BÀI GIẢNG TÓM TẮT MẠNG MÁY TÍNH docx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
TRẦN NGÔ NHƯ KHÁNH
BÀI GIẢNG TÓM T
Ắ
T
MẠNG MÁY
TÍNH
Dành cho sinh viên ngành Công nghệ Thông tin
(Lưu hành nội bộ)
Đà Lạt 2008
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
Trang 1
Mục L
ụ
c
Chương I. Những khái niệm căn bản về
mạng
4
I.1. Khái niệm và phân loại mạng 4
I.2. Dịch vụ mạng 8
I.3. Giao thức mạng 8
I.4. Các mô hình tham chiếu(reference models) 10
I.5. Hệ điều hành trong môi trường mạng 15
I.6. Mạng Internet 16
Chương II. Tầng vật
lý
18
II.1. Chức năng 18
II.2. Môi trường truyền tin 18
II.3. Đặc tả các loại cáp mạng 20

II.4. Chuẩn giao diện 22
Chương III. Giao thức tầng liên kết dữ liệu 24
III.1. Chức năng và dịch vụ 24
III.2. Cơ chế phát hiện và sửa lỗi 30
III.3. Các giao thức đa truy cập 33
III.4. Khái niệm mạng LAN 38
III.5. Địa chỉ vật lý (MAC address) 47
III.6. Một số công nghệ tầng liên kết dữ liệu khác 47
Chương IV. Giao thức tầng
mạng
53
IV.1. Chức năng của tầng mạng 53
IV.2. Bộ định tuyến và các thiết bị kết nối mạng khác: 56
IV.3. Giao thức IP (IP Protocol) 61
IV.4. Các giao thức liên quan đến IP 69
IV.5. Giao thức định tuyến 70
IV.6. Định tuyến trên Internet 77
Chương V. Giao thức tầng giao vận 79
V.1. Dịch vụ tầng vận chuyển 79
Trang 2
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
V.2. Giao thức không kết nối UDP 80
V.3. Giao thức hướng kết nối TCP 81
V.4. So sánh TCP và UDP 87
Chương VI. Giao thức tầng ứng
dụng
89
VI.1. Chức năng: 89
VI.2. World Wide Web - HTTP 89
VI.3. Giao thức truyền File-FTP 92

VI.4. Giao thức SMTP 93
VI.5. Các giao thức nhận mail: 102
VI.6. Dịch vụ phân giải tên miền (DNS Services-Domain Name System
Services) 105
Trang 3
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
Mở đầu
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin ngày nay, mạng
máy tính đóng một vai trò quan trọng, cung cấp những dịch vụ tiện ích cho nhiều
lĩnh vực đời sống xã hội khác nhau.
Giáo trình này nhằm cung cấp cho sinh viên ngành Công nghệ Thông tin
những kiến thức căn bản về mạng máy tính, cách thức hoạt động và tổ chức của
một hệ thống mạng. Các khái niệm về kiến trúc phân tầng, các giao thức mạng
trong các tầng khác nhau. Tài liệu cũng trình bày về mô hình TCP/IP, các công
nghệ mạng phổ biến, các thiết bị cần thiết để triển khai một hạ tầng mạng, khái
niệm địa chỉ IP, định tuyến,…
Tuy đã có nhiều cố gắng trong quá trình biên soạn nhưng vẫn còn nhiều
thiếu sót, chúng tôi mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô, đồng
nghiệp và các bạn sinh viên để chúng tôi có thể hoàn thiện giáo trình này hơn.
Trang 4
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
Chương I. Những khái niệm căn bản về mạng
I.1. Khái niệm và phân loại mạng
I.1.1. Khái niệm
Mạng máy tính là tập hợp nhiều máy tính điện tử và các thiết bị đầu cuối
được kết nối với nhau bằng các thiết bị liên lạc nhằm trao đổi thông tin, cùng chia
sẽ phần cứng, phần mềm và dữ liệu với nhau.
Mạng máy tính bao gồm phần cứng, các giao thức và các phần mềm mạng.
Khi nghiên cứu về mạng máy tính, các vấn đề quan trọng được xem xét là
giao thức mạng, cấu hình kết nối mạng và các địch vụ trên mạng.

Mạng máy tính có những công dụng như sau:
1. Tập trung tài nguyên tại môt số máy và chia sẽ cho nhiều máy khác
•
Nhiều người có thể dùng chung một tiện ích.
•
Dữ liệu đựơc quản lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi giữa người sử
dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.
•
Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tính này
có thể sử dụng các chương trình tiện ích của một trung tâm máy tính
khác đang rỗi, sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống.
2. Khắc phục trở ngại về khoảng cách địa lý.
3. Tăng chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin.
4. Cho phép thực hiện những ứng dụng tin học phân tán.
5. Độ an toàn, tin cậy của hệ thống tăng lên nhờ khả năng thay thế máy có sự
cố khi có sự cố: An toàn cho dữ liệu của phần mềm vì phần mềm mạng sẽ
khóa các tập tin khi có người không đủ quyền hạn truy xuất các tập tin và
các thư mục đó.
6. Phát triển các công nghệ trên mạng: Người sử dụng có thể trao đổi thông tin
với nhau dễ dàng và sử dụng các hệ mạng như là một công cụ để phổ biến
tin tức, thông báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các
thông tin kinh tế như giá cả thị trương, tin rao vặt (muốn bán hoặc mua một
cái gì đó), hoặc sắp xếp thời khóa biểu của mình chen lẫn với thời khóa biểu
của những người khác …
I.1.2. Phân loại mạng
•
Dựa theo khoảng cách địa lý
Trang 5
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
Mạng máy tính có thể phân bổ trên một khu vực nhất định trong phạm vị

