TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH. MAI XUÂN PHÚ. Khoa Công Nghệ Thông Tin Đại Học Công Nghiệp TP HCM

Nội dung Khái niệm Các thành phần mạng  Hiệu năng mạng Performance Mô hình tham khảo OSI  Thiết bị mạng... Nội dung Khái niệm Các thành phần mạng  Hiệu năng mạng Performanc

TỔNG QUAN MẠNG MÁY TÍNH

MAI Xuân Phú mxphu@hui.edu.vn Khoa Công Nghệ Thông Tin Đại Học Công Nghiệp TPHCM

Nội dung

Khái niệm

Các thành phần mạng

 Hiệu năng mạng (Performance)

Mô hình tham khảo OSI

 Thiết bị mạng

Khái niệm

 Mạng máy tính

o Tập các máy tính được kết nối với nhau

• Nhờ: phương tiện truyền dẫn

Internet

Internet:

o Mạng của các mạng

o Có khả năng truy cập toàn cầu

 Chuẩn Internet

o RFC: Request For Comments

o IETF: Internet Engineering Task Force

Cấu trúc internet

access net

access

net

access net

access net

access net

access

net

access net

access net

access net

access net

access net access

net

access net

ISP B ISP A

Nội dung

Khái niệm

Các thành phần mạng

 Hiệu năng mạng (Performance)

Mô hình tham khảo OSI

 Thiết bị mạng

• Số (digital): lượng thông tin tối đa có thể truyền (bps)

o Độ suy hao (attenuation): sự yếu đi của tín hiệu khi di chuyển trên một phương tiện truyền dẫn

o Nhiễu điện từ (Electromagnetic interference – EMI)

o Băng tần cơ sở - Băng tần mở rộng

• Cáp Quang (Fiber Optics),…

o Vô tuyến (Wireless)

• Sóng (Wave)

Cáp đồng trục

 Phân loại:

o Mỏng (ThinNet): đường kính 6mm, dài tối đa 185m

o Dày (ThickNet): đường kính 13mm, dài tối đa 500m

 Chi phí: rẻ

o Không vỏ bọc chống nhiễu (Unshielded Twisted-Pair, UTP)

• Tốc độ: 4, 10, 16 &100Mbps tùy loại

• Nhiễu cao

o Không nhiễu, không nghe trộm được

o Độ suy hao thấp  truyền xa vài km

o Băng thông cho phép 2Gbps

Đường truyền vô tuyến

Kỹ thuật chuyển tín hiệu (1)

 Chuyển mạch (Circuit Switching)

o Được sử dụng trong mạng điện thoại

o Ba bước cuộc gọi:

• Tạo 1 kênh (đường đi) đầu-cuối xác định để truyền (“dialing”)

• Truyền thông (Communicate)

• Đóng mạch (“tear down”)

o Độc quyền đường truyền trong suốt thời gian kết nối

Kỹ thuật chuyển tín hiệu (2)

 Chuyển gói (Packet Switching)

o Được sử dụng trong mạng Internet, LAN, …

o Cơ chế:

• Dữ liệu được chia thành nhiều gói nhỏ (packet)

• Được nhận và hợp lại ở node đích

• Nhiều gói tin đến 1 node cùng thời điểm  phải có bộ đệm (buffer)

o Nhiều người dùng sử dụng chung đường truyền

o Nhiều gói tin  nhiều đường đi khác nhau

Kiến trúc mạng (1)

 Thể hiện

o Cách kết nối các máy tính (topology)

o Tập hợp các quy tắc, quy ước truyền thông (protocol)

Topology:

Kiến trúc mạng (2)

Giao thức mạng (protocol)

o Tập các quy ước liên lạc trong mạng

• Khuôn dạng của dữ liệu: cú pháp và ngữ nghĩa

Hệ điều hành mạng

 Quản lý các tài nguyên

o Thông tin, dữ liệu (dùng chung)

o Các máy còn lại yêu cầu các thông

tin, dịch vụ trên server

Phân loại mạng (1)

Theo khoảng cách địa lý

o PAN (Personal Area Network): vài mét

o LAN (Local Area Network): <1km

o MAN (Metropolitan Area Network): thường < 50km

o WAN (Wide Area Network): quốc gia, thế giới

Nội dung

Khái niệm

Các thành phần mạng

 Hiệu năng mạng (Performance)

Mô hình tham khảo OSI

 Thiết bị mạng

Hiệu năng mạng máy tính

Computer Network Performance

Thông lượng (Throughput)

o Tổng bit nhận trong 1 đơn vị thời gian  bps

 Độ trễ (Latency):

o Thời gian gói tin truyền qua mạng  s

• Xử lý + Lan truyền + Chuyển tin + Đợi

• Process +Propagation + Transmit + Queue

 Biến động (Jitter):

o Biến thiên độ trễ

 Tỉ suất lỗi (Error Rate)

o Tỉ lệ bit/gói tin truyền bị lỗi  %

Ví dụ

 Biết:

o Khoảng cách từ A đến B: 100km

o tốc độ đường truyền 360.000km/h

o Trung bình mỗi gói tin có kích thước 1000 bytes

o Băng thông của đường truyền: 100Mbps

o Mỗi gói tin cần 0.01s để xử lý

 Tính:

o Thời gian để gởi 1 gói tin Giả sử, tại thời điểm đang xét, hàng đợi của A là rỗng

o Tại thời điểm t = 0.1s, bit đầu tiên của gói tin đang ở vị trí nào?

