Luận văn tốt nghiệp Mạng máy tính

Luận văn tốt
nghiệp: Mạng
máy tính
Môc lôc
Lời nói đầu

Phần I: Tổng quan về mạng máy tính 1

Chương 1: Giới thiệu về máy tính 1
1.1. Lịch sử máy tính 1
1.1.1. Giai đoạn 1 1
1.1.2. Giai đoạn 2 2
1.1.3. Giai đoạn 3 3
1.1.4. Giai đoạn 4 4
1.2. Cấu trúc và chức năng của máy tính 5
1.2.1. Cấu trúc tổng quát của máy tính 5
1.2.2. Chức năng của máy tính 7

Chương 2: Mạng máy tính 11
2.1. Lịch sử phát triển mạng máy tính 11
2.2. Nhu cầu và mục đích của việc kết nối các máy tính thành mạng 13
2.3. Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính 14
2.3.1. Đường truyền 14
2.3.2. Kỹ thuật chuyển mạch 15
2.3.3. Kiến trúc mạng 16
2.3.3.1. Hình trạng mạng 16
2.3.3.2. Giao thức mạng 17
2.3.3.4. Hệ điều hành mạng 17
2.4. Phân loại mạng máy tính 17

2.4.1. Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý 18
2.4.1.1. Mạng toàn cầu (GAN) 18
2.4.1.2. Mạng diện rộng (WAN) 18
2.4.1.3. Mạng đô thị (MAN) 18
2.4.1.4. Mạng cục bộ (LAN) 18
2.4.2. Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch áp dụng trong mạng 19
2.4.2.1. Mạng chuyển mạch kênh 19
2.4.2.2. Mạng chuyển mạch thông báo 19
2.4.2.3. Mạng chuyển mạch gói 20
2.4.3. Phân loại theo hình trạng mạng 21
2.4.3.1. Mạng hình sao 21
2.4.3.2. Mạng hình vòng 22
2.4.3.3. Mạng trục tuyến tính 23
2.4.3.4. Mạng dạng cây 24
2.4.3.5. Mạng dạng vô tuyến Satellite - Vệ tinh hoặc Radio 24
2.4.3.6. Mạng kết nối hỗn hợp 25
2.4.4. Phân loại theo giao thức và hệ điều hành mạng sử dụng 25
2.4.4.1. Mạng khách-chủ (client-server) 26
2.4.4.2. Mạng ngang hàng (peer to peer) 26
2.5. Một số mạng máy tính thông dụng nhất 26
2.5.1. Mạng cục bộ (LAN) 26
2.5.2. Mạng diện rộng với kết nối LAN to LAN 27
2.5.3. Liên mạng Internet 28
2.5.4. Mạng Intranet 28

Chương 3: Chuẩn hóa mạng máy tính và mô hình OSI 29
3.1. Vấn đề chuẩn hóa mạng máy tính và các tổ chức chuẩn hóa mạng 29
3.2. Mô hình tham chiếu OSI 7 lớp 30
3.2.1. Giới thiệu về mô hình OSI 30
3.2.2. Các lớp trong mô hình OSI và chức năng của chúng 30

3.2.2.1. Lớp vật lý 30
3.2.2.2. Lớp liên kết dữ liệu 30
3.2.2.3. Lớp mạng 31
3.2.2.4. Lớp giao vận 32
3.2.2.5. Lớp phiên 32
3.2.2.6. Lớp trình diễn 32
3.2.2.7. Lớp ứng dụng 32
3.2.3. Phương thức hoạt động của mô hình OSI 33
3.2.4. Quá trình truyền dữ liệu trong mô hình OSI 33

Chương 4: TCP/IP và mạng Internet 35
4.1. Họ giao thức TCP/IP 35
4.1.1. Giới thiệu về họ giao thức TCP/IP 35
4.1.2. Giao thức IP 38
4.1.2.1. Địa chỉ IP 38
4.1.2.2. Cấu trúc gói dữ liệu IP 41
4.1.2.3. Phân mảnh và hợp nhất gói IP 44
4.1.2.4. Định tuyến IP 46
4.2. Giao thức TCP 48
4.2.1. Cấu trúc gói dữ liệu TCP 48
4.2.2. Thiết lập và kết thúc kết nối TCP 50
4.3. Internet 52
4.3.1. Lịch sử phát triển của Internet 52
4.3.2. Kiến trúc của Internet 54
4.3.3. Các dịch vụ thông tin trên Internet 55
4.3.3.1. Thư điện tử 55
4.3.3.2. Truyền file FTP 56
4.3.3.3. Truy cập từ xa (Telnet) 56
4.3.3.4. World Wide Web 57

Phần II: Vấn đề an toàn trong mạng máy tính 58

Chương 1: Khái quát về an toàn mạng 58
1.1. Các nguy cơ đe dọa hệ thống và mạng máy tính 58
1.1.1. Mô tả các nguy cơ 58
1.1.2. Các mức bảo vệ an toàn mạng 60
1.2. Phân tích các mức an toàn mạng 61
1.2.1. Quyền truy nhập (Access Right) 61
1.2.2. Đăng nhập/Mật khẩu (Login/Password) 61
1.2.3. Mã hóa dữ liệu (Data Encryption) 62
1.2.4. Bảo vệ vật lý (Physical Protect) 62
1.2.5. Bức tường lửa (Firewall) 62

Chương 2: Các biện pháp bảo vệ an toàn hệ thống 63
2.1. Quyền hạn tối thiểu (Least Privilege) 63
2.2. Bảo vệ theo chiều sâu (Defense in Depth) 63
2.3. Nút thắt (Choke Point) 63
2.4. Điểm xung yếu nhất (Weakest Link) 64
2.5. Hỏng trong an toàn (Fail-Safe Stance) 64
2.6. Sự tham gia toàn cầu 64
2.7. Kết hợp nhiều biện pháp bảo vệ 65
2.8. Đơn giản hóa 65

Chương 3: Thiết kế chính sách an ninh cho mạng máy tính 66
3.1. Chính sách an ninh cho mạng 66
3.1.1. Kế hoạch an ninh mạng 66
3.1.2. Chính sách an ninh nội bộ 67
3.2. Phương thức thiết kế 67
3.3. Thiết kế chính sách an ninh mạng 68
3.3.1. Phân tích nguy cơ mất an ninh 68

