Bài giảng mạng máy tính cơ bản

MẠNG MÁY TÍNH CƠ BẢN
CHƯƠNG I: NHẬP MÔN MẠNG MÁY TÍNH
CHƯƠNG II: MÔ HÌNH MẠNG OSI
CHƯƠNG III: CÁC GIAO THỨC MẠNG LAN
CHƯƠNG IV: ETHERNET
CHƯƠNG V: TCP/IP
CHƯƠNG VI: CÁC ỨNG DỤNG MẠNG


CHƯƠNG I: NHẬP MÔN MẠNG MÁY TÍNH

I. Mạng máy tính

I. Mạng cục bộ


I. MẠNG MÁY TÍNH
1. Hạn chế của máy tính cá nhân
- Lưu trữ ít
- Thiết bị đắt tiền, sử dụng ko hết công suất
- Trao đổi thông tin qua thiết bị (đĩa, USB…)
- Thiếu đồng bộ, thực hiện chậm


I. MẠNG MÁY TÍNH (tt)
2. Mạng máy tính
Là 2 hay nhiều máy tính nối với nhau để có
thể trao đổi thông tin và sử dụng chung tài
nguyên trên mạng
Tài nguyên trên mạng có thể là:
- Hard Disk

- Printer
- Fax
- Scanner
….. MẠNG CỤC BỘ ĐƠN GIẢN


I. MẠNG MÁY TÍNH (tt)
MẠNG DIỆN RỘNG PHỨC TẠP

Đồng Nai
Tp.HCM

Hà Nội


I. MẠNG MÁY TÍNH (tt)
Các thành phần cơ bản cấu thành nên mạng máy tính:
- Các loại máy tính: Palm, Laptop, PC, MainFrame...
- Các thiết bị giao tiếp: Card mạng (NIC hay Adapter), Hub,
Switch, Router...
- Môi trường truyền dẫn: cáp, sóng điện từ, sóng vi ba, tia hồng
ngoại...
- Các protocol: TCP/IP, NetBeui, Apple Talk, IPX/SPX...
- Các hệ điều hành mạng: WinNT, Win2000, Win2003, Novell
Netware, Unix...
- Các tài nguyên: file, thư mục
- Các thiết bị ngoại vi: máy in, máy fax, Modem, Scanner...
- Các ứng dụng mạng: phần mềm quản lý kho bãi, phần mềm bán
vé tàu...

I. MẠNG MÁY TÍNH (tt)
3. Lợi ích của việc sử dụng mạng
- Giảm chi phí đầu tư hardware
- Giảm công cài đặt software
- Thông tin trao đổi nhanh, kịp thời
- Data được quản lý tập trung
- Bảo mật thông tin tốt hơn
- Nâng cao độ tin cậy


II. MẠNG CỤC BỘ
1. Phân loại mạng
+ Phân loại theo khoảng cách địa lý:
+ Phân loại theo kỹ thuật truyền tin:
- Quảng bá (Broadcast): chỉ tồn tại 1 kênh truyền được chia sẻ
cho all các máy tính.
. Khi một máy tính gởi tin, tất cả các máy tính còn lại sẽ
nhận được tin đó.
. Tại một thời điểm chỉ cho phép một máy tính được phép
sử dụng đường truyền.
- Điểm - Điểm (Point to Point): Thông tin được gởi đi sẽ được
truyền trực tiếp từ máy gởi đến máy nhận hoặc được
chuyển tiếp qua nhiều máy trung gian trước khi đến máy
tính nhận


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
2. Khái niệm
- Mạng LAN là một nhóm máy tính và các thiết bị

truyền thông mạng được nối kết với nhau trong
một khu vực nhỏ như một toà nhà cao ốc, khuôn
viên trường đại học, khu giải trí ...
Các mạng LAN thường có đặc điểm sau:
- Băng thông lớn, có khả năng chạy các ứng dụng
trực tuyến như xem phim, hội thảo qua mạng.
- Kích thước mạng bị giới hạn bởi các thiết bị.
- Chi phí các thiết bị mạng LAN tương đối rẻ.
- Quản trị đơn giản.


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
3. Kiến trúc
- Hardware: card, connector, cable, T bị kết nối..
- Software: ứng dụng để khai thác các d.vụ
Software được xây dựng dựa trên nền tảng 3 khái
niệm sau:
. Protocol: Cách thức 2 thành phần giao tiếp trao đổi
thông tin
. Services: mạng cung cấp cho các t.phần muốn g.tiếp
. Interfaces: Cách thức để có thể sử dụng các d.vụ


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
4. Thành phần
- Backbone - Đường trục chính
- Segment - Phân đoạn mạng
- Repeater - Bộ lặp lại
- Hub - Bộ tập trung
- Switch - Bộ chuyển mạch

- Server - Máy chủ
- Workstation - Trạm làm việc


Backbone


Segment


Repeater


HUB


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
5. Sơ đồ mạng
- Mạng Bus:

- Mạng Star:

- Mạng Ring:


BUS TOPOLOGY
Bus: máy chủ (Host), các máy tính khác (Workstation), hoặc
các nút (node) đều được nối về với nhau trên một trục
đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu.
- Hai đầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi là terminator

- Các tín hiệu và gói dữ liệu (packet) khi di chuyển lên hoặc
xuống trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của nơi đến.
- Ưu: Dùng dây cáp ít nhất, dễ lắp đặt.
- Nhược:
+ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với lưu
lượng lớn;
+ khi có sự hỏng hóc ở đoạn nào đó thì rất khó phát hiện;
+ một sự ngừng trên đường dây để sửa chữa, sẽ ngừng
toàn bộ hệ thống.


START TOPOLOGY
 Bao gồm:
- 1 trung tâm: điều phối mọi hoạt động trong mạng, với các
chức nǎng cơ bản là:
+ Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến
thông tin và liên lạc với nhau.
+ Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi
thông tin.
+ Thông báo các trạng thái của mạng...
- các nút thông tin: là các trạm đầu cuối, các máy tính và các
thiết bị khác của mạng.


START TOPOLOGY
Ưu điểm:
- Nếu có một nút bị hỏng thì mạng vẫn h. động bình thường.
- Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán đ. khiển ổn định.
- Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo yêu cầu của
người sử dụng.

 Nhược điểm:
- Khả nǎng mở rộng mạng hoàn toàn phụ thuộc vào khả
nǎng của trung tâm .
- Khi trung tâm có sự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.
- Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m).
 Start cho phép nối trực tiếp các máy tính vào một bộ tập
trung (HUB) bằng cáp xoắn
Hiện nay, dùng thiết bị switching hub có nhiều ưu điểm


RING TOPOLOGY
- Mạng Ring bố trí theo dạng xoay vòng, đường dây
cáp được thiết kế làm thành một vòng khép kín, tín
hiệu chạy quanh theo một chiều nào đó.
- Các nút truyền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ
được một nút mà thôi. Dữ liệu truyền đi phải có
kèm theo địa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận.
- Thuận lợi : có thể nới rộng ra xa, tổng đường dây
cần thiết ít hơn so với hai kiểu trên.
- Nhược điểm là đường dây phải khép kín, nếu bị
ngắt ở một nơi nào đó thì toàn bộ hệ thống cũng bị
ngừng.


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
Sơ đồ mạng hỗn hợp bus/start:
- Cấu hình mạng dạng này có bộ phận tách tín hiệu (spitter)
giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng có thể
chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology.
- Lợi điểm của cấu hình này là mạng có thể gồm nhiều nhóm

làm việc ở cách xa nhau,
- Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí
đường dây tương thích dễ dàng đối với bất cứ toà nhà nào.
- Ngoài ra, có Star/Ring Topology;
- kết hợp nhiều kiểu


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
6. Các phương pháp truy nhập đường truyền vật lý
Có 2 loại:
- Phương pháp truy nhập ngẫu nhiên (Random Access)
- Phương pháp truy nhập có điều kiện (Controlled Access)
Random Access

CSMA

Controlled Access

Slotted Ring

Token Bus

Token Ring

CSMA/CD
Conllision Avoidance
Register Insertion

Có 3 phương pháp phổ biến nhất:
CSMA/CD

Token Bus

Token Ring


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
a. CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detect: PP đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xđột
a1. CSMA: LBT - Listen Before Talk.
- Quy tắc: Mỗi trạm sẽ phải lắng nghe đường truyền rỗi hay bận:
+ Free: Truyền dữ liệu đi theo khuôn dạng chuẩn
+ Busy: sẽ thực hiện 1 trong 3 giải pháp:
* Theo dõi không kiên trì (Non-persistent): đợi trong một
khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi tiếp tục nghe lại đ. truyền.
* Theo dõi kiên trì (persistent): tiếp tục nghe đến khi đường
truyền rỗi thì truyền gói tin với xác suất bằng 1.
* Theo dõi kiên trì với xác suất p (P-persistent): tiếp tục nghe
đến khi đường truyền rỗi thì truyền gói tin với xác suất = p
* Hạn chế:
Các trạm không nghe trong khi nói nên khi có xung đột các trạm
ko biết và vẫn tiếp tục truyền, gây chiếm dụng đ.truyền


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
a2. CSMA/CD: LWT - Listen While Talk: có phát hiện xung đột
- Bổ sung thêm quy tắc:
+ Khi một trạm đang truyền, sẽ tiếp tục nghe. Nếu có xung đột thì:
* Ngừng ngay việc truyền dữ liệu
* Vẫn tiếp tục gửi sóng mang thêm 1 thời gian nữa để tất cả

các trạm trên mạng đều có thể nghe được xung đột.
+ Sau đó trạm phát sẽ trì hoãn một khoảng thời gian ngẫu nhiên
rồi truyền lại gói dữ liệu theo quy tắc CSMA.
Ưu điểm:- Thời gian chiếm dụng vô ích đường truyền được giảm xuống
- Đơn giản, mềm dẻo, hiệu quả truyền ttin cao khi lưu lượng thấp
và có tính đột biến
- Việc thêm vào hay dịch chuyển các trạm trên tuyến không ảnh
hưởng đến các thủ tục của giao thức.
Nhược điểm: - Hiệu suất truyền giảm nhanh khi lưu lượng cao.


II. MẠNG CỤC BỘ (tt)
b. Token Passing: Kỹ thuật chuyển thẻ bài
- Khối điều khiển mạng hoặc token được truyền lần lượt từ
trạm này đến trạm khác.
- Token là một khối dữ liệu đặc biệt, có kích thước và nội
dung được quy định riêng cho từng pp
- Khi một trạm đang chiếm token thì nó có thể phát đi một
gói dữ liệu. Khi đã phát hết gói dữ liệu cho phép hoặc
không còn gì để phát nữa thì trạm đó lại gửi token sang
trạm kế tiếp.
- Trong token có chứa một địa chỉ đích và được luân
chuyển tới các trạm theo một trật tự đã định trước.
- Có 2 kiểu token:
+ Token Ring
+ Token Bus