mạng internet và ứng dụng

Mạng Internet và các
ứng dụng
GVHD: Lưu Thanh Trà
Email:
Backbone, NAPs, ISP
Local ISP
Companies
Backbone network

End host => local ISP =>regional ISP => national ISP=> NAP
(Network Access Point)

NAP thực hiện việc chuyển mạch giữa các national ISP. Do phải
thực hiện việc chuyển mạch cho lưu lượng lớn, nên việc thường
tập trung trong 1 vùng địa lý nhỏ

Các thuê bao sẽ trả tiền cho bên cung cấp đường truyền hay
chuyển mạch mà không cần biết phần còn lại của thế giới chạy như
thế nào
Mạng và các ứng dụng

Mạng Internet

Có khoảng 400M host

Backbone đạt 10Gbps

Ứng dụng

Everything on IP


Ứng dụng: rlogin, telnet,
email, ftp, web, rdesktop,
VoIP

Nhiều kỹ thuật truyền dữ
liệu khác nhau cho phép
tối ưu việc truyền dữ liệu
với giá thành ngày càng rẻ
hơn
IP
Ethernet FDDIWireless
TCP
UDP
Telnet Email
FTP
WWW
X.25

Được ITU phát triển và chuẩn hóa từ năm 1970
nhằm tạo một giao thức cho mạng WAN

X.25 thực hiện việc truyền dữ liệu theo mode
connection-oriented thông qua việc thiết lập các
mạng ảo (Virtual Circuit)

X.25 định nghĩa 3 loại phần tử:

DTE ( Data Terminal Equipment): thiết bị đầu cuối như
terminal, PC


DCE (Data-circuit terminating equipment): thiết bị giao tiếp
giữa thiết bị đầu cuối (DTE) và thiết bị chuyển mạch (PSE)

PSE (Packet-switching exchange)

X.25 chạy trên 3 lớp với các protocol tương ứng:

PLP

Thiết lập, quản lý Virtual Circuit (VC)

Truyền dữ liệu giữa các DTE, thực hiện phân-đoạn/ghép-nối dữ
liệu, chèn bit, phát hiện lỗi, và kiểm soát luồng

LAP-B

Là giao thức trong họ HDLC

Bảo đảm việc truyền frame giữa DTE và DCE theo đúng
thứ tự và không lỗi ở lớp data link

Thực hiện việc kiểm soát luồng, kiểm soát lỗi

Nhược điểm của X.25

Là một giao thức phức tạp, cồng kềnh

Các chức năng bị trùng lặp ở các lớp: kiểm soát luồng, kiểm
soát lỗi


Không cho phép thiết bị đầu cuối thay đổi tốc độ truyền dữ liệu
Frame Relay

Tại sao cần Frame Relay ?

Sự cải thiện đáng kể của môi trường truyền do sự phát triển của
công nghệ nên không cần kiểm soát lỗi quá chặt chẽ

Xuất hiện yêu cầu một phương thức truyền mới:

Tốc độ cao và rẻ hơn trong việc nối kết các mạng LAN

Chấp nhận tốc độ bộc phát (burst data)

Đơn giản, giảm điều khiển

Frame Relay:

Không cung cấp kiểm tra lỗi ở lớp 2, giúp cải thiện tốc độ truyền

Hỗ trợ tốc độ bộc phát: cho phép người dùng có tốc độ thay đổi
bộc phát

Kích thước khung lớn nhất 9000 bytes cho phép chứa các khung
của mạng LAN nhưng tạo ra độ trễ khác nhau giữa các khung
nên chỉ thích cho truyền dữ liệu hơn là tín hiệu thời gian thực

Rẻ tiền hơn các mạng LAN truyền thống
Đặc tính X.25 Frame Relay
Connection Lớp 2 Không

Kiểm soát luồng Lớp 2 & 3
Kiểm soát lỗi Lớp 2 & 3
Tốc độ Cố định Thay đổi
Kiểm soát nghẽn Không
cần thiết
Cần thiết

Chỉ có 1 loại mạch ảo: Permanent VC và không được thiết lập bởi
Frame Relay mà bởi lớp cao hơn

Mổi VC tại một DTE được xác định bằng DLCI (Data Link Connection
Identifier)
102
108
2
15
87
26
Incoming Outgoing
Interface DLCI Interface DLCI
1
1
2
3
12
23
68
65
2
3

1
2
564
24
45
46

Nhược điểm:

Do kích thước các khung có chiều dài thay đổi nên các khung
khác nhau có độ trễ khác nhau
=> Không thích hợp cho việc truyền tính hiệu thời gian thực như
voice, video
ATM

Được phát triển từ 1980 bởi ATM Forum và ITU, khi
mạng điện thoại chiếm một phần rất lớn trong truyền
thông tin và mạng truyền dữ liệu bắt đầu phát triển

ATM phát triển để có thể truyền tính hiệu thoại và
dữ liệu

Phát triển nhanh chóng do có sự ủng hộ từ nhiều
công ty, đạt tốc độ chuyển mạch đến terabit/s.

Giá thành cao dẫn đến việc không thích hợp cho
việc khai thác PC, bị cạnh tranh gay gắt bởi các
phương thức cho access network giá rẻ tốc độ cao
(e.g. Gigabit Ethernet)


Thông tin được truyền bởi các cell có kích thước không đổi
53 bytes chứa 5 bytes header và 48 byte dữ liệu. Các cell
được coi như 1 đơn vị xử lý thay vì byte như trong các hệ
thống thông thường

Các virtual circuit được gọi là virtual channel, và được xác
định bởi Virtual Path Identifier (VPI) và Virtual Channel
Identifier (VCI)

ATM không thực hiện việc gởi lại cell khi phát hiện lỗi mà có
gắng sửa lỗi dùng error correcting code, nếu thất bại thì sẽ
hủy cell

Cho phép sử lý nghẽn mạch bằng cách thông báo cho 2 đầu
cuối về tình trạng mạch hiện thời

Có thể chạy trên bất cứ mạng vật lý nào

Cung cấp nhiều lớp dịch vụ truyền khác nhau:

Constant Bit Rate (CBR): tốc độ không đổi

Variable Bit Rate- Non real-time (VBR-NRT): cho phép tốc
độ thay đổi trong phạm vi cho phép

Variable Bit Rate- Real-time (VBR-RT):cho phép tốc độ
thay đổi trong phạm vi cho phép và hạn chế jitter

Available Bit Rate (ABR): cho phép người dùng chia sẻ
băng thông, tận dụng tối đa băng thông và yêu cầu 1 tốc

độ thấp nhất.

Unspecified Bit Rate (UBR): Sử dụng băng thông còn lại
Lớp mạng: Internet Protocol
Lớp giao vận (transport)

User Datagram Protocol (UDP)

Thực hiện multiplexing/demultiplexing, cho phép hai thiết bị đầu
cuối có thể chạy nhiều ứng dụng khác nhau để trao đổi dữ liệu
đồng thời

Transmission Control Protocol (TCP)

Thực hiện multiplexing/demultiplexing như UDP

Bảo đảm tính nguyên vẹn của thông tin

Kiểm soát luồng, nghẽn
Ứng dụng

Network application:

Tiến trình chạy trên thiết bị đầu cuối

Các tiến trình chạy trên các thiết bị đầu cuối khác nhau sẽ giao
tiếp với nhau thông qua các giao thức ứng dụng (application-
layer protocol)


Network application protocol:

Loại thông điệp

Cú pháp, ý nghĩa của thông điệp

Cách thức xử lý thộng điệp và các sự kiện

Thông thường chạy theo mô hình client/server

Sử dụng các chức năng được hỗ trợ bởi các lớp dưới để trao
đổi dữ liệu

User agent:

Giao diện giữa người dùng và ứng dụng
Socket

Network application layer thông qua một Socket
interface để yêu cầu những hỗ trợ về dịch vụ mạng

Socket API là các hàm (có thể khác nhau) được
định nghĩa cho mỗi hệ điều hành API BSD, API
Linux, Windows

Các API cho phép network application layer:

Chọn loại giao thức vận chuyển

Thay đổi một số thông số của giao thức


Chọn các cách thức nhận sự kiện (e.g. packet đến, packet
gởi xong). Có 2 cách thức chính: blocking, non-blocking
Ứng dụng và giao thức ứng
dụng
Application
e-mail
remote terminal access
Web
file transfer
Internet telephony
remote file server
streaming multimedia
Giao thức ứng dụng
smtp [RFC 821]
telnet [RFC 854]
http [RFC 2068]
ftp [RFC 959]
H.323, SIP
NFS
RTP/RTCP (RFC1889)
(RFC4751)
Giao thức chuyển
vận
TCP
TCP
TCP
TCP
TCP/UDP
TCP or UDP

UDP
Các yêu cầu của ứng dụng
Application Data Loss Bandwidth Time sensitive?
file transfer no elastic no
electronic mail no elastic no
Web documents no elastic no
real-time
audio/video
loss-tolerant audio: 1Kbps-1Mbps
video: 10Kbps
-5Mbps
<150ms
interactive games loss-tolerant 1Kbps-100kbps <150ms
Mô hình Client/Server

Client:

Xác định “vị trí” của server

Liên hệ với server trước

Yêu cầu các dịch vụ của
server

Server

Cung cấp các dịch vụ theo
yêu cầu của client

Có thể phục vụ cho một số

lượng lớc các client trong
cùng một lúc

Có thể đóng vai trò là client
với những server khác để
có thể hoàn thành yêu cầu
World wide web

Web được phát triển vào đầu 90s

Được xem như là một trong ba kỹ thuật liên lạc làm thay đổi thế giới
(điện thoại, tivi, web)

Cho phép người dùng lấy được thông tin theo yêu cầu

Nội dung web được trình bày linh động, dễ dàng

Giá thành rẻ
Trang web

Một trang web được xác định bằng một địa chỉ và có thể bao gồm
nhiều objects.

URL bao gồm tên host, port, tên đường dẫn

Browser (IExplorer, Firefox,…)

Server: Apache, IIS