ĐỀ CƯƠNG MẠNG LƯỚI MÁY TÍNH

1

MẠNG LƯỚI MÁY TÍNH
1.

-

-

2.

-

-

-

-



Khái niệm mạng máy tính:
Mạng máy tính là 1 tập hợp các máy tính được nối với nhau
bởi các đường truyền vật lý theo 1 kiến trúc nào đó.
Đường truyền vật lý dùng để chuyển tín hiệu điện từ giữa các
máy tính.
Đường truyền hữu tuyến gồm: cáp đồng trục, cáp xoắn đôi,
cáp sợi quang.
Đường truyền vô tuyến gồm: Radio, song cực ngắn, tia hồng
ngoại.
Kiến trúc mạng gồm : cấu trúc mạng(Topology ) và giao thức

mạng( Protocols)
Topo mạng ( Topology ) là cách nối các thực thể mạng.
Giao thức mạng là tập hợp các quy tắc chuẩn mà tất cả các
thực thể tham gia trên mạng phải tham gia.
Phân loại mạng máy tính:
Lấy khoảng cách địa lý làm yếu tố chính để phân loại:
Mạng cục bộ (LAN): là mạng cài đặt trong 1 phạm vi tương
đối nhỏ ( 1 tòa nhà, trường học) với khoảng cách lớn nhất
giữa các máy tính nút mạng trong vòng vài chục km trở lại.
Mạng đô thị ( MAN): mạng được cài đặt trong 1 phạm vi đô
thị hoặc 1 trung tâm KT – XH có bán kính 100 km trở lại.
Mạng diện rộng (WAN): phạm vi của mạng có thể vượt qua
biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa.
Mạng toàn cầu (GAN): phạm vi trải rộng khắp các lục địa của
Trái Đất.
Lấy KT chuyển mạch làm yếu tốc chính để phân loại:
Mạng chuyển mạch kênh (circuit – switched networks)
1


2

o

o

o
o

o

o

o
o

Đặc điểm: Hai thực thể muốn truyền dữ liệu: Thiết lập kênh
truyền – Duy trì – Kết thúc
Ví dụ: Mạng điện thoại
Nhược điểm
Tốn thời gian để thiết lập con đường (kênh) cố định giữa 2
thực thể
Hiệu suất sử dụng đường truyền không cao
Mạng chuyển mạch thông báo (message – switched networks)
Thông báo (message) là một đơn vị thông tin có khuôn dạng
được qui định trước. Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông
tin điều khiển chỉ định rõ đích của thông báo, nút trung gian
căn cứ vào thông tin để truyền đến nút tiếp theo.
Ưu điểm
Hiệu suất đường truyền cao
Giảm tắc nghẽn mạng do có thể lưu trữ thông báo cho tới khi
kênh truyền rỗi mới gửi thông báo đi
Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên
cho các thông báo.
Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách
gán địa chỉ quảng bá để gửi thông báo đồng thời tới nhiều
đích
Nhược điểm
Không hạn chế kích thước của các thông báo
Thích hợp với các dịch vụ thông tin kiểu thư điện tử hơn là

đối với các ứng dụng có tính thời gian thực
Mạng chuyển mạch gói (packet – switch networks)
Đặc điểm
Thông báo được chia thành nhiều phần nhỏ hơn 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 đích (người nhận) của gói tin.
2


3

Chuyển mạch thông báo và chuyển mạch gói là gần giống
nhau.
Chuyển mạch gói truyền các gói tin qua mạng nhanh hơn và
hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo.
Gói tin có thể truyền theo nhiều đường khác nhau, cần có cơ
chế đánh dấu gói tin để có thể phục hồi các gói tin thất lạc
hoặc truyền bị lỗi cho các nút mạng
Chuyển mạch gói được sử phổ biến hiện nay
ISDN – Integrated Services Digital Networks đang là xu thế
phát triển của mạng ngày nay
3.

