›
›

Bài giảng Mạng máy tính cơ bản - Chương 2: Cơ bản về Networking - Phan Vĩnh Thuần

ppt 133 trang ngocly 210
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạng máy tính cơ bản - Chương 2: Cơ bản về Networking - Phan Vĩnh Thuần", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_mang_may_tinh_co_ban_chuong_2_co_ban_ve_networking.ppt

Nội dung text: Bài giảng Mạng máy tính cơ bản - Chương 2: Cơ bản về Networking - Phan Vĩnh Thuần

  1. Chương 2: CƠ BẢN VỀ NETWORKING • Tổng quan –Băng thông (bandwidth) –Mô hình OSI và TCP/IP –Lịch sử phát triển của networking –Các LAN, MAN, WAN, SAN và VPN Phan Vĩnh Thuần Computer Network 1
  2. • Sinh viên hòan tất chương này có khả năng – Giải thích tầm quan trọng của băng thông trong networking – Dùng một dạng tương tự từ kinh nghiệm của mình để giải thích băng thông. – Hiểu biết bps, Kbps, Mbps và Gbps như là các đơn vị của băng thông – Giải thích sự khác nhau giữa băng thông và thông lượng Phan Vĩnh Thuần Computer Network 2
  3. – Tính tóan tốc độ truyền số liệu – Giải thích tại sao mô hình phân lớp được dùng để mô tả thông tin số liệu – Giải thích sự phát triển của mô hình OSI – Liệt kê các ưu điểm của giải pháp phân lớp – Nhận biết mỗi lớp trong bảy lớp của mô hình OSI – Mô tả sự giống và khác nhau giữa hai mô hình Phan Vĩnh Thuần Computer Network 3
  4. – Trình bày văn tắt lịch sử phát triển của networking – Nhận biết các thiết bị dùng trong networking – Hiểu biết vai trò của giao thức trong networking – Định nghĩa LAN, WAN, MAN và SAN – Giải thích VPN và các ưu điểm của nó. – Mô tả sự khác biệt giữa Intranet và Extranet Phan Vĩnh Thuần Computer Network 4
  5. 2.1. Thuật ngữ networking 2.1.1. Các mạng số liệu –sneatkernet-mạng bộ hành –(giao tiep du lieu dua vao su di chuyen phan cun cua con nguoi) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 5
  6. –Mạng LAN –(noi cac may tih trog ma lan bang hub) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 6
  7. –Mạng WAN Phan Vĩnh Thuần Computer Network 7
  8. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 8
  9. 2.1.2. Lịch sử mạng máy tính Phan Vĩnh Thuần Computer Network 9
  10. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 10
  11. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 11
  12. 2.1.3. Các thiết bị networking – Phương tiện kết nối trực tiếp vào segment mạng được gọi là thiết bị networking – Các thiết bị này được chia làm hai lọai: • Thiết bị cuối ở user (End-user devices): bao gồm máy tính, máy in, máy scanner và các thiết bị khác phục vụ trực tiếp cho user. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 12
  13. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 13
  14. – Các end-user device cung cấp cho user một kết nối đến mạng còn được gọi là host. Các thiết bị này cho phép user chia sẻ, tạo lập và lấy thông tin. Host có thể tồn tại mà không cần đến mạng, nhưng nếu không có mạng thì khả năng của host suy giảm rất nhiều. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 14
  15. – Thiết bị host được kết nối một cách vật lý đến môi trường mạng thông qua các NIC. Mỗi NIC có một mã duy nhất được gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control) . Địa chỉ này được dùng để kiểm sóat họat động truyền số liệu của host trên mạng (dia chi mac ko bao gio trung phu thuoc va nha sx card mang) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 15
  16. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 16
  17. • Thiết bị mạng (network devices): bao gồm tất cả các thiết bị kết nối các thiết bị cuối ở user lại với nhau giúp chúng có thể truyền tin. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 17
  18. –Các thiết bị mạng cung cấp phương tiện vận chuyển dữ liệu giữa các end-user device. Các thiết bị mạng mở rộng các kết nối cáp, tập trung các kết nối, chuyển đổi kiểu dữ liệu và quản lý họat động truyền dữ liệu. Ví dụ: repeater, hub, bridge, switch và router Phan Vĩnh Thuần Computer Network 18
  19. • Repeater(bien do giam dan khi tin hieu tryen xa → khuyech dai tin hieu khi truyen) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 19
  20. • Hub (phat lai va dih thoi lai du lieu de truyen di xa tuog tu repeter nhung ko dc sai o thoi diem hien tai de bi bat du lieu) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 20
  21. • Hubs concentrate connections. In other words, they take a group of hosts and allow the network to see them as a single unit. This is done passively(:hub bj dog chi mo rog ket noi), without any other effect on the data transmission. • Active(:mo ro ket noi tap trung phat lai tin hieu) hubs not only concentrate hosts, but they also regenerate signals. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 21