quốc gia hay toàn cầu. Dựa vào phạm vi phân bố, người ta có thể phân ra các loại
mạng như sau:
a. LAN ( Local Area Netwowk – mạng cục bộ): LAN thường được sử
dụng trong nội bộ một cơ quan tổ chức… kết nối các máy tính trong
một khu vực bán kính khoảng 100m đến 100km. Kết nối được thực
hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao, ví dụ cáp
đồng trục hay cáp quang.
b. MAN (Metropolitan Area Network – mạng đô thị) : Kết nối các máy
tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thực hiện qua
các môi trường truyền thông tốc độ cao ( 50 – 100 Mbit/s)
c. WAN (Wide Area Network – mạng diện rộng) : Kết nối các máy tính
trong nội bộ các quốc gia hay các quốc gia trong cùng một châu lục.
Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn
thông. Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó
đã là GAN.
d. GAN (Global Area Network - Mạng toàn cầu) : Kết nối máy tính từ
các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện
thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
Trong các khái niệm nói trên, WAN và LAN là hai khái niệm hay được sử
dụng nhất.
•
Dựa theo cấu trúc mạng
1. Kiểu điểm - điểm (point – to – point)
Đường truyền nối từng cặp nút mạng với nhau. Thông tin đi từ nút nguồn
qua nút trung gian rồi gởi tiếp nếu đường truyền không bị bận. Do đó còn có tên là
mạng lưu trữ và chuyển tiếp (store and forward).
Ví dụ: mạng hình sao(star), dạng vòng (ring), dạng cấp bậc (hierarchical)
2. Kiểu quảng bá (broadcast)
Bản tin được gửi đi từ một nút nào đó sẽ được tiếp nhận bởi các nút còn lại
(còn gọi là broadcasting hay point-to-multipoint). Trong bản tin phải có vùng địa

chỉ cho phép mỗi nút kiểm tra xem có phải bản tin của mình không và xử lý nếu
đúng bản tin được gởi đến.
Ví dụ: mạng bus.
Trong cấu trúc dạng Bus và Vòng cơ chế “Trọng tài” dùng để giải quyết
các xung đột (collision) xảy ra khi nhiều nút muốn truyền tin đồng thời. Trong cấu
trúc vệ tinh hoặc radio, mỗi nút cần có ăng ten thu và phát.
Trang 6
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
Hìng I-1. Một số dạng cấu trúc mạng
•
Dựa theo phương pháp chuyển mạch
- Mạng chuyển kênh (Line switching network), ví dụ như mạng điện
thoại.
- Mạng chuyển mạch thông báo (Message switching network)
- Mạng chuyển mạch gói (Packet switching network)
1. Mạng chuyển mạch kênh
Chuyển mạch kênh (line switching) được dùng trong mạng điện thoại. Một
kênh cố định được thiết lập các cặp thực thể cần liên lạc với nhau. Mạng này có
hiệu suất không cao vì có lúc kênh bỏ không.
Hình I-2. Mạng chuyển mạch kênh.
2. Mạng chuyển mạch bản tin
Trang 7
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
Hình I-3. Phương pháp chuyển mạch thông báo
Các nút của mạng căn cứ vào địa chỉ đích của “bản tin” để chọn nút kết
tiếp. Như vậy các nút cần lưu trữ và đọc tin nhận được, quản lý việc truyền tin.
Trong trường hợp bản tin quá dài và nếu sai phải truyền lại thì hiệu suất không
cao. Phương pháp này giống như cách gởi thư thông thường.
Ưu điểm so với phương pháp chuyển mạch kênh:
•

Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc
quyền mà được chia cho nhiều thực thể.
•
Mỗi nút mạng (hay nút chuyển mạch thông báo) có thể lưu trữ bản
tin cho tới khi kênh truyền mới gởi bản tin lại. Do đó giảm được tình
trạng tắc nghẽn (congestion) trên mạng.
•
Điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên của các bản
tin.
•
Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạch bằng cách gán địa
chỉ quảng bá (broadcast) để gởi bản tin đồng thời đến nhiều đích.
Nhược điểm
•
Do không hạn chế kích thước của bản tin nên có thể dẫn đến phí tổn
lưu trữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian hồi đáp và chất
lượng truyền đi.
•
Mạng chuyển mạch thông báo thích hợp với các dịch vụ thông tin
kiểu thư điện tử (Email) hơn là đối với các ứng dụng có tính thời
gian thực vì tồn tại độ trễ nhất định do lưu trữ và xử lý thông tin điều
khiển tại mỗi nút.
3. Mạng chuyển mạch gói
Bản tin được chia thành nhiều gói tin (packet) với độ dài 512 bytes, phần
đầu là địa chỉ đích, mã để tập hợp các gói. Các gói của các bản tin khác nhau có
thể được truyền độc lập trên cùng một đường truyền. Vấn đề phức tạp ở đây là tạo
lại bản tin ban đầu, đặc biệt khi được truyền trên nhiều con đường khác nhau.
Trang 8
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
Hình I-4. Mạng chuyển mạch gói

Chuyển mạch gói mềm dẻo, hiệu suất cao. Xu hướng phát triển hiện nay là
sử dụng hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói cùng một mạng thống
nhất gọi là ISDN (Interated Services Digital Network – Mạng thông số đa dịch
vụ).
I.2. Dịch vụ mạng
Một số dịch vụ mạng phổ biến:
•
Dịch vụ tập tin (File Services): Cho phép các máy tính trên mạng
chia sẻ tập tin với nhau.
•
Dịch vụ in ấn (Print Service): Nhiều máy trên mạng sử dụng chung
một máy in. Giúp giảm chi phí và tăng độ linh hoạt
•
Dịch vụ thư tính (Message Service): Là dịch vụ cho phép gửi/nhận
thư điện tử. Thư có thể kèm phim ảnh, âm thanh,…
•
Dịch vụ thư mục (Directory Service): Cho phép quản lý tất cả thông
tin các đối tượng trên mạng, nhờ đó quá trình quản lý và chia sẻ tài
nguyên hiệu quả hơn.
•
Dịch vụ ứng dụng (Application Service): Dịch vụ cung cấp kết quả
cho các chương trình ở client bằng cách thực hiện các chương trình
phù hợp ở server.
I.3. Giao thức mạng
Giao thức (protocol) là tập hợp các quy tắc giao tiếp giữa các hệ máy tính.
Giao thức có các chức năng chính sau:
1. Định nghĩa cấu trúc khung một cách chính xác cho từng byte, các kí tự và
bản tin.
2. Phát hiện và xử lý lỗi, thông thường là gửi lại bản tin gốc sau khi phát hiện
lần trước bị lỗi.

Trang 9
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
3. Quản lý thứ tự các lệnh để đếm bản tin, nhận dạng, tránh mất hoặc nhận
thừa bản tin.
4. Đảm bảo không nhầm lẫn bản tin và lệnh.
5. Chỉ ra các thuộc tính đường dây khi lập các đường nối đa điểm hoặc bán
song công (cho biết ai đang trao đổi thông tin với ai).
6. Giải quyến vấn đề xung đột truy cập (yêu cầu đồng thời), gửi khi chưa có số
liệu, mất liên lạc, khởi động.
Để giảm độ phức tạp thiết kế, giao thức mạng hiện nay được thiết kế theo
kiến trúc đa tầng, mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước nó, tầng bên dưới sẽ
cung cấp dịch vụ cho tầng bên trên. Tầng N trên một máy sẽ thực hiện việc giao
tiếp với tầng N trên máy khác. Các nguyên tắc, luật lệ sử dụng cho việc giao tiếp
này gọi là các giao thức của tầng N.
Các thực thể (entity) nằm trên tầng tương ứng ở những máy khác nhau gọi
là các tiến trình đồng mức. Các tiến trình đồng mức giao tiếp với nhau bằng các
giao thức của tầng đó. Giữa hai tầng kề nhau tồn tại một giao diện (interface) xác
định các hàm nguyên thủy và các dịch vụ tầng dưới cung cấp cho tầng bên trên.
Tập hợp các tầng và các giao thức hình thành kiến trúc mạng (Network
Architecture). Cấu trúc phân tầng của máy tính có ý nghĩa đặc biệt như sau:
•
Thuận tiện trong việc thiết kế, xây dựng và cài đặt các mạng máy tính, trong
đó mỗi hệ thống được xem là cấu trúc đa tầng.
•
Mỗi tầng được xây dựng trên cơ sở tầng trước đó, tầng dưới cung cấp dịch
vụ cho tầng bên trên.
•
Tập hợp các giao thức, các vấn đề kĩ thuật và công nghệ có thể được khảo
sát, nghiên cứu, triển khai độc lập với nhau.
Hình I-5. Mô hình trao đổi dữ liệu giữa các tầng

Trang 10
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
I.4. Các mô hình tham chiếu(reference models)
I.4.1. Mô hình OSI
Mô hình OSI (Open System Interconnection) là một cơ sở dành cho việc
chuẩn hoá các hệ thống truyền thông, nó được nghiên cứu và xây dựng bởi ISO.
Việc nghiên cứu về mô hình OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với mục tiêu
nhằm tới việc nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợp
các hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnh vực viễn thông và hệ thống thông tin. Theo
mô hình OSI, chương trình truyền thông được chia ra thành 7 tầng với những chức
năng phân biệt cho từng tầng. Hai tầng đồng mức khi liên kết với nhau phải sử
dụng một giao thức chung. Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp
dụng: giao thức huớng liên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết
(connectionless)
•
Giao thức hướng liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần
thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết
này, việc có liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu.
•
Giao thức không liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết
logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó.
Như vậy với giao thức có liên kết, quá trình truyền thông phải gồm 3 giai
đoạn phân biệt:
• Thiết lập liên kết (logic): hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương
lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau (truyền dữ liệu).
• Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và quản lý
kèm theo (như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu ) để tăng
cường độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu.
• Hủy bỏ liên kết (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát
cho liên kết để dùng cho liên kết khác.

Đối với giao thức không liên kết thì chỉ có duy nhất một giai đoạn truyền dữ
liệu.
Trang 11
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
Hình I-6. Mô hình OSI
Chức năng các tầng trong mô hình OSI:
•
Tầng ứng dụng (Application layer): tầng ứng dụng quy định giao diện
giữa người sử dụng và môi trường OSI, nó cung cấp các phương tiện
cho người sử dụng truy cập vả sử dụng các dịch vụ của mô hình OSI.
•
Tầng trình bày (Presentation layer): tầng trình bày chuyển đổi các
thông tin từ cú pháp người sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu,
ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyền và mã hóa chúng trước khi truyền
đễ bảo mật.
•
Tầng phiên (Session layer): tầng phiên quy định một giao diện ứng
dụng cho tầng vận chuyển sử dụng. Nó xác lập ánh xạ giữa các tên, đặt
địa chỉ, tạo ra các tiếp xúc ban đầu giữa các máy tính khác nhau trên cơ
sở các giao dịch truyền thông. Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần
muốn đối thoại riêng với nhau.
•
Tầng vận chuyển (Transport layer): tầng vận chuyển xác định địa chỉ
trên mạng, cách thức chuyển giao gói tin trên cơ sở trực tiếp giữa hai
đầu mút (end-to-end). Để bảo đảm được việc truyền ổn định trên mạng
tầng vận chuyển thường đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển
theo thứ tự.
Trang 12
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
•

Tầng mạng (Network layer): tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc
chuyển hướng, vạch đường các gói tin trong mạng, các gói tin này có
thể phải đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng.
Trang 13
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
•
Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer): tầng liên kết dữ liệu có nhiệm
vụ xác định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng, các dạng thức chung
trong các gói tin, đóng các gói tin
•
Tầng vật lý (Physical layer): tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập
vào đường truyền vật lý để truyền các dòng bit không cấu trúc, ngoài ra
nó cung cấp các chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện,
điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện nối kết và các mức nối kết
I.4.2. Mô hình TCP/IP
Mô hình OSI chỉ mang tính chất lý thuyết, phục vụ nghiên cứu và học tập.
Có nhiều mô hình khác nhau như NetBIOS, IPX/SPX, nhưng mô hình được sử
dụng rộng rãi cho Internet là TCP/IP. Về lịch sử phát triển, vào cuối những năm
1960 và đầu 1970, bộ quốc phòng Mỹ (Department of Defense - DoD) được giao
trách nhiệm phát triển mạng ARPANET. Mạng ARPANET bao gồm mạng của
những tổ chức quân đội, các trường đại học và các tổ chức nghiên cứu kết nối bằng
đường điện thoại, được dùng để hỗ trợ cho những dự án nghiên cứu khoa học và
quân đội. Khi vệ tinh và mạng vô tuyến được sử dụng để trao đổi thông tin, các
giao thức cũ không còn đủ đáp ứng dẫn đến yêu cầu có một kiến trúc tham chiếu
mới. Vì vậy khả năng kết nối linh động nhiều mạng khác nhau được đặt lên hàng
đầu. Kiến trúc này sau đó được biết đến với tên gọi mô hình tham chiếu TCP/IP,
dựa trên hai giao thức chính của kiến trúc.
Mô hình kiến trúc TCP/IP được chia làm 4 tầng:
1. Tầng truy cập mạng (Network Access)
Cung cấp cho hệ thống phương thức để truyền dữ liệu trên các thiết bị phần

cứng vật lý khác nhau của mạng. Đồng thời đóng gói các lược đồ dữ liệu IP (IP
datagram) thành các khung (frame) truyền trên mạng và ánh xạ địa chỉ IP thành
các địa chỉ vật lý tương ứng.
Tầng này còn định nghĩa cách thức truyền các khối dữ liệu IP, các giao thức
của tầng này phải biết chi tiết cấu trúc vật lý mạng ở dưới để định dạng chính xác
dữ liệu sẽ được truyền.
2. Tầng mạng
Tầng mạng chịu trách nhiệm định tuyến các bản tin (message) qua các
mạng vật lý khác nhau, liên mạng. Giao thức chính của tầng này là IP, cung cấp
dịch vụ giao nhận gói tin cơ bản trên các mạng TCP/IP. Giao thức IP bổ sung một
địa chỉ logic là gọi là địa chỉ IP được sử dụng để nhận diện thiết bị và định tuyến
liên mạng.
Trang 14
Bài giảng Mạng máy tính Trần Ngô Như Khánh
3. Tầng giao vận
Hình I-7. Các lớp tương ứng giữa TCP/IP và OSI
Tầng giao vận còn được gọi là tầng truyền Trạm-tới-Trạm (Host-to-Host)
chịu trách nhiệm cung cấp cho tầng ứng dụng các dịch vụ tạo lập phiên và truyền
dữ liệu. Các giao thức chính của tầng Giao vận là TCP (Transmision Control
Protocol) và UDP (User Datagram Protocol).
•
TCP cung cấp các dịch vụ truyền thông tin cậy một-một (one-to-one),
hướng liên kết (connection-oriented). TCP chịu trách nhiệm thiết lập các
kết nối TCP, gửi các gói tin có sắp xếp, thông báo, và các gói tin phục
hồi dữ liệu bị mất trong quá trình truyền.
•
UDP cung cấp các dịch vụ truyền tin một-một, một-nhiều, không liên
kết và không tin cậy. UDP được sử dụng khi lượng dữ liệu cần truyền
nhỏ (ví dụ dữ liệu không điền hết một gói tin), khi việc thiết lập liên kết
TCP là không cần thiết, hoặc khi các ứng dụng hoặc các giao thức tầng

trên cung cấp dịch vụ đảm bảo trong khi truyền.
Tầng Giao vận chịu trách nhiệm tầng Giao vận trong mô hình OSI và một
số nhiệm vụ của tầng Phiên (Session) của OSI.
4. Tầng ứng dụng:
Tầng ứng dụng cung cấp các ứng dụng với khả năng truy cập các dịch vụ
của các tầng khác và định nghĩa các giao thức mà các ứng dụng sử dụng để trao
đổi dữ liệu. Có nhiều giao thức tầng ứng dụng và các giao thức mới luôn luôn
được phát triển.
Các giao thức được ứng dụng rộng rãi nhất của tầng ứng dụng được sử dụng
để trao đổi thông tin của người sử dụng là:
•
Giao thức truyền tin siêu văn bản HTTP (HyperText Transfer Protocol)
được sử dụng để truyền các tệp tạo nên trang web của World Wide Web.
•
Giao thức FTP - File Transfer Protocol đơược sử dụng để thực hiện
truyền file.
•
Giao thức SMTP - Simple Mail Transfer Protocol đơược sử dụng để
truyền các thông điệp thư và các tệp đính kèm.
•
Telnet, một giao thức mô phỏng trạm đầu cuối, được sử dụng để đăng
nhập từ xa vào các máy trạm trên mạng.
Hình I-8 Các giao thức của TCP/IP
Chuẩn mạng máy tính(network standards)
Tình trạng không tương thích gữa các mạng đặc biệt là các mạng trên thị
trường gây trở ngại cho những người sử dụng khác nhau. Do đó cần phải xây dựng
mô hình chuẩn làm cơ sở cho các nhà nghiên cứu, thiết kế mạng để tạo ra các sản
phẩm mới về mạng, dễ phổ cập, sản xuất, sử dụng. Các chuẩn có vai trò quan trọng
trong công tác thiết kế và xây dựng các hệ thống kỹ thuật và công nghệ.
Chuẩn hóa mạng máy tính là nêu ra các tiêu chuẩn cơ bản thống nhất về

cấu trúc mạng giúp cho các mạng khác nhau có thể trap đổi thông tin được với
nhau.
Để mạng hoạt động đạt khả năng tối đa, các tiêu chuẩn được chọn phải cho
phép mở rộng mạng để có thể phục vụ những ứng dụng không dự kiến trước trong
tương lai tại lúc lắp đặt hệ thống và điều đó cũng cho phép mạng làm việc với
những thiết bị được sản xuất từ nhiều hãng khác nhau.
Một số tổ chức thực hiện chuẩn hóa mạng:
1. ISO (International Standards Organization – Tổ chức chuẩn hóa quốc
tế) hoặt động dưới sự bảo trợ của LHQ. Thành viên của ISO là các cơ
quan tiêu chuẩn hóa của các quốc gia và các ban chuyên môn. Ban TC97
được chia ra thành các tiểu ban và các nhóm công tác.
2. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers - Viện nghiên
cứu các vấn đề về kỹ thuật điện và điện tử Mỹ) chịu trách nhiệm về tầng
Data Link và physical. Phân ban các chuẩn này là phân ban 802 ( thành
lập tháng 2 năm 1980)
3. CCITT (Commite Consultatof Intẻnational pour Télégraphe et
Téléphone- Tổ chức tư vấn quốc tế về điện báo và điện thoại) hoạt động
dưới sự bảo trợ của LHQ, chuyên nghiên cứu nhằm công bố các khuyến
nghị thống nhất về mạng máy tính. Bao gồm các khuyến nghị liên quan
đến việc truyền dữ liệu trên mạng, mạng ISDN.
4. ANSI (American National Standards Institute) – Viện nghiên cứu các
chuẩn quốc gia Mỹ).
5. ECMA (European Computer Manufactures Association) – Hiệp hội máy
tính Châu Âu.
6. ATM Forum (Asynchronous Transfers Mode) - Thực hiện các giải pháp
cho mạng ISDN.
7. IETF (Internet Enggineering Task Force) - Sản xuất các chuẩn liên quan
đến Internet (SNMP, TCP/IP…)
I.5. Hệ điều hành trong môi trường mạng
Việc lựa chọn hệ điều hành mạng (NOS – Network Operating System) làm

nền tảng cho mạng phụ thuộc vào kính cỡ của mạng hiện tại và sự phát triển trong
tương lai, ngoài ra còn tùy thuộc vào những ưu điểm và nhược điểm của từng hệ
điều hành.
Một số hệ điều hành mạng phổ biến hiện nay:
•
Hệ điều hành UNIX: là hệ điều hành do các nhà khoa học xây dựng và được
dùng phổ biến trong giới khoa học, giáo dục. Hệ điều hạnh mạng UNIX là
hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng, phục vụ cho truyền thông tốt.
Nhược điểm của nó là hiện nay có nhiều version khác nhau, không thống
nhất gây khó khăn cho người sử dụng và hệ điều hành này phức tạp.
•
Hệ điều hành mạng Windows 2000: là hệ điều hành của hãng Microsoft,
cũng là hệ điều hành đa nhiệm, đa người sử dụng. Được xây dựng dựa trên
công nghệ của hệ điều hành Windows NT. Đặc điểm của nó tương đối dễ sử
dụng , hỗ trợ mạnh cho phần mềm WINDOWS. Windows 2000 có thể liên
kết tốt với máy chủ Novell Netware, Unix. Tuy nhiên, để chạy có hiệu quả,
Windows 2000 Server đòi hỏi cấu hình máy tương đối mạnh. Phiên bản tiếp
theo là hệ điều hành Windows Server 2003.
•
Hệ điều hành mạng NetWare: là hệ điều hành của hãng Novell, nó có thể
dùng cho các mạng nhỏ (khoảng từ 5 – 25 máy tính) và cũng có thể dùng
cho các mạng lớn gồm hàng trăm máy tính. Netware là hệ điều hành LAN
dùng cho các máy tính theo chuẩn IBM hay các máy Apple Macintosh,
chạy trên hệ điều hành MS-DOS hoặc OS/2.
I.6. Mạng Internet
Vào những năm 60 thế kỷ 20, Bộ Quốc phòng Mỹ cho triển khai một mạng
lưới thông tin với yêu cầu: nếu như một trạm trung chuyển nào đó trong mạng bị
phá hủy, toàn bộ hệ thống thông tin vẫn hoạt động bình thường… Cơ quan Nghiên
cứu Dự án Cao cấp (ARPA – Advanced Research Projects Agency) thuộc Bộ
Quốc phòng Mỹ được giao trách nhiệm thực hiện việc nghiên cứu kỹ thuật liên

mạng(internet) nhằm đáp ứng yêu cầu trên. Đây là mạng chuyển mạch gói (paket
switching) đầu tiên trên thế giới, lấy tên là ARPAnet. Ban đầu, ARPAnet chỉ gồm
một vài mạng nhỏ được chọn lựa của các trung tâm nghiên cứu và phát triển khoa
học. Giao thức truyền thông lúc bấy giờ là kiểu điểm- điểm, rất chậm và thường
xuyên gây tắc nghẽn trên mạng. Để giải quyết vấn đề này, vào năm 1974 Vinton
G. Cerf và Robert O. Kahn đưa ra ý tưởng thiết kế một bộ giao thức mạng mới
thuận tiện hơn, đó chính là tiền thân của giao thức TCP/IP.
Tháng 09/1983, dưới sự tài trợ của Bộ Quốc phòng Mỹ, Berkeley Software
Distribution đưa ra bản Berkeley UNIX 4.2BSD có kết hợp giao thức TCP/IP. biến
TCP/IP thành phương tiện kêt nối các hệ thống UNIX. Trên cơ sở đó , mạng
ARPANET nhanh chóng lan rộng và chuyển từ mạng thực nghiệm sang hoạt động
chính thức: nhiều trường đại học, viện nghiên cứu ghi tên gia nhập để trao đổi
thông tin. Đến năm 1984, mạng ARPANET được chia thành hai nhóm là
MILNET, dành cho Quốc phòng và nhóm mạng thứ hai vẫn gọi là ARPANET,
dành cho nghiên cứu và phát triển. Hai nhóm này vẫn có mối liên hệ trao đổi dữ
liệu với nhau qua giao thức TCP/IP và được gọi chung là Internet.
Mạng Internet đã và đang trở thành phương tiện trao đổi thông tin toàn cầu,
là phương thức thông tin nhanh với lưu lượng truyền tải dữ liệu rất lớn. Thông qua
Internet mà các nhà nghiên cứu khoa học kỹ thuật, các cơ quan giáo dục đào tạo,
các nhà doanh nghiệp,… có thể trao đổi thông tin với nhau, hoặc truy cập thông tin
của nhau về các công trình, các lĩnh vực nghiên cứu mới nhất; về các phương
pháp, hình thức giáo dục và đào tạo, về các thông tin kinh tế, thị trường giá cả,…
một cách nhanh chóng, thuận tiện và dễ dàng.
Mạng Internet không phải là một mạng đơn mà là bao gồm nhiều mạng con
(sub-network) được kết nối với nhau thông qua các cổng (gateway). Thuật ngữ
mạng con ở đây mang nghĩa một đơn vị mạng hoàn chỉnh trong hệ thống mạng
lớn. Mạng con hoàn toàn có thể là một mạng WAN với quy mô quốc gia và có khả
năng hoạt động độc lập với Internet. Do giao thức TCP/IP không phụ thuộc lớp vật
lý, các mạng con có thể sử dụng những công nghệ ghép nối khác nhau (như
Ethernet, X.25, ) mà vẫn giao tiếp được với nhau.

Hình I-9.Mô hình mạng Internet
Các cổng được dùng để nối các mạng con tạo thành mạng lớn.
Có hai cách kết nối mạng như sau:
•
Máy con nối trong mạng LAN( hay WAN) và mạng này nối với
Internet
•
Máy con nối đến một trạm cung cấp dịch vụ Internet (Internet
Service Provider), thông qua đó kêt nối vơi Internet. Các trạm ISP lại
kết nối với Internet thông qua IAP (Internet Access Provider). Một
IAP có thể làm luôn chức năng của ISP nhưng ngược lại thì không.
Chương II.
Tầng vật lý
II.1.
Chức năng
Tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào đường truyền vật lý để
truyền các dòng bit không cấu trúc, ngoài ra nó cung cấp các chuẩn về điện, dây
cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện nối
kết và các mức nối kết
II.2.
Môi trường truyền tin
Mục đích lắp đặt cáp là đảm bảo dung lượng (tốc độ) cần thiết cho các nhu
cầu truyền thông trên mạng. Để hệ thống cáp hoạt động ổn định, người quản trị
mạng cần cân đối các yếu tố sau:
− Tốc độ truyền lớn nhất của hệ thống cáp hiện hành, khả năng nâng
cấp.
− Nhu cầu về tốc độ truyền thông trong những năm tới (5-10 năm) là
bao nhiêu.
− Chọn những loại cáp nào có trên thị trường.
− Chi phí để lắp đặt cáp dự phòng.

Việc kết nối vật lý một máy tính vào mạng được thực hiện bằng cách cắm
một card giao tiếp mạng NIC (Network Interface Card) vào khe cắm của máy tính
và nối với cáp mạng. Sau khi kết nối vật lý hoàn tất, việc quản lý truyền tin giữa
các trạm trên mạng phục thuộc vào phần mềm mạng.
NIC sẽ chuyển gói dữ liệu vào mạng LAN, gói tin được truyền đi như một
dòng các bit dữ liệu thể hiện bằng các biến thiên tín hiệu điện. Khi nó chạy trong
cáp dùng chung, mọi trạm gắn với cáp đều nhận tín hiệu này. NIC ở mỗi trạm sẽ
kiểm tra địa chỉ đích trong tín hiệu đầu của gói để xác định đúng địa chỉ cần đến,
đích ở trạm đó sẽ sao chép gói tín hiệu rồi lấy dữ liệu ra khỏi khung tin và đưa vào
máy tính.
Đặc tính của cáp bao gồm sự nhạy cảm với nhiễu của điện, độ mềm dẻo và
khả năng uốn nắn để lắp đặt, cự ly truyền dữ liệu và tốc độ truyền (Mbps).
Có ba nhóm cáp chính được sử dụng để nối hầu hết các mạng
− Cáp đồng trục (Coaxial)
− Cáp xoắn đôi (Twisted-pair)
− Cáp quang (Fiber Optic)
II.2.1. Card mạng
Card mạng, còn được gọi là card giao tiếp mạng-NIC, được lắp đặt tại mỗi
máy trong mạng cục bộ. Card này có nhiệm vụ chuyển dữ liệu từ máy tính vào cáp
mạng và ngược lại. Quá trình này chính là sự chuyển đổi từ tín hiệu số của máy
tính thành tính hiệu điện hay quang được truyền trên cáp mạng. Đồng thời card
mạng cũng thực hiện chức năng tổ hợp dữ liệu thành các gói và xác định nguồn
đích của gói.
Hình II-1 Card giao tiếp mạng
Các loại đầu nối cho cáp mạng:
− Mạng Thin Enthernet sử dụng các đầu cáp đồng trục BNC.
− Mạng Thick Net sử dụng jack nối AUI 15 chân để cắm vào đầu DB
15 của card mạng.
− Mạng Ethernet Twisted-pair sử dụng đầu nối RJ45.
II.2.2. Cáp đồng trục:

Cáp đồng trục được chế tạo gồm một dây đồng ở giữa chất cách điện, xung
quanh chất cách điện được quấn bằng dây bên kim loại làm dây đất. Giữa dây
đồng dẫn điện và dây đất có một lớp cách ly, ngoài cùng là vỏ bọc bảo vệ.
Cáp đồng trục có hai loại : loại nhỏ (Thin) và loại to (Thick).
Hình II-2 Cáp đồng trục
II.2.3. Cáp xoắn cặp:
Cáp xoắn gồm hai sợi dây đồng được xoắn cách điện với nhau. Nhiều đôi
dây cáp xoắn gộp với nhau và được bọc chung bởi vỏ cáp hình thành cáp nhiều
sợi. Loại cáp này có đặc tính là dễ bị ảnh hưởng của nhiễu điện nên chỉ truyền
được dữ liệu ở cự ly khoảng 100m. Cáp xoắn đôi có hai loại là cáp xoắn đôi không
có vỏ bọc(UTP) và cáp xoắn đôi có vỏ bọc(STP).
Hình II-3 Cáp xoắn đôi UTP
II.2.4. Cáp quang:
Khi tín hiệu số được điều chế thành các tín hiệu xung ánh sáng thì được
truyền tải qua cáp quang. Cáp quang bao gồm một sợi thủy tinh cực mảnh gọi là
lõi (core), được bao phủ bởi lớp thủy tinh đồng tâm gọi là lớp vỏ bọc hay lớp phủ
(cladding). Đôi khi các sợi được làm bằng chất dẻo. Chất dẻo dễ lắp đặt hơn nhưng
không thể mang xung ánh sáng đi xa như thủy tinh.
Mỗi sợi thủy tinh chỉ truyền được tín hiệu theo một hướng nhất định, do dó
cáp thường có 2 sợi nằm trong vỏ bọc riêng biệt: một sợi truyển và một sợi nhận.
Cáp quang có thể truyền tín hiệu đi xa với tốc độ cực nhanh (theo lý thuyết cáp
quang có thể truyền tín hiệu với tốc độ tối đa 200.000 Mbps).
II.3. Đặc tả các loại cáp mạng
Thông thường đặc điểm kĩ thuật của cáp mạng gồm có:
•
Tốc độ truyền dữ liệu tối đa. Đây là đặc điểm quan trọng và ảnh
hưởng bởi vật liệu chế tạo cáp.
•
Loại dữ liệu truyền. Có hai kĩ thuật truyền tín hiệu mã hóa lên mạng
là truyền ở dải tầng gốc (baseband) và truyền ở dải tầng rộng

(boardband).
•
Tín hiệu có thể truyền bao xa trên loại cáp cụ thể trước khi bị suy
giảm
Một số ví dụ:
•
10BASE2
o Tốc độ truyền dẫn 10 Mbps
o Loại dữ liệu truyền là dải tầng gốc (kĩ thuật số)
o Khoảng cách tối đa giữa hai nút là 200 m, còn gọi là cáp Thinnet
•
10BASE5
Hình II-4 Cáp ThinNet
o Tốc độ truyền dẫn 10 Mbps
o Loại dữ liệu truyền là dải tầng gốc (kĩ thuật số)
o Khoảng cách tối đa giữa hai nút là 500 m, còn gọi là cáp Thicknet
•
100BASET
Hình II-5 Cáp ThickNet
o Tốc độ truyền dẫn 100 Mbps
o Loại dữ liệu truyền là dải tầng gốc (kĩ thuật số)
o Là cáp xoắn đôi.
II.4. Chuẩn giao diện
II.4.1. Modem:
Hình II-6 Cáp xoắn đôi
Modem là bộ điều chế và giải điều chế, biến đổi các tín hiệu số thành tín
hiệu tương tự và ngược lại trên mạng điện thoại.
Tín hiệu số từ máy tính đến modem, được modem biến đổi thành tín hiệu
tương tự để có thể đi qua mạng điện thoại. Tín hiệu này đến modem ở máy tính
đầu kia, được biến đổi thành tín hiệu số đưa vào máy tính này.

Các kỹ thuật điều chế cơ bản:
− Điều chế biên độ AM: Các tín hiệu 0 và 1 được phân biệt bằng biên
độ, còn tầng số của tín hiệu giống nhau. Điều chế biên độ dễ thực
hiện nhưng dễ bị nhiễu.
− Điều chế tần số FM: Các tín hiệu 0 và 1 được phân biệt bởi tần số,
còn biên độ tín hiệu giống nhau. Kỹ thuật này phức tạp hơn nhưng
tính chống nhiễu cao.
− Điều chế theo pha PM: Các tín hiệu 0 và 1 được phân biệt theo pha
của dao động, còn biên độ và tần số của các tín hiệu giống nhau.
Điều pha cũng phức tạp nhưng tính chống nhiễu cao.
Để tăng tốc độ truyền tin người ta kết hợp điều pha và điều biên gọi là đìều
pha biên.
Hiện nay có nhiều loại modem từ loại thấp 300, 600, 1200, 2400 bit/s đến
loại 9600 bit/s.
Các phương thức truyền dữ liệu giữa hai điểm có thể là:
− Một chiều đơn (simplex).
− Hai chiều luân phiên (half-duplex).
− Hai chiều đầy đủ (duplex)
II.4.2. DTE và DCE:
DTE (Data Terminal Equipment-Đầu cuối số liệu): là các khái niệm được
sử dụng để chỉ các máy mà người sử dụng bình thường thao tác trực tiếp lên đó.
Các máy này có thể là máy tính hay trạm cuối.
DCE (Data Communication Equipment-Đầu cuối truyền): là khái niệm chỉ
các thiết bị cuối kênh dữ liệu có chức năng nối các DTE với các đường truyền vật
lý và chuyển đổi dữ liệu. DCE có thể là các modem, multiplexer,