Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính - Nguyễn Trung Dũng

1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Mục đích hình thành mạng máy tính Các dịch vụ truyền thông Ứng dụng Quá trình phát triển kiến trúc mạng truyền thông Các kiến trúc vật lý của mạng Mô hình tham chiếu và các giao thức trên mạng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Một số thí dụ về mạng Internet 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Mục đích hình thành mạng máy tính (MMT) Nhược điểm trong phương thức trao đổi thông tin cũ – Dư thừa tài nguyên thiết bị – Hiệu suất trao đổi thông tin thấp – Khó quản lý mạng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications
Nhu cầu chia sẻ tài nguyên, thông tin và dịch vụ Mạng máy tính ra đời cung cấp các chuẩn mở cho phần cứng, phần mềm và các thiết bị mạng 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Các dịch vụ truyền thông • Cho phép trao đổi thông tin giũa các user ở các vị trí địa lý khác nhau Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Ứng dụng • Được xây dựng trên các dịch vụ truyền thông • E-mail được xây dưng trên dich vụ Internet (realiable stream) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Web browser được xây dưng trên dich vụ Internet (realiable stream) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Web browser được xây dưng trên dich vụ Internet (realiable stream) và CPTM (cellular phone text mesaging) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Các ví dụ khác • Peer-to-peer: Chia sẻ file của Napster, Gnuitella, Kazza • Audio – video streaming • Network games • Online purchasing • Voice-over-Internet Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications • Video on demand • IP TV 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Mạng truyền thông là gì? Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications • Là tập hợp các thiết bị (hardware và software) và tiện nghi để có thể cung cấp các dịch vụ truyền thông cơ bản + Thiết bị: Routers, servers, switches, multiplexers, hubs, modems, + Tiện nghi: cáp đồng, cáp đồng trục, cáp quang, ống dẫn, • Ví dụ: Mạng điện thoại, mạng di động, mạng máy tính, Internet, 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Kiến trúc mạng: Chỉ ra phương thức xây dựng và hoạt động của mạng • Kiến trúc mạng phụ thuộc dịch vụ mạng • Kiến trúc mạng chia các quá trình truyền thông trên mạng thành các vùng chức năng gọi là phân lớp (layers) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Quá trình phát triển kiến trúc mạng truyền thông • Telegraph networks  Message switching and digital transmission • Telephone networks  Circuit switching Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications  Analog transmission -> digital transmission  Mobile communications • Internet  Packet switching and computer applications • Next-generation internet  Multi-service packet switching networks 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Telegraph networks và message switching • Electric telegraph  - Trường điện từ đuợc tạo ra từ miếng lõi sắt quấn dây đồng khi có dòng điện chạy qua  Samuel Morse (1835): Xung và dòng làm cong miếng nam châm tạo ra chấm và gạch. Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Electric Telegraph Networks  Chuyển mạch thông báo và cơ chế Store-and-Forward  Địa chỉ hóa, định tuyến, chuyển tiếp Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Signaling  Cần thiết để thiết lập cuộc gọi  Bell’s telephone (1875) Telephone networks và circuit switching Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications • N2 problem  Kết nối trực tiếp N users, cần N(N-1)/2 liên kết  Lãng phí, kích thước cáp lớn  Giải quyết bằng switch 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Circuit switching  Phát minh năm 1877  Người điều hành kết nối khi có yêu cầu cuộc goi: cung cấp dòng điện  Chỉ có N kết nối tới tổng đài trung tâm Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications • Manual switching 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Điều khiển kết nối bằng máy tính  Yêu cầu có hệ thống báo hiệu riêng  Máy tính điều khiển kết nối trong bộ chuyển mạch  Các máy tính trao đổi thông báo báo hiệu để:  Thiết lập kết nối cuộc gọi  Thiết lập các dịch vụ: Caller ID, voice mail, Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Số