3.3.2. Xác định tài nguyên cần bảo vệ 69
3.3.3. Xác định mối đe dọa an ninh mạng 69
3.3.4. Xác định trách nhiệm của người sử dụng mạng 70
3.3.5. Kế hoạch hành động khi chính sách bị vi phạm 72
3.3.6. Xác định các lỗi an ninh 73
3.3.6.1. Lỗi điểm truy nhập 73
3.3.6.2. Lỗi cấu hình hệ thống 74
3.3.6.3. Lỗi phần mềm 74
3.3.6.4. Lỗi của người dùng nội bộ 74
3.3.6.5. Lỗi an ninh vật lý 74
3.3.6.6. Lỗi bảo mật 75

Phần III: Bức tường lửa (Firewall) 76

Chương 1: Khái niệm về bức tường lửa 76
1.1. Firewall làm được những gì 76
1.2. Firewall không làm được những gì 77

Chương 2: Những thiết kế cơ bản của Firewall 78
2.1. Dual-homed Host 78
2.2. Kiến trúc Screened Host 79
2.3. Kiến trúc Screened Subnet Host 81
2.4. Sử dụng nhiều Bastion Host 82
2.5. Kiến trúc ghép chung Router trong và Router ngoài 84
2.3. Kiến trúc ghép chung Bastion Host và Router ngoài 85

Chương 3: Các thành phần của Firewall và cơ chế hoạt động 86
3.1. Bộ lọc gói (Packet Filtering) 86
3.1.1. Nguyên lý hoạt động 86
3.1.2. Ưu điểm và hạn chế của hệ thống Firewall sử dụng bộ lọc Packet 87

3.2. Cổng ứng dụng (Application-Level Gateway) 87
3.2.1. Nguyên lý hoạt động 87
3.2.2. Ưu điểm và hạn chế 89
3.3. Cổng vòng (Circuit-Level Gateway) 89

Chương 4: Hệ thống Packet Filtering 91
4.1. Giới thiệu về Packet Filtering 91
4.2. Những chức năng của một Packet Filtering Router 92
4.3. Ưu, nhược điểm của hệ thống Packet Filtering 93
4.4. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống Packet Filtering 96
4.4.1. Lọc các Packet dựa trên địa chỉ (address) 97
4.4.2. Lọc các Packet dựa trên số cổng (port) 99


Chương 5: Hệ thống Proxy 101
5.1. Tác dụng và chức năng của Proxy 101
5.1.1. Sự cần thiết của Proxy 102
5.1.2. Những nhược điểm của Proxy 103
5.2. Sự kết nối thông qua Proxy (Proxying) 104
5.3. Các dạng Proxy 105
5.3.1. Dạng kết nối trực tiếp 105
5.3.2. Dạng thay đổi client 106
5.4.3. Proxy vô hình 106

Kết luận

Các từ viết tắt

Tài liệu tham khảo
Lêi nãi ®Çu

Chúng ta đang sống trong một thời đại mới, thời đại phát triển rực rỡ
của công nghệ thông tin, đặc biệt là công nghệ máy vi tính và mạng máy
tính với sự bùng nổ của hàng ngàn cuộc cách mạng lớn nhỏ. Từ khi ra đời,
máy vi tính ngày càng giữ vai trò quan trọng trong các lĩnh vực khoa học
kỹ thuật và cuộc sống hàng ngày của con người. Từ sự ra đời của chiếc
máy tính điện tử lớn ENIAC đầu tiên năm 1945, sau đó là sự ra đời những
máy vi tính của hãng IBM vào năm 1981 cho đến nay, sau hơn 20 năm,
cùng với sự thay đổi về tốc độ các bộ vi xử lý và các phần mềm ứng dụng,
công nghệ thông tin đã ở một bước phát triển cao, đó là số hóa tất cả những
dữ liệu thông tin, đồng thời kết nối chúng lại với nhau và luân chuyển
mạnh mẽ. Hiện nay, mọi loại thông tin, số liệu, hình ảnh, âm thanh … đều
được đưa về dạng kỹ thuật số để bất kỳ máy tính nào cũng có thể lưu trữ,
xử lý cũng như chuyển tiếp với các máy tính hay thiết bị kỹ thuật số khác.
Sự ra đời của các mạng máy tính và những dịch vụ của nó đã mang lại
cho con người rất nhiều những lợi ích to lớn, góp phần thúc đẩy nền kinh
tế phát triển mạnh mẽ, đơn giản hóa những thủ tục lưu trữ, xử lý, trao
chuyển thông tin phức tạp, liên lạc và kết nối giữa những vị trí, khoảng
cách rất lớn một cách nhanh chóng, hiệu quả … Và mạng máy tính đã trở
thành yếu tố không thể thiếu đối với sự phát triển của nền kinh tế, chính trị
cũng như văn hóa, tư tưởng của bất kỳ quốc gia hay châu lục nào. Con
người đã không còn bị giới hạn bởi những khoảng cách về địa lý, có đầy
đủ quyền năng hơn để sáng tạo những giá trị mới vô giá về vật chất và tinh
thần, thỏa mãn những khát vọng lớn lao của chính họ và của toàn nhân
loại.
Cũng chính vì vậy, nếu không có mạng máy tính, hoặc mạng máy tính
không thể hoạt động như ý muốn thì hậu quả sẽ rất nghiêm trọng. Và vấn
đề an toàn cho mạng máy tính cũng phải được đặt lên hàng đầu khi thiết
kế, lắp đặt và đưa vào sử dụng một hệ thống mạng máy tính dù là đơn giản
nhất.

Bên cạnh đó, thông tin giữ một vai trò hết sức quan trọng bởi vì nếu
như thiếu thông tin, con người sẽ trở nên lạc hậu dẫn tới những hậu quả
nghiêm trọng, nền kinh tế chậm phát triển. Vì lý do đó, việc lưu giữ, trao
đổi và quản lý tốt nguồn tài nguyên thông tin để sử dụng đúng mục đích,
không bị thất thoát đã là mục tiêu hướng tới của không chỉ một ngành, một
quốc gia mà của toàn thế giới.

Trong quá trình thực tập và làm đồ án tốt nghiệp, được sự đồng ý và
hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Thống Nhất,
cùng với sự giúp đỡ của bạn bè và công ty nơi thực tập, em đã có thêm
nhiều điều kiện để tìm hiểu về mạng máy tính, về vấn đề an toàn trong
mạng máy tính và về bức tường lửa. Đó cũng là đề tài mà em muốn nghiên
cứu và trình bày trong đồ án tốt nghiệp này. Nội dung chính của đồ án
gồm:
 Phần I: Tổng quan về mạng máy tính
 Phần II: Vấn đề an toàn trong mạng máy tính
 Phần III: Bức tường lửa (Firewall)
Đồ án đề cập đến một vấn đề khá lớn và tương đối phức tạp, đòi hỏi
nhiều thời gian và kiến thức về lý thuyết cũng như thực tế. Do thời gian
nghiên cứu chưa được nhiều và trình độ bản thân còn hạn chế, nên đồ án
không tránh khỏi những khiếm khuyết. Em rất mong nhận được sự hướng
dẫn, chỉ bảo của các thầy, cô giáo và sự đóng góp nhiệt tình của các bạn để
giúp em bổ sung vốn kiến thức và có thể tiếp tục nghiên cứu đề tài nêu trên
một cách tốt hơn, hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cám ơn!

