Tim hieu Mang may tinh

Ngo duc tho duong minh chau
Chơng I. Mạng máy tính
Chơng I . Mạng máy tính 5
.I Mạng máy tính 5
.II Phân loại mạng máy tính 5
.II.1. Phân loại theo kiến trúc (topology) của mạng 5
.II.1.1. Mạng điểm-điểm (point-to-point network) 6
.II.1.2. Mạng quảng bá (broadcast network) 6
.II.2. Phân loại theo phơng thức chuyển mạch (Swiched Method) 7
.II.2.1. Chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network) 7
.II.2.2. Chuyển mạch tin báo (Message Swiched Network) 7
.II.2.3. Chuyển mạch gói (Packed Swiched Network) 7
.II.3. Phân loại theo phạm vi hoạt động 7
.II.3.1. Mạng LAN (Local Area Network) 7
.II.3.2. Mạng MAN (Metropolian Area Network) 7
.II.3.3. Mạng WAN (Wide Area Network) 8
.II.3.4. Liên mạng (internet) 8
Chơng II . Giao thức truyền thông và Các mô hình tham chiếu 11
.I Giao thức truyền thông 11
.II Mô hình tham chiếu OSI 11
.II.1. Giới thiệu mô hình OSI 11
.II.2. Các tầng của mô hình OSI 13
.II.2.1. Tầng vật lý (Physical layer) 13
.II.2.2. Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer) 14
.II.2.3. Tầng mạng (Network layer) 14
.II.2.4. Tầng giao vận (Transport layer) 14
.II.2.5. Tầng phiên (Session layer) 15
.II.2.6. Tầng trình diễn (Presentation layer) 15
.II.2.7. Tầng ứng dụng (Application layer) 15
.II.3. Những vấn đề về OSI 16
.III Kiến trúc giao thức IPX/SPX 16

.III.1. Kiến trúc giao thức IPX/SPX 17
.III.2. Gói tin IPX 17
.III.3. Cơ chế hoạt động của Novell Netware 18
Chơng III. Giao thức TCP/IP 20
.I Giao thức TCP/IP 20
.II Kiến trúc của bộ giao thức TCP/IP 21
.II.1. Kiến trúc phân tầng của TCP/IP 21
.II.2. Cơ chế địa chỉ Internet 24
.II.2.1. Địa chỉ lớp A 25
.II.2.2. Địa chỉ lớp B 26
.II.2.3. Địa chỉ lớp C 26
.II.3. Mạng con và Subnet mask 26
.III Tầng mạng (Network Layer) 28
1
Ngo duc tho duong minh chau
.IV Tầng Internet (Internet Layer) 29
.IV.1. Gói tin IP 30
.IV.2. Giao thức chuyển địa chỉ ARP (Address Resolution Protocol) và
cơ giao thức chuyển ngợc địa chỉ RARP (Reverse Address Resolution
Protocol) 33
.IV.2.1. Chuyển giao trực tiếp 33
.IV.2.2. Chuyển giao địa chỉ động 33
.IV.2.3. Gói tin ARP 34
.IV.3. Giao thức điều khiển truyền tin (Internet Control Message
Protocol - ICMP) 36
.IV.3.1. Gói tin ICMP 36
.IV.3.2. Điều khiển dòng dữ liệu 37
.IV.3.3. Thông báo lỗi 37
.IV.3.4. Định hớng lại 37
.IV.3.5. Kiểm tra trạm làm việc 38

.IV.4. Thuật toán dẫn đờng 38
.V tầng giao vận 42
.V.1. Giao thức không kết nối (User Datagram Protocol - UDP) 42
.V.1.1. Gói thông tin UDP 42
.V.1.2. Phân kênh, hợp kênh và Ports 43
.V.2. Giao thức điều khiển truyền tin (Transmission Control Protocol -
TCP) 45
.V.2.1. Gói tin TCP 48
.V.2.2. Cổng, kết nối và điểm kết nối 48
.VI Tầng ứng dụng của TCP/IP 50
.VI.1. Dịch vụ tên miền (Domain Name Service - DNS) 50
.VI.2. Đăng nhập từ xa (Telnet) 52
.VI.3. Th điện tử (Electronic Mail) 53
.VI.4. Giao thức truyền tệp (File Transfer Protocol - FTP) 55
.VI.5. Nhóm tin (News groups) 56
.VI.6. Tìm kiếm tệp (Archie) 56
.VI.7. Tra cứu thông tin theo thực đơn (Gopher) 56
.VI.8. Tìm kiếm thông tin theo chỉ số (WAIS) 56
.VI.9. Siêu văn bản (WWW) 57
Chơng IV. Xây dựng ứng dụng truyền tệp 58
.I Giao diện lập trình 58
.I.1. Giao diện lập trình 58
.I.2. Network I/O và file I/O 59
.I.3. Làm việc với Socket 60
.I.3.1. Socket 60
.I.3.2. Địa chỉ Socket 61
.I.3.3. Một số lời gọi tạo lập socket 63
.I.3.4. Một số lời gọi gửi dữ liệu qua socket 66
.I.3.5. Một số lời gọi nhận dữ liệu từ socket 68
2