hóa mạng điện thoại  Tín hiệu thoại PCM (Pulse Code Modulation)  Voice: 8bit/sample x 8000 samples/sec = 64 kbps  Time Division Multiplexing (TDM) cho tín hiệu thoại  Ghép kênh T-1 (1961): 24 voice signal = 1.544 Mbps  Chuyển mạch số (1980s) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications  Điện thoại số tế bào (1990s)  Truyền số liệu quang (1990s)  Chuyển mạch số, điều khiển số, truyền số liệu, 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Computer network và packet switching • Khái quát quá trình phát triển MMT  1950s: Công nghệ điện báo thích ứng với máy tính  1960s: Các thiết bị đầu cuối có thể truy nhập các máy chủ  1970s: Các máy tính kết nối trực tiếp với nhau: ARPANET, TCP/IP, Ethernet LAN  1980s & 1990s: Các ứng dụng khác và mạng Internet ra đời Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications • Một số giao thức trong mạng Internet Protocol (IP)  Transmission Control Protocol (TCP)  Hyper Text Transfer Protocol (HTTP)  Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Mạng Internet  Các kiểu MMT khác nhau được kết nối với nhau để trao đổi dữ liệu giưa MT Mỗi MMT có thể có kiến trúc và được xây dựng trên các công nghệ khác nhau  Các giao thức liên mạng cần thiết cho trao đổi tin giữa các mạng  Internet: mạng của các mạng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Internet Protocol (IP)  Routers hoặc gateway liên kết các mạng khác nhau  Các máy tram truyền các gói IP trong mạng kết nối  Routers chuyển các gói tin qua liên mạng  Best-effort IP services, no re-transmission Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Các cấu trúc (topology) của mạng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications - Topology mạng định nghĩa cấu trúc mạng - Topology vật lý (physical), được xem là kết nối thực của dây dẫn hay phương tiện truyền dẫn - Topology logic (logical) , được xem là cách thức truy nhập môi trường truyền dẫn của các máy tính khi truyền dữ liệu - Logical topology thể hiện cách thức các máy tính trao đổi thông tin qua môi trường truyền dẫn - Hai loại logical topologies chính là broadcast và token passing. 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính 1. Mạng hình sao (star topology) • Thiết bị trung tâm: switch, router, hub hoặc thiết bị tích hợp • Passive hub: Bộ tập trung các máy tính thành mạng đơn hay segment • Active hub: Bộ tập trung có khả năng khuếch đại tín hiệu Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính 2. Mạng hình bus (bus topology) • Sử dụng một đường truyền chung cho tất cả các máy tính • Máy tính kết nối vào mạng sử dụng T-Connector • Terminator: ngăn chặn khả năng dội tín hiệu Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính 3. Mạng hình vòng (ring topology) • Các máy tính liên kết với nhau thành vòng tròn theo nguyên tắc điểm-điểm • Máy tính trao đổi dữ liệu theo một chiều • Dữ liệu truyền dạng gói Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính 4. Mạng kết hợp (star bus, star-ring topology) • Tổ hợp các topology cơ bản tùy theo địa hình nơi thiết kế mạng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính 5. Mạng Mesh • Full - Mesh hoặc Partial - Mesh Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Phân loại mạng Theo khả năng cung cấp tài nguyên – Client/Server – Peer-to-peer Theo Mô hình mạng – Mạng LAN Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications – Mạng WAN – Mạng MAN Theo kỹ thuật chuyển mạch Theo phương thức kết nối (connectionless - không kết nối hoặc oriented-connection hướng kết nối) Theo dạng kết nối (đơn công, song công, bán song công) 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Local-area networks (LANs) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Một số công nghệ mạng LAN: - Ethernet - Token Ring - FDDI (Fiber Data Distributed Interface) 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Wide-area networks (WANs) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Một số công nghệ mạng WAN: - Modems - Integrated Services Digital Network (ISDN) - Digital Subscriber Line (DSL) - Frame Relay - US (T) and Europe (E) Carrier Series – T1, E1, T3, E3 - Synchronous Optical Network (SONET) 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Metropolitan-area networks (MANs) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications MAN thường mở rộng trong phạm vi 1 thành phố và có thể chứa nhiều mạng LAN 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Giao thức, dịch vụ và phân tầng  Layers, Service & Protocols o Quá trình giao tiếp truyền thông trên mạng rất phức tạp o Phân tầng chia quá trình giao tiếp thành các nhóm chức năng tiện quản lý (layer) o Tầng dưới cung cấp dịch vụ (service) cho tầng trên Mô hình tham chiếu và giao thức trên mạng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications o Mỗi tầng làm việc theo giao thức (protocol) của tầng đó  Ví dụ: Web browsing application o World Wide Web (WWW) cho phép người sử dụng truy nhập các tài nguyên của mạng dưới dạng văn bản HTML o Browser là chương trình để truy nhập web (IE, Netscape, Firefox ) o Trong văn bản HTML có link tới các tài nguyên khác o Mỗi link tham chiếu tới Uniform Resource Locator (URL) cung cấp tài nguyên yêu cầu 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Ví dụ: Access to a web 1. Domain Name Server (DNS) DNS server A: 209.191.93.52 HTTP server Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications User Q: www.yahoo.com ? 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính 2. Transport Control Protocol (TCP) DNS server HTTP server ACK Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications User ACK, TCP connection request From: 209.191.93.52 Port 80 To: 192.168.1.2 Port 2070 TCP connection request From: 192.168.1.2 Port 2070 To: 209.191.93.52 Port 80 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính 3. Hyper Text Transport Protocol (HTTP) DNS server HTTP serverContent Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications User GET / HTTP/1.1 200 OK 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Mô hình tham chiếu OSI  Open system for interconnection o Kiến trúc mạng định nghĩa dựa vào các tầng với giao thức mỗi tầng o 1970s: Nhiều hãng thiết kế kiến trúc phân tầng riêng  khó khăn trong kết nối mạng giữa các máy tính của các hãng khác nhau o ISO đưa ra mô hình OSI cho phép kết nối các máy tính từ nhiều hãng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications  Mô hình tham chiếu OSI o Mô hình 7 tầng cho kiến trúc mạng o Sử dụng để phát triển các giao thức o TCP/IP được xây dựng dựa trên mô hình tham chiếu OSI 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính M« h×nh tham chiÕu liªn kÕt c¸c hÖ thèng më ®−îc tæ chøc tiªu chuÈn ho¸ quèc tÕ ISO (International Standard Organization) ®−a ra vµo n¨m 1984. Mô hình tham chiếu OSI - Open Systems Interconnection)  HÖ thèng më lµ g× ? ý nghÜa cña nã ? Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Open System Inputs Outputs Open System Phân tầng và chuNn hóa 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Ý nghÜa ph©n tÇng  Gi¶m ®é phøc t¹p khi ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ.  DÔ tiªu chuÈn hãa c¸c giao diÖn T¹o kh¶ n¨ng m«dul hãa cao Application Presentation Session 7 6 5 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications   §¶m b¶o kh¶ n¨ng lµm viÖc gi÷a c¸c c«ng nghÖ kh¸c nhau  Gia tèc cho nh÷ng h−íng ph¸t triÓn míi  DÔ häc vµ gi¶ng d¹y Transport Network Data Link Physical 4 3 2 1 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính HÖ thèng ES vµ IS 7. Application 6. Presentation 7. Application 6. Presentation Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 5. Session 4. Transport 3. Network 2. Data Link 1. Physical Data Link Physical 4. Transport 2. Data Link 5. Session 3. Network 1. Physical . r rt Transmission Media Transmission Media 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính C¸c nguyªn t¾c ph©n tÇng - §¬n gi¶n hãa (h¹n chÕ sè l−îng c¸c tÇng). - C¸c tÇng t¸ch biÖt bëi c¸c chøc n¨ng ®éc lËp. - C¸c chøc n¨ng gièng nhau ®−îc ®Æt cïng mét tÇng. - C¸c chøc n¨ng ®−îc ®Þnh vÞ sao cho cã thÓ thiÕt kÕ l¹i tÇng mµ kh«ng ¶nh h−ëng tíi c¸c tÇng kh¸c. - T¹o ranh giíi gi÷a c¸c tÇng sao cho cã thÓ chuÈn ho¸ giao diÖn Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications t−¬ng øng. - T¹o mét tÇng khi d÷ liÖu ®−îc xö lý mét c¸ch t¸ch biÖt. - Mçi tÇng sö dông dÞch vô cña tÇng d−íi nã, cung cÊp dÞch vô cho c¸c tÇng trªn. 