Hà Nội tháng 5 năm 2010
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Duy Hà

Vũ Sơn Thành
Phạm Văn An

PhÇn I: Tæng quan vÒ m¹ng m¸y tÝnh

Ch¬ng 1: Giíi thiÖu vÒ m¸y tÝnh
1.1. Lịch sử máy tính
Trong thời đại khoa học kỹ thuật ngày nay, máy tính điện tử đóng một vai trò hết sức
quan trọng và là yếu tố không thể thiếu đối với hầu hết các ngành nghề, các dịch vụ cũng
như đối với đời sống sinh hoạt của con người. Để trở thành những công cụ hữu ích, công
nghệ cao như hiện nay, máy tính điện tử đã trải qua rất nhiều thời kì phát triển, đáp ứng
những đòi hỏi ngày một cao của con người.
Với sự ra đời và thành công của máy ENIAC, năm 1946 được xem như năm mở đầu
cho kỷ nguyên máy tính điện tử, kết thúc sự nỗ lực nghiên cứu của các nhà khoa học đã kéo
dài trong nhiểu năm trước đó, và mở ra một thời kỳ phát triển mạnh mẽ của công nghệ
phần cứng cơ sở chế tạo ra những máy tính điện tử với tính năng ngày càng cao, được sử
dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Lịch sử phát triển của máy tính có thể
chia thành 4 giai đoạn như sau:

1.1.1. Giai đoạn 1: Từ 1945 đến 1958, với máy tính thế hệ thứ nhất sử dụng công nghệ
đèn chân không.
 Máy tính ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), do John
Mauchly và John Presper Eckert (đại học Pensylvania, Mỹ) thiết kế và chế tạo, là chiếc
máy số hoá điện tử đa năng đầu tiên trên thế giới.
- Nguồn gốc: Dự án chế tạo máy ENIAC được bắt đầu vào năm 1943. Đây là một nỗ
lực nhằm đáp ứng yêu cầu thời chiến của BRL (Ballistics Research Laboratory – Phòng
nghiên cứu đạn đạo quân đội Mỹ) trong việc tính toán chính xác và nhanh chóng các bảng
số liệu đạn đạo cho từng loại vũ khí mới.
- Số liệu kỹ thuật: ENIAC là một chiếc máy khổng lồ với hơn 18000 bóng đèn chân
không, nặng hơn 30 tấn, tiêu thụ một lượng điện năng vào khoảng 140kW và chiếm một

diện tích xấp xỉ 1393 m2. Mặc dù vậy, nó làm việc nhanh hơn nhiều so với các loại máy
tính điện cơ cùng thời với khả năng thực hiện 5000 phép cộng trong một giây đồng hồ.
Điểm khác biệt giữa ENIAC & các máy tính khác: ENIAC sử dụng hệ đếm thập phân
chứ không phải nhị phân như ở tất cả các máy tính khác. Với ENIAC, các con số được biểu
diễn dưới dạng thập phân và việc tính toán cũng được thực hiện trên hệ thập phân. Bộ nhớ
của máy gồm 20 “bộ tích lũy”, mỗi bộ có khả năng lưu giữ một số thập phân có 10 chữ số.
Mỗi chữ số được thể hiện bằng một vòng gồm 10 đèn chân không, trong đó tại mỗi thời
điểm, chỉ có một đèn ở trạng thái bật để thể hiện một trong mười chữ số từ 0 đến 9 của hệ
thập phân. Việc lập trình trên ENIAC là một công việc vất vả vì phải thực hiện nối dây
bằng tay qua việc đóng/mở các công tắc cũng như cắm vào hoặc rút ra các dây cáp điện.
- Hoạt động thực tế: Máy ENIAC bắt đầu hoạt động vào tháng 11/1945 với nhiệm vụ
đầu tiên không phải là tính toán đạn đạo (vì chiến tranh thế giới lần thứ hai đã kết thúc) mà
để thực hiện các tính toán phức tạp dùng trong việc xác định tính khả thi của bom H. Việc
có thể sử dụng máy vào mục đích khác với mục đích chế tạo ban đầu cho thấy tính đa năng
của ENIAC. Máy tiếp tục hoạt động dưới sự quản lý của BRL cho đến khi được tháo rời ra
vào năm 1955.
 Máy tính Von Neumann
Như đã đề cập ở trên, việc lập trình trên máy ENIAC là một công việc rất tẻ nhạt và tốn
kém nhiều thời gian. Công việc này có lẻ sẽ đơn giản hơn nếu chương trình có thể được
biểu diễn dưới dạng thích hợp cho việc lưu trữ trong bộ nhớ cùng với dữ liệu cần xử lý. Khi
đó máy tính chỉ cần lấy chỉ thị bằng cách đọc từ bộ nhớ, ngoài ra chương trình có thể được
thiết lập hay thay đổi thông qua sự chỉnh sửa các giá trị lưu trong một phần nào đó của bộ
nhớ.
Ý tưởng này, được biết đến với tên gọi “khái niệm chương trình được lưu trữ”, do nhà
toán học John von Neumann, một cố vấn của dự án ENIAC, đưa ra ngày 8/11/1945, trong
một bản đề xuất về một loại máy tính mới có tên gọi EDVAC (Electronic Discrete Variable
Computer). Máy tính này cho phép nhiều thuật toán khác nhau có thể được tiến hành trong
máy tính mà không cần phải nối dây lại như máy ENIAC.
 Máy IAS
Tiếp tục với ý tưởng của mình, vào năm 1946, von Neuman cùng các đồng nghiệp bắt

tay vào thiết kế một máy tính mới có chương trình được lưu trữ với tên gọi IAS (Institute
for Advanced Studies) tại học viện nghiên cứu cao cấp Princeton, Mỹ. Mặc dù mãi đến
năm 1952 máy IAS mới được hoàn tất, nó vẫn là mô hình cho tất cả các máy tính đa năng
sau này.

