Luận văn tốt nghiệp mạng lan

Phân loại mạng máy tính Mạng LAN: Mạng cục bộ LAN kết nối các máy tính trong một khuvực bán kính hẹp Khu vực khoảng vài trăm mét mạng LAN đợc kết nốithông qua các môi trờng truyền thông

Viện đh mở hn

Tttt- th viện

Lời nói đầu

Mạng máy tính ngày nay trở thành một lĩnh vực nghiên cứu, pháttriển và ứng dụng cốt lõi của công nghệ nghiên cứu, phát triển và ứng cốtlõi của công nghệ điện tử thông tin Mạng có vai trò ứng dụng hết sức lớntrong thực tế nh quản lý sản xuất kinh doanh, các hệ thống điện thoại quốcgia vô tuyến viễn thông và an ninh quốc phòng

Việc kết nối các máy tính lại thành mạng trở thành mạng để trao đổithông tin, làm giảm giá thành phần cứng trong khi đó hiệu quả sử dụng lạicao trong quản lý kinh doanh và trong tất cả các mặt của đời sống kinh tế,chính trị xã hội không thể phủ nhận rằng, nhiều ngành kinh tế không cònsức cạnh tranh, không tồn tại nếu có sự giúp đỡ của mạng máy tính Hiệnnay mạng máy tính đã và đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam

Chính vì vậy vấn đề tin học viễn thông nói chung và mạng máy tínhnói riêng sẽ trở thành kiến thức phổ thông, em cũng nh các bạn khác hamhiểu biết về mạng máy tính.Vì vậy trong phần đồ án này, em xin trình bàytổng quan về mạng máy tính , nội dung gồm 4 phần :

- Tổng quan và khái niệm

- Kiến trúc mạng và mô hình tham chiếu OSI

- Mạng cục bộ

- Các thiết bị kết nối mạng

Do giới hạn của bản báo cáo và trình độ của em còn hạn chế nênkhông tránh khỏi thiếu sót, em mong đợc sự thông cảm và chỉ bảo của cácthầy giáo, cô giáo cho em đợc hoàn thiện hơn nữa

Sau cùng em xin phép đợc bày tỏ lời cảm ơn trân thành tới thầy giáohớng dẫn PGS.TS Đỗ Xuân Thụ đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ

án tốt nghiệp này

Chơng I: Tổng quan và khái niệm

1.1 Khái niệm và định nghĩa 1.1.1 Định nghĩa mạng máy tính

bằng các phơng tiện truyền vật lý (Transmission Medium) và theo một kếttrúc mạng xác định (Network Architecture).

Mạng viễn thông thực chất là mạng máy tính chuyên dụng

1.1.2 Đặc điểm

Nhiều máy tính riêng rẽ độc lập với nhau khi kết nối lại thành mạng máy tính thì nó có đặc điểm sau nhiều ngời có thể dùng chung một phần mềm tiện ích ngời sử dụng trao đổi th tín với nhau (email) dễ dàng và có thể sử dụng mạng máy tính nh một công cụ để phổ biến tin tức

1.1.3 Phân loại mạng máy tính

Mạng LAN: Mạng cục bộ LAN kết nối các máy tính trong một khuvực bán kính hẹp (Khu vực khoảng vài trăm mét) mạng LAN đợc kết nốithông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao (cáp đồng trục, cáp quang)mạng LAN thờng đợc sử dụng trong bộ phận cơ quan tổ chức Các mạngLAN có thể kết nối với nhau thành mạng WAN

Mạng WAN (mạng diện rộng WAN) kết nối máy tính trong nội bộcác quốc gia hay giữa các quốc gia trong châu lục Thông thờng kết nối này

đợc thực hiện thông qua mạng viễn thông các mạng WAN có thể kết nốivơí nhau thành mạng GAN hoặc cũng có thể hình thành mạng GAN

Mạng GAN kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau Thờng kếtnối này đợc thực hiện thông qua mạng viễn thông hoặc vệ tinh

Mạng MAN : Mạng này kết nối trong phạm vi một thành phố kếtnối này đợc thực hiện thông qua các môi trờng truyền thông tốc độ cao (từ

- Các ứng dụng mạng (các dịch vụ ứng dụng mạng)

1.1.4.1 Kiến thức mạng (Network Architecture)

Kiến thức mạng bao gồm các kiến thức đấu nối các máy tính lại vớinhau và trong quá trình hoạt động truyền thông chúng phải tuân theo một

số quy tắc hay quy ớc bắt buộc

Cách thức đấu nối các máy tính lại với nhau bao gồm việc bố trí cácphần tử mạng theo một cấu trúc hình học nào đó và cách đấu nối chúng lại

đợc gọi là cấu trúc, hay là topo của mạng (Topology) Tập các quy tắc, quy

ớc bắt buộc các thành phần của mạng khi tham gia vào các hoạt độngtruyền thông phải tuân theo đợc gọi là các giao thức mạng (Protocol)

Mạng chu trình

1.1.4.2 Cấu trúc mạng (Topology)

Cấu trúc mạng là cấu trúc hình học không gian của mạng thực chất làcách bố trí vị trí vật lý các node và các thức kết nối chúng lại với nhau Cóhai kiểu cấu trúc mạng, đó là kiểu điểm - điểm và điểm - đa điểm

- Kiểu điểm - điểm (Point to Point): Đờng truyền nối từng cặp nodelại với nhau theo một hình học xác định nào đó Nếu các node có nhu cầutrao đổi thông tin thì một kênh truyền vật lý sẽ đợc thiết lập giữa nodenguồn và node đích bằng một chuỗi tuần tự các node Các node trung gian

có chức năng tiếp nhận thông tin, lu trữ thông tin tạm thời trong bộ nhớphụ và chờ cho đến khi đờng truyền rồi sẽ gửi tiếp thông tin sang node tiếptheo và cứ nh vậy cho đến node đích

* Các mạng có cấu trúc điểm - điểm là+ Mạng hình sao

Các node mạng

Terminals (Users)

Mạng hình vòng (ring)

1.1.4.3 Giao thức (Protocol)

a Khái niệm về giao thức

Giao thức mạng là các quy định về đờng truyền vật lý đảm bảotruyền dữ liệu dới dạng chuỗi bit giữa các thành phần trong mạng và cáctiến trình, các quy định nhằm duy trì cho mọi hoạt động truyền thông đợcchính xác và thông suốt

* Trong quá trình truyền thông, các thành phần của mạng bắt buộcphải tuân theo các quy tắc và tiến trình truyền thông

- Các quy định về cấu trúc, cú pháp các đơn vị dữ liệu sử dụng

- Quy định về khởi động, kết thúc một tơng tác

- Thủ tục truy nhập đờng truyền

- Thủ tục điều khiển tốc độ, lu lợng

- Các thủ tục phát hiện, sửa lỗi

- Thủ tục kết nối

Yêu cầu trao đổi thông tin trong mạng máy tính càng cao thì các tiếntrình hoạt động truyền thông càng phức tạp Không thể giải quyết tất cả mọivấn đề trong một tiến trình, ngành công nghiệp mạng máy tính đã giảiquyết từng phần sao cho các tiến trình có thể liên kết đợc với nhau, có khảnăng sửa đổi, mở rộng bổ xung các yêu cầu truyền thông

b Các giao thức phổ biến của mạng máy tính.

- Systems Network Architecture (SNA): kiến trúc mạng SNA đợcCông ty IBM thiết kế và giới thiệu vào tháng 9/1973 SNA là đặc tả kiến

trúc mạng xử lý dữ liệu phân tán Nó định nghĩa các quy tắc, các tiến trìnhcho sự tơng tác giữa các thành phần trong mạng máy tính, terminal và phầnmềm.

SNA đợc tổ chức xoay quanh khái niệm domain (miền) Một SNAdomain là một điểm điều khiển các dịch vụ hệ thống (SSCP) và kể cả các tàinguyên đều đợc nó điều khiển

Mạng SNA sử dụng kiến trúc 6 tầng

+ Tầng 1: Physical Control (kiểm soát vật lý): chấp nhận các chuẩnX21, RS232

+ Tầng 2: Data Link Control ( kiểm soát liên kết dữ liệu): dùng giaothức SDLC

+ Tầng 3: Path Control (kiểm soát đờng dẫn): chọn đờng và kiểmsoát dữ liệu

+ Tầng 4: Transmission Control (kiểm soát truyền)

+ Tầng 5: Data Flow Control (kiểm soát luồng dữ liệu)

- Internet Work Packed Exchange/Sequenced Packet Exchange (IPX/SPX)

Giao thức IPX/SPX đợc Công ty Novell thiết kế sử dụng cho các sảnphẩm mạng của chính hãng SPX hoạt động trên tầng transport của OSI cóchức năng bảo đảm độ tin cậy của liên kết truyền thông từ nút đến nút Nó

đảm bảo chuyển giao các gói tin đúng trình tự, đúng đích nhng không cóvai trò trong định tuyến IXP tuân theo chuẩn OSI, hoạt động tầng mạng,chịu trách nhiệm thiết lập địa chỉ cho các thiết bị mạng Nó là giao thức

định tuyến, kết hợp với các giao thức routing information protocol (RIP) vànetware link protocol (NLSP) để trao đổi thông tin định tuyến với các bộ

định tuyến lân cận

- Apple Talk: là kiến trúc mạng do hãng Apple Talk phát triển cho họcác máy tính cá nhân Macintosh Giao thức Apple Talk cũng đợc phát triểntrên tầng vật lý của Ethernet và Token Ring

Các vùng tối đa trên một phân mạng: phasel là 1; phase 2 là 255.Các node tối đa trên mỗi mạng: phase 1: 254, phase: khoảng 16 triệu

Địa chỉ động dựa trên các giao thức truy nhập: phase 1: node ID,phase 2: network + node ID; phase 1 & 2: Local talk; phase 1: êthrnet phase2: IEEE 802.2, IEEE802.5

- Digital Network Architecture (DNA): kiến trúc mạng DNA là sảnphẩm của hãng Digital Equipment Corporation Đặc biệt Digital kết hợp vớicác hãng Intel và Xerox phát triển các phiên bản Ethernet, trong đó cóEhernet version 2.

- Họ IEEE 802 (Institute of Electrical and Electronic Engineer): làchuẩn cho các kiến trúc mạng Lan, Man, Wan

Chuẩn IEEE802.2 định nghĩa một tầng con L-C đợc giao thức tầng

d-ới sử dụng Giao thức tầng mạng có thể thiết kế độc lập vd-ới tầng vật lý

Giao thức tầng dới: 202.3 (1 base 5,10 base 5, 10 base 2, 10 base7,10 base 36, 10 baseT, 10 base X); 802.4 (Token Bus, 802.5 (Token Ring),802.6, 802.9, 802.11, 802.12

- Giao thức X25 (Packet Protocol): là chuẩn mạng chuyển mạch gói

đợc phát triển bởi CCITT (International Telegraph and TelephoneConsultative Committee: Uỷ ban t vấn điện tín và điện thoại quốc tế) nay

đổi thành ITU (International Telecommunication Union - Hiệp hội viễnthông quốc tế)

Physical layer: X21, X21 bis

Data link layer: LAP-B

Network layer: X25

- TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): là họ cácgiao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phơng tiện truyền thông liênmạng Vì lịch sử của TCP/IP gắn liền với bộ quốc phòng Mỹ, nên việc phânlớp giao thức TCP/IP đợc gọi là mô hình DOD (Department Of Defense)

Đây là họ các giao thức đợc sử dụng phổ biến trên mạng Internet mang tính

mở nhất, phổ dụng nhất và đợc hỗ trợ của nhiều hãng kinh doanh, TCP/IP

đợc cài đặt sẵn trong phần thực thi Unix BSD (Berkeley StandardDistribution) Mô hình DOD gồm 4 tầng :

+ Network Access Layer (Lớp truy nhập mạng) tơng ứng với physicallayer & Data link layer trong OSI

+ Internetwork layer: kết nối các thành phần mạng

+ Host to host layer: định tuyến gói dữ liệu giữa các máy chủ

+ Application layer: hỗ trợ các ứng dụng

1.1.4.4 Cáp mạng - vận tải truyền (Transmission Medium)

Phơng tiện truyền vật lý và vận tải truyền, truyền tải các tín hiệu điện

tử giữa các thành phần mạng với nhau, bao gồm các loại cáp và phơng tiệnvô tuyến

a Các đặc trng cơ bản của đờng truyền.

- Băng thông (Band with) là miền tần số giới hạn thấp và tần số giớihạn cao hay chính là miền tần số mà đờng truyền đó có thể đáp ứng đợc Ví

dụ băng thông của cáp thoại từ 400 đến 4000Hz có nghĩa là nó có thể truyềntín hiệu với tần số từ 400 đến 4000 chu kỳ/giây

- Thông lợng (through put) thông lợng của đờng truyền là số lợng cácbit đợc truyền đi trong một giây Hay nói cách khác là tốc độ của đờngtruyền dẫn Ký hiệu là bit/s hoặc bps Tốc độ của đờng truyền dẫn phụthuộc vào băng thông và độ dài của nó Một mạng LAN Ethernet có tốc độtruyền 10Mbps và có băng thông là 10Mbps

- Suy hao (Attennation): là độ đo sự suy yếu của các tín hiệu trên ờng truyền Phụ thuộc vào độ dài của cáp Khi thiết kế cáp cũng cần quantâm tới độ dài của cáp

c Các phơng tiện vô tuyến

và có nhiều dải tần

Sóng ngắn (Short Wave)

VHF (Very Hight Frequency) - Tivi & Radio FM

UHF (Ultra Hight Frequency) - Tivi

- Viba: truyền thông viba có hai dạng là viba mặt đất và vệ tinh

* Kỹ thuật truyền hình viba mặt đất: Sử dụng các trạm thu và phátcác tần số nằm trong miền vài Ghz Các thiết bị viba dới dạng là các tháptiếp sóng đặt cách nhau vài Km để tiếp sóng

* Kỹ thuật truyền thông vệ tinh: sử dụng các trạm thu mặt đất (các

đĩa vệ tinh) và các vệ tinh Tín hiệu đến vệ tinh và từ vệ tinh đến trạm thumột lợt đi hoặc về 23.000 dặm Thời gian truyền một tín hiệu là độc lập vớikhoảng cách, thông thờng là 0,5 - 5 giây

* Tia hồng ngoại (Infared system): có 2 phơng thức kết nối mạng.+ Point to Point: hoạt động bằng cách tiếp sóng các tín hiệu hồngngoại từ thiết bị này sang thiết bị khác Dải tần số từ 100Ghz đến 1000Ghz,tốc độ truyền khoảng 100Kbps - 16 Mbps

+ Multipoint: truyền thông đồng thời các tín hiệu hồng ngoại đến cácthiết bị Dải tần số từ 100Ghz đến 1000Ghz nhng tốc độ truyền tối đa chỉ

đạt 1Mbps

1.1.4.4 Các dịch vụ mạng

Mạng cho phép các máy tính chia sẻ tài nguyên bằng cách cung cấpcác dịch vụ cho các máy tính khác nhau Các dịch vụ phổ biến nhất trênmạng máy tính bao gồm :

* Dịch vụ tệp (File Service): mạng cho phép ngời sử dụng có thểchia sẻ tài nguyên các cơ sở dữ liệu chung, có thể chuyển giao các tệp dữliệu từ máy này sang máy khác, có thể tra cứu tìm kiếm thông tin và điềukhiển truy nhập Dịch vụ tệp bao gồm :

- Truyền/ nhận File dữ liệu giữa các máy tính, chuyển giao file chongời cần tìm Việc điều tiết truy nhập cơ sở dữ liệu của các hệ phục vụ cóliên quan đến quản trị tệp tin Đây là tính năng dùng chung tệp tin (filesharing)

- Lu trữ dữ liệu: cập nhật sửa đổi, bổ sung các file dữ liệu Có thể

đọc, ghi, sửa đổi và quản lý các file Kho lu trữ trực tiếp (online storge), dữ

liệu đợc lu trữ trên các ổ đĩa cứng và đợc truy cập theo yêu cầu, cách lu trữnày tốn kém, chi phí cao và hạn chế về lợng lu trữ Lu trữ ngoại tuyến(offline storge) dữ liệu đợc lu trữ trên băng từ, đĩa quang đợc tháo lắp đơngiản, tiện lợi Hạn chế quyền truy nhập của nhóm ngời sử dụng khác, nhằm

đảm bảo an toàn và bảo mật dữ liệu

* Dịch vụ th điện tử E-Mail (Electronic Mail) là dịch vụ phổ biếnnhất của mạng máy tính Ngời sử dụng có thể trao đổi, tranh luận vớinhau bằng th điện tử đợc chuyển từ máy này sang máy khác Trên mạnginternet có hàng trăm nghìn máy tính chủ - Mailsevice cung cấp dịch vụ e-mail cho hàng trăm triệu ngời trên toàn thế giới Dịch vụ th điện tử khác vớidịch vụ bu chính truyền thống, không những giá hạ gấp nhiều lần, chuyểnphát nhanh, an toàn mà nội dung của nó có thể tích hợp đợc các loại dữliệu nh âm thanh, hình ảnh, đồ hoạ, văn bản trên một bức th mà th buchính không thể có đợc

* Dịch vụ in ấn: nhiều ngời có thể dùng chung các máy in đắt tiềntrên mạng mà không cần phụ thuộc vào vị trí địa lý ngời sử dụng với máy in

đó Tiến trình in trên mạng dựa trên hàng đợi bao giờ cũng hiệu quả hơn sovới thực hiện in trực tiếp Dịch vụ in trên mạng cung cấp khả năng đa truynhập đến máy in, phục vụ đồng thời cho nhu cầu in khác nhau, cung cấpdịch vụ Fax và quản lý đợc các trang thiết bị in chuyên dụng

* Các ứng dụng hớng đối tợng: dùng các dịch vụ tin báo làm công cụtrung gian cho phép tác động đến các đối tợng truyền thông Các ứng dụngtin báo có vai trò nh những tác nhân của đối tợng Đối tợng chỉ bàn giao dữliệu cho tác nhân và tác nhân sẽ chịu trách nhiệm bàn giao dữ liệu cho đốitợng đích Điều này có nghĩa là các đối tợng không cần có khả năng truyềnthông với các đối tợng khác trên mạng mà vẫn trao đổi thông tin đợc vớinhau

* ứng dụng quản trị luồng công việc nhóm làm việc: sẽ định tuyếncác t liệu và tài liệu điện tử giữa những ngời trong nhóm Khi chữ kí điện tử

đợc bổ sung vào tiến trình thì có thể thay đổi đợc nhiều tiến trình mới

* ứng dụng liên kết các t liệu với các đối tợng: các t liệu không nhấtthiết là các tập tin thuần văn bản Các t liệu hiện đại có thể chứa nhiều đối t-ợng khác nhau nh âm thanh, hình ảnh, đồ hoạ, văn bản, tiếng nói có thểtích hợp các loại dữ liệu khác nhau để xây dựng một t liệu Một đối tợng đ-

ợc nhúng trong t liệu sẽ có một cấp độ thông minh cho phép nó chuyển các

Microsoft windows sẽ thấy ngay ý nghĩa của tác vụ.

* Dịch vụ các th mục: tích hợp mọi thông tin về các đối tợng trênmạng thành một cấu trúc th mục chung Các đối tợng mạng có thể thamkhảo th mục để định danh và trao đổi các thông điệp với các đối tợng kháctrên mạng Đối tợng không cần biết địa chỉ, vị trí, dạng thức của thông

điệp dịch vụ sẽ cung cấp đầy đủ các thông tin này Dịch vụ th mục làm

đơn giản rất nhiều khối lợng công việc trên mạng Ví dụ có 2 hệ phục vụtập tin và một hệ phục vụ th điện tử Nếu không có dịch vụ th mục, điềuhành viên của mạng phải quản lý các tải khoản ngời dùng một cách độc lập.Dịch vụ th mục có thể quản lý cả 3 hệ phục vụ đó bằng một cấu trúc thmục Cấu trúc th mục che dấu cấu trúc vật lý của mạng để tránh các ứngdụng và ngời dùng khác Thực tế th mục đợc lu trữ trong các tập tin thờngtrú vật lý trên một hay nhiều hệ phục vụ Khi thông tin trong th mục đợcnhân bản trên vài hệ phục vụ khác phải áp dụng tiến trình đồng bộ hoá thmục để duy trì trạng thái cập nhật của mọi nhân bản

* Dịch vụ cơ sở dữ liệu: là dịch vụ phổ biến nhất về các dịch vụ ứngdụng Các hệ phục vụ cơ sở dữ liệu cho phép các ứng dụng theo thành phầncủa hệ khách và các hệ phục vụ tách biệt, thờng đợc gọi là cơ sở dữ liệukhách/phục vụ (client/server database)

Cơ sở dữ liệu client/server database cho phép thiết kế các ứng dụngkhách và các ứng dụng phục vụ :

- ứng dụng khác quản trị nhập liệu của ngời sử dụng: các chế độ hiểnthị màn hình, cấu trúc biểu, tiến trình tra cứu, tìm kiếm thông tin gửi chocác hệ phục vụ

- Hệ phục vụ cơ sở dữ liệu quản trị các tập tin trong cơ sở dữ liệu,thực hiện các phép lu trữ nh nhập, sửa, xóa thông tin Tra cứu, tìm kiếmthông tin theo yêu cầu của hệ khách Hệ phục vụ cơ sở dữ liệu có thể đápứng các yêu cầu cho nhiều hệ khách trong một lúc

Một hệ phục vụ cơ sở dữ liệu là một hệ thống phần mềm có các chứcnăng chính nh sau:

- Cung cấp cơ chế bảo mật cơ sở dữ liệu

- Tối u hoá tiến trình thực hiện các thao tác cơ sở dữ liệu

- Xác định vị trí tối u để lu trữ dữ liệu mà không buộc các hệ khácbiết nơi lu trữ

- Phục vụ số lợng lớn các hệ khách, bằng cách tối u hoá thời gian một

hệ khách truy nhập cơ sở dữ liệu

- Phân phối dữ liệu qua nhiều hệ phục vụ cơ sở dữ liệu

- Cơ sở dữ liệu phân tán ngày nay đợc ứng dụng rộng rãi trên mạngmáy tính

Chúng ta cho phép lu trữ dữ liệu trên các máy tính khác nhau tại các

vị trí địa lý khác nhau Với cách nhìn của ngời sử dụng cơ sở dữ liệu phântán sử dụng lu trữ đơn lẻ và dễ sử dụng Để đơn giản ngời ta sao lặp các cơ

sở dữ liệu thành nhiều bản sao và đợc cài đặt trên nhiều vị trí khác nhau.Phơng pháp này tạo ra độ an toàn cao, đáp ứng đợc các nhu cầu truy nhậpcủa ngời sử dụng

* Đồng bộ hoá tiến trình cập nhật thông tin: là biện pháp bảo đảmcho tất cả ngời sử dụng đều có bản sao mới nhất của tập tin Các dịch vụ

đồng bộ hoá tiến trình cập nhật tập tin là các tiến trình quản lý tập tin bằngcách giám sát thời gian xác định tập tin nào đợc cập nhật cận nhất Nhớtheo dõi ngời sử dụng truy nhập tập tin và ngày giờ cập nhật, dịch vụ này cóthể cập nhật tất cả mọi bản sao tập tin theo phiên bản cận nhất Tuy nhiênviệc đồng bộ hoá tiến trình cập nhật tập tin không đơn giản khi có rất nhiềungời đồng thời tham gia chia sẻ các tập tin Vì vậy phải đặt các cơ chế đảmbảo cho ngời sử dụng vô tình phá dữ liệu hoặc xoá dữ liệu

1.2 Các loại mạng máy tính

1.2.1 Theo chỉ tiêu khoảng cách

- Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) là mạng máy tính màkhoảng cách tối đa của 2 node bất kỳ trong mạng không vợt quá vài km.Thông thờng mạng LAN đợc xác định và cài đặt trong các cơ quan xínghiệp, trong một toà nhà trên phạm vi tơng đối hẹp

* Đặc trng cơ bản của một LAN

+ Khoảng cách lớn nhất giữa các node không vợt quá vài km

+ Các node nối với nhau trực tiếp Trong quá trình truyền thôngkhông có sự tham gia của mạng viễn thông công cộng

+ Tốc độ truyền cao: có thể đạt trên 100Mbps hoặc 1Gbps Sử dụngphơng thức truyền gói không liên kết

+ Lỗi truyền thấp: 10-8 đến 10-11

+ Hiệu suất sử dụng đờng truyền thấp

- Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN) là mạng đợc cài

đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bánkính khoảng 100km

- Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Network): phạm vi hoạt độngcủa mạng trên diện tơng đối rộng nh trên phạm vi một quốc gia hoặc liênquốc gia ví dụ mạng VIETPAC chuyển mạch gói của Bu chính Viễnthông, mạng Internet

* Đặc trng cơ bản của một mạng WAN

+ Các node của mạng có trên phạm vi một quốc gia hoặc trên toàn cầu+ Trong quá trình truyền thông của các thực thể có sự hỗ trợ củamạng viễn thông công cộng

+ Tốc độ truyền dữ liệu thấp hơn so với mạng cục bộ Mạng chuyểnmạch gói công cộng X25, thông lợng tối đa 64Kbps, không đáp ứng nhucầu truyền thông đa phơng tiện - truyền tích hợp các loại dữ liệu

+ Sử dụng kỹ thuật Frame Relay đạt 2Mbps Kỹ thuật ATM cell relay

đạt 2Mbps, kỹ thuật ATM: cell không đồng bộ có thể đạt hàng trăm Mbps

+ Lỗi truyền cao

- Mạng toàn cầu GAN (Global Area Network): phạm vi của mạngtrải rộng trên khắp các lục địa trên trái đất

Các loại mạng trên phân biệt qua khoảng cách địa lý nhng chỉ cótính chất tơng đối Ngày nay nhờ sự phát triển của công nghệ truyền dẫn vàquản trị mạng nên càng ngày những ranh giới đó càng mờ nhạt đi

1.2.2 Theo kỹ thuật chuyển mạch

- Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switched Network): hai thực thểcần trao đổi thông tin với nhau, giữa chúng cần xác định một đờng truyềnvật lý cố định Dữ liệu là chuỗi bit đợc truyền đi trên kênh truyền cố định vàduy trì cho đến khi một trong 2 thực thể ngắt liên lạc Quá trình truyền dữliệu của mạng chuyển mạch kênh gồm 3 giai đoạn

ã Thiết lập đờng truyền

ã Truyền dữ liệu

ã Huỷ bỏ kênh truyền

Nhợc điểm của mạng chuyển mạch kênh

+ Hiệu suất của mạng chuyển mạch kênh thấp vì cần có thời gian đểthiết lập kênh truyền

+ Trên một kênh đã đợc xác lập chỉ có một truyền thông hoạt động+ Tốc độ truyền chậm

+ D thừa băng thông, chi phí xây dựng cao

- Mạng chuyển mạch tin báo (Message Swithched Network): để nângcao hiệu suất của kênh truyền, ngời ta nghiên cứu kỹ thuật truyền thông saocho hiệu suất trao đổi thông tin trên một kênh truyền cao hơn kỹ thuậtmạng chuyển mạch kênh Các đờng truyền đợc thiết lập liên kết nhờ cácnode chuyển mạch, nhng ngời ta sử dụng thiết bị đầu cuối không phải trựctiếp thiết lập các liên kết vật lý đó Dữ liệu là các tin báo (Message), đợcxem nh một đơn vị dữ liệu Mỗi một message chứa thông tin điều khiển nh

địa chỉ nguồn, node gửi thông tin địa chỉ của node đích, nơi gửi thông tin

đến

* Ưu điểm của mạng chuyển mạch tin báo

+ Hiệu suất kênh truyền cao

+ ít xảy ra tắc nghẽn trên đờng truyền

+ Hiệu suất sử dụng dải thông của mạng cao

+ Có thể sắp xếp độ u tiên cho các tin báo

+ Mạng có khả năng kiểm soát lỗi, sửa lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu

* Nhợc điểm chủ yếu của mạng tin báo là

+ Do không có quy định về độ dài tin báo tối đa, vì vậy tốn phí bộnhớ lu trữ tạm thời các node

+ Mất nhiều thời gian xử lý tại các node (tiếp nhận, lu trữ, tìm đờngrỗi, chuyển tiếp dữ liệu )

+ Tốn phí thời gian phúc đáp của mạng (Responsetime), độ trễ lớn+ ảnh hởng đến chất lợng truyền tin

Tóm lại mạng chuyển mạch tin báo có độ trễ lớn do lu trữ và xử lýthông tin điều khiển tại mỗi node, không phù hợp với các ứng dụng thờigian thực bao gồm truyền thông dữ liệu, video, audio

- Mạng chuyển mạch gói (Packet Switched Network): cũng nh kỹthuật mạng chuyển mạch tin báo, trong kỹ thuật mạng chuyển mạch gói,message đợc chia thành nhiều gói nhỏ (Packet) theo độ dài quy định Trongmỗi gói tin có các thông tin điều khiển nh địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, mãtập hợp của các gói tin các gói tin của một tin báo có thể truyền độc lậptrên nhiều đờng truyền khác nhau để đến đích và các gói tin của nhiều tinbáo khác nhau có thể cùng truyền trên một đờng truyền thông qua liênmạng.

* Các kỹ thuật chuyển mạch gói:

+ Datagram

+ Chuyển mạch ảo VC (Virtual Circuit)

* Ưu điểm của mạng chuyển mạch gói

+ Độ trễ nhỏ vì vậy tốc độ trao đổi thông tin giữa các node nhanhhơn và hiệu quả hơn Tối u hoá đợc băng thông

+ Hiệu suất sử dụng kênh truyền cao, hạn chế đợc thời gian kênh "chết".+ Va chạm, đụng độ thông tin trên đờng truyền ít có khả năng có thểxảy ra

+ Mạng có khả năng kiểm soát lỗi, sửa lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu

* Nhợc điểm chủ yếu của mạng chuyển mạch gói tin là

+ Rất khó khăn tập hợp khi các gói tin bị thất lạc hoặc khôi phục cácgói tin ban đầu truyền bị lỗi

+ Mạng cha đáp ứng đợc các nhu cầu về truyền thông đa phơng tiện,tích hợp các loại dữ liệu trên một trang thông tin, vì tốc độ truyền dẫn củamạng còn thấp (64 Kbps)

Một số mạng chuyển mạch gói là: VIETPAC, ARPANET, SNA

1.2.3 Mạng vật lý

- Topology

ã Mạng hình sao (Star)

ã Mạng tuyến tính (hình Bus)

sự hội tụ cho các sản phẩm mạng trên thị trờng Để có đợc điều đó trớc hếtcần xây dựng một khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho cácnhà thiết kê và chế tạo các sản phẩm về mạng.

Vì những lý do đó, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (Internationalorganization for Standariztation-ISO) đã lập ra năm 1997 một tiểu bannhằm phát triển một khu chuẩn nh thế Năm 1984 ISO đã xây dựng xong

“Mô hình tham chiếucho việc kết nối cho các hệ thống mở” (ReferenceModel for Open Systems Interconnection –ISO Reference Model) Môhình này đợc dùng làm cơ sở để kết nối các hệ thống mở phục vụ cho cácứng dụng phân tán

- ISO - International Standards Organization: Tổ chức tiêu chuẩnquốc tế hoạt động dới sự bảo trợ của Liên hiệp quốc Chia thành nhiều ban

kỹ thuật là Technical Committee, trong đó ban TC97 đảm nhận việc nghiên

cứu chuẩn hoá xử lý thông tin Mô hình OSI - Open System International làsản phẩm điển hình của tổ chức này.

- CCUTT: Uỷ bản t vấn điện tín và điện thoại quốc tế (InternationalTelegraph and Telephone Consulative Committee) nay là Hiện hội viễnthông quốc tế ITU (International Telecommunication Union)

- IEEE (Institute of Electronical and Electronic Engineers): viện các

kỹ s điện và điện tử

2.1.2 Mô hình kiến trúc đa tầng

Các mạng máy tính đợc thiết kế và cài đặt theo quan điểm có cấu trúc

đa tầng Mỗi một thành phần mạng đợc xem nh một hệ thống gồm có nhiềutầng và mỗi tầng bao gồm một số chức năng truyền thông Các tầng đợc chồnglên nhau (chồng giao thức), số lợng và chức năng của các tầng phụ thuộc vàocác nhà sản xuất và thiết kế Tuy nhiên quan điểm chung là trong mỗi tần cónhiều thực thể (các tiến trình) thực hiện một số chức năng nhằm cung cấp một

số dịch vụ, thủ tục cho các thực thể tầng cao hơn

* Xác định mối quan hệ giữa các đồng tầng để thống nhất với nhau

về các phơng thức hoạt động trong quá trình truyền thông - giao thức tầng

* Dữ liệu không đợc truyền từ tầng thứ i của hệ thống gửi sang tầngthứ i của hệ thống nhận, mà đợc vận chuyển từ tầng cao xuống tầng thấpnhất bên gửi và qua đờng truyền vật lý, dữ liệu là chuỗi bit không cấu trúc

đợc truyền đi sang tầng thấp nhất của hệ thống nhận và từ đó dữ liệu đợcchuyển ngợc lên các tầng trên

* Trong các hệ thống, giữa các tầng thấp nhất có liên kết vật lý, giữacác tầng cao hơn có liên kết ảo hay liên kết logic

2.2.1.1 Mô hình

* OSI là hệ thống mở, phải có khả năng kết nối với các hệ thống khácnhau, tơng thích với các chuẩn OSI Hệ thống có thể là các máy chủ, nodemạng, terminals, trạm làm việc

* Quá trình xử lý các ứng dụng đợc thực hiện trong các hệ thống mở,trong khi vẫn duy trì đợc các hoạt động kết nối giữa các hệ thống

* Thiết lập kênh logic nhằm thực hiện việc trao đổi thông tin giữa cácthực thể

phiên4Tầng giao vận3Tầng mạng2Tầng liên kết dữ liệu1Tầng vật lý

Giao thức tầng 7Giao thức tầng 6Giao thức tầng 5Giao thức tầng 4Giao thức tầng 3Giao thức tầng 2Giao thức tầng 1

Đờng truyền vật lýờng truyền vật lý

2.2.1.2 Nguyên tắc xây dựng các tầng trong mô hình OSI

ã Mô hình gồm N = 7 tầng

ã Các chức năng giống nhau cùng đặt trong một tầng

ã Chức năng các tầng độc lập với nhau Có khả năng cập nhật, bổsung hay sửa đổi các chức năng trong tầng

ã Trong mỗi tầng có nhiều thực thể (Entity) hoạt động Ký thiệu Nthực thể (N-Entity) là thực thể của tầng N

ã Dịch vụ tầng dới phục vụ cho tầng trên kề nó

ã Giữa các tầng xác định các giao diện (Interface) và điểm truy nhậpdịch vụ (Service Point) Điển truy nhập dịch vụ nằm trên giao diện (N-1)/N gọi

Tầng vật lý có chức năng thực hiện việc kết nối các thành phần củamạng bằng các liên kết nhằm đảm bảo cho việc truy nhập đờng truyền vàtruyền các chuỗi bit không cấu trúc trên các đờng truyền vật lý Cung cấp cácphơng tiện về mặt thủ tục, chức năng, điện, cơ khí để thiết lập, duy trì và huỷ

bỏ các liên kết vật lý cho việc truyền và nhận các chuỗi bit giữa các thànhphần của mạng

2.3.2 Các chuẩn giao diện vật lý.

Các giao thức vật lý là các thủ tục đợc sử dụng liên lạc giữa các thựcthể vật lý, đảm bảo cho các thực thể sử dụng các dịch vụ vật lý qua các kếtnối vật lý Các chuẩn giao diện thờng là các khuyến nghị loại V, X cho cácgiao thức vật lý nh RS-232C quy định kiểu khuôn dạng đầu cắm, mảngchân, các đặc tính điện của DTE-DCE

* Thiết bị đầu cuối dữ liệu DTE (Data Terminal Equipment) là cácthiết bị đầu cuối của ngời sử dụng

Truyền số lợng qua Modem trên mạng thoại

* Thiết bị cuối kênh dữ liệu DCE (Data Circuit Terminal Equipment)

là các thiết bị giao tiếp DTE với môi trờng mạng

2.4 Tầng liên kết dữ liệu (data link layer)

2.4.1 Chức năng tầng liên kết dữ liệu

Tầng liên kết dữ liệu là tầng thứ 2 trong mô hình OSI, có chức năngchủ yếu là đồng bộ hóa, kiểm soát các luồng dữ liệu, phát hiện lỗi và sửalỗi nhằm đảm bảo quá trình truyền thông có độ tin cậy cao, đảm bảo dịch

vụ định tuyến cho việc truyền các bit một cách chính xác và hiệu quả chotầng 3, tầng Network trên nó

Tầng liên kết dữ liệu đợc chia thành 2 tầng con

- Logic Link Control (LLC): điều khiển liên kết logic, tức là thiết lập,duy trì và huỷ bỏ các liên kết giữa các thiết bị mạng

- Media Access Control (MAC): điều khiển truy nhập phơng tiệntruyền, tức là điều khiển quyền truy nhập đờng truyền của các thực thể,tránh đụng độ và tắc nghẽn thông tin trên đờng truyền

2.4.2 Điều khiển truy nhập đờng truyền.

Trong các mạng topo hình bus và hình ring, cần phải có một số

ph-ơng pháp để giải quyết việc tắc nghẽn hay xung đột thông tin khi nhiềuthiết bị cùng truy nhập trên một đờng truyền chung, đó là các giao thứcchuẩn về điều khiển truy nhập đờng truyền, có các phơng pháp sau:

2.4.2.1 Đờng truyền vật lýa truy nhập cảm ứng tần số tải không chống xung đột CSMA (Carrier Sense Multiple Access)

node cần truyền dữ liệu, trớc tiên nó phải kiểm tra trạng thái đờng truyềnbận (busy) hay rỗi (free) bằng cách giửi tín hiệu sóng mang (carrier) và chờnhận tín hiệu báo trạng thái của kênh truyền.

2.4.2.2 Đờng truyền vật lýa truy nhập cảm ứng tần số tải có phát hiện ra chạm thông tin CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection)

Phơng pháp CSMA/CD có thời gian chiếm dụng vô ích đờng truyền

đợc giảm xuống bằng thời gian để phát hiện xung đột Giao thức đa truynhập cảm ứng tần số tải có chống xung đột là giao thức điều khiển truynhập đờng truyền thông dụng trên tất cả các mạng LAN theo dạng Ethernet

Phơng pháp CSMA/CD thích hợp với mạng có lu lợng gián đoạn,nghĩa là các đợt chuyển giao tập tin không liên tục và với số lợng các nodemạng ít

2.4.2.3 Các phơng pháp truy nhập đờng truyền bằng thẻ bài (Token)

Phơng pháp này dựa theo nguyên lý phát quay vòng tín hiệu thăm dòtrạng thái của mạng gọi là tín hiệu Token Token thẻ bài là một gói tin đặcbiệt đợc lu chuyển trong mạng theo một chiều nhất định, dùng để cấp phátquyền truy nhập đờng truyền cho các node có nhu cầu truyền dữ liệu

Các mạng sử dụng phơng pháp điều khiển truy nhập thẻ bài;

- Token bus: định nghĩa bởi chuẩn IEEE802.4

- Token ring: định nghĩa bởi chuẩn IEEE802.5

- FDDI-Fiber Distributed Data Interface: chuẩn mạng sợi quang100Mbps dùng phơng pháp thẻ bài và ring

2.4.2.4 Các phơng pháp truy nhập dò báo (Polling)

2.4.3 Một số giao thức tầng liên kết dữ liệu.

Giao thức HDLC (Hight Level Data Link Control)

Giao thức HDLC là giao thức hớng bit do tổ chức quốc tế về tiêuchuẩn hoá ISO đa ra trong những năm 70

* Giao thức LAP-B (Link Access Procedure Balanced)

Giao thức LAP-B là do tổ chức CCITT (EIA) đề xuất, nó thực hiệncác chức năng trong tầng 2 trong giao thức X25 LAP-B là thủ tục cân bằng

dị bộ ABM (Asychronous Balance Mode) trong giao thức HDLC

* Giao thức LAP-D (Link Access Procedure D Channel)

Giao thức LAP-D đợc xây dung từ LAP-B và đợc sử dụng nh là giaothức liên kết dữ liệu cho các mạng dịch vụ tích hợp số ISDN cho phép cácDTE truyền thông với nhau qua kênh D

* Giao thức BSC (Banary Synchronous Control): là một giao thức ớng ký tự đợc IBM đề xuất sau đó ISO phát triển thành giao thức hớng ký tựchuẩn

h-2.5 Tầng mạng (layer network)

2.5.1 Vai trò và chức năng

Tầng mạng cung cấp các dịch vụ và giao thức đảm bảo cho việctruyền thông dữ liệu giữa các mạng con trong mạng lớn với các công nghệchuyển mạch thích hợp

Các chức năng chủ yếu:

ã Xác định đờng đi của dữ liệu

ã Xác định kênh truyền

ã Chọn công nghệ thích hợp để truyền thông

ã Truyền và chuyển tiếp dữ liệu

ã Thiết lập, duy trì và hủy bỏ các liên kết, cắt hợp dữ liệu, kiểm soátlỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, dồn, phân kênh

2.5.2 Giao thức tầng mạng

* Giao thức X25 là họ giao thức 3 tầng của mạng chuyển mạch gói(Packet Switched Network)