Ngo duc tho duong minh chau
.II Mô hình Client-Server 68
.II.1. Mô hình Client-Server sử dụng dịch vụ không kết nối 69
.II.2. Mô hình Client-Server sử dụng dịch vụ hớng kết nối 71
.III Xây dựng chơng trình truyền tệp 72
.III.1. Thiết kế và cài đặt chơng trình 72
.III.1.1. Giao thức ứng dụng đợc xây dựng và sử dụng trong chơng
trình 72
.III.1.2. Cài đặt chơng trình 74
.III.2. Một số vấn đề nảy sinh trong quá trình thực hiện và cách giải
quyết 76
.III.2.1. Vấn đề chuyển đổi tệp giữa hai hệ điều hành 76
.III.2.2. Vấn đề về một số lệnh tơng tác 78
K ết luận 79
Tài liệu tham khảo 80
Phụ lục A Một số kỹ thuật mạng cục bộ 81
.I Mạng Ethernet và IEEE 802.3 81
.II Mạng Token-Pasing Rings (IEEE 802.5) 81
.III Mạng Token-Passing Busses (IEEE 802.4) 82
Phụ lục B Một số kỹ thuật chọn đờng đi tối u 84
.I Giải thuật Dijkstra cho việc chọn đờng tập trung 84
.II Giải thuật Ford& Fulkerson cho việc chọn đờng phân tán 85
Phụ lục C Văn bản chơng trình (phần client) 87
.I Chơng trình chính (main.c) 87
.II Th viện sử dụng (Socket.c) 94
3
Ngo duc tho duong minh chau

4
Ngo duc tho duong minh chau
Chơng I . Mạng máy tính
.I Mạng máy tính
Mạng máy tính là hệ thống các máy tính độc lập (autonomous) đợc kết nối
với nhau. Khái niệm độc lập ở đây có nghĩa là chúng không có mối quan hệ
chủ/tớ (master/slave) rõ ràng. Hai máy tính đợc gọi là đợc kết nối với nhau
nếu chúng có khả năng trao đổi thông tin. Sự kết nối có thể thông qua dây
dẫn, tia laser, sóng điện từ hay vệ tinh viễn thông Việc kết nối các máy tính
có những u điểm sau
Sử dụng chung tài nguyên (resource sharing): Chơng trình, dữ liệu, thiết
bị có thể đợc dùng chung bởi ngời dùng từ các máy tính trên mạng.
Tăng độ tin cậy của hệ thống thông tin (reliability): Nếu một máy tính
hay một đơn vị dữ liệu nào đó bị hỏng thì luôn có thể sử dụng một máy
tính khác hay một bản sao khác của dữ liệu, nhờ đó, khả năng mạng bị
ngừng sử dụng đợc giảm thiểu.
Tạo ra môi trờng truyền thông mạnh giữa nhiều ngời sử dụng trên
phạm vi địa lý rộng: Mục tiêu này ngày càng trở nên quan trọng nhất là

khi mạng máy tính đã phát triển trên phạm vi toàn cầu nh ngày nay.
Tiết kiệm chi phí: Do tài nguyên đợc dùng chung, hệ thống tin cậy hơn
nên chi phí thiết bị và bảo dỡng của mạng máy tính thấp hơn so với trờng
hợp máy tính riêng lẻ.
.II Phân loại mạng máy tính
.II.1. Phân loại theo kiến trúc (topology) của mạng
Phân loại theo kiến trúc là cách phân loại mạng máy tính theo cách kết nối
các máy tính trong mạng
5
Ngo duc tho duong minh chau
.II.1.1. Mạng điểm-điểm (point-to-point network)
Các đờng truyền nối các cặp nút với nhau, mỗi nút có trách nhiệm lu trữ tạm
thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu tới đích. Cách làm việc này còn gọi là lu và
chuyển tiếp (store-and-forward). Mạng điểm-điểm cần sử dụng lợng cáp nối
lớn hoặc nhiều đờng điện thoại thuê riêng (leased telephone lines), mỗi đờng
nối một cặp điểm làm việc. Nếu 2 điểm làm việc muốn gửi thông tin cho nhau
mà không có đờng truyền trực tiếp, dữ liệu của chúng cần đợc truyền qua một
số nút khác do đó, thuật toán dẫn đờng có vai trò rất quan trọng trong kiến
trúc mạng điểm-điểm.
.II.1.2. Mạng quảng bá (broadcast network)
Tất cả các nút cùng dùng chung một đờng truyền vật lý. Dữ liệu đợc tiếp nhận
bởi tất cả các máy tính, nếu máy tính nào kiểm tra thấy gói tin đợc gửi cho
mình, nó sẽ giữ lại và xử lý. Các mạng quảng bá thờng cho phép sử dụng địa
chỉ broadcasting để gửi thông báo tới toàn mạng.
6
Star TreeRing
SatelliteBus Ring
Ngo duc tho duong minh chau
.II.2. Phân loại theo phơng thức chuyển mạch (Swiched Method)
.II.2.1. Chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network)

Thông tin truyền qua một kênh vật lý cố định, tốc độ và độ tin cậy cao nhng
lãng phí đờng truyền do không sử dụng hết.
.II.2.2. Chuyển mạch tin báo (Message Swiched Network)
Liên lạc đợc thiết lập khi có thông tin cần truyền, thông tin đợc định dạng
gồm header và data và có độ dài không cố định: Mối liên lạc đợc thiết lập và
chỉ giải phóng khi truyền xong dữ liệu do đó không quản lý đợc thời gian
chiếm đờng truyền
.II.2.3. Chuyển mạch gói (Packed Swiched Network)
Thông tin đợc cắt ra thành các gói có độ dài quy định Ví dụ Erthenet IEEE
802.3 chia message thành các gói 1500 bytes. Mỗi gói đều có header và data.
Các gói của các message khác nhau có thể truyền xen kẽ trên đờng truyền do
đó thời gian chờ đợi chung của hệ thống giảm.
.II.3. Phân loại theo phạm vi hoạt động
Theo phạm vi hoạt động, ngời ta chia mạng máy tính thành những loại sau
.II.3.1. Mạng LAN (Local Area Network)
Thờng là mạng đợc sử dụng cho một công ty, trờng học hay trong một toà
nhà, khoảng cách tơng đối nhỏ (cỡ vài trăm m tới vài Km) tốc độ truyền lớn,
độ trễ nhỏ.
(Phụ lục A trình bày một số mạng cục bộ thờng đợc sử dụng)
.II.3.2. Mạng MAN (Metropolian Area Network)
Mạng đợc cài đặt trong phạm vi một đô thị hay trung tâm kinh tế - xã hội (có
bán kính khoảng 100 Km)
7
Ngo duc tho duong minh chau
.II.3.3. Mạng WAN (Wide Area Network)
Mạng diện rộng có thể bao trùm một vùng rộng lớn cỡ quốc gia hay lục địa.
.II.3.4. Liên mạng (internet)
Phần lớn các mạng cục bộ đều độc lập với nhau về phần cứng cũng nh phần
mềm, chúng đợc thiết lập nhằm mục đích phục vụ những nhóm ngời cụ thể
nào đó. Trong mỗi mạng đó, ngời dùng tự lựa chọn một công nghệ phần cứng

