Bài giảng Mạng máy tính - Nguyễn Thái Dư

Nội dung text: Bài giảng Mạng máy tính - Nguyễn Thái Dư

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG TÀI LIỆU THAM KHẢO KHOA KỸ THUẬT- CƠNG NGHỆ - MƠI TRƯỜNG 1. Lê Hồi Nghĩa, Giáo trình mạng cơ bản, NXB ĐHQG Tp. Hồ Chí Minh, 2005. 2. Nguyễn Thúc Hải, Mạng máy tính và các hệ thống mở - MẠNG MÁY TÍNH NXB Giáo dục, 2004. 3. Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, Third Giảng viên phụ trách: Edition, Prentice - Hall, 2001. NGUYỄN THÁI DƯ 4. Ngơ Bá Hùng, Mạng máy tính, ĐH Cần Thơ, 2005. Bộ mơn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 1 1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 2 NỘI DUNG Kiến thức cơ bản về mạng máy tính. ‹ Tổng quan về mạng máy tính ‹ Lịch sử và định nghĩa mạng máy tính. ‹ Các thành phần của mạng máy tính ‹ Phân biệt các loại mạng. ‹ Tầng vật lý (Physical Layer) ‹ Phân biệt mạng LAN- WAN. ‹ Tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer) ‹ Mơ hình phân tầng OSI (Open Systems Interconnection) ‹ Tầng con điều khiển truy cập (Medium Access SubLayer) của ISO (International Orgnization for Standardization). ‹ Tầng mạng (Network layer) ‹ Một số bộ giao thức kết nối mạng. ‹ Tầng giao vận (Transport Layer) ‹ Tầng ứng dụng (Application Layer) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 4
2. Lịch sử Mục tiêu của mạng MT Mạng “vụng trộm”: Phương thức chủ yếu để chia sẻ dữ liệu ‹Các máy tính được kết nối thành mạng nhằm hướng tới các trước khi các mạng máy tính thực thụ ra đời. mục tiêu cơ bản sau: ƒ Làm cho các tài nguyên trở nên cĩ giá trị cao (thiết bị, chương trình, dữ liệu ). ƒ Tăng độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối với một máy tính nào đĩ ƒ tỷ lệ giá thành máy tính và chi phí truyền tin giảm đi. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 5 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 6 Định nghĩa mạng máy tính Định nghĩa mạng máy tính ‹Ở khái niệm cơ bản nhất mạng bao gồm hai máy tính nối ‹Đường truyền vật lý: dùng để chuyển các tín hiệu điện tử với nhau bằng cáp và mọi mạng máy tính. giữa các máy tính. ‹Sự hình thành mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu chia sẻ ‹Các đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý: và dùng chung tài nguyên ‹Cách tổ chức mạng chủ yếu để chia sẻ và dùng chung tài ƒ Băng thơng nguyên và giao tiếp trực tuyến. ƒ Thơng lượng ‹Mạng cịn cho phép mọi người cĩ thể sử dụng chung một ƒ Độ suy hao phiên bản của cùng ứng dụng ƒ Độ nhiễu điện từ Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 7 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 8
3. Định nghĩa mạng máy tính Định nghĩa mạng máy tính ‹Băng thơng: là độ đo phạm vi tần số mà nĩ cĩ thể đáp ứng ‹Kiến trúc mạng máy tính: Thể hiện cách nối các được, giải thơng của cáp truyền phụ thuộc vào độ dài cáp máy tính với nhau ra sao và tập các quy tắc, quy ước ‹Thơng lượng: tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền mà tất cả các thực thể tham gia truyền thơng trên thường được tính bằng số lượng bít được truyền đi trên mạng phải tuân theo để mạng hoạt động tốt. Cách nối một giây (bps). các máy tính được gọi là hình trạng (topology) của ‹Độ suy hao mạng, tập các quy tắc, quy ước truyền thơng được gọi là giao thức (protocol). ƒ Topology mạng: ‹Độ nhiễu điện từ ƒ Giao thức (protocol) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 9 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 10 Định nghĩa mạng máy tính Ba yếu tố để quyết định triển khai mạng máy tính ‹Topology mạng: cĩ hai loại chủ yếu là point-point và quảng bá (broadcast hay point to multipoint). ‹Giao thức (protocol): Tập hợp các quy tắc, quy ước về khuơn dạng của dữ liệu, các thủ tục gửi - nhận dữ liệu gọi là giao thức. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 11 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 12
4. Sự cần thiết của mơ hình truyền thơng chuẩn hố Sự cần thiết của mơ hình truyền thơng chuẩn hố Giao thức – chồng giao thức ‹ Giao thức là những nguyên tắc, thủ tục điều khiển sự Mơ hình phân tầng giao tiếp và tương tác giữa các máy tính kết nối với ‹ Nhiều hãng khác nhau đã phát triển mơ hình truyền nhau. thơng riêng với chồng giao thức riêng. ‹ Chồng giao thức là sự kết hợp các giao thức. ‹ Mơ hình truyền thơng chuẩn hố sẽ cho phép kết nối ‹ Chồng giao thức cĩ kiến trúc phân tầng: mỗi tầng đảm liên mạng giữa các máy tính của nhiều hãng khác nhau. trách một chức năng của hệ thống trong quá trình truyền thơng. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 13 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 14 Chuẩn hĩa và các tổ chức chuẩn hĩa quốc tế Sử dụng mạng máy tính Chuẩn hĩa • Mạng đối với các doanh nghiệp ‰Các văn bản được thống nhất thỏa thuận với nội dung xác định các đặc tính kỹ thuật hoặc các tiêu chuẩn tỉ mỉ, • Mạng đối với đời sống con người chính xác yêu cầu các sản phẩm hoặc dịch vụ phải được • Mạng đối với Người dùng di động thiết kế hoặc thực hiện theo • Mạng và các vấn đề xã hội ‰Nhiều nhà sản xuất sử dụng các tiêu chuẩn để khẳng định các sản phẩm, qui trình cũng như dịch vụ của mình là phù hợp với mong muốn (đề xuất) của họ ‰Các tổ chức chuẩn hĩa quốc tế uy tín: ANSI, EIA, IEEE, ITU và ISO Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 15 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 16
5. Mạng đối với các doanh nghiệp Mạng đối với các doanh nghiệp (tt) Một Mạng máy tính với 2 clients/users và 1 server. ‹Mơ hình Client-Server. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 17 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 18 Ứng dụng mạng đối với đời sống con người (tt) Ứng dụng mạng đối với đời sống con người (tt) ‹Một vài hình thức của e-commerce. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 19 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 20
6. Ví dụ một số mạng Mạng ARPANET ‹ Mạng Internet ‹ 1960, Bộ Quốc phịng Mỹ (DoD) muốn cĩ một mạng thống lĩnh và kiểm sốt cĩ thể chịu được qua một cuộc chiến tranh ‹ Mạng kết nối cĩ định hướng : nguyên tử. X.25, Frame Relay, and ATM ‹ARPA (Advanced Research Projects Agency) sau này gọi là DARPA được giao thực hiện. ‹ Ethernet ‹Wireless LANs: 802:11 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 21 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 22 Internet Kiến trúc Internet Ứng dụng truyền thống (1970 – 1990) ‹ E-mail ‹ News ‹ Remote login ‹ File transfer Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 23 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 24
7. Ethernet Wireless LANs Kiến trúc của Ethernet nguyên thủy. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 25 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 26 Wireless LANs (2) Wireless LANs (3) Cĩ thể sẽ cĩ một vùng khơng thuộc vùng phủ sĩng. Một mạng multicell 802.11 network. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 27 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 28
8. IEEE 802 Standards Phần cứng mạng ‹ Mạng cục bộ (Local Area Networks- LAN) ‹ Mạng đơ thị (Metropolitan Area Networks - MAN) ‹ Mạng diện rộng (Wide Area Networks - WAN) ‹ Mạng khơng dây (Wireless Networks) ‹ Mạng gia đình (Home Networks) ‹ Liên mạng (Internetworks) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 29 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 30 Phân biệt các loại mạng Phân biệt mạng máy tính theo vùng địa lý. ‹Một số tiêu chí thường được dùng để phân loại các mạng ‹ Mạng tồn cầu - GAN (Global Area Network) máy tính: ƒ Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý. ƒ Phân loại mạng máy tính theo tơpơ. ƒ Phân loại mạng máy tính theo chức năng. ‹ Mạng diện rộng - WAN (Wide Area Network) ƒ Phân loại mạng theo kỹ thuật chuyển mạch Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 31 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 32
9. Phân biệt mạng máy tính theo vùng địa lý. Mạng quảng bá (Broadcast Networks) ‹ Mạng đơ thị - MAN (Metropolitan Area Network) ‹ Các cơng nghệ truyền ‹ Liên kết quảng bá ‹ Liên kết Point-to-point ‹ Mạng cục bộ - LAN (Local Area Network Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 33 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 34 Mạng quảng bá (Broadcast Networks) (tt) Mạng cục bộ (LAN) ‹Phân loại dựa vào khoảng cách Hai mạng quảng bá: (a) Bus (b) Ring Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 35 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 36
10. Mạng đơ thị (MAN) Mạng diện rộng (WAN) ‹Mạng đơ thị dựa trên cable TV. Liên hệ giữa các Host với các mạng con (subnet). Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 37 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 38 Mạng diện rộng (WAN) (tt) Phân biệt mạng máy tính theo topology Dịng các gĩi từ Sender đến Receiver. ‹ Mạng dạng hình sao (star topology). ‹ Mạng dạng hình tuyến (bus topology). ‹ Mạng dạng vịng (ring topology). ‹ Mạng dạng hình kết hợp. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 39 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 40
11. Phân biệt mạng theo chức năng. Mạng ngang hàng (Peer to Peer) ‹Mạng ngang hàng (Peer to Peer). Mọi máy nối mạng ‹Mạng Khách-Chủ (Client-Server). cĩ vai trị ‹Mạng kết hợp. như nhau (cùng cho và nhận tài nguyên) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 41 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 42 Mạng ngang hàng (Peer to Peer) Mạng Khách-Chủ (Client-Server) ‹ Khơng tồn tại bất kỳ máy phục vụ chuyên dụng hoặc cấu trúc phân cấp giữa các máy tính. Mọi máy tính đều cĩ vai trị bình đẳng như Phân biệt vai trị hai nhau. loại máy: máy chủ ‹ Quy mơ: mạng ngang hàng được gọi là nhĩm làm việc (workgroup) thơng thường dưới 10 máy tính (cung cấp dịch vụ) ‹ Phí tổn: chi phí cho mạng ngang hàng rẻ hơn chi phí cho mạng cĩ và máy khách (khai máy phục vụ với lý do khơng cần trang bị các máy cĩ cấu hình cao thác, tiếp nhận dịch nhằm đáp ứng máy phục vụ. ‹ Khi nào nên sử dụng mạng ngang hàng? vụ). Hai loại này thường cĩ cấu hình rất khác nhau, chạy hai loại hệ điều hành khác nhau Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 43 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 44
12. Mạng Khách-Chủ (Client-Server) Mạng kết hợp ‹Mạng được thiết kế cho nhiều người sử dụng và cung cấp khả ‹ Việc kết hợp các đặc tính ưu việt của hai loại mạng: mạng năng truy cập đến nhiều tài nguyên, duy trì hiệu suất cao và an ngang hàng và mạng client-server đã thực sự trở nên phổ tồn đối với người dùng biến. ‹Quản lý tập trung và điều khiển dữ liệu trên máy chủ (khác mạng ngang hàng) đảm bảo cho dữ liệu thường xuyên được sao ‹ Trong mạng kết hợp hai hệ điều hành hoạt động phối hợp lưu dự phịng. nhau tạo nên một cảm giác về một hệ thống hồn chỉnh ‹Yêu cầu về phần cứng: server thường là các máy cĩ cấu hình đối với người sử dụng. cao. Các client được giới hạn theo yêu cầu người dùng ‹ Ở loại mạng này địi hỏi cĩ nhiều cơng sức cũng như thời ‹Việc an tồn và bảo mật được thực hiện một cách tốt hơn, các hệ điều hành mạng cho phép người quản trị mạng quản lý, đặt gian hoạch định và đào tạo mới cĩ thể đảm bảo sự thi ra các chính sách và áp đặt các chính sách đĩtới từng người hành đúng đắn và mức độ an tồn đáng tin cậy. dùng trên mạng. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 45 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 46 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch ‹ Mạng chuyển mạch kênh: khi hai thực thể cần trao đổi ‹ Mạng chuyển mạch gĩi (Packet – switched network): thơng tin với nhau thì chúng thiết lập một kênh cố định thơng báo được chia thành các gĩi tin (packet) cĩ khuơn và duy trì cho đến khi một hoặc hai bên ngắt liên lạc. Dữ liệu được truyền đi theo con đường này. dạng định sẵn, gĩi tin cĩ chứa thơng tin điều khiển, địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. ‹ Mạng dịch vụ tích hợp số (Intergrated Services Digital Network - ISDN): tích hợp cả hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch số. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 47 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 48
13. So sánh Mạng khơng dây Các loại mạng khơng dây: ƒ System interconnection ƒ Wireless LANs ƒ Wireless WANs So sánh giữa circuit switched và packet-switched networks. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 49 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 50 Mạng khơng dây (tt) Các loại mạng đối với đời sống con người (a) Bluetooth configuration (b) Wireless LAN ‹ Computers (desktop PC, PDA, chia sẻ thiết bị ngoại vi) ‹ Giải trí (TV, DVD, VCR, camera, stereo, MP3) ‹ Viễn thơng (telephone, intercom, fax) ‹ Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 51 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 52
