Mạng máy tính -P5

Mạng máy tính

Mạng máy tính

Tổng quan về mạng máy tính

I Lịch sử mạng máy tính

Từ những năm 60 đã xuất hiện các mạng xử lý, trong đó các trạm cuối thụ động được nối vào máy xử lý trung tâm Máy xử lý trung tâm làm tất cả mọi việc từ quản lý các thủ tục truyền dữ liệu, quản lý sự đồng bộ các trạm cuối …

I Lịch sử mạng máy tính

Vào giữa thập niên 1980, người sử dụng dùng các máy tính độc lập bắt đầu chia sẻ các tập tin bằng cách dùng modem kết nối với các máy tính khác Cách thức này được gọi là điểm nối điểm, hay truyền theo kiểu quay số

Mục tiờu

- Làm cho các tài nguyên có giá trị cao (thiết bị, chương trình, dữ liệu,…) trở nên khả dụng đối với bất kỳ người sử dụng nào trên mạng (không cần quan tâm đến vị trí địa lý của tài nguyên và người sử dụng).

- Tăng độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối với một máy tính nào đó.

Mục tiêu

Trong các tổ chức: Trước khi có mạng, trong các tổ

chức, mỗi nơi đều phải có chỗ lưu trữ dữ liệu riêng, các thông tin trong nội bộ sẽ khó được cập nhật kịp thời; một ứng dụng ở nơi này không thể chia sẻ cho nơi khác Với một hệ thống mạng người ta có thể:

• Chia sẻ các tài nguyên: Các ứng dụng, kho dữ liệu và các tài nguyên khác như sức mạnh của các CPU được dùng chung và chia sẻ thì cả hệ thống máy tính sẽ làm việc hữu hiệu hơn

Mục tiêu

2 Độ tin cậy và sự an toàn của thông tin cao hơn

Thông tin được cập nhật theo thời gian thực, do

đó chính xác hơn Một khi có một hay vài máy tính bị hỏng thì các máy còn lại vẫn có khả năng hoạt động và cung cấp dịch vụ không gây ách tắc

Ví dụ: Hệ thống mạng có thể cung cấp dịch vụ suốt ngày và nhiều nơi có thể dùng cùng một chương trình ứng dụng, chia nhau cùng một cơ sở dữ liệu và và các máy in, do dó tiết kiệm được rất nhiều.Ngoài ra, khi tạo mạng, người chủ chỉ cần đầu tư một hoặc vài máy tính có khả năng hoạt động cao để làm máy chủ cung cấp các dịch vụ chính yếu và đa

số còn lại là các máy khách dùng để chạy các ứng dụng thông thường và khai thác hay yêu cầu các dịch vụ mà máy chủ cung cấp Một hệ thống như vậy gọi là mạng có kiểu

Mục tiêu

Cho nhiều người: Hệ thống mạng cung cấp nhiều tiện lợi

cho sự truyền thông tin trong các mối quan hệ người với người như là:

• Cung cấp thông tin từ xa giữa các cá nhân

• Liên lạc trực tiếp và riêng tư giữa các cá nhân với nhau

• Làm phương tiện giải trí chung nhau: như các trò chơi, các thú tiêu khiển, chia sẻ phim ảnh,… qua mạng

Các ứng dụng quan trọng hiện tại qua mạng là: thư điện tử,

hội nghị truyền hình (video conference), điện thoại Internet, giao dịch và lớp học ảo (e-learning hay virtual

II Định nghĩa mạng máy tính

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính độc lập được kết nối với nhau bởi đường truyền vật lý

và tuân theo các quy ước truyền thông nào đó

Giao thức

Giao thức định nghĩa khuôn dạng, trình

tự gửi và nhận các thông điệp giữa các thực thể mạng cũng như các hành động khi nhận và gửi thông điệp

IV Các thành phần cơ bản của mạng máy tính

1 Máy chủ (Server)

2 Máy trạm (Workstation)

3 Card mạng (NIC)

4 Thiết bị kết nối (Hub, Repeater, Switch, )

6 Các phụ kiện (M áy in, máy scan …)

5 Dây cable mạng

1 Máy chủ (Server)

Máy chủ

Máy chủ có vai trò quan trọng trong mạng máy tính Máy chủ thường xuyên phải tiếp nhận các yêu cầu khác nhau của người sử dụng từ các máy trạm Do đó, máy chủ thường có cấu hình mạnh, tốc độ và độ an toàn cao Cấu hình này phụ thuộc vào hệ điều hành mạng được sử dụng và số lượng các máy trạm làm việc trên mạng

2 Máy trạm (Workstation)

Máy trạm

Máy trạm thường là các máy tính cá nhân (PC) được nối vào mạng để khai thác tài nguyên trên mạng Các máy này không cần phải có cấu hình mạnh như máy chủ

Trên các máy trạm thường được cài đặt các chương trình có thể kết nối được với các máy chủ gọi là chương trình Client như: Windows XP, Windows Vista, Windows 7 …

