3.2 Sự khác biệt giữa dịch vụ và giao thức

Giao thức và dịch vụ là hai nền tảng rất quan trọng trong việc thiết kết và xây dựng một hệ thống mạng Cần hiểu rõ ý nghĩa và phân biệt sự khác biệt giữa chúng

Dịch vụ: một tập các phép toán mà một tầng cung cấp cho tầng phía trên của nó

Trong mô hình OSI có bảy lớp, mỗi lớp mô tả một phần chức năng độc lập Sự tách lớp của mô hình này mang lại những lợi ích sau: