Bài giảng Kiến trúc máy tính và mạng máy tính (Phần 2): Chương 5 - Lương Minh Huấn

Bài giảng Kiến trúc máy tính và mạng máy tính - Chương 5: WAN - Internet cung cấp cho người học các kiến thức: Mạng WAN, mạng thế hệ mới (NGN), kiến trúc tổng thể internet, web và dịch vụ trên web, IPv6. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN

PHẦN 2: MẠNG MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5: WAN - INTERNET

GV: LƯƠNG MINH HUẤN

Trang 2

NỘI DUNG

Mạng WAN

Mạng thế hệ mới (NGN)

III Kiến trúc tổng thể internet

IV Web và dịch vụ trên web

IPv6

Trang 3

I MẠNG WAN

Khái niệm

Một số công nghệ kết nối cơ bản

Các thiết bị dùng trong kết nối WAN

Trang 4

I.1 KHÁI NIỆM

WAN là mạng thiết lập để liên kết các máy tính, hay các thiếtmạng ở khoảng cách xa về mặt địa lý

Có thể kết nối thành mạng riêng của một tổ chức hay kết nối

nhiều hạ tầng chung của các công ty viễn thông

Các công nghệ kết nối WAN liên quan đến 3 lớp của mô hình OSI

Trang 5

I.1 KHÁI NIỆM

Các lợi ích khi kết nối WAN

 Cung cấp các dịch vụ realtime, trao đổi dữ liệu đa phương

như hình ảnh, âm thanh, họp hội nghị …

 Chia sẽ, trao đổi tài nguyên trên mạng dễ dàng

 Chính xác và hiệu quả cao do thông tin được xử lý bởi nhiềumáy tính, nhiều sự giám sát

 Hổ trợ công tác quản lý hướng đến nền kinh tế điện tử, chínhphủ điện tử

Trang 6

I.2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ KẾT NỐI WAN

Chuyển mạch kênh - Cricuit Switching Nerwork

Chuyển mạch gói – Packet Switching Network

Kết nối WAN dùng VPN

Trang 7

Trang 8

Chuyển mạch kênh :

 Nguyên tắc hoạt động : Kết nối được thiết lập giữa 2 node mạngtrước khi bắt đầu truyền dữ liệu

Trang 9

Trang 10

Chuyển mạch tương tự - analog :

 Được thực hiện qua mạng điện thoại

 Dùng modem để chuyển các tín hiệu số từ máy tính thành tínhiệu tương tự truyền trên các kênh điện thoại -> kết nối quay (dial up)

Trang 11

Chuyển mạch số - digital :

 ISDN – Intergrated Services Digital Network:

• Mạng viễn thông tích hợp đa dịch vụ cho phép sử dụng nhiềudịch vụ trên đường dây điện thoại

Trang 12

ISDN – Intergrated Services Digital Network :

Trang 13

Leased Line Network :

 Cách kết nối dành riêng giữa 2 điểm có khoảng cách lớn

 Khi số lượng kết nối tăng cao, tại các nút mạng sử dụng kỹ thuật ghép kênh Có hai phương thức ghép kênh chính :

• Ghép kênh theo tần số :

• Ghép kênh theo thời gian :

Trang 14

xDSL – Digital Subscriber Line: Công nghệ đường dây thuê baosố

 xDSL l à kỹ thuật truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao trên đôi dây cáp đồng truyền thống

 Ứng dụng :

• Phát các ứng dụng giữa các users

• Hội thảo video

• Truy cập Internet tốc độ cao

• IP Fax

• Kết nối giữa các mạng LAN, k ết nối WAN

Trang 15

Chuyển mạch gói :

 Nguyên tắc hoạt động : Chia dữ liệu thành các gói trước khiphát

Trang 16

Chuyển mạch gói :

 Phân loại :

• Hướng kết nối – connection : xác định đường đi bằng một gói, thông tin được lưu trong các chuyển mạch trên đường đi, các gói chỉ cần ID

• Hướng không kết nối – connectionless : mỗi gói phải mang đầy đủ thông tin địa chỉ

 Ứng dụng :

• Công nghệ ATM

• Công nghệ Frame Relay

• Công nghệ SMDS

Trang 17

I.3 CÁC THIẾT BỊ TRONG KẾT NỐI WAN

Trang 18

Các thiết bị dùng cho kết nối WAN :

 Router : có cả interface LAN và WAN

 Chuyển mạch WAN (WAN switch) hoạt động tại lớp 2

 Access server : là điểm tập trung cho phép kết nối WAN qua PSTN, ISDN hay PDN.

 ISDN terminal Adaptor : là thiết bị đầu cuối để kết nối PC hay LAN vào mạng ISDN

 Modem : dùng để chuyển tín hiệu từ analog sang digital

Trang 19

I.3 CÁC THIẾT BỊ TRONG KẾT NỐI WAN

 CSU/DSU (Channel Service

Unit/ Data Service Unit):

 Đn : là thiết bị phần cứng tại

đầu cuối của kênh thuê riêng làm nhiệm vụ chuyển dữ liệu trên WAN sang dữ liệu trên Lan và ngược lại

 Chuẩn : RS-232C, RS-449

hay V.xx

Trang 20

II MẠNG THẾ HỆ MỚI (NGN)

Mạng viễn thông thế hệ mới (Next Generation Network-NGN)

mạng hội tụ cả thoại, video và dữ liệu trên cùng một cơ sở hạ

dựa trên nền tảng IP, làm việc trên cả hai phương tiện truyền thông

vô tuyến và hữu tuyến

NGN là sự tích hợp cấu trúc mạng hiện tại với cấu trúc mạng

dịch vụ dựa trên cơ sở hạ tầng có sẵn, với sự hợp nhất các hệ thốngquản lý và điều khiển

Các ứng dụng cơ bản bao gồm thoại, hội nghị truyền hình và nhắntin hợp nhất (unified messaging) như voice mail, email và

mail, cùng nhiều dịch vụ tiềm năng khác

Trang 21

Trang 22

Đặc điểm của NGN:

 Sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm (SW-SoftSwitch) thay

các thiết bị tổng đài chuyển mạch phần cứng (hardware) cồng kềnh

 Mạng hội tụ thoại và dữ liệu, cố định và di động Các loại tín

được truyền tải theo kỹ thuật chuyển mạch gói, xu hướng sắp

đang tiến dần lên sử dụng mạng IP với kỹ thuật QoS như MPLS.

 Mạng băng thông rộng cung cấp đa dịch vụ: Mạng truyền

quang với công nghệ WDM (Wavelength Division Multiplexing) hay DWDM (dense WDM).

Trang 23

Cấu trúc mạng NGN:

 Lớp truy nhập dịch vụ (service access layer)

 Lớp chuyển tải dịch vụ (service transport/core layer)

 Lớp điều khiển (control layer)

 Lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer)

 Lớp quản lý (management layer).

Trang 24

 Nhờ giao diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ có thể phát triển

ứng dụng và triển khai nhanh chóng các dịch vụ trên mạng.

Trang 25

Lớp điều khiển

 Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển kết nối cuộc

giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bị chuyển mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và các thiết bị truy nhập của

truy nhập.

 Lớp điều khiển có chức năng kết nối cuộc gọi thuê bao với lớp

dụng/dịch vụ.

 Các chức năng như quản lý, chăm sóc khách hàng, tính cước

được tích hợp trong lớp điều khiển.

Trang 26

Lớp chuyển tải dịch vụ

 Bao gồm các nút chuyển mạch (ATM+IP) và các hệ thống truyền dẫn (SDH, WDM), thực hiện chức năng chuyển mạch, định tuyến các cuộc gọi giữa các thuê bao của lớp truy nhập dưới sự điều khiển của thiết bị điều khiển cuộc gọi thuộc lớp điều khiển.

Lớp truy nhập dịch vụ

 Bao gồm các thiết bị truy nhập cung cấp các cổng kết nối với thiết đầu cuối thuê bao qua hệ thống mạng ngoại vi cáp đồng, hoặc

quang, hoặc thông qua môi trường vô tuyến (thông tin di động,

tinh, truy nhập vô tuyến cố định )

Trang 28

III KIẾN TRÚC TỔNG THỂ INTERNET

Internet được coi là mạng của các mạng Gồm các ISP kết nối

nhau

Internet có các giao thức điều khiển gửi và nhận các thông

như TCP, IP, HTTP, Skype, 802.11

Với các chuẩn Internet như RFC (Request for comments),

IETF(Internet Engineering Task Force)

Cơ sở hạ tầng cung cấp các dịch vụ cho các ứng dụng như Web,games, mạng xã hội

Thông qua giao diện lập trình cho các ứng dụng cho phép chươngtrình ứng dụng kết nối được với mạng Internet

Trang 30

Giao thức mạng được định nghĩa như định dạng thứ tự của các

thông điệp gửi và nhận giữa các thực thể mạng, và các hành động được thực hiện trong quá trình truyền và nhận thông điệp

Trang 31

Nhìn chung kiến trúc internet gồm 3 phần:

 Phần ngoại biên (network edge) gồm các chương trình ứng dụng máy tính nối vào mạng (host).

 Phần lõi của mạng (network core) gồm các thiết bị router và kết liên mạng.

 Các mạng truy cập (Access network), các phương tiện kết nối vật (physical media), và các kết nối viễn thông.

Trang 32

Network edge

 Các hệ thống đầu cuối (end systems – host)

• Chạy các chương trình ứng dụng

• Ví dụ: www, email,…

 Mô hình khách/ chủ (client/ server)

 Mô hình ngang cấp (peer to peer)

Trang 33

Network core

 Gồm nhiều thiết bị router kết nối liên thông.

 Phục vụ chuyển dữ liệu từ máy này sang máy khác.

 Dữ liệu truyền trên mạng bằng phương pháp

• Chuyển mạch (circuit switching): mạng điện thoại

• Chuyển gói (packet switching): dữ liệu đóng gói rồi truyền đi

Trang 34

Trang 36

IV WEB VÀ DỊCH VỤ TRÊN WEB

Dịch vụ web (web service) là sự kết hợp các máy tính cá nhân

các thiết bị khác, các cơ sở dữ liệu và các mạng máy tính để

thành một cơ cấu tính toán ảo mà người sử dụng có thể làm

thông qua các trình duyệt mạng

Bản thân các dịch vụ này sẽ chạy trên các máy chủ trên nền InternetNgười sử dụng có thể làm việc với các dịch vụ thông qua bất kỳ

máy nào có hỗ trợ web service và có truy cập Internet, kể cả các

cầm tay

Trang 37

Mô hình ứng dụng Web ba tầng

 Tầng đầu tiên thông thường là trình duyệt Web hoặc giao diện người dùng.

 Tầng thứ hai là công nghệ kỹ thuật tạo nội dung động như

servlets (JSP) hay Active Server Pages (ASP).

 Tầng thứ ba là cơ sở dữ liệu chứa nội dung (như tin tức) và dữ

người dùng (như username, password, mã số bảo mật xã hội, chi

thẻ tín dụng).

Trang 38

Trang 39

Quá trình hoạt động bắt đầu với yêu cầu được tạo ra từ người dùngtrên trình duyệt, gửi qua Internet tới trình chủ Web ứng dụng (Web

application Server)

Web ứng dụng truy cập máy chủ chứa cơ sở dữ liệu để thực

nhiệm vụ được yêu cầu: cập nhật, truy vấn thông tin đang

trong cơ sở dữ liệu

Sau đó ứng dụng Web gửi thông tin lại cho người dùng qua

duyệt

Trang 40

Trang 42

V.1 NHU CẦU SỬ DỤNG IP V6

Với sự phát triển nhanh chóng của internet trong gần hai thập

vừa qua, nguồn tài nguyên địa chỉ IPv4 gần như đã cạn kiệt

hoàn toàn không thể tiếp tục sử dụng trong tương lai

Từ năm 2003, khả năng cạn kiệt nguồn IPv4 toàn cầu đã trở thànhchủ đề nóng được bàn thảo nhiều trên các diễn đàn, thông tin

hoạt động của mạng internet

Trang 43

V.1 NHU CẦU SỬ DỤNG IP V6

Do đó để đảm bảo cho sự phát triển liên tục của các hoạt độngtrên internet, giao thức mới IPv6 sau thời gian dài phát triển

1993) và thử nghiệm, đã sẵn sàng thay thế cho IPv4

Phiên bản địa chỉ Internet mới IPv6 được thiết kế để thay thế chophiên bản IPv4, với hai mục đích cơ bản:

 Thay thế cho nguồn IPv4 cạn kiệt để tiếp nối hoạt động Internet

 Khắc phục các nhược điểm trong thiết kế của địa chỉ IPv4.

Trang 44

V.2 CẤU TẠO IP V6

IP v6 được thiết kế với 128 bit (16 bytes), biểu diễn dưới dạng

cụm số hexa

Địa chỉ IPv6 được chia làm 2 phần: 64 bít đầu là địa chỉ network,

64 bít còn lại là địa chỉ host

Phần network dùng để xác định subnet, phần này được gán bởi

ISP (Internet Service Provide) hoặc những tổ chức lớn như IANA(Internet Assigned Numbers Authotity)

Phần host là một địa chỉ ngẫu nhiên dựa trên 48 bít của địa

MAC

Trang 46

Để địa chỉ có thể viết ngắn gọn hơn ta có thể lược bỏ các số 0 Viết

0 thay vì 0000, viết 8 thay vì 0008, viết 800 thay vì 0800 Địa chỉ trên được viết lại ngắn gọn như sau:

1088:0000:0000:0000:0008:0800:200C:463A

1088:0:0:0:8:800:200C:463A

Trang 48

Vì sẽ gây nhầm lẫn khi dịch ra dưới dạng đầy đủ:

0:0:AB65:8952:0:0:0:0 hoặc 0:0:0:0:AB65:8952:0:0

Trang 49

Địa chỉ trên chỉ được viết ngắn gọn 1 trong 2 cách dưới đây:

::AB65:8952:0:0:0 hoặc 0:0:0:AB65:8952::

Trang 50

V.3 NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA IP V6

Không gian địa chỉ gần như vô hạn IPv6 có chiều dài 128 bít

4 lần IPv4 (32 bít) Do vậy con số mà IPv6 mang lại cho chúngmột con số khổng lồ là 2128 địa chỉ

Khả năng tự động cấu hình (Plug and Play), IPv6 cho phép thiếtIPv6 tự động cấu hình các thông số như địa chỉ IP, địa

gateway, địa chỉ máy chủ khi vào mạng

Trang 51

Khả năng bảo mật kết nối từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận (đầu– đầu cuối)

Ở phiên bản IPv4 không được tích hợp tính năng bảo mật kết

do đó các kết nối phải thông qua một số biện pháp bảo mật ởđầu cuối

Với IPv6 việc bảo mật được tích hợp sẵn bên trong bản thânthức

Trang 52

Bảo mật trong IP V4

Bảo mật trong IP V6

Trang 53

Quản lý định tuyến tốt hơn, IPv6 được thiết kế có cấu trúc đánh

địa chỉ và phân cấp định tuyến thống nhất

Hỗ trợ tốt hơn cho di động: Thời điểm IPv4 được thiết kế, chưa tồn tại khái niệm về thiết bị IP di động Trong thế hệ mạng mới, dạng

thiết bị này ngày càng phát triển, đòi hỏi cấu trúc giao thức

Internet có sự hỗ trợ tốt hơn

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	4,41 MB