Giới thiệu về mạng máy tính

Mạng Máy Tính
Computer Networks
PhạmVănNam
Email:
;
Địachỉ liên hệ: VănphòngBộ môn Mạng & Truyền
thông - Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đạihọc
Nha Trang
Điệnthoại: 831149-214
Introduction
1-1
Môn họcnóivề?
 Mạng máy tính (MMT) đanăng
-Khôngphảilànhững mạng chuyên dụng (vd: telephone)
 Những nguyên lý cơ bảncủaMMT
-Khôngkhảosáttấtcả các chuẩngiaothứchiệnhành
 Tậptrungvàokiếntrúcphầnmềmmạng
-Chỉ thảoluậnmộtsố phầncứng mạng thiếtyếu
Introduction
1-2
Tài liệumônhọc
 Tài liệuchính

Computer Networking
by Jim Kurose and Keith Ross,
Addison-Wesley, 2
nd
Edition, 2002

M
ạ

ng máy tính và các h
ệ
th
ố
ng m
ở
,
NguyễnThúcHải, NXB
Giáo dục, 1999

Computer Networks
by Andrew S. Tanenbaum, Prentice
Hall, 4
th
Edition, 2002
 Tài liệu đọcthêm
 TCP/IP Illustrated Vol. 1 & 2 by W. Richard Stevens,
Addision-Wesley, 1994

Computer Networks and Internets
by Douglas E. Comer,
Prentice Hall, 2
nd
Edition, 1998
Introduction
1-3
Chương 1: Các khái niệmcơ bảnvề
mạng máy tính và mạng Internet
 Thế nào là mộtmạng máy tính?
 Các thành phầncủamột MMT

 Internet là gì?
 Kiến trúc Internet (Internet Architecture)
 Các chiếnlượcdồnkênh
 Mạng chuyểnmạch kênh, gói
 Những vấn đề cơ bản trong MMT
Introduction
1-4
Thế nào là mộtmạng máy tính?
 Mạng cung cấpsự kếtnối
 Mộttập các máy tính/thiếtbị chuyểnmạch đượckếtnốibởicácliênkếttruyềnthông
 Nhằmchiasẻ thông tin và tài nguyên
 Topologies (đồ hình mạng)
 Nhiềuphương tiệnvật lý khác nhau
 Coaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satellite

Mạng cụcbộ, Mạng đôthị, Mạng diệnrộng, vv…
(Local/Metropolitan/Wide Area Networks – LANs,
MANs, WANs, etc.)
Introduction
1-5
Các thành phầncủamột MMT
Introduction
1-6
• trạm, hệ thống đầucuối
– pc’s, workstations, servers
– PDA’s, phones, toasters
chạy các ứng dụng mạng
• liên kếttruyền thông
– fiber, copper, radio, satellite
– điểm-điểmvàquảng bá

– băng thông
• switches và routers: chuyển
tiếp các gói dữ liệuqua mạng
• internet (liên mạng):
mạng của
các mạng
• Internet là một liên mạng công
cộng cụ thể
local ISP
company
network
regional ISP
router
workstation
server
mobile
Internet là gì?
 The Internet:
Tậphợpcácmạng và bộ định tuyếntrảirộng trên phạm vi toàn thế
giớivàsử dụng tậpgiaothức TCP/IP để hình thành mộtmạng ảo
cộng tác, đơn.
 Intranet:
Sự kếtnốicủa các LANs khác nhau trong mộttổ chức
 Riêng tư (Private)
 Có thể dùng đường thuê bao riêng (leased lines)
 Thông thường thì nhỏ, nhưng có thể bao gồm đếnvàitrăm
routers
 Có thể đượckếtnối ra the Internet (hoặckhông), bởibức
tường lửa(thôngthường)
Introduction

1-7
Internet Architecture
(Kiến trúc Internet)
LANs
International
lines
ISP ISPcompany
university
national
network
regional
network
NAP
on-line
services
company
access via
modem
Introduction
1-8
Các chiếnlượcdồnkênh
 Chia sẻ tài nguyên mạng giữanhiềungườisử dụng
Introduction
1-9
•Những chiếnlượcdồn kênh thông thường
•Dồnkênhchiathời gian-Time Division Multiplexing (TDM)
•Dồnkênhchiatầnsố-Frequency Division Multiplexing (FDM)
•Cả hai chiếnlượctrênđềulàkỹ thuậtchuyểnmạch kênh
(circuit switching technology)
Chuyểnmạch kênh: FDMA và TDMA

Introduction
1-10
FDMA
frequency
time
TDMA
frequency
time
4 users
Example:
Mạng chuyểnmạch kênh - Circuit
Switched Networks
 Tấtcả tài nguyên (vd: các liên kếttruyềnthông) cầnthiếtcho
mộtcuộcgọi đượcdànhriêngtrongsuốtcuộcgọi
 Ví dụ: mạng điệnthoại
Introduction
1-11
Dồnkênhthống kê - Statistical
Multiplexing
 Tương tự như dồnkênhtheothờigiannhưng tùy vào nhu cầuhơnlàcố
định
 Kế hoạch lại đường truyềndựavàonềntảng từng gói
 Các gói từ các nguồn khác nhau đượcchènvàođường truyền
 Những gói “đấutranh”dànhđường truyềnsẽ được đưavàovùngđệm
(buffer)
 Sự tích tụ vùng đệm đượcgọilànghẽn-
congestion
 Đây là kỹ thuậtchuyểnmạch gói, được dùng trong MMT
Introduction
1-12

Mạng chuyểnmạch gói - Packet
Switched Networks
A
B
C
10 Mbps
Ethernet
1.5 Mbps
D
E
statistical multiplexing
queue of packets
waiting for output
link
 Dữ liệu đưalênmạng được được chia thành nhiều“gói”gọilà“packets”
 Phương pháp Lưugiữ và chuyểntiếp (Store-and-forward): packets đượclưu
giữ trong vùng đệmtrướckhiđượctruyền đi
 Packets chạytrênmạng chia sẻ tài nguyên với các packets khác
 Việcsử dụng tài nguyên tùy thuộcvàonhucầuhay chiasẻ tài nguyên theo thống kê
 Khi tài nguyên hạnchế: độ trễ xếphàng, mấtgóitin
Introduction
1-13
Tại sao chia sẻ tài nguyên theo thống kê?
Introduction
1-14

S
ự
t
ậ

nd
ụ
ng hi
ệ
uqu
ả
tài nguyên m
ạ
ng
 Kịch bảnvídụ
 Link bandwidth (dảithông): 1 Mbps
 Mỗicuộcgọicần 100 Kbps khi truyềnthôngtin
 Mỗicuộcgọicódữ liệu để gửi(“hoạt động”) chỉ chiếm10% thời
gian

Chuyểnmạch kênh - Circuit switching
 Mỗicuộcgọicần100 Kbps: chỉ hỗ trợ 10 cuộcgọi đồng thời

Chuyểnmạch gói - Packet switching
 Hỗ trợ nhiềucuộcgọihơnvớixácsuất“tranhgiành”nhaulà
nhỏ
• 35 cuộcgọi đang thựchiện: xác suấtmà
> 10
cuộcgọi
“ho
ạ
t đ
ộ
ng”
< 0.0017!

So sánh giữachuyểnmạch kênh và chuyểnmạch gói
Mụcso sánh Chuyểnmạch kênh Chuyểnmạch gói
Đường dẫn“đồng” chuyên biệtCó Không
Băng thông sẵncó Cố định Biến động
Khả năng lãng phí băng thông Có Không
Truyềndẫnlưugiữ-chuyểntiếpKhông Có
Các gói tin đitheocùngmộtlộ trình Có Không
ThiếtlậpkếtnốiYêucầuKhôngcầnthiết
Khả năng tắcnghẽnxảyrakhi Thiếtlậpkếtnối Đốivớimỗigóitin
Ảnh hưởng củatắcnghẽ
nCuộcgọibị chặn Độ trễ xếphàng
Introduction
1-15
Network Taxonomy
(Phân loạimạng)
Telecommunication
networks
Circuit-switched
networks
FDM
TDM
Packet-switched
networks
Networks
with VCs
Datagram
Networks
Introduction
1-16
Những vấn đề cơ bảntrongMMT

 Đặttên/Đánh địachỉ
 Làm thế nào để tìm tên/địachỉ của đốitácmàbạnmuốn
giao tiếp
 Địachỉ: mộtchuỗibyte định danh mộtnút(node)
 Các lọai địachỉ
•Unicast: địachỉ đơnhướng
•Broadcast: địachỉ quảng bá
•Multicast: địachỉ đahướng
 Định tuyến/Chuyểntiếp: là quá trình xác định làm
thế nào để gởicácgóitin đến đích dựatrênđịachỉ
củanó
 Tìm “hàng xóm”, xây dựng các bảng dẫn đường
Introduction
1-17
Những trở ngạicơ bảntrongMMT
 Những gì có thể sai sót?
 Các lỗi ở mức bit: do sự nhiễutínhiệu điện
 Các lỗi ở mứcgói: mất gói tin do tràn vùng đệmhay nghẽn
 Sự phân phát sai thứ tự gói tin: các gói tin có thể đitheocáccon đường
khác nhau
 Hỏng hóc tạicácnúthoặc đường truyền (link/node failures): đứtcáphoặc
hệ thống bị sập
 Những gì có thể làm được?
 Bổ sung thêm các bits dư thừa để chuẩn đoán và sửacácpackets bị lỗi
 Xác nhậncácgóinhận đượcvàtruyềnlạicácgóibị mất
 Gán các số chuỗi (sequence numbers) và sắpxếplạitheothứ tự các gói ở
bên nhận
 “Cảmnhận” link/node failures và đi vòng qua các failed links/nodes
 Mục tiêu: để thu hẹpkhoảng cách giữanhững gì các ứng dụng mong đợi
và những gì mà công nghệ nềntảng (underlying technology) có thể cung

cấp
Introduction
1-18
Tóm tắtchương
 Những thành phầncủamộtmạng máy tính
 Kiến trúc Internet

Chuyểnmạch kênh và chuyểnmạch gói
 Dồnkênhtheothống kê

Các vấn đề cơ bảntrongmạng máy tính
 Đặttên/đánh địachỉ và định tuyến/chuyểntiếp
 Kiểmsoátlỗi/luồng/tắcnghẽn
Introduction
1-19