phù hợp với công việc của họ. Một điều quan trọng nữa là không thể xây dựng
một mạng chung dựa trên một công nghệ sử dụng trên một mạng đơn lẻ nào
đó bởi vì không có công nghệ mạng nào có thể thoả mãn nhu cầu cho tất cả
mọi ngời. Một số ngời có nhu cầu sử dụng đờng nối cao tốc để truyền dữ liệu
của mình trong khi các mạng LAN không thể mở rộng phạm vi hoạt động quá
xa. Một số mạng tốc độ chậm lại có thể kết nối máy tính tới hàng ngàn dặm
Liên mạng máy tính (internetworking hay internet) là một công nghệ đợc đa
ra nhằm kết nối các mạng thành một thể thống nhất. Công nghệ internet che
dấu đi kiến trúc vật lý của mạng và cho phép máy tính truyền thông một cách
độc lập với liên kết vật lý của mạng. Một liên mạng đã khá quen thuộc với
chúng ta là mạng Internet
Giới thiệu mạng Internet
Internet là một tổ hợp hàng triệu máy đợc kết nối với nhau thông qua các thiết
bị ghép nối thờng gọi là gateway để có thể chia sẻ thông tin với nhau, trong đó
có đủ loại máy tính, và chúng sử dụng nhiều hệ điều hành khác nhau.
Thông tin trên Internet gồm đủ loại từ th điệu tử, các file đồ hoạ đến video và
còn nhiều thứ khác đợc cung cấp bởi những ngời sử dụng Internet bằng nhiều
phơng thức, với nhiều t tởng khác nhau.
Quy mô của Internet
Có bao nhiêu máy đợc kết nối vào Internet? Con số cụ thể luôn luôn thay đổi,
những địa chỉ mới luôn luôn đợc cập nhật từng giây chúng ta có thể truy nhập
địa chỉ Web site của tổ chức Network Wizards
/>8
Ngo duc tho duong minh chau
để biết những số liệu mới nhất
Thời gian Số lợng máy
Tháng 1 năm 1996 14,252,000
Tháng 1 năm 1997 21,819,000
Tháng 1 năm 1998 29,670,000
Những máy chủ (host) mạnh thờng sử dụng những hệ điều hành đa nhiệm, ví

dụ nh UNIX, để ngời sử dụng kết nối vào, nh thế có nghĩa là số máy của ngời
sử dụng mạng nhiều hơn những con số trên. Những máy chủ đợc định vị tại
các điểm nh th viện, các trờng đại học, các tổ chức chính phủ, các đại lý, các
công ty, các trờng trung học, tiểu học trên toàn thế giới. Những máy chủ này
đợc kết nối với nhau qua đờng điện thoại và chỉ mất khoảng 640/1000 giây để
bắt đầu nhận thông báo từ Bắc Mỹ tới Nam cực.
Các dịch vụ mà Internet cung cấp
Phần lớn ngời sử dụng Internet không cần biết đến của công nghệ sử dụng
trên Internet, đối với họ Internet chỉ đơn giản là một bộ chơng trình phần mềm
mang lại cho họ những khả năng truyền thông có ích. Chính điều này mang
lại cho Internet số ngời dùng đông đảo tới nh vậy.
Các dịch vụ mức ứng dụng ban đầu trên Internet
Th điện tử (Electronic mail) Cho phép ngời dùng ngồi trớc máy tính tại
nhà mình gửi E-mail tới bất cứ ai ở đâu trên thế giới nếu họ có địa chỉ E-
mail. Họ có thể tham gia các nhóm thảo luận (discussion group) về những
đề tài khác nhau hay bắt đầu một nhóm mới về những chủ đề mà họ a
thích.
Truyền file (File Transfer) Nếu cần một chơng trình phần mềm mới nh các
tiện ích nén file, các chơng trình diệt virus, một phần mềm trò chơi, hình
ảnh hay âm thanh, ngời dùng có thể tải xuống bất cứ lúc nào với File
Transfer.
9
Ngo duc tho duong minh chau
Truy nhập từ xa (Remote login) Có lẽ điều thú vị nhất trong các ứng dụng
của Internet là Remote login, nó cho phép ngời dùng kết nối vào một máy
tính ở xa nh một trạm cuối để sử dụng máy tính đó.
Dịch vụ mức mạng của Internet
Một lập trình viên viết chơng trình ứng dụng trên Internet cần có một cái nhìn
khác với ngời chỉ đơn giản sử dụng dịch vụ Internet. ở tầng mạng, Internet
cung cấp 2 kiểu dịch vụ mà các ứng dụng của Internet thờng dùng đó là

