Giáo trình mạng máy tính cơ bản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
KHOA TOÁN – TIN HỌC
Y  Z





M
M
Ạ
Ạ
N
N
G
G


M
M
Á
Á
Y
Y


T
T
Í
Í

N
N
H
H


COMPUTER NETWORKS
(GIÁO TRÌNH TÓM TẮT)












Người biên soạn:
D
D
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G

G


B
B
Ả
Ả
O
O


N
N
I
I
N
N
H
H








ĐÀ LẠT – 5/2009
Khoa Toán – Tin Giáo trình Mạng máy tính

Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU
Với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, hiện nay các mạng máy tính đã phát
triển một cách nhanh chóng và đa dạng cả về quy mô, hệ điều hành và ứng dụng. Do
vậy, việc nghiên cứu chúng ngày càng trở nên phức tạp. Tuy nhiên, các mạng máy tính
cũng có cùng các điểm chung thông qua đó chúng ta có thể khảo sát, phân loại và đánh
giá chúng.
Giáo trình tóm tắt là một tài liệu tham khảo chính cho sinh viên Khoa Toán – Tin
trường Đại học Đà Lạt. Việc biên soạ
n giáo trình này nằm trong kế hoạch xây dựng hệ
thống giáo trình các môn học của Khoa.
Đề cương của giáo trình đã được thông qua Hội đồng Khoa học của Khoa và
Trường. Mục tiêu của giáo trình nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản
và chuyên sâu về hệ thống mạng máy tính. Trang bị cho sinh viên những kỹ năng thiết
kế, cấu hình và quản trị hệ thống mạng LAN. Đây có thể xem là những kiến thức n
ền
tảng cho các quản trị viên về hệ thống mạng máy tính.
Bố cục nội dung của tài liệu gồm có 6 chương như sau:
# Chương 1: Giới thiệu hệ thống mạng máy tính.
# Chương 2: Mô hình định chuẩn mạng máy tính.
# Chương 3: Các thiết bị nối kết mạng.
# Chương 4: Giới thiệu các công nghệ mạng.
# Chương 5: Giao thức TCP/IP.
# Chương 6: Giớ
i thiệu các dịch vụ mạng.
Mặc dù đã có những cố gắng để hoàn thành giáo trình theo kế hoạch, nhưng do hạn
chế về thời gian và kinh nghiệm soạn thảo giáo trình, nên tài liệu chắc chắn còn những
khiếm khuyết. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong Khoa
cũng như các bạn sinh viên và những ai sử dụng tài liệu này. Các góp ý xin gửi về Tổ
Toán ứng dụng, Khoa Toán – Tin, Trường Đạ

i học Đà Lạt hoặc gửi vào email

.
Trân trọng cảm ơn!
Đà Lạt, ngày 20 tháng 05 năm 2009
Người biên soạn:


DƯƠNG BẢO NINH
Khoa Toán – Tin Giáo trình Mạng máy tính

Trang 2
MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU Trang 1
MỤC LỤC 2
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MẠNG MÁY TÍNH 7
1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ ÍCH LỢI MẠNG MÁY TÍNH 7
1.1.1. Định nghĩa 7
1.1.2. Những ích lợi kết nối thành mạng máy tính 7
1.2. SỰ HÌNH THÀNH MẠNG MÁY TÍNH 8
1.2.1. Giai đoạn các thiết bị đầu cuối nối trực tiếp với các máy tính trung tâm .8
1.2.2. Giai đo
ạn sử dụng các thiết bị tập trung 8
1.2.3. Giai đoạn sử dụng bộ tiền xử lý 8
1.2.4. Giai đoạn mạng máy tính 9
1.3. CÁC MÔ HÌNH TÍNH TOÁN MẠNG 9
1.3.1. Mô hình tính toán tập trung (Centralized computing) 9
1.3.2. Mô hình tính toán phân tán (Distributed computing) 9
1.3.3. Mô hình tính toán cộng tác (Collaborative computing) 9
1.4. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH 9

1.4.1. Phân loại theo khoảng cách địa lý 9
1.4.2. Phân loại theo cấu trúc liên kết 10
1.4.3. Phân loại theo phương pháp truyền thông tin 12
1.5. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢ
N CỦA MẠNG MÁY TÍNH 13
1.5.1. Các dịch vụ mạng (Network services) 13
1.5.2. Giao thức (Protocol) 13
1.5.3. Môi trường truyền dẫn (Transmission media) 14
1.6. CÁC MÔ HÌNH ỨNG DỤNG MẠNG 14
1.6.1. Mô hình mạng ngang hàng (Peer–to–Peer Network) 14
1.6.2. Mô hình mạng khách chủ (Client – Server Netwrok) 15
1.7. MỘT SỐ HỆ ĐIỀU HÀNH MẠNG 16
1.8. CÁC MÔ HÌNH QUẢN LÝ MẠNG 17
1.8.1. Mô hình mạng Workgroup 17
1.8.2. Mô hình mạng Domain 17
1.8.3. Mô hình mạng BootRom 18
1.9. CÔNG VIỆC CỦA NGƯỜI QUẢN TRỊ
MẠNG 20
1.9.1. Quản trị cấu hình mạng (Configuration management) 20
1.9.2. Quản trị tính chịu lỗi cho hệ thống mạng (Fault management) 20
1.9.3. Quản trị hiệu năng hoạt động của mạng (Performance management) 20
1.9.4. Quản trị an ninh mạng (Security management) 20
1.9.5. Quản trị người dùng (Accounting management) 20
1.9.6. Quản trị đường truyền 20
1.10. BĂNG THÔNG, ĐỘ TRỄ VÀ THÔNG LƯỢNG 20
1.10.1. Băng thông (Bandwidth – B) 21
1.10.2. Độ trễ (Latency – L) 21
1.10.3. Thông lượng (Throughput – T) 22
1.11. PHƯƠNG THỨC TRUYỀN VÀ ĐỘ AN TOÀN 23
1.11.1. Các phương phức truyền thông dữ liệu 23

1.11.2. Độ an toàn truyền thông dữ liệu 23
Khoa Toán – Tin Giáo trình Mạng máy tính

Trang 3
CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH ĐỊNH CHUẨN MẠNG MÁY TÍNH 24
2.1. ĐỊNH CHUẨN MẠNG 24
2.1.1. Khái niệm giao thức mạng 24
2.1.2. Các tổ chức định chuẩn 25
2.1.3. Quy luật giao tiếp và tiến trình liên lạc 25
2.2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU OSI 27
2.2.1. Giới thiệu mô hình OSI (Open Systems Interconnection) 27
2.2.1.1. Các giao thức trong mô hình OSI 30
2.2.1.2. Quy trình gửi và nhận dữ liệu giữa các tầng trên hai mô hình OSI31
2.2.1.3. Một số kiến trúc khác 33
2.2.2. Tầng vật lý (Physical layer) 36
2.2.2.1. Cấu trúc mạng vật lý 37
2.2.2.2. Các qui tắc mã hóa việc truyền các bit dữ liệu 37
2.2.2.3. Các qui tắc định thời 43
2.2.3. Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer) 49
2.2.3.1. Các dịch vụ của tầng liên kết dữ liệu và các kỹ thuật định frame 50
2.2.3.2. Điều khiển truy xuất đường truyền, đồng bộ hóa và điều khiển lỗi52
2.2.3.3. Sự phát hiện lỗi và sửa lỗi 55
2.2.3.4. Các giao thức liên kết dữ liệu cơ bản 61
2.2.3.5. Giao thức điều khiển liên kết dữ liệu 65
2.2.4. Tầng mạng (Network layer) 67
2.2.4.1. Địa chỉ mạng, chuyển mạch và chọn đường 67
2.2.4.2. Các thuật toán định tuyến gói tin đi trong mạng 70
2.2.4.3. Dịch vụ nối kết 71
2.2.4.4. Hoạt động liên mạng 72
2.2.5. Tầng vận chuyển (Transport layer) 72

2.2.5.1. Địa chỉ
tầng vận chuyển 74
2.2.5.2. Dịch vụ nối kết 74
2.2.6. Tầng phiên (Session layer) 75
2.2.6.1. Điều khiển đối thoại 76
2.2.6.2. Quản trị phiên 76
2.2.7. Tầng trình diễn (Presentation layer) 76
2.2.8. Tầng ứng dụng (Application layer) 77
2.3. MÔ HÌNH THAM CHIẾU TCP/IP 78
2.3.1. Tầng ứng dụng (Application layer) 79
2.3.2. Tầng vận chuyển (Transport layer) 80
2.3.3. Tầng liên mạng (Internet layer) 80
2.3.4. T
ầng truy cập mạng (Network access layer) 81
2.4. MỘT SỐ CHUẨN MẠNG 82
2.4.1. Chuẩn SLIP và PPP 82
2.4.2. Họ chuẩn IEEE 802 82
2.4.3. Chuẩn NDIS và ODI 83
CHƯƠNG 3: CÁC THIẾT BỊ NỐI KẾT MẠNG 85
3.1. THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN 85
3.1.1. Các đặc tính của một thiết bị truyền dẫn 85
3.1.2. Cáp xoắn đôi (Twisted pair cable) 85
Khoa Toán – Tin Giáo trình Mạng máy tính

