Bài giảng Mạng máy tính và Internet: Chương 1 - Trần Quang Hải Bằng

Nội dung chính của chương 1 Mạng máy tính và những khái niệm mở đầu nằm trong bài giảng mạng máy tính và Internet nhằm trình bày về mạng máy tính và ứng dụng trong đời sống, phân loại mạng, giao thức mạng, các mô hình tham chiếu, chuẩn mạng máy tính, hệ điều hành trong môi trường mạng, mạng intrnet.

Trang 1

Chương 1.

Mạng máy tính và những khái niệm mở đầu

Trần Quang Hải Bằng Computer Networking and Internet (course of 2009) Faculty of Information Technology

University of Communication and Transport (Unit 2) Office location: Administration building, Block D3, Room 6 Office phone: 38962018

Cell phone: N/A Email: bangtqh@hotmail.com

Ch1 Mạng máy tính và những khái niệm mở đầu

1.1 - Mạng máy tính và ứng dụng trong đời sống.

1.2 - Phân loại mạng (network taxonomy).

1.3 - Giao thức mạng (software).

1.4 - Các mô hình tham chiếu (reference models).

1.5 - Chuẩn mạng máy tính (network standards).

1.6 - Hệ điều hành trong môi trường mạng.

1.7 - Mạng Internet.

Trang 2

Chapter 1 Introduction to Computer Network, OSI, TCP/IP Reference Model 3

1-6/2005

1.1 Mạng máy tính và ứng dụng trong đời sống

n Mạng máy tính (computer network) là hệ thống bao gồm

nhiều hệ máy tính đơn lẻ (nút mạng) được kết nối với nhau theo kiến trúc nào đó và có khả năng trao đổi thông tin.

¤ Kết nối (interconnected): dây (wire), sóng (wave)…

¤ Kiến trúc (architecture): cách thức kết nối và trao đổi thông tin.

¤ Nút mạng (node): host, workstation, network component…

n Lợi ích của mạng:

¤ Chia sẻ, trao đổi thông tin.

¤ Tăng cường sức mạnh của hệ thống (distributed system, parallel system).

Ứng dụng của mạng máy tính trong đời sống

n Mạng nội bộ (cơ quan, toà nhà)

¤ Chia sẻ tài nguyên (máy in, ổ cứng, chương trình…).

¤ Liên lạc trong mạng nội bộ cơ quan (local mail).

n Cung cấp dịch vụ (mô hình client/server).

¤ Web, Email, search engine, tin tức.

¤ Thương mại điện tử (ecommerce – electronic commerce).

n People online communication.

¤ Chatting, conference

n Bộ GD họp qua mạng về tuyển sinh 2005, 12/2004.

¤ Đ iện thoại (PSTN, Mobile).

n Chính phủ điện tử (egovernment)…

Trang 3

1-6/2005

Chia sẻ tài nguyên máy in

UCT2 before 2003

UCT2 since 2003

Các yếu tố của mạng máy tính

n Đường truyền vật lý (physical media)

¤ Truyền tín hiệu giữa các hệ thống.

¤ Hữu tuyến (cable) và vô tuyến (wireless).

¤ Dải thông (bandwidth):

n Dải tần số cho phép truyền.

n Đ ôi khi được sử dụng để ám chỉ lượng dữ liệu cho phép truyền

(throughput)!?

¤ Tốc độ (speed) hay thông lượng (throughput):

n Số lượng bit truyền được trong một giây (bps).

n Số lượng thay đổi tín hiệu trong một giây (baud).

n Kiến trúc mạng (network architecture)

¤ Hình trạng mạng (topology).

¤ Giao thức (protocol).

Trang 4

1-6/2005

1.2 Phân loại (network classification, taxonomy)

n Theo topo mạng

¤ Broadcast: Truyền quảng bá.

¤ Point-to-point (switched): Truyền điểm-điểm.

n Theo kỹ thuật truyền (transmission technique)

Trang 5

1-6/2005

Topology (broadcast & point-to-point)

Circuit switching

lập kênh (circuit).

cho hai nút cho tới khi

kết thúc phiên trao

đổi.

Trang 6

to Node 1

propagation delay from Host 2

To Host 1 processing delay at Node 1

Packet switching

n Dữ liệu được chia thành các gói tin (packet).Mỗi gói đều có phần thông tin điều khiển (header, trailer) cho biết nguồn gửi, đích nhận…

kênh (multiplexing), được lưu trữ rồi chuyển tiếp khi đi qua nút

trung gian (store & forward).

Header Data Trailer

101001.1010001101011011110.11001

packet

Trang 7

¤ Thích hợp với truyền tin chất lượng cao, tức thì.

Circuit switching: FDM & TDM

n Hai phương pháp chia sẻ liên kết (link) trong

circuit switching:

¤ FDM (Frequency Division Multiplexing).

¤ TDM (Time DM).

Trang 8

frequency

time

4 users Example:

Packet switching: Datagram & Virtual Circuit

Host A

Host B

Host E

Host D Host C

Trang 9

switched networks broadcast networks

(vd Radio, Broadcast TV) packet-switched

networks

datagram networks (vd Internet)

virtual switched networks (vd ATM)

Trang 10

1-6/2005

1.3 Network Software (Protocol)

n Giao thức (protocol): Tập hợp các quy tắc giao tiếp giữa các hệ máy tính.

n Mô hình giao thức mạng hiện nay tuân theo kiến trúc phân tầng (layer architecture).

¤ Mỗi tầng đảm nhận những chức năng nhất định.

¤ Chỉ có tầng duới cùng là giao tiếp trực tiếp với nhau.

¤ Một tầng từ tầng 2 trở lên chỉ giao tiếp với nhiều nhất hai tầng (kề trên, kề dưới).

¤ Thông tin truyền từ tầng N của hệ thống 1 sang tầng N của hệ

Trang 11

Philosopher-Translator-Secretary Layers

Trang 12

1-6/2005

Unix Operating System Layers

Applications Libraries System Calls Kernel

Mô hình trao đổi dữ liệu giữa các tầng {1}

Trang 13

Giao thức truyền thông được chia làm hai loại:

n Truyền tin có liên kết (connection-oriented): 3 giai đoạn

¤ Thiết lập liên kết (handshaking).

¤ Truyền dữ liệu (data transferring)

n Có các cơ chế kiểm soát lỗi

¤ Huỷ bỏ liên kết (terminating).

n Truyền thông không liên kết (connectionless): chỉ có giai

đ oạn truyền dữ liệu.

¤ Thường sử dụng cho các tầng thấp, đường truyền có độ tin cậy cao.

Trang 14

1-6/2005

1.4 Các mô hình tham chiếu (Reference Models)

n Open System Interconnection Reference Model

(OSI Reference Model)

¤ Đưa ra bởi ISO (International Organization for Standardization) năm 1984.

¤ Mô hình tham chiếu lý thuyết cho các hệ thống mở nói chung.

¤ 7 tầng: Physical, Data Link, Network, Transport, Session,

Trang 15

1-6/2005

OSI layers

Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical

Ứng dụng Trình diễn Phiên Giao vận Mạng Liên kết dữ liệu Vật lý

011010100011001111

System #1 Hệ thống #2

7 6 5 4 3 2 1

Layer 1: The Physical Layer

n Chỉ có tầng vật lý của hai hệ thống được kết nối và truyền thông trực tiếp với nhau (wire/wireless).

sự kết nối và truyền tín hiệu giữa hai hệ thống.

¤ Cáp truyền (Cable).

¤ Mức điện thế (voltage levels).

¤ Thời gian biến thiên hiệu điện thế.

¤ Chu kỳ tín hiệu, khoảng cách…

Trang 16

1-6/2005

Layer 2: The Data Link Layer

n Biến dữ liệu thô nhận được từ tầng vật lý thành dữ liệu có cấu trúc logic cụ thể hơn.

n 001101010 Khung (frame) có cấu trúc.

¤ Physical Addressing.

n Dữ liệu đến từ đâu? Máy tính nào gửi đến?

n Dữ liệu cần phải gửi tiếp đi đâu?

n Đảm bảo sự tin cậy của tín hiệu truyền giữa hai tầng vật lý.

¤ Kiểm soát lỗi (error control).

¤ Kiểm soát luồng (flow control).

n Bao gồm hai tầng con (LLC và MAC).

Layer 3: The Network Layer

n Cắt hợp dữ liệu (fragmentation & reassembly).

Trang 17

1-6/2005

Layer 4: The Transport Layer

n Tầng trên cùng của quá trình truyền dữ liệu.

giữa hai hệ thống (2 end-systems).

¤ Cắt/hợp dữ liệu (fragmentation/reassembly).

¤ Kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng (error detection and

recovery, information flow control).

¤ Thiết lập, quản lý các kênh liên lạc (virtual circuits).

¤ Dồn kênh (multiplexing).

Layer 5: The Session Layer

n Tầng dưới cùng trong số các tầng thao tác trên dữ liệu nhận về (application).

n Thiết lập và quản lý các phiên truyền thông giữa hai hệ thống.

¤ Chứng thực (security authentication).

¤ Thiết lập liên kết (connection establishment).

¤ Huỷ bỏ liên kết (connection release).

¤ Phản hồi (acknowledgement).

¤ Truyền lại (data retransmission).

Trang 18

1-6/2005

Layer 6: The Presentation Layer

truyền có thể đọc được bởi ứng dụng của hệ thống nhận.

¤ Cú pháp và ngữ nghĩa của dữ liệu (syntax & semantic).

¤ Định dạng dữ liệu (data formatting).

¤ Chuyển đổi dịnh dạng (format exchange).

¤ Nén dữ liệu (data compression).

Layer 7: The Application Layer

truy cập vào mô hình OSI.

¤ Các giao thức truyền thông điệp giữa các chương trình ứng dụng (web, mail…).

¤ Các dịch vụ cho các ứng dụng nằm ngoài mô hình OSI (Word, Access, SQL Server…)

Trang 19

1-6/2005

Tại sao phải phân tầng?

No-layered & Layered

packet radio

coaxial cable

fiber optic

coaxial cable

fiber optic

Trang 20

1-6/2005

OSI Summary

n Physical: binary transmission

¤ signals, media, connectors, voltages…

n Data Link: access to media

¤ bits error control, flow control.

¤ physical addressing, net topology.

n Network: address and best path

¤ path selection, routing, addressing, internetwork.

n Transport: end-to-end transmission

¤ data transportation, virtual circuit

¤ error detection and recovery, information flow control

n Session: interhost communication

¤ session management

n Presentation: data representation

¤ data format, data syntax

n Application: network services to applications

TCP/IP Reference Model

nghiên cứu và học tập.

¤ TCP = Transmission Control Protocol.

¤ IP = Internet Protocol.

¤ TCP, IP là hai giao thức phổ biến trong họ giao thức TCP/IP.

Trang 21

Trang 22

Cisco Certified Network Associate View

UDP

Công nghệ mạng

Trang 23

1-6/2005

1.5 Network Standardization

¤ Chỉ nêu lên chức năng của từng tầng.

¤ Không chỉ ra cài đặt các tầng này như thế nào.

¤ Để hai hệ thống giao tiếp được với nhau thì chúng cần:

n Được cài đặt các chức năng truyền thông chung.

n Tổ chức thành cùng một tập tầng.

n Hai tầng đồng mức phải có chung giao thức.

n Từ đó, cần phải chuẩn hoá (standardization)

Trang 24

¤ Không ban hành các chuẩn mà ban hành các khuyến nghị (X.25…).

n ANSI (American National Standard Institute)

n NIST (National Institute of Standards and Technology)

n IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

n IAB (Internet Architecture Board).

n IRTF (Internet Research Task Force).

n IETF (Internet Engineering Task Force).

Nhóm chuẩn IEEE 802 (LAN)

Trang 25

1-6/2005

Trang 26

1-6/2005

1.7 Mạng Internet

n Hàng trăm triệu nút mạng được kết nối khắp hành tinh.

n Hàng triệu dịch vụ được cung cấp (web, mail…).

n “Global network of networks”.

n Mạng xương sống (Internet backbone).

n http://www.hau1.edu.vn/cs/dxha/courses/0405/ipp/

Trang 27

Tier-2 ISP Tier-2 ISP

Tier-2 ISP

local ISP

Tier 3 ISP

local ISP

Interconnect network OSI view

Network Datalink Physical Physical medium

Trang 28

1-6/2005

Internet Data

application transport network link physical

network link physical

data data

Network Data Flow Review

Trang 29

1-6/2005

Bài tập

n Lấy ví dụ về sự phân tầng trong thực tế!

¤ Liệt kê các tầng và nhiệm vụ cụ thể.

¤ Giao tiếp giữa các tầng (giao thức).

nêu tên và vai trò của một số giao thức Đối chiếu hai mô hình này.

n Tìm hiểu và viết báo cáo về lịch sử hình thành của mạng máy tính (Dead line: giờ này tuần sau)

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	748,72 KB