14. Phần mềm mạng Cấu trúc thứ bậc của giao thức ‹ Cấu trúc thứ bậc của giao thức (Protocol Hierarchies) ‹ Vấn đề thiết kế các tầng ‹ Các dịch vụ hướng kết nối và khơng kết nối (Connection-Oriented and Connectionless Services) ‹ Các hàm nguyên thủy dịch vụ (Service Primitives) ‹ Mối quan hệ giữa các dịch vụ và giao thức (The Relationship of Services to Protocols) Các tầng, giao thức và giao diện Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 53 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 54 Cấu trúc thứ bậc của giao thức (tt) Vấn đề thiết kế các tầng ‹Địa chỉ (Addressing) ‹Kiểm sốt lỗi (Error Control) ‹Điều khiển dịng (Flow Control) ‹Định tuyến (Routing) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 55 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 56
15. Các dịch vụ hướng kết nối và khơng kết nối Hàm nguyên thủy dịch vụ Connection-Oriented and Connectionless Services (Service Primitives) Sáu loại dịch vụ khác nhau Bốn hàm dịch vụ nguyên thủy dùng để cho dịch vụ hướng kết nối . Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 57 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 58 Hàm nguyên thủy dịch vụ Mối liên hệ giữa sevice và protocol (Service Primitives) Mối liên hệ giữa dịch vụ (service) và giao thức (protocol) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 59 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 60
16. Các mơ hình tham khảo (Reference Models) Mơ hình OSI ‹Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection) ‹ Năm 1978 Tổ chức tiêu chuẩn hố quốc tế ban hành đặc điểm kỹ thuật mơ tả kiến trúc mạng dùng cho việc kết nối ‹ Mơ hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/ các thiết bị khơng cùng chủng loại trong hệ thống mạng. Internet Protocol). ‹ Năm 1984 ISO phát hành bản sửa đổi mơ hình này và gọi là ‹ So sánh OSI và TCP/IP mơ hình tham chiếu mạng hệ mở (mơ hình tương kết các hệ thống mở). Bản sửa đối này trở thành tiêu chuẩn quốc tế và dùng như hướng dẫn mạng. ‹ Mơ hình OSI mơ tả phương thức hoạt động của phần cứng và phần mềm mạng trong kiến trúc phân tầng, cung cấp khung tham chiếu mơ tả các thành phần mạng hoạt động ra sao. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 61 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 62 Kiến trúc phân tầng và mối quan hệ giữa các tầng Kiến trúc phân tầng và mối quan hệ giữa các tầng ‹Mỗi tầng cung cấp dịch vụ hoặc hoạt động chuẩn bị dữ ‹Dữ liệu được chuyển từ tầng này sang tầng khác và được liệu để chuyển giao qua mạng đến máy tính khác. Các chia làm các gĩi. Gĩi là đơn vị thơng tin được truyền như tầng được phân chia bằng những ranh giới được gọi là một khối từ thiết bị này đến thiết bị khac trong mạng. giao diện. Mọi yêu cầu được thực hiện bằng cách chuyển ‹Ngoại trừ tầng thấp nhất trong mơ hình mạng (tầng vật lý) từ tầng này qua giao diện rồi đến các tầng tiếp theo. Mỗi khơng tầng nào cĩ thể chuyển thơng tin sang phần đối tác tầng xây dựng dựa trên tiêu chuẩn và hoạt động của tầng của mình trên máy tính khác. bên dưới. ‹Các tầng được thiết lập theo cách thức mà qua đĩmỗi tầng hoạt động như thể nĩ đang giao tiếp với tầng đối tác của nĩ bên máy tính khác. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 63 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 64
17. Mơ hình OSI (tt) Mơ hình OSI (tt) ‹ Tầng vật lý (physical): liên quan đến nhiệm vụ truyền các dịng bit khơng cấu trúc qua đường truyền vật lý ‹ Tầng liên kết dữ liệu (data link): cung cấp các phương tiện để truyền thơng tin qua liên kết vật lý đảm bảo tin cậy Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 65 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 66 Mơ hình OSI (tt) Mơ hình OSI (tt) ‹ Tầng mạng (network): thực hiện việc chọn đường và ‹Tầng phiên (session): cung cấp các phương tiện quản lý chuyển tiếp thơng tin truyền thơng giữa các ứng dụng; thiết lập, duy trì, đồng bộ hố và huỷ bỏ các phiên truyền thơng giữa các ứng dụng. ‹ Tầng giao vận (transport): thực hiện việc truyền dữ liệu ‹Tầng trình diễn (presentation): cung cấp cú pháp dữ liệu giữa hai đầu mút (end to end); và cả việc kiểm sốt lỗi, để đáp ứng yêu cầu truyền dữ liệu của các ứng dụng qua kiểm sốt luồng dữ liệu giữa hai đầu nút. mơi trường OSI. ‹Tầng ứng dụng (application): cung cấp các phương tiện để người dùng cĩ thể truy nhập được vào mơi trường OSI và cĩ thể sử dụng được các dịch vụ thơng tin phân tán. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 67 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 68
18. Truyền thơng giữa hai hệ thống Việc chia nhỏ tầng liên kết dữ liệu ‹ Để thuận tiện cho việc chia sẻ liên kết mạng, cho phép truy nhập thuận tiện từ các máy tính khác nhau người ta chia tầng Liên kết dữ liệu thành hai tầng nhỏ: LLC và MAC ‹ Logical Link Control (LLC) ‹ Media Access Control (MAC) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 69 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 70 Mơ hình TCP/IP Các giao thức và mạng trong mơ hình TCP/IP Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 71 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 72
19. Mơ hình phối ghép Phương thức gửi dữ liệu qua mạng Mơ hình phối ghép được dùng trong quyển sách này ‹ Để dữ liệu cĩ thể được truyền nhanh chĩng và dễ dàng qua mạng dữ liệu phải được phân nhỏ và chia thành các gĩi (packet) hoặc khung (frame) chúng cĩ thể khác biệt nhau trong từng loại mạng. ‹ Gĩi cĩ thể mang một số loại dữ liệu sau: thơng tin (thơng điệp hay tập tin), loại dữ liệu và lệnh điều khiển máy tính, mã điều khiển phiên làm việc (mã sửa lỗi ) ‹ Gĩi được mang thêm các thơng tin điều khiển (control information) với mục đích: ƒ Gửi dữ liệu gốc bị tách rời thành nhiều khung ƒ Tái lắp ghép dữ liệu theo đúng thứ tựở đầu nhận ƒ Kiểm tra lỗi dữ liệu sau khi đã tái lắp ghép Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 73 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 74 Cấu trúc một gĩi tin Giao thức (Protocol) ‹ Khái niệm: ƒ Một tập các tiêu chuẩn để trao đổi thơng tin giữa hai hệ thống máy tính được gọi là giao thức. Các giao thức cịn Sơ đồ một được gọi là các nghi thức hoặc định ước của mạng máy gĩi dữ liệu tính đơn giản ƒ Trong hệ thống mạng máy tính các nguyên tắc và thủ tục điều khiển sự giao tiếp và tương tác của chúng được gọi là giao thức ‹Destination address: địa chỉ nơi nhận gĩi tin ‹ Đặc điểm của các giao thức: ‹Sourse address: điạ chỉ nơi gửi gĩi tin ‹Control information: thơng tin điều khiển ‹Data send by source: dữ liệu được gửi đi ‹Error Checking Information: mã kiểm tra và sửa lỗi dữ liệu đảm bảo dữ liệu nhận được cịn nguyên vẹn Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 75 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 76
20. Giao thức (Protocol) Giao thức (Protocol) Những tác vụ truyền thơng cần thi hành qua mạng được gán ‹Giao thức ứng dụng: cho những giao thức hoạt động như một trong ba loại giao ƒ SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): giao thức thức, ba giao thức này ánh xạ đến mơ hình OSI bao gồm: internet cho việc vận chuyển Email ƒ FTP (File Transfer Protocol): giao thức chuyển tập tin ‹ Application: các giao thức này hoạt động ở tầng cao trong trên Internet mơ hình OSI cung cấp khả năng tương tác giữa trình ứng ƒ Telnet: giao thức cho việc đăng nhập máy chủ từ xa và dụng và trao đổi dữ liệu xử lý dữ liệu trên máy cục bộ ‹ Transport: cung cấp phiên truyền thơng giữa các máy tính, đảm bảo giữa liệu truyền đi tin cậy giữa các máy tính ‹ Network: cung cấp các dịch vụ liên kết, xử lý thơng tin (thơng tin địa chỉ, thơng tin đường đi), kiểm tra lỗi và yêu cầu truyển lại và định nghĩa các nguyên tắc truyền thơng trên mơi trường mạng cụ thể Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 77 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 78 Giao thức (Protocol) Một số bộ giao thức phổ biến ‹Giao thức vận tải (giao vận): ‹ NetBIOS/NetBEUI của Microsoft dùng trong các ƒ TCP (Transmission Control Protocol): giao thức TCP/IP bảo đảm giao dữ liệu tuần tự NOS Windows ƒ NetBEUI/NetBIOS (Network Basic Input/Output System ‹ IPX/SPX của Novell dùng trong các NOS Netware Extended User Interface): thiết lập phiên truyền thơng giữa các máy tính NetBIOS và thiết lập phiên truyền ‹ DECNet của hãng Digital Equipment Corporation thơng trên nền tảng NetBEUI ‹Giao thức mạng: ‹ Và đặc biệt là bộ giao thức TCP/IP dùng liên kết các ƒ IP (Internet Protocol): giao thức TCP/IP mạng máy tính. ƒ IPX (Internetwork Packet Exchange): định tuyến và gửi gĩi dữ liệu Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 79 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 80
21. TCP/IP. Bộ giao thức TCP/IP TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức kiểm ‹ Khái niệm về bộ giao thức TCP/IP. sốt truyền thơng IP (Internet Protocol): Giao thức liên mạng ‹ Kiến trúc bộ giao thức TCP/IP. ‹ Cung cấp giao thức mạng và truy cập mạng Internet tồn ‹ Giao thức IP. cầu và cách thức truy cập tài nguyên của mạng này ‹ Giao thức TCP. ‹ Là giao thức chuẩn dùng cho khả năng liên kết hoạt động ‹ Giới thiệu một số giao thức với bộ giao thức nhiều loại máy tính khác nhau. Đại đa số các mạng chấp nhận TCP/IP như một giao thức. TCP/IP. ‹ TCP/IP hỗ trợ việc định tuyến và được dùng làm giao ‹ Giới thiệu một số dịch vụ cơ bản. thức liên mạng. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 81 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 82 Khái niệm về bộ giao thức TCP/IP Vài nét lịch sử về bộ giao thức TCP/IP • 1957 tại Hoa kỳ khởi động dự án ARPA (Advanced Tổng quan về TCP/IP Research Projects Agency - Cơ quan Dự án Nghiên cứu ‹ TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống Cao cấp). Đây là một dự án quân sự nhằm đối phĩ trực tiếp mạng khơng đồng nhất với nhau. với Liên Xơ khi đĩ ‹ Ngày nay, TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các • Năm 1968 mạng ARPANet ra đời: Mạng ARPANET sử dụng giao thức điều khiển mạng Network Control Protocol mạng cục bộ, các mạng diện rộng. Đặc biệt TCP/IP là (NCP). NCP sau đĩ được cải tiến thành hai thành phần bộ giao thức chính thức trên mạng Internet, một mạng TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet máy tính qui mơ tồn cầu. Protocol) •Ngày 01/01/1983 các thiết bị chuyển mạch gĩi của mạng ARPANET đã chấm dứt sử dụng giao thức NCP và ngày này được coi là ngày khai sinh chính thức của TCP/IP Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 83 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 84
22. Vài nét lịch sử về bộ giao thức TCP/IP TCP/IP • Năm 1980 mơ hình OSI được cơng bố ‹ Các mục tiêu thiết kế đã được TCP/IP dự tính? • Năm 1983 mơ hình (bộ giao thức) TCP/IP được Arpanet cơng bố và chính thức sử dụng trên Internet. Cũng trong năm này TCP/IP được cài đặt vào các hệ điều hành UNIX •Sự bùng nổ của Internet: - 1984 xác định hệ thống tên miền (Domain Name System) được sử dụng thống nhất trên mạng Internet - 1994 mạng thương mại Internet ra đời Đến cuối năm 1995 đã cĩ khoảng 4 000 000 máy tính kết nối với Internet Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 85 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 86 So sánh mơ hình TCP/IP và mơ hình chuẩn OSI Kiến trúc bộ giao thức TCP/IP So sánh mơ hình TCP/IP và mơ hình chuẩn OSI Tương tự nhau: Kiến trúc 4 tầng của TCP/IP ‹ Tầng liên kết dữ liệu. ‹ Tầng mạng. ‹ Tầng giao vận. ‹ Tầng ứng dụng. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 87 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 88