Physical layer: X25.1 tớng ứng X21 bit

Data link layer: X25.2 tơng ứng với LAP-B

Network layer: X25.3 đặc tả giao diện DTE/DCE

* Các chuẩn X3, X28 và 29

* Các giao thức xử lý tuyến nối

- CCITT X25: xử lý tuyến nối giữa DTE đến PSPDN

- CCITT X28: xử lý tuyến nối giữa DTE đến PAD

- CCITT X29: xử lý tuyến nối giữa các DTE đến PSPDN

2.5.3 Các thuật toán chọn đờng (Routing)

ã Thuật toán Dykstra

ã Thuật toán Bellman Ford

ã Thuật toán tìm đờng cố định (Fixed Routing)

2.6 Tầng vận chuyển (transport layer)

2.6.1 Vai trò và chức năng.

Cung cấp dịch vụ dữ liệu sao cho các chi tiết cụ thể của phơng tiệntruyền thông đợc sử dụng ở bên dới trở nên "trong suốt" đối với các tầngcao Nói cách khác, có thể hình dung tầng vận chuyển nh một "bức màn"che phủ toàn bộ các hoạt động ở các tầng thấp bên dới nó

2.6.2 Giao thức tầng vận chuyển

Tầng vận chuyển cung cấp các giao thức khác nhau để thực hiện chấtlợng dịch vụ theo yêu cầu của các thực thể sử dụng dịch vụ vận chuyển.Những giao thức này đợc điều chỉnh để đơn giản hoá sự đàm phán tổ hợpcác cơ chế và các tham số khác nhau

ã Lớp giao thức lớp 0 (Simple Class): lớp giao thức đơn giản

ã Giao thức lớp 1 (Base error recovery class): lớp khắc phục lỗi cơ bản

ã Giao thức lớp 2 (Multiplex class): lớp giao thức nhân ghép

ã Giao thức lớp 3 (Error recovery/Multiplex class): lớp phục hồilỗi/nhân ghép kênh

ã Giao thức lớp 4

2.7 Tầng phiên (session layer)

2.7.1 Vai trò và chức năng.

Quản lý các phiên liên lạc giữa 2 thực thể của mạng bằng cách thiếtlập, quản lý và giải phóng các phiên truyền thông Nó cung cấp các phơngtiện để các thực thể trình bày (Presentation) có thể thực hiện việc giám sátchuyển mạch dữ liệu trong các ksn, đàm phán, giải phóng các kết nối vàthiết lập các điểm đồng bộ trong luồng dữ liệu

2.7.2 Giao thức tầng phiên

- Dịch vụ điều khiển trao đổi

ã Phơng thức trao đổi đơn công (Simplex Dialog): trao đổi thông tinmột chiều

ã Phơng thức trao đổi bán song công (Half Duplex Dialog): trao đổithông tin 2 chiều không đồng thời

ã Phơng thức trao đổi song công (Duplax Dialog): trao đổi thông tinhai chiều đồng thời

2.8 Tầng trình bày (presentation layer)

2.8.1 Vai trò và chức năng.

Đảm bảo cho các hệ thống đầu cuối có thể trao đổi thông tin đợc vớinhau ngay cả khi chúng sử dụng các kiểu biểu diễn thông tin khác nhau.Nói cách khác, tầng trình bày cung cấp các dịch vụ và giao thức trình bàycho các thực thể tầng ứng dụng có thể biểu diễn thông tin chung và đachúng vào kích hoạt giữa các tầng ứng dụng

2.9 Tầng ứng dụng (application layer)

2.9.1 Vai trò và chức năng.

Tầng ứng dụng là tầng cao nhất của mô hình OSI Nó cung cấp cácdịch vụ ứng dụng cho các phơng tiện truy nhập đến môi trờng OSI để xử lýcác tiến trình ứng dụng AP (Application Process) trong các hệ thống củamạng Một tiến trình ứng dụng AP đợc định nghĩa nh là một phần tử trong

hệ thống thực hiện việc xử lý thông tin cho một ứng dụng cụ thể

Chơng III: Mạng cục bộ (mạng lan)

3.1 Khái niệm

Mạng LAN là mạng máy tính mà khoảng cách tối đa của 2 node bất

kỳ trong mạng không vợt quá vài km, và thông thờng mạng LAN cục bộ

đ-ợc xây dựng và cài đặt trong các cơ quan, xí nghiệp trên phạm vi tơng đốihẹp

3.2 Các đặc trng cơ bản của một mạng lan

- Khoảng cách lớn nhất giữa các node không vợt quá vài km

- Các node nối với nhau trực tiếp Trong quá trình truyền thôngkhông có sự tham gia của mạng viễn thông công cộng

- Tốc độ truyền cao có thể đạt trên 100Mbps hoặc 1 Gbps

Sử dụng phơng thức truyền gói không liên kết

- Lỗi truyền thấp: 10-8 đến 10-11

- Cấu hình mạng đa dạng

- Hiệu suất sử dụng đờng truyền thấp

3.3 Các phơng thức Truy nhập đờng truyền

* Đa truy nhập có sử dụng sóng mang với sự phát hiện xung đột(Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection) Trớc khi truynhập đờng truyền, các node kiểm tra trạng thái của đờng truyền và trong khitruyền dữ liệu, chúng cũng tiếp tục theo dõi sự cố tắc nghẽn và trong khi truyềndữ liệu, chúng cũng tiếp tục theo dõi sự cố tắc nghẽn và đụng độ thông tin xảy ratrên đờng truyền Giao thức truy nhập CSMA/CD thờng đợc cài đặt trong cácmạng Thin Ethernet và Thick Ethernet

* Token Bus: Dùng gói tin đặc biệt - thẻ bài lu chuyển trong vòngtròn logic để cấp phát truyền cho các node có yêu cầu truyền thông

* Token ring: gói tin đặc biệt - thẻ bài đợc lu chuyển trong vòng tròn

đờng truyền vật lý Các node truy nhập đờng truyền theo kiểu nối tiếp nhau

So với phơng pháp CSMA/CD thì độ phức tạp của các phơng pháp thẻbài khó hơn rất nhiều

3.4 Bộ giao thức TCP/IP

Năm 1978 bộ giao thức TCP/IP trở thành tiêu chuẩn của DoD(Department of Defense) nên còn gọi là bộ giao thức của mô hình DoD.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) thực chất

là chồng giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phơng tiện truyềnthông liên mạng

3.4.1 Mô hình kiến trúc của TCP/IP

Các giao thức và ứng dụng của TPC/IP đợc gọi chung là bộ giao thứcTCP/IP, đợc định nghĩa bởi các khuyến nghị RFC ( Request ForComments) và số hiệu chuẩn của giao thức ( Standard Number )

Các dịch vụ ứng dụng TCP/IP và phần lớn các giao thức networkaccess hỗ trợ TCP/IP

Hình 3.1 Mô hình OSI và mô hình kiến trúc của TCP/IP

3.4.2 Vai trò và chức năng của các tầng

* Tầng truy nhập mạng (Network Access Layer): tơng ứng với tầngvật lý và liên kết dữ liệu trong mô hình OSI, tầng truy nhập mạng cung cấpcác phơng tiện kết nối vật lý cáp, bộ chuyển đổi (Transceiver), card mạng,giao thức kết nối, giao thức truy nhập đờng truyền nh CSMA/CD, TokenBus nó cung cấp các dịch vụ cho tầng Internet

* Tầng liên kết mạng (Internet Layer): ứng với tầng mạng (NetworkLayer) trong mô hình OSI Liên mạng cung cấp một địa chỉ logic cho giaodiện vật lý mạng Giao thức thực hiện của tầng liên mạng trong mô hìnhDoD là giao thức kết nối không liên kết (Connectionless) IP, tạo thành hạtnhân hoạt động của Internet Cùng với các thuật toán định tuyến RIP,OSPF, BGP, tầng liên mạng IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linhhoạt các loại mạng "vật lý" khác nhau nh Ethernet, Tokenring, X25 Ngoài

ra tầng này còn hỗ trợ các ánh xạ giữa địa chỉ vật lý (MAC) do tầngNetwork Access layer cung cấp với địa chỉ logic bằng các công thức phângiải địa chỉ ARP (Address Resolution Protocol) và phân giải địa chỉ đảoRARP (Reserve Address Resolution Protocol) Các vấn đề có liên quan đếnchuẩn đoán lỗi và các tình huống bất thờng liên quan đến IP đợc giao thứcICMP (Internet Control Message Protocol) thống kê và báo cáo Tầng trên

sử dụng các dịch vụ do tầng liên mạng cung cấp

* Tầng cung cấp dịch vụ (Host to Host hoặc Service Provider); ứngvới tầng vận chuyển (Transport layer) trong mô hình OSI, giao thức Host toHost thực hiện những kết nối giữa máy chủ trên mạng hỗ trợ bằng hai giaothức: giao thức điều khiển dữ liệu TCP (Transmission Control Protocol) vàgiao thức bó dữ liệu ngời sử dụng UDP (User Datagram Protocol) Giaothức TCP là giao thức kết nối liên kết (Connection - Oriented) chịu tráchnhiệm đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao trong công việc trao đổi dữliệu giữa các thành phần của mạng, tính đồng thời và kết nối song công(Full Duplex) Khái niệm độ tin cậy cao nghĩa là TCP kiểm soát lỗi bằngcách truyền lại các gói tin bị lỗi Giao thức TCP cũng hỗ trợ những kết nối

đồng thời Nhiều kết nối TCP có thể đợc thiết lập tại một máy chủ và dữliệu có thể đợc truyền đi một cách đồng thời và động lập với nhau trên cáckết nối khác nhau Giao thức UDP đợc sử dụng cho những ứng dụng không

đòi hỏi độ tin cậy cao trong tầng Host to Host

* Tầng ứng dụng (Process/Application Layer): ứng với các tầng Session,Presentation và Application Layer trong mô hình OSI, tầng ứng dụng hỗ trợ cácứng dụng phổ biến, các giao thức Host to Host, đó là các giao thức thu nhập từ

xa (Telnet), truyền tập tin (FTP) ngày càng đợc cài đặt phổ biến nh UNIX vàcác hệ điều hành chuyên dụng cùng họ của nhà cung cấp thiết bị tính toán nhAIX của IBM, SINIX của Siemen, Digital Unix của DEC, Windows 9x/NT,Novell Network ) Tầng ứng dụng đại diện cho giao diện ngời sử dụng vớichồng giao thức TCP/IP mô hình DoD

3.4.2.1 Giao thức TCP

Giao thức điều khiển truyền TCP (Transmission Control Protocol) làmột giao thức kết nối liên kết (Connection - Oriented) nghĩa là cần thiết bịliên kết (logic) giữa một cặp thực thể TCP trớc khi chúng trao đổi dữ liệuvới nhau TCP cũng cung cấp khả năng truyền dữ liệu một cách an toàngiữa các trạm máy trong hệ thống các mạng Nó cung cấp thêm các chứcnăng nhằm kiểm tra tính chính xác của dữ liệu khi đến và truyền lại dữ liệukhi có lỗi xảy ra TCP cung cấp các chức năng chính sau:

ã Thiết lập duy trì, kết thúc liên kết giữa hai thực thể

ã Phân phát gói tin một cách tin cậy

ã Đánh số thứ tự (Sequencing) các gói dữ liệu nhằm truyền dữliệu một cách tin cậy

ã Cho phép điều khiển lỗi

ã Cung cấp khả năng đa kết nối với các quá trình khác nhau giữatrạm nguồn và trạm đích nhất định thông qua việc sử dụng các cổng

ã Truyền dữ liệu sử dụng cơ chế song cổng (Full Duplex)

3.4.2.2 Cấu trúc gói dữ liệu TCP.

ã Source Port (16 bits): số hiệu cổng của trạm nguồn

ã Destination Port (16 bits): số hiệu cổng của trạm đích

ã Sequence Number (32 bits): số hiệu của byte đầu tiên củaSegment trừ khi bits SYN đợc thiết lập Nếu bits SYN đợc thiết lập thìSequence Number là số hiệu tuần tự khởi đầu (ISN) và byte dữ liệu đầu tiên làISN + 1

ã Acknowledgment: vị trí tơng đối của byte cuối cùng đã nhận

đúng bởi thực thể gửi gói ACK cộng thêm 1 Giá trị của trờng này còn gọi

là số tuần tự thu Trờng này đợc kiểm tra chỉ khi bit ACK = 1

Sequence NumberAcknowledmentData

Offset Reserved UR AC PS RS YS FI Window

G K H T N M

TCP Data

Hình 3.2 Khuôn dạng của TCP Segment

ã Data offset (4 bits): số lợng từ 32 bit trong TCP header

ã Reserved (6 bits): dành để dùng trong tơng lai Phải đợc thiếtlập là 0

ã Control bits: các bit điều khiển

- URG: vùng con trỏ khẩn (Urgent point) có hiệu lực

- ACK: vùng báo nhận (ACK Number) có hiệu lực

- PSH: chức năng Push PSH = 1 thực thể nhận phải chuyền dữ liệunày cho ứng dụng tức thời

- RST: thiết lập lại (Reset) kết nối

- SYN: đồng bộ hoá các số hiệu tuần tự, dùng để thiết lập kết nối TCP

- FIN: thống báo thực thể gửi đã kết thúc gửi dữ liệu

ã Window (16 bits): cấp phát Credit để kiểm soát luồng dữ liệu (cơchế cửa sổ)

ã Checksum (16 bits): mã kiểm soát lỗi (theo phơng pháp CRC)cho toàn bộ Segment (Header và Data)

ã Urgent Point (16 bits): chỉ có hiệu lực khi bit URG đợc thiết lập

ã Options (độ dài thay đổi): khai báo các option của TCP

ã Padding (độ dài thay đổi): phần chèn thêm vào header để bảo

đảm phần header luôn kết thúc ở một mốc 32 bits

ã TCP data (độ dài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng trên

3.4.2.3 Thiết lập và kết thúc kết nối TCP

TCP/IP sử dụng cho truyền dữ liệu, một kết nối phải đợc thiết lậpgiữa 2 máy chủ và sau khi kết nối đợc thiết lập, những giá trị cổng (port)hoạt động nh một nhận dạng logic sử dụng nhân mạch ảo (Virtual Circuit)