Dịch vụ truyền không kết nối (Connectionless Paket Delivery Service) là
một phơng thức truyền dữ liệu mà các mạng chuyển mạch gói cung cấp.
Điều này chỉ đơn giản là mạng Internet chuyển các gói tin từ máy này
sang máy khác dựa vào thông tin địa chỉ của gói đến đích của nó. Việc
chia nhỏ gói tin truyền này có một lợi điểm là nếu một đờng đi bị bận hoặc
bị đứt, thì các gói có thể đợc truyền theo một đờng khác.
Dịch vụ truyền tin cậy (Reliable Stream Transport Service) Phần lớn các
ứng dụng đòi hỏi nhiều dịch vụ hơn chỉ truyền thông không kết nối bởi vì
chúng cần tự động sửa lỗi, kiểm tra tính toàn vẹn của thông tin truyền đi
trên mạng. Reliable Stream Transport Service giải quyết vấn đề này cho ta.
10
Ngo duc tho duong minh chau
Chơng II . Giao thức truyền thông và
Các mô hình tham chiếu
.I Giao thức truyền thông
Để các máy tính trên mạng có thể trao đổi thông tin với nhau, chúng cần có
một bộ những phần mềm cùng làm việc theo một chuẩn nào đó. Giao thức
truyền thông (protocol) là tập quy tắc quy định phơng thức truyền nhận thông
tin giữa các máy tính trên mạng.
Các mạng máy tính hiện đại đợc thiết kế bằng cách phân chia cấu trúc ở mức
độ cao nhằm làm giảm sự phức tạp khi thiết kế. Các giao thức mạng thờng đợc
chia làm các tầng (layer), mỗi tầng đợc xây để dựng dựa trên dịch vụ của tầng
dới nó và cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn.
.II Mô hình tham chiếu OSI
.II.1. Giới thiệu mô hình OSI
Mô hình mạng máy tính do tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International
Standard Organization - ISO) đa ra năm 1983 đợc gọi là mô hình tham chiếu
các hệ thống mở (Open Systems Interconect referent model - OSI). Các điều
khoản mô tả trong mô hình đợc sử dụng rộng rãi trong lý thuyết truyền thông,
do đó, trong thực tế khó có thể nói về truyền thông mà không sử dụng thuật

ngữ của OSI.
Mô hình tham chiếu OSI chứa 7 tầng mô tả chức năng của giao thức truyền
thông. Mỗi tầng của mô hình OSI miêu tả một chức năng đợc thực hiện khi dữ
liệu di chuyển giữa các ứng dụng giữa các mạng.
Tầng ứng dụng bao gồm các trình ứng dụng sử dụng mạng.
Tầng trình diễn tiêu chuẩn hoá dữ liệu cung cấp cho tầng ứng dụng.
11
Ngo duc tho duong minh chau
Tầng phiên quản trị các phiên làm việc giữa các ứng dụng.
Tầng giao vận cung cấp kết nối trạm-trạm, xử lý lỗi.
Tầng mạng quản trị việc kết nối qua mạng cho các tầng trên.
Tầng liên kết dữ liệu cung cấp phân phát dữ liệu tin cậy qua đờng truyền
vật lý.
Tầng vật lý định rõ các đặc thù của thiết bị mạng.
Các lớp giao thức đợc xếp chồng lớp nọ trên lớp kia. Chính sự xuất hiện của
nó, cấu trúc thờng đợc gọi là stack hoặc giao thức xếp chồng.
Việc phân tầng của OSI tuân theo một số nguyên tắc sau
Một lớp đợc tạo ra khi cần đến mức trừu tợng hoá tơng ứng.
Mỗi lớp cần thực hiện các chức năng đợc định nghĩa rõ ràng.
Việc chọn chức năng cho mỗi lớp cần chú ý tới việc định nghĩa các quy
tắc chuẩn hoá quốc tế.
Ranh giới các mức cần chọn sao cho thông tin đi qua là ít nhất (tham số
cho chơng trình con là ít).
Số mức phải đủ lớn để các chức năng tách biệt không nằm trong cùng
một lớp và đủ nhỏ để mô hình không quá phức tạp. Một mức có thể đợc
phân thành các lớp nhỏ nếu cần thiết. Các mức con có thể lại bị loại bỏ.
Hai hệ thống khác nhau có thể truyền thông với nhau nếu chúng bảo đảm
những nguyên tắc chung (cài đặt cùng một giao thức truyền thông). Các chức
năng đợc tổ chức thành một tập các tầng đồng mức cung cấp chức năng nh
nhau. Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung.

Một tầng không định nghĩa một giao thức đơn, nó định nghĩa một chức năng
truyền thông có thể đợc thi hành bởi một số giao thức. Do vậy, mỗi tầng có
thể chứa nhiều giao thức, mỗi giao thức cung cấp một dịch vụ phù hợp cho
chức năng của tầng. Ví dụ cả giao thức truyền file (File Transfer Protocol -
12
Ngo duc tho duong minh chau
FTP) và giao thức th điện tử (Simple Mail Transfer Protocol - SMTP) đều
cung cấp dịch vụ cho ngời dùng và cả hai đều thuộc tầng ứng dụng. Mỗi mức
ngang hàng giao thức truyền thông (sự bổ xung của các giao thức cùng mức
tơng đơng trên hệ thống khác). Mỗi mức phải đợc chuẩn hoá để giao tiếp với
mức tơng đơng với nó. Trên lý thuyết, giao thức chỉ biết đến những gì liên
quan tới lớp của nó mà không quan tâm tới mức trên hoặc dới của nó. Tuy
nhiên phải có sự thoả thuận để chuyển dữ liệu giữa các tầng trên một máy
tính, bởi mỗi tầng lại liên quan tới việc gửi dữ liệu từ ứng dụng tới một ứng
dụng tơng đơng trên một máy khác. Tầng cao hơn dựa vào tầng thấp hơn để
chuyển dữ liệu qua mạng phía dới. Dữ liệu chuyển xuống ngăn xếp từ tầng
này xuống tầng thấp hơn cho tới khi đợc truyền qua mạng nhờ giao thức của
tầng vật lý. ở đầu nhận, dữ liệu đi lên ngăn xếp tới ứng dụng nhận. Những
tầng riêng lẻ không cần biết các tầng trên và dới nó xử lý ra sao, nó chỉ cần
biết cách chuyển nhận thông tin từ các tầng đó. Sự cô lập các hàm truyền
thông trên các tầng khác nhau giảm thiểu sự tích hợp công nghệ của đầu vào
mỗi bộ giao thức. Các ứng dụng mới có thể thêm vào mà không cần thay đổi
tầng vật lý của mạng, phần cứng có thể đợc bổ sung mà không cần viết lại
các phần mềm ứng dụng.
.II.2. Các tầng của mô hình OSI
.II.2.1. Tầng vật lý (Physical layer)
Tầng vật lý liên quan tới việc truyền dòng bit giữa các máy bằng kênh
truyền thông vật lý, ở đây, cấu trúc của dữ liệu không đợc quan tâm đến.
Việc thiết kế tầng vật lý cần quan tâm đến các vấn đề về ghép nối cơ khí,
điện tử, thủ tục và môi trờng truyền tin bên dới nó ví dụ mức điện áp tơng

ứng với bit 0 - 1, thời gian tồn tại của xung
13
Ngo duc tho duong minh chau
.II.2.2. Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer)
Liên kết, thiết lập, duy trì, huỷ bỏ các liên kết dữ liệu là nhiệm vụ của tầng
data link.
Ngoài ra tầng data link còn kiểm soát lỗi đờng truyền, thông lợng.
Tầng này thực hiện việc đóng gói thông tin gửi thành các frame, gửi các frame
một cách tuần tự đi trên mạng, xử lý các thông báo xác nhận
(Acknowledgement frame) do bên nhận gửi về. Xác định ranh giới giữa các
frame bằng cách ghi một số byte đặc biệt vào đầu và cuối frame. Giải quyết
vấn đề thông lợng truyền giữa bên gửi và bên nhận (Vấn đề này có thể đợc
giải quyết bởi một số lớp trên).
.II.2.3. Tầng mạng (Network layer)
Vấn đề chủ chốt của tầng mạng là dẫn đờng, định rõ các gói tin (packet) đ-
ợc truyền theo những con đờng nào từ nguồn đến đích. Các con đờng này
có thể cố định, ít bị thay đổi, đợc thiết lập khi bắt đầu liên kết hay động
(dynamic) thay đổi tuỳ theo trạng thái tải của mạng.
Nếu có nhiều gói tin truyền trên mạng có thể xảy ra tình trạng tắc nghẽn,
tầng mạng phải giải quyết vấn đề này.
Thực hiện chức năng giao tiếp với các mạng bao gồm việc đánh lại địa chỉ,
cắt hợp gói tin cho phù hợp với các mạng.
Ngoài ra tầng mạng còn thực hiện một số chức năng kế toán, ví dụ, một số
Firewall (packet filtering) đợc cài đặt trên tầng này để thống kê số lợng các
gói tin truyền qua mạng hay ngăn cấm hoặc cho phép các gói tin của giao
thức nào đó.
.II.2.4. Tầng giao vận (Transport layer)
Kiểm soát việc truyền tin từ nút tới nut (end-to-end): Bắt đầu từ tầng này,
các thực thể đã có thể nói chuyện một cách logic với nhau.
14

Ngo duc tho duong minh chau
Thực hiên việc ghép kênh và phân kênh: Mỗi ứng dụng có thể gửi dữ liệu
đi theo nhiều con đờng, một đờng truyền lại có thể đợc nhiều ứng dụng sử
dụng, phân kênh/hợp kênh giải quyết vấn đề phân chia dữ liệu cho các ứng
dụng.
Khắc phục sai sót trong quá trình truyền tin: Việc khắc phục sai sót đợc
thực hiện trên nhiều tầng khác nhau, nhng hiệu quả nhất là ở các tầng cao,
việc khắc phục sai sót làm ở tầng giao vận là hợp lý nhất.
.II.2.5. Tầng phiên (Session layer)
Tầng này cho phép ngời sử dụng trên các máy khác nhau thiết lập, duy trì,
huỷ bỏ, đồng bộ phiên truyền thông giữa họ. Cung cấp một số dịch vụ hữu
ích cho ngời sử dụng nh cho phép ngời dùng logon vào hệ thống chia sẻ
thời gian, truyền tệp giữa các máy tính.
Quản lý token: cơ chế thẻ bài đợc tầng phiên cung cấp để tránh hiện tợng
tranh chấp đờng truyền trên mạng.
Thực hiện đồng bộ (Synchronization): thực hiện đối với những dữ liệu lớn
bằng cách thêm vào các thông tin kiểm tra, sửa lỗi.
.II.2.6. Tầng trình diễn (Presentation layer)
Giải quyết vấn đề liên quan tới cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin nh
chuyển đổi thông tin theo một chuẩn nào đó đợc cả hai bên sử dụng (mã
ASCII - EDBCDIC).
Nén/giãn dữ liệu để giảm số lợng bit truyền trên mạng.
Mã hoá dữ liệu để thực hiện quyền truy cập.
.II.2.7. Tầng ứng dụng (Application layer)
Tầng ứng dụng cung cấp giao diện sử dụng cho ngời dùng và môi trờng
truyền tin.
Thực hiện chức năng chuyển file trong đó có giải quyết vấn đề không tơng
thích nh cách đặt tên file hay các mã điều khiển trong một tệp văn bản
15
Ngo duc tho duong minh chau