23. So sánh mơ hình TCP/IP và mơ hình chuẩn OSI Giao thức IP Khác: ‹ Thích hợp với hầu hết các mạng vật lý hiện nay. ‹ Thực hiện các dịch vụ trên mạng như: Định tuyến (routing), xác định địa chỉ logic (logical addressing), phân chia dữ liệu thành các phần nhỏ (fragmentation). ‹ Hỗ trợ việc tổ chức các mạng con (subneting) trong một mạng tổng thể thích hợp cho việc nguyên tắc định tuyến. ‹ Việc chia nhỏ dữ liệu được thực hiện bởi cả tầng truyền thơng trên nĩ. Kích thước gĩi dữ liệu: N * 8 byte với kích thước tối đa là 64 Kbyte Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 89 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 90 Giao thức IP Địa chỉ IPv4 ‹ Mỗi thành viên của một mạng được xác định bởi ít nhất là một địa chỉ IP (IP address) ‹ Gĩi dữ liệu gồm hai phần: Phần đầu (header) với kích ‹ Các địa chỉ IP chính thức được phân định bởi tổ chức: thước thay đổi nhưng tối thiểu cũng là 20 byte. Phần dữ SRI-NIC (hiệp hội những người sử dụng Internet) liệu tùy theo mạng thơng tin dữ liệu hay thơng tin điều ‹ Địa chỉ IP được sử dụng hiện nay là địa chỉ 32 bit được chia khiển cũng cĩ kích thước thay đổi thành 4 octet (mỗi octet cĩ 8 bit tương đương với 1 byte). Một ‹ Tổ chức các gĩi tin một cách độc lập và cĩ thể tự định địa chỉ IPv4 cĩ 32 bits gồm hai thành phần là NETID (network tuyến identifier) và HOSTID (host id identifier), được phân thành lớp dựa vào các bit nhận dạng nằm tại vị trí đầu tiên của NETID. ‹ Địa chỉ IP được chia thành 5 lớp: A, B, C, D, E. Hiện nay tổ chức Internet đã dùng hết lớp A, B và gần hết lớp C. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 91 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 92
24. Địa chỉ IP Lưu ý ‹ Địa chỉ IP được dùng để định danh các host và mạng ở tầng mạng của mơ hình OSI chúng khơng là địa chỉ vật lý (địa chỉ MAC) của các trạm đĩ trên mạng cục bộ. ‹ Hai máy tính cĩ thể liên lạc với nhau trên mạng cục bộ nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau ‹ Cần thực hiện ánh xạ giữa địa chỉ IP (32bits) và địa chỉ vật lý (48bits) của một trạm. ‹ Giao thức ARP (Address Resolution Protocol) và giao thức RARP ( Reverse Address Resolution Protocol) ‹ ARP và RARP khơng phải là bộ phận của IP, IP sẽ sử IP address formats. dụng đến chúng khi cần Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 93 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 94 Một số dịch vụ cơ bản với TCP/IP Một số dịch vụ cơ bản với TCP/IP ‹ Telnet: Trong các máy dựa vào hệ điều hành và được nối vào mạng Internet, đây là một chương trình cho phép ‹ Dịch vụ WWW. người sử dụng tiến hành thâm nhập vào các máy tính ở xa ‹ Dịch vụ thư điện tử (Email) thơng qua các ghép nối TCP/IP ‹ FTP: là một dịch vụ truyền tập tin trên hệ thống mạng ‹ Dịch vụ truyền file (FTP) Internet và trên các hệ thống mạng TCP/IP. Về cơ bản, ‹ Dịch vụ DNS. FTP là giao thức client/server (khách/chủ) trong đĩ một hệ thống đang sử dụng trình FTP server chấp nhận các ‹ Dịch vụ Telnet yêu cầu từ một hệ thống đang chạy FTP client. Dịch vụ nầy cho phép các người dùng gửi đến máy chủ các yêu ‹ Dịch vụ WINS cầu tải lên hoặc chép về các tập tin. FTP hoạt động giữa ‹ nhiều loại hệ thống hỗn hợp và và cho phép người dùng từ hệ thống nầy tương tác với hệ thống khác loại mà khơng cần quan tâm đến các hệ điều hành tại đĩ. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 95 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 96
25. Một số dịch vụ cơ bản với TCP/IP Một số dịch vụ cơ bản với TCP/IP ‹E-mail: Sử dụng mạng máy tính để phát và thu các thơng ‹ WINS (Windows Internet Name Service): chạy trên các báo. Được liên kết bởi các ghép nối dữ liệu tốc độ cao vượt mạng cĩ cơ sở là Windows NT Server. Đây là một dịch vụ qua các biên giới quốc gia, thư điện tử cho phép bạn thảo quản lý cơ sở dữ liệu các ánh xạ tên của máy tính thành các thơng báo và gửi chúng, chỉ trong vài giây, đến nhiều địa chỉ IP để các tên máy tính NetBIOS được dùng trong người nhận trong cơ quan của bạn, đến cơ quan ở bang mơi trường mạng của Windows cĩ thể được ánh xạ thành khác, hoặc đến một địa điểm nào đĩ trên thế giới. các địa chỉ IP khi mạng đang xét cĩ nền tảng là IP. Khi ‹ DNS (Domain Name System): liên kết các tên với địa chỉ người dùng cần truy xuất đến máy tính nào đĩ, thì tên IP. Khi cần truy cập đến một web site trên Internet, bạn cĩ NetBIOS sẽ được tham chiếu đến, và sau đĩ tên nầy được thể gõ địa chỉ IP của site nầy hoặc gõ tên DNS. Vì các địa chuyển tới WINS server gần nhất, sau đĩ server nầy sẽ trả chỉ IP rất khĩ nhớ, DNS là một dịch vụ đáng giá. Nĩ giúp về một địa chỉ IP. Theo các quản trị viên, WINS hầu như mọi người dùng tên để truy cập Internet. Máy chủ DNS hồn tồn tự động. WINS thường xuyên xây dựng cơ sở được đặt trên Internet để chuyển tên miền sang địa chỉ IP. dữ liệu riêng và tự động cập nhật Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 97 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 98 Đơn vị đo lường Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 99
26. Chương 2. LỚP VẬT LÝ TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG (The Physical Layer) KHOA KỸ THUẬT- CƠNG NGHỆ - MƠI TRƯỜNG ‹Giới thiệu cơ bản về truyền dẫn dữ liệu ‹Các phương tiện truyền dẫn ‹Truyền dẫn khơng dây (Wireless Transmission) MẠNG MÁY TÍNH ‹Vệ tinh truyền thơng (Communication Satellites) Giảng viên phụ trách: ‹Mạng điện thoại chuyển mạch cơng cộng (The NGUYỄN THÁI DƯ Public Switched Telephone Network) Bộ mơn Tin học ‹Hệ thống điện thoại di động (The Mobile email: ntdu@agu.edu.vn Telephone System) ‹Truyền hình cáp (Cable Television) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 1 1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 2 1. Giới thiệu cơ bản về truyền dẫn dữ liệu Số hĩa thơng tin ‹Thơng tin tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau, để xử lý mà đặc biệt là truyền tải thơng tin Ư phải mã hĩa chúng Ánh tĩnh : Lời nĩi : Hệ thống: fax Hệ thống : điện thoại Bộ mã hĩa : scanner Bộ mã hĩa : micro Bộ giải mã : Bộ thơng dịch tập tin Để cho hệ thống này hoạt động thì cần quan tâm: Bộ giải mã : Loa Truyền tải : Tín hiệu tuần tự hoặc tín hiệu Truyền tải : tín hiệu tuần tự hay tín hiệu số ƒ Cách thức mã hĩa thơng tin thành dữ liệu số số. ƒ Các loại kênh truyền dẫn cĩ thể sử dụng để truyền tin Dữ liệu tin học : Truyền hình : ƒ Sơ đồ kết nối các thiết bị truyền và nhận lại với nhau Hệ thống : mạng truyền tin. Hệ thống : truyên quảng bá Bộ mã hĩa : Bộ điều khiển truyền thơng. Bộ mã hĩa : caméra ƒ Cách thức truyền tải các bits từ thiết bị truyền sang thiết Bộ giải mã:Bộ điều khiển truyền thơng Bộ giải mã : bộ thu TV + antenne Truyền tải : Tín hiệu tuần tự hoặc tín hiệu Truyền tải : Tín hiệu tuần tự hoặc tín hiệu bị nhận số. số. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 4
27. Số hĩa thơng tin (tt) 2. CÁC PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DẪN ‹Số hĩa văn bản: Morse; ATI • Thiết bị từ tính (Magnetic Media) (bảng mã 5 bit); ASCII (bảng • Cáp xoắn đơi (Twisted Pair) mã 7 bit); EBCDI (bảng mã 8 bits, gọi là mã ASCII mở rộng); • Cáp đồng trục (Coaxial Cable) Mã Unicode (bảng mã 16 bits) • Sợi Cáp quang (Fiber Optics) ‹Số hĩa hình ảnh tĩnh ‹Số hĩa âm thanh và phim ảnh Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 5 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 6 Cáp xoắn đơi (Twisted Pair) Cáp xoắn đơi (Twisted Pair) (tt) ‹Được sử dụng trong mạng token ring (cáp loại 4 tốc độ 16MBps), chuẩn mạng Ethernet 10BaseT (Tốc độ 10MBps), hay chuẩn mạng 100BaseT ( tốc độ 100Mbps) ‹UTP thường được sử dụng bên trong các tịa nhà vì nĩ ít cĩ khả năng chống nhiễu hơn so với STP. ‹Cáp loại 2 cĩ tốc độ đạt đến 1Mbps (cáp điện thoại) . ‹Cáp loại 3 cĩ tốc độ đạt đến 10Mbps (Dùng trong mạng Ethernet 10BaseT) (Hình a) ‹Cáp loại 5 cĩ tốc độ đạt đến 100MBps (dùng trong mạng (a) Category 3 UTP. 10BaseT và 100BaseT) (Hình b) (b) Category 5 UTP. ‹Cáp loại 5E và loại 6 cĩ tốc độ đạt đến 1000 MBps (dùng trong mạng 1000 BaseT) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 7 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 8
28. Cáp đồng trục (Coaxial Cable) Cáp đồng trục (tt) ‹ Dành cho mạng nhĩ, ít người dùng, giá thành thấp ƒ cáp đồng trục gầy (thin coaxial cable) ƒ cáp đồng trục béo (thick coaxial cable) ‹Cáp đồng trục gầy, ký hiệu RG-58AU, được dùng trong chuẩn mạng Ethernet 10Base2 ‹Cáp đồng trục béo, ký hiệu RG-11, được dùng trong chuẩn mạng 10Base5 ‹Các loại đầu nối được sử dụng với cáp đồng trục gầy là Một dây loại cáp đồng trục đầu nối chữ T (T connector), đầu nối BNC và thiết bị đầu cuối (Terminator) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 9 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 10 Cáp quang (Fiber Optics) Cáp quang (tt) (a) Ba ví dụ về tia sáng từ trong sợi silic tác động trên biên (a) Nhìn một bên sợi quang đơn khơng khí/silic tại những gĩc khác nhau (b) Ánh sáng kẹt lại phản chiếu tồn bộ lại bên trong (b) Thiết diện của một bao 3 sợi quang Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 11 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 12
29. 3. TRUYỀN DẪN KHƠNG DÂY Cáp quang (tt) (Wireless Transmission) • Phổ sĩng điện tử (The Electromagnetic Spectrum) • Truyền dẫn Radio (Radio Transmission) • Truyền dẫn viba /sĩng ngắn (Microwave Transmission) • Truyền dẫn sĩng ánh sáng (Lightwave Transmission) • Sĩng hồng ngoại và sĩng milimet (Infrared and Millimeter Waves) So sánh các đèn diodes bán dẫn với các nguồn sáng LED (Light Emitting Diode) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 13 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 14 Phổ sĩng điện từ Truyền dẫn Radio (Radio Transmission) (a) Trong dải tần VLF, LF và MF bands, sĩng radio đi theo độ uốn cong của trái đất Phổ của sĩng điện từ được dùng cho truyền dữ liệu (b) Trong dải tần HF band, nĩnhảy ra tầng điện ly Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 15 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 16
30. Truyền dẫn viba/sĩng ngắn Communication Satellites (Microwave Transmission) ‹ Sĩng viba đi theo đường thẳng, hoạt động ở tần số cao • Các vệ tinh địa tĩnh (Geostationary Satellites) (100mHz), đi qua khơng tốt các cao ốc. • Vệ tinh quĩ đạo trung bình (Medium-Earth Orbit ‹ Khoảng cách 50km. Với tháp cao 100m, các bộ tiếp sĩng Satellites) cĩ thể cách 80 km. • Vệ tinh quĩ đạo thấp (Low-Earth Orbit Satellites) ‹ ISM (Industrial, Scientific, Medical): Dải dành cho cơng • So sánh vệ tinh và Cáp quang nghiệp, khoa học và Y học. các bộ truyền tải dùng các dải này khơng cần chứng nhận của chính quyề n (unlicensed) ‹ Dùng cho: điện thoại khơng dây, máy mở cửa nhà xe, Loa Hi-fi khơng dây, các cổng vảo vệ, Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 17 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 18 VỆ TINH TRUYỀN THƠNG Communication Satellites (3) (Communication Satellites) Vệ tinh truyền thơng và một số thuộc tính của nĩ: độ cao so với mặt đất, độ trễ của vịng quay và số vệ tinh cần thiết. Các VSAT được dùng như một Hub. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 19 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 20
31. 4. MẠNG ĐIỆN THỌAI CHUYỂN MẠCH CƠNG CƠNG Digital Subscriber Lines (tt) (Public Switched Telephone Network) ‹ADSL(Asymmetric DSL) chia phổ trên local loop, khoảng • Cấu trúc của hệ thống điện thọai 1.1 MHz, thành 3 dải tần: • Local Loop: Modems, ADSL and Wireless ƒ POTS (Plain Old Telephone Service) upstream (user to end office) • Trunks and Multiplexing ƒ downstream (end office to user) và Voice ‹DMT (Discrete MultiTone): chia thành 256 channel riêng rẽ • Switching (4312.5 Hz/channel) ƒ Channel 0: dịng cho POTS. ƒ Channel 1–5: khơng dùng, để giữ tín hiệu voice và data and data signals. ƒ Cịn 250 channel: 01 dùng để quản lý uptream, 01 quản lý downstream. Phần cịn lại cho data của người dùng Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 21 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 22 (tt) Digital Subscriber Lines (tt) Digital Subscriber Lines (tt) Hoạt động của ADSL dùng sự biến điệu DMT Cấu hình thiết bị ADSL thơng dụng DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) NID (Network Interface Device) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 23 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 24
32. Trunks and Multiplexing Frequency Division Multiplexing ‹ Frequency Division Multiplexing ‹ Wavelength Division Multiplexing ‹ Time Division Multiplexing (a) Dải thơng (bandwith) gốc. (b) Các dải thơng trong tần số (b) Dồn kênh Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 25 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 26 Wavelength Division Multiplexing Time Division Multiplexing (3) Wavelength division multiplexing. Dồn nhiều T1 vào kênh cao hơn. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 27 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 28
