Giáo trình Mạng máy tính (Nghề: Công nghệ thông tin) - CĐ Công nghệ và Nông lâm Nam Bộ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.82 MB, 124 trang )
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VÀ NÔNG LÂM NAM BỘ
------- -------
BÀI GIẢNG
MẠNG MÁY TÍNH
Mã số: MĐ16.
NGHỀ: CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
Internet
Server
Printer
Wireless
Router
`
Laptop
PC
KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
Địa chỉ: QL 1K, Phường Bình An, TX. Dĩ An, Tỉnh Bình Dương
Email: /
[Lưu hành nội bộ]
-20181
GIỚI THIỆU
Tài liệu Mạng máy tính được nhóm tác giả biên soạn nhằm tạo điều kiện thuận
lợi cho Học sinh - Sinh viên (HSSV) tiếp thu tốt kiến thức liên quan đến Mơn học.
Đây là tài liệu tham khảo chính dành cho HSSV khoa Công nghệ thông tin, học tập và
nghiên cứu mơn học mạng máy tính. Nội dung của tài bao gồm phần Lý thuyết và
Thực hành.
Nội dung được chia làm 7 chương:
- Chương 1. Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính;
- Chương 2. Ứng dụng của mạng máy tính;
- Chương 3. Giới thiệu một số loại mạng;
- Chương 4. Các mơ hình, giao thức truyền thơng;
- Chương 5. Giao thức TCP/IP;
- Chương 6. Các thành phần cơ bản trong mạng máy tính;
Tài liệu tích hợp phần lý thuyết và thực hành các mục theo thứ tự kiến thức đã
học, qua các buổi học giúp HSSV thực hành các bước thao tác logic nhằm rèn luyện
kỹ năng thực tế trong việc lắp ráp và cài đặt máy tính, từ đó tích lũy tri thức, kinh
nghiệm cần thiết cho các mô dun/ môn học tiếp theo và công việc trong tương lai.
Tài liệu được biên soạn có tham khảo từ các tài liệu, bài giảng không thể tránh
khỏi các thiếu sốt rất mong nhận được ý kiến góp ý để tài liệu hồn thiện hơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về email:
Chân thành cảm ơn !
Bình Dương, ngày 01 tháng 01 năm 2018
Nhóm biên soạn
1
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH ...................................... 4
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH. .................................................................. 5
1.2. GIỚI THIỆU MẠNG MÁY TÍNH. ..................................................................................... 5
1.2.1. Khái niệm cơ bản. ................................................................................................... 5
1.2.2. Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính. ............................................................... 6
1.2.3. Phân biệt các loại mạng. ........................................................................................ 9
1.2.4. Mạng toàn cầu Internet........................................................................................ 11
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG CỦA MẠNG MÁY TÍNH .......................................................... 13
2.1. SỬ DỤNG CHUNG TÀI NGUN. ............................................................................... 14
2.1.1. Mơ hình mạng ngang hàng (Peer–to–Peer Network). ....................................... 14
2.1.2. Mơ hình mạng khách - chủ (Client– Server Network/ Server Based Network).
.......................................................................................................................................... 15
2.2. TĂNG ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG. ........................................................................ 18
2.3. NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ HIỆU QUẢ KHAI THÁC THÔNG TIN................... 19
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI MẠNG .............................................................. 20
3.1. MẠNG CỤC BỘ LANS (Local Area Networks). ............................................................. 20
3.1.1. Khái niệm. ............................................................................................................. 20
3.1.2. Phân loại mạng. .................................................................................................... 20
3.1.3. Mạng cục bộ và giao thức điều khiển truy cập đường truyền. ......................... 21
3.1.4. Sơ đồ kết nối mạng LAN ...................................................................................... 21
3.1.5. Đặc điểm mạng lan ............................................................................................... 22
3.1.6. Các loại thiết bị sử dụng trong mạng LAN. ....................................................... 22
3.1.7. Các tổ chức chuẩn hóa về mạng. ......................................................................... 23
3.2. MẠNG KHÔNG DÂY - Wireless Network ..................................................................... 23
3.2.1. Mạng khơng dây là gì? ......................................................................................... 23
3.2.2. Các chuẩn của mạng khơng dây hiện nay. ......................................................... 23
3.2.3. Lợi ích nổi bật của mạng không dây bao gồm. .................................................. 24
3.2.4. Các mơ hình mạng Wireless. ............................................................................... 25
3.2.5. Bảo mật trong Wireless:....................................................................................... 27
3.3. MẠNG DIỆN RỘNG WANS (Wide Area Networks). ..................................................... 28
3.3.1. Thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE - Data Terminal Equipment). ......................... 29
3.3.2. Điểm ranh giới (Damarcation Point). ................................................................. 29
3.3.3. Cáp nối chặng cuối (Local Loop). ....................................................................... 29
3.3.4. Văn phòng trung tâm (Central Office). .............................................................. 29
3.3.5. Thiết bị đóng mạch dữ liệu (DCE – Data Circuit-terminating Equipment). .. 30
i
3.3.6. Đám mây mạng WAN (WAN cloud). ................................................................. 30
3.3.7. Tổng đài chuyển mạch gói (Packet-switching exchange). ................................ 30
3.3.8. Các loại hình kết nối trong mạng WAN. ............................................................ 31
3.3.9. Các dịch vụ mạng diện rộng PSTN..................................................................... 33
3.4. MẠNG MANS (Wide Area Networks). ........................................................................... 42
3.5. INTERNETWORK. .......................................................................................................... 42
3.6. INTERNET. ...................................................................................................................... 42
3.7. INTRANET. ...................................................................................................................... 43
3.8. PHÂN BIỆT MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM GIỮA MẠNG CỤC BỘ VÀ MẠNG DIỆN RỘNG.
.................................................................................................................................................. 43
Chương 4. CÁC MÔ HÌNH, GIAO THỨC TRUYỀN THƠNG ........................................... 46
4.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI CĨ MƠ HÌNH TRUYỀN THƠNG. ........................................... 46
4.2. MỘT SỐ MƠ HÌNH CHUẨN HĨA. ............................................................................... 49
4.2.1. Mơ hình OSI (Open Systems Interconnection). ................................................ 49
4.2.2. Mơ hình SNA (Systems Netword Architecture). ............................................... 57
CHƯƠNG 5. GIAO THỨC TCP/IP ...................................................................................... 58
5.1. GIAO THỨC..................................................................................................................... 59
5.1.1. Khái niệm. ............................................................................................................. 59
5.1.2. Các dạng liên kết. ................................................................................................. 60
5.2. GIAO THỨC IP. ............................................................................................................... 60
5.1.1. Tổng quát .............................................................................................................. 60
5.1.2. Các giao thức trong mạng IP. ............................................................................. 67
5.1.3. Các bước hoạt động của giao thức IP. ............................................................... 67
5.2. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN DỮ LIỆU TCP/IP. ............................................ 68
5.3. GIAO THỨC UDP (USER DATAGRAM PROTOCOL). .............................................. 73
5.4. MỐI LIÊN QUAN GIỮA 2 MƠ HÌNH OSI VÀ TCP/IP. ............................................... 75
CHƯƠNG 6. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN TRONG MẠNG MÁY TÍNH ...................... 78
6.1. TỔNG QUÁT MỘT MẠNG MÁY TÍNH CƠ BẢN. ...................................................... 79
6.2. KIẾN TRÚC (CẤU TRÚC) MẠNG CỤC BỘ. ................................................................ 79
6.2.1. Cấu trúc của mạng (Topology). .......................................................................... 79
6.2.2. Những cấu trúc chính của mạng cục bộ. ............................................................ 80
6.2.3. Phương thức truyền tín hiệu. .............................................................................. 83
6.2.4. Các giao thức truy cập đường truyền trên mạng LAN. ................................... 83
6.2.5. Đường cáp truyền mạng. ..................................................................................... 86
6.2.6. Các thiết bị liên kết mạng .................................................................................. 103
ii
iii
CHƯƠNG 1.
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH
Thời gian: 02h (LT: 01h; TH: 01h)
A. MỤC TIÊU.
Sau khi học xong phần này người học có khả năng:
- Trình bày được lịch sử phát triển mạng máy tính, định nghĩa mạng máy tính, các loại mạng
máy tính.
- Nhận biết được các loại mạng;
- Rèn luyện ý thức lao động, tác phong cơng nghiệp, có trách nhiệm và sáng tạo.
B. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT LIỆU.
TT
Tên máy móc - thiết bị
I
Thiết bị.
1
2
3
4
5
Máy tính giáo viên
Máy chiếu
Máy tính
Máy in
Switch
II
Dụng cụ.
Thơng số kỹ
thuật/Xuất xứ
Đơn
vị
tính
Số
lượng
Cái
Cái
Cái
Cái
Cái
1
1
3
1
1
Viên
2
1
2
III
1
Vật liệu
Phấn viết bảng
MIC
4
GHI
CHÚ
C. NỘI DUNG.
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH.
Vào giữa những năm 50, những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng các bóng đèn điện tử
nên kích thước rất cồng kềnh và tiêu tốn nhiều năng lượng. Việc nhập dữ liệu vào máy tính được thực
hiện thơng qua các bìa đục lỗ và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mất rất nhiều thời gian và
bất tiện cho người sử dụng.
Đến giữa những năm 60, cùng với sự phát triển của các ứng dụng trên máy tính và nhu cầu trao
đổi thơng tin với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứa chế tạo thành công các thiết bị
truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chính là những dạng sơ khai của hệ thống mạng máy
tính.
Đến đầu những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra đời cho phép mở rộng khả
năng tính tốn của các trung tâm máy tính đến các vùng ở xa. Đến giữa những năm 70, IBM đã giới
thiệu một loạt các thiết bị đầu cuối được thiết kế chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng, thương mại. Thông
qua dây cáp mạng các thiết bị đầu cuối có thể truy cập cùng một lúc đến một máy tính dùng chung.
Đến năm 1977, cơng ty Datapoint Corporation đã tung ra thị trường hệ điều hành mạng của mình là
“Attache Resource Computer Network” (Arcnet) cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu
cuối lại bằng dây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành mạng đầu tiên.
1.2. GIỚI THIỆU MẠNG MÁY TÍNH.
1.2.1. Khái niệm cơ bản.
Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một
cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thơng tin qua lại với nhau.
PC1
PC2
Hình 1.1: Mơ hình mạng cơ bản.
5
Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Khơng có hệ
thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thông qua việc in ấn hay
sao chép qua đĩa mềm, CD ROM, … điều này gây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính
được kết nối thành mạng cho phép các khả năng:
- Sử dụng chung các cơng cụ tiện ích.
- Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung.
- Tăng độ tin cậy của hệ thống.
- Trao đổi thơng điệp, hình ảnh,
- Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem …)
- Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.
1.2.2. Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính.
1.2.2.1. Đường truyền.
Là thành tố quan trọng của một mạng máy tính, là phương tiện dùng để truyền các tín hiệu điện
tử giữa các máy tính. Các tín hiệu điệu tử đó chính là các thơng tin, dữ liệu được biểu thị dưới dạng
các xung nhị phân (ON_OFF), mọi tín hiệu truyền giữa các máy tính với nhau đều thuộc sóng điện
từ, tuỳ theo tần số mà ta có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau.
Đặc trưng cơ bản của đường truyền là giải thơng nó biểu thị khả năng truyền tải tín hiệu của
đường truyền.
Thơng thuờng người ta hay phân loại đường truyền theo hai loại:
- Đường truyền hữu tuyến (các máy tính được nối với nhau bằng các dây cáp mạng).
- Đường truyền vô tuyến: các máy tính truyền tín hiệu với nhau thơng qua các sóng vơ tuyền
với các thiết bị điều chế/giải điều chế ớ các đầu mút.
1.2.2.2. Kỹ thuật chuyển mạch.
Là đặc trưng kỹ thuật chuyển tín hiệu giữa các nút trong mạng, các nút mạng có chức năng
hướng thơng tin tới đích nào đó trong mạng, hiện tại có các kỹ thuật chuyển mạch như sau:
- Mạng chuyển mạch kênh (circuit switched network): Khi có hai thực thể cần truyền thơng với
nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì kết nối đó cho tới khi hai bên ngắt liên
6
lạc. Các dữ liệu chỉ truyền đi theo con đường cố định đó. Nhược điểm của chuyển mạch kênh là tiêu
tốn thời gian để thiết lập kênh truyền cố định và hiệu suất sử dụng mạng không cao.
- Mạng chuyển mạch thông báo (message switched network): Thông báo là một đơn vị dữ liệu
của người sử dụng có khn dạng được quy định trước. Mỗi thơng báo có chứa các thơng tin điều
khiển trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thông báo. Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà mỗi
nút trung gian có thể chuyển thơng báo tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của thơng báo.
Như vậy mỗi nút cần phải lưu giữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thơng báo, nếu thấy thơng
báo khơng gửi cho mình thì tiếp tục chuyển tiếp thông báo đi. Tuỳ vào điều kiện của mạng mà thơng
báo có thể được chuyển đi theo nhiều con đường khác nhau.
Ưu điểm của phương pháp này là:
+ Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia
giữa nhiều thực thể truyền thơng.
+ Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thơng tin tạm thời sau đó mới chuyển thơng báo đi, do đó có thể
điều chỉnh để làm giảm tình trạng tắc nghẽn trên mạng.
+ Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thơng báo.
+ Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gắn địa chỉ quảng bá (broadcast
addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích.
Nhược điểm của phương pháp này là: Khơng hạn chế được kích thước của thơng báo dẫn đến
phí tổn lưu giữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian trả lời yêu cầu của các trạm.
- Mạng chuyển mạch gói (packet switched network): Ở đây mỗi thơng báo được chia ra thành
nhiều gói nhỏ hơn được gọi là các gói tin (packet) có khn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng
chứa các thơng tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và địa chỉ đích (người nhận)
của gói tin.
Các gói tin của cùng một thơng báo có thể được gởi đi qua mạng tới đích theo nhiều con đường
khác nhau.
Phương pháp chuyển mạch thơng báo và chuyển mạch gói là gần giống nhau. Điểm khác biệt
là các gói tin được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút mạng (các nút chuyển mạch) có thể xử
7
lý tồn bộ gói tin trong bộ nhớ mà khơng phải lưu giữ tạm thời trên đĩa. Bởi vậy nên mạng chuyển
mạch gói truyền dữ liệu hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thơng báo.
Tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói vào trong một mạng thống nhất
được mạng tích hợp số ISDN (Integated Services Digital Network).
1.2.2.3. Kiến trúc mạng.
Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể hiện cách nối các máy tính với nhau và tập
hợp các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để
đảm bảo cho mạng hoạt động tốt.
Khi nói đến kiến trúc của mạng người ta muốn nói tới hai vấn đề là hình trạng mạng (Network
topology) và giao thức mạng (Network protocol)
- Network Topology: Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tơ pơ của
mạng. Các hình trạng mạng cơ bản đó là: hình sao, hình bus, hình vịng
- Network Protocol: Tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực thể truyền thông mà ta gọi
là giao thức (hay nghi thức) của mạng. Các giao thức thường gặp nhất là : TCP/IP, NETBIOS,
IPX/SPX,...
1.2.2.4. Hệ điều hành mạng.
Hệ điều hành mạng là một phần mềm hệ thống có các chức năng sau:
Quản lý tài nguyên của hệ thống, các tài nguyên này gồm:
- Tài nguyên thông tin (về phương diện lưu trữ) hay nói một cách đơn giản là quản lý tệp. Các
cơng việc về lưu trữ tệp, tìm kiếm, xố, copy, nhóm, đặt các thuộc tính đều thuộc nhóm công việc
này.
- Tài nguyên thiết bị. Điều phối việc sử dụng CPU, các ngoại vi... để tối ưu hoá việc sử dụng.
- Quản lý người dùng và các công việc trên hệ thống.
Hệ điều hành đảm bảo giao tiếp giữa người sử dụng, chương trình ứng dụng với thiết bị của hệ
thống.
Cung cấp các tiện ích cho việc khai thác hệ thống thuận lợi (ví dụ FORMAT đĩa, sao chép tệp
và thư mục, in ấn chung ...)
8
Các hệ điều hành mạng thông dụng nhất hiện nay là các hệ điều hành của Microsoft, Unix,
Linus, Novell,...
1.2.2.5. Giao thức mạng.
Giao thức mạng là tập hợp tất cả các quy tắc, quy ước để đảm bảo cho các máy tính trên mạng
có thể giao tiếp với nhau gọi là giao thức. Như vậy các máy trên mạng muốn giao tiếp với nhau thì
phải có chung một giao thức.
Một máy tính tương tác với thế giới thơng qua một hoặc nhiều ứng dụng. Những ứng dụng này
thực hiện các nhiệm vụ cụ thể và quản lý dữ liệu ra và vào. Nếu máy tính đó là một phần của hệ
thống mạng, thì một trong số các ứng dụng trên sẽ có thể giao tiếp với các ứng dụng trên các máy tính
khác thuộc cùng hệ thống mạng. Bộ giao thức mạng là một hệ thống các quy định chung giúp xác
định quá trình truyền dữ liệu phức tạp. Dữ liệu đi từ ứng dụng trên máy này, qua phần cứng mạng của
máy, tới bộ phận trung gian và đến nơi nhận, thơng qua phần cứng của máy tính đích rồi tới ứng dụng
1.2.3. Phân biệt các loại mạng.
1.2.3.1. Phương thức kết nối mạng được sử dụng chủ yếu trong liên kết mạng.
Có hai phương thức chủ yếu, đó là điểm - điểm và điểm - nhiều điểm.
− Với phương thức "điểm - điểm", các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để nối các cặp
máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền và nhận trực tiếp dữ liệu hoặc có thể làm trung
gian như lưu trữ những dữ liệu mà nó nhận được rồi sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác
để dữ liệu đó đạt tới đích.
− Với phương thức "điểm - nhiều điểm", tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền vật
lý. Dữ liệu được gửi đi từ một máy tính sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính cịn lại, bởi
vậy cần chỉ ra điạ chỉ đích của dữ liệu để mỗi máy tính căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải
dành cho mình khơng nếu đúng thì nhận cịn nếu khơng thì bỏ qua.
1.2.3.2. Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý.
− GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết
nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh.
9
− WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia
hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua
mạng viễn thông. Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN.
− MAN (Metropolitan Area Network) kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết
nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s).
− LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính
hẹp thơng thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các mơi trường truyền
thơng tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục thay cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ
quan/tổ chức...Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN.
1.2.3.3. Phân loại mạng máy tính theo topo.
− Mạng dạng hình sao (Star topology): Ở 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 tín hiệu đến trạm đích với phương thức
kết nối là phương thức "điểm - điểm".
− Mạng hình tuyến (Bus Topology): Trong dạng hình tuyến, các máy tính đều được nối vào
một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu
nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi
trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver).
− Mạng dạng vịng (Ring Topology): Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn
theo phương thức "điểm - điểm", qua đó mỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một
chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một.
− Mạng dạng kết hợp: Trong thực tế tuỳ theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta có thể thiết kế mạng
kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng.
1.2.3.4. Phân loại mạng theo chức năng.
− Mạng Client-Server: một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file
server, mail server, Web server, Printer server, … Các máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch
vụ được gọi là Server, cịn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client.
10
− Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer): các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa như một
Client vừa như một Server.
− Mạng kết hợp: Các mạng máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức năng Client-Server
và Peer-to-Peer.
1.2.3.5. Phân biệt mạng LAN-WAN.
− Địa phương hoạt động.
+ Mạng LAN sử dụng trong một khu vực địa lý nhỏ.
+ Mạng WAN cho phép kết nối các máy tính ở các khu vực địa lý khác nhau, trên một phạm vi
rộng.
− Tốc độ kết nối và tỉ lệ lỗi bit.
+ Mạng LAN có tốc độ kết nối và độ tin cậy cao.
+ Mạng WAN có tốc độ kết nối khơng thể q cao để đảm bảo tỉ lệ lỗi bit có thể chấp nhận
được.
− Phương thức truyền thông.
+ Mạng LAN chủ yếu sử dụng công nghệ Ethernet, Token Ring, ATM.
+ Mạng WAN sử dụng nhiều cơng nghệ như Chuyển mạch vịng (Circuit Switching Network),
chuyển mạch gói (Packet Switching Network), ATM (Cell relay), chuyển mạch khung (Frame Relay),
…
1.2.4. Mạng toàn cầu Internet.
Mạng toàn cầu Internet là một tập hợp gồm hàng vạn mạng trên khắp thế giới. Mạng Internet
bắt nguồn từ một thử nghiệm của Cục quản lý các dự án nghiên cứu tiên tiến (Advanced Research
Projects Agency – ARPA) thuộc Bộ quốc phịng Mỹ đã kết nối thành cơng các mạng máy tính cho
phép các trường đại học và các cơng ty tư nhân tham gia vào các dự án nghiên cứu..
Về cơ bản, Internet là một liên mạng máy tính giao tiếp dưới cùng một bộ giao thức TCP/IP
(Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Giao thức này cho phép mọi máy tính trên mạng
giao tiếp với nhau một cách thống nhất giống như một ngôn ngũ quốc tế mà mọi người sử dụng để
giao tiếp với nhau hàng ngày.
11
Số lượng máy tính kết nối mạng và số lượng người truy cập vào mạng Internet trên toàn thế giới
ngày càng tăng lên nhanh chóng, đặc biệt từ những năm 90 trở đi. Mạng Internet không chỉ cho phép
chuyển tải thơng tin nhanh chóng mà cịn giúp cung cấp thơng tin, nó cũng là diễn đàn và là thư viện
tồn cầu đầu tiên.
12
CHƯƠNG 2.
ỨNG DỤNG CỦA MẠNG MÁY TÍNH
Thời gian: 03h (LT: 01h; TH: 02h)
A. MỤC TIÊU.
Sau khi học xong phần này người học có khả năng:
- Trình bày được các ứng dụng của mạng máy tính, cách kết nối mạng máy tính hiện nay.
- Phân tích được các loại ứng dụng của mạng, cách nâng cao độ tin cậy của hệ thống, chất lượng
và hiệu quả khai thác thông tin;
- Rèn luyện ý thức lao động, tác phong cơng nghiệp, có trách nhiệm và sáng tạo.
B. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT LIỆU.
TT
Tên máy móc - thiết bị
I
Thiết bị.
1
2
3
4
5
Máy tính giáo viên
Máy chiếu
Máy tính
Máy in
Switch Router
II
Dụng cụ.
Thơng số kỹ
thuật/Xuất xứ
Đơn
vị
tính
Số
lượng
Cái
Cái
Cái
Cái
Cái
1
1
3
1
1
Viên
2
GHI
CHÚ
1
2
III
1
2
3
Vật liệu
Phấn viết bảng
MIC
C. NỘI DUNG.
Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao. Mạng máy
tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực như khoa học, quân sự,
quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục... Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu
không thể thiếu được. Người ta thấy được việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những
khả năng mới như:
13
2.1. SỬ DỤNG CHUNG TÀI NGUYÊN.
Những tài nguyên của mạng (như thiết bị, chương trình, dữ liệu) khi được trở thành các tài
nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận được mà khơng quan tâm tới những
tài ngun đó ở đâu.
Internet
Server
Printer
Wireless
Router
`
Laptop
PC
Hình 2.1: In qua mạng.
Các mơ hình sử dụng chung tài ngun trong hệ thống mạng:
2.1.1. Mơ hình mạng ngang hàng (Peer–to–Peer Network).
Mạng ngang hàng (tiếng Anh: peer-to-peer network), còn gọi là mạng đồng đẳng, là một mạng
máy tính trong đó hoạt động của mạng chủ yếu dựa vào khả năng tính tốn và băng thông của các
máy tham gia chứ không tập trung vào một số nhỏ các máy chủ trung tâm như các mạng thông thường.
Mạng đồng đẳng thường được sử dụng để kết nối các máy thông qua một lượng kết nối dạng ad hoc.
Mạng đồng đẳng có nhiều ứng dụng. Ứng dụng thường xuyên gặp nhất là chia sẻ tệp tin, tất cả các
dạng như âm thanh, hình ảnh, dữ liệu,... hoặc để truyền dữ liệu thời gian thực như điện thoại VoIP.
Một mạng đồng đẳng đúng nghĩa khơng có khái niệm máy chủ và máy khách, nói cách khác,
tất cả các máy tham gia đều bình đẳng và được gọi là peer, là một nút mạng đóng vai trị đồng thời là
máy khách và máy chủ đối với các máy khác trong mạng.
14
Một số mạng hay kênh như Napster, IRC (thuộc thế hệ thứ nhất) sử dụng mơ hình máy chủ-máy
khách cho một số tác vụ và mơ hình đồng đẳng cho những tác vụ khác. Ngược lại, các mạng
như Gnutella hay Freenet (thế hệ thứ 2) sử dụng mơ hình đồng đẳng cho tất cả các tác vụ, nên các
mạng này thường được xem như là mạng đồng đẳng đúng nghĩa (thực ra Gnutella vẫn sử dụng một
số máy chủ để giúp các máy trong mạng tìm kiếm địa chỉ IP của nhau).
Mạng peer–to–peer là một ví dụ rất đơn giản của các mạng LAN. Chúng cho phép mọi nút mạng
vừa đóng vai trị là thực thể u cầu các dịch vụ mạng (client), vừa là các thực thể cung cấp các dịch
vụ mạng (server). Trong môi trường này, người dùng trên từng máy tính chịu trách nhiệm điều hành
và chia sẻ tài ngun của máy tính mình. Mơ hình này chỉ phù hợp với các tổ chức nhỏ và không
quan tâm đến vấn đề bảo mật. Phần mềm mạng peer–to–peer được thiết kế sao cho các thực thể ngang
hàng thực hiện cùng các chức năng tương tự nhau.
Các đặc điểm của mạng peer–to–peer là mạng peer–to–peer còn được biết đến như mạng
workgroup (nhóm làm việc) và được sử dụng cho các mạng có ≤ 10 người sử dụng (user) làm việc
trên mạng đó; khơng địi hỏi phải có người quản trị mạng (administrator); trong mạng peer–to–peer
mỗ người sử dụng làm việc như người quản trị cho trạm làm việc riêng của họ và chọn tài nguyên
hoặc dữ liệu nào mà họ sẽ cho phép chia sẻ trên mạng cũng như quyết định ai có thể truy xuất đến tài
nguyên và dữ liệu đó.
- Ưu điểm là đơn giản cho việc cài đặt và chi phí tương đối rẻ.
- Nhược điểm là Không quản trị tập trung, đặc biệt trong trường hợp có nhiều tài khoản cho một
người sử dụng (user) truy xuất vào các trạm làm việc khác nhau; việc bảo mật mạng có thể bị vi phạm
với các người sử dụng có chung tên người dùng, mật khẩu truy xuất tới cùng tài ngun; khơng thể
sao chép dự phịng (backup) dữ liệu tập trung. Dữ liệu được lưu trữ rải rác trên từng trạm.
2.1.2. Mơ hình mạng khách - chủ (Client– Server Network/ Server Based Network).
Mạng khách chủ liên quan đến việc xác định vai trò của các thực thể truyền thông trong mạng.
Mạng này xác định thực thể nào có thể tạo ra các yêu cầu dịch vụ và thực thể nào có thể phục vụ các
yêu cầu đó.
Các máy được tổ chức thành các miền (domain). An ninh trên các domain được quản lý bởi một
số máy chủ đặc biệt gọi là domain controller. Trên domain có một master domain controller được gọi
15
là PDC (Primary Domain Controller) và một BDC (Backup Domain Controller) để đề phịng trường
hợp PDC gặp sự cố.
- Mơ hình client-server.
Là một mơ hình mạng máy tính, được áp dụng rất rộng rãi và là mơ hình của mọi trang web hiện
có. Ý tưởng của mơ hình này là máy con (đóng vài trị là máy khách) gửi một u cầu (request) để
máy chủ (đóng vai trị người cung ứng dịch vụ), máy chủ sẽ xử lý và trả kết quả về cho máy khách.
Một mơ hình ngược lại là mơ hình master-slaver, trong đó máy chủ (đóng vai trị ơng chủ) sẽ
gửi dữ liệu đến máy con (đóng vai trị nơ lệ) bất kể máy con có cần hay khơng.
- Mơ hình Web client/server.
Thuật ngữ server được dùng cho những chương trình thi hành như một dịch vụ trên tồn mạng.
Các chương trình server này chấp nhận tất cả các yêu cầu hợp lệ đến từ mọi nơi trên mạng, sau đó nó
thi hành dịch vụ và trả kết quả về máy yêu cầu. Một chương trình được coi là client khi nó gửi các
yêu cầu tới máy có chương trình server và chờ đợi câu trả lời từ server. Chương trình server và client
nói chuyện với nhau bằng các thông điệp (messages) thông qua một cổng truyền thơng IPC
(Interprocess Communication). Để một chương trình server và một chương trình client có thể giao
tiếp được với nhau thì giữa chúng phải có một chuẩn để nói chuyện, chuẩn này được gọi là giao thức.
Nếu một chương trình client nào đó muốn u cầu lấy thơng tin từ server thì nó phải tn theo giao
thức mà server đó đưa ra. Bản thân chúng ta khi cần xây dựng một mơ hình client/server cụ thể thì ta
cũng có thể tự tạo ra một giao thức riêng nhưng thường chúng ta chỉ làm được điều này ở tầng ứng
dụng của mạng. Với sự phát triển mạng như hiện này thì có rất nhiều giao thức chuẩn trên mạng ra
đời nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển này. Các giao thức chuẩn (ở tầng mạng và vận chuyển) được sử
dụng rộng rãi nhất hiện nay như: giao thức TCP/IP, giao thức SNA của IBM, OSI, ISDN, X.25 hoặc
giao thức LAN-to-LAN NetBIOS. Một máy tính chứa chương trình server được coi là một máy chủ
hay máy phục vụ (server) và máy chứa chương trình client được coi là máy tớ (client). Mơ hình mạng
trên đó có các máy chủ và máy tớ giao tiếp với nhau theo 1 hoặc nhiều dịch vụ được gọi là mơ hình
client/server. Thực tế thì mơ hình client/server là sự mở rộng tự nhiên và tiện lợi cho việc truyền
thơng liên tiến trình trên các máy tính cá nhân. Mơ hình này cho phép xây dựng các chương trình
client/server một cách dễ dàng và sử dụng chúng để liên tác với nhau để đạt hiệu quả hơn.
16
Mơ hình client/server như sau: Client/Server là mơ hình tổng qt nhất, trên thực tế thì một
server có thể được nối tới nhiều server khác nhằm làm việc hiệu quả và nhanh hơn. Khi nhận được 1
yêu cầu từ client, server này có thể gửi tiếp yêu cầu vừa nhận được cho server khác.
Ví dụ như một máy chủ trả lời thời gian hiện tại trong ngày, khi một máy client u cầu lấy
thơng tin về thời gian, nó sẽ phải gửi một yêu cầu theo một tiêu chuẩn do server định ra, nếu yêu cầu
được chấp nhận thì máy server sẽ trả về thông tin mà client yêu cầu.
Thông thường chương trình server và client được thi hành trên hai máy khác nhau. Lúc nào
server cũng ở trạng thái sẵn sàng chờ nhận yêu cầu từ client nhưng trên thực tế một tiến trình liên tác
qua lại (interaction) giữa client và server lại bắt đầu ở phía client, khi mà client gửi tín hiệu yêu cầu
tới server. Các chương trình server thường đều thi hành ở mức ứng dụng (tầng ứng dụng của mạng).
