Bài Giảng Mạng Máy Tính - Tổng Quan Về Mạng Máy Tính
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.04 MB, 68 trang )
Mạng máy tính
Bộ môn Kỹ thuật máy tính và Mạng
Khoa Công nghệ Thông tin
Đại học Sư phạm Hà Nội
Tổng quan về Mạng máy tính
1-1
Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính
Mục đích:
Hình dung về mạng
máy tính và một số
khái niệm trong mạng
máy tính
Các vấn đề sâu và chi
tiết hơn trong môn
học
Cách tiếp cận: sử
dụng Internet làm ví
dụ
Khái niệm Internet
Khái niệm giao thức
Network edge
Network core
Access net, physical media
Cấu trúc Internet/ISP
Hiệu năng: độ mất gói, độ trễ
Tầng giao thức, mô hình dịch vụ
Mô hình mạng
Tổng quan về Mạng máy tính
1-2
Chương 1: Tổng quan về Mạng máy tính
1.1 Một số khái niệm cơ bản trong Internet
1.2 Network edge
1.3 Network core
1.4 Network access và physical media
1.5 Cấu trúc Internet và ISP
1.6 Độ trễ và độ mất gói trong mạng chuyển
mạch gói
1.7 Các tầng giao thức, các mô hình dịch vụ
1.8 Lịch sử
Tổng quan về Mạng máy tính
1-3
Hình dung về Internet
Kết nối hàng tỷ thiết bị tính
toán: host = hệ thống cuối
Host chạy các ứng dụng
mạng
Liên kết truyền thông
router
server
workstation
mobile
local ISP
Cáp quang, cáp đồng, sóng
vô tuyến, vệ tinh
Tốc độ truyền (transmission
rate) = bandwidth
regional ISP
Router: chuyển tiếp các
gói tin (đoạn dữ liệu)
company
network
Tổng quan về Mạng máy tính
1-4
Hình dung về Internet
Giao thức
Điều khiển việc truyền, nhận
các bản tin
server
workstation
mobile
local ISP
Internet:
Mạng của các mạng
Ví dụ: TCP, IP, HTTP, FTP,
PPP
router
regional ISP
Phân cấp lỏng lẻo
Public Internet và private
intranet
Các chuẩn trong Internet
RFC: Request for comments
IETF: Internet Engineering
Task Force
company
network
Tổng quan về Mạng máy tính
1-5
Sự tiêu chuẩn hóa Internet
International Telecommunications Union (ITU)
Internet Engineering Task Force (IETF)
HTML, XML, schema, SOAP, semantic web, …
OASIS
Core: Internet Protocol, transport (TCP)
Ứng dụng: email, HTTP, FTP, SSH, NFS, VoIP
W3C
Các chuẩn truyền (ví dụ: modem - V.90)
Các dịch vụ điện thoại, fax truyền thống
XML schema cho các ứng dụng cụ thể
Nhiều các tổ chức khác
Tổng quan về Mạng máy tính
1-6
Góc nhìn dịch vụ
Hạ tầng truyền thông
Cho phép các ứng dụng phân
tán:
Web, email, games, thương
mại điện tử, chia sẻ file
Các dịch vụ truyền thông
Cung cấp cho các ứng dụng:
Truyền không tin cậy không
hướng kết nối
Truyền tin cậy hướng kết nối
Tổng quan về Mạng máy tính
1-7
Khái niệm giao thức
Giao thức của con
người:
“what’s the time?”
“I have a question”
… Các bản tin nào đó
gửi đi
… Hành động nào đó khi
các bản tin nhận
Các giao thức mạng
(network protocol):
Tất cả các hoạt động
trong Internet dựa trên
các giao thức
Các giao thức định nghĩa
định dạng, thứ tự của các
bản tin gửi và nhận giữa
các thực thể mạng và các
hoạt động truyền nhận bản
tin
Tổng quan về Mạng máy tính
1-8
Khái niệm giao thức
Giao thức của con người và giao thức của mạng máy tính:
Hi
TCP connection
req
Hi
TCP connection
response
Got the
time?