33. 5. HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG Thế hệ 1. Analog Voice (The Mobile Telephone System) Advanced Mobile Phone System ‹Wireless telephone: Cĩ 02 loại cơ bản: cordless phones và mobile phones (cịn gọi là cell phones). ƒ Cordless phones: Gồm base station và handset sold, thường dùng trong nhà. ƒ mobile system: dùng kết nối thơng tin và voice trên diện rộng ‹Mobile phones: trải qua 3 giai đoạn phát triển 1.Analog voice. 2.Digital voice. (a) Các tần số khơng được dùng lại trong các cell liền kề. 3.Digital voice và data (Internet, e-mail, etc.). (b) Để thêm user, cell được chia thành các cell nhỏ hơn. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 29 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 30
34. Chương 3. LỚP LIÊN KẾT DỮ LIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG (The Data Link Layer) KHOA KỸ THUẬT- CƠNG NGHỆ - MƠI TRƯỜNG ‹Vấn đề thiết kế ‹Phát hiện và sửa lỗi MẠNG MÁY TÍNH ‹Các giao thức liên kết dữ liệu sơ cấp ‹Các giao thức cửa sổ trượt ‹Một số giao thức liên kết dữ liệu Giảng viên phụ trách: NGUYỄN THÁI DƯ Bộ mơn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 1 1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 2 1. VẤN ĐỀ THIẾT KẾ Chức năng của tầng liên kết dữ liệu • Các dịch vụ cung cấp cho tầng mạng ‹Chức năng • Định khung (framing) • Kiểm sốt lỗi (Error Control) • Kiểm sốt luồng (Flow Control) ‹Dạng dịch vụ cung cấp cho tầng mạng Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 4
35. Chức năng của tầng liên kết dữ liệu (tt) Dịch vụ cơ bản của tầng liên kết dữ liệu ‹ Dịch vụ khơng nối kết khơng báo nhận (unacknowledged connectionless service) ‹ Dịch vụ khơng nối kết cĩ báo nhận (acknowledged connectionless service) ‹Dịch vụ nối kết định hướng cĩ báo nhận (acknowledged connection-oriented service). Mối liên hệ giữa packet và frame Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 5 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 6 Các dịch vụ cung cấp cho tầng mạng Các dịch vụ cung cấp cho tầng mạng (tt) (a) Truyền thơng ảo. (b) Truyền thơng thực Nơi đặt của giao thức liên kết dữ liệu Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 7 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 8
36. Cơ chế đồng bộ hĩa Khai thác đường truyền ‹Mỗi bit gởi đi trên đường truyền cĩ một độ rộng về thời gian ∂t (§¬n c«ng) ‹Cần đồng bộ hĩa thời gian giữa bên truyền và nhận để nhận được thơng tin chính xác (Song c«ng) ‹Hai phương pháp truyền: ƒ Truyền bất đồng bộ (Asynchronous) (B¸n song c«ng) ƒ Truyền đồng bộ (Synchronous) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 9 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 10 Định khung (Framing) Phương pháp đếm ký tự ‹ Đơn vị truyền tin của tầng liên kết dữ liệu là các khung. ‹ Làm sao bên nhận biết được điểm bắt đầu và điểm kết thúc của khung? ‹ Cĩ 4 phương pháp để định khung: ƒ Đếm ký tự (Charater count) ƒ Sử dụng các bytes làm cờ hiệu và các bytes độn (Flag byte with byte stuffing) ƒ Sử dụng cờ bắt đầu và kết thúc khung cùng với các bit độn (Starting and ending flags with bit stuffing) ƒ Xung đột lập mã tầng vật lý (Physical layer coding Luồng 1 ký tự. (a) Khơng lỗi. (b) Cĩ 1 lỗi. violations) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 11 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 12
37. Sử dụng cờ bắt đầu và kết thúc khung Phương pháp sử dụng các cờ và các byte đệm cùng với các bit độn ‹ Dữ liệu gốc, ‹ (a) Khung được đánh dấu bởi cờ hiệu Dữ liệu chuyển lên đường truyền, (b) Bốn trường hợp xử lý dữ liệu cĩ chứa các byte cờ hiệu và byte ESC. ‹ Dữ liệu nhận sau khi loại bỏ các bit độn. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 13 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 14 Điều khiển lỗi (Error Control) Điều khiển luồng (Flow Control) ‹ Cĩ hai trường hợp ‹ Sự khác biệt về tốc độ truyền/nhận của bên truyền và bên ƒ Cung cấp cho người gởi một vài phản hồi từ người nhận nhận. về tình trạng nhận khung. ‹ Cĩ hai cách tiếp cận ƒ Khung gởi đi hồn tồn bị mất khơng đến được người ƒ Tiếp cận điều khiển luồng dựa trên phản hồi (feedback nhận. based flow control) ‹ Giải pháp? ƒ Tiếp cận điều khiển luồng dựa trên tần suất (rate based flow control) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 15 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 16
38. 2. PHÁT HIỆN LỖI VÀ XỬ LÝ LỖI Những bộ mã phát hiện lỗi (Error-Detecting Codes) ‹Truyền tải phát sinh lỗi do: Nhiễu,Khoảng cách, Các ‹Cĩ nhiều sơ đồ phát hiện lỗi, trong đĩ cĩ các sơ đồ thơng thiết bị truyền tải khác nhau dụng là ‹Khắc phục lỗi bằng: ƒ Kiểm tra chẵn lẻ (Parity Checks) ƒ Bộ mã sửa chữa lỗi: Hamming code ƒ Kiểm tra thêm theo chiều dọc (Longitudinal Reduncy ƒ Bộ mã phát hiện lỗi: Parity Check, CRC, . . . Check) ‹Bộ mã phát hiện lỗi thường được sử dụng nhiều hơn vì: ƒ Kiểm tra phần dư tuần hồn (Cyclic Redundancy ƒ Số bít cần cho phát hiện lỗi ít hơn số bit dùng để phục Check) hồi lỗi ƒ Phục hồi lỗi mất nhiều thời gian Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 17 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 18 Kiểm tra phần dư tuần hồn Kiểm tra chẵn lẻ (Parity Check) (Cyclic Redundancy Check) Vertical Redundancy Check Longitudinal Redundancy Check ‹M: thơng điệp cần truyền đi gồm k bit • Data bits: 1 0 0 0 0 0 1 VRC ‹Cần thêm vào M một chuỗi F gồm r bit dùng làm chuỗi • Transferred bits: 1 0 1 1 0 1 1 1 kiểm tra khung (FCS-Frame Check Sequence) 1 1 0 1 0 1 1 1 Even parity check: ‹P: số kiểm tra được biết dùng cho bên truyền và bên nhận, 1 0 0 0 0 0 1 0 Data bits 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 gồm (r+1) bit Parity bit 1 0 0 0 1 0 1 1 ‹F = M*2r mod(2) P Odd parity check: 0 1 0 1 1 1 1 1 ‹T=MF là khung thật sự truyền đi 1 0 0 0 0 0 1 1 LRC 0 1 1 1 1 1 1 0 ‹Bên nhận nhận được T, tách M, tính lại F, so sánh với F Even Parity bit = XOR(Data bits) trong T Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 19 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 20
39. Kiểm tra phần dư tuần hồn (tt) Kiểm tra phần dư tuần hồn (tt) ‹Biểu diễn chuỗi bit dưới dạng đa thức ‹Bước 1: Biểu diễn xrM(x) F(x) = Q(x) + ƒ Chuỗi k bít: M = (ik-1, ik-2, . . ., i1, i0) P(x) P(x) ƒ Đa thức tương ứng: ‹Bước 2: Tạo khung truyền – M(x) i xk-1 + i xk-2 + . . .+ i x + i k-1 k-2 1 0 T(x) =M(x)F(x) ‹Các version của P(x): ƒ CRC-12= x12+x11+ x3+x2+x+1 ƒ CRC-16= x16+x15+ x2+1 ƒ CRC-CCITT= x16+x12+ x5+1 ƒ CRC-32= x32+x26+ x23+x22+ x16+x12+ x11+x10+ x8+x7+ x5+x4 x2+x+1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 21 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 22 Kiểm tra phần dư tuần hồn (tt) Ví dụ: M=1010001101, P=110101 - Ta cĩ: M(x)= x9+x7+x3+x2+1 x5M(x)= x14+x12+x8+x7+x5 P(x) = x5+x4+x2+1 - Theo xrM(x) F(x) = Q(x) + P(x) P(x) => Q(x)= x9+ x8+ x6+x4+x2 +x1 F(x)= x3+ x2+ x1 Khung truyền đi T= 101000110101110 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 23
40. Chương 4. LỚP CON ĐIỀU KHIỂN TRUY CẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG (The Medium Access Control Sublayer) KHOA KỸ THUẬT- CƠNG NGHỆ - MƠI TRƯỜNG ‹Tổng quan về LAN ‹Vấn đề định vị kênh MẠNG MÁY TÍNH ‹Chuẩn hĩa mạng LAN ‹Giới thiệu một số cơng nghệ mạng LAN Giảng viên phụ trách: NGUYỄN THÁI DƯ Bộ mơn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 1 1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 2 1. TỔNG QUAN VỀ LAN 1. TỔNG QUAN VỀ LAN (tt) ‹ Mạng LAN được sử dụng để nối kết một dải rộng các thiết ‹Về gĩc độ kỹ thuật, LAN cĩ các tính chất quan trọng: bị trong một phạm vi hẹp, (thường khơng vượt quá 1Km). LAN là mạng cĩ thơng lượng cao, độ trì hỗn thấp. ‹Nhiều chuẩn mạng LAN đã được phát triển trong đĩ ‹LAN được định nghĩa dựa trên các thơng số: Ethernet và FDDI là phổ biến nhất. Người ta thường gọi chung họ các chuẩn mạng LAN là IEEE 802. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 4
41. 1. TỔNG QUAN VỀ LAN (tt) 1. TỔNG QUAN VỀ LAN (tt) ‹ Các kênh truyền dạng quảng bá cịn được gọi là các kênh đa truy cập (multiaccess channels) hay là các kênh truy cập ngẫu nhiên (random access channels). ‹Các giao thức được sử dụng để quyết định ai cĩ quyền truy cập đường truyền quảng bá trước được gom vào trong một lớp con của lớp liên kết dữ liệu gọi là lớp con MAC. ‹Hiện nay nhiều mạng LAN sử dụng đường truyền dạng quảng bá như là phương tiện truyền thơng nền tảng. Hình thái mạng: xác định hình dáng tổng quát của một mạng và là ‹Về cơ bản, cĩ ba phương pháp điều khiển truy cập đường tiêu chí bắt buộc dùng để xây dựng mạng LAN truyền: Chia kênh, truy cập ngẫu nhiên (Random Access) (a) Mạng hình sao (b) mạng hình trịn (c) mạng hình Bus và phân lượt (“Taking-turns”). Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 5 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 6 2. VẤN ĐỀ ĐỊNH VỊ KÊNH Định vị kênh động trong LAN và MAN • Định vị kênh tĩnh trong LAN và MAN ‹ Mơ hình trạm (Station Model) • Cĩ N người dùng, dùng FDM (Frequency Division Multiplexing), băng thơng thành N phần ‹ Giả định kênh đơn (Single Channel Assumption) bằng nhau. • Vấn đề: Sau khi đã chia nếu số người dùng ít hơn ‹ Giả định đụng độ/va chạm (Collision Assumption) hoặc nhiều hơn N thì sao? • Định vị kênh động trong LAN và MAN ‹ (a) Thời gian liên tục (Continuous Time) • Cĩ 5 giả định sau (b) Thời gian khe rãnh (Slotted Time) ‹ (a) Nhận thức vận chuyển (Carrier Sense) (b) Nhận thức khơng vận chuyển (No Carrier Sense) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 7 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 8
42. 2.1. Phương pháp chia kênh FDMA– Frequency Division Multiple Access ‹Ý tưởng: Đường truyền sẽ được chia thành nhiều kênh truyền, mỗi kênh truyền sẽ được cấp phát riêng cho một trạm. Ưu và ‹Cĩ ba phương pháp chia kênh chính: nhược ƒ Chia tần số (FDMA- Frequency Division Multiple điểm Access) ƒ Chia thời gian (TDMA - Time Division Multiple) Access Phổ của kênh truyền được chia thành nhiều băng tần (frequency ƒ Phân chia mã (CDMA - Code Division Multiple bands) khác nhau. Mỗi trạm được gán cho một băng tần cố Access) định. Những trạm nào được cấp băng tần mà khơng cĩ dữ liệu ƒ (Thực tế: Kết hợp giữa FDMA và TDMA) để truyền thì ở trong trạng thái nhàn rỗi (idle). Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 9 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 10 TDMA – Time Division Multiple Access TDMA (tt) ‹Các trạm sẽ xoay vịng để truy cập đường truyền. ‹Qui tắc xoay vịng ‹Vịng ở đây cĩ thể hiểu là vịng thời gian. Một vịng thời gian là khoảng thời gian đủ để cho tất cả các trạm trong LAN đều được quyền truyền dữ liệu. Minh họa LAN dùng cơ chế truy cập đường truyền TDMA cĩ 6 trạm Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 11 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 12
43. TDMA (tt) CDMA – Code Division Multiple Access ‹Trong thực tế, TDMA và FDMA thường được kết hợp sử ‹CDMA hồn tồn khác với FDMA và TDMA dụng với nhau, ví dụ như trong các mạng điện thoại di động. ‹CDMA cho phép mỗi trạm cĩ quyền phát dữ liệu lên tồn ‹Các điện thoại di động TDMA sử dụng các kênh 30 KHz, bộ phổ tần của đường truyền lớn tại mọi thời điểm. Các mỗi kênh lại được chia thành ba khe thời gian. Một thiết bị cuộc truy cập đường truyền xảy ra đồng thời sẽ được tách cầm tay sử dụng một khe thời gian cho việc gởi và một biệt với nhau bởi kỹ thuật mã hĩa. CDMA thường được sử khe khác cho việc nhận dữ liệu. dụng trong các kênh truyền quảng bá khơng dây ‹Hệ thống GSM sử dụng các kênh 200 KHz được chia thành 8 khe thời gian. Một thiết bị cầm tay sẽ sử dụng một khe thời gian trong hai kênh khác nhau để gởi và nhận thơng tin. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 13 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 14 CDMA (tt) CDMA (tt) ‹Thời gian gởi một bit (bit time) lại được chia thành m ‹Tích trong (inner product): Tích trong của hai mã S và T, khoảng nhỏ hơn, gọi là chip. Thơng thường, cĩ 64 hay 128 ký hiệu là S•T, được tính bằng trung bình tổng của tích các chip trên một bit. bit nội tại tương ứng của hai mã này ‹Nhiều người dùng đều chia sẻ chung một băng tần, mỗi 1 m S • T = S T người dùng được cấp cho một mã duy nhất dài m bit gọi là ∑ i i m i =1 dãy chip (chip sequence). Dãy chip này sẽ được dùng để mã hĩa và giải mã dữ liệu. ‹Hai mã S và T cĩ cùng chiều dài m bits được gọi là trực ‹Để tiện minh họa, chúng ta sẽ sử dụng các ký hiệu lưỡng giao khi: S•T = 0 cực sau: bit 0 được ký hiệu là -1, bit 1 được ký hiệu là +1. ‹Ví dụ. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 15 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 16