-

-



-

Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI:
Nguyên tắc phân tầng:
Mỗi hệ thống trong 1 mạng đều có cấu trúc tầng (số lượng,
chức năng của mỗi tầng là như nhau).
Mối quan hệ: Mỗi tầng có 2 quan hệ, quan hệ theo chiều
ngang và quan hệ theo chiều dọc
+ Quan hệ thao chiều ngang phản ánh sự hoạt động của các
đồng tầng.
+ Quan hệ theo chiều dọc là quan hê giữ các tầng kế nhau
trong cùng 1 hệ thống.
Mô hình OSI:
Mô hình tham chiếu OSI: là 1 khuôn mẫu được dùng để hiểu
phương thức thông tin di chuyển xuyền mạng.
Giải thích các gói đi như thế nào xuyên qua các lớp lớp khác
nhau theo thiết bị khác trên mạng
Tại sao cần mô hình OSI:
Giảm sự phức tạp
Tiêu chuẩn hóa các thành phần mạng.
Đảm bảo tương thích công nghệ.
Dễ dàng quản lý.
3


4
•

-

-

-

-

Ngăn chặn các thay đổi tại 1 lớp ảnh hưởng đến các lớp khác.
Kiến trúc mô hình OSI:

Mô hình OSI tuân theo nguyên tắc phân tầng:
Mô hình gồm N = 7 tầng. OSI là hệ thống mở, phải có khả
năng kết nối với các hệ thống khác nhau, tương thích với các
chuẩn OSI.
Quá trình xử lý các ứng dụng được thực hiện trong các hệ
thống mở, trong khi vẫn duy trì được các hoạt động kết nối
giữa các hệ thống.
Thiết lập kênh logic nhằm thực hiện việc trao đổi thông tin
giữa các thực thể.
Application là lớp gần với người sử dụng , cung cấp các dịch
vụ mạng tới ứng dụng:
Truyền file
Thứ điện tử
Truy cập từ xa
Quản lý CSDL được chia sẻ.
Presentation: Trình bày dữ liệu, đảm bảo thông tin mà lớp
dụng của hệ thống gửi đi được đọc bởi lớp ứng dụng của các
hệ thống khác:
4

5
-

-

-

-

-

Khuôn dạng DL
Chuyển đổi DL
Nén DL
Mã hóa DL
Session: thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên truyền thông
giữa 2 host:
Các phiên
Đồng bộ hóa
Đối thoại
Các cuộc đàm thoại
Trao đổi DL
Transport: kết nối end – to – end ( segment)
Thiết lập duy trì và kết thúc mạch ảo.
Truyền DL tin cậy
Truyền DL trong suốt qua các mạng.
Điều khiển luồng
Phát hiện lỗi và phục hồi.
Phân đoạn và ghép lại.
Đoạn, dòng DL, gói DL.

Network: ( packet) Cung cấp các kết nối và lựa chọn đường đi
tốt nhất giữa 2 host.
Gói tin
Định tuyến, bảng định tuyến
Địa chỉ logic (IP)
Phân đoạn
Data Link : Điều khiển liên kết, truy xuất đường truyền, cung
cấp truyền DL tin cậy thông qua đường truyền vật lý.
Khung ( frame)
Địa chỉ vật lý
Topo mạng
Thông báo lỗi
Điều khiển luồng
5


6

4.

Physical (bit) : truyền dẫn nhị phân, truyền 1 luồng bit ko cấu
trúc qua 1 liên kết giữa các hệ thống
Điện áp
Tốc độ DL
Khoảng cách
Kết nối vật lý
Dây
Họ giao thức TCP/IP:
Mô hình kiên trúc TCP

-

Các giao thức trong mô hình TCP:
TCP/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau
để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng
IP, ICMP, ARP, RARP

-

TCP, UDP

-

Telnet, FTP, DNS, SMTP
Application: Kiểm soát các giao thức lớp cao, các chủ đề về
trình bày, biểu diễn thông tin, mã hóa và điều khiển hội thoại
Transport: Thiết lập một cầu nối luận lý giữa các đầu cuối của
mạng, giữa host truyền và host nhận
6


7

- Cung ứng dịch vụ vận chuyển bao gồm điều khiển luồng và
tin cậy
Internet: Chọn đường đi tốt nhất xuyên qua mạng cho các gói
di chuyển tới đích.
Network access: Lớp host-to-network
- Các chi tiết của công nghệ LAN và WAN chẳng hạn như:
Ethernet, Token-Ring, ISDN, Frame-Relay

- Ánh xạ địa chỉ IP sang điạ chỉ vật lý và gói (encapsulation)
các gói IP thành các frame

5.