1.1.2. Giai đoạn 2: Từ 1958 đến 1964, với máy tính thế hệ thứ hai sử dụng công nghệ
chất bán dẫn.
Sự thay đổi đầu tiên trong lĩnh vực máy tính điện tử xuất hiện khi có sự thay thế đèn
chân không bằng đèn bán dẫn. Đèn bán dẫn nhỏ hơn, rẻ hơn, tỏa nhiệt ít hơn trong khi vẫn
có thể được sử dụng theo cùng cách thức của đèn chân không để tạo nên máy tính. Không
như đèn chân không vốn đòi hỏi phải có dây, có bảng kim loại, có bao thủy tinh và chân
không, đèn bán dẫn là một thiết bị ở trạng thái rắn được chế tạo từ silicon có nhiều trong
cát có trong tự nhiên.
Đèn bán dẫn là phát minh lớn của phòng thí nghiệm Bell Labs trong năm 1947. Nó đã
tạo ra một cuộc cách mạng điện tử trong những năm 50 của thế kỷ 20. Dù vậy, mãi đến
cuối những năm 50, các máy tính bán dẫn hóa hoàn toàn mới bắt đầu xuất hiện trên thị
trường máy tính. Việc sử dụng đèn bán dẫn trong chế tạo máy tính đã xác định thế hệ máy
tính thứ hai, với đại diện tiêu biểu là máy PDP–1 của công ty DEC (Digital EquIPment
Corporation) và IBM 7094 của IBM. DEC được thành lập vào năm 1957 và cũng trong
năm đó cho ra đời sản phẩm đầu tiên của mình là máy PDP–1 như đã đề cập ở trên. Đây là
chiếc máy mở đầu cho dòng máy tính mini của DEC, vốn rất phổ biến trong các máy tính
thế hệ thứ ba.

1.1.3. Giai đoạn 3: Từ 1964 đến 1974, với máy tính thế hệ thứ ba sử dụng công nghệ
mạch tích hợp.
Một đèn bán dẫn tự chứa, đơn lẻ thường được gọi là một thành phần rời rạc. Trong suốt
những năm 50 và đầu những năm 60 của thế kỷ 20, các thiết bị điện tử phần lớn được kết
hợp từ những thành phần rời rạc – đèn bán dẫn, điện trở, tụ điện, v.v Các thành phần rời
rạc được sản xuất riêng biệt, đóng gói trong các bộ chứa riêng, sau đó được dùng để nối lại
với nhau trên những bảng mạch. Các bảng này lại được gắn vào trong máy tính, máy kiểm

tra dao động, và các thiết bị điện tử khác nữa. Bất cứ khi nào một thiết bị điện tử cần đến
một đèn bán dẫn, một ống kim loại nhỏ chứa một mẫu silicon sẽ phải được hàn vào một
bảng mạch. Toàn bộ quá trình sản xuất, đi từ đèn bán dẫn đến bảng mạch, là một quá trình
tốn kém và không hiệu quả. Những vấn đề như vậy đã làm nền tảng cho việc dẫn đến các
bài toán mới trong công nghiệp máy tính. Các máy tính thế hệ thứ hai ban đầu chứa khoảng
10000 đèn bán dẫn. Con số này sau đó đã tăng lên nhanh chóng đến hàng trăm ngàn, làm
cho việc sản xuất các máy mạnh hơn, mới hơn gặp rất nhiều khó khăn.
Sự phát minh ra mạch tích hợp vào năm 1958 đã cách mạng hóa điện tử và bắt đầu cho
kỷ nguyên vi điện tử với nhiều thành tựu rực rỡ. Mạch tích hợp chính là yếu tố xác định thế
hệ thứ ba của máy tính. Trong mục tiếp sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu một cách ngắn gọn về
công nghệ mạch tích hợp. Sau đó, hai thành viên quan trọng nhất trong các máy tính thế hệ
thứ ba, máy IBM System/360 và máy DEC PDP–8, sẽ được giới thiệu cùng với các tính
năng nổi bật của chúng.

1.1.4. Giai đoạn 4: Từ 1974 đến nay, với máy tính thế hệ thứ tư sử dụng công nghệ
mạch tích hợp vô cùng lớn/siêu lớn (VLSI/ULSI).
Với tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ, mức độ cho ra đời các sản phẩm mới
ở mức cao, cũng như tầm quan trọng của phần mềm, của truyền thông và phần cứng, việc
phân loại máy tính theo thế hệ trở nên kém rõ ràng và ít có ý nghĩa như trước đây. rong
phần tiếp theo, hai thành tựu tiêu biểu về công nghệ của máy tính thế hệ thứ tư sẽ được giới
thiệu một cách tóm lược.
 Bộ nhớ bán dẫn
Vào khoảng những năm 50 đến 60 của thế kỷ này, hầu hết bộ nhớ máy tính đều được
chế tạo từ những vòng nhỏ làm bằng vật liệu sắt từ, mỗi vòng có đường kính khoảng 1/16
inch. Các vòng này được treo trên các lưới ở trên những màn nhỏ bên trong máy tính. Khi
được từ hóa theo một chiều, một vòng (gọi là một lõi) biểu thị giá trị 1, còn khi được từ hóa
theo chiều ngược lại, lõi sẽ đại diện cho giá trị 0. Bộ nhớ lõi từ kiểu này làm việc khá
nhanh. Nó chỉ cần một phần triệu giây để đọc một bit lưu trong bộ nhớ. Nhưng nó rất đắt
tiền, cồng kềnh, và sử dụng cơ chế hoạt động loại trừ: một thao tác đơn giản như đọc một
lõi sẽ xóa dữ liệu lưu trong lõi đó. Do vậy cần phải cài đặt các mạch phục hồi dữ liệu ngay

khi nó được lấy ra ngoài.
Năm 1970, Fairchild chế tạo ra bộ nhớ bán dẫn có dung lượng tương đối đầu tiên. ChIP
này có kích thước bằng một lõi đơn, có thể lưu 256 bit nhớ, hoạt động không theo cơ chế
loại trừ và nhanh hơn bộ nhớ lõi từ. Nó chỉ cần 70 phần tỉ giây để đọc ra một bit dữ liệu
trong bộ nhớ. Tuy nhiên giá thành cho mỗi bit cao hơn so với lõi từ.
Kể từ năm 1970, bộ nhớ bán dẫn đã đi qua tám thế hệ: 1K, 4K, 16K, 64K, 256K, 1M,
4M, và giờ đây là 16M bit trên một chIP đơn (1K = 210, 1M = 220). Mỗi thế hệ cung cấp
khả năng lưu trữ nhiều gấp bốn lần so với thế hệ trước, cùng với sự giảm thiểu giá thành
trên mỗi bit và thời gian truy cập.
 Bộ vi xử lý
Vào năm 1971, hãng Intel cho ra đời chIP 4004, chIP đầu tiên có chứa tất cả mọi thành
phần của một CPU trên một chIP đơn. Kỷ nguyên bộ vi xử lý đã được khai sinh từ đó.
ChIP 4004 có thể cộng hai số 4 bit và nhân bằng cách lập lại phép cộng. Theo tiêu chuẩn
ngày nay, chIP 4004 rõ ràng quá đơn giản, nhưng nó đã đánh dấu sự bắt đầu của một quá
trình tiến hóa liên tục về dung lượng và sức mạnh của các bộ vi xử lý. Bước chuyển biến kế
tiếp trong quá trình tiến hóa nói trên là sự giới thiệu chIP Intel 8008 vào năm 1972. Đây là
bộ vi xử lý 8 bit đầu tiên và có độ phức tạp gấp đôi chIP 4004.
Đến năm 1974, Intel đưa ra chIP 8080, bộ vi xử lý đa dụng đầu tiên được thiết kế để trở
thành CPU của một máy vi tính đa dụng. So với chIP 8008, chIP 8080 nhanh hơn, có tập
chỉ thị phong phú hơn và có khả năng định địa chỉ lớn hơn.
Cũng trong cùng thời gian đó, các bộ vi xử lý 16 bit đã bắt đầu được phát triển. Mặc dù
vậy, mãi đến cuối những năm 70, các bộ vi xử lý 16 bit đa dụng mới xuất hiện trên thị
trường. Sau đó đến năm 1981, cả Bell Lab và Hewlett–packard đều đã phát triển các bộ vi
xử lý đơn chIP 32 bit. Trong khi đó, Intel giới thiệu bộ vi xử lý 32 bit của riêng mình là
chIP 80386 vào năm 1985.

1.2. Cấu trúc và chức năng của máy tính
1.2.1. Cấu trúc tổng quát của máy tính
Máy tính là một hệ thống phức tạp với hàng triệu thành phần điện tử cơ sở. Ở mức đơn
giản nhất, máy tính có thể được xem như một thực thể tương tác theo một cách thức nào đó

với môi trường bên ngoài. Một cách tổng quát, các mối quan hệ của nó với môi trường bên
ngoài có thể phân loại thành các thiết bị ngoại vi hay đường liên lạc.

Hình 1: Cấu trúc tổng quát của máy tính
 Thành phần chính, quan trọng nhất của máy tính là Đơn vị xử lý trung tâm (CPU –
Central Processing Unit): Điều khiển hoạt động của máy tính và thực hiện các chức năng
xử lý dữ liệu.

Hình 2: Bộ xử lý trung tâm của máy tính (CPU)

CPU thường được đề cập đến với tên gọi bộ xử lý. Máy tính có thể có một hoặc nhiều
thành phần nói trên, Ví Dụ như một hoặc nhiều CPU. Trước đây đa phần các máy tính chỉ
có một CPU, nhưng gần đây có sự gia tăng sử dụng nhiều CPU trong một hệ thống máy
đơn. CPU luôn luôn là đối tượng quan trọng vì đây là thành phần phức tạp nhất của hệ
thống. Cấu trúc của CPU gồm các thành phần chính:
- Đơn vị điều khiển: Điều khiển hoạt động của CPU và do đó điều khiển hoạt động
của máy tính.
- Đơn vị luận lý và số học (ALU – Arithmetic and Logic Unit): Thực hiện các chức
năng xử lý dữ liệu của máy tính.
- Tập thanh ghi: Cung cấp nơi lưu trữ bên trong CPU.
- Thành phần nối kết nội CPU: Cơ chế cung cấp khả năng liên lạc giữa đơn vị điều
khiển, ALU và tập thanh ghi.
Trong các thành phần con nói trên của CPU, đơn vị điều khiển lại giữ vai trò quan
trọng nhất. Sự cài đặt đơn vị này dẫn đến một khái niệm nền tảng trong chế tạo bộ vi xử lý
máy tính. Đó là khái niệm vi lập trình. Hình dưới đây mô tả tổ chức bên trong một đơn vị
điều khiển với ba thành phần chính gồm:
- Bộ lập dãy logic
- Bộ giải mã và tập các thanh ghi điều khiển
- Bộ nhớ điều khiển

Hình 3: Đơn vị điều khiển của CPU

Các thành phần khác của máy tính:
 Bộ nhớ chính: Dùng để lưu trữ dữ liệu.
 Các thành phần nhập xuất: Dùng để di chuyển dữ liệu giữa máy tính và môi trường
bên ngoài.
 Các thành phần nối kết hệ thống: Cung cấp cơ chế liên lạc giữa CPU, bộ nhớ chính
và các thành phần nhập xuất.

1.2.2. Chức năng của máy tính
Một cách tổng quát, một máy tính có thể thực hiện bốn chức năng cơ bản sau:
- Di chuyển dữ liệu
- Điều khiển
- Lưu trữ dữ liệu
- Xử lý dữ liệu

Hình 4: Các chức năng cơ bản của máy tính

 Xử lý dữ liệu: Máy tính phải có khả năng xử lý dữ liệu. Dữ liệu có thể có rất nhiều
dạng và phạm vi yêu cầu xử lý cũng rất rộng. Tuy nhiên chỉ có một số phương pháp cơ bản
trong xử lý dữ liệu.
 Lưu trữ dữ liệu: Máy tính cũng cần phải có khả năng lưu trữ dữ liệu. Ngay cả khi
máy tính đang xử lý dữ liệu, nó vẫn phải lưu trữ tạm thời tại mỗi thời điểm phần dữ liệu
đang được xử lý. Do vậy cần thiết phải có chức năng lưu trữ ngắn hạn. Tuy nhiên, chức
năng lưu trữ dài hạn cũng có tầm quan trọng tương đãng đối với dữ liệu cần được lưu trữ
trên máy cho những lần cập nhật và tìm kiếm kế tiếp.
 Di chuyển dữ liệu: Máy tính phải có khả năng di chuyển dữ liệu giữa nó và thế giới
bên ngoài. Khả năng này được thể hiện thông qua việc di chuyển dữ liệu giữa máy tính với
các thiết bị nối kết trực tiếp hay từ xa đến nó. Tùy thuộc vào kiểu kết nối và cự ly di

chuyển dữ liệu, mà có tiến trình nhập xuất dữ liệu hay truyền dữ liệu:
- Tiến trình nhập xuất dữ liệu: Thực hiện di chuyển dữ liệu trong cự ly ngắn giữa
máy tính và thiết bị nối kết trực tiếp.
- Tiến trình truyền dữ liệu: Thực hiện di chuyển dữ liệu trong cự ly xa giữa máy tính
và thiết bị nối kết từ xa.
- Điều khiển: Bên trong hệ thống máy tính, đơn vị điều khiển có nhiệm vụ quản lý
các tài nguyên máy tính và điều phối sự vận hành của các thành phần chức năng phù hợp
với yêu cầu nhận được từ người sử dụng.
Tương ứng với các chức năng tổng quát nói trên, có bốn loại hoạt động có thể xảy ra
gồm:
 Máy tính được dùng như một thiết bị di chuyển dữ liệu, có nhiệm vụ đơn giản là
chuyển dữ liệu từ bộ phận ngoại vi hay đường liên lạc này sang bộ phận ngoại vi hay
đường liên lạc khác.