  22. • Hub truyen du lieu tat ca ca may trog mag. Cac may kiem tra dug dia chi ko de nhan du lieu • Bridge hieu wa thog mih hon bub. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 22
  23. • Bridge Chuyển đổi dạng dữ liệu truyền cũng như quản lý họat động truyền dữ liệu cơ bản. Bridge cung cấp cầu nối giữa các LAN. Thực hiện kiểm tra dữ liệu để xác định xem có cho dữ liệu truyền qua cầu hay không và điều này làm cho mỗi phần của mạng họat động hiệu quả hơn. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 23
  24. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 24
  25. • Switch co chuc nag giog bridge nhung co nhieu cog hon br Phan Vĩnh Thuần Computer Network 25
  26. • Switch Có thêm nhiều tính năng thông minh để quản lý họat động truyền số liệu, chúng không chỉ có thể xác định có nên duy trì dữ liệu trên một LAN hay không mà còn có khả năng di chuyển dữ liệu đến đúng kết nối thật sự cần dữ liệu này. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 26
  27. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 27
  28. • Router Có tất cả các khả năng đã đề cập trên. Router có thể tái sinh tín hiệu, tập trung nhiều kết nối, chuyển đổi kiểu dữ liệu truyền và quản lý họat động truyền dữ liệu. Chúng cũng có thể kết nối đến WAN, qua đó cho phép chúng kết nối giữa các LAN tách biệt bởi khỏang cách xa. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 28
  29. 2.1.4. Topo mạng (Network Topology) - Topo vật lý: Là thể hiện thực sự của dây nối hay môi trường - Topo luận lý: Là cách thức mà host truy cập môi trường cho việc truyền dữ liệu • Topo vật lý phổ biến: Phan Vĩnh Thuần Computer Network 29
  30. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 30
  31. • A bus topology uses a single backbone(day xuog sog) cable that is terminated at both ends. All the hosts connect directly to this backbone. • A ring topology connects one host to the next and the last host to the first. This creates a physical ring of cable. • (ring va bus: neu hu 1 may anh huong den ca mag) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 31
  32. • A star topology connects all cables to a central point of concentration. • An extended star topology links individual stars together by connecting the hubs and/or switches. This topology can extend the scope and coverage of the network. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 32
  33. • A hierarchical topology is similar to an extended star. However, instead of linking the hubs and/or switches together, the system is linked to a computer that controls the traffic on the topology. • A mesh topology is implemented to provide as much protection as possible from interruption of service. The use of a mesh topology in the networked control systems of a nuclear power plant would be an excellent example. As seen in the graphic, each host has its own connections to all other hosts. Although the Internet has multiple paths to any one location, it does not adopt the full mesh topology. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 33
  34. • Có hai dạng topo luận lý phổ biến – Broadcast – Token passing Phan Vĩnh Thuần Computer Network 34
  35. • Broadcast topology simply means that each host sends its data to all other hosts on the network medium. There is no order that the stations must follow to use the network. It is first come, first serve. Ethernet works this way as will be explained later in the course. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 35
  36. • Token passing controls network access by passing an electronic token sequentially to each host. When a host receives the token, that host can send data on the network. If the host has no data to send, it passes the token to the next host and the process repeats itself. Two examples of networks that use token passing are Token Ring and Fiber Distributed Data Interface (FDDI)(mag giao tiep ba cap quang). Phan Vĩnh Thuần Computer Network 36
  37. 2.1.5. Các giao thức mạng • Bộ giao thức là tập hợp các giao thức cho phép sự truyền thông mạng từ một host thông qua mạng đến host khác. • Giao thức là một mô tả hình thức của một tập luật và tiêu chuẩn khống chế một khía cạnh đặc biệt trong họat động thông tin của các thiết bị mạng. • (http, ftp ) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 37
  38. – Giao thức xác định dạng thức, định thời, tuần tự và kiểm sóat lỗi trong họat động truyền số liệu. – Không có giao thức máy tính không thể tạo ra hay tái tạo luồng bit đến từ máy tính khác sang dạng ban đầu. • Các giao thức điều khiển tất cả các khía cạnh của họat động truyền số liệu, bao gồm Phan Vĩnh Thuần Computer Network 38