44. 2.2. Phương pháp truy cập đường truyền 2.2. Các giao thức đa truy cập ngẫu nhiên (Random Access) (Multiple Access Protocols) ‹Trong PP này, người ta để cho các host tự do tranh chấp đường ‹ ALOHA truyền chung để truyền từng khung dữ liệu một. Nếu một trạm ‹ Carrier Sense Multiple Access Protocols (CSMA) cần gởi một khung, nĩ sẽ gởi khung đĩ trên tồn bộ dải thơng của kênh truyền. Sẽ khơng cĩ sự phối hợp trình tự giữa các ‹ Collision-Free Protocols trạm. Nếu cĩ hơn hai trạm phát cùng một lúc, “đụng độ” ‹ Limited-Contention Protocols (collision) sẽ xảy ra, các khung bị đụng độ sẽ bị hư hại. ‹ Wavelength Division Multiple Access Protocols ‹Giao thức truy cập đường truyền ngẫu nhiên được dùng để xác định: ‹ Wireless LAN Protocols ƒ Làm thế nào để phát hiện đụng độ. ƒ Làm thế nào để phục hồi sau đụng độ. ‹Các giao thức truy cập ngẫu nhiên: slotted ALOHA và pure ALOHA, CSMA và CSMA/CD, CSMA/CA. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 17 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 18 Slotted ALOHA ALOHA thuần (Pure ALOHA) Thời gian được chia thành nhiều slot cĩ kích cỡ bằng nhau (bằng thời gian truyền một khung). Một trạm muốn truyền một khung thì phải đợi đến đầu slot thời Trong ALOHA thuần túy, các frame được truyền tải tại gian kế tiếp mới được truyền những thời gian hồn tồn hợp lý Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 19 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 20
45. Pure ALOHA (tt) CSMA – Carrier Sense Multiple Access ‹Các trạm làm việc lắng nghe đường truyền trước khi đưa ra quyết định mình phải làm gì tương ứng với trạng thái đường truyền đĩ được gọi là các giao thức cĩ “cảm nhận” đường truyền (carrier sense protocol). ‹Cách thức hoạt động của CSMA: Chu kỳ bị tổn hại đối với khung đánh bĩng Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 21 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 22 CSMA với cơ chế phát hiện đụng độ (CDMA/CD) CSMA (tt) (CSMA with Collision Detection) ‹Thế nhưng trì hỗn việc gởi khung cho đến khi nào? Cĩ 3 giải pháp sau: ƒ Theo dõi khơng kiên trì - Non-persistent CSMA ƒ Theo dõi kiên trì - persistent CSMA ƒ Theo dõi kiên trì với xác suất p - P-persistent CSMA CSMA/CD cĩ thểởmột trong 3 trạng thái: - Tranh chấp (contention) - Truyền (transmission) -Rảnh rỗi (idle) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 23 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 24
46. 2.3. Phương pháp phân lượt truy cập đường truyền 3. CHUẨN HĨA MẠNG CỤC BỘ ‹ Ý tưởng chính của các giao thức dạng “phân lượt” là khơng để cho đụng độ xảy ra bằng cách cho các trạm truy cập đường truyền một cách tuần tự. ‹Cơ bản, cĩ 2 cách thức để “phân lượt” sử dụng đường truyền: ƒ Thăm dị (polling) ƒ Chuyền thẻ bài (token passing Mơ hình phân tầng của mạng cục bộ Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 25 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 26 Chuẩn hĩa mạng cục bộ (tt) Chuẩn hĩa mạng cục bộ (tt) ‹Trong LAN, tầng liên kết dữ liệu được chia làm hai tầng ‹Đến nay họ IEEE 802.x bao gồm các chuẩn sau: con: ƒ IEEE 802.1 : High Level Interface ƒ IEEE 802.2 : Logical Link Control (LLC) ƒ LLC (Logical Link Layer) ƒ IEEE 802.3: CSMA/CD ƒ MAC (Media Access Control) ƒ IEEE 802.4: Token bus ‹IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) đi ƒ IEEE 802.5: Token ring ƒ IEEE 802.6: MAN tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hĩa mạng cục bộ với dự ƒ IEEE 802.7: Broadband Technical Advisory Group án IEEE 802 được triển khai từ năm 1980 và kết quả chuẩn ƒ IEEE 802.8: Fiber Technical Advisory Group họ IEEE 802.x ra đời, thành chuẩn quốc tế mang tên 802.x. ƒ IEEE 802.9: Intergrated Data and Voice Network ƒ IEEE 802.10: Standard for Interoperable LAN security ƒ IEEE 802.11: Wireless LAN Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 27 Nguyƒ ễIEEEn Thái D ư802.12:, BM Tin họ c,100VG Khoa KTCNMT, – AnyLAN ĐH An Giang. 28
47. Chuẩn hĩa mạng cục bộ (tt) 4. GIỚI THIỆU MỘT SỐ CƠNG NGHỆ MẠNG LAN ‹Ethernet (802.3) ‹FDDI (Fiber Distributed Data Interface) ‹Wireless (802.11) ‹Broadband Wireless (802.16) ‹Bluetooth Quan hệ giữa các chuẩn IEEE và mơ hình OSI Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 29 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 30 4.1. Ethernet (802.3) 4.1. Ethernet (802.3) (tt) ‹Ethernet đã dễ dàng trở thành cơng nghệ mạng LAN thành cơng nhất trong suốt 20 năm qua. Được phát triển vào giữa thập kỷ 1970s bởi các nhà nghiên cứu tại Xerox Palo Atlto Research Center (PARC), Ethernet là một ví dụ thực tiễn Ethernet Repeater của loại mạng cục bộ sử dụng giao thức CSMA/CD. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 31 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 32
48. Khuơn dạng khung thơng tin của Ethernet Địa chỉ Ethernet ‹Mỗi host trong một mạng Ethernet (thật ra là tất cả các host trên Bên gởi sẽ bao gĩi gĩi tin IP thành khung Ethernet như sau thế giới) cĩ một địa chỉ Ethernet duy nhất. Địa chỉ duy nhất như vậy gọi là địa chỉ unicast ‹Ví dụ 08:00:2B:E4:B1:02 tương đương địa chỉ Ethernet sau 00001000 00000000 00101011 11100100 10110001 00000010 ‹Mỗi nhà sản xuất thiết bị Ethernet được cấp cho một phần đầu địa chỉ (prefix) khác nhau, cịn phần đuơi (suffix) của các địa chỉ mà họ sản xuất ra là duy nhất. ‹Địa chỉ quảng bá ( broadcast): tất cả các bit đều bằng 1 ‹multicast, trong đĩchỉ một vài bit đầu được đặt là 1. Địa chỉ Khuơn dạng khung thơng tin Ethernet multicast được dùng để gởi thơng điệp đến một tập con (subset) các host trong mạng Ethernet. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 33 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 34 Ethernet Cabling Ethernet Cabling (tt) Một số lọai cáp Ethernet chuẩn IEEE 802.3 3 loại cáp Ethernet (a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 35 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 36
49. Ethernet Cabling (tt) Fast Ethernet Cable topologies (cách bố trí cable) (a) Linear (tuyến tính) (b) Cột dọc (Spine) Fast Ethernet cabling. (c) Tree (cây) (d) Phân đọan (Segmented) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 37 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 38 Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet (2) (a) Ethernet 2-station. (b) Ethernet nhiều station Gigabit Ethernet cabling. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 39 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 40
50. IEEE 802.2: Logical Link Control (a) Vị trí của LLC. (b) Protocol formats. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 41
51. Chương 5. LỚP MẠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG (The Network Layer) KHOA KỸ THUẬT- CƠNG NGHỆ - MƠI TRƯỜNG ‹Nhiệm vụ của tầng mạng ‹Các vấn đề liên quan đến việc thiết kế tầng mạng MẠNG MÁY TÍNH ‹Giải thuật vạch đường Giảng viên phụ trách: NGUYỄN THÁI DƯ Bộ mơn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 1 1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 2 2. CÁC VẦN ĐỀ LIÊN QUAN 1. Nhiệm vụ của tầng mạng ĐẾN VIỆC THIẾT KẾ LỚP MẠNG ‹Cung cấp các dịch vụ cho tầng vận chuyển ‹ Kỹ thuật hĩan chuyển lưu và chuyển tiếp ‹Vạch đường (Routing) và chuyển tiếp (Forward) các gĩi ‹ Các dịch vụ cung cấp cho tầng vận chuyển tin ‹ Cài đặt dịch vụ khơng kết nối ‹Định địa chỉ cho các nút trên mạng ‹ Cài đặt dịch vụ kết nối ‹Hỗ trợ hai chế độ truyền tải thơng tin ‹ So sánh giữa Virtual-Circuit và Datagram Subnets ƒ Nối kết định hướng (Connection - oriented) ƒ Khơng nối kết (Connectionless Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 4
52. 2.1. Kỹ thuật hốn chuyển lưu và chuyển tiếp 2.2. Cài đặt dịch vụ khơng nối kết Store-and-Forward Packet Switching Implementation of Connectionless Service fig 5-1 Mơi trường của các giao thức lớp mạng Định tuyến trong một lược đồ subnet. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 5 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 6 2.3. Cài đặt dịch vụ nối kết định hướng Cài đặt dịch vụ khơng nối kết (tt) Cài đặt dịch vụ khơng nối kết Implementation of Connection-Oriented Service ‹Các gĩi tin được vạch đường độc lập nhau ‹Packet header chứa thơng tin vạch đường ‹Router: ƒ Chọn đường ƒ [ Lưu trữ ] ƒ Chuyển tiếp gĩi tin ‹Khơng đảm bảo thứ tự gĩi tin đến đích Định tuyến trong một virtual-circuit subnet. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 7 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 8
53. Cài đặt dịch vụ nối kết định hướng (tt) So sánh Datagram subnet và Virtual-Circuit subnet ‹Thiết lập một đường truyền cố định giữa hai bên truyền / nhận ‹Tất cả các gĩi tin đều được truyền đi trên đường đã được thiết lập 5-4 ‹Đảm bảo thứ tự gĩi tin ‹Giải phĩng kênh truyền khi kết thúc Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 9 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 10 3. GIẢI THUẬT VẠCH ĐƯỜNG Giải thuật vạch đường (tt) Routing Algorithms ‹Chọn đường (Routing): Là sự chọn lựa một con đường để ‹ Các yếu tố thường là truyền một đơn vị dữ liệu (một packet chẳng hạn) từ trạm (a) Sự phân tán của chức năng chọn đường trên các nút nguồn đến trạm đích của mạng ‹ Chức năng của kỹ thuật chọn đường (b) Sự thích nghi với trạng thái hiện hành của mạng (1) Quyết định chọn đường theo những tiêu chuẩn (tối ưu) (c) Các tiêu chuẩn (tối ưu) để chọn đường nào đĩ. ‹ Dựa trên yếu tố (a) -> Kỹ thuật chọn đường tập trung (2) Cập nhật thơng tin chọn đường,tức là thơng tin dùng (centralized routing) hoặc phân tán (distributed routing) cho chức năng (2) ‹ Dựa trên (b) ta cĩ Kỹ thuật chọn đường tĩnh (static hay fixed routing) hoặc động (adaptatif routing) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 11 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 12
54. Mục tiêu của giải thuật chọn đường Phân loại giải thuật chọn đường Giải thuật chọn đường cĩ thể được phân thành những loại sau: ƒ Chọn đường tập trung (Centralized routing) ƒ Chọn đường phân tán (Distributed routing) ƒ Chọn đường tĩnh (Static routing) ƒ Chọn đường động (Dynamic routing) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 13 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 14 Phân loại giải thuật chọn đường (tt) Phân loại giải thuật chọn đường (tt) Dựa vào sự thích nghi với trạng thái hiện hành mạng: Dựa vào sự phân tán của chức năng chọn đường ‹Vạch đường tĩnh (Static routing) trên các nút của mạng: ‹Vạch đường tập trung ( Centralized routing): Sử dụng Network control center ‹Vạch đường động (Dynamic routing) ‹Vạch đường phân tán ( Distributed routing) Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 15 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 16
55. Giải thuật tìm đường đi ngắn nhất Dijkstra Giải thuật tìm đường đi ngắn nhất Dijkstra (tt) Shortest Path Routing ‹Thước đo đường đi: ‹ Xác định đường đi ngắn nhất từ 1 điểm đến mỗi điểm cịn lại ƒ S là nút nguồn cho trước ƒ Số lượng router phải đi qua (Hop) ƒ N: là tập hợp tất cả các nút đã xác định được đường đi ngắn nhất từ S. ƒ Độ trễ trung bình gĩi tin 2 ƒ Di: là độ dài đường đi ngắn nhất từ nút nguồn S đến nút i. 1 ƒ lij: là giá của cạnh nối trực tiếp nút i với nút j, sẽ là vơ cùng ∞ nếu ƒ Cước phí truyền tin khơng cĩ cạnh nối trực tiếp giữa i và j. 5 3 1 2 ƒ Pj là nút cha của của nút j. ƒ ‹ Bước 1: Khởi tạo 3 4 6 3 ƒ N={S}; Ds=0; ‹Đồ thị hĩa topology mạng: ƒ Với ∀i≠S: D =l , P =S 1 2 i si i 5 ‹ Bước 2: Tìm nút gần nhất kế tiếp ƒ Nút=Router ƒ Tìm nút i ∉ N thoả D = min (D ) với j ∉ N 2 4 i j ƒ Thêm nút i vào N. ƒ Cạnh=Channel ƒ Nếu N chứa tất các nút của đồ thị thì dừng. Ngược lại sang Bước 3 ‹ Bước 3: Tính lại giá đường đi nhỏ nhất ƒ l12=3, l15=∞ ƒ Với mỗi nút j ∉ N: Tính lại Dj= min{ Dj, Di+ lij} ; Pj=i; ƒ Trở lại Bước 2 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 17 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 18 Giao thức liên mạng Giải thuật tìm đường đi ngắn nhất Dijkstra (tt) (IP- Internet protocol) 1 2 2 •Với 1 là nút xuất 1 5 3 1 3 phát 2 2 1 4 6 4 6 •Tìm đường đi ngắn 3 3 3 1 nhất từ 1 tới các 5 2 5 2 nút cịn lại 2 4 2 LÇn LỈp N D2 D3 D4 D5 D6 0 {1} 3 2 5 ∞ ∞ 1 {1,3} 3 2 4 ∞ 3 2 {1,2,3} 3 2 4 7 3 3 {1,2,3,6} 3 2 4 5 3 4 {1,2,3,4,6} 3 2 4 5 3 5 {1,2,3,4,5,6} 3 2 4 5 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 19 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 20