o Tính thời gian cần thiết để gởi 5 gói tin, giả sử 5 gói tin đã nằm trong hàng đợi

Nội dung

Khái niệm

Các thành phần mạng

 Hiệu năng mạng (Performance)

Mô hình tham khảo OSI

 Thiết bị mạng

Kiến trúc mạng phân tầng

 Mục đích: tạo tương thích giữa các mạng

 Ưu điểm: giảm độ phức tạp thiết kế & cài đặt

Mô hình tham khảo OSI (1)

Quá trình trao đổi dữ liệu

dùng mô hình OSI

Tầng Ứng Dụng (7)

Tầng Trình Diễn (6)

Tầng Phiên (5)

Tầng Giao Vận (4)

Phân phát thông điệp tin cậy

giữa các tiến trình

Gửi thông điệp tin cậy

 Thế nào là gửi thông điệp tin cậy?

Tầng Mạng (3)

The network layer is responsible for the

delivery of individual packets from the source

host to the destination host

Source-to-Destination delivery

Tầng Liên Kết Dữ Liệu (2)

Tầng Vật Lý (1)

Mô hình tham khảo OSI (2)

 Vật lý (Physical)

o Kết nối vật lý & Truyền dữ liệu dạng chuỗi bit

 Kết nối (Data Link)

o Truyền các khung (gói) dữ liệu không lỗi giữa 2 node

Mô hình TCP/IP

Địa chỉ trong TCP/IP (1)

Nội dung

Khái niệm

Các thành phần mạng

 Hiệu năng mạng (Performance)

Mô hình tham khảo OSI

 Thiết bị mạng

Địa chỉ trong TCP/IP (2)

Thiết bị mạng

 Giới thiệu về các thiết bị nối kết mạng

o NIC (Network Interface Card)

NIC

Network Interface Card - NIC

o Vỉ mạch (Card) dùng giao tiếp mạng

o Tầng hoạt động: 1 & 2

o Gắn trực tiếp vào PC

• Qua các khe cắm PCI hay ISA

o Loại

• NIC hữu tuyến (Wired)

– Có đầu nối với cáp truyền

• NIC vô tuyến (Wireless)

– Có bộ phận thu nhận sóng

o Yếu tố

• Tốc độ truyền/nhận tin: bps

Modem

Cho phép 2 máy tính truyền thông cho nhau qua mạng điện thoại (Dial-up)

o Tầng hoạt động: 1

o Điều chế (Modulate): digital  analog

o Giải điều chế (Demudolate): analog  digital

Repeater (1)

 Nối kết 2 nhánh mạng

o Nhận tín hiệu ở một nhánh mạng

o Khuyếch đại tín hiệu

o Truyền đi tiếp vào nhánh mạng còn lại

 Tầng hoạt động: 1

Repeater (2)

 Ưu điểm:

o Cho phép mở rộng mạng dễ dàng

o Không có chi phí xử lý tín hiệu

o Cho phép nối kết các phần mạng của cùng một mạng logic sử dụng kiểu cáp khác nhau

 Khuyết điểm:

o Không cho phép kết nối các kiểu mạng logic khác

nhau

o Không cho phép giảm tải mạng

o Số lượng repeater bị giới hạn (4)

• Như 1 repeater có nhiều cổng

• Khuếch đại tín hiệu

o Intelligent Hub

• Bổ sung thêm 1/nhiều chức năng

– Quản lý từ các máy tính qua SNMP và VLAN – Chuyển mạch: không chuyển gói tin đến cổng không liên quan

Bridge

 Duy trì bảng địa chỉ MAC tương ứng các nhánh

o Mở rộng một mạng logic với nhiều kiểu cáp khác nhau

o Tách một mạng thành nhiều phần  giảm lưu lượng mạng

o Chậm hơn repeater do phải xử lý các gói tin

o Không thể kết nối các mạng logic khác nhau

o Không thể tìm đường đi tối ưu

o Đắt tiền hơn repeater

Switch

 Kết nối nhiều mạng LAN với nhau

 Tương đương Bridge với nhiều cổng hơn

o Bảo toàn băng thông cho từng kết nối (khác Hub)

o Giảm tải mạng nhờ chia vùng trong mạng

Router

 Thiết bị định tuyến trong mạng

o Nối kết nhiều LAN thành WAN

o Tìm đường tối ưu cho các gói tin nhờ bảng định tuyến

o Nối kết các mạng logic khác nhau

o Hoạt động ở tầng 3

Gateway

 Hoạt động ở các trên cùng của mô hình OSI

Cho phép các giao thức khác nhau truyền thông với nhau (chuyển đổi giao thức)

Collision domain Broadcast domain

Collision domain Broadcast domain

Các chuẩn mạng Ethernet (1)

Ethernet IEEE 802.3

o Đảm bảo tốc độ truyền thông 10Mbps

o Áp dụng luật 5-4-3 để thiết kế mạng

• Phân đoạn : tối đa 5

• Repeater : tối đa 4

• Phân đoạn chứa các trạm làm việc : tối đa 3

Đóng Gói – TCP/IP

source

application transport network link physical

link physical

message M

Ht M

Hn

frame

Tài liệu tham khảo

 J.F Kurose and K.W Ross, Computer Networking: A

chapter 2

edition, chapter 1

Networks”: chapter 1, 2 & 3

Thảo luận

Câu hỏi?

Ý kiến?

 Đề xuất?