Cơ sở lý thuyết của mạng thông tin

Mạng máy tính
&
Hệ thống thông tin công nghiệ
Đào Đức Thịnh
BM Kü thuËt ®o & THCN


Giới thiệu về môn học
Tại sao phảI học môn học này ?
Môn học sẽ học những gì ?
Tài liệu tham khảo:
Mạng và các hệ thống mở-Nguyễn Thúc HảI
Mạng truyền tin CN-Hoàng Minh Sơn


Cấu trúc môn học
Cơ sở lý thuyết của mạng thông tin ( chung
cho cả hai môn).
Mạng máy tính.
Hệ thông thông tin CN


Chơng 1: Giới thiệu về mạng
1.1 Các khái niệm cơ bản:
1.1.1 Thông tin, dữ liệu:
1.1.2 Lịch sử phát triển của mạng máy tính:
1.1.3 Các yếu tố của mạng máy tính
1.1.4 Phân loại mạng máy tính.

1.2 Kiến trúc phân lớp và mô hình hệ mở:
1.2.1 Kiến trúc phân lớp

1.2.2 Mô hình ISO
1.2.3 Phơng thức hoạt động
1.2.4 Các tổ chức thực hiện chuẩn hoá mạng


Chơng 1: Giới thiệu về mạng
1.3 Hệ điều hành mạng:
1.4 Kết nối các mạng máy tính:


Thông tin, dữ liệu
Thông tin là thớc đo mức nhận thøc, sù hiĨu biÕt vỊ mét vÊn ®Ị,
mét sù kiƯn hc mét hƯ thèng.


Thông tin, dữ liệu, tín hiệu
Đối tợng của một hệ thông tin: Đối tợng chính của một
hệ thông tin là truyền thông tin từ nơi này qua nơi khác.
Các nhân tố tạo nên hệ thông tin:
Có nhu cầu truyền thông tin.
Có một bộ phát.
Có một bộ thu
Có một kênh liên lạc.

Dữ liệu ( Data): Là một thuật ngữ dùng để chỉ một phần của
bản tin hay thông tin.
Máy tính ( Computer or uP based): Sử lý dữ liệu dới dạng 8(16,32,64) bit ®ång thêi.


Thông tin, dữ liệu, tín hiệu

Tín hiệu: Việc trao đổi thông tin (giữa ngời và ngời, giữa ngời
và máy) hay dữ liệu (giữa máy và máy) chỉ có thể thực hiện đợc nhờ
tín hiệu. Có thể định nghĩa, tín hiệu là diễn biến của một đại lợng vật
lý chứa đựng tham số thông tin/dữ liệu và có thể truyền dẫn đợc.
Theo quan điểm toán học thì tín hiệu đợc coi là một hàm của thời
gian.

Tơnq tự: Đây là một hàm liên tục của một đối số liên tục ( thời
gian).
Rời rạc: Đây là một hàm liên tục của một đối số rời rạc ( thời
gian).
Lợng tử: Đây là một hàm lợng tử của một đối số liên tục ( thời
gian).
Số: Đây là một hàm lợng tử của một đối số rêi r¹c ( thêi gian).


Thông tin, dữ liệu, tín hiệu


Lịch sử phát triển của mạng máy tính


Lịch sử phát triển của mạng máy tính


Lịch sử phát triển của mạng máy tính


Các yếu tố của mạng máy tính
* Đờng truyền vật lý:

Đờng truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu điện giữa các
máy tính. Các tín hiệu điện đó biểu thị các giá trị dữ liệu dới
dạng các xung nhị phân (on-off). Tất cả các tín hiệu đợc
truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ (EM)
nào đó, trải từ các tần số radio tới sóng cực ngắn (viba) và tía
hồng ngoại. Tùy theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các
đờng truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu.


Các yếu tố của mạng máy tính


Các yếu tố của mạng máy tính
Khi xem xét lựa chọn đờng truyền vật lý, ta cần chú ý tới các
đặc trng cơ bản của chúng là giải thông (bandwidth), độ suy
hao và độ nhiễu điện từ.
* Giải thông của một đờng truyền chính là độ đo phạm vi tần
số mà nó có thể đáp ứng đợc.
* Tốc độ truyền dữ liệu trên đờng truyền còn đợc gọi là
thông lợng (throughput) của đờng truyền thờng đợc tính
bằng số lợng bit đợc truyền đi trong 1 giây (bps). Thông
lợng còn đợc đo bằng một đơn vị khác là baud . Baud biểu thị
số lợng thay đổi tín hiệu trong một giây.
*Độ suy hao là độ đo sự yếu đi của tín hiệu trên đờng truyền.
Nó cũng phụ thuộc vào độ dài cáp.
*Độ nhiễu điện từ (EMI - Electromagnetic Interference) gây ra
bởi tiếng ổn điện từ bên ngoài làm ảnh hởng đến tín hiệu trên
đờng truyền.

Các yếu tố của mạng máy tính
Hiện nay cả 2 loại đờng truyền hữu tuyến (cable) và vô tuyến
(wireless) đều đợc sử dụng trong việc nối kết mạng máy tính.
Đờng truyền hữu tuyến gồm có :
- Cáp đồng trục (coaxial cable)
- Cáp đôi xoắn (twisted - pair cable), gồm 2 loại : có bọc kim
(Shielded) và không bọc kim (Unshielded)
- Cáp sợi quang (fiber -optic cable)
Đờng truyền vô tuyến gồm có :
- Radio
- Sóng cực ngắn (microwave)
- Tia hồng ngoại (infrared)


Các yếu tố của mạng máy tính
*Kiến trúc mạng:
Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể hiện cách
nối các máy tính với nhau ra sao và tập hợp các qui tắc, qui ớc
mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải
tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Cách nối các
máy tính đợc gọi là hình trạng (topolopy) của mạng (ta gọi là
topo của mạng). Còn tập hợp các qui tắc, qui ớc truyền thông
thì đợc gọi là giao thức (protocol) của mạng. To po và giao
thức mạng là hai khái niệm rất cơ bản của mạng máy tính.


Các yếu tố của mạng máy tính
* Topo mạng: Có 2 kiểu nối mạng chủ yếu là điềm-điểm (pointto-point) và quảng bá (broadcast hay point-to-multipoint).

Theo kiểu điểm - điểm các đờng truyền nối từng cặp nút với

nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm lu trữ tạm thời sau đó
chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích. Do cách thức làm việc nh
thế nên mạng kiểu này còn đợc gọi là mạng "lu và chuyển
tiếp"(store and forward).


Các yếu tố của mạng máy tính


Các yếu tố của mạng máy tính

Theo kiểu quảng bá, tất cả các nút phân chia chung một đờng
truyền vật lý. Dữ liệu đợc gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể
đợc tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại, bởi vậy cần chỉ ra địa
chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ
liệu có phải dành cho mình hay kh«ng?


Các yếu tố của mạng máy tính


Các yếu tố của mạng máy tính
* Giao thức mạng :
Việc trao đổi thông tin, cho dù là đơn giản nhất, cũng đều phải
tuân theo những qui tắc nhất định. Ngay c¶ hai ng−−êi nãi
chun víi nhau mn cho cc nói chuyện có kết quả thì ít
nhất cả hai cũng phải ngầm tuân thủ qui tắc: khi ngời này nói
thì ngời kia phải nghe và ngợc lại. Việc truyền tín hiệu trên
mạng cũng vậy, cấn phải có những quy tắc, quy ớc về nhiều
mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) của dữ liệu cho tới các

thủ tục gửi, nhận dữ liệu kiểm soát hiệu quả và chất lợng
truyền tin và xử lý các lỗi và sự cố. Yêu cầu về xử lý và trao đổi
thông tin của ngời sử dụng càng cao thì các qui tắc càng
nhiều và phức tạp hơn. Tập hợp tất cả những qui tắc, qui ớc đó
đợc gọi là giao thức (protocol) của mạng. Rõ ràng là các mạng
có thể sử dụng các giao thức kh¸c nhau tïy sù lùa chän cđa ng−−êi
thiÕt kÕ


Phân loại mạng máy tính
Nếu lấy "khoảng cách địa lý" làm yếu tố chính để phân loại thì
ta có mạng cục bộ, mạng đô thị, mạng diện rộng và mạng toàn
cầu.
*Mạng cục bộ (Local Area Networks - viết tắt là LAN): là mạng
đợc cài đặt trong một phạm vi tơng đối nhỏ (ví dụ trong 1
tòa nhà, khu trờng học v.v...) với khoảng cách lớn nhất giữa
các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài chục ki-lô-mét trở lại.
*Mạng đô thị (Metropolitan Area Networks - viết tắt là MAN): là
mạng đợc cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm
kinh tế - xà hội có bán kính khoảng 100 ki-lô-mét trở lại.
*Mạng diện rộng (Wide Area Networks : viết tắt là WAN): phạm
vi của mạng có thể vợt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả
lục địa.
*Mạng toàn cầu (Global Area Netwoks - viết tắt là GAN): phạm
vi của mạng trải rộng khắp các lục địa của Trái Đất).


Phân loại mạng máy tính
Nếu lấy "kỹ thuật chuyển mạch" (switching) làm yếu
tố chính để phân loại thì ta sẽ có : mạng chuyền

mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo và mạng
chuyển mạch gói.


Phân loại mạng máy tính
*Mạng chuyển mạch kênh (circuit - switched networks): Trong
trờng hợp này, khi có 2 thực thể cần trao đổi thông tin với nhau
thì giữa chúng sẽ đợc thiết lập một "kênh" (circuit) cố định và
đợc duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ
liệu chỉ đợc truyền theo con đờng cố ®Þnh ®ã.