Trang 4
3.1.3. Cáp đồng trục (Coaxial Cable) 87
3.1.4. Cáp sợi quang (Fiber optic cable) 89
3.2. THIẾT BỊ ĐẦU NỐI 92
3.2.1. Đầu nối kết cáp nhiều sợi 92
3.2.2. Đầu nối kết cáp soắn đôi 93

3.2.3. Đầu nối kết cáp đồng trục 94
3.2.4. Đầu nối kết cáp sợi quang 95
3.3. MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC 96
3.3.1. Transceiver 96
3.3.2. Một số thiế
t bị mạng không dây 96
3.4. THIẾT BỊ NỐI KẾT MẠNG 97
3.4.1. Network Interface Card (NIC) 97
3.4.2. Repeaters (Bộ tiếp sức) 99
3.4.3. Hub (Bộ tập trung) 101
3.4.4. Bridge (Cầu nối) 101
3.4.5. Modem (Bộ điều biến/giải điều biến) 104
3.4.6. Switch (Bộ chuyển mạch) 106
3.5. THIẾT BỊ NỐI LIÊN MẠNG 108
3.5.1. Router (Bộ định tuyến) 108
3.5.2. Brouter (Cầ
u chỉ đường) 110
3.5.3. Gateway 111
3.5.4. Proxy 111
3.6. MIỀN XUNG ĐỘT VÀ MÔ HÌNH NỐI KẾT MẠNG THƯỜNG GẶP 112
3.6.1. Miền xung đột (Collision Domain) 112
3.6.2. Mô hình kết nối mạng bằng Repeater 113
3.6.3. Mô hình kết nối mạng bằng Hub 113
3.6.4. Mô hình kết nối mạng bằng Bridge 114
3.6.5. Mô hình kết nối mạng bằng Switch 115
3.6.6. Mô hình kết nối liên mạng bằng Router 115
3.6.7. Mô hình kết hợp các thiết bị
nối kết mạng 116
CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG 118
4.1. POINT-TO-POINT 118

4.1.1. Khái niệm mạng Point-to-Point 118
4.1.2. Kiến trúc phân lớp của PPP 118
4.1.3. Định dạng khung dữ liệu của PPP 119
4.1.4. Cơ chế hoạt động của PPP 119
4.1.5. Hai giao thức LCP và NCP của PPP 121
4.1.6. Chứng thực trong PPP 121
4.1.7. Một số tính năng mở rộng của PPP 124
4.1.8. Ưu điể
m và nhược điểm của PPP 126
4.2. ETHERNET (802.3) 126
4.2.1. Giới thiệu về Ethernet 126
4.2.2. Các thành phần cấu tạo Ethernet 127
4.2.3. Đặc điểm vật lý Ethernet 127
4.2.4. Các kiểu khuôn dạng Ethernet (Ethernet Frame Types) 129
4.2.5. Địa chỉ Ethernet 131
Khoa Toán – Tin Giáo trình Mạng máy tính

Trang 5
4.2.6. Thuật toán truyền 132
4.2.7. Hiệu năng của Ethernet 135
4.2.8. Kết luận 135
4.3. TOKEN RING (802.5) 137
4.3.1. Giới thiệu công nghệ mạng Token Ring 137
4.3.2. Đặc điểm vật lý của Token Ring 138
4.3.3. Định dạng khung dữ liệu của Token Ring 140
4.3.4 Kỹ thuật truyền thẻ bài (Token Passing) 141
4.3.5. Kiến trúc Token Ring 142
4.3.6. Cơ chế hoạt động của Token Ring 142
4.3.7. Cơ chế
ưu tiên trong điều khiển truy nhập 144

4.3.8. Thành phần cấu tạo của Token Ring 146
4.3.9. Một số quy tắc thiết kế và đi cáp mạng cho mạng Token Ring 148
4.3.10. Công nghệ mạng vòng FDDI 149
4.3.10.1. Khung dữ liệu của công nghệ mạng FDDI 150
4.3.10.2. Hoạt động của FDDI 151
4.3.10.3. Kiến trúc của FDDI 152
4.4. MẠNG THUÊ BAO 156
4.4.1. Các kỹ thuật chuyển mạch 156
4.4.2. Mạng thuê bao (Leased line Network) 158
4.5. MẠNG CHUY
ỂN MẠCH 159
4.5.1. Mạng X25 160
4.5.2. Mạng Frame Relay 161
4.5.3. Mạng ATM (Cell relay) 161
4.5.4. Mạng ADSL 162
4.6. MẠNG NOVELL NETWARE 164
4.7. MẠNG WINDOWS NT 166
4.8. MẠNG APPLE TALK 166
4.9. MẠNG ARPANET 168
4.10. MẠNG NFSNET 170
4.11. MẠNG INTERNET 171
4.12. MẠNG KHÔNG DÂY (WIRELESS – 802.11) 172
4.12.1. Khái niệm mạng không dây 172
4.12.2. Phân loại mạng không dây 173
4.12.3. Vấn đề kỹ thuật trong mạng không dây 173
4.12.4. Đôi nét về mộ
t số mạng không dây 174
4.12.5. Bộ chuẩn IEEE 802.11 177
CHƯƠNG 5: GIAO THỨC TCP/IP 180
5.1. GIAO THỨC IP (INTERNET PROTOCOL) 181

5.1.1. Tổng quan về địa chỉ IP 181
5.1.1.1. Các chức năng chính của IP 181
5.1.1.2. Địa chỉ IP 182
5.1.1.3. Kỹ thuật chia mạng con (Subnetting) 185
5.1.1.4. Vấn đề định tuyến (routing) trong hệ thống mạng 188
5.1.1.5. Vấn đề gửi gói tin đi qua các chồng giao thức của TCP/IP 189
5.1.1.6. Địa chỉ riêng (Private address) 190
Khoa Toán – Tin Giáo trình Mạng máy tính

Trang 6
5.1.1.7. Cơ chế chuyển đổi địa chỉ mạng NAT 190
5.5.1.8. Cấu trúc gói dữ liệu IP 192
5.1.1.9. Phân mảnh và hợp nhất các gói IP 194
5.1.1.10. Giải thuật chọn đường (Routing Algorithms – RA) 195
5.1.2. Các giao thức trong IP 199
5.1.2.1. Giao thức thông báo điều khiển mạng ICMP 199
5.1.2.2. Giao thức phân giải địa chỉ ARP 200
5.1.2.3. Giao thức phân giải địa chỉ ngược RARP 200
5.1.3. Các bước hoạt động của giao thức IP 201
5.1.4. Giao thức IPv6 202
5.1.4.1. Nguyên nhân ra đời của IPv6 202
5.1.4.2. Các đặc trưng của IPv6 203
5.1.4.3. So sánh IPv4 và IPv6 204
5.1.4.4. Các lớp địa chỉ IPv6 205
5.2. GIAO THỨC TCP (TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL) 206
5.2.1. Các bước thực hiện để thiết lập một liên kết TCP/IP 207
5.2.2. Các hàm sử dụng của giao thức TCP 208
5.2.3. Cấu trúc gói tin TCP 208
5.2.4. Điều khiển lưu lượng và điều khiển tắc nghẽn 210
5.2.5. Thiết lập và huỷ bỏ liên kết 210

5.3. GIAO THỨC UDP (USER DATAGRAM PROTOCOL) 212
CHƯƠNG 6: GIỚI THIỆU CÁC DỊCH VỤ MẠNG 214
6.1. DỊCH VỤ ARP 214
6.2. DỊCH VỤ ICMP 215
6.3. DỊCH VỤ DHCP 215
6.3.1. Giao thức DHCP 215
6.3.2. Hoạt động của giao thức DHCP 215
6.4. DICH VỤ DNS 217
6.4.1. Hệ thống tên miền 217
6.4.2. Cơ chế hoạt động của DNS 219
6.4.3. Cấu hình DNS 223
6.5. DỊCH VỤ FTP 224
6.6. DỊCH VỤ WEB 225
6.6.1. WWW (World Wide Web) 225
6.6.2. Giao thức HTTP (HyperText Transmission Protocol) 225
6.6.3. Web server và cách thức hoạt động 225
6.6.4. Web client 226
6.7. DỊCH VỤ MAIL 227
6.7.1. NNTP (Network News Transfer Protocol) 227
6.7.2. SMTP (Simple Mail Tranfer Protocol) 228
6.8. DỊCH VỤ RAS (REMOTE ACCESS SERVICE) 230
TÀI LIỆU THAM KHẢO 232

[  \

Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 7
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MẠNG MÁY TÍNH

1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ ÍCH LỢI MẠNG MÁY TÍNH
1.1.1. Định nghĩa
Mạng máy tính là sự kết hợp các máy tính lại với nhau thông qua các thiết bị nối
kết mạng và phương tiện truyền thông (giao thức mạng, môi trường truyền dẫn) theo
một cấu trúc nào đó và các máy tính này trao đổi thông tin qua lại với nhau.