Hình 5: Máy tính – Thiết bị di chuyển dữ liệu

 Máy tính được dùng để lưu trữ dữ liệu, với dữ liệu được chuyển từ môi trường
ngoài vào lưu trữ trong máy (quá trình đọc dữ liệu) và ngược lại (quá trình ghi dữ liệu).
Hình 6 mô tả hoạt động làm thiết bị lưu trữ dữ liệu của máy tính.

Hình 6: Máy tính – Thiết bị lưu trữ dữ liệu

 Máy tính được dùng để xử lý dữ liệu thông qua các thao tác trên dữ liệu lưu trữ
hoặc kết hợp giữa việc lưu trữ và liên lạc với môi trường bên ngoài.
Di
chuyÓn
d÷ liÖu
§iÒu
khiÓn

Lu

tr÷ d÷
liÖu

Xö lý
d÷ liÖu


Hình 7: Máy tính – Thiết bị xử lý dữ liệu lưu trữ



Hình 8: Máy tính – Thiết bị xử lý/ trao đổi dữ liệu với môi trường ngoài

Ch¬ng 2: m¹ng m¸y tÝnh
Mạng máy tính là một hệ thống kết nối các máy tính đơn lẻ thông qua các đường truyền
vật lý theo một kiến trúc nào đó.
Đường truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu số hay tín hiệu tương tự giữa các máy
tính. Đường truyền vật lý thường là:
- Đường dây điện thoại thông thường.
- Cáp đồng trục.
- Sóng vô tuyến điện từ.
- Cáp sợi quang

2.1. Lịch sử phát triển mạng máy tính
Từ những năm 60, đã xuất hiện những mạng nối các máy tính và các Terminal để sử
dụng chung nguồn tài nguyên, giảm chi phí khi muốn thông tin trao dổi số liệu và sử dụng
trong công tác văn phòng một cách tiện lợi.

Hình 9: Mạng máy tính với bộ tiền xử lý

Việc tăng nhanh các máy tính mini, các máy tính cá nhân làm tăng nhu cầu truyền số
liệu giữa các máy tính, các Terminal và giữa các Terminal với các máy tính là một trong
những động lực thúc đẩy sự ra đời và phát triển ngày càng mạnh mẽ các mạng máy tính.
Quá trình hình thành mạng máy tính có thể tóm tắt qua một số thời điểm chính sau:
Những năm 60: Để tận dụng công suất của máy tính, người ta ghép nối các Terminal
vào một máy tính được gọi là Máy tính trung tâm (Main Frame). Máy tính trung tâm làm
tất cả mọi việc từ quản lý các thủ tục truyền dữ liệu, quản lý quá trình đồng bộ của các trạm
cuối, … cho đến việc xử lý các ngắt từ các trạm cuối. Sau đó, để giảm nhẹ nhiệm vụ của
Máy tính trung tâm, người ta thêm vào các Bộ tiền xử lý (Frontal) để nối thành một mạng
truyền tin, trong đó có các Thiết bị tập trung (Concentrator) và Dồn kênh (MultIPlexer)
dùng để tập trung trên cùng một đường truyền các tín hiệu gửi tới trạm cuối.


Hình 10: Mạng máy tính nối trực tiếp các bộ tiền xử lý

Những năm 70: Các máy tính đã được nối với nhau trực tiếp thành một mạng máy tính
nhằm phân tán tải của hệ thống và tăng độ tin cậy. Và người ta đã bắt đầu xây dựng mạng
truyền thông trong đó các thành phần chính của nó là các Nút mạng (Node) gọi là bộ
chuyển mạch, dùng để hướng thông tin tới đích. Các Nút mạng được nối với nhau bằng
đường truyền còn các máy tính xử lý thông tin của người dùng (Host) hoặc các Trạm cuối
(Terminal) được nối trực tiếp vào các nút mạng để khi cần thì trao đổi thông tin qua mạng.
Từ thập kỷ 80 trở đi: Việc kết nối mạng máy tính đã bắt đầu được thực hiện rộng rãi
nhờ tỷ lệ giữa giá thành máy tính và chi phí truyền tin đã giảm đi rõ rệt do sự bùng nổ của
các thế hệ máy tính cá nhân.

2.2. Nhu cầu và mục đích của việc kết nối các máy tính thành mạng
Việc nối máy tính thành mạng từ lâu đã trở thành một nhu cầu khách quan bởi vì:
– Có rất nhiều công việc về bản chất là phân tán hoặc về thông tin, hoặc về xử lý