3 Card mạng (NIC)

Card mạng còn gọi là

NIC (Network Interface

Card) NIC là giao diện

vật lý liên kết giữa máy

BNC

AUI

RJ 45

4 Thiết bị kết nối

5 Dây cable mạng

V Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính

1 Đường truyền

Phương tiện dùng để truyền các tín hiệu điện tử giữa các máy tính Các tín hiệu đó chính là các thông tin, dữ liệu được biểu thị dưới dạng các xung nhị phân (ON_OFF) Mọi tín hiệu truyền giữa các máy tính với nhau đều thuộc sóng điện từ, tuỳ theo tần số mà ta có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau

V Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính

Thông thường có 2 loại:

Đường truyền hữu tuyến (các dẫy dẫn tín hiệu) Đường truyền vô tuyến: các máy tính truyền tín hiệu với nhau thông qua các sóng vô tuyến.

V Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính

2 Kỹ thuật chuyển mạch

Đặc trưng kỹ thuật chuyển tín hiệu giữa các nút trong mạng, các nút mạng có chức năng hướng thông tin tới đích nào đó trong mạng

 Kỹ thuật chuyển mạch kênh

 Kỹ thuật chuyển mạch thông báo

 Kỹ thuật chuyển mạch gói

V Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính

3 Kiến trúc mạng

Cách nối các máy tính với nhau và tập hợp các quy tắc (topology) mà các máy trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt (giao thức).

V Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính

4 Hệ điều hành mạng

Một phần mềm có chức năng sau:

 Quản lý tài nguyên của hệ thống

 Quản lý người dùng và các công việc trên hệ thống

 Cung cấp các tiện ích cho việc khai thác

hệ thống thuận lợi

VI Phân loại mạng máy tính

Thông thường phân loại theo các tiêu chí sau:

Khoảng cách địa lý

Kỹ thuật chuyển mạch

Kiến trúc mạng

1 Phân loại theo khoảng cách địa lý

• Mạng cục bộ – LAN (Local Area Network)

• Mạng đô thị – MAN (Metropolitan Area Network)

• Mạng diện rộng – WAN (Wide Area Network)

• Mạng toàn cầu – GAN (Global Area Network )

1 Phân loại theo khoảng cách địa lý

Mạng cục bộ – LAN (Local Area Network)

Thường được lắp đặt trong các công ty, văn phòng nhỏ bán kính tối đa giữa các máy trạm khoảng dưới vài Km

1 Phân loại theo khoảng cách địa lý

Mạng đô thị – MAN (Metropolitan Area Network)

Được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính hàng trăm

Km, số lượng máy trạm có thể lên đến hàng nghìn, đường truyền có thể sử dụng cơ sở hạ tầng của viễn thông.

1 Phân loại theo khoảng cách địa lý

Mạng diện rộng – WAN (Wide Area Network)

Thường được lắp đặt trong phạm vi một quốc gia như Intranet phục vụ cho các công ty lớn, ngành kinh tế có bán kính hoạt động lớn, có thể liên kết nhiều mạng LAN, MAN, đường truyền

có thể sử dụng cơ sở hạ tầng của viễn thông

1 Phân loại theo khoảng cách địa lý

Mạng toàn cầu – GAN (Global Area Network )

Trải rộng trong nhiều quốc gia, phục vụ phát triển kinh tế xã hội cho những công ty siêu quốc gia hoặc nhóm các quốc gia, đường truyền

có thể sử dụng cơ sở hạ tầng của viễn thông, mang Internet là một mạng GAN

2 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch

• Chuyển mạch kênh,

• Chuyển mạch thông báo,

• Chuyển mạch gói

Mạng chuyển mạch kênh

Khi có hai máy cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc Các dữ liệu chỉ được truyền theo đường cố định đó

Mạng chuyển mạch kênh

3 2

Data

Data

Data

Nhược điểm:

• Tốn thời gian để thiết lập kênh cố định giữa hai thực thể

• Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao vì sẽ có lúc

Mạng chuyển mạch thông báo

Thông báo (TB) là một đơn vị thông tin có chứa thông tin đích cần gửi đến Căn cứ vào các thông tin này mỗi nút trung gian có thể chuyển TB đến nút kết tiếp để đến đích Tuỳ theo cấu trúc mạng các TB có thể đi theo nhiều đường khác nhau để đến đích.

Mạng chuyển mạch thông báo

3 2

TB1

TB2

Mạng chuyển mạch thông báo

Mạng chuyển mạch gói

Mỗi TB được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi

là gói tin có khuôn dạng qui định trước Mỗi gói tin có chứa các thông tin điều khiển, trong đó có chứa địa chỉ của nguồn (người gửi) và đích (người nhận) Các gói tin thuộc về một TB nào đó

có thể được gửi đi qua mạng để tới đích bằng nhiều đường khác nhau.