Địa chỉ IP và mặt nạ mạng con :
Địa chỉ IP:

-

-

-

Địa chỉ IP của một máy tính gồm có:
Phần mạng
Phần host qua đó biểu diễn cho một máy tính trên một mạng.
Có độ dài 32 bit được tách thành 4 vùng, mỗi vùng là 1 byte
(Octet)
Có thể biều diễn dưới dạng thập phân có dấu chấm để tách
vùng
Mặt nạ mạng con:
Có độ dài 32
Chỉ ra cách biên dịch địa chỉ IP qua việc xác lập số bit được
dùng để định danh mạng mà máy tính thuộc về.
7


8

-

Một mặ nạ mạng con luôn dùng các bít 1 cho phần netID, và
dùng các bít 0 cho phần host ID
Ví dụ : 255.255.0.0

6.

So sánh mô hình TCP/IP và OSI

-

Giống nhau
•

Đều phân lớp chức năng

•

Có lớp ứng dụng gồm một số các dịch vụ

•

Đều có lớp vận chuyển

•

Đều giống nhau về mối quan hệ trên dưới, ngang hàng
Khác nhau

•

TCP/IP gộp chức năng lớp trình bày và lớp phiên vào lớp ứng
dụng

•

TCP/IP gộp lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu vào thành một
lớp

•

TCP/IP đơn giản vì có ít lớp hơn

•

OSI không có khái niệm chuyển phát thiếu tin cậy ở lớp 4
như trường hợp UDP ở mô hình TCP/IP

7.

Cơ cấu tạo lập mạng con:
Tại sao cần phải chia mạng:

-

Các quản trị mạng thi thoảng cần chia các mạng, đặc biệt các
một mạng lớn thành các mạng nhỏ:
Giảm kích thước của miền quảng bá
8

9
-

-

-

Cung cấp mức độ an toàn mạng
Thực hiện các quản lý phân cấp.
Chia mạng con:
Subnetworks là các mạng được chia nhỏ hơn của mạng.
Để tạo một mạng con, người quản trị mượn các bít của phần
host và xem nó như trường subnet.
Ví dụ về mặt nạ mạng con mặc định:

192.168.2.100/255.255.255.0.
→11000000.10101000.00000010.01100100.
→11111111.11111111.11111111.00000000.
→11000000.10101000.00000010.00000000.
Mạng Lớp C:
24 bits dùng cho phần mạng.
0 bits dùng cho phần mạng con.
8 bits dùng cho phần host.
Địa chỉ mạng con: 192.168.2.0

9

10

-

-

-

-

8.

-

-

Ví dụ về mạng con:
172.16.65.100/255.255.240.0.
10101100.00010000.01000001.01100100.
11111111.11111111.11110000.00000000.
10101100.00010000.01000001.01100100.
Mạng Lớp B:
16 bits dùng phần mạng.
4 bits dùng phần mạng con.
12 bits dùng cho phần host.
Địa chỉ mạng con: 172.16.64.0
Có thể mượn được bao nhiêu bit:
Tất cả các bit của mạng con là:
0 : Dành cho địa chỉ mạng.
1 : Dành cho địa chỉ broadcast

Số bit nhỏ nhất có thể mượn là:
2 bits.
Số bit lớn nhất có thể mượn là:
Số bit của host - 2 (bits)
Giao thức TCP và UDP
TCP cung cấp một hoạt động truyền dữ liệu full – duplex tin
cậy
TCP cung cấp một mạch ảo giữa các ứng dụng của người
dùng. Kết nối này có các đặc điểm sau:
Hướng kết nối
Tin cậy
Phân chia các thông điệp thành các segment
Lắp ghép các segment thành các thông điệp tại đích
Truyền lại bất cứ segment nào không thể nhận được
Các giao thức tầng ứng dụng dùng TCP bao gồm:
FTP (File Transfer Protocol)
HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
10


11
-

-

9.

-

-

-

-

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol
UDP:
UDP truyền dữ liệu không tin cậy giữa các host. Sau đây là
các đặc điểm:
Không kết nối
Không tin cậy
Truyền thông điệp
Không cung cấp các phần mềm kiểm tra thông điệp phát ra
Không cần đặt các segment lại với nhau theo tuần tự
Không dùng báo nhận
Các giao thức dùng UDP gồm: TFTP, SNMP, DHCP, DNS
UDP là một giao thức đơn giản dùng để trao đổi các phân
đoạn mà không có báo nhận và cũng không có sự đảm bảo
chuyển phát nào cả
Mạng cục bộ
Một số đặc điểm của LAN
Địa lý: Được cài đặt trong một phạm vi địa lý tương đối nhỏ:
một tòa nhà, một cơ quan, một trường học,..
Tốc độ truyền: Thường cao hơn so với mạng diện rộng
Độ tin cậy: Tỷ suất lỗi là thấp hơn nhiều so với mạng diện
rộng
Quản lý: Việc quản lý khai thác mạng hoàn toàn tập trung,
thống nhất
Một số công nghệ LAN
Ethernet

Token Ring
FDDI
Các sơ đồ kết nối LAN:

11


12

Star (dạng hình sao): Tất cả các trạm được nối vào một thiết
bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển
đến trạm
đích của tín hiệu

Ring (dạng vòng): Tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo
một chiều duy nhất. Mỗi trạm của mạng được nối với vòng
qua một bộ chuyển tiếp có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển
đến trạm kế tiếp trên vòng

Bus: Tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền chính
(bus), được giới hạn hai đầu bởi đầu nối (terminator), mỗi
trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T-connector)

12


13

-

Một số thiết bị sử dụng trong LAN
Máy tính
Các card giao tiếp mạng
Các thiết bị ngoại vi
Đường truyền thiết lập mạng
Các thiết bị mạng
Giói thiệu về ethernet

Thành công của Ethernet là do các yếu tố sau:
- Đơn giản và dễ dàng bảo trì.
- Có khả năng phối hợp với các công nghệ khác.
- Tin cậy.
- Chi phí lắp đặt và nâng cấp thấp.
- Băng thông có thể tăng mà không cần thay đổi công nghệ.
10. Các thiết bị kết nối mạng cục bộ
- Cáp mạng
- Card mạng
- Bộ chuyển tiếp (Repeater)
- Bộ tập trung (HUB)
- Cầu nối (Bridg
- Chuyển mạch (Switch)
- Bộ định đường
- Modem
11. Các phương pháp truy nhập đường truyền trong mạng cục bộ:

-

Phương pháp CSMA/CD
Ethernet là một công nghệ quảng bá trên môi trường chia sẻ.
Phương pháp truy nhập CSMA/CD được dùng trong Ethernet

thực hiện ba chức năng sau:
Truyền và nhận các gói dữ liệu.

13


14
-

-

-

o
o

o

o

o
o

Giải mã các gói dữ liệu và kiểm tra các địa chỉ hợp lệ trước
khi chuyển chúng đến các lớp giao thức cao hơn trong mô
hình OSI.
Phát hiện các lỗi trong các gói dữ liệu hay trên mạng
Phương pháp Token Ring
Dùng một thẻ bài lưu chuyển trên đường truyền vật lý
Host chỉ được truyền khi nhận được thẻ bài rỗi

Dữ liệu đến trạm đích được sao chép lại, cùng với thẻ bài đi
về trạm nguồn cùng với các thông tin kết quả
Đổi thẻ bài sang trạng thái rỗi và chuyển đến trạm kế tiếp
Hai vấn đề
Thẻ bài bị mất
Thẻ bài bận không dừng
Phương pháp Token Bus
Thiết lập vòng logic giữa các trạm có nhu cầu truyền
Mỗi trạm được biết địa chỉ của trạm liền kề trước và sau nó
Thứ tự của các trạm trên vòng logic độc lập với vòng vật lý
Duy trì trạng thái thực tế của mạng
Bổ sung định kỳ các trạm nằm ngoài vòng logic nếu có nhu
cầu truyền dữ liệu.
Loại bỏ một trạm không còn nhu cầu truyền dữ liệu ra khỏi
vòng logic.
Quản lý lỗi: Lỗi có thể “đứt vòng”.
Khởi tạo vòng logic

12. Thiết

kế và cài đặt mạng LAN:

Thu thập yêu cầu khách hàng
Bạn thiết lập mạng để làm gì? sử dụng nó cho mục đích gì?
Các máy tính nào sẽ được nối mạng?
14


15

Những người nào sẽ được sử dụng mạng, mức độ khai thác
sử dụng mạng của từng người/nhóm người ra sao?
Trong vòng 3-5 năm tới bạn có nối thêm máy tính vào mạng
không, nếu có ở đâu, số lượng bao nhiêu
Phân tích yêu cầu
Những dịch vụ mạng nào cần phải có trên mạng ? (Dịch vụ
chia sẻ tập tin, chia sẻ máy in, Dịch vụ web, Dịch vụ thư điện
tử, Truy cập Internet hay không?, ...)
Mô hình mạng là gì? (Workgoup hay Client / Server? ...).
Mức độ yêu cầu an toàn mạng.
Ràng buộc về băng thông tối thiểu trên mạng.

15