Mạng và các dịch vụ viễn thông (MẠNG VIỄN THÔNG SLIDE)

Chương 1
Mạng và Các Dịch vụ
Viễn thông
Cấu trúc Mạng và Các dịch vu
Mạng Điện báo & Chuyển mạch Tin
Mạng Điện thoại & Chuyển mạch Kênh
Mạng Máy tính và Chuyển mạch Gói
Cấu trúc Mạng Tương lai và Các Dịch vu
Các yếu tố Chính trong Phát triển Mạng


Chương 1
Mạng và Các Dịch vụ
Viễn thông
Cấu trúc Mạng và Các dịch vu


Dịch vụ Truyền thông và Ứng dụng




Dịch vu truyền thông (communication service) cho phép trao
đổi thông tin giữa các người dùng tại các vị trí khác nhau.
Các dịch vu và ứng dung truyền thông có thể ở khắp nơi.

E-mail

E-mail
server
Exchange of text messages via servers

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

3/40


Dịch vụ Truyền thông và Ứng dụng




Dịch vu truyền thông (communication service) cho phép trao
đổi thông tin giữa các người dùng tại các vị trí khác nhau.
Các dịch vu và ứng dung truyền thông có thể ở khắp nơi.

Web Browsing

Web server
Retrieval of information from web servers
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

4/40


Dịch vụ Truyền thông và Ứng dụng




Dịch vu truyền thông (communication service) cho phép trao
đổi thông tin giữa các người dùng tại các vị trí khác nhau.

Các dịch vu và ứng dung truyền thông có thể ở khắp nơi.

Instant Messaging

Direct exchange of text messages
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

5/40


Dịch vụ Truyền thông và Ứng dụng




Dịch vu truyền thông (communication service) cho phép trao
đổi thông tin giữa các người dùng tại các vị trí khác nhau.
Các dịch vu và ứng dung truyền thông có thể ở khắp nơi.

Telephone

Real-time bidirectional voice exchange
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

6/40


Dịch vụ Truyền thông và Ứng dụng




Dịch vu truyền thông (communication service) cho phép trao
đổi thông tin giữa các người dùng tại các vị trí khác nhau.
Các dịch vu và ứng dung truyền thông có thể ở khắp nơi.

Cell phone

Real-time voice exchange with mobile users
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

7/40


Dịch vụ Truyền thông và Ứng dụng




Dịch vu truyền thông (communication service) cho phép trao đổi
thông tin giữa các người dùng tại các vị trí khác nhau.
Các dịch vu và ứng dung truyền thông có thể ở khắp nơi.

Short Message Service

Fast delivery of short text messages
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

8/40

Nhiều ví dụ khác!
 Các



ứng dung Peer-to-peer

Napster, Gnutella, Kazaa file exchange
E-Donkey

 Audio

& video streaming
 Network games
 On-line purchasing
 Text messaging in PDAs, cell phones (SMS)
 Voice-over-Internet
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

9/40


Dịch vụ & Ứng dụng


Dịch vu: Khả năng truyền tải các thông tin cơ bản






Các ứng dung xây dựng trên các dịch vu truyền
thông





Truyền tải Internet của các khối thông tin riêng biệt
Truyền tải tin cậy qua Internet của các dòng byte
Truyền tải real-time tín hiệu thoại

E-mail & web xây dựng trên các dịch vu dòng tin cậy
(reliable stream service)
Fax và modems xây dựng trên các dịch vu thoại cơ bản

Các ứng dung mới xây dựng trên nhiều mạng khác
nhau


SMS xây dựng trên dịch vu dòng tin cậy của Internet và
trao đổi bản tin text của điện thoại cellular

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

10/40

Mạng Truyền thông là gì?
Communication
Network






Tập hợp của các thiết bị (hardware & software) và
phương tiện cung cấp dịch vu truyền thông cơ bản
Trong suốt với người dùng; Thường biểu diễn bởi hình
đám mây

Thiết bị (Equipment)


Routers, servers,
switches, multiplexers,
hubs, modems, …



Phương tiện (Facilities)


Copper wires, coaxial
cables, optical fiber, cột
điện,...

Mạng truyền thông được thiết kế và hoạt động như thế nào?
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

11/40


Kiến trúc Mạng Truyền thông
 Kiến

trúc Mạng: bản kế hoạch xác định cách
thức mạng được xây dựng và hoạt động
 Kiến trúc mạng được định hướng bởi các dịch
vu mạng
 Quá trình truyền thông tổng thể rất phức tạp
 Kiến trúc mạng chia toàn bộ quá trình truyền
thông tổng thể thành các vùng chức năng riêng
biệt gọi là các lớp
 Xét sự phát triển của 3 cấu trúc mạng:
telegraph, telephone, and computer networks
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

12/40


Sư phát triển của Kiến trúc Mạng

Information transfer
per second

1.0E+14

?

1.0E+12
1.0E+10
1.0E+08
1.0E+06
1.0E+04
1.0E+02
1.0E+00
1850

Telegraph
networks

1875

1900

Telephone
networks

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

1925

1950

1975

2000

Internet, Optical
& Wireless
networks

Next
Generation
Internet
13/40


Sư phát triển của Kiến trúc Mạng
 Mạng


Message switching & digital transmission

 Mạng




Điện báo
Điện thoại

Circuit Switching
Analog transmission → digital transmission
Mobile communications

 Internet


Packet switching & computer applications

 Next-Generation


Internet

Mạng chuyển mạch gói đa dịch vu

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

14/40


Chương 1
Mạng và Các Dịch vụ
Viễn thông
Telegraph Networks &
Message Switching


Điện báo và Truyền thông đường dài
Các giải pháp truyền thông đường dài
 Vận tin (Courier): vận chuyển vật lý bản tin


Bồ câu đưa thư, vận chuyển bằng ngựa, DHL

 Telegraph:

bản tin được truyền qua một mạng
nhờ các loại tín hiệu



Drums, beacons, mirrors, smoke, flags…
Electricity, light

 Điện

báo chuyển tin nhanh hơn

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

16/40


Optical (Visual) Telegraph









Claude Chappe phát minh điện báo quang vào
1790’s
Semaphore: Sử dung tín hiệu bằng cờ do người điều
khiển bằng tay trên các tay
Sự kết hợp của cánh tay và bàn tay tạo nên hàng
trăm tín hiệu
Mã hóa của bản tin được giữ bí mật
Tín hiệu có thể lan truyền với tốc độ 800 km trong 3
minutes!

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

17/40


Ví dụ về Semaphore

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

18/40


Message Switching




Các nút mạng được tạo ra ở nơi
các đường điện báo quang gặp
nhau (VD: Paris và các vùng

khác)
Thao tác Store-and-Forward:





Các bản tin đến trên mỗi đường
dây được giải mã hóa
Chặng tiếp theo (next-hop) trên
tuyến (route) được xác định bởi
địa chỉ đích của bản tin
Mỗi bản tin được mang bằng tay tới
đường tiếp theo, và lưu lại đến khi
thao tác viên có thể xử lý lần truyền
tiếp theo

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

Network
Node

North
line

West
line
East
line
South

line

19/40


Electric Telegraph


William Sturgeon Electro-magnet (1825)




Joseph Henry (1830)




Truyền dòng điện qua dây dài 1 dặm để rung 1 chuông

Samuel Morse (1835)





Dòng điện trong một dây bao bọc xung quanh một
miếng kim loại tạo nên một từ lực

Các xung của nam châm tạo nên dots & dashes

Đường dây báo thực nghiệm dài hơn 40 miles (1840)

Tín hiệu lan truyền với tốc độ ánh sáng!!!


Gần 2 x 108 meters/s trong cáp

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

20/40


Truyền thông Sô
 Morse

code chuyển các bản tin text thành các
chuỗi dots và dashes
 Sử dung hệ thống truyền dẫn thiết kế để mang
dots và dashes
Morse
Code

Morse
Code

Morse
Code

Morse
Code

A

· —

J

·———

S

···

2

··———

B

—···

K

—·—

T

—

3

···——

C

—·—·

L

·—··

U

··—

4

····—

D

—··

M

——

V

···—

5

·····

E

·

N

—·

W

·——

6

—····

F

··—·

O

———

X

—··—

7

——···

G

——·

P

·——·

Y

—·——

8

———··

H

····

Q

——·—

Z

——··

9

————·

I

··

R

·—·

1

·————

0

—————

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

21/40

Mạng Điện báo
 Các



mạng điện báo bùng nổ

Message switching & Store-and-Forward operation
Các thành phần chính: Addressing, Routing,
Forwarding

 Các

mạng optical telegraph biến mất
Message

Message
Message

Source

Message

Switches
Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

Destination
22/40

Baudot Telegraph Multiplexer


Tốc độ điện báo viên 25-30 words/minute




Đường dây có thể mang nhiều hơn

Baudot multiplexer: kết hợp 4 tín hiệu vào 1 đường
dây








Mã khối nhị phân (tiền nhiệm của ASCII code)
 Một ký tự biểu diễn bởi 5 bit
Ghép kênh phân chia theo thời gian
 Các mã nhị phân cho các ký tự được xen ke
Framing cần để khôi phuc lại các ký tự từ chuỗi nhị phân
ở tín hiệu được ghép kênh
Keyboard chuyển các ký tự thành các bit

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

23/40


Baudot Telegraph Multiplexer
Keyboard
…
A3
A2
A1

Baudot
Multiplexer

Baudot
Demultiplexer

…B
B
2

1

C1
2
C
…

Paper
Tape
Printer

Paper
Tape
Printer

…

D

3

D

2

D

1

…A2D1C1B1A1

Paper
Tape
Printer

5 bits / character

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

Paper
Tape

Printer
24/40


Thành phần Cấu trúc Mạng Điện báo
 Truyền



dẫn số

Các bản tin text được chuyển thành các dấu
(dots/dashes, zeros/ones)
Hệ thống truyền dẫn được thiết kế để mang symbols

 Multiplexing


Framing cần thiết để khôi phuc lại các ký tự text

 Message




Switching

Các bản tin chứa địa chỉ nguồn và đích
Store-and-Forward: các bản tin được chuyển tiếp
từng chặng qua mạng

Routing: theo địa chỉ đích

Trần Xuân Nam, Học viện Kỹ thuật Quân sư

25/40