Cung cấp các dịch vụ Electronic mail, Remote login, Directory lookup
.II.3. Những vấn đề về OSI
Bản thân OSI không phải là một kiến trúc mạng bởi vì nó không chỉ ra chính
xác các dịch vụ và các nghi thức đợc sử dụng trong mỗi tầng. Mô hình này chỉ
ra mỗi tầng cần thực hiện nhiệm vụ gì. ISO đã đa ra các tiêu chuẩn cho từng
tầng, nhng các tiêu chuẩn này không phải là một bộ phận của mô hình tham
chiếu.
Mô hình OSI ra đời sau khi các giao thức TCP/IP (TCP/IP sẽ đợc trình bày ở
phần sau) đã đợc sử dụng rộng rãi, nhiều công ty đã đa ra các sản phẩm
TCP/IP, vì vậy, mô hình OSI chỉ đợc sử dụng trong thực tế nh một chuẩn về lý
thuyết.
Trong mô hình OSI, một số chức năng nh điều khiển thông lợng, kiểm tra lỗi
xuất hiện lặp lại trong một số tầng. Điều này có nguyên nhân do mô hình OSI
đợc chia làm các tầng khác nhau, mỗi tầng tơng ứng với một đối tợng độc lập
(có dữ liệu và các phơng thức riêng của nó, độc lập với các đối tợng khác).
Mô hình OSI không có các dịch vụ và giao thức không hớng kết nối mặc dù
hầu hết các mạng đều có sử dụng. Mô hình quá phức tạp cho việc cài đặt làm
cho OSI khó có thể ứng dụng rộng rãi trên thực tế.
.III Kiến trúc giao thức IPX/SPX
Một hệ thống mạng máy PC đợc sử dụng phổ biến nhất trên thế giới trong thời
gian vừa qua là mạng Novell Netware. Nó đợc thiết kế cho các công ty, để
chuyển từ việc sử dụng máy tính lớn (Mainframe) sang sử dụng PC. Mỗi PC
làm chức năng khách hàng (client), một số máy mạnh hoạt động nh máy phục
vụ (Server), chúng cung cấp các dịch vụ file, các dịch vụ CSDL và các dịch vụ
khác cho một nhóm khách hàng. Nói cách khác, Novell Netware hoạt động
theo mô hình file-server.
16
Ngo duc tho duong minh chau
.III.1. Kiến trúc giao thức IPX/SPX
Application SAP File server

Transport NCP SPX
Network IPX
Datalink Ethernet Token ring ARCnet
Physical Ethernet Token ring ARCnet
Novell Netware sử dụng chồng giao thức IPX/SPX dựa trên một hệ thống
mạng cũ của hãng Xerox-XNS
TM
nhng có một số thay đổi. Novell Netware ra
đời trớc OSI và không dựa trên mô hình này.
Tầng vật lý và tầng Data link có thể đợc chọn trong số nhiều chuẩn công
nghiệp khác nhau bao gồm Ethernet, IBM token ring và ARCnet.
Tầng mạng không định hớng nối kết, không bảo đảm (unreliable
connectionless) có tên là IPX (Internet Packet eXchange). Nó chuyển các
packet từ nguồn tới đích một cách trong suốt với ngời dùng ngay cả khi
nguồn và đích nằm ở các mạng khác nhau. IPX sử dụng địa chỉ 12 byte.
Tầng giao vận:
Giao thức NCP (Network Core Protocol) cung cấp nhiều dịch vụ
khác ngoài việc vận chuyển dữ liệu của ngời sử dụng, nó chính là
trái tim của Novell Netware.
Giao thức thứ hai của tầng này là SPX (Sequenced Packet
eXchange). Nó chỉ thực hiện việc vận chuyển.
Các ứng dụng có thể lựa chọn sử dụng một trong các giao thức của tầng
này ví dụ hệ thống file sử dụng NCP, Lotus Note sử dụng SPX.
Tầng Application nằm trên cùng, có nhiều giao thức khác nhau cung cấp
cho ngời sử dụng các dịch vụ nh đã trình bày ở trên.
.III.2. Gói tin IPX
Điểm mấu chốt của kiến trúc IPX/SPX là gói tin IPX có cấu trúc nh sau
17
Ngo duc tho duong minh chau
Offset Field Length (byte)

0 Checksum 2
2 Packet length 2
4 Transport control 1
5 Packet type 1
6 Destination Address 12
18 Source Address 12
30 ?
Checksum: ít khi sử dụng vì tầng Data link bên dới đã cung cấp checksum
Packet length: chứa chiều dài của packet tính cả header và data
Packet type: đánh dấu các packet điều khiển khác nhau.
Destination Address: địa chỉ đích của gói tin.
Source Address: địa chỉ nguồn của gói tin.
Data: Chiếm phần cuối của gói, có độ dài phụ thuộc vào trờng paket length
trên.
.III.3. Cơ chế hoạt động của Novell Netware
Cứ khoảng mỗi phút một lần, mỗi server lại phát đi (broadcast) một packet,
cho biết địa chỉ của chính nó và các dịch vụ mà nó cung cấp. Việc này sử
dụng giao thức SAP (Service Advertising Protocol). Các packet này đợc tiến
trình dịch vụ (special agent process) chạy trên các máy router nhận và thu
thập. Các agent sử dụng thông tin chứa trong đó để xây dựng CSDL về các
server.
Khi một máy client khởi động, nó phát một request để hỏi xem server gần
nhất ở đâu. Agent trên máy router địa phơng tiếp nhận yêu cầu này, kiểm tra
CSDL về server, lựa chọn server phù hợp gửi lại thông tin cho client. Từ thời
điểm đó, Client có thể thiết lập kết nối NCP với server và sử dụng các dịch vụ
của server. Trong quá trình kết nối, client và server thoả thuận với nhau về
chiều dài cực đại của dữ liệu, trong quá trình sử dụng, client có thể tra cứu
CSDL của server để biết thông tin của các server khác.
18
Ngo duc tho duong minh chau