Get
2:00
<file>
Thời gian
Các giao thức khác của con người?
Tổng quan về Mạng máy tính
1-9
Chương 1: Tổng quan về Mạng máy tính
1.1 Một số khái niệm cơ bản trong Internet
1.2 Network edge
1.3 Network core
1.4 Mạng truy cập và phương tiện vật lý
1.5 Cấu trúc Internet và ISP
1.6 Độ trễ và độ mất gói trong mạng chuyển
mạch gói
1.7 Các tầng giao thức, các mô hình dịch vụ
1.8 Lịch sử
Tổng quan về Mạng máy tính
1-10
Cấu trúc mạng: Nhìn cụ thể hơn
Network edge: các
ứng dụng và các
host
Network core:
Các
thiết bị định
tuyến
Mạng của các mạng
Mạng truy cập,
phương tiện vật lý:
các liên kết truyền
thông
Tổng quan về Mạng máy tính
1-11
Network edge:
Hệ thống cuối (hosts):
Chạy các chương trình ứng
dụng
Ví dụ: Web, email
tại “edge of network”
Mô hình client/server
Client gửi yêu cầu và nhận dịch
vụ từ server
Ví dụ: Web browser/server,
email client/server
Mô hình peer-peer:
Sử dụng rất ít hoặc không sử
dụng các server dành riêng
Ví dụ: Gnutella, KaZaA
Tổng quan về Mạng máy tính
1-12
Network edge: Dịch vụ hướng kết nối
Mục đích: truyền dữ liệu
Dịch vụ TCP [RFC 793]
giữa các hệ thống cuối
Handshaking: thiết lập
(chuẩn bị) cho việc
truyền dữ liệu
Giao thức của con
người: A: Hello, B: hello
Thiết lập trạng thái trong
hai host truyền thông
TCP - Transmission
Control Protocol
Tin cậy, truyền dữ liệu
dòng byte có thứ tự
Điều khiển luồng:
Mất gói: báo nhận (ACK) và
truyền lại
Bên gửi không truyền vượt
quá khả năng bên nhận
Điều khiển tắc ngẽn:
Bên gửi giảm tốc độ gửi khi
mạng tắc ngẽn
Dịch vụ hướng kết nối
của Internet
Tổng quan về Mạng máy tính
1-13
Network edge: Dịch vụ không hướng kết nối
Mục đích: Truyền dữ liệu
giữa các hệ thống cuối
UDP - User Datagram
Protocol [RFC 768]:
Không hướng kết nối
Truyền dữ liệu không
tin cậy
Không điều khiển
luồng
Không điều khiển tắc
ngẽn
Các ứng dụng sử dụng
TCP:
HTTP (Web), FTP (file
transfer), Telnet (remote
login), SMTP (email)
Các ứng dụng sử dụng
UDP:
Truyền dòng media, hội
nghị truyền hình, DNS,
điện thoại Internet
Tổng quan về Mạng máy tính
1-14
Chương 1: Tổng quan về Mạng máy tính
1.1 Một số khái niệm cơ bản trong Internet
1.2 Network edge
1.3 Network core
1.4 Network access và physical media
1.5 Cấu trúc Internet và ISP
1.6 Độ trễ và độ mất gói trong mạng chuyển
mạch gói
1.7 Các tầng giao thức, các mô hình dịch vụ
1.8 Lịch sử
Tổng quan về Mạng máy tính
1-15
Network Core
Mạng lưới của các router
kết nối với nhau
Câu hỏi: Dữ liệu truyền
qua mạng như thế nào?