Hình 1.1: Mô hình liên kết các máy tính trong mạng
1.1.2. Những ích lợi kết nối thành mạng máy tính
− Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích.
− Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ
liệu của đề án, dùng chung tập tin chính (master file) của đề án, họ trao đổi
thông tin với nhau dễ dàng.
− Dữ liệu được quản lý tập trung nên bảo mật an toàn, trao đổi giữa nhữ
ng người
sử dụng thuận lợi, nhanh chóng, backup dữ liệu tốt hơn.
− Sử dụng chung các thiết bị máy in, máy scaner, đĩa cứng và các thiết bị khác.
− Người sử dụng và trao đổi thông tin với nhau dễ dàng thông qua dịch vụ thư
điện tử (Email), dịch vụ Chat, dịch vụ truyền file (FTP), dịch vụ Web,
− Xóa bỏ rào cản về khoảng cách địa lý giữa các máy tính trong hệ thống m
ạng
muốn chia sẻ và trao đổi dữ liệu với nhau.
− Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp
mà chức năng lại mạnh).
− Cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tính này có thể sử dụng các
chương trình tiện ích, vùng nhớ của một trung tâm máy tính khác đang rỗi để
làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống.
− An toàn cho dữ liệu và phần mềm vì nó quản lý quyền truy cập của các tài
khoản người dùng (phụ thuộc vào các chuyên gia quản trị mạng).
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 8
1.2. SỰ HÌNH THÀNH MẠNG MÁY TÍNH
1.2.1. Giai đoạn các thiết bị đầu cuối nối trực tiếp với các máy tính trung tâm
Trước kia, máy tính rất đắc so với đường truyền,
vì vậy để tận dụng công suất của máy và tạo thuận
lợi cho quá trình khai thác dữ liệu, người ta nối trực
tiếp các thiết bị đầu cuối (terminals) vào máy tính
trung tâm (mainframe). Do các máy tính trung tâm
với công suất xử lý và tính toán mạnh, người sử dụng
không ph
ải đi tới những máy tính trung tâm ở xa để
thực hiện công việc mà có thể sử dụng máy tính ngay
tại nơi làm việc để lấy những thông tin cần thiết từ
máy tính trung tâm thông qua việc kết nối giữa máy
tính làm việc với máy tính trung tâm.
1.2.2. Giai đoạn sử dụng các thiết bị tập trung
Việc ghép nối các thiết bị đấu cuối đến máy tính
trung tâm sẽ trở nên tốn kém và không hợp lý khi số
các thiế
t bị đầu cuối tăng lên. Do đó, để khắc phục
nhược điểm trên người ta sử dụng các thiết bị tập
trung (concentrator), đó là các máy tính mini dùng
để quản lý các thiết bị đầu cuối. Nhờ vậy việc quản
lý truyền tin của máy tính trung tâm được giảm nhẹ.
1.2.3. Giai đoạn sử dụng bộ tiền xử lý
Trong giai đoạn này các tấm ghép nối quản lý đường truyề
n được thay thế bằng
máy tính mini gọi là bộ tiền xử lý (processor frontal), như vậy máy tính trung tâm chỉ
tập trung vào xử lý tin còn việc quản lý đường truyền sẽ do bộ tiền xử lý đảm nhiệm,

bộ tiền xử lý được gắn chặt với máy tính trung tâm bởi ghép nối nhanh.














Hình 1.4: Giai đoạn sử dụng bộ tiền xử lý
Hình 1.5: Giai đoạn mạng máy tính
Các nút mạng
Hình 1.2: Giai đoạn sử dụng thiết bị
đầu cuối
Hình 1.3: Giai đoạn sử dụng thiết bị
tập trung
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 9
1.2.4. Giai đoạn mạng máy tính
Ba giai đoạn đầu, hệ thống mạng có cấu trúc hình sao (các máy terminal nối với
máy tính trung tâm) không cho phép chúng ta xây dựng những hệ thống mạng lớn do
hạn chế của thiết bị mạng. Để làm điều này trong giai đoạn bốn, người ta trang bị thêm
vào mạng truyền tin với các nhiệm vụ truyền tải các gói tin vào hệ thống (Hình 1.5).

Mạng truyền tin bao gồm các nút truyền tin (nút mạng) và các đường dây truy
ền tin
nối các nút truyền tin lại với nhau. Các nút truyền tin có nhiệm vụ quản lý việc truyền
tin. Các thiết bị đầu cuối, thiết bị tập trung, bộ tiền xử lý và các máy tính được ghép
nối vào các nút mạng. Cấu trúc này cho phép chúng ta xây dựng được những hệ thống
mạng máy tính lớn, mạng máy tính toàn cầu.
1.3. CÁC MÔ HÌNH TÍNH TOÁN MẠNG
1.3.1. Mô hình tính toán tập trung (Centralized computing)
Toàn bộ các tiến trình xử lý diễn ra tại máy tính trung tâm. Các máy trạm cuối
(Terminals) được nối mạng v
ới máy tính trung tâm và chỉ hoạt động như những thiết
bị nhập xuất dữ liệu cho phép người dùng xem trên màn hình và nhập liệu qua bàn
phím. Các máy trạm đầu cuối không lưu trữ và xử lý dữ liệu. Mô hình tính toán mạng
trên có thể triển khai trên hệ thống phần cứng hoặc phần mềm được cài đặt trên Server.
Ưu điểm: Dữ liệu bảo mật an toàn, dễ backup, dễ diệt virus và chi phí cài đặt thấp.
Khuyết đ
iểm: Khó đáp ứng được các yêu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau, tốc
độ truy xuất chậm.
1.3.2. Mô hình tính toán phân tán (Distributed computing)
Các máy tính có khả năng hoạt động độc lập, các công việc được tách nhỏ và giao
cho nhiều máy tính khác nhau trong mạng thay vì tập trung xử lý trên máy trung tâm.
Tuy dữ liệu được xử lý và lưu trữ tại máy cục bộ nhưng các máy tính này được nối
mạng với nhau nên chúng có thể trao đổi dữ liệu và các dịch vụ.
Ưu
điểm: Truy xuất nhanh, phần lớn không giới hạn các ứng dụng.
Khuyết điểm: Dữ liệu lưu trữ rời rạc khó đồng bộ, backup và rất dễ nhiễm virus.
1.3.3. Mô hình tính toán cộng tác (Collaborative computing)
Mô hình tính toán mạng cộng tác bao gồm nhiều máy tính có thể hợp tác để thực
hiện một công việc. Một máy tính này có thể mượn năng lực tính toán, xử lý của máy
tính khác bằng cách chạy các chương trình trên các máy tính nằm trong mạng.

Ư
u điểm: Xử lý rất nhanh và mạnh, có thể dùng để chạy các ứng dụng có các phép
toán lớn, xử lý dữ liệu lớn. Ví dụ: bẻ khóa các hệ mã, tính toán ADN,
Khuyết điểm: Các dữ liệu được lưu trữ trên các vị trí khác nhau nên rất khó đồng
bộ và backup, khả năng nhiễm virus rất cao.
1.4. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH
1.4.1. Phân loại theo khoảng cách địa lý
Hiện nay, mạng máy tính được phát triển khắp nơi với nhữ
ng ứng dụng ngày càng
đa dạng nên việc phân loại mạng máy tính là một việc rất phức tạp. Người ta có thể
chia các mạng máy tính theo khoảng cách địa lý ra làm các loại mạng sau:

Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 10
− Mạng cục bộ (Local Area Networks – LAN): là mạng được cài đặt trong một
phạm vi tương đối nhỏ (trong một phòng, một toà nhà, hoặc phạm vi của một
trường học v.v…) với khoảng cách lớn nhất giữa hai máy tính nút mạng chỉ trong
khoảng vài chục km trở lại. Tổng quát có hai loại mạng LAN: mạng ngang hàng
(peer to peer) và mạng có máy chủ (server based). Mạng server based còn được
gọi là mạng “Client/Server” (Khách/Chủ), mạng có đườ
ng kính ≤ 1km.
− Mạng đô thị (Metropolitan Area Network – MAN): là mạng được cài đặt trong
phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100km
trở lại. Mạng được nối kết nhiều mạng LAN lại với nhau.
− Mạng diện rộng (Wide Area Network – WAN): phạm vi của mạng có thể vượt
qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa. Cáp truyền qua đại dương hoặc vệ
tinh
được dùng cho việc truyền dữ liệu trong mạng WAN.
− Mạng toàn cầu (Global Area Network – GAN): phạm vi của mạng trải rộng

toàn Trái đất. Việc kết nối các máy tính được thực hiện thông qua mạng viễn thông
và vệ tinh.
1.4.2. Phân loại theo cấu trúc liên kết
1.4.2.1. Hình trạng mạng (Network Topology)
Topo mạng là cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tô
pô của mạng.
Hình trạng mạng có hai kiểu nối mạng chủ yếu: Kiể
u nối điểm – điểm (Point – to –
Point) và kiểu nối điểm – nhiều điểm (Point – to – Multipoint hay Broadcast)
o Point – to – Point: Các đường truyền nối từng
cặp nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm
lưu trữ tạm thời sao đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho
tới đích. Do cách làm việc như vậy nên mạng
kiểu này còn được gọi là mạng “lưu và chuyển
tiếp” (strore and forward).

o Point – to – Multipoint: Tất cả các nút phân
chia nhau trên một đường truyền vật lý chung. Dữ
liệu gửi đi từ một nút nào đó sẽ được tiếp nhận
bởi tất cả các nút còn lại trên mạng bởi vậy chỉ
cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để căn cứ vào
đó các nút tra xem dữ liệu đó có phải gửi cho
mình hay không.
1.4.2.2. Mạng hình sao (Star Network)
Mạng hình sao có tấ
t cả các trạm được kết nối với
một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ
các trạm và chuyển đến trạm đích. Tùy theo yêu cầu
truyền thông trên mạng mà thiết bị trung tâm có thể
là hub, switch, router hay máy chủ trung tâm. Vai trò

của thiết bị trung tâm là thiết lập các liên kết Point –
to – Point.
Hình 1.6: Kiểu nối điểm – điểm
Hình 1.7: Kiểu nối điểm – nhiều điểm
Hình 1.8: Mạng hình sao
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 11
− Ưu điểm: Thiết lập mạng đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm, bớt các
trạm), dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố, tận dụng được tối đa tốc độ truyền
của đường truyền vật lý.
− Khuyết điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn
chế
(bán kính khoảng 100m với công nghệ hiện nay).
1.4.2.3. Mạng tuyến tính (Bus Network)
Tất cả các trạm phân chia trên một đường truyền
chung (bus). Đường truyền chính được giới hạn hai
đầu bằng hai đầu nối đặc biệt gọi là terminator. Mỗi
trạm được nối với trục chính qua một đầu nối chữ T
(T-connector) hoặc một thiết bị thu phát
(transceiver).
Mô hình mạng Bus hoạt động theo các liên kết Point–to–Multipoint hay Broadcast.
− Ưu điểm: Dễ
thiết kế và chi phí thấp.
− Khuyết điểm: Tính ổn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng bị
ngừng hoạt động.
1.4.2.4. Mạng hình vòng (Ring Network)
Trên mạng hình vòng (chu trình) tín hiệu được
truyền đi trên vòng theo một chiều duy nhất. Mỗi
trạm của mạng được nối với nhau qua một bộ chuyển

tiếp (repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển
tiếp
đến trạm kế tiếp trên vòng. Như vậy tín hiệu
được lưu chuyển trên vòng theo một chuỗi liên tiếp
các liên kết Point–to–Point giữa các repeater.
− Ưu điểm: Mạng hình vòng có ưu điểm tương tự như mạng hình sao.
− Nhược điểm: Một trạm hoặc cáp hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động,
thêm hoặc bớt một trạm khó hơn, giao thức truy nhập mạng ph
ức tạp.
1.4.2.5. Mạng kết hợp
• Kết hợp hình sao và tuyến tính (Star Bus Network)
Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu
(splitter) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp
mạng cấu hình là Star Topology và Linear Bus Topology.
Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều
nhóm làm việc ở cách xa nhau, ARCNET là mạng dạng
kết hợp Star Bus Network. Cấu hình dạng này đưa lại sự
uyển chuyển trong việc bố trí đường dây tươ
ng thích dễ
dàng đối với bất cứ toà nhà nào.
• Kết hợp hình sao và vòng (Star Ring Network)
Cấu hình dạng kết hợp Star Ring Network, có một “thẻ bài” liên lạc (Token)
được chuyển vòng quanh một cái HUB trung tâm. Mỗi trạm làm việc được nối với
HUB – là cầu nối giữa các trạm làm việc và để tǎng khoảng cách cần thiết.
Hình 1.9: Mạng tuyến tính
Hình 1.10: Mạng chu trình
Hình 1.11: Mạng kết hợp
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 12

1.4.3. Phân loại theo phương pháp truyền thông tin
Các hệ thống chuyển mạch có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với việc truyền
thông dữ liệu trong hệ thống mạng.
1.4.3.1. Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switching Network)
Khi có hai trạm cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một
“kênh” cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt kết nối. Dữ liệu chỉ
được truyền theo con đường cố
định này. Kỹ thuật chuyển mạch kênh được sử dụng
trong các kết nối ATM (Asynchronous Transfer Mode) và Dial-up ISDN (Integrated
Services Digital Networks). Ví dụ về mạng chuyển mạch kênh là mạng điện thoại.
Ưu điểm: kênh truyền được dành riêng trong suốt quá trình giao tiếp do đó tốc độ
truyền dữ liệu được bảo đảm. Điều này là đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng
thời gian thực nh
ư audio và video.
Phương pháp chuyển mạch kênh có hai nhược điểm chính:
− Phải tốn thời gian để thiết lập đường truyền cố định giữa hai trạm.
− Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao, vì có lúc trên kênh không có dữ
liệu truyền của hai trạm kết nối, nhưng các trạm khác không được sử dụng kênh
truyền này.
1.4.3.2. Mạng chuyển mạch thông báo (Message Switching Network)
Không giống chuyển mạch kênh, chuyể
n mạch thông báo không thiết lập liên kết
dành riêng giữa hai trạm giao tiếp mà thay vào đó mỗi thông báo được xem như một
khối độc lập bao gồm cả địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. Mỗi thông báo sẽ được truyền
qua các trạm trong mạng cho đến khi nó đến được địa chỉ đích, mỗi trạm trung gian sẽ
nhận và lưu trữ thông báo cho đến khi trạm trung gian kế tiếp sẵn sàng để nhận thông
báo sau đó nó chuyển tiếp thông báo đến trạm kế tiếp, chính vì lý do này mà mạng
chuyển mạch thông báo còn có thể được gọi là mạng lưu và chuyển tiếp (Store and
Forward Network). Một ví dụ điển hình về kỹ thuật này là dịch vụ thư điện tử (e-mail),
nó được chuyển tiếp qua các trạm cho đến khi tới được đích cần đến.

Các ưu điểm của phương pháp:
−
Cung cấp một sự quản lý hiệu quả hơn đối với sự lưu thông của mạng. Bằng
cách gán các thứ tự ưu tiên cho các thông báo và đảm bảo các thông báo có độ ưu
tiên cao hơn sẽ được lưu chuyển thay vì bị trễ do quá trình lưu thông trên mạng.
− Giảm sự tắc nghẽn trên mạng. Các trạm trung gian có thể lưu giữ các thông báo
cho đến khi kênh truyền rảnh mới gửi thông báo đi.
− T
ăng hiệu quả sử dụng kênh truyền, với kỹ thuật này các trạm có thể dùng
chung kênh truyền.
Hai nhược điểm chính:
− Nhược điểm của kỹ thuật này là độ trễ do việc lưu trữ và chuyển tiếp thông báo
là không phù hợp với các ứng dụng thời gian thực.
− Các trạm trung gian phải có dung lượng bộ nhớ rất lớn để lưu giữ các thông báo
trước khi chuy
ển tiếp nó tới một trạm trung gian khác (kích thước của các thông
báo không bị hạn chế).
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 13
1.4.3.3. Mạng chuyển mạch gói (Packet Switching Network)
Kỹ thuật này được đưa ra nhằm tận dụng các ưu điểm và khác phục những nhược
điểm của hai kỹ thuật trên, đối với kỹ thuật này các thông báo được chia thành các gói
tin (packet) có kích thước thay đổi, mỗi gói tin bao gồm dữ liệu, địa chỉ nguồn, địa chỉ
đích và các thông tin về địa chỉ các trạm trung gian. Các gói tin riêng biệt không phải
luôn luôn đi theo một con đường duy nhấ
t, điều này được gọi là chọn đường độc lập
(independent routing).
Phương pháp có hai ưu điểm:
− Dải thông có thể được quản lý bằng cách chia nhỏ dữ liệu vào các đường khác

nhau trong trường hợp kênh truyền bận.
− Nếu một liên kết bị sự cố trong quá trình truyền thông thì các gói tin còn lại có
thể được gửi đi theo các con đường khác.
Điểm khác nhau cơ bản giữa kỹ thuật chuy
ển mạch thông báo và kỹ thuật chuyển
mạch gói là trong kỹ thuật chuyển mạch gói các gói tin được giới hạn về độ dài tối đa
điều này cho phép các trạm chuyển mạch có thể lưu giữ các gói tin vào bộ nhớ trong
mà không phải đưa ra bộ nhớ ngoài do đó giảm được thời gian truy nhập và tăng hiệu
quả truyền tin.
Những khó khăn của phương pháp chuyển mạch gói cần giải quyế
t là tập hợp các
gói tin tại nơi nhận để tạo lại thông báo ban đầu cũng như xử lý việc mất các gói tin.
1.5. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MẠNG MÁY TÍNH
1.5.1. Các dịch vụ mạng (Network services)
Các mạng kết nối hai hoặc nhiều hơn các máy tính với nhau để cung cấp một số
phương pháp cho việc chia xẻ và truyền dữ liệu. Nhiều đặc điểm mà một mạng cung
cấp được xem nh
ư các dịch vụ (services).
Các dịch vụ thông dụng nhất trên một mạng là: thư điện tử (email), in ấn, chia xẻ
file, truy xuất Internet, truy cập từ xa (remote access), quay số từ xa (remote dial-in),
giao tiếp (communication) và dịch vụ quản trị (management service).
Các mạng lớn có thể có những máy chủ (server) riêng, mỗi máy này thực hiện một
trong các dịch vụ mạng. Với các mạng nhỏ hơn, tất cả các d
ịch vụ mạng được cung
cấp bởi một hoặc nhiều máy chủ (một máy chủ có thể cung cấp nhiều dịch vụ mạng).
Như vậy, trong một hệ thống mạng máy tính có hai thành phần cơ bản: thành phần
cung cấp dịch vụ và thành phần sử dụng dịch vụ.
1.5.2. Giao thức (Protocol)
Ngôn ngữ được sử dụng bởi các thực thể mạng gọi là giao thức truyền thông m
ạng.

Giao thức giúp các bên truyền thông “hiểu nhau” bằng cách định nghĩa một ngôn ngữ
chung cho các thành phần mạng truyền thông dữ liệu.
Một giao thức mạng quen thuộc là giao thức TCP/IP - một trong những giao thức
của bộ giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). TCP/IP
được coi là xương sống của mạng Internet. Tuy tên gọi TCP/IP chỉ hai giao thức cụ thể
là TCP và IP nhưng nó thường được sử dụng để chỉ nhóm gồm nhiều giao thức.
Tóm lại: Giao th
ức là tiêu chuẩn giao tiếp giữa hai hệ thống giúp chúng hiểu và
trao đổi dữ liệu được với nhau.
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 14
Ví dụ: Sequence Packet Exchange/Internetwork Packet Exchange (SPX/IPX),
Transmission Control Protocol/Internetwork Protocol (TCP/IP) , NetBIOS Exchange
User Interface (NetBEUI), AppleTalk, …
1.5.3. Môi trường truyền dẫn (Transmission media)
Trên một mạng máy tính, các dữ liệu được truyền trên môi trường truyền dẫn, nó là
phương tiện vật lý cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị. Nó có hai loại phương
tiện truyền dẫn chủ yếu: hữu tuyến (bounded media) và vô tuyến (boundless media).
Thông thường, hệ thống sử dụng hai loại tín hiệu truyền: digital và analog.
Phương tiện truyề
n dẫn giúp các tín hiệu từ máy tính này sang máy tính khác. Các
tín hiệu điện tử này biểu diễn các giá trị dữ liệu theo dạng các xung nhị phân (bật/tắt).
Các tín hiệu truyền thông giữa các máy tính và các thiết bị là các dạng sóng điện từ trải
dài từ tần số radio đến tần số hồng ngoại.
Các tần số sóng radio thường dùng để phát tín hiệu LAN. Các tần số này có thể
được dùng với cáp xoắn đôi, cáp đồng trục ho
ặc thông qua việc truyền phủ sóng radio.
Sóng viba (microwares) thường dùng truyền thông tập trung giữa hai điểm hoặc
giữa các trạm mặt đất và các vệ tinh. Ví dụ như mạng điện thoại cellular.

Tia hồng ngoại thường dùng cho các kiểu truyền thông qua mạng trên các khoảng
cách tương đối ngắn và có thể phát sóng giữa hai điểm hoặc từ một điểm phủ sóng cho
nhiều trạm thu. Chúng ta có thể truyền tia hồng ngoại và các t
ần số ánh sáng cao hơn
thông qua cáp quang.

1.6. CÁC MÔ HÌNH ỨNG DỤNG MẠNG
1.6.1. Mô hình mạng ngang hàng (Peer–to–Peer Network)
Mạng peer–to–peer là một ví dụ rất đơn giản của các mạng LAN. Chúng cho phép
mọi nút mạng vừa đóng vai trò là thực thể yêu cầu các dịch vụ mạng (client), vừa là
các thực thể cung cấp các dịch vụ mạng (server). Trong môi trường này, người dùng
trên từng máy tính chịu trách nhiệm điều hành và chia sẻ tài nguyên của máy tính
mình. Mô hình này chỉ phù hợp với các tổ chức nhỏ và không quan tâm đến v
ấn đề
bảo mật. Phần mềm mạng peer–to–peer được thiết kế sao cho các thực thể ngang hàng
thực hiện cùng các chức năng tương tự nhau.
Các đặc điểm của mạng peer–to–peer:
− Mạng peer–to–peer còn được biết đến
như mạng workgroup (nhóm làm việc) và
được sử dụng cho các mạng có ≤ 10 người
sử dụng (user) làm việc trên mạng đó.
− Mạng peer–to–peer không đòi hỏi phả
i
có người quản trị mạng (administrtor).
Trong mạng peer–to–peer mỗi user làm
việc như người quản trị cho trạm làm việc
riêng của họ và chọn tài nguyên hoặc dữ
liệu nào mà họ sẽ cho phép chia sẻ trên
mạng cũng như quyết định ai có thể truy
xuất đến tài nguyên và dữ liệu đó.

Hình 1.12: Mô hình mạng ngang hàng
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 15
Các ưu điểm của mạng peer-to-peer:
− Đơn giản cho việc cài đặt.
− Chi phí tương đối rẻ.
Những nhược điểm của mạng peer-to-peer:
− Không quản trị tập trung, đặc biệt trong trường hợp có nhiều tài khoản cho một
người sử dụng (user) truy xuất vào các trạm làm việc khác nhau.
− Việc bảo mật mạng có thể bị vi phạm với các user có chung username,
password
truy xuất tới cùng tài nguyên.
− Không thể sao chép dự phòng (backup) dữ liệu tập trung. Dữ liệu được lưu trữ
rải rác trên từng trạm.
1.6.2. Mô hình mạng khách chủ (Client – Server Netwrok / Server Based Network)
Mạng khách chủ liên quan đến việc xác định vai trò của các thực thể truyền thông
trong mạng. Mạng này xác định thực thể nào có thể tạo ra các yêu cầu dịch vụ và thực
thể nào có thể phục vụ các yêu cầu đó. Các máy tính được gọi là các file server thực
hiện việc xử lý dữ liệu và giao tiếp giữa các máy tính khác trong mạng. Các máy tính
khác đó được gọi là các workstation (máy tính trạm).
Các máy trạm được nối với các máy chủ
,
nhận quyền truy nhập mạng và tài nguyên mạng
từ các máy chủ. Đối với Windows NT các máy
được tổ chức thành các miền (domain). An ninh
trên các domain được quản lý bởi một số máy
chủ đặc biệt gọi là domain controller. Trên
domain có một master domain controller được
gọi là PDC (Primary Domain Controller) và

một BDC (Backup Domain Controller) để đề
phòng trường hợp PDC gặp sự cố.
Các mạng khách chủ thường được sử dụng cho các mạng có ≥ 10 người sử dụng và
th
ực hiện các công việc chuyên biệt sau:
− File và Print Servers: quản lý truy xuất của user tới các file và các máy in.
− Application Servers: máy chủ có nhiệm vụ cung cấp các ứng dụng, các phần
mềm cho các máy trạm trong môi trường client/server.
− Database Server: máy chủ có cài đặt các hệ thống Cơ sở dữ liệu (DBMS) như
SQL Server, Oracle, DB2 phục vụ cho các nhu cầu ứng dụng truy xuất dữ liệu trên
mạng.
− Communication Server: máy chủ phục vụ cho công tác truyền thông, giao tiếp
trên mạng như
Web (Web Server), Mail (Mail Server), truyền nhận file (FTP
Server), …
− Mail Servers: hoạt động như một server ứng dụng, trong đó có các ứng dụng
server và ứng dụng client, với dữ liệu được tải xuống từ server tới client.
Đặc điểm của mạng khách chủ:
Hình 1.13: Mô hình mạng khách chủ
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 16
− Khó khăn trong việc cài đặt, cấu hình và quản trị hơn so với mạng peer-to-peer
− Cung cấp sự bảo mật tốt hơn cho các tài nguyên mạng.
− Dễ dàng hơn trong việc quản trị sao chép dự phòng dữ liệu (backup). Thậm chí
có thể lập lịch cho công việc này thực hiện tự động.
Trong thực tế, phần lớn các mô hình mạng máy tính được thiết kế theo mô hình
mạng lai (hybrid) là sự
kết hợp giữa mô hình mạng khách chủ và mô hình mạng ngang
hàng.

1.7. MỘT SỐ HỆ ĐIỀU HÀNH MẠNG
Cùng với việc ghép nối các máy tính thành mạng máy tính, cần thiết phải có các hệ
điều hành được cài đặt trên từng máy tính có trong mạng. Trong đó, các hệ điều hành
có phạm vi trên toàn mạng có chức năng quản lý dữ liệu và tính toán, xử lý một cách
thống nhất. Khi phát triển các hệ điều hành mạng, những nhà thiế
t kế sẽ chọn theo mô
hình xử lý tập trung hoặc mô hình xử lý phân tán.
Những hệ điều hành dùng cho mạng máy tính cá nhân peer-to-peer bao gồm:
− Microsoft Windows for Workgroups 3.11
− Microsoft Windows 9X, ME
− Microsoft Windows NT Workstation
− Microsoft Windows 2000 Professional
− Microsoft Windows XP Professional
− Microsoft Windows Vista (Longhorn – 2005) – 2007
− Microsoft Windows 7 (2008), Windows 8 (2011)
− Novell Netware Lite, Novell Netware Personal.
− Linux for Workstation
Những hệ điều hành mạng máy tính cá nhân phổ biến nhất cho mạng khách chủ
(mô hình mạng xử lý tập trung - LAN) bao gồm:
− Windows NT Server
− Windows Server 2000: Standard, Advanced Server và Datacenter Server.
− Windows Server 2003: Standard Edition, Enterprise Edition, Datacenter
Edition và Web Edition.
− Windows Server 2008: Standard, Enterprise, DataCenter, Web, HPC (High–
Performance Computing) và Itanium-based Systems.
− Unix: HP-UX, Sun Solaris, BSD, SCO, và AIX.
− Linux: Ubuntu, Red Hat Enterprise Linux, Fedora Core, Mandrake, Caldera,
SuSE, Debian, và Slackware.
− Novell Netware: NetWare3.12, IntraNetWare 4.11, NetWare 5.0 và 5.1.
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 17
1.8. CÁC MÔ HÌNH QUẢN LÝ MẠNG
1.8.1. Mô hình mạng Workgroup
Mô hình mạng Workgroup là một nhóm máy tính mạng cùng chia sẻ tài nguyên
như file dữ liệu, máy in. Nó là một nhóm lôgíc của các máy tính mà tất cả chúng có
cùng tên nhóm. Có thể có nhiều nhóm làm việc (workgroups) khác nhau cùng kết nối
trên một mạng cục bộ (LAN).
Mô hình mạng Workgroup cũng được coi là mạng peer-to-peer bởi vì tất cả các
máy trong workgroup có quyền chia sẻ tài nguyên như nhau mà không cần sự chỉ định
của Server. Mỗi máy tính trong nhóm tự bảo trì, bảo mật cơ sở d
ữ liệu cục bộ của nó.
Điều này có nghĩa là, tất cả sự quản trị về tài khoản người dùng, bảo mật cho nguồn tài
nguyên chia sẻ không được tập trung hóa. Bạn có thể kết nối tới một nhóm đã tồn tại
hoặc khởi tạo một nhóm mới.
Những ưu điểm của mô hình mạng Workgroup:
− Workgroups không yêu cầu máy tính chạy trên hệ điều hành Windows Server
để tập trung hóa thông tin bảo mật.
− Workgroups thiết kế và hiện thực đơn giản và không yêu cầu lập kế hoạch có
phạm vi rộng và quản trị như domain yêu cầu.
− Workgroups thuận tiện đối với nhóm có số máy tính ít và gần nhau (≤ 10 máy).
Những nhược điểm của mô hình mạng Workgroup:
− Mỗi người dùng phải có một tài khoản người dùng trên mỗi máy tính mà họ
muốn đăng nhập.
− Bất kỳ sự thay đổi tài khoản người dùng, như là thay đổi password hoặc thêm
tài khoản người dùng mới, phải được làm trên tất cả các máy tính trong
Workgroup. Nếu bạn quên bổ sung tài khoản người dùng mới tới một máy tính
trong nhóm thì người dùng mới sẽ không thể đăng nhập vào máy tính đó và không
thể truy xuất tới tài nguyên của máy tính đó.
− Việc chia sẻ thiết bị và file được xử lý bởi các máy tính riêng, và chỉ cho người

dùng có tài kho
ản trên máy tính đó được được sử dụng.
1.8.2. Mô hình mạng Domain
Mô hình mạng Domain là một nhóm máy tính mạng cùng chia sẻ cơ sở dữ liệu thư
mục tập trung (central directory database). Thư mục dữ liệu chứa tài khoản người
dùng và thông tin bảo mật cho toàn bộ Domain. Thư mục dữ liệu này được biết như là
thư mục hiện hành (Active Directory).
Trong một Domain, thư mục chỉ tồn tại trên các máy tính đượ
c cấu hình như máy
điều khiển miền (domain controller). Một domain controller là một Server quản lý tất
cả các khía cạnh bảo mật của Domain. Không giống như mạng Workgroup, bảo mật và
quản trị trong domain được tập trung hóa. Để có Domain controller, những máy chủ
(server) phải chạy dịch vụ làm Domain controller (dịch vụ được tích hợp sẵn trên các
phiên bản Windows Server của Microsoft; hoặc trên Linux, ta cấu hình dịch vụ Samba
để làm nhiệ
m vụ Domain controller, ).
Một domain không được xem như một vị trí đơn hoặc cấu hình mạng riêng biệt.
Các máy tính trong cùng domain có thể ở trên một mạng LAN hoặc WAN. Chúng có
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 18
thể giao tiếp với nhau qua bất kỳ kết nối vật lý nào, như: Dial-up, Integrated Services
Digital Network (ISDN), Ethernet, Token Ring, Frame Relay, Satellite, Fibre Channel.
Những ưu điểm của mô hình mạng Domain:
− Cho phép quản trị tập trung. Nếu người dùng thay đổi password của họ, thì sự
thay sẽ được cập nhật tự động trên toàn Domain.
− Domain cung cấp quy trình đăng nhập đơn giản để người dùng truy xuất các tài
nguyên mạng mà họ được phép truy cập.
−
Domain cung cấp linh động để người quản trị có thể khởi tạo mạng rất rộng lớn.

Các miền điển hình trong Windows Server có thể chứa các kiểu máy tính sau:
− Máy điều khiển miền (Domain controllers): Mỗi Domain controller lưu trữ và
bảo trì bản sao thư mục. Trong domain, tài khoản người dùng được tạo một lần,
Windows Server ghi nó trong thư mục này. Khi người dùng đăng nhập tới máy tính
trong domain, domain controller kiểm tra thư mục nh
ờ tên người sử dụng, mật
khẩu và giới hạn đăng nhập. Khi có nhiều domain controllers, chúng định kỳ tái tạo
thông tin thư mục của chúng.
− Các máy chủ thành viên (Member servers): Một máy member server là một
máy chủ mà không được cấu hình như là domain controller. Máy chủ không lưu trữ
thông tin thư mục và không thể xác nhận domain người dùng. Các máy chủ có thể
cung cấp các tài nguyên chia sẻ như các thư mục dùng chung hay các máy in.
− Các máy tính trạm (Client computers): Các máy tính trạm chạy một h
ệ điều
hành dùng cho máy trạm của người dùng và cho phép người dùng truy cập tới
nguồn tài nguyên trong domain.
Không giống như Workgroup, Domain phải tồn tại trước khi người dùng tham gia
vào nó. Việc tham gia vào Domain luôn yêu cầu người quản trị Domain cung cấp tài
khoản cho máy tính của người dùng tới domain đó. Tuy nhiên, nếu người quản trị cho
người dùng đúng đặc quyền, người dùng có thể khởi tạo tài khoản máy tính của mình
trong quá trình cài đặt.
1.8.3. Mô hình mạng BootRom
Hệ thống m
ạng LAN sử dụng kỹ thuật
BOOTROM (hay còn gọi là khởi động máy tính
từ xa – remote boot) cho phép một số máy tính
thành viên trong mạng không gắn đĩa cứng riêng
mà vẫn có thể hoạt động như một máy tính thông
thường. Hệ thống mạng đặc biệt này được gọi
một cách ngắn gọn là Mạng BOOT-ROM.

Kĩ thuật này có thể áp dụng cho những phòng
máy tính nhỏ để tiết kiệm chi phí đầu tư. Ngoài
ra, người qu
ản lí sẽ dễ dàng theo dõi hệ thống,
phát hiện và sửa chữa lỗi. Để thiết lập mạng
BootRom, phần mềm hỗ trợ cho mô hình mạng là
phần mềm BXP của hãng Venturcom.
BXP là phần mềm hỗ trợ với các thành phần: BXP server cài đặt trên máy chủ và
bản BXP client dùng trên các máy con. Chương trình có nhiệm vụ: mã hóa hệ điều
Hình 1.14: Mô hình mạng BootRom,
mỗi máy con một ổ ảo (Private Image)
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 19
hành đang cài đặt trên đĩa cứng của một máy con thành tập tin ảnh (cài đặt để xác định
cấu hình của các máy con), sau đó chép tập tin này lên đĩa cứng của máy chủ và giúp
các máy con có thể truy xuất nó như là một ổ đĩa ảo có chứa hệ điều hành tương ứng.
Mạng BootRom gồm có các mô hình tiêu biểu như sau:
1. Private Image với cơ chế RAM cache
Mỗi máy con có một ổ cứng ảo riêng theo
phương pháp Private image nhưng khi máy này
ho
ạt động, mọi thao tác ghi lên ổ cứng (tạo, xóa
file, thay đổi cấu hình, ) sẽ “mượn tạm” bộ
nhớ RAM của máy con. Sau khi máy con khởi
động lại, hệ thống sẽ trở về trạng thái cũ.
− Ưu điểm: mỗi máy con khôi phục cấu hình
dễ dàng bằng khởi động lại máy tính.
− Nhược điểm: Mọi sự thay đổi trên ổ cứng ảo đều không có tác dụng, RAM củ
a

hệ thống sẽ bị giảm để làm Cache.
2. Private Image với cơ chế Server cache
Thay vì đặt Cache trên
RAM của máy con, người
dùng sẽ chuyển sang Cache
ở một phần ổ cứng trên
máy chủ. Như vậy, ưu
điểm của phương pháp này
là không làm giảm RAM
hệ thống của các máy con.
3. Shared Image với RAM cache
Ở đây, các máy con đều dùng chung một ổ cứng
ảo nên phải dùng chế độ cache bằng RAM của
chúng.
− Ưu điểm: Băng thông tải trên mạng sẽ giảm
giúp quá trình khởi động và việc chạy ứng
dụng của các máy con sẽ nhanh hơn.
− Hạn chế: Một phần RAM của máy con phải
dùng để làm cache.
4. Shared Image với Server cache: Cache đặt trên ổ cứng của máy chủ.





Hình 1.15: Mô hình mỗi máy con
một ổ ảo đặt cache trên RAM
Hình 1.16: Mô hình
mỗi máy con một ổ
ảo theo cơ chế cahe

đặt ở máy chủ
Hình 1.18:
M
ô hình các
máy con dùng chung
một ổ, đặt cache trên ổ
cứng máy chủ
Hình 1.17: Mô hình các máy con dùng
chung ổ cứng, có đặt cache trên RAM
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 20
1.9. CÔNG VIỆC CỦA NGƯỜI QUẢN TRỊ MẠNG
1.9.1. Quản trị cấu hình mạng (Configuration management)
− Quản trị cấu hình các Hệ điều hành mạng, cấu hình các dịch vụ mạng của hệ
thống và quản trị tài nguyên mạng.
− Quản trị cấu hình của các thiết bị mạng như card mạng, router,
− Sử dụng các dịch vụ của hệ điều hành mạ
ng cung cấp để quản trị các hệ thống
mạng và quản trị mạng từ xa.
1.9.2. Quản trị tính chịu lỗi cho hệ thống mạng (Fault management)
− Thực hiện quá trình backup và restore cấu hình mạng khi gặp các sự cố.
− Thực hiện việc backup, restore dữ liệu khi gặp các sự cố.
1.9.3. Quản trị hiệu năng hoạt động của mạng (Performance management)
− Thực hiện quá trình giám sát hi
ệu suất hoạt động của máy tính, của hệ thống
mạng (hiệu suất của RAM, CPU, NIC, ).
− Thực hiện phân tích lưu lượng thông tin trên mạng, nhằm chẩn đoán tình trạng
của mạng và đưa ra cách khắc phục.
1.9.4. Quản trị an ninh mạng (Security management)

− Phòng chống những phần tử phá hoại ở bên trong hệ thống mạng (malware):
virus, sâu (worm), gián điệp (spyware), backdoor, trojan, thư rác (spam), câu thông
tin (phishing) và các loại kết hợp.
− Ngăn chặn những người xâm nhậm ở ngoài hệ thống mạng (hacker), người bẻ
khóa (cracker).
1.9.5. Quản trị người dùng (Accounting management)
− Sử dụng các chức năng của Hệ điều hành mạng nhằm tạo/hủy các tài khoản cho
người sử dụng hệ thống mạng và cả nhóm người dùng.
− Phân quyền và tạo chính sách cho người dùng, cho nhóm người dùng trong hệ
thống mạ
ng.
− Chia sẻ các tài nguyên mạng cho các tài khoản sử dụng hệ thống mạng.
1.9.6. Quản trị đường truyền
− Thực hiện quá trình thiết kế, lắp đặt hệ thống mạng (cáp mạng, thiết bị mạng).
− Sử dụng các thiết bị để chẩn đoán và bảo trì hệ thống mạng nhằm đảm bảo tốt
lượng thông tin được truyền đi trên hệ
thống mạng.
1.10. BĂNG THÔNG, ĐỘ TRỄ VÀ THÔNG LƯỢNG
Tính hiệu quả của hệ thống mạng máy tính được đo bởi hai yếu tố: băng thông và
độ trễ. Ngoài ra, yếu tố thông lượng sẽ đo lường tính hiệu quả của các ứng dụng hoạt
động trong thời gian thực.
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 21
1.10.1. Băng thông (Bandwidth – B)
Băng thông là độ rộng dải tần, tức độ chênh lệch giữa tần số cao nhất với tần số
thấp nhất trên cùng một kênh truyền thông hay giữa các bước sóng. Ví dụ, mạng máy
tính đang hoạt động ở tần số biến thiên từ 870MHz tới 880MHz, nghĩa là độ rộng dải
tần (hay băng thông) của nó là 10MHz.
Trong công nghệ máy tính, bandwidth với ý nghĩa là băng thông thường được dùng

để chỉ
một khối lượng dữ liệu có thể truyền tải được trong một thời gian nhất định. Đối
với các thiết bị kỹ thuật số, băng thông được tính với đơn vị bps (bit mỗi giây) hay Bps
(byte mỗi giây). Còn đối với các thiết bị analog, băng thông được thể hiện bằng chu kỳ
mỗi giây, hay Hertz (Hz).
Băng thông là đo lường mức độ thông tin hay bit có thể chạy từ nơi này sang nơi
khác trong một khoảng thời gian cho trước tính theo giây.
Đơn vị đo lường của băng thông có hai loại:
− Bits per second (bps: bit/s): đơn vị cơ bản trong các hệ thống số (digital)
Đơn vị băng thông Viết tắt Tương đương
Kilobits per second Kbps 1Kbps = 10
3
bps
Megabits per second Mbps 1Mbps = 10
6
bps
Gigabits per second Gbps 1Gbps = 10
9
bps
Terabits per second Tbps 1Tbps = 10
12
bps
Bảng 1.1: Bảng quy đổi các đơn vị tương đương.
− Bytes per second (Bps: byte/s): đơn vị cơ bản quy định tốc độ làm việc của các
thiết bị được sử dụng. Các đơn vị tương đương khác: KBps, MBps, GBps, TBps
với 1B = 8b (1 byte = 8 bit).
Băng thông là đặc biệt quan trọng cho các thiết bị I/O. Chẳng hạn, một ổ đĩa cứng
tốc độ nhanh có thể quay rất chậm khi gặp phải m
ột bus có băng thông thấp. Mối
tương quan giữa tần số, tốc độ với băng thông theo nguyên tắc tốc độ càng cao, băng

thông càng lớn, và ngược lại. Ví dụ, bộ nhớ DDR tốc độ 266MHz có băng thông là
2.100MB/s và tốc độ 400MHz là 3.200MB/ s. Hay với bus hệ thống bề mặt FSB, tốc
độ 800MHz có băng thông 6,4GB/s so với 3,2GB/s của bus 400MHz.
Những hạn chế của băng thông:
− Băng thông thay đổi tùy thuộc vào các loại đường truy
ền cũng như các công
nghệ LAN, WAN được dùng.
− Băng thông thực sự của mạng được xác định bởi một tổ hợp của các đường
truyền vật lý và các công nghệ.
− Băng thông thực tế được xác định bởi các phương pháp phát tín hiệu, bởi các
NIC (Card mạng) và bởi các thành phần trang thiết bị mạng.
1.10.2. Độ trễ (Latency – L)
Độ trễ là khoảng thời gian chuyển một thông đi
ệp từ nút này đến nút khác trong hệ
thống mạng.
Round trip time (RTT) là khoảng thời gian chuyển một thông điệp từ nút này đến
nút khác và quay trở lại trong hệ thống mạng (RTT = 2L khi liên kết đơn).
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 22
Độ trễ của các gói tin được truyền đi trong hệ thống mạng phụ thuộc vào ba yếu tố:
độ trễ của tốc độ ánh sáng (L
S
), khoảng thời gian để truyền một đơn vị dữ liệu (T
i
) và
thời gian xử lý tại các hàng đợi trên mạng (Q). Do đó, công thức tính độ trễ của liên
kết là:
L = L
S

+ T
i
+ Q
Với:
S
S
V
D
L =
và
B
S
T
i
i
= . Trong đó, D là khoảng cách liên kết giữa hai nút mạng,
V
S
là vận tốc của ánh sáng, S
i
là kích thước của gói dữ liệu truyền và B là băng thông.
Tích giữa độ trễ và băng thông: khi xây dựng một hệ thống mạng hiệu quả, việc
kiểm tra tích giữa độ trễ và băng thông rất quan trọng bởi vì kết quả này tương ứng với
bao nhiêu bit máy gửi có thể truyền tiếp theo trước khi bit đầu tiên truyền đến máy
nhận, nếu máy gửi mong đợi một tín hiệu thông báo từ máy nhận r
ằng dữ liệu đã bắt
đầu đến thì sau một khoảng thời gian nào đó máy gửi có thể gửi gấp đôi dữ liệu trước
khi nó nghe tín hiệu đáp lại.

1.10.3. Thông lượng (Throughput – T)
Thông lượng là lượng dữ liệu đi qua đường truyền trong một đơn vị thời gian. Hay
thông lượng là băng thông thực sự mà các ứng dụng mạng được sử dụng trong một
thời gian cụ
thể (thông lượng có thể được biến đổi theo thời gian).
Thông lượng thường nhỏ hơn nhiều so với băng thông tối đa có thể có của môi
trường truyền dẫn được sử dụng (Throughput ≤ Bandwidth).
Đơn vị của thông lượng giống đơn vị của băng thông: bps, Kbps, Mbps, Gbps,
Thông lượng của mạng máy tính phụ thuộc vào các yếu tố như khoảng cách liên
kết, môi trường truyền dẫn, các công nghệ
mạng, dạng dữ liệu được truyền, số lượng
user trên mạng, máy tính user, máy server, …







Công thức tính thông lượng: T =
Với, Thời gian truyền dữ liệu =
B
S
RTT
i
+
Bandwidth
Dela

y
Hình 1.19: Dung lượng truyền dữ liệu của dây dẫn
Higher throughput
Lower throughput
High frequency
Low frequency
Hình 1.20: So sánh tín hiệu số tần số cao và tần số thấp
Kích thước gói dữ liệu truyền (S
i
)
Thời gian truyền dữ liệu
Khoa Toán – Tin Giới thiệu hệ thống mạng máy tính

Trang 23
Ví dụ: Một người sử dụng muốn download một file có kích thước 1MB qua hệ
thống mạng có băng thông 1Gbps với độ trễ RTT là 100ms. Khi đó, thời gian truyền
gói dữ liệu 1MB là: 100ms + (1MB/1Gbps = 8Mb/1Gbps = 0.008s = 8ms) = 108ms.
Vậy, thông lượng của việc download file dữ liệu là 1MB/108ms
≈ 74.07 Mbps (nhỏ
hơn nhiều so với băng thông liên kết của hệ thống mạng B = 1Gbps).
Như vậy, việc truyền một khối dữ liệu lớn sẽ gia tăng hiệu quả của thông lượng sử
dụng. Nếu kích thước dữ liệu truyền lớn sẽ dẫn đến thông lượng gần bằng băng thông
của hệ thống mạng.
1.11. PHƯƠNG THỨC TRUYỀN VÀ
ĐỘ AN TOÀN
1.11.1. Các phương phức truyền thông dữ liệu
− Phương thức unicast: Một nút nguồn muốn gửi một thông điệp đến duy nhất
một nút đích trên hệ thống mạng.
− Phương thức multicast: Một nút nguồn muốn gửi một thông điệp đến một nhóm
các nút đích trên hệ thống mạng.

− Phương thức broadcast: Một nút nguồn muốn gửi một thông điệp đến tất cả các
nút đích khác trên hệ thống mạng.
Một mạng máy tính luôn hỗ trợ hai phương thức truyền thông dữ liệu: unicast và
multicast.
1.11.2. Độ an toàn truyền thông dữ liệu
Mạng máy tính phải đảm bảo độ an toàn trong việc truyền thông dữ liệu, nghĩa là
đảm bảo phân phối các thông điệp chính xác, đầy đủ và hiệu qu
ả.
Mạng máy tính phải có khả năng phát hiện và xử lý lỗi trong khi truyền dữ liệu
nhằm đảm bảo độ tin cậy cho các ứng dụng sử dụng nó.
Việc truyền thông dữ liệu trong hệ thống mạng có ba lỗi thường xuất hiện như sau:
− Lỗi mức bit (Bit-level error): Nội dung dữ liệu bị thay đổi vì bit 0 chuyển thành
bit 1 hoặc bit 1 chuyển thành bit 0 (do nhiễu điện từ, sấm sét, ).
− Lỗi mức gói (Packet-level error): Các gói dữ liệu được đi trong hệ thống mạng
và được tổng hợp tại nút đích thì có thể bị mất một ít gói hoặc gói chứa nhiều bit
lỗi hay nhận quá tải,
− Hỏng liên kết và nút (Link and node failures): Môi trường truyền thông dữ liệu
gặp sự cố (bị đứt cáp hoặc nằm ngoài vùng phủ sóng) hoặc các nút mạng bị hỏng
(các nút trung gian hoặc nút đích).
[  \
Khoa Toán – Tin Mô hình định chuẩn mạng máy tính

Trang 24
CHƯƠNG 2
MÔ HÌNH ĐỊNH CHUẨN MẠNG MÁY TÍNH
2.1. ĐỊNH CHUẨN MẠNG
2.1.1. Khái niệm giao thức mạng
Giao thức mạng là tập hợp tất cả các quy tắc, quy ước để đảm bảo cho các máy
tính trên mạng có thể trao đổi dữ liệu được với nhau. Như vậy, các máy tính trên
mạng muốn trao giao tiếp với nhau thì phải có chung một giao thức. Vai trò của giao

thức trong hệ thống mạng là quan trọng và không thể thiếu.
Ví dụ: Một số bộ giao thức mạ
ng như: TCP/IP, SPX/IPX, AppleTalk, NetBEUI,
Giao thức có hai dạng:
− Giao thức hướng kết nối và giao thức không kết nối (Connectionless &
Connection – Oriented protocols).
− Giao thức có khả năng định tuyến và giao thức không có khả năng định tuyến
(Routable & Non – Routable protocols). Định tuyến là quá trình lựa chọn đường đi
cho các gói tin đi trong hệ thống mạng.
2.1.1.1. Giao thức hướng kết nối và giao thức không kết nối
− Đặc điểm của giao thứ
c không kết nối:
° Không kiểm soát đường truyền
° Dữ liệu không đảm bảo độ tin cậy đến nơi nhận
° Dữ liệu thường ở dưới dạng datagrams (dịch vụ datagram tạo mỗi gói là một
thông điệp độc lập, mỗi gói sẽ được truyền qua liên mạng độc lập, datagram
thường được sử dụng trong mạng LAN)
Ví dụ: UDP của Bộ giao th
ức TCP/IP, ATP của Bộ giao thức AppleTalk.
− Đặc điểm của giao thức hướng kết nối:
° Kiểm soát được đường truyền
° Dữ liệu được truyền đi tuần tự, nếu nhận thành công thì nơi nhận phải gửi
tín hiệu hồi báo nhận ACK (Acknowledgment)
Ví dụ: Giao thức TCP của Bộ giao thức TCP/IP, giao thức SPX của Bộ giao
thức IPX/SPX, giao thức ASP của Bộ giao th
ức AppleTalk.
2.1.1.2. Giao thức có khả năng định tuyến và giao thức không có khả năng định tuyến
− Giao thức có khả năng định tuyến:
° Giao thức cho phép đi qua các thiết bị liên mạng như router để xây dựng hệ
thống mạng có qui mô lớn và định tuyến được gói tin trong mạng.

° Ví dụ: Bộ giao thức TCP/IP, SPX/IPX (Novell Netware), AppleTalk.
− Giao thức không có khả năng định tuyến:
° Giao thức không cho phép đ
i qua các thiết bị liên mạng như router để xây
dựng hệ thống mạng có qui mô lớn.
° Ví dụ: Bộ giao thức NetBEUI (hỗ trợ trong Windows 98 trở về trước).