giao trình amngj máy tính phần 1

Introduction 1-1
M ng Máy Tínhạ
Computer Networks
Ph m Văn Namạ
Email: ;
Đ a ch liên h : Văn phòng B môn M ng & ị ỉ ệ ộ ạ
Truy n thông - Khoa Công ngh Thông tin, ề ệ
Tr ng Đ i h c Nha Trangườ ạ ọ
Đi n tho i: (058) 2471447ệ ạ
Mobile: 0904 38 81 82
Introduction 1-2
Môn h c nói v ?ọ ề

M ng máy tính (MMT) đa năngạ
- Không ph i là nh ng m ng chuyên d ng (vd: telephone)ả ữ ạ ụ

Nh ng nguyên lý c b n c a MMTữ ơ ả ủ
- Không kh o sát t t c các chu n giao th c hi n hànhả ấ ả ẩ ứ ệ

T p trung vào ki n trúc ph n m m m ngậ ế ầ ề ạ
- Ch th o lu n m t s ph n c ng m ng thi t y uỉ ả ậ ộ ố ầ ứ ạ ế ế
Introduction 1-3
Tài li u môn h cệ ọ

Tài li u chínhệ

Computer Networking
by Jim Kurose and Keith Ross,
Addison-Wesley, 2
nd
Edition, 2002


M ng máy tính và các h th ng m , ạ ệ ố ở
Nguy n Thúc H i, ễ ả
NXB Giáo d c, 1999ụ

Computer Networks
by Andrew S. Tanenbaum, Prentice
Hall, 4
th
Edition, 2002

Tài li u đ c thêmệ ọ

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 1-4
Introduction to Networking

What is a computer network?

Internet Architecture

Statistical multiplexing and packet
switching


Fundamental issues in computer networking
Introduction 1-5
Ch ng 1: Các khái ni m c b n v ươ ệ ơ ả ề
m ng máy tính và m ng Internetạ ạ

Th nào là m t m ng máy tính?ế ộ ạ

Các thành ph n c a m t MMTầ ủ ộ

Internet là gì?

Ki n trúc Internet (Internet Architecture)ế

Các chi n l c d n kênhế ượ ồ

M ng chuy n m ch kênh, góiạ ể ạ

Nh ng v n đ c b n trong MMTữ ấ ề ơ ả
Introduction 1-6
What is a Computer Network?
•
Network provides connectivity

A set of computers/switches connected by communication links

Many topologies possible
•
Many different physical media
–

Coaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satellite, wireless
•
Local area networks vs Wide area networks
•
Emerging systems area network, home network, storage
area network, and wireless network
Introduction 1-7
Th nào là m t m ng máy tính?ế ộ ạ

M ng cung c p s k t n iạ ấ ự ế ố

M t t p các máy tính/thi t b chuy n m ch đ c k t n i b i các liên k t truy n thôngộ ậ ế ị ể ạ ượ ế ố ở ế ề

Nh m chia s thông tin và tài nguyênằ ẻ

Topologies (đ hình m ng)ồ ạ

Nhi u ph ng ti n v t lý khác nhauề ươ ệ ậ

Coaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satellite

M ng c c b , M ng đô th , M ng di n r ng, vv… ạ ụ ộ ạ ị ạ ệ ộ
(Local/Metropolitan/Wide Area Networks – LANs,
MANs, WANs, etc.)
Introduction 1-8
Elements of a Network
•
hosts, end-systems
–
pc’s, workstations, servers

–
PDA’s, phones, toasters
running network apps
•
communication links
–
point-to-point, multiaccess
–
fiber, copper, radio, satellite
•
Switches and routers:
forward packets (chunks) of data
thru network
•
internet: network of networks
•
Internet is a specific internet
local ISP
company
network
regional ISP
router
workstation
server
mobile
Introduction 1-9
Các thành ph n c a m t MMTầ ủ ộ
•
trạm, hệ thống đầu cuối
–

pc’s, workstations, servers
–
PDA’s, phones, toasters
chạy các ứng dụng mạng
•
liên kết truyền thông
–
fiber, copper, radio, satellite
–
điểm - điểm và quảng bá
–
băng thông
•
switches và routers: chuyển
tiếp các gói dữ liệu qua 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
Introduction 1-10

What is
The
Internet?

The
Internet :

collection of networks and routers that span the world and use
the TCP/IP protocols to form a single, cooperative virtual
network

intranet:
connection of different LANs within an organization

private

may use leased lines

usually small, but possibly hundreds of routers

may be connected to the Internet (or not), often by firewall
Introduction 1-11
Internet là gì?