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Network processes to applications Data representation Interhost communication End-to-end connections Application Presentation Session Transport 7 6 5 4 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Addresses and best path Access to media Binary transmission Network Data Link Physical 3 2 1 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Application Application Layer Presentation Layer Session Layer Transport Application End-to-end Protocols Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer One or more network nodes 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Tầng vật lý – physical o Cơ chế truyền bit o Các giao thức liên quan đến điện áp và cơ khí o Đường truyền vật lý: Twisted-pair cable, coaxial cable, optical fiber, radio, infrared,  Tầng liên kết dữ liệu – data link Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications o Truyền frame qua đường kết nối trực tiếp o Cơ chế chia sẻ môi trường truyền dẫn o Phát hiện lỗi bit, truyền lại frame o MAC cho mạng LAN, địa chỉ phần cứng o Điều khiển luồng (flow control) 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Tầng mạng – network o Truyền packet giữa các mạng o Cơ chế địa chỉ hóa (địa chỉ logic) o Chon đường tối ưu. Các nút mạng (node) sử dụng thuật toán định tuyến để xác định đường đi của packet o Kiểm soát, cắt/hợp dữ liệu khi cần thiết Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Tầng giao vận – transport o Truyền dữ liệu theo phương thức end-to-end giữa 2 trạm o Truyền dẫn tin cậy o Cơ chế MUX tại các địa chỉ cổng (port number) o Thiết lập và hủy bỏ liên kết Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications  Tầng phiên – session o Điều khiển phương thức trao đổi dữ liệu, cung cấp phương tiện quản lý truyền thông giữa các ứng dụng o Thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông giữa các ứng dụng. 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Tầng ứng dụng – application o Cung cấp các dịch vụ của người sử dụng trực tiếp o Cung cấp giao diện tương tác vào các hệ thông đầu cuối (end  Tầng trình diễn – presentation o Chuyển đổi cú pháp dữ liệu. o Cung cấp biểu diễn dùng chung trong truyền thông (mã hoá, nén, định dạng, xác thực, mật mã hoá) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications system) o Giao diện lập trình ứng dụng API (application programming interface) o Ví dụ: WWW, e-mail, FTP, telnet, 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Headers và Trailers o Mỗi giao thức sử dụng header mang thông tin về địa chỉ, số thứ tự, cờ, độ dài thông tin o Trailer thường chứa thông tin phát hiện lỗi (Cyclic Redundancy Check - CRC) Application Application Application Application App Data App. Data AH Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer Layer Presentation Layer Session Layer Transport Layer Network Layer Data Link Layer Physical Layer . App. Data App. Data App. Data App. Data App. Data AH AH AH AH AH PH PH PH PH PH SH SH SH SH TH TH TH NH NHDH DT Bits 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Hi Hi TCP connection req. Giao thức trong mạng máy tính Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Got the time? 2:00 TCP connection reply. time Get 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Giao thức điều khiển toàn bộ quá trình trao đổi thông tin bao gồm: • Kết nối vật lý được xây dựng thế nào • Các máy tính kết nối tới mạng ra sao • Dữ liệu có định dạng thế nào khi truyền • Cách thức truyền dữ liệu • Xử lý lỗi khi truyền thế nào Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Ví dụ về một số tổ chức đưa ra giao thức mạng: - Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), - American National Standards Institute (ANSI), - Telecommunications Industry Association (TIA), - Electronic Industries Alliance (EIA) - International Telecommunications Union (ITU), formerly known as the Comité Consultati International Téléphonique et Télégraphique (CCITT). 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính §Þnh nghÜa giao thøc (Protocol) Giao thøc (protocol) lµ tËp quy t¾c quy ®Þnh ph−¬ng thøc truyÒn nhËn/th«ng tin gi÷a c¸c m¸y tÝnh trªn m¹ng. Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Segmentation và Reassembly o Mỗi layer quy định kích thước khối dữ liệu SDU mà nó có thể truyền được o Một SDU của layer n có thể lớn hơn SDU của layer n-1 o Phía truyền: SDU phân đoạn thành nhiều PDUs o Phía nhận: các PDUs được kết hợp lại thành SDU Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Segmentation n-SDU n-PDU n-PDU n-PDU Reassembly n-SDU n-PDU n-PDU n-PDU 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Giíi thiÖu hä giao thøc TCP/IP Vµo cuèi nh÷ng n¨m 1960, Trung t©m nghiªn cøu cÊp cao (Advanced Research Projects Agency - ARPA) thuéc bé quèc phßng MÜ (Department of Defense - DoD) ®−îc giao tr¸ch nhiÖm ph¸t triÓn m¹ng ARPANET bao gåm m¹ng cña nh÷ng tæ chøc qu©n ®éi, c¸c tr−êng ®¹i häc vµ c¸c tæ chøc nghiªn cøu vµ ®−îc dïng ®Ó hç trî cho nh÷ng dù ¸n nghiªn cøu khoa häc vµ qu©n ®éi §Çu nh÷ng n¨m 1980, mét hä giao thøc míi ®−îc ®−a ra lµm giao thøc chuÈn cho m¹ng ARPANET vµ c¸c m¹ng cña DoD mang tªn DARPA Internet Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications protocol suit, th−êng ®−îc gäi lµ hä giao thøc TCP/IP hay cßn gäi t¾t lµ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính KiÕn tróc hä giao thøc TCP/IP Application Presentation 7 6 Application OSI Reference Model 6 TCP/IP Conceptual Layers Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Session Transport Network Data Link Physical 5 4 3 2 1 Transport Internet Network Interface 5 4 3 Ethernet, 802.3, 802.5, FDDI, and so on. 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính TruyÒn tin trªn m« h×nh TCP/IP Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính §ãng gãi tin trong TCP/IP Segment Data Data E-mail message Data Stream Segment Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications Network Header Segment Header Frame TrailerData Header Frame Header Network Header Segment Header Data 0111111010101100010101101010110001 Datagram Frame (medium dependent) Bits 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Application Header + data Ví dụ về data encapsulation Application Layer Layer 4: Transport Layer Layer 3: Network Layer Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 010010100100100100111010010001101000 Layer 2: Network Layer Layer 1: Physical Layer 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Internet protocol o Các gói tin IP truyền thông tin qua mạng Internet qua các giao diện của mạng: Host A IP  router  router   router  host B IP o Layer IP trong mỗi router sẽ xác định chặng tiếp theo (router tiếp theo) Host A Host B Router Internet Router Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1 Net 4 Net 2 Net 3 Net Transport Internet Network Interface Application Transport Internet Network Interface Application Internet Network Interface Network Interface Internet Network Interface Router 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Các giao thức trong bộ giao thức TCP/IP Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Tên và địa chỉ Internet o Tên Internet  Mỗi host có tên duy nhất  Không phụ thuộc vào địa chỉ vật lý  Dễ nhớ  Domain name o Địa Internet o Địa chỉ IP riêng cho mỗi kết nối vật lý trong mạng o Định tuyến thực hiện thông qua địa chỉ IP đích o Địa chỉ IP gồm Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications  Host name và user name  Netid và hostid  Netid là duy nhất  Netid sử dụng trong định tuyến o Dotted Decimal Notation  Octet  Ví dụ: 128.100.10.3 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Ví dụ về mạng Internet Server Router PC PPP Netid = 2 (2, 2)(1, 3) R(1, 1) W S Workstation (2, 1) Ethernet Netid = 1 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications (1, 2) 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Gói IP từ W  S Server Router PC PPP (2, 2)(1, 3) R(1, 1) W S (2, 1) Ethernet W, S (1, 2), (1, 1) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications (1, 2) Workstation 1. Goi IP của W có địa chỉ IP nguồn (1, 2) và địa chỉ IP đích (1, 1) 2. Từ bảng IP  W và máy có địa chỉ đích ở cùng mạng. Đóng gói IP trong khung Ethernet với các địa chỉ (W, S) 3. Khung Ethernet được truyền lên mạng nhờ NIC của W và NIC của server sẽ nhận được gói tin 4. NIC phân tích trường TYPE và truyền gói tin tới lơp IP 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Gói IP từ S  PC Server Router PC PPP (2, 2)(1, 3) R(1, 1) W (1, 2) S Workstation (2, 1) Ethernet S, R (1, 1), (2, 2) (1, 1), (2, 2) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1. Goi IP của W có địa chỉ IP nguồn (1, 1) và địa chỉ IP đích (2, 2) 2. Từ bảng IP  gói tin phải gửi đến R, đóng gói IP trong khung Ethernet với