19
Ngo duc tho duong minh chau
Chơng III. Giao thức TCP/IP
.I Giao thức TCP/IP
Vào cuối những năm 1960 và đầu 1970, Trung tâm nghiên cứu cấp cao
(Advanced Research Projects Agency - ARPA) thuộc bộ quốc phòng Mĩ
(Department of Defense - DoD) đợc giao trách nhiệm phát triển mạng
ARPANET. Mạng ARPANET bao gồm mạng của những tổ chức quân đội,
các trờng đại học và các tổ chức nghiên cứu và đợc dùng để hỗ trợ cho những
dự án nghiên cứu khoa học và quân đội (Ngày nay, ARPA đợc gọi là
DARPA). Năm 1984, DoD chia ARPANET ra thành 2 phần: ARPANET sử
dụng cho nghiên cứu khoa học và MILNET sử dụng cho quân đội. Đầu những
năm 1980, một bộ giao thức mới đợc đa ra làm giao thức chuẩn cho mạng
ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit,
thờng đợc gọi là bộ giao thức TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP.
Năm 1987 tổ chức nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ (National Science Foundation
- NSF) tài trợ cho việc kết nối 6 trung tâm siêu tính trên toàn liên bang lại với
nhau thành một mạng với tên gọi NSFNET. Về mặt vật lý, mạng này kết nối
13 điểm làm việc bằng đờng điện thoại cao tốc đợc gọi là NSFNET backbone.
Khoảng 8 đờng backbone đã đợc xây dựng. NSFNET đợc mở rộng với hàng
chục mạng địa phơng kết nối vào nó và kết nối vào mạng Internet của
DARPA. Cả NSFNET và các mạng con của nó đều sử dụng bộ giao thức
TCP/IP.
TCP/IP có một số u điểm nh sau:
Giao thức chuẩn mở sẵn sàng phát triển độc lập với phần cứng và hệ điều
hành. TCP/IP là giao thức lý tởng cho việc hợp nhất phần cứng và phần
mềm khác nhau, ngay cả khi truyền thông trên Internet. Sự độc lập rành
mạch với phần cứng vật lý của mạng cho phép TCP/IP hợp nhất các mạng
khác nhau. TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng Token ring,
20

Ngo duc tho duong minh chau
mạng quay số (Dial-up line), mạng X.25, mạng ảo và mọi loại môi trờng
vật lý truyền thông.
Một sơ đồ địa chỉ dùng chung cho phép mỗi thiết bị TCP/IP có duy nhất
một địa chỉ trên mạng ngay cả khi đó là mạng toàn cầu Internet.
Tiêu chuẩn hoá mức cao của giao thức phù hợp với ích lợi của dịch vụ ngời
dùng. Đợc tích hợp vào hệ điều hành UNIX, Hỗ trợ mô hình client-server,
mô hình mạng bình đẳng, Hỗ trợ kỹ thuật dẫn đờng động.
DARPA hỗ trợ việc nghiên cứu kết nối nhiều loại mạng khác nhau lại thành
một mạng toàn cầu Internet. Ngoài việc sử dụng cho tất cả các máy trên
Internet, TCP/IP còn đợc sử dụng trong mạng nội bộ của một số tổ chức chính
phủ hoặc thơng mại, những mạng này gọi là Intranet. TCP/IP vừa có thể kết
nối một số lợng lớn các máy tính (150.000 máy trên nớc Mĩ, Châu Âu, Châu
á) lại có thể chỉ kết nối hai máy tính trong phòng làm việc.
Dới đây, chúng ta xem xét một số nội dung về bộ giao thức truyền thông
TCP/IP.
.II Kiến trúc của bộ giao thức TCP/IP
.II.1. Kiến trúc phân tầng của TCP/IP
Application Layer
Presentation Layer Application Layer
Session Layer
Transport Layer Transport Layer
Network Layer Internet Layer
Data link Layer
Physical Layer Network access Layer
Các lớp tơng ứng giữa OSI và TCP/IP
Có nhiều giao thức trong bộ giao thức truyền thông TCP/IP, nhng hai giao
thức quan trọng nhất đợc lấy tên đặt cho bộ giao thức này là TCP
(Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol).
21

Ngo duc tho duong minh chau
Bộ giao thức TCP/IP đợc phân làm 4 tầng
Tầng mạng (Network Layer)
Tầng Internet (Internet Layer)
Tầng giao vận (Transport Layer)
Tầng ứng dụng (Application Layer)
FTP (File transfer Protocol): Giao thức truyền tệp cho phép ngời dùng lấy
hoặc gửi tệp tới một máy khác.
Telnet: Chơng trình mô phỏng thiết bị đầu cuối cho phép ngời dùng login
vào một máy chủ từ một máy tính nào đó trên mạng.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Một giao thức th tín điện tử.
DNS (Domain Name server): Dịch vụ tên miền cho phép nhận ra máy tính
từ một tên miền thay cho chuỗi địa chỉ Internet khó nhớ.
SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao thức quản trị mạng
cung cấp những công cụ quản trị mạng.
RIP (Routing Internet Protocol): Giao thức dẫn đờng động.
22
Application
Layer
Transport Layer
(Host Layer)
Internet Layer
(Getway Layer)
Network
Interface Layer
RIP
SNMPSMTP
Transsmission Control
Protocol
User Datagram

Protocol
TELNET
FTP
Internet Protocol
ICMP
ARP
Token Ring
FiberToken Bus
Ethernet
DNS
Các tầng của bộ giao thức TCP/IP
Ngo duc tho duong minh chau
ICMP (Internet Control Message Protocol): Nghi thức thông báo lỗi.
UDP (User Datagram Protocol): Giao thức truyền không kết nối cung cấp
dịch vụ truyền không tin cậy nhng tiết kiệm chi phí truyền.
TCP (Transmission Control Protocol): Giao thức hớng kết nối cung cấp
dịch vụ truyền thông tin tởng.
IP (Internet Protocol): Giao thức Internet chuyển giao các gói tin qua các
máy tính đến đích.
ARP (Address Resolution Protocol): Cơ chế chuyển địa chỉ TCP/IP thành
địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng.
Cũng giống nh trong mô hình tham chiếu OSI, dữ liệu gửi từ tầng Application
đi xuống ngăn xếp, mỗi tầng có những định nghĩa riêng về dữ liệu mà nó sử
dụng. Tại nơi gửi, mỗi tầng coi gói tin của tầng trên gửi xuống là dữ liệu của
nó và thêm vào gói tin các thông tin điều khiển của mình sau đó chuyển tiếp
23
Application
Transport
Internet
Network Interface

Application
Transport
Internet
Network Interface
Identical
Datagram
Identical
Frame
Identical
Packet
Identical
Message
Physical Net
Host BHost A
Ngo duc tho duong minh chau
xuống tầng dới. Tại nơi nhận, quá trình diễn ra ngợc lại, mỗi tầng lại tách
thông tin điều khiển của mình ra và chuyển dữ liệu lên tầng trên.
Application
Data
Transport
TCP
Header
Data
Internet
IP
Header
TCP
Header
Data
Network

Ethernet
Header
IP
Header
TCP
Header
Data Ethernet
trailer
.II.2. Cơ chế địa chỉ Internet
Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP (32 bit) để "định vị" các máy tính
liên kết với nó. Có hai cách đánh địa chỉ phụ thuộc vào cách liên kết của từng
máy tính cụ thể:
Nếu các máy tính đợc kết nối trực tiếp với mạng Internet thì trung tâm
thông tin Internet (Network Information Centre-NIC) sẽ cấp cho các máy
tính đó một địa chỉ IP (IP Address).
Nếu các máy tính không kết nối trực tiếp với mạng Internet mà thông qua
một mạng cục bộ thì ngời quản trị mạng sẽ cấp cho các máy tính đó một
địa chỉ IP (tuy nhiên cũng dới sự cho phép của NIC)
Hệ thống địa chỉ này đợc thiết kế mềm dẻo qua một sự phân lớp, có 5 lớp địa
chỉ IP là : A, B, C, D, E. Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở
khả năng tổ chức các cấu trúc con của nó.
0 1 2 3 4 8 16 24
Class A
0 Netid Hostid
Class B
1 0 Netid Hostid
24
Ngo duc tho duong minh chau
Class C
1 1 0 Netid Hostid

Class D
1 1 1 0 Multicast address
Class E
1 1 1 1 0 Reverved for future use
Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu về 3 lớp địa chỉ chính của TCP/IP đó là các
lớp A,B,C là các lớp đợc sử dụng rộng rãi trên mạng Internet.
.II.2.1. Địa chỉ lớp A
Lớp A sử dụng byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng. Nh hình trên,
nó đợc nhận ra bởi bit đầu tiên trong byte đầu tiên của địa chỉ có giá trị 0. 3
bytes còn lại đợc sử dụng để đánh địa chỉ máy trong mạng.
Có 126 địa chỉ lớp A (đợc đánh địa chỉ trong byte thứ nhất) với số máy tính
trong mạng là 256
3
- 2 = 16.777.214 máy cho mỗi một địa chỉ lớp A (do sử
dụng 3 bytes để đánh địa chỉ máy). Địa chỉ lớp A thờng đợc cấp cho những tổ
chức có số lợng máy tính lớn.
Nguyên nhân chỉ có 126 networks trong khi dùng 8 bit vì bit đầu tiên mang
giá trị 0 dùng để định nghĩa lớp A vậy con lại 7 bit đánh số từ 0-127 tuy nhiên
ngời ta không sử dụng một địa chỉ chứa toàn các con số 1 hoặc 0 do vậy, chỉ
còn lại 126 mạng lớp A đợc sử dụng. Do vậy giá trị byte đầu tiên của địa chỉ
lớp A sẽ luôn luôn nằm trong khoảng từ 1 tới 126, mỗi một byte trong 3 bytes
còn lại sẽ có giá trị trong khoảng 1 đến 254.
Đối với việc chỉ có 16.777.214 máy trong khi sử dụng 24 bit đánh địa chỉ máy
trong mạng cũng đợc giải thích tơng tự.
Địa chỉ lớp A có dạng: <Network.Host.Host.Host>
với con số thập phân đầu tiên nhỏ hơn 128
Ví dụ: 9. 6. 7. 8 : Nút đợc gán Host ID là 6. 7. 8, nằm trong mạng lớp A có
địa chỉ là 9. 0. 0. 0
25