56. Giao thức liên mạng (tt) Các giao thức internet so với OSI ‹Được sử dụng đầu tiên trong mạng ARPANET (Advanded Research Projects Agency) của Bộ Quốc phịng Mỹ (DoD) ‹Tập hợp các protocol, nổi tiếng nhất là TCP/IP ‹TCP/IP sau đĩ được phân phối trong bản UNIX của Berkeley Software Distribution (BSD) và trở thành nền tảng cho Internet và World Wide Web (WWW) ‹IP: giao thức hoạt động ở tầng mạng ở chế độ khơng nối kết, qui định: ƒ Dạng thức địa chỉ máy tính ƒ Khuơn dạng dữ liệu Nguyễnƒ TháiNguyên Dư, BM Tin htọắc,c Khoa vạ KTCNMT,ch đườ ĐHng, An Giang. chuyển tiếp gĩi tin 21 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 22 Gĩi tin IP Gĩi tin IP (tt) 5-54 IPv4 (Internet Protocol) header. Một số IP option. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 23 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 24
57. Địa chỉ IP Địa chỉ IP (tt) IP address formats. Một vài địa chỉ IP đặc biệt Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 25 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 26 Mạng con (Subnets) Mặt nạ mạng (netmask) ‹Network Address = IP Address && Netmask ‹IP class Netmask A 255.0.0.0 B 255.255.0.0 C 255.255.255.0 ‹Ví dụ: IP = 191.2.2.41 ƒ => Lớp B Netmask = 255.255.0.0 ƒ Network Address = 191.2.2.41 && 255.255.0.0 = 191.2.0.0 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 27 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 28
58. Địa chỉ IP (tt) Subnets (2) ‹Broadcast Address tham khảo đến tất các các IP cĩ cùng network address ‹Thay tất cả các bit trong phần HOST của IP bằng bit 1 sẽ nhận được Broadcast Address ‹Ví dụ: IP = 191.2.2.41 => Broadcast Address = 191.2.255.255 ‹Loopback address = 127.0.x.x A class B network subnetted into 64 subnets. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 29 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 30 Mạng con của lớp B Mạng con của lớp C Number of Bits Subnet Mask Number of Subnets Number of Hosts 2 255.255.192.0 2 16382 3 255.255.224.0 6 8190 4 255.255.240.0 14 4094 Number of Bits Subnet Mask Number of Subnets Number of Hosts 5 255.255.248.0 30 2046 2 255.255.255.192 2 62 6 255.255.252.0 62 1022 3 255.255.255.224 6 30 7 255.255.254.0 126 510 4 255.255.255.240 14 14 8 255.255.255.0 254 254 5 255.255.255.248 30 6 9 255.255.255.128 510 126 6 255.255.255.252 62 2 10 255.255.255.192 1022 62 11 255.255.255.224 2046 30 12 255.255.255.240 4094 14 13 255.255.255.248 8190 6 14 255.255.255.252 16382 2 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 31 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 32
59. Các giao thức bổ sung cho IP Để mạng với giao thức IP hoạt động được tốt người ta cần một số giao thức bổ sung, các giao thức này đều khơng phải là bộ phận của giao thức IP và giao thức IP sẽ dùng đến chúng khi cần. ƒ Giao thức ARP (Address Resolution Protocol): Trên một mạng cục bộ hai trạm chỉ cĩ thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau. Giao thức ARP đã được xây dựng để tìm địa chỉ vật lý từ địa chỉ IP khi cần thiết. ƒ Giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Là giao thức ngược với giao thức ARP, được dùng để tìm địa chỉ IP từ địa chỉ vật lý. ƒ Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol): Giao thức này thực hiện truyền các thơng báo điều khiển (báo cáo về các tình trạng các lỗi trên mạng.) giữa các gateway hoặc một nút của liên mạng. Tình trạng lỗi cĩ thể là: một gĩi tin IP khơng thể tới đích của nĩ, hoặc một router khơng đủ bộ nhớ đệm để lưu và chuyển một gĩi tin IP Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 33
60. TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG Application Layer KHOA KỸ THUẬT- CƠNG NGHỆ - MƠI TRƯỜNG MẠNG MÁY TÍNH Giảng viên phụ trách: NGUYỄN THÁI DƯ Bộ mơn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 1 1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 2 CHƯƠNG 6. THE APPLICATION LAYER MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ NGUYÊN TẮC ‹ Một số khái niệm và nguyên tắc. ‹Mộtsố chương trình ứng dụng (network applications): ‹ Web & Hyper Text Transfer Protocol. ƒ Email (Yahoo! Mail, MS Outlook ). ‹ Web design and HTTP, Web programming. ƒ Web browser (MS Internet Explorer, Netscape ‹ File Transfer Protocol. Navigator ). ‹ Electronic Mail Protocols. ƒ Instant messenger (Yahoo! Messenger, ICQ ). ‹ Domain Name System. ƒ P2P file sharing (Napster, KazaA ). ƒ Internet games (Yahoo! Games). ƒ Internet telephone (Skype, FPTFone,VNNFone ). ƒ Streaming stored video clips. ƒ Real-time video conference. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 4
61. Một số giao thức (application-layer protocols) Net applications vs. application-layer protocols ‹ HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) ‹ Applications: ƒ Giao thứcweb. ƒ Chương trình ứng dụng chạy ‹ FTP (File Transfer Protocol) trên các máy tính. ƒ Giao thứctruyềntập tin. ƒ Trao đổi thơng điệp (message) ‹ SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) với các ứng dụng khác nhằm ƒ Giao thứctruyềnthưđiệntử. thực thi vai trị của ứng dụng. ‹ POP (Post Office Protocol) ƒ Vd: web browser, email ƒ Giao thứcnhậnthưđiệntử. client ‹ IMAP (Internet Mail Access Protocol) ‹ Application-layer protocols: ƒ Giao thứcnhậnthưđiệntử (khác POP3) ƒ Là một thành phầncủachương ‹ DNS (Domain Name System) trình ứng dụng. ƒ DNS = hệ thống tên miền, giao thức DNS quy định quy tắcsử ƒ Định nghĩa các quy tắctraođổi dụng tên miền. thơng điệp. ‹ TFTP (Trivial FTP) ƒ Giao tiếpvới các dịch vụđược cung cấpbởitầng dưới(TCP, ƒ Mộtdạng khác củaFTP. UDP). Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 5 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 6 Các chương trình giao tiếp với nhau như thế nào? Mơ hình khách-phục vụ (client-server paradigm) Mơ hình khách-phụcvụđược quen gọilà ‹Các chương trình trên cùng một máy tính mơ hình khách-chủ. Một ứng dụng cụ thể application bao gồm hai phần: transport ƒ Sử dụng các dịch vụđược cung cấpbởihệđiềuhành network data link (interprocess communication). ‹ Client physical ƒ Thiếtlậpliênkếtvớiserver. request ‹Các chương trình trên các máy tính khác nhau ƒ Yêu cầudịch vụ từ server. ƒ Giao tiếp thơng qua giao thứccủatầng ứng dụng ƒ Nhiều clients. (application-layer protocol). ƒ Vd: web browser. ‹ Server ‹Chương trình phía người dùng = user agent ƒ Chờ và cung cấp các dịch vụ khi client reply yêu cầu. application ƒ Giao tiếpvớingườisử dụng (giao diệnsử dụng). ƒ Thường chỉ cĩ 1 server, khơng thay đổi transport network địachỉ, chạy24/7. data link ƒ Giao tiếpvớicácgiaothứcmạng. ƒ Vd: web server. physical Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 7 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 8
62. Mơ hình ngang hàng (Peer-to-peer paradigm) Client-server & P2P examples ‹ Khơng cĩ máy dịch vụ cốđịnh, các ‹ CNN.com Ỉ Client-server máytínhtrongmạng lúc này là server (nhận yêu cầukếtnối) nhưng ‹ Yahoo! Mail Ỉ Client-server lúc khác lại là client (yêu cầumáy khác kếtnối). ‹ Google Ỉ Client-server ‹ Các máy tính là ngang hàng, tự do ‹ Yahoo! Messenger Ỉ Client-server & P2P kếtnốivàgiaotiếp đơi một. ‹ Địachỉ của các máy tính tham gia ‹ Internet Relay Chat (IRC) Ỉ Client-server & P2P giao tiếpliêntụcthayđổi. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 9 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 10 Yêu cầu đối với việc vận chuyển dữ liệu Web & Hyper Text Transfer Protocol ‹Data loss ‹ Trang web (web page): mộtloạitàiliệucĩchứatrongđĩ nhiều đối ƒ Các ứng dụng audio/video cĩ thể chấpnhậnmấtmát, sai tượng: text, image, audio, Java applet, HTML lệch dữ liệu trong khoảng cho phép. ‹ Về cơ bản, web page = HTML file (base HTML). ƒ Email, file transfer yêu cầudữ liệuphải chính xác. ƒ HTML = Hyper Text Markup Language. ‹Timing ƒ HTML sử dụng các thẻ (tag) để mơ tảđốitượng chứatrongnĩ. ‹ Mỗi đốitượng đượcchỉ ra bởi địachỉ URL (Uniform Resource ƒ Các ứng dụng online cần độ trễ (delay) nhỏ (phone, games). Locator) ‹Bandwidth ƒ ƒ Các ứng dụng multimedia cần đường truyềntốc độ cao để ƒ đảmbảochấtlượng. ƒ Các ứng dụng email, file transfer mềmdẻohơn, tuỳ theo tốc Protocol Host name & port Path độ. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 11 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 12
63. HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) HTTP: Quá trình trao đổi thơng điệp ‹Giao thứctầng ứng dụng web. ‹Client (browser) thiếtlậpliênkếttới web server (TCP ‹Sử dụng mơ hình client/server. connection) qua cổng 80 (mặc định). ƒ Client (user agent): – Trình duyệt web (web ‹Server đồng ý kếtnối (accept). brownser) ‹Các thơng điệp (HTTP messages) đượctraođổigiữa – Yêu cầu truy cậpweb browser và server. thơng qua URL (URL request). ‹Ngắtkếtnối. ƒ Server – Máy phụcvụ web (web server). – Gửi các đốitượng tới Vertrigo client thơng tin phảnhồi (response). Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 13 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 14 HTTP example Giả sử người dùng truy cập URL: www.agu.edu.vn/cs/index.htm 4. http server ngắtliênkết. (trang web cĩ text và 10 hình ảnh jpeg) 1a. http client thiếtlậpliênkếtTCP 5. http client nhận response message với http server (process) tại địachỉ cĩ chứa html file, hiểnthị html. 1b. http server tạimáyphụcvụ www.agu.edu.vn, cổng 80 (ngầm Sau đĩ, phân tích html file, tìm www.agu.edu.vn chờ yêu cầukết định với http server). URL của 10 hình ảnh jpeg trong tài nốiTCP tạicổng 80, chấpnhậnkết liệu. nốirồi thơng báo với client. time 2. http client gửi http request message 6. Bước1-5 đượclặplạivớitừng hình (bao gồmcả URL) tớiTCP ảnh. connection socket 3. http server nhận request message, tạorahttp response message cĩ chứacácđốitượng đượcyêucầu rồigửi vào socket. time Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 15 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 16
64. Web servers Web design and HTTP, Web programming ‹IIS (Microsoft Internet Information Server) ‹ Thiếtkế web: TạoratàiliệuHTML ‹ HTML (Hyper Text Markup Language) ƒ Chạy trên mơi trường Windows ƒ Trong tài liệu HTML cĩ thể cĩ nhiều đốitượng ƒ Đi kèm Windows XP/2000/2003 Server (IIS 5.0). – Text – Images ‹Apache web server – Hyper link ƒ Mã nguồnmở. ƒ Sử dụng thẻ (tag) để diễn đạt đốitượng. ƒ Linux/Windows – Thẻ mở, vd: ; ; ; – Thẻđĩng, vd: ; ; ; ƒ ‹ Cơng cụ: ƒ Web server được dùng nhiềunhất. ƒ Text editor: Notepad, Ultra Edit ƒ Microsoft FrontPage ƒ Macromedia Dreamweaver ‹ ( Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 17 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 18 Web programming ASP (Active Server Page) ‹HTML = trang web tĩnh (Static web): Web server luơn trả ‹ Microsoft/IIS. ‹ Mộttàiliệu ASP cĩ thể coi như mộttàiliệu HTML cĩ nhúng các về một trang HTML cốđịnh khi nhận đượcyêucầucủa script ASP, được ghi lạidạng tệp *.asp, đặttại web server. người dùng. ‹ Mỗi khi được request, các script đượcchạy ở phía server, kếtquả trả ‹Lập trình web: tương tác vớingườisử dụng thơng qua về client dạng HTML (client khơng thấy source). ‹ Các đốitượng: web. ƒ Request Ỉ Client request. ƒ LT web # LT Pascal, C: ƒ Response Ỉ Server response. – Tương tác thơng qua HTTP Message. ƒ Application ƒ QueryString ƒ Client-side scripts: Java script, VB script. ‹ Cơng cụ: MS Visual InterDev ƒ Server-side scripts: ASP, JSP, PHP, Perl Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 19 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 20
65. Mơ hình 3 lớp trong lập trình web Chương 6 . The Application Layer ‹ Một số khái niệm và nguyên tắc. req WEB BROWSER WEB SERVER (Apache, IIS) ‹ Web & Hyper Text Transfer Protocol. resp ‹ Web design and HTTP, Web programming. ‹ File Transfer Protocol. Server-side scripts ASP, PHP, JSP ‹ Electronic Mail Protocols. ‹ Domain Name System. Các thủ tụctruyxuấtCSDL DB API CSDL DB Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 21 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 22 FTP - File Transfer Protocol FTP: control & data connections TCP control connection port 21 FTP file transfer FTP FTP user client server interface TCP data connection user FTP FTP at host local file remote file port 20 system system ‹FTP sử dụng TCP. client server ‹Truyền/tải file (to/from remote host). ‹FTP sử dụng đồng thời 2 liên kếtTCP tại2 cổng: ‹Client/server model ƒ TCP control connection, port 21: trao đổi các thơng ƒ Client: đưarayêucầu truyềntải. điệp điềukhiển (commands, responses ). ƒ Server = remote host. ƒ TCP data connection, port 20: truyềntảifile. ‹FTP: RFC 959 ‹FTP lưugiữ trạng thái client trong phiên làm việc. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 23 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 24
66. FTP: Quá trình trao đổi/truyền tải FTP clients & servers TCP control connection port 21 FTP file transfer FTP FTP user client server TCP data connection interface client port 20 server user at host local file remote file system system ‹ Command-based client: ‹ Microsoft FTP Service ƒ Windows FTP command. ‹ ƒ Linux FTP command. ‹ GUI clients ƒ Windows Commander. ƒ CuteFTP, WS_FTP Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 25 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 26 Tomy Ỉ Jerry Electronic Mail Protocols Ba thành phần chính: user 1) Tomy sử dụng UA soạnthư, địa chỉ 4) Mail server củaTomygửi agent gửitới “to”: jerry ‹ User agents (mail clients) @yahoo.com thư qua liên kếtTCP. mail user ƒ Soạn, đọcthư (messages). server 2) Tomy’s UA gửithưđến mail server agent 5) Mail server của Jerry cấtthư ƒ Vd: Outlook, Eudora, Netscape của Tomy, bứcthưđượcxếpvào SMTP nhận được vào hộp thư của Messenger mail hàng đợi (message queue). Jerry. ‹ Mail servers server user 3) Mail server củaTomymở liên kết agent 6) Jerrydùng UA để lấythư từ ƒ Lưutrữ, xử lý thư. SMTP TCP tới mail server của Jerry. server về rồi đọcthư. ƒ Vd: Exchange, MDeamon SMTP ‹ Protocols mail user agent ƒ Simple Mail Transfer Protocol server (SMTP). 1 user mail mail user ƒ Post Office Protocol (POP). agent user server server agent outgoing agent 2 ƒ Internet Mail Access Protocol user 3 4 6 agent message queue Outlook5 Yahoo! Mail (IMAP). yahoo.com user mailbox agu.edu.vn Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 27 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 28
67. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Mail access protocol ‹Sử dụng liên kết TCP (port 25) để gửimails: SMTP SMTP access user user ƒ Từ sender’s mail client tới sender’s mail server. agent agent protocol ƒ Từ sender’s mail server tới receiver’s mail server. ‹Ba pha: sender’s mail receiver’s mail ƒ Bắt tay (handshaking/greeting). server server ƒ Trao đổi messages. ‹SMTP: giao thứcgửimail tớiserver. ƒ Kết thúc. ‹Mail access protocol: giao thứcnhậnmail từ server. ‹Command/response: ƒ POP (Post Office Protocol): RFC 1939. TCP Port 110. ƒ commands: ASCII. ƒ IMAP (Internet Mail Access Protocol): RFC 1730. TCP port ƒ responses: status code & phrase. 143. ƒ HTTP: Hotmail, Yahoo! Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 29 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 30 POP3 (more) and IMAP DNS (Domain Name System) POP3 IMAP4 Mr Phúc HTTP (Internet Explorer) ‹ Chếđộ“download and ‹Lưutrữ tồn bộ msg tại delete”: server. From: Phúc www.agu.edu.vn www.agu.edu.vn ƒ Msg bị xố khi thốt. To: Phịng ĐT => 203.162.207.165 ‹Cho phép người dùng tổ ƒ Khơng thể nhậnmsglần Phịng ĐT 203.162.207.165 chứclưutrữ trên server => A.101 nữa. (tạothư mục, di chuyển ‹ “Download-and-keep”: DNS client DNS servers msg ) Ms Hạnh ƒ Msg đượcgiữ lạiserver. ‹Lưutrạng thái giữa các ‹ Địachỉ IP (32 bit) đượcsử dụng để xác định một nút trong mạng ƒ Cĩ thể nhận msg nhiều phiên (state): lầntừ nhiều client. TCP/IP: 203.162.207.165 Ỉ khĩ nhớ! ‹ Khơng lưutrạng thái giữa ƒ Thư mụctự tạo. Ỉ Sử dụng tên (host name) song song với IP address. các phiên làm việc ƒ Các msgs đã di chuyển. ‹ DNS (RFC 1034, RFC 1035, RFC 2136): (stateless). ƒ Chuyểnhost name Ỉ IP address. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 31 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 32
68. DNS services Internet domain name space DNS khơng tương tác trựctiếpvới users mà cung cấpcác dịch vụ cho các chương trình khác (HTTP, FTP ) thuộc tầng ứng dụng: ‹Host name Ỉ IP (hostname to IP resolve). ‹Host aliasing. ƒ Một máy tính cĩ tên chính thứcvàcĩthể cĩ bí danh (alias). ‹Mail server aliasing. ƒ @agu.edu.vn Ỉ mail server address = ? ‹Load distribution (phân tán tải) ƒ Mộtdịch vụ web (cnn.com, yahoo.com ) cĩ thểđượccung cấptại nhiều server cĩ IP khác nhau để phân tán tải do lượng ngườisử dụng cao. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 33 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 34 Internet domain name space ‹Domain name (tên miền): ‹Host name: ƒ Miền= tậphợp các nút www.agu.edu.vn mạng cĩ cùng mộtnút mail.agu.edu.vn cha trong sơđồtrên. ƒ vn: Vietnam. ƒ agu.edu.vn; yahoo.com; ƒ edu: education. yale.edu. ƒ agu: An Giang ƒ Sub-domain: Universitas. cs.yale.edu; ƒ www: máy chủ world wide web. ƒ mail: máy chủ mail. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 35
69. TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG Chương 7. Mạng Internet và TCP/IP KHOA KỸ THUẬT- CƠNG NGHỆ - MƠI TRƯỜNG ‹Giới thiệu mơ hình kiến trúc TCP/IP. ‹Một số giao thức cơ bản của bộ giao thức TCP/IP MẠNG MÁY TÍNH Giảng viên phụ trách: NGUYỄN THÁI DƯ Bộ mơn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 1 1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 2 Vai trị và chức năng các tầng trong mơ hình TCP/IP Vai trị và chức năng các tầng trong mơ hình TCP/IP ‹Tầng ứng dụng (Process/Application Layer): Tầng vận chuyển Host to Host: ƒ Ứng với các tầng Session, Presentation và Aplication ‹ ứng với Transport Layer trong mơ hình OSI, thực hiện những kết nối giữa hai máy chủ trên mạng bằng: TCP và UDP trong mơ hình OSI. ‹ Giao thức điều khiển trao đổi dữ liệu TCP (Transmission Control Protocol): ƒ Tầng ứng dụng hỗ trợ các ứng dụng cho các giao thức ƒ TCP là giao thức kết nối hướng liên kết (Connection - tầng Host to Host. Cung cấp giao diện cho người sử Oriented) chịu trách nhiệm đảm bảo tính chính xác và độ tin dụng mơ hình TCP/IP. cậy cao trong việc trao đổi dữ liệu giữa các thành phần của mạng, tính đồng thời và kết nối song cơng (Full Duplex). ƒ Các giao thức ứng dụng gồm TELNET(truy nhập từ xa), ƒ TCP kiểm sốt lỗi bằng cách truyền lại các gĩi tin bị lỗi. FTP (truyền File), SMTP (thư điện tử), ƒ Nhiều kết nối TCP cĩ thể được thiết lập tại một máy chủ và dữ liệu cĩ thể được truyền đi một cách đồng thời và độc lập với nhau trên các kết nối khác nhau, dữ liệu cĩ thể được trao đổi trên một kết nối đơn theo 2 chiều. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 4
70. Vai trị và chức năng các tầng trong mơ hình TCP/IP Vai trị và chức năng các tầng trong mơ hình TCP/IP Tầng vận chuyển Host to Host (tt) ‹Tầng mạng (Internet Layer): ƒ Ứng với tầng mạng (Network Layer) trong mơ hình ‹Giao thức dữ liệu người sử dụng UDP (User Datagram OSI, cung cấp một địa chỉ logic cho giao diện vật lý Protocol): UDP được sử dụng cho những ứng dụng khơng mạng. địi hỏi độ tin cậy cao. ƒ Giao thức thực hiện của tầng mạng là giao thức IP kết nối khơng liên kết (Connectionless), là hạt nhân hoạt động của Internet. ƒ Cùng với các giao thức định tuyến RIP, OSPF, BGP, tầng tầng mạng IP cho phép kết nối một cách mềm dẻo và linh hoạt các loại mạng "vật lý" khác nhau như: Ethernet, Token Ring, X.25 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 5 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 6 Vai trị và chức năng các tầng trong mơ hình TCP/IP Giới thiệu mơ hình kiến trúc TCP/IP ‹Tầng mạng (Internet Layer) (tt) ‹Tầng truy nhập mạng (Network Access Layer): ƒ Hỗ trợ các ánh xạ giữa địa chỉ vật lý (MAC) do tầng ƒ Tương ứng với tầng Vật lý và Liên kết dữ liệu trong mơ Network Access Layer cung cấp với địa chỉ logic bằng hình OSI, tầng truy nhập mạng cung cấp các phương các giao thức phân giải địa chỉ ARP (Address tiện kết nối vật lý cáp, bộ chuyển đổi (Transceiver), Resolution Protocol) và phân giải địa chỉ đảo RARP Card mạng, giao thức kết nối, giao thức truy nhập (Reverse Address Resolution Protocol). đường truyền như CSMA/CD, Token Ring, Token ƒ Các vấn đề cĩ liên quan đến chuẩn đốn lỗi và các tình Bus ). huống bất thường liên quan đến IP được giao thức ƒ Cung cấp các dịch vụ cho tầng Internet phân đoạn dữ ICMP (Internet Control Message Protocol) thống kê và liệu thành các khung. báo cáo. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 7 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 8
71. Giới thiệu mơ hình kiến trúc TCP/IP Quá trình đĩng gĩi dữ liệu Encapsulation Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 9 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 10 Quá trình đĩng gĩi dữ liệu Encapsulation Quá trình đĩng gĩi dữ liệu Encapsulation ‹Trong TCP/IP mỗi tầng cĩ một cấu trúc dữ liệu riêng, độc ‹Process/Application Layer: Message (Thơng điệp ) lập với cấu trúc dữ liệu được dùng ở tầng trên hay tầng ‹Host - To- Host Layer: Segment/Datagram (Đoạn/Bĩ dữ dưới kề nĩ. liệu) ‹Khi dữ liệu được truyền từ tầng ứng dụng cho đến tầng vật lý, qua mỗi tầng được thêm phần thơng tin điều khiển ‹Internet Layer: Packet (Gĩi dữ liệu) (Header) đặt trước phần dữ liệu được truyền, đảm bảo cho ‹Network Layer: Frame (Khung dữ liệu) việc truyền dữ liệu chính xác. ‹Việc thêm Header vào đầu các gĩi tin khi đi qua mỗi tầng trong quá trình truyền dữ liệu được gọi là Encapsulation. Quá trình nhận dữ liệu sẽ diễn ra theo chiều ngược lại, khi qua mỗi tầng, các gĩi tin sẽ tách thơng tin điều khiển thuộc nĩ trước khi chuyển dữ liệu lên tầng trên. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 11 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 12
72. Quá trình phân mảnh dữ liệu Fragment Một số giao thức cơ bản của bộ giao thức TCP/IP ‹Dữ liệu cĩ thể được truyền qua nhiều mạng khác nhau, ‹Giao thức gĩi tin người sử dụng UDP (User Datagram kích thước cho phép bằng nhau? Protocol) ‹Kích thước lớn nhất của gĩi dữ liệu trong mạng gọi là đơn ‹Giao thức điều khiển truyền TCP (Transmission Control vị truyền cực đại MTU (Maximum Transmission Unit). Protocol) ‹Trong quá trình đĩng gĩi Encapsulation, nếu kích thước của một gĩi lớn hơn kích thước cho phép? Nếu một mạng nhận dữ liệu từ một mạng khác, kích thước gĩi dữ liệu lớn hơn MTU của nĩ? ‹Quá trình phân mảnh dữ liệu Fragment? ‹Quá trình phân mảnh làm tăng thời gian xử lý, làm giảm tính năng của mạng và ảnh hưởng đến tốc độ trao đổi dữ liệu trong mạng. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 13 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 14 Giao thức gĩi tin người sử dụng UDP Giao thức điều khiển truyền TCP ‹ UDP là giao thức khơng liên kết (Connectionless). Sử dụng cho các ‹ TCP là một giao thức hướng liên kết (Connection Oriented), trước tiến trình khơng yêu cầu về độ tin cậy cao, khơng cĩ cơ chế xác nhận khi truyền dữ liệu, thực thể TCP phát và thực thể TCP thu thương ACK, khơng đảm bảo chuyển giao các gĩi dữ liệu đến đích và theo lượng để thiết lập một kết nối logic tạm thời, tồn tại trong quá trình đúng thứ tự và khơng thực hiện loại bỏ các gĩi tin trùng lặp. truyền số liệu. ‹ UDP cung cấp cơ chế gán và quản lý các số hiệu cổng để định danh ‹ TCP nhận thơng tin từ tầng trên, chia dữ liệu thành nhiều gĩi theo độ duy nhất cho các ứng dụng chạy trên một Client của mạng và thực dài quy định và chuyển giao các gĩi tin xuống cho các giao thức tầng hiện việc ghép kênh. UDP thường sử dụng kết hợp với các giao thức mạng (Tầng IP) để định tuyến. khác, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu xử lý nhanh (SNMP,VoIP) ‹ Bộ xử lý TCP xác nhận từng gĩi, nếu khơng cĩ xác nhận gĩi dữ liệu ƒ Giao thức SNMP (Simple Network Management Protocol) là giao sẽ được truyền lại. Thực thể TCP bên nhận sẽ khơi phục lại thơng tin thức quản lý mạng phổ biến, khả năng tương thích cao. ban đầu dựa trên thứ tự gĩi và chuyển dữ liệu lên tầng trên. ƒ VoIP ứng dụng UDP: Kỹ thuật VoIP (Voice over IP) được thừa ‹ TCP cung cấp khả năng truyền dữ liệu một cách an tồn giữa các kế kỹ thuật giao vận IP. thành phần trong liên mạng. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 15 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 16
73. Giao thức điều khiển truyền TCP Giao thức điều khiển truyền TCP TCP cung cấp các chức năng chính sau: TCP cĩ những đặc điểm sau: Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 17 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 18 Cấu trúc gĩi tin TCP (TCP Segment) Cấu trúc gĩi tin TCP (TCP Segment) ‹Cổng nguồn (Source Port): 16 bít, số hiệu cổng nguồn. ‹Cổng đích (Destination Port): Độ dài 16 bít, chứa số hiệu cổng đích. ‹Sequence Number: 32 bits, số thứ tự của gĩi số liệu khi phát. ‹Acknowlegment Number (32 bits), Bên thu xác nhận thu được dữ liệu đúng. ‹Offset (4 bíts): Độ dài Header gĩi tin TCP. ‹Reserved (6 bít) lưu lại: Lấp đầy bằng 0 để dành cho tương lai. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 19 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 20