  39. – Mạng vật lý được xây dụng như thế nào – Các máy tính được kết nối đến mạng như thế nào – Số liệu được định dạng như thế nào để truyền • Các luật mạng này được tạo ra và duy trì bởi nhiều tổ chức và hiệp hội khác nhau. Bao gồm trong các nhóm này là IEEE, ANSI, TIA, EIA và ITU-T Phan Vĩnh Thuần Computer Network 39
  40. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 40
  41. 2.1.6. Mạng máy tính cục bộ (LAN: Local Area Network) • LAN bao gồm các thành phần – Máy tính – Các card giao tiếp mạng – Các thiết bị ngọai vi – Đường truyền thiết lập mạng – Các thiết bị mạng • Vài công nghệ LAN phổ dụng là – Ethernet – Token Ring Phan– VĩnhFDDI Thuần Computer Network 41
  42. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 42
  43. • Mo rong mag • Cho phep da ket noi • Kiem soat mag • Ket noi full time • Cho phép kết nối các thiết bị gần nhau. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 43
  44. 2.1.7.Mạng máy tính diện rộng (WAN: Wide Area Network) • Các WAN liên nối các LAN, từ các LAN cung cấp truy xuất đến các máy tính hay các file server tại các vị trí khác nhau. • WAN kết nối các mạng user qua phạm vi địa lý rộng lớn nên chúng có khả năng cung ứng họat động thông tin cự ly xa cho doanh nghiệp. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 44
  45. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 45
  46. • Hoat dog tren pham vi dia ly rong • Cho phep truy cap noi tiep • Ket noi full time hoac part time • Ket noi cac thiet bj o xa Phan Vĩnh Thuần Computer Network 46
  47. • Vài công nghệ WAN phổ biến – Modem – ISDN (Integrated Services Digital Network) – DSL (Digital Subscriber Line ) – Frame Relay – Đường truyền chuẩn Bắc Mỹ (US -(T)) và châu Âu (Europe- (E)) – T1, E1, T3, E3 – Synchronous Optical Network (SONET) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 47
  48. 2.1.8. Mạng đô thị (Metropolitan-area networks –MAN) • MAN là một mạng trải rộng qua một vùng nội thị hay vùng ngoại ô. Một MAN thường bao gồm hai hay nhiều LAN trong cùng một vùng địa lý. • Nhà cung cấp dịch vụ thường kết nối hai hay nhiều LAN bằng các đường dây dẫn truyền riêng hay dùng các dịch vụ dẫn truyền sợi quang hoặc cầu không dây (wireless bridge) với các tín hiệu vô tuyến. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 48
  49. 2.1.9. Mạng lưu trữ (SAN-Storage-area networks) • SAN là một mạng chất lượng cao, cấp riêng được dùng để di chuyển dữ liệu qua lại giữa các server và các tài nguyên lưu trữ. Bởi vì nó là một mạng cấp riêng tách biệt nên tránh được bất kỳ sự sung đột nào giữa client và server. • Công nghệ SAN cho phép thực hiện kết nối tốc độ cao giữa server với thiết bị lưu trữ, giữa các thiết bị lưu trữ và giữa các server với nhau. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 49
  50. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 50
  51. 2.1.10. Ming riêng do (Virtual Private Network -VPN) • Ming VPN law met mange riêng thuan kiến tạo bên trong một hạ tầng mạng công cộng. Sử dụng VPN, một người làm việc tại nhà qua mạng có thể truy xuất vào mạng của công ty thông qua Internet bằng cách xây dựng một đường hầm bí mật (secure tunnel) giữa máy PC của họ và một VPN router đặt tại công ty. Phan Van Thune Computer Network 51
  52. 2.1.11. Lợi ích của VPN và các lọai VPN • Lợi ích Một VPN là một dịch vụ cung ứng kết nối tin cậy, an tòan qua một hạ tầng mạng công cộng vốn đã có và được chia sẻ như Internet. VPN duy trì chính sách quản lý và bảo mật như một mạng riêng. Chúng là phương thức rẻ tiền nhất để thiết lập một cầu nối điểm-nối- điểm (point-to-point) giữa người dùng ở xa với một mạng khách hàng của doanh nghiệp. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 52
  53. • Có 3 lọai VPN –Access VPN –Intranet VPN –Extranet VPN Phan Vĩnh Thuần Computer Network 53
  54. • Access VPNs – Access VPNs provide remote access to a mobile worker and small office/home office (SOHO) to the headquarters of the Intranet or Extranet over a shared infrastructure. Access VPNs use analog, dialup, ISDN, digital subscriber line (DSL), mobile IP, and cable technologies to securely connect mobile users, telecommuters, and branch offices. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 54
  55. • Intranet VPNs – Intranet VPNs link regional and remote offices to the headquarters of the internal network over a shared infrastructure using dedicated connections. Intranet VPNs differ from Extranet VPNs in that they allow access only to the employees of the enterprise. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 55
  56. • Extranet VPNs – Extranet VPNs link business partners to the headquarters of the network over a shared infrastructure using dedicated connections. Extranet VPNs differ from Intranet VPNs in that they allow access to users outside the enterprise Phan Vĩnh Thuần Computer Network 56
  57. 1.1.12. Intranet và Extranet • Một cấu hình phổ biến của LAN là Intranet. User phải được cấp quyền và mật khẩu mới có thể truy xuất được vào mạng LAN nội bộ của một tổ chức. • Extranet liên hệ đến các ứng dụng và dịch vụ căn bản dựa vào Intranet và sử dụng mở rộng, cho phép truy xuất có bảo vệ đối với các user bên ngòai. Truy xuất này thường được thiết lập qua các mật khẩu, user ID và bảo vệ theo mức ứng dụng khác. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 57
  58. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 58
  59. 2.2. Băng thông (bandwidth) Băng thông được định nghĩa là lượng thông tin có thể chảy qua một kết nối mạng trong một khỏang thời gian cho trước. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 59
  60. 2.2.1. Tầm quan trọng của băng thông – Băng thông là hữu hạn – Băng thông không miễn phí – Băng thông là một yếu tố thiết yếu để phân tích phẩm chất mạng, thiết kế mạng mới và hiểu về Internet – Nhu cầu băng thông không ngừng gia tăng Phan Vĩnh Thuần Computer Network 60
  61. 2.2.2. Dạng tương tự băng thông • Băng thông giống như bề rộng của một ống cấp nước: –Many networking experts say that they need to put in bigger pipes when they wish to add more information-carrying capacity Phan Vĩnh Thuần Computer Network 61
  62. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 62
  63. • Băng thông giống như số làn xe trên đường cao tốc Phan Vĩnh Thuần Computer Network 63
  64. 2.2.3. Đo lường Phan Vĩnh Thuần Computer Network 64
  65. • Mặc dù thuật ngữ băng thông và tốc độ thường được dùng lẫn lộn nhưng chúng không chính xác là một thứ. Người ta có thể nối một kết nối T3 với 45Mbps họat động với tốc độ cao hơn một kết nối T1 với 1.544 Mbps. Tuy nhiên, nếu chỉ một lượng nhỏ dung lượng mang thông tin của chúng được dùng thì mỗi lọai kết nối này sẽ truyền dữ liệu gần như cùng tốc độ đến đích. Ví dụ: một lượng nhỏ nước chảy qua một ống nhỏ với tốc độ bằng với chảy qua một ống lớn. Do đó, chính xác hơn là nói kết nối T3 có băng thông lớn hơn kết nối T1. Điều này là do kết nối T3 có khả năng mang nhiều thông tin trong cùng một thời gian hơn, chứ không phải nó có tốc độ cao hơn. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 65
  66. 2.2.4. Các giới hạn Băng thông thay đổi tùy vào lọai đường truyền cũng như các công nghệ LAN hay WAN được dùng. Sự khác biệt về vật lý trên các con đường mà tín hiệu đi qua đưa đến các giới hạn cơ bản trên khả năng mang tin của một môi trường truyền Phan Vĩnh Thuần Computer Network 66
  67. • Băng thông tối đa và giới hạn cự ly Phan Vĩnh Thuần Computer Network 67
  68. • Băng thông và các dịch vụ WAN Phan Vĩnh Thuần Computer Network 68
  69. 2.2.5. Thông lượng (Throughput) • Băng thông là lượng thông tin có thể di chuyển xuyên qua mạng trong một khỏang thời gian cho trước. Một mạng LAN thông thường có thể được xây dựng để cung ứng 100 Mbps cho mỗi máy trạm, nhưng điều này không có nghĩa là mỗi user có thể di chuyển thực sự 100 Mb số liệu xuyên qua mạng trong một giây. Điều này chỉ đúng với điều kiện vô cùng lý tưởng. Khái niệm thông lượng sẽ giúp giải thích tại sao như vậy Phan Vĩnh Thuần Computer Network 69
  70. • Thông lượng đề cập đến băng thông được đo lường thực sự vào một thời gian đặc biệt trong ngày, sử dụng các tuyến truyền đặc biệt và giữa lúc có một tập số liệu đặc biệt được truyền qua mạng. Thông lượng thường nhỏ hơn nhiều so với băng thông. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 70
  71. • Vài yếu tố xác định thông lượng – Các thiết bị liên mạng – Dạng dữ liệu đang được truyền – Topo mạng – Số lượng user trên mạng – Máy tính của user – Máy tính server – Các điều kiện nguồn năng lượng cung cấp Phan Vĩnh Thuần Computer Network 71
  72. • Băng thông theo lý thuyết là một xem xét quan trọng trong thiết kế mạng, bởi vì băng thông mạng không bao giờ lớn hơn các giới hạn đường truyền đã chọn và công nghệ networking được dùng. Tuy nhiên, điều này chỉ quan trọng đối với người thiết kế mạng và người quản trị để cân nhắc các yếu tố ảnh hưởng đến thông lượng thực tế. Bằng cách đo lường thông lượng một cách thường xuyên, người quản trị mạng sẽ nhận thức được các thay đổi về hiệu suất mạng và các thay đổi về nhu cầu của người dùng mạng. Từ đó có thể điều chỉnh mạng cho phù hợp. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 72
  73. 2.2.6. Tính tóan truyền dữ liệu • Những người thiết kế và quản trị mạng thường được yêu cầu đưa ra các quyết định liên quan đến băng thông. • Câu trả lời cho các yêu cầu này luôn bắt đầu bằng sự tính tóan truyền dữ liệu đơn giản Phan Vĩnh Thuần Computer Network 73
  74. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 74
  75. – Kết quả chỉ là sự ước lượng, bởi vì kích thước file không bao gồm thông tin overhead nào được thêm vào trong họat động đóng gói. – Kết quả gần như là thời gian truyền tốt nhất, bởi băng thông khả dụng hầu như không bao giờ đạt đến tối đa theo lý thuyết trong mỗi lọai mạng. Ước lượng sẽ chính xác hơn trong công thức mà thông lượng được thay thế cho băng thông. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 75
  76. 2.2.7. Digital ngược với (versus) Analog • Phát thanh (radio), truyền hình (television) và điện thọai được truyền qua không gian và dây dẫn sử dụng sóng điện từ. Các sóng điện từ được gọi là analog bởi vì chúng có hình dáng giống như sóng ánh sáng và sóng âm thanh được tạo bởi các bộ phận phát. Đơn vị cơ bản của băng thông analog là hertz (Hz). Các đơn vị đo lường phổ dụng khác là KHz, MHz, GHz. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 76
  77. • Trong khi các tín hiệu analog có thể vận chuyển một số dạng thông tin chúng lại có một số các bất lợi đáng kể so với họat động truyền dẫn digital. Tín hiệu ananlog đòi hỏi một dải tần rộng để truyền không thể ép vào trong một băng tần nhỏ hơn. Do đó, nếu băng thông analog cần là không khả dụng thì tín hiệu không thể truyền được. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 77
  78. • Trong họat động phát tín hiệu digital tất cả các thông tin đều được gửi đi dưới dạng bit, bất chấp lọai thông tin nào đang được truyền. Tất cả các dữ liệu đều trở thành các luồng bit khi chúng được chuẩn bị cho truyền dẫn qua đường truyền digital. Lọai truyền dẫn này tạo cho băng thông digital có ưu thế quan trọng so với băng thông analog. Số lượng không giới hạn của thông tin có thể được truyền qua các kênh digital có băng thông nhỏ nhất và chậm nhất. Bất kể phải mất bao nhiêu lâu thông tin digital đến được đích của nó đều được tái tạo lại dạng nguyên thủy. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 78
  79. 2.3. Các mô hình networking 2.3.1. Sử dụng các lớp để phân tích các vấn đề trong một luồng vật chất • Khái niệm phân lớp được dùng để mô tả họat động truyền tin từ một máy tính này sang một máy tính khác. Phân tích mạng theo lớp tương tự như các vấn đề xảy ra trong bất kỳ luồng vật chất nào. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 79
  80. • Luồng được định nghĩa như là sự di chuyển xuyên qua hệ thống các đối tượng vật lý hay luận lý. Các câu hỏi liên quan đến luồng bao gồm: Phan Vĩnh Thuần Computer Network 80
  81. • So sánh các luồng vật chất Phan Vĩnh Thuần Computer Network 81
  82. • Các mô hình OSI và TCP/IP có các lớp diễn giải phương thức mà dữ liệu được truyền từ một máy tính này sang máy tính khác. Các mô hình khác nhau về số lớp và chức năng của lớp. Tuy nhiên, mỗi mô hình đều có thể được dùng để giải thích và cung cấp các chi tiết về luồng thông tin từ một nguồn đến một đích. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 82
  83. 2.3.2. Sử dụng các lớp để diễn tả họat động truyền số liệu • Để các gói dữ liệu di chuyển từ một nguồn đến một đích trên mạng, điều quan trọng là tất cả các thiết bị trên mạng đều nói với nhau cùng một ngôn ngữ hay giao thức. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 83
  84. •Ví dụ: lớp 4 trên máy tính nguồn thông tin với lớp 4 trên máy tính đích. Các luật định và tiêu chuẩn được dùng cho lớp này được gọi là giao thức của nó. Phan Vĩnh ThuầnThông tin giữaComputer hai Network lớp ngang hàng 84
  85. • Điều quan trọng cần ghi nhớ là các giao thức chuẩn bị dữ liệu theo kiểu tuyến tính. Nghĩa là giao thức tại một lớp thực hiện một số họat động nào đó trên dữ liệu khi nó chuẩn bị cho dữ liệu này được truyền qua mạng. Sau đó dữ liệu được chuyển đến lớp kế tiếp ở đó giao thức khác đến lượt lại thực hiện các họat động khác. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 85
  86. • Một khi gói dữ liệu đã được truyền đến đích, các giao thức gỡ bỏ phần cấu trúc của gói được làm bên phía nguồn. Điều này được thực hiện theo thứ tự ngược lại. Các giao thức trong mỗi lớp trên phía đích trả lại thông tin ở dạng nguyên thủy của nó, như vậy ứng dụng có thể đọc dữ liệu một cách chính xác. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 86
  87. 2.3.3. Mô hình OSI • Sự phát triển mạng thời kỳ đầu không được tổ chức và diễn ra theo nhiều cách. Những năm đầu thập niên 1980 mạng gia tăng mạnh mẽ về kích thước và số lượng. Các công nghệ mới được giới thiệu và các mạng được thêm vào và mở rộng nhanh chóng. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 87
  88. • Vào giữa thập niên 1980, các công ty bắt đầu vấp phải những khó khăn khi các mạng sử dụng các đặc tả và hiện thực khác nhau muốn trao đổi thông tin với nhau. Vấn đề khó khăn tương tự xảy ra với các công ty đã phát triển riêng hay các công nghệ mạng có tính sở hữu riêng. Sở hữu riêng có nghĩa là một hay một nhóm công ty kiểm sóat tất cả việc sử dụng công nghệ này. Các công nghệ mạng tuân thủ nghiêm ngặt các luật định riêng có thể không thông tin được với các công nghệ tuân theo các qui định khác. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 88
  89. • Để giải quyết vấn đề không tương thích mạng, tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO) đã nghêin cứu các mô hình thiết lập mạng như Digital Equipment Corporation networking (DECnet), System Network Architecture (SNA) và TCP/IP để tìm ra một số luật định có thể áp dụng một cách tổng quát cho tất cả các mạng. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 89
  90. • Mô hình tham chiếu liên kết các hệ thống mở OSI- Open System Interconnection (The OSI reference model) được công bố vào năm 1984. OSI cung cấp cho nhà chế tạo một tập tiêu chuẩn nhằm đảm bảo khả năng tương thích và khả năng liên kết họat động tốt hơn giữa các công nghệ mạng khác nhau. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 90
  91. • Mô hình tham chiếu OSI đã trở thành mô hình chính thức cho họat động truyền thông mạng. Mặc dù vẫn tồn tại một số các mô hình khác nhưng hầu hết các nhà chế tạo đều liên hệ các sản phảm của họ với mô hình OSI. Một thực tế khá đặc biệt là khi nhà chế tạo muốn huấn luyện khách hành sử dụng sản phẩm của họ, mô hình này được xem như là một công cụ tốt nhất sẵn có cho việc giảng dạy về truyền nhận dữ liệu trên mạng. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 91
  92. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 92
  93. 2.3.4. Các lớp OSI • Mô hình OSI có 7 lớp được đánh số, mỗi lớp mô tả một chức năng mạng đặc biệt. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 93
  94. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 94
  95. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 95
  96. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 96
  97. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 97
  98. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 98
  99. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 99
  100. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 100
  101. 2.3.5. Truyền thông ngang hàng Phan Vĩnh Thuần Computer Network 101
  102. • Để cho dữ liệu di chuyển từ nguồn đến đích, mỗi lớp của mô hình OSI tại nguồn phải thông tin với lớp ngang hàng với nó ở máy đích. Dạng truyền thông này được gọi là ngang hàng (peer-to-peer). – Trong suốt quá trình truyền thông ngang hàng, các giao thức của mỗi lớp trao đổi các gói thông tin, được gọi là các đơn vị dữ liệu giao thức PDU. Mỗi lớp truyền thông trên máy tính nguồn truyền nhận các PDU riêng của lớp ngang hàng phía máy tính đích. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 102
  103. – Các gói dữ liệu trên mạng phát sinh từ gói nguồn sau đó chuyển đến máy đích. Mỗi lớp tùy thuộc vào chức năng dịch vụ của lớp kế dưới nó. Để cung cấp dịch vụ này, lớp dưới sử dụng việc đóng gói để đặt PDU từ lớp trên vào trường dữ liệu của gói, sau đó nó thêm các thông tin bổ sung gồm header, trailer mà lớp này cần để thực hiện chức năng của nó. Kế tiếp, khi dữ liệu di chuyển xuống xuyên qua các lớp của mô hình OSI, các header và trailer khác lại được thêm vào. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 103
  104. • Sau khi các lớp 7, 6 và 5 đã thêm thông tin của chúng, lớp 4 tiếp tục bổ sung nhiều thông tin hơn. PDU của lớp 4 , được gọi là segment. • Lớp mạng cung cấp dịch vụ cho lớp vận chuyển. Lớp mạng có nhiệm vụ di chuyển dữ liệu xuyên qua liên mạng. Nó hòan thành nhiệm vụ này bằng cách đóng gói dữ liệu và đính một header để tạo ra một packet (PDU của lớp 3). Header chứa thông tin được yêu cầu để hòan tất việc truyền, chẳng hạn như địa chỉ luận lý của nguồn và đích. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 104
  105. • Lớp liên kết dữ liệu cung cấp dịch vụ cho lớp mạng. Nó gói thông tin lớp mạng trong một frame (PDU của lớp 2). Header của frame chứa thông tin được yêu cầu để hòan tất chức năng liên kết dữ liệu chẳng hạn như địa chỉ vật lý. • Lớp vật lý cung cấp một dịch vụ cho lớp liên kết dữ liệu. Lớp vật lý mã hóa frame liên kết dữ liệu thành các mẫu bao gồm các bit 1 và 0 để truyền lên môi trường tại lớp 1. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 105
  106. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 106
  107. 2.3.6. Mô hình TCP/IP • Chuẩn mang tính kỹ thuật và lịch sử của Internet là mô hình TCP/IP. Bộ quốc phòng Mỹ (DoD: Department of Denfense) đã tạo ra mô hình DoD là tiền thân của mô hình TCP/IP, bởi vì họ muốn thiết kế một mạng có thể tồn tại dưới bất kỳ hòan cảnh nào ngay cả chiến tranh hạt nhân. Trong một thế giới được liên kết bằng các lọai đường truyền khác nhau như cáp đồng, sóng vi ba, cáp quang, vệ tinh DoD muốn truyền dẫn các gói vào mọi lúc và dưới bất kỳ điều kiện nào. Bài tóan thiết kế rất khác biệt này đã dẫn đến phát minh mô hình TCP/IP. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 107
  108. • Không giống như các công nghệ thiết lập mạng khác, TCP/IP đã được phát triển như là một chuẩn mở. Như vậy mọi người đều sử dụng TCP/IP một cách tự do. Điều này giúp tăng tốc sự phát triển TCP/IP. • Mô hình TCP/IP có bốn lớp sau: – Lớp ứng dụng – Lớp vận chuyển – Lớp Internet – Lớp truy nhập mạng Phan Vĩnh Thuần Computer Network 108
  109. -Mặc dù một số lớp trong mô hình TCP/IP có tên giống như các lớp trong mô hình OSI, nhưng các lớp này trong hai mô hình không tương ứng một cách chính xác. Đáng chú ý nhất là lớp ứng dụng có các chức năng khác biệt trong mỗi mô hình. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 109
  110. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 110
  111. • Chức năng của các lớp trong mô hình TCP/IP –Lớp ứng dụng trong mô hình TCP/IP bao gồm lớp phiên và lớp trình bày trong mô hình OSI. Nghĩa là lớp ứng dụng khống chế luôn các họat động trình bày, mã hóa và điều khiển đối thọai. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 111
  112. – Lớp vận chuyển liên quan đến các vấn đề về chất lượng dịch vụ, độ tin cậy, điều khiển luồng và kiểm sóat lỗi. Một trong những giao thức của nó là giao thức điều khiển truyền (TCP: Transmission Control Protocol), cung cấp các phương thức mềm dẻo và vượt trội để tiến hành các họat động truyền thông trên mạng ít lỗi, lưu thông tốt và tin cậy. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 112
  113. • TCP là giao thức thiên hướng kết nối (connection –oriented). Nó duy trì một đối thọai giữa nguồn và đích khi gói thông tin của lớp ứng dụng vào các đơn vị segment. Thiên hướng kết nối không có nghĩa là tồn tại một mạch giữa các máy tính truyền tin. Điều này có nghĩa là các segment của lớp 4 chạy ngược chạy xuôi giữa hai host để nhận ra rằng có một kết nối luận lý đang tồn tại trong một khỏan thời gian nào đó. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 113
  114. – Mục đích của lớp Internet là để chia các segment của TCP thành các gói và gửi chúng đến bất kỳ mạng nào. Mỗi gói đến mạng đích theo những con đường có thể khác với gói kia. Giao thức đặc biệt kiểm sóat lớp này được gọi là giao thức IP (Internet Protocol). Sự xác định đường dẫn tốt nhất và chuyển mạch để truyền các gói đều diễn ra ở lớp này. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 114
  115. • Mối liên hệ mật thiết giữa IP và TCP là một điều quan trọng. IP có thể được xem như có chức năng chỉ ra con đường cho các gói, trong khi TCP cung cấp một cơ chế vận chuyển tin cậy. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 115
  116. –Lớp truy cập mạng, đôi lúc còn được gọi là host-to-network. Lớp này đề cập đến tất cả các thành phần, cả phần vật lý và luận lý, được yêu cầu để tạo ra một liên kết vật lý. Nó bao gồm các chi tiết kỹ thuật thiết kế mạng, tất cả các chi tiết trong lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu trong mô hình OSI. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 116
  117. Các giao thức phổ biến trong mô hình TCP/IP Phan Vĩnh Thuần Computer Network 117
  118. • Giao thức lớp ứng dụng được dùng phổ biến –File Transfer Protocol (FTP) –Hypertext Transfer Protocol (HTTP) –Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) –Domain Name System (DNS) –Trivial File Transfer Protocol (TFTP) Phan Vĩnh Thuần Computer Network 118
  119. • Giao thức lớp vận chuyển phổ biến nhất bao gồm – Transmission Control Protocol (TCP) – User Datagram Protocol (UDP) • Giao thức chính của lớp Internet là – Internet Protocol (IP) • Lớp truy nhập mạng liên quan đến bất kỳ công nghệ đặc biệt nào được dùng trên mạng. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 119
  120. • So sánh mô hình TCP/IP và mô hình OSI Phan Vĩnh Thuần Computer Network 120
  121. Các điểm tương đồng – Both have layers. – Both have application layers, though they include very different services. – Both have comparable transport and network layers. – Both models need to be known by networking professionals. – Both assume packets are switched. This means that individual packets may take different paths to reach the same Phan Vĩnhdestination Thuần . Computer Network 121
  122. Các điểm khác biệt – TCP/IP combines the presentation and session layer issues into its application layer. – TCP/IP combines the OSI data link and physical layers into the network access layer. – TCP/IP appears simpler because it has fewer layers. – TCP/IP protocols are the standards around which the Internet developed, so the TCP/IP model gains credibility just because of its protocols. In contrast, networks are not usually built on the OSI protocol, even though the OSI model is used as a guide. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 122
  123. • Các lưu ý khác – Although TCP/IP protocols are the standards with which the Internet has grown, this curriculum will use the OSI model for the following reasons: • It is a generic, protocol-independent standard. • It has more details, which make it more helpful for teaching and learning. • It has more details, which can be helpful when troubleshooting. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 123
  124. – Networking professionals differ in their opinions on which model to use. Due to the nature of the industry it is necessary to become familiar with both. Both the OSI and TCP/IP models will be referred to throughout the curriculum. The focus will be on the following: • TCP as an OSI Layer 4 protocol • IP as an OSI Layer 3 protocol • Ethernet as a Layer 2 and Layer 1 technology Phan Vĩnh Thuần Computer Network 124
  125. –Remember that there is a difference between a model and an actual protocol that is used in networking. The OSI model will be used to describe TCP/IP protocols. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 125
  126. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 126
  127. 2.3.7. Tiến trình đóng gói chi tiết • Tất cả các họat động truyền thông trên mạng đều khởi phát từ một nguồn và được truyền đến một đích. Thông tin gửi trên mạng được xem như dữ liệu hay gói dữ liệu. Dữ liệu muốn được truyền đi phải được xử lý bởi tiến trình đóng gói. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 127
  128. • Đóng gói tiến hành gói dữ liệu với thông tin giao thức cần thiết trước khi chuyển lên mạng. Do đó, khi gói dữ liệu di chuyển xuống các lớp của mô hình OSI, nó tiếp nhận các header, các trailer và các thông tin khác. • Các mạng phải thực hiện năm bước chuyển đổi sau để đóng gói dữ liệu Phan Vĩnh Thuần Computer Network 128
  129. 1. Build the data. As a user sends an e- mail message, its alphanumeric characters are converted to data that can travel across the internetwork. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 129
  130. 2. Package the data for end-to-end transport. The data is packaged for internetwork transport. By using segments, the transport function ensures that the message hosts at both ends of the e- mail system can reliably communicate. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 130
  131. 3. Add the network IP address to the header. The data is put into a packet or datagram that contains a packet header with source and destination logical addresses. These addresses help network devices send the packets across the network along a chosen path. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 131
  132. 4. Add the data link layer header and trailer. Each network device must put the packet into a frame. The frame allows connection to the next directly- connected network device on the link. Each device in the chosen network path requires framing in order for it to connect to the next device. Phan Vĩnh Thuần Computer Network 132
  133. 5. Convert to bits for transmission. The frame must be converted into a pattern of 1s and 0s (bits) for transmission on the medium. A clocking function enables the devices to distinguish these bits as they travel across the medium. The medium on the physical internetwork can vary along the path used. For example, the e- mail message can originate on a LAN, cross a campus backbone, and go out a WAN link until it reaches its destination on another Phan Vĩnh Thuần Computer Network 133 remote LAN.