Chuyển mạch kênh:
đường dành riêng cho
mỗi cuộc gọi: mạng
điện thoại
Chuyển mạch gói: dữ
liệu gửi qua mạng dưới
các đoạn riêng rẽ
Tổng quan về Mạng máy tính
1-16
Network Core: Chuyển mạch kênh
Tài nguyên end-end
dành riêng cho cuộc
gọi
Băng thông đường
truyền, khả năng
chuyển mạch
Tài nguyên dành riêng:
không chia sẻ khi rỗi
Chuyển mạch kênh
đảm bảo hiệu năng
Đòi hỏi thiết lập cuộc
gọi
Tổng quan về Mạng máy tính
1-17
Network Core: Chuyển mạch kênh
Các tài nguyên mạng
(ví dụ: bandwidth)
được chia thành các
phần
Các phần này cấp cho
các cuộc gọi
Các phần tài nguyên rỗi
nếu không được sử dụng
bởi cuộc gọi mà tài
nguyên đó đã cấp phát
cho cuộc gọi này (no
sharing)
Chia các bandwidth của
đường truyền thành các
phần
Chia theo tần số
Chia theo thời gian
Tổng quan về Mạng máy tính
1-18
Chuyển mạch kênh: FDM và TDM
Ví dụ:
FDM
4 users
Tần số
Thời gian
TDM
Tần số
Thời gian
Tổng quan về Mạng máy tính
1-19
Câu hỏi bài tập
Tính thời gian để gửi một file 640.000 bits từ
host A tới host B qua mạng chuyển mạch
kênh?
Các
đường truyền là 1.536 Mbps
Mỗi đường truyền sử dụng TDM 24 slot
Thời gian thiết lập kênh giữa hai host là 500 msec
Tổng quan về Mạng máy tính
1-20
Network Core: Chuyển mạch gói
Mỗi dòng dữ liệu end-end chia
thành các gói tin
Gói tin của user A, B dùng
chung tài nguyên mạng
Mỗi gói tin sử dụng toàn bộ
băng thông đường truyền
Tài nguyên sử dụng theo
yêu cầu
Sự chia băng thông thành các phần
Cấp phát riêng
Dành tài riêng tài nguyên
Sự tranh giành tài nguyên:
Yêu cầu tài nguyên của
tất cả user có thể vượt
quá khả năng cung cấp
Tắc ngẽn: hàng đợi gói
tin, đợi để sử dụng
đường truyền
Store-and-forward: Các
gói tin chuyển tới hop tại
một thời điểm
Nút nhận đầy đủ gói tin
trước khi chuyển tiếp đi
Tổng quan về Mạng máy tính
1-21
Chuyển mạch gói: Ghép kênh tĩnh
10 Mb/s
Ethernet
A
B
Ghép kênh tĩnh
C
1.5 Mb/s
Hàng đợi gói tin
Đợi đường truyền ra
D
E
Chuỗi gói tin A và B không có mẫu cố định Î ghép
kênh tĩnh.
Trong TDM, mỗi host nhận cùng số slot trong quy
vòng TDM frame.
Tổng quan về Mạng máy tính
1-22
So sánh chuyển mạch gói
và chuyển mạch kênh
Chuyển mạch gói cho phép nhiều user sử dụng mạng
Đường truyền 1 Mb/s
Mỗi user:
Chuyển mạch kênh:
100 kb/s khi “active”
active 10% of time
10 user
Chuyển mạch gói
N user
Đường truyền
1 Mbps
Tổng quan về Mạng máy tính
1-23
So sánh chuyển mạch gói
và chuyển mạch kênh
Chuyển mạch gói là sự lựa chọn?
Tốt cho dữ liệu truyền thay đổi
Chia sẻ tài nguyên
Đơn giản, không thiết lập cuộc gọi
Tắc nghẽn tăng: độ trễ và độ mất gói tin
Các giao thức cần đảm bảo truyền dữ liệu tin cậy,
điều khiển tẵc ngẽn
Cung cấp hành vi giống circuit swiching như thế nào?
Đảm bảo băng thông cần cho ứng dụng audio/video
Vấn đề chưa được giải quyết (chương 6)
Tổng quan về Mạng máy tính
1-24
Chuyển mạch gói: store-and-forward
L
R
R
L/R giây để truyền gói tin
L bít trên ra đường
truyền R bps
Toàn bộ gói tin phải đến
router trước nó được
truyền trên đường
truyền tiếp theo:: store
and forward
Độ trễ = 3L/R
R
Ví dụ:
L = 7.5 Mbits
R = 1.5 Mbps
Độ trễ = 15 sec
Tổng quan về Mạng máy tính
1-25