74. Cấu trúc gĩi tin TCP (TCP Segment) Cấu trúc gĩi tin TCP (TCP Segment) ‹Control bits: Các bits điều khiển ‹Window (16bits): Số lượng các Byte dữ liệu trong vùng ƒ URG : Vùng con trỏ khẩn cĩ hiệu lực. cửa sổ bên phát. ƒ ACK : Vùng báo nhận (ACK number) cĩ hiệu lực ‹Checksum (16bits): Mã kiểm sốt lỗi (theo phương pháp ƒ PSH: Chức năng PUSH. CRC). ƒ RST: Khởi động lại (reset) liên kết. ‹Urgent Pointer (16 bits): Số thứ tự của Byte dữ liệu khẩn, khi URG được thiết lập . - Option (độ dài thay đổi): Khai ƒ SYN : Đồng bộ các số liệu tuần tự (sequence number). báo độ dài tối đa của TCP Data trong một Segment . ƒ FIN : Khơng cịn dữ liệu từ trạm nguồn . ‹Padding (độ dài thay đổi): Phần chèn thêm vào Header. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 21 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 22 Giao thức mạng IP (Internet Protocol) Giao thức mạng IP (Internet Protocol) ‹IP là giao thức khơng liên kết. ‹Địa chỉ IP : Mỗi một trạm (Host) được gán một địa chỉ duy ‹Chức năng: cung cấp các dịch vụ Datagram và các khả nhất gọi là địa chỉ IP. năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ ‹Mỗi địa chỉ IP cĩ độ dài 32 bit được tách thành 4 vùng liệu với phương thức chuyển mạch gĩi IP Datagram, thực (mỗi vùng 1 byte), cĩ thể được biểu diễn dưới dạng thập hiện tiến trình định địa chỉ và chọn đường. phân, bát phân, thập lục phân hoặc nhị phân. Cách viết phổ ‹IP Header được thêm vào đầu các gĩi tin và được giao thức biến nhất là dưới dạng thập phân cĩ dấu chấm để tách giữa tầng thấp truyền theo dạng khung dữ liệu (Frame). các vùng. ‹IP định tuyến các gĩi tin thơng qua liên mạng bằng cách sử dụng các bảng định tuyến động tham chiếu tại mỗi bước ‹Địa chỉ IP được chia thành 5 lớp ký hiệu là A, B, C, D, E nhảy. Xác định tuyến được tiến hành bằng cách tham khảo với cấu trúc mỗi lớp được xác định. Các bit đầu tiên của thơng tin thiết bị mạng vật lý và logic như ARP giao thức byte đầu tiên được dùng để định danh lớp địa chỉ. phân giải địa chỉ. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 23 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 24
75. Giao thức mạng IP (Internet Protocol) Giao thức mạng IP (Internet Protocol) ‹Lớp A cho phép định danh tối đa 126 mạng (byte đầu tiên), với tối đa 16 triệu Host (3 byte cịn lại) cho mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng cĩ số trạm cực lớn. ‹Lớp B cho phép định danh tới 16384 mạng con, với tối đa 65535 Host trên mỗi mạng. ‹Lớp C cho phép định danh tới 2.097.150 mạng và tối đa 254 Host cho mỗi mạng. ‹Lớp D dùng để gửi IP Datagram tới một nhĩm các Host trên một mạng. Tất cả các số lớn hơn 233 trong trường đầu là thuộc lớp D. ‹Lớp E dự phịng để dùng trong tương lai. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 25 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 26 Giao thức mạng IP (Internet Protocol) Cấu trúc gĩi dữ liệu IP ‹Cấu trúc gĩi dữ liệu IP: ƒ Các gĩi dữ liệu IP được gọi là các Datagram. ƒ Mỗi Datagram cĩ phần tiêu đề (Header) chứa các thơng tin điều khiển. ƒ Nếu địa chỉ IP đích cùng mạng hoặc khơng cùng mạng với trạm nguồn? ƒ IP Gateway là một thiết bị mạng IP đảm nhận việc lưu chuyển các gĩi dữ liệu IP giữa hai mạng IP khác nhau Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 27 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 28
76. Cấu trúc gĩi dữ liệu IP Cấu trúc gĩi dữ liệu IP ‹ VER (4 bits): Version hiện hành của IP được cài đặt. ‹Protocol (8 bits): Chỉ giao thức sử dụng TCP hay UDP. ‹ IHL (4 bits): Internet Header Length của Datagram ‹Header Checksum (16 bits): Mã kiểm sốt lỗi CRC(Cycle ‹ Type of service(8 bits): Thơng tin về loại dịch vụ và mức ưu tiên của Redundancy Check). gĩi IP ‹Source Address (32 bits): địa chỉ của trạm nguồn. ‹ Total Length (16 bits): Chỉ độ dài Datagram, ‹Destination Address (32 bits): Địa chỉ của trạm đích. ‹ Identification (16bits): Định danh cho một Datagram ‹Option (cĩ độ dài thay đổi): Sử dụng trong trường hợp bảo ‹ Flags(3 bits): Liên quan đến sự phân đoạn (Fragment) các Datagra mật, định tuyến đặc biệt. ‹ Fragment Offset (13 bits): Chỉ vị trí của Fragment trong Datagram ‹Padding (độ dài thay đổi): Vùng đệm cho phần Header ‹ Time To Live (TTL-8 bits): Thời gian sống của một gĩi dữ liệu luơn kết thúc ở 32 bits ‹Data (độ dài thay đổi): Độ dài dữ liệu tối đa là 65.535 bytes, tối thiểu là 8 bytes. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 29 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 30 Giao thức thơng báo điều khiển mạng ICMP Giao thức thơng báo điều khiển mạng ICMP Giao thức thơng báo điều khiển mạng ICMP (Internet Control Message Protocol) Giao thức thơng báo điều khiển mạng ICMP ‹Giao thức IP khơng cĩ cơ chế kiểm sốt lỗi và kiểm sốt ‹Điều khiển lưu lượng (Flow Control): Khi các gĩi dữ liệu luồng dữ liệu. Các nút mạng cần biết tình trạng các nút đến quá nhanh? khác, các gĩi dữ liệu phát đi cĩ tới đích hay khơng ‹Thơng báo lỗi: Trong trường hợp khơng tới được địa chỉ ‹Các chức năng chính: ICMP là giao thức điều khiển của đích thì hệ thống sẽ gửi một thơng báo lỗi "Destination tầng IP, sử dụng để trao đổi các thơng tin điều khiển dịng Unreachable". dữ liệu, thơng báo lỗi và các thơng tin trạng thái khác của ‹Định hướng lại các tuyến (Redirect Router): Một Router bộ giao thức TCP/IP. gửi một thơng điệp ICMP cho một trạm thơng báo nên sử dụng Router khác. Kiểm tra các trạm ở xa: Một trạm cĩ thể gửi một thơng điệp ICMP "Echo" để kiểm tra trạm cĩ hoạt động hay khơng Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 31 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 32
77. Giao thức phân giải địa chỉ ARP Giao thức thơng báo điều khiển mạng ICMP Giao thức phân giải địa chỉ ARP Giao thức thơng báo điều khiển mạng ICMP (Address Resolution Protocol) ‹Các loại thơng điệp ICMP: ‹Giao thức TCP/IP sử dụng ARP để tìm địa chỉ vật lý ƒ Các thơng điệp truy vấn giúp cho người quản trị mạng (MAC) của trạm đích khi biết địa chỉ logic (địa chỉ IP) nhận các thơng tin xác định từ một node mạng khác. ‹Mỗi hệ thống lưu giữ và cập nhật bảng thích ứng địa chỉ ƒ Các thơng điệp thơng báo lỗi liên quan đến các vấn đề IP-MAC tại chỗ (cịn được gọi là bảng ARP Cache). Bảng mà bộ định tuyến hay trạm phát hiện ra khi xử lý gĩi IP. thích ứng địa chỉ được cập nhật bởi người quản trị hệ ICMP sử dụng địa chỉ IP nguồn để gửi thơng điệp thơng thống hoặc tự động bởi giao thức ARP sau mỗi lần ánh xạ báo lỗi cho node nguồn của gĩi IP. được một địa chỉ tương ứng mới. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 33 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 34 Giao thức phân giải địa chỉ ARP Giao thức phân giải địa chỉ ARP ‹Trước khi trao đổi thơng tin với nhau, node nguồn cần phải xác ‹Tiến trình của ARP: định địa chỉ vật lý MAC của node đích (tìm kiếm trong bảng ƒ IP yêu cầu địa chỉ MAC. địa chỉ IP) ƒ Tìm kiếm trong bảng ARP. ƒ Nếu khơng cùng địa chỉ mạng: node nguồn gửi Broadcast một gĩi yêu cầu ARP(ARP Request) cĩ chứa địa chỉ IP ƒ Nếu tìm thấy sẽ trả lại địa chỉ MAC. nguồn, địa chỉ IP đích cho tất cả các máy trên mạng. ƒ Nếu khơng tìm thấy, tạo gĩi ARP yêu cầu và gửi tới tất ƒ Nếu cùng địa chỉ mạng: nghĩa là node đích tìm trong bảng cả các trạm. thích ứng địa chỉ IP-MAC của nĩ và trả lời bằng một gĩi ƒ Tuỳ theo gĩi tin trả lời, ARP cập nhật vào bảng ARP và ARP Reply cĩ chứa địa chỉ MAC cho node nguồn. Nếu gửi địa chỉ MAC cho IP. khơng cùng địa chỉ IP, nĩ chuyển tiếp gĩi yêu cầu nhận được dưới dạng quảng bá cho tất cả các trạm trên mạng. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 35 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 36
78. Giao thức phân giải địa chỉ ngược RARP Giao thức phân giải địa chỉ ngược RARP Minh hoạ quá trình tìm địa chỉ MAC bằng ARP (Reverse Address Resolution Protocol) Minh hoạ quá trình tìm địa chỉ MAC bằng ARP ‹RARP là giao thức phân giải địa chỉ ngược. ‹Quá trình này ngược lại với quá trình ARP ở trên, nghĩa là cho trước địa chỉ mức liên kết (MAC), tìm địa chỉ IP tương ứng. Như vậy RARP được sử dụng để phát hiện địa chỉ IP, khi biết địa chỉ vật lý MAC. Và cũng được sử dụng trong trường hợp trạm làm việc khơng cĩ đĩa Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 37 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 38 Minh họa quá trình tìm địa chỉ IP bằng giao thức RARP Khái niệm về giao thức ‹Các thực thể của mạng muốn trao đổi thơng tin với nhau phải bắt tay, đàm phán về một số thủ tục, quy tắc Cùng phải “nĩi chung một ngơn ngữ”. ‹Tập quy tắc hội thoại được gọi là giao thức mạng (Protocols). Các thành phần chính của một giao thức: ƒ Cú pháp: định dạng dữ liệu, phương thức mã hố và các mức tín hiệu. ƒ Ngữ nghĩa: thơng tin điều khiển, điều khiển lưu lượng và xử lý lỗi Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 39 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 40
79. Chức năng giao thức Chức năng giao thức ‹Đĩng gĩi ‹Đĩng gĩi: ‹Phân đoạn và hợp lại ƒ Việc thêm thơng tin điều khiển vào các gĩi dữ liệu được ‹Điều khiển liên kết gọi là quá trình đĩng gĩi (Encapsulation). ‹Giám sát ƒ Bên thu sẽ được thực hiện ngược lại, thơng tin điều ‹Đồng bộ hố khiển sẽ được gỡ bỏ khi gĩi tin được chuyển từ tầng dưới lên tầng trên. ‹Địa chỉ hố Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 41 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 42 Chức năng giao thức Chức năng giao thức ‹Phân đoạn và hợp lại: ‹Điều khiển liên kết: Trao đổi thơng tin giữa các thực thể ƒ Các giao thức ở các tầng thấp cần phải cắt dữ liệu thành cĩ thể thực hiện theo hai phương thức: những gĩi cĩ kích thước quy định. Quá trình này gọi là ƒ hướng liên kết (Connection - Oriented) quá trình phân đoạn. ƒ khơng liên kết (Connectionless). ƒ Ngược với quá trình phân đoạn bên phát là quá trình hợp lại bên thu. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 43 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 44
80. Chức năng giao thức Chức năng giao thức ‹Giám sát: ‹Đồng bộ hố: ƒ Các gĩi tin PDU cĩ thể lưu chuyển độc lập theo các con ƒ Hai thực thể truyền thơng trong giao thức cần phải đồng đường khác nhau, khi đến đích cĩ thể khơng theo thứ tự thời trong cùng một trạng thái xác định. như khi phát. ƒ Ví dụ cùng trạng thái khởi tạo, điểm kiểm tra và huỷ bỏ, được gọi là đồng bộ hố. ƒ Mỗi một PDU cĩ một mã tập hợp duy nhất và được đăng ký theo tuần tự. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 45 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 46 Chức năng giao thức ‹Địa chỉ hố: ƒ Hai thực thể cĩ thể truyền thơng được với nhau, cần phải nhận dạng được nhau. ƒ Trong mạng quảng bá, các thực thể phải nhận dạng định danh của nĩ trong gĩi tin. ƒ Trong các mạng chuyển mạch, mạng cần nhận biết thực thể đích để định tuyến dữ liệu trước khi thiết lập kết nối Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 47
81. TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG An ninh truyền tin người-người KHOA KỸ THUẬT- CƠNG NGHỆ - MƠI TRƯỜNG -Kẻ trộm khơng hiểu đượcnội dung -Ăntrộm -Thơng điệp khơng bị sửa đổi -Sửa đổi -Gửi đúng địachỉ -Huỷ bỏ - - MẠNG MÁY TÍNH Giảng viên phụ trách: NGUYỄN THÁI DƯ ?????? Bộ mơn Tin học email: ntdu@agu.edu.vn "Thầntốc, thầntốchơnnữa. Táo bạo, táo bạohơnnữa. Tranh thủ từng giờ, từng phút, xốctớimặttrận, giải phĩng miền Nam, quyếtchiếnvàtồnthắng". Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 1 1 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 2 Tổng quan về an ninh mạng Tổng quan về an ninh mạng An tồn mạng là gì? An tồn mạng bao gồm: ‹Mục tiêu của việc kết nối mạng? ‹Xác định chính xác các khả năng, nguy cơ xâm phạm mạng, các sự cố rủi ro đối với thiết bị, dữ liệu trên mạng ‹Do nhiều người sử dụng, phân tán về mặt địa lý -> việc ‹Đánh giá nguy cơ tấn cơng của Hacker đến mạng, sự phát tán bảo vệ các tài nguyên thơng tin trên mạng, tránh sự mất virus mát, xâm phạm là cần thiết và cấp bách. ‹X/đ chính xác cấp độ an tồn cần thiết cho việc điều khiển hệ ‹An tồn mạng: là cách bảo vệ, đảm bảo an tồn cho tất cả thống và các thành phần mạng. Đánh giá các nguy cơ, các lỗ các thành phần mạng bao gồm dữ liệu, thiết bị, cơ sở hạ hổng. X/đ những nguy cơ ăn cắp, phá hoại máy tính, thiết bị, nguy cơ virus, bọ gián điệp , nguy cơ xố, phá hoại CSDL, ăn tầng mạng và đảm bảo mọi tài nguyên mạng được sử dụng cắp mật khẩu, nguy cơ đối với sự hoạt động của hệ thống như tương ứng với một chính sách hoạt động được ấn định và nghẽn mạng, nhiễu điện tử với chỉ những người cĩ thẩm quyền tương ứng. ‹Sử dụng hiệu quả các cơng cụ bảo mật (ví dụ như Firewall ) và những biện pháp, chính sách cụ thể chặt chẽ. Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 3 Nguyễn Thái Dư, BM Tin học, Khoa KTCNMT, ĐH An Giang. 4