The Internet:
T p h p các m ng và b đ nh tuy n tr i r ng trên ph m vi toàn ậ ợ ạ ộ ị ế ả ộ ạ
th gi i và s d ng t p giao th c ế ớ ử ụ ậ ứ TCP/IP đ hình thành m t ể ộ
m ng o c ng tác, đ n.ạ ả ộ ơ

Intranet:

S k t n i c a các LANs khác nhau trong m t t ự ế ố ủ ộ ổ
ch cứ

Riêng t (Private)ư

Có th dùng đ ng thuê bao riêng (leased lines)ể ườ

Thông th ng thì nh , nh ng có th bao g m đ n vài trăm ườ ỏ ư ể ồ ế
routers

Có th đ c k t n i ra the Internet (ho c không), b i b c ể ượ ế ố ặ ở ứ
t ng l a (thông th ng)ườ ử ườ
Introduction 1-12
Internet Architecture
(Ki n trúc Internet)ế
LANs
International
lines
ISP ISPcompany
university
national
network
regional
network
NAP
on-line
services
company
access via
modem

Introduction 1-13
Internet today
Introduction 1-14
NAPs, NSPs, ISPs

NSP: National Service Provider (Tier 1 Backbones)

Example: Internet MCI, Sprint Link, UUNET in USA

NAP: Network Access Point

ISP: Internet Service Provider
NAP
NAP
NAP
NAP
NAP
NAP
NAP
NAP
National Provider
National Provider
National Provider
National Provider
Regional
Regional
Provider
Provider
POP
POP

customers
customers
Introduction 1-15
NAP and Private Peering
Introduction 1-16
Multiplexing Strategies

Sharing of network resources among multiple users
•
Common multiplexing strategies
•
Time Division Multiplexing (TDM)
•
Frequency Division Multiplexing (FDM)
•
These two strategies are circuit switching technology
Introduction 1-17
Các chi n l c d n kênhế ượ ồ

Chia s tài nguyên m ng gi a nhi u ng i s d ngẻ ạ ữ ề ườ ử ụ
•
Những chiến lược dồn kênh thông thường
•
Dồn kênh chia thời gian-Time Division Multiplexing (TDM)
•
Dồn kênh chia tần số-Frequency Division Multiplexing (FDM)
•
Cả hai chiến lược trên đều là kỹ thuật chuyển mạch kênh
(circuit switching technology)
Introduction 1-18

Chuy n m ch kênh: FDMA và TDMAể ạ
FDMA
frequency
time
TDMA
frequency
time
4 users
Example:
Introduction 1-19
Circuit Switched Networks

All resources (e.g. communication links) needed by a call
dedicated to that call for its duration

Example: telephone network
Introduction 1-20
M ng chuy n m ch kênh - Circuit ạ ể ạ
Switched Networks

T t c tài nguyên (vd: các liên k t truy n thông) c n thi t ấ ả ế ề ầ ế
cho m t cu c g i đ c dành riêng trong su t cu c g iộ ộ ọ ượ ố ộ ọ

Ví d : m ng đi n tho iụ ạ ệ ạ
Introduction 1-21
Statistical Multiplexing

Time division, but on demand rather than fixed

Reschedule link on a per-packet basis


Packets from different sources interleaved on the link

Buffer packets that are
contending
for the link

Buffer buildup is called
congestion

This is
packet switching,
used in computer networks
Introduction 1-22
D n kênh th ng kê - Statistical ồ ố
Multiplexing

T ng t nh d n kênh theo th i gian nh ng tùy vào nhu c u h n là ươ ự ư ồ ờ ư ầ ơ
c đ nhố ị

K ho ch l i đ ng truy n d a vào n n t ng t ng góiế ạ ạ ườ ề ự ề ả ừ

Các gói t các ngu n khác nhau đ c chèn vào đ ng truy nừ ồ ượ ườ ề

Nh ng gói “đ u tranh” dành đ ng truy n s đ c đ a vào vùng ữ ấ ườ ề ẽ ượ ư
đ m (buffer)ệ

S tích t vùng đ m đ c g i là ngh n-ự ụ ệ ượ ọ ẽ
congestion


Đây là k thu t chuy n m ch gói, ỹ ậ ể ạ đ c dùng trong MMTượ
Introduction 1-23
Packet Switched Networks

Data entering network is divided into chunks called “packets”

Store-and-forward approach: packets buffered before
transmission

Packets traversing network share resources with other packets

On demand resource use: statistical resource sharing

Fewer resources: queuing delay, packet loss
Introduction 1-24
M ng chuy n m ch gói - Packet ạ ể ạ
Switched Networks

D li u đ a lên m ng đ c đ c chia thành nhi u “gói” g i là “packets”ữ ệ ư ạ ượ ượ ề ọ

Ph ng pháp L u gi và chuy n ti p (Store-and-forward): packets đ c l u ươ ư ữ ể ế ượ ư
gi trong vùng đ m tr c khi đ c truy n điữ ệ ướ ượ ề

Packets ch y trên m ng chia s tài nguyên v i các packets khácạ ạ ẻ ớ

Vi c s d ng tài nguyên tùy thu c vào nhu c u hay chia s tài nguyên theo th ng ệ ử ụ ộ ầ ẻ ố
kê

Khi tài nguyên h n ch : đ tr x p hàng, m t gói tinạ ế ộ ễ ế ấ
A

B
C
10 Mbps
Ethernet
1.5 Mbps
D
E
statistical multiplexing
queue of packets
waiting for output
link
Introduction 1-25
Why Statistically Share Resources

Efficient utilization of the network

Example scenario

Link bandwidth: 1 Mbps

Each call requires 100 Kbps when transmitting

Each call has data to send only 10% of time

Circuit switching

Each call gets 100 Kbps: supports 10 simultaneous calls

Packet switching


Supports many more calls with small probability of
contention
•
35 ongoing calls:
probability that > 10 active is < 0.0017!