các địa chỉ (S, R) 3. NIC của R sẽ nhận gói tin IP, phân tích TYPE và gửi tới lớp IP 4. Lớp IP phân tích IP đích và định tuyến đến (2, 2) 5. Bảng IP của R chỉ ra (2, 2) được kết nối trực tiếp với R qua PPP 6. Đóng gói gói IP vào khung PPP và gửi tới PC 7. PPP tại PC phân tích TYPE và truyền gói IP tới lớp IP của PC 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • So sánh mô hình OSI và Internet Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Một số ví dụ về mạng • Mạng cục bộ (Local Area Network – LAN)  Môi trường truyền dẫn  Network Interface Card (NIC)  Mỗi NIC có địa chỉ vật lý duy nhất Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Network Layer 802.2 Logical Link Control 802.3 802.5 802.11 Other LLC IEEE 802 Data Link Layer Network Layer OSI Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications CSMA-CD Token Ring WLAN LAN Various Physical Layer MAC Physical Layer Physical Layer 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính l¾p ®Æt bé ®Þnh tuyÕn+Modem ADSL Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Ethernet  1970: radio network ALOHA in Hawaii  1973: Metcaff và Boggs phát minh Ethernet, random access, wired net  1979: DIX (Digital, Intel và Xerox ) Ethernet II standard 10 Mbps  1985: IEEE 802.3 LAN 10 Mbps  1995: Fast Ethernet 100 Mbps Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications  1998: Gigabit Ethernet  2002: 10 Gigabit Ethernet 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính • Internet  Mạng của liên mạng  Host và End-System: chạy các ứng dụng  Giao thức: TCP, IP, HTTP, FTP, PPP  Liên kết truyền thông: Cáp, vệ tinh, vô tuyến  Router: Định tuyến cho các gói tin Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications  Chuẩn Internet: RFC (Request for Comments), IETF (Internet Engineering Task Force)  Cơ sở hạ tầng truyền thông cho phép triển khai các dịch vụ phân tán: Web, E-mail, online Game, v.v  Khả năng cung cấp các dich vụ liên kết và không liên kết 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Mạng WAN  Integrated Services Digital Network (ISDN) o Khái niệm  Tích hợp điện thoại số và dịch vụ truyền dữ liệu  Số hóa mạng điện thoại để cho phép truyền voice, data, text, graphics, music, video qua mạng điện thoại sẵn có  Cung cấp dịch vụ ISDN tốc độ cao: image, file transmission, video conferencing Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications o Thiết bị ISDN  Terminal: ISDN (TE1) kết nối với ISDN bằng cáp xuắn đôi, non-ISDN (Data Terminal Equipment - DTE) hay TE2, kết nối với mạng ISDN qua TA theo chuẩn vật lý (RS-232C, V24)  Data Circuit Terminating Equipment (DCE): Modem, MUX  Terminal adapter (TA): stand-alone hoặc on-board của DTE2  Network_termination: NT1, NT2, kết hợp 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Asychronous Transfer Mode (ATM) o Khái niệm  Thông tin của các loại dich vụ khác nhau (voice, image, video) được tải vào tế bào với kích thước nhỏ xác định  Mạng ATM là loại connection-oriented Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Asychnorous transmission: Time slot được cấp theo yêu cầu căn cứ vào ATM header để xác định source (khác synch.TDM)  ATM format: 53 octet (byte) với 5 byte header+48 byte payload  Thiết bị ATM Mạng ATM dựa vào ATM switch và ATM endpoint ATM switch nhận cell từ ATM switch và ATM endpoint, cập nhật header và chuyển tiếp tới đích o Thiết bị ATM và môi trường mạng Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính  Frame relay o Khái niệm  Giao thức mạng WAN tốc độ cao làm việc ở tầng vật lý và liên kết dữ liệu trong mô hình OSI  Cho phép các trạm đầu cuối chia sẻ môi trường và băng thông linh hoạt dựa vào: gói tin với kích thước thay đổi và dồn kênh dựa trên mô hình thống kê Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications  Là một phiên bản của X25 nhưng không có chức năng windowing và re-transmission o Thiết bị Frame relay  DTE (PC, router, bridge) và DCE để tạo xung nhịp và cung cấp dịch vụ chuyển mạch (packet switch)  Kết nối giữa DTE và DCE thực hiện ở cả 2 tầng: Vật lý (chủ - yếu là RS-232) và tầng liên kết cung cấp giao thức kết nối giữa DTE (router) và DCE (switch) 1/2008 Chương 1Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính o Triển khai thiết kế mạng frame relay Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications