Bài giảng Mạng máy tính: Chương 1 - TS. Trần Quang Diệu

MẠNG MÁY TÍNH

TS. TRẦN QUANG DIỆU


NỘI DUNG
1.

Các khái niệm cơ bản

2.

Các thành phần cơ bản của mạng

3.

Phân loại mạng máy tính

4.

Các mơ hình kết nối mạng

5.

Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet

6.

Lịch sử ra đời và phát triển mạng Internet
MẠNG MÁY TÍNH - CHƯƠNG 1

2


Mạng máy tính, mạng Internet là gì?
PC



server
wireless
laptop

Hàng triệu thiết bị
– hosts = Hệ thống đầu cuối
– Chạy các ứng dụng mạng

mobile network
global ISP

smartphone

 Đường
wireless
links
wired
links

truyền
 Cáp quang, Cáp đồng,
Sóng radio, Vệ tinh.

 Tốc độ truyền tải = băng
thông (bandwidth)

regional ISP

 Thiết
router




bị định tuyến:
Chuyển các gói tin tới
đích
routers và switches

home
network

institutional
network
MẠNG MÁY TÍNH - CHƯƠNG 1

3


1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TT)


Internet:

mobile network

– Là mạng của các mạng
– Phân quyền quản lý và kết
nối giữa các ISP


Giao thức

global ISP

home
network

– Điều khiển q trình gửi/nhận
các thơng điệp
– Vd: TCP, IP, HTTP, Skype,
802.11


regional ISP

Chuẩn Internet
– RFC: Request for comments
– IETF: Internet Engineering
Task Force

institutional
network

MẠNG MÁY TÍNH - CHƯƠNG 1

4


1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TT)
mobile network

global ISP

Mạng MT dưới góc độ dịch vụ
Cơ sở hạ tầng viễn thơng
 Cho phép chạy các ứng dụng mạng:

home
network

regional ISP

 Web, VoIP, email, trò chơi, giao dịch điện tử,
chia sẽ tệp tin

Những dịch vụ viễn thông cung cấp cho
các ứng dụng
 Sự vận chuyển dữ liệu tin cậy từ nguồn tới
đích
 Sự vận chuyển dữ liệu “tốt nhất có thể” (khơng
tin cậy)

institutional

network
MẠNG MÁY TÍNH - CHƯƠNG 1

5


GIAO THỨC LÀ GÌ?
Chào anh!

TCP connection
request

Ờ, chào em

TCP connection
response

Mấy giờ
rồi anh?

GET


9 giờ
đúng

time

<file>

MẠNG MÁY TÍNH - CHƯƠNG 1

6


GIAO THỨC LÀ GÌ ? (TT)
ức giao
h
t
h
c
á
C
=
)
l
to c o
Giao thức (pro
tiếp
ng điệp
ơ
th
c
ú
r
t
u
định cấ
y
u

q
l
o
c
o
cách ứng
t
à
Pro
v
p
iệ
đ
g
n
ứ tự thơ
th
),
e
g
a
s
s
trình
q
e
g
(m
n
o

tr
p
iệ
thơng đ
i
ỗ
m
n
ê
tr
sử
tin.
g
n
ơ
h
t
n
ậ
h
n
i/
gử
ạng
m
ể
h
t
c
ự

h
t
c
g c ủa c á
n
ộ
đ
t
ạ
o
h
i
ọ
M
thức
o
ia
g
c
á
c
o
e
đều tuân th

7


GIAO THỨC LÀ GÌ ? (TT)
Một số giao thức phổ biến

 ICMP: Internet Control Management Protocol
 TCP: Transmission Control Protocol
 IP: Internet Protocol
 HTTP: Hypertext Transfer Protocol
 SMTP: Simple Mail Transfer Protocol
 FTP: File Transfer Protocol
 …

 Tóm lại giao thức mạng sẽ….


Định nghĩa khuôn dạng (cú pháp/ngữ nghĩa) thông điệp



Thủ tục gửi/nhận thơng điệp



Kiểm sốt chất lượng đường truyền/Xử lý lỗi
8


1.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MẠNG
Rìa của mạng

mobile network

Các host: clients, servers
 Các thiết bị đầu cuối khác



Môi trường truyền thơng


global ISP

home
network

regional ISP

Các liên kết có dây và không dây

Lõi của mạng (core)


Các thiết bị mạng phục vụ việc kết nối,
truyền tải thông tin

institutional
network

9


NETWORK EDGE – RÌA CỦA MẠNG
mobile network

Máy tính đầu cuối (hosts)

global ISP

 Chạy các ứng dụng mạng
 Vd: Web, Mail,…

home
network

regional ISP

Mơ hình khách/chủ
 Máy khách u cầu và nhận dịch vụ từ máy chủ
 Vd: Trình duyệt web/máy chủ web; máy
khách/máy chủ email

institutional
network

10


KẾT NỐI MẠNG VÀ ĐƯỜNG TRUYỀN
Hỏi: làm sao để kết nối máy đầu cuối vào
bộ định tuyến?
 Truy cập mạng gia đình
 Truy cập mạng cơng sở (trường học, cơng ty)
 Truy cập mạng di động

Lưu ý:

 Băng thông (số bit/giây) của mạng truy cập
 Mạng chia sẻ hay mạng chuyên dụng?

11


KẾT NỐI MẠNG QUA DSL

central office

telephone
network

Digital Subcriber line – Đường thuê bao số
DSL Bộ chia
modem tín hiệu

DSLAM

voice, data transmitted
at different frequencies overDSL access
dedicated line to central officemultiplexer



ISP

Sử dụng hạ tầng điện thoại có sẵn


data được truyền qua đường DSL vào Internet



dữ liệu thoại truyền qua đường DSL vào mạng điện
thoại số



Tốc độ upload < 2.5 Mbps (thường gặp 256Kbps)



Tốc độ download < 24 Mbps (thường gặp 8 Mbps)

12


KẾT NỐI MẠNG QUA ĐƯỜNG CÁP
Không sử dụng cơ sở hạ tầng điện thoại
 thay vào đó sử dụng hạ tầng truyền hình cáp

Cáp quang/đồng trục hỗn hợp (HFC - hybrid fiber coax)
 không đối xứng: tối đa 30Mbps tải xuống, 2 Mbps tải lên

Mạng bao gồm cáp đồng trục và cáp quang nối liền hộ gia đình tới bộ định
tuyến ISP
 Các hộ chia sẻ cùng đường truyền và bộ định tuyến

13

KẾT NỐI MẠNG QUA ĐƯỜNG CÁP
cable headend

…
cable splitter
modem

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

frequency division multiplexing: different channels transmitted
in different frequency bands


KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP
Khoảng 500 – 5000 hộ

Trạm điều phối
mạng cáp phân phối
(đơn giản)

hộ gđ

15


KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP
server(s)

Trạm điều phối
mạng cáp phân phối
(đơn giản)

hộ gđ

16


KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP
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

Trạm điều phối
mạng cáp phân phối
(đơn giản)

hộ gđ

17


KẾT NỐI MẠNG TẠI NHÀ
Các thiết bị
không dây

Kết nối tới nhà cung
cấp dịch vụ
Thường tích
hợp 2 trong
1

wireless access
point (54
Mbps)

cable hoặc DSL

modem
router, firewall, NAT
Kết nối có dây
Ethernet (100 Mbps)


KẾT NỐI MẠNG Ở DOANH NGHIỆP
institutional link to
ISP (Internet)
institutional router
Ethernet
switch

institutional mail,
web servers

Tốc độ thường gặp 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps
Thường thì các thiết bị đầu cuối được kết nối trực tiếp với
Ethernet switch
19


KẾT NỐI MẠNG KHÔNG DÂY
Các thiết bị đầu cuối kết nối với tới bộ định tuyến bằng môi trường mạng không dây chia sẻ.
 Thông qua các trạm phát gọi là Access Point

wireless LANs:

 within building (100 ft)
 802.11b/g (WiFi): 11, 54

Mbps transmission rate

wide-area wireless access

 provided by telco (cellular)
operator, 10’s km
 between 1 and 10 Mbps
 3G, 4G: LTE

to Internet
to Internet
20


1.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN (TT)
Host: Gửi các gói (packet)
dữ liệu
 Nhận các message từ ứng dụng
 Chia nhỏ message thành các
gói có độ dài L bits
 Gửi các gói đó qua đường kết
nối có tốc độ (băng thơng) R

2 packet có độ dài
L bits mỗi gõi

2 1

host

time needed to
packet
=
transmit L- bit
transmission
packet into link
delay

R: tốc độ đường truyền
=

L (bits)
R (bits/sec)

21


1.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN (TT)
Môi trường vật lý

Cáp đơi dây xoắn (twisted pair)
 Hai dây đồng cách điện
• Loại 3: cáp điện thoại truyền

Bit: lan truyền giữa bộ phát và bộ
thu
Kết nối vật lý: là môi trường kết
nối giữa bộ phát và bộ thu

thống, 10 Mbps Ethernet

• loại 5: cáp mạng, 100Mbps
Ethernet

Tín hiệu được dẫn
 Tín hiệu được truyền trong đường dây
đặt sẵn: dây đồng, cáp quang, cáp đồng
trục

Tín hiệu khơng được dẫn

22


1.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN (TT)
Môi trường vật lý
Cáp đồng trục
 Hai dây dẫn đồng đồng tâm
 nguyên thủy dùng cho TH cáp

 Chia sẻ môi trường truyền
 Phát tán rộng

 ít ảnh hưởng bởi nhiễu sóng điện từ
 tốc độ cao (> 1Mbps)

 Cáp sợi quang
– Sợi thủy tinh truyền
xung ánh sáng, mỗi
xung là một bit
– tốc độ cao:

• truyền tải điểm-điểm
với tốc độ cao(vd:
10/100 Gbps)

– Ít lỗi: bộ lặp tín hiệu
được đặt xa nhau; miễn
nhiễm với nhiễu sóng
điện từ
23


1.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN (TT)
Môi trường vật lý: Vơ tuyến
 Tín hiệu được mang
trong dải tần số của
sóng điện từ
 Khơng có “dây dẫn”
 Chịu ảnh hưởng nhiều
từ tác nhân bên ngoài:
 phản xạ
 cản trở bởi vật thể
 giao thoa/nhiễu

Phân loại liên kết radio:
 sóng ngắn (vi ba)
 lên tới 45 Mbps
 Wireless LAN (vd: Wifi)
 11Mbps, 54 Mbps
 Diện rộng (vd: mạng di động)
 công nghệ 3G: ~ 1 Mbps

 Vệ tinh
 từ vài Kbps tới 45Mbps
 270 msec độ trễ đầu cuốiđầu cuối

24


NỘI DUNG
1.

Các khái niệm cơ bản

2.

Các thành phần cơ bản của mạng

3.

Phân loại mạng máy tính

4.

Các mơ hình kết nối

5.

Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet

6.

Lịch sử ra đời và phát triển mạng Internet
25