hoặc cả hai đòi hỏi có sự kết hợp truyền thông với xử lý hoặc sử dụng phương tiện từ xa
– Chia sẻ các tài nguyên trên mạng cho nhiều người sử dụng tại một thời điểm (ổ
cứng, máy in, ổ CD ROM )
– Nhu cầu liên lạc, trao đổi thông tin nhờ phương tiện máy tính
– Các ứng dụng phần mềm đòi hòi tại một thời điểm cần có nhiều người sử dụng, truy
cập vào cùng một cơ sở dữ liệu.
Chính vì vậy, việc kết nối các máy tính thành mạng nhằm mục đích:
 Chia sẻ tài nguyên:
- Chia sẻ dữ liệu: Về nguyên tắc, bất kỳ người sử dụng nào trên mạng đều có quyền
truy nhập, khai thác và sử dụng những tài nguyên chung của mạng (thường được tập trung
trên một Máy phục vụ – Server) mà không phụ thuộc vào vị trí địa lý của người sử dụng
đó.
- Chia sẻ phần cứng: Tài nguyên chung của mạng cũng bao gồm các máy móc, thiết
bị như: Máy in (Printer), Máy quét (Scanner), Ổ đĩa mềm (Floppy), Ổ đĩa CD (CD Rom),
… được nối vào mạng. Thông qua mạng máy tính, người sử dụng có thể sử dụng những tài
nguyên phần cứng này ngay cả khi máy tính của họ không có những phần cứng đó.
 Duy trì và bảo vệ dữ liệu: Một mạng máy tính có thể cho phép các dữ liệu được tự
động lưu trữ dự phòng tới một trung tâm nào đó trong mạng. Công việc này là hết sức khó
khăn và tốn nhiều thời gian nếu phải làm trên từng máy độc lập. Hơn nữa, mạng máy tính
còn cung cấp một môi trường bảo mật an toàn cho mạng qua việc cung cấp cơ chế Bảo mật
(Security) bằng Mật khẩu (Password) đối với từng người sử dụng, hạn chế được việc sao
chép, mất mát thông tin ngoài ý muốn.
 Nâng cao độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế cho nhau khi xảy ra sự cố
kỹ thuật đối với một máy tính nào đó trong mạng.
 Khai thác có hiệu quả các cơ sở dữ liệu tập trung và phân tán, nâng cao khả năng
tích hợp và trao đổi các loại dữ liệu giữa các máy tính trên mạng.

2.3. Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính
Một mạng máy tính có các đặc trưng kỹ thuật cơ bản là: đường truyền, kỹ thuật chuyển
mạch, kiến trúc mạng và hệ điều hành mạng.

2.3.1. Đường truyền
Là thành tố quan trọng của một mạng máy tính, là phương tiện dùng để truyền các tín
hiệu điện tử giữa các máy tính. Các tín hiệu điệu tử đó chính là các thông tin, dữ liệu được
biểu thị dưới dạng các xung nhị phân (ON – OFF), mọi tín hiệu truyền giữa các máy tính
với nhau đều thuộc sóng điện từ, tuỳ theo tần số mà ta có thể dùng các đường truyền vật lý
khác nhau để truyền tín hiệu.
- Các tần số radio có thể truyền bằng cáp điện (giây xoắn đôi hoặc đồng trục) hoặc
bằng phương tiện quảng bá (radio broadcasting).
- Sóng cực ngắn (viba) thường được dùng để truyền giữa các trạm mặt đất và các vệ
tinh. Chúng cũng được dùng để truyền các tín hiệu quảng bá từ một trạm phát đến nhiều
trạm thu. Mạng điện thoại “tổ ong” (cellular phone Network) là một ví dụ cho cách dùng
này.
- Tia hồng ngoại là lý tưởng đối với nhiều loại truyền thông mạng. Nó có thể được
truyền giữa hai điểm hoặc quảng bá từ một điểm đến nhiều máy thu. Tia hồng ngoại và các
tần số cao hơn của anh sáng có thể được truyền qua cáp sợi quang.
Các đặc trưng cơ bản của đường truyền là giải thông (bandwidth), độ suy hao và độ
nhiễu điện từ.
- Dải thông của một đường truyền chính là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp
ứng được; nó biểu thị khả năng truyền tải tín hiệu của đường truyền. Tốc độ truyền dữ liệu
trên đường truyền được gọi là thông lượng (throughput) của đường truyền, thường được
tính bằng số lượng bit được truyền đi trong một giây (bps). Thông lượng còn được đo bằng
một đơn vị khác là Baud, Baud biểu thị số lượng thay đổi tín hiệu trong một giây. Hai đơn
vị Baud và bps không phải lúc nào cũng đồng nhất vì mỗi thay đổi tín hiệu có thể tương
ứng với vài bit. Giải thông của cáp truyền phụ thuộc vào độ dài cáp (nói chung cáp ngắn có
thể có giải thông lớn hơn so với cáp dài). Bởi vậy, khi thiết kế cáp cho mạng cần thiết phải
chỉ rõ độ dài chạy cáp tối đa vì ngoài giới hạn đó chất lượng truyền tín hiệu không còn
được đảm bảo.
- Độ suy hao của một đường truyền là độ đo sự yếu đi của tín hiệu trên đường truyền
đó, nó cũng phụ thuộc vào độ dài cáp. Còn độ nhiễu điện từ EMI (Electromagnetic
Intrerference) gây ra bởi tiếng ồn từ bên ngoài làm ảnh hưởng đến tín hiệu trên đường

truyền
Thông thuờng người ta hay phân loại đường truyền theo hai loại:
 Đường truyền hữu tuyến: các máy tính được nối với nhau bằng các dây cáp mạng.
Đường truyền hữu tuyến gồm có:
- Cáp đồng trục (Coaxial cable)
- Cáp xoắn đôi (Twisted pair cable) gồm 2 loại có bọc kim (stp – shielded twisted
pair) và không bọc kim (utp – unshielded twisted pair).
- Cáp sợi quang (Fiber optic cable)
 Đường truyền vô tuyến: các máy tính truyền tín hiệu với nhau thông qua các sóng
vô tuyến với các thiết bị điều chế/giải điều chế ở các đầu mút. Đường truyền vô tuyến gồm
có:
- Radio
- Sóng cực ngắn (Viba)
- Tia hồng ngoại (Infrared)

2.3.2. Kỹ thuật chuyển mạch
Là đặc trưng kỹ thuật chuyển tín hiệu giữa các nút trong mạng, các nút mạng có chức
năng hướng thông tin tới đích nào đó trong mạng, hiện tại có các kỹ thuật chuyển mạch
như sau:
- Kỹ thuật chuyển mạch kênh: Khi có hai thực thể cần truyền thông với nhau thì giữa
chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì kết nối đó cho tới khi hai bên ngắt liên lạc.
Các dữ liệu chỉ truyền đi theo con đường cố định đó.
- Kỹ thuật chuyển mạch thông báo: Thông báo là một đơn vị dữ liệu của người sử
dụng có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi thông báo có chứa các thông tin điều khiển
trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thông báo. Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà
mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của
thông báo
- Kỹ thuật chuyển mạch gói: ở đây mỗi thông báo được chia ra thành nhiều gói nhỏ
hơn được gọi là các gói tin (Packet) có khuôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng chứa
các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và địa chỉ đích (người

nhận) của gói tin. Các gói tin của cùng một thông báo có thể được gửi đi qua mạng tới đích
theo nhiều con đường khác nhau.

2.3.3. Kiến trúc mạng
Kiến trúc mạng (Network Architecture) thể hiện cách nối giữa các máy tính trong mạng
và tập hợp các quy tắc, quy ước nào đó 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 với nhau
được gọi là hình trạng mạng (Network Topology); còn tập hợp các qui tắc, qui ước truyền
thông thì được gọi là giao thức của mạng (Network Protocol).

2.3.3.1. Hình trạng mạng
Hình trạng mạng là cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là
topo của mạng.
Có 2 kiểu nối mạng chủ yếu là điểm – điểm (point to point) và điểm – đa điểm (point to
multipoint).
- Theo kiểu điểm – điểm: Các đường truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút đều
có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích. Một số mạng có
cấu trúc điểm – điểm như: mạng hình sao, mạng chu trình, mạng dạng cây
- Theo kiểu điểm – đa điểm: Tất cả các nút phân chia chung một đường truyền vật lý.
Dữ liệu gửi đi từ một nút nào đó sẽ có thể được 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
gửi cho mình hay không. Mạng trục tuyến tính (Bus), mạng hình vòng (Ring), mạng
Satellite (Vệ tinh) hay Radio là những mạng có cấu trúc điểm – đa điểm phổ biến.
Những hình trạng mạng cơ bản này sẽ được giới thiệu rõ hơn trong mục phân loại mạng
máy tính theo hình trạng mạng.
2.3.3.2. Giao thức mạng
Việc trao đổi thông tin dù là đơn giản nhất, cũng phải tuân theo những quy tắc nhất
định. Đơn giản như khi hai người nói chuyện với nhau muốn cho cuộc nói chuyện có kết
quả thì ít nhất cả hai cũng phải ngầm hiểu và tuân thủ quy ước: khi một người nói thì người
kia phải nghe và ngược lại. Việc truyền thông trên mạng cũng vậy, cần có các quy tắc, quy

ước truyền thông về nhiều mặt: khuôn dạng cú pháp của dữ liệu, các thủ tục gửi, nhận dữ
liệu, kiểm soát hiệu quả và chất lượng truyền tin Tập hợp những quy tắc quy ước truyền
thông đó được gọi là giao thức của mạng (Network Protocol).
Có rất nhiều giao thức mạng, các mạng có thể sử dụng các giao thức khác nhau tùy sự
lựa chọn của người thiết kế. Tuy vậy, các giao thức thường gặp nhất là : TCP/IP,
NETBIOS, IPX/SPX,

2.3.4. Hệ điều hành mạng
Hệ điều hành mạng là một phần mềm hệ thống có các chức năng sau:
- Quản lý tài nguyên của hệ thống, các tài nguyên này gồm:
Tài nguyên thông tin (về phương diện lưu trữ) hay nói một cách đơn giản là quản lý
tệp. Các công việc về lưu trữ tệp, tìm kiếm, xoá, copy, nhóm, đặt các thuộc tính đều thuộc
nhóm công việc này
Tài nguyên thiết bị. Điều phối việc sử dụng CPU, các ngoại vi để tối ưu hoá việc sử
dụng
- Quản lý người dùng và các công việc trên hệ thống.
Hệ điều hành đảm bảo giao tiếp giữa người sử dụng, chương trình ứng dụng với thiết bị
của hệ thống.
- Cung cấp các tiện ích cho việc khai thác hệ thống thuận lợi (Ví Dụ FORMAT đĩa,
sao chép tệp và thư mục, in ấn chung )
Các hệ điều hành mạng thông dụng nhất hiện nay là: WindowsNT, Windows9X,
Windows 2000, Unix, Novell

2.4. Phân loại mạng máy tính
Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tùy thuộc vào yếu tố chính được chọn làm chỉ
tiêu phân loại như:
- Khoảng cách địa lý của mạng
- Kỹ thuật chuyển mạch áp dụng trong mạng
- Hình trạng mạng
- Giao thức mạng sử dụng

- Hệ điều hành mạng sử dụng

2.4.1. Phân loại mạng theo khoảng cách địa lý
Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và cũng có thể phân bổ
trong phạm vi một quốc gia hay rộng hơn nữa là toàn thế giới. Dựa vào phạm vi phân bổ
của mạng, người ta có thể phân ra các loại mạng như sau:

2.4.1.1. Mạng toàn cầu (GAN – Global Area Network)
Là mạng kết nối các máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này
được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.

2.4.1.2. Mạng diện rộng (WAN – Wide Area Network)
Là mạng kết nối các máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong
cùng một châu lục. Thông thường các kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn
thông. Các WAN có thể kết nối với nhau tạo thành GAN hay tự nó cũng có thể xem là một
GAN.

2.4.1.3. Mạng đô thị (MAN – Metropolitan Area Network)
Là mạng kết nối các máy tính trong phạm vi một đô thị, một trung tâm văn hoá xã hội,
có bán kính tối đa vào khoảng 100 km. Kết nối này được thực hiện thông qua môi trường
truyêng thông tốc độ cao (50–100 Mbps).

2.4.1.4. Mạng cục bộ (LAN – Local Area Network)
Là mạng kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp, thông thường khoảng
vài trăm mét đến vài kilômét. Kết nối được thực hiện thông qua môi trường truyền thông
tốc độ cao Ví Dụ như cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hay cáp quang. LAN thường được sử
dụng trong nội bộ một cơ quan, tổ chức, trong một tòa nhà. Nhiều LAN có thể được kết nối
với nhau thành WAN.
2.4.2. Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch áp dụng trong mạng
Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch làm yếu tố chính để phân loại ta sẽ có:

- Mạng chuyển mạch kênh
- Mạng chuyển mạch thông báo
- Mạng chuyển mạch gói

2.4.2.1. Mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switched Network)


Hình 11: Mạng chuyển mạch kênh

Trong trường hợp này khi hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ
thiết lập một kênh (Circuit) cố định và được duy trì cho tới khi một trong hai bên bị ngắt
liên lạc.

2.4.2.2. Mạng chuyển mạch thông báo (Message Switched Network)


Hình 12: Mạng chuyển mạch thông báo
Thông báo là một đơn vị thông tin của người sử dụng có khuôn dạng đã được quy định
trước. Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông tin điều khiển, trong đó chỉ rõ đích của
thông báo. Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút
kế tiếp theo đường dẫn tới đích của nó. Như vậy mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để đọc
thông tin điều khiển trên thông báo, sau đó chuyển tiếp thông báo đi. Tuỳ thuộc vào điều
kiện của mạng các thông báo có thể được gửi đi trên các đường khác nhau.
Ưu điểm của phương pháp này là :
- Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được
phân chia giữa nhiều thực thể truyền thông.
- Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông tin tạm thời sau đó mới chuyển thông báo đi, do
đó có thể điều chỉnh để làm giảm tình trạng tắc nghẽn trên mạng.
- Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo.