Bài giảng Mạng máy tính nâng cao: Chapter 1 - Lê Ngọc Sơn

Chapter 1
Introduction

A note on the use of these ppt slides:
We’re making these slides freely available to all (faculty, students, readers).
They’re in PowerPoint form so you can add, modify, and delete slides
(including this one) and slide content to suit your needs. They obviously
represent a lot of work on our part. In return for use, we only ask the
following:
If you use these slides (e.g., in a class) in substantially unaltered form,
that you mention their source (after all, we’d like people to use our book!)
If you post any slides in substantially unaltered form on a www site, that
you note that they are adapted from (or perhaps identical to) our slides, and
note our copyright of this material.

Computer Networking:
A Top Down Approach ,
5th edition.
Jim Kurose, Keith Ross
Addison-Wesley, April
2009.

Thanks and enjoy! JFK/KWR
All material copyright 1996-2009
J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved

CuuDuongThanCong.com

Introduction
/>
1-1

Chapter 1: Introduction
Our goal:
get “feel” and
terminology
more depth, detail
later in course
approach:
use Internet as
example

Overview:
what’s the Internet?
what’s a protocol?
network edge; hosts, access net,
physical media
network core: packet/circuit
switching, Internet structure
performance: loss, delay,
throughput
security
protocol layers, service models
history
Introduction

CuuDuongThanCong.com

/>
1-2

Chapter 1: roadmap
1.1 What is the Internet?
1.2 Network edge
end systems, access networks, links

1.3 Network core
circuit switching, packet switching, network structure

1.4 Delay, loss and throughput in packet-switched
networks
1.5 Protocol layers, service models
1.6 Networks under attack: security
1.7 History
Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-3


What’s the Internet: “nuts and bolts” view
PC

Hàng triệu thiết bị tính
toán được nối mạng:

server
wireless

laptop
cellular
handheld

access
points
wired
links

router

hosts = end systems
chạy các ứng dụng
mạng
communication links
fiber, copper,
radio, satellite
transmission
rate = bandwidth
routers: Chuyển các
packets (gói tin)

Mobile network
Global ISP

Home network
Regional ISP

Institutional network

Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-4


“Cool” internet appliances
Web-enabled toaster +
weather forecaster
IP picture frame
/>
World’s smallest web server
/>
Internet phones
Introduction

CuuDuongThanCong.com

/>
1-5


What’s the Internet: “nuts and bolts” view
protocols (giao thức) điều

Mobile network

khiển việc gửi/nhận các msg

Global ISP

e.g., TCP, IP, HTTP, Skype,
Ethernet

Internet: “mạng của các
mạng”
loosely hierarchical
public Internet versus private
intranet

Home network
Regional ISP

Institutional network

Các tiêu chuẩn Internet
RFC: Request for comments
IETF: Internet Engineering
Task Force
Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-6


What’s the Internet: a service view
Hạ tầng truyền thông
(communication

infrastructure) cho phép các
ứng dụng phân bố:
Web, VoIP, email, games,
e-commerce, file sharing
Các ứng dụng sử dụng các
dịch vụ truyền thông
(communication services)
Truyền dữ liệu bảo đảm từ
máy nguồn đến máy đích
Truyền dữ liệu thường (ko
bảo đảm)
Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-7


What’s a protocol?
human protocols:
“Mấy giờ rồi?”
“Cho tôi hỏi”
giới thiệu
… gửi đi một thông điệp
nhất định
… một hành động nhất
định được thực hiện
khi nhận được thông
điệp, hoặc khi có 1 sự
kiện khác

network protocols:
Máy tính, ko phải người
Tất cả các hoạt động
truyền thông trên
Internet phải tuân thủ
các protocols

protocols define format,
order of msgs sent and
received among network
entities, and actions
taken on msg
transmission, receipt
Introduction

CuuDuongThanCong.com

/>
1-8


What’s a protocol?
a human protocol and a computer network protocol:

Xin chào

TCP connection
request

Xin chào
Cho hỏi mấy giờ rồi?

TCP connection
response
Get />
2:00

<file>
Thời gian

Q: Other human protocols?
Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-9


Chapter 1: roadmap
1.1 What is the Internet?
1.2 Network edge
end systems, access networks, links

1.3 Network core
circuit switching, packet switching, network structure

1.4 Delay, loss and throughput in packet-switched
networks
1.5 Protocol layers, service models

1.6 Networks under attack: security
1.7 History
Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-10


A closer look at network structure:
network edge: ứng
dụng và các máy
tính (hosts)
access networks,
physical media:
wired, wireless
communication links
network core:
interconnected
routers
network of
networks
CuuDuongThanCong.com

Introduction
/>
1-11


The network edge:

end systems (hosts):
Chạy các C trình ứng dụng
e.g. Web, email
ở “đường biên của mạng” peer-peer

client/server model
Client yêu cầu và nhận các dịch
vụ từ các server
client/server
e.g. Web browser/server;
email client/server

peer-peer model:

Dùng ít hoặc ko dùng các
server dành riêng
e.g. Skype, BitTorrent
Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-12


Access networks and physical media
Q: Kết nối các host vào các
edge router ra sao?
Qua mạng truy cập thường
trực
Mạng truy cập của tổ chức

(trường học, cty)
Mạng truy cập không dây

Nhớ :
Khả năng truyền (bandwidth,
bits per second) của mạng
truy cập?
Dùng chung hay dành riêng?
Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-13


Dial-up Modem
Văn phòng trung tâm
telephone
network

Máy tính gia đình

home
dial-up
modem

Internet

ISP
modem

(e.g., AOL)

Sử dụng hạ tầng mạng điện thoại đang có
Máy tính gia đình được kết nối vào văn phòng
trung tâm
Tốc độ truy cập trực tiếp đến các router lên tới 56Kbps
Ko thể vừa lướt web, vừa nghe điện thoại cùng lúc
CuuDuongThanCong.com

/>

Digital Subscriber Line (DSL)
Existing phone line:
0-4KHz phone; 4-50KHz
upstream data; 50KHz-1MHz
downstream data

home
phone

Internet

DSLAM

telephone
network

splitter
DSL
modem

home
PC

central
office

Cũng sử dụng hạ tầng điện thoại đang có
Tốc độ upstream lên tới 1Mbps (hiện giờ < 256 Kbps)
Tốc độ downstream lên tới 8Mbps (hiện giờ < 1 Mbps)
Sử dụng đường truyền vật lý dành riêng nối đến văn
phòng trung tâm.
CuuDuongThanCong.com

/>

Residential access: cable modems
Không sử dụng hạ tầng điện thoại
Sử dụng hạ tầng mạng truyền hình cáp

HFC: hybrid fiber coax
Bất đối xứng: 30Mbps downstream, 2 Mbps
upstream
Mạng lưới cáp đồng và cáp quang nối từng hộ gia
đình đến router của ISP
Các hộ gia đình chia sẻ truy cập (share access)
tới router
Không như DSL, kỹ thuật dedicated access
Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-16


Residential access: cable modems

Diagram: />CuuDuongThanCong.com

Introduction
/>
1-17


Cable Network Architecture: Overview

Typically 500 to 5,000 homes

cable headend
cable distribution
network (simplified)

home

Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-18

Cable Network Architecture: Overview
server(s)

cable headend
cable distribution
network

home

Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-19


Cable Network Architecture: Overview

cable headend
cable distribution
network (simplified)

home

Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-20

Cable Network Architecture: Overview
FDM (more shortly):
V
I
D
E
O

V
I
D
E
O

V
I
D
E
O

V
I
D
E
O

V
I
D

E
O

V
I
D
E
O

D
A
T
A

D
A
T
A

C
O
N
T
R
O
L

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Channels

cable headend
cable distribution
network

home

Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-21

Fiber to the Home
ONT
optical
fibers

Internet

OLT

ONT

optical
fiber

central office

optical
splitter
ONT

Sử dụng đường cáp quang nối đến nhà
Sử dụng 2 kỹ thuật cáp quang cạnh tranh:
Passive Optical network (PON)
Active Optical Network (PAN)

Tốc độ truy cập Internet cao hơn, cho phép TV và
điện thoại.
CuuDuongThanCong.com

/>

Ethernet Internet access
100 Mbps

Institutional
router
Ethernet
switch

To Institution’s
ISP

100 Mbps

1 Gbps
100 Mbps

server

Được dùng phổ biến trong các Cty, trường học, …
10 Mbs, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps Ethernet
Hiện thời, các host được nối trực tiếp đến các Ethernet
switch
CuuDuongThanCong.com

/>

Wireless access networks
Kết nối host đến router qua các
mạng truy cập không dây

(wireless) dùng chung
Qua các base station (hoặc “access
point”)

wireless LANs:

router

base
station

802.11b/g (WiFi): 11 or 54 Mbps

wider-area wireless access
provided by telco operator
~1Mbps over cellular system
(EVDO, HSDPA)
next up (?): WiMAX (10’s Mbps)
over wide area

mobile
hosts

Introduction
CuuDuongThanCong.com

/>
1-24

Home networks
Các thành phần tiêu biểu của home network
DSL or cable modem
router/firewall/NAT
Ethernet
wireless access
point
to/from
cable
headend

cable
modem

wireless
laptops

router/
firewall
Ethernet

wireless
access
point
Introduction

CuuDuongThanCong.com

/>
1-25