Mạng chuyển mạch gói

3 2

c

a

b

Việc tích hợp cả hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói trong một mạng thống nhất (được gọi là mạng dịch vụ tích hợp số - Integrated Service Digital Network – ISDN) đang là một trong những xu thế hiện nay.

3 Phân loại theo kiến trúc mạng

Topology

Protocol

a Theo Topology

a Theo Topology

i Kiểu Điểm - Điểm (Point-to-Point)

Cấu trúc: Các đường truyền nối từng cặp nút với

nhau.

Hoạt động: Mỗi nút đều có trách nhiệm hoặc là

nhận dữ liệu hoặc là lưu trữ tạm thời dữ liệu rồi chuyển đến nút kế tiếp Vì vậy mạng loại này còn được gọi là mạng lưu và chuyển tiếp (store and forward)

Hoạt động: Dữ liệu chuyển đi từ một nút nào có

thể được nhận bởi tất cả các nút còn lại.1 2 3

Dạng sao (Star Topology)

Cấu trúc: Các máy tính được nối vào một

thiết bị trung tâm (TBTT) TBTT này có thể là Hub (bộ phân kênh), hoặc Switch (bộ chuyển mạch), hoặc Router (bộ chọn đường).

Dạng sao (Star Topology)

Hoạt động:

HUB

Dạng sao (Star Topology)

Hoạt động:

Switch

Dạng sao (Star Topology)

Dạng vòng (Ring Topology)

Cấu trúc: Các máy tính được nối với đường truyền

vật lý khép kín (vòng)

Hoạt động:

Dạng tuyến tính (Bus Topology)

Cấu trúc: Các máy tính được nối với đường truyền

vật lý

Hoạt động:

Terminator

b Theo Protocol

• NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface)

NetBEUI là giao thức nhỏ gọn, chạy nhanh trên mạng nhỏ và trung bình, tương thích tất cả các mạng Microsoft NetBEUI không hỗ trợ tìm

đường.

b Theo Protocol

• IPX/SPX và NWLink

IPX/SPX và NWLink là giao thức sử dụng trong mạng Novell, giao thức này rất gọn nhẹ, tốc độ nhanh trên mạng LAN và hỗ trợ tìm đư ờng NWLink là phiên bản IPX/SPX của Microsoft

b Theo Protocol

• Apple Talk

Appe Talk lµ giao thøc cho c¸c m¸y Apple Macintosh

Hệ điều hành Windows hỗ trợ các giao thức TCP/IP, NetBEUI và IPX/SPX trong đó giao thức TCP/IP được ngầm định

4 Phân loại theo chức năng

a Mạng ngang hàng (Peer to Peer Network) (P2P)

Một nút (node) vừa có thể yêu cầu và cũng vừa có thể cung cấp các dịch vụ mạng Phần mềm mạng P2P được thiết kế để thực thi ngang nhau các chức năng giống nhau hoặc tương tự nhau cho mỗi nút Ví dụ hệ điều hành mạng P2P bao gồm:

• Microsoft Windows NT Workstation

• Novell NetWare Lite

4 Phân loại theo chức năng

Các mạng P2P còn được gọi là workgroups (nhóm làm việc) và được sử dụng ở những nơi

có khoảng dưới 10 người sử dụng trên mạng

P2P không có người quản trị, mỗi một người sử dụng hoạt động như một người quản trị cho máy trạm của riêng họ, họ chọn lựa các tài nguyên và dữ liệu để chia sẻ ở trên mạng, đồng thời xác định những ai có thể truy cập vào tài nguyên và dữ liệu đó.

4 Phân loại theo chức năng

4 Phân loại theo chức năng

b Mạng Client/Server (Khách/Chủ)

Một mạng Client/Server sẽ đặt ra các máy nào

có thể cung cấp các dịch vụ và các máy nào có thể sử dụng các dịch vụ đó Ngày nay hầu hết máy tính cá nhân đều sử dụng một trong các hệ điều hành mạng như:

4 Phân loại theo chức năng

Các mạng dựa trên máy chủ thường được khuyến nghị sử dụng cho những mạng có nhiều hơn 10 người sử dụng và mỗi máy chủ thường thi hành các nhiệm vụ riêng biệt chẳng hạn như:

• File and Print Servers (Máy chủ tệp tin và máy in) – Quản lý người sử dụng truy cập đến các tệp tin và máy in.

• Application Servers (Máy chủ ứng dụng) – Duy trì các vai trò máy chủ trong môi trường chủ khách (client/server) chẳng hạn như máy chủ cơ sở dữ liệu và máy chủ Web (databases and web servers).

• Mail Servers (Máy chủ thư) – Hoạt động giống như máy chủ

4 Phân loại theo chức năng

Các mạng dựa trên máy chủ thường khó cài đặt, cấu hình và quản lý hơn mạng P2P, nhưng nó cung cấp cơ chế bảo mật tốt hơn đến các tệp tin người sử dụng và tài nguyên mạng Công việc sao lưu dữ liệu có thể được quản lý dễ dàng hơn

và có thể được lập lịch để thực thi một cách tự động