Sự thuận lợi của phương pháp này là nó có thể làm việc trên bất cứ một mạng máy tính nào có hỗ trợ
giao thức truyền thông chuẩn cụ thể ở đây là giao thức TCP/IP.
Với các giao thức chuẩn này cũng giúp cho các nhà sản xuất có thể tích hợp nhiều sản phẩm
khác nhau của họ lên mạng mà khơng gặp phải khó khăn gì. Với các chuẩn này thì các chương trình
server cho một dịch vụ nào đấy có thể thi hành trên một hệ thống chia sẻ thời gian (timesharing
system) với nhiều chương trình và dịch vụ khác hoặc nó có thể chạy trên chính một máy tính cá nhân
bình thường.
Có thể có nhiều chương server cùng làm một dịch vụ, chúng có thể nằm trên nhiều máy tính
hoặc một máy tính. Với mơ hình trên chúng ta nhận thấy rằng mơ hình client/server chỉ mang đặc
điểm của phần mềm khơng liên quan gì đến phần cứng mặc dù trên thực tế yêu cầu cho một máy
server là cao hơn nhiều so với máy client.
Ưu và nhược điểm chính Có thể nói rằng với mơ hình client/server thì mọi thứ dường như đều
nằm trên bàn của người sử dụng, nó có thể truy cập dữ liệu từ xa (bao gồm các công việc như gửi và
nhận file, tìm kiếm thơng tin,...) với nhiều dịch vụ đa dạng mà mơ hình cũ khơng thể làm được. Mơ
hình client/server cung cấp một nền tảng lý tưởng cho phép tích hợp các kỹ thuật hiện đại như mơ
hình thiết kế hướng đối tượng, hệ chun gia, hệ thông tin địa lý (GIS)... Một trong những vấn đề nảy
sinh trong mơ hình này đó là tính an tồn và bảo mật thơng tin trên mạng. Do phải trao đổi dữ liệu
17
giữa 2 máy ở 2 khu vực khác nhau cho nên dễ dàng xảy ra hiện tượng thông tin truyền trên mạng bị
lộ.
- Client Trong mơ hình client/server, người ta còn định nghĩa cụ thể cho một máy client là một
máy trạm mà chỉ được sử dụng bởi 1 người dùng. Máy client có thể sử dụng các hệ điều hành bình
thường như Windows, DOS, OS/2... Bản thân mỗi một client cũng đã được tích hợp nhiều chức năng
trên hệ điều hành mà nó chạy, nhưng khi được nối vào một mạng LAN, WAN theo mơ hình
client/server thì nó cịn có thể sử dụng thêm các chức năng do hệ điều hành mạng (NOS) cung cấp
với nhiều dịch vụ khác nhau (cụ thể là các dịch vụ do các server trên mạng này cung cấp).
Ví dụ như nó có thể yêu cầu lấy dữ liệu từ một server hay gửi dữ liệu lên server đó...
- Server Server cịn được định nghĩa như là một máy tính nhiều người sử dụng (multiuser
computer).
+ Hệ điều hành. Vì một server phải quản lý nhiều yêu cầu từ các client trên mạng cho nên nó
hoạt động sẽ tốt hơn nếu hệ điều hành của nó là đa nhiệm với các tính năng hoạt động độc lập song
song với nhau như hệ điều hành UNIX, WINDOWS... Server cung cấp và điều khiển các tiến trình
truy cập vào tài nguyên của hệ thống.
+ Các ứng dụng chạy trên server phải được tách rời nhau để một lỗi của ứng dụng này không
làm hỏng ứng dụng khác. Tính đa nhiệm đảm bảo một tiến trình khơng sử dụng tồn bộ tài ngun
hệ thống.
+ Vai trị của server. Như chúng ta đã bàn ở trên, server như là một nhà cung cấp dịch vụ cho
các clients yêu cầu tới khi cần, các dịch vụ như cơ sở dữ liệu, in ấn, truyền file, hệ thống... Các ứng
dụng server cung cấp các dịch vụ mang tính chức năng để hỗ trợ cho các hoạt động trên các máy
clients có hiệu quả hơn. Sự hỗ trợ của các dịch vụ này có thể là tồn bộ hoặc chỉ một phần thơng qua
IPC. Để đảm bảo tính an tồn trên mạng cho nên server này cịn có vai trị như là một nhà quản lý
toàn bộ quyền truy cập dữ liệu của các máy clients, nói cách khác đó là vai trị quản trị mạng. Có rất
nhiều cách thức hiện nay nhằm quản trị có hiệu quả, một trong những cách đang được sử dụng đó là
dùng tên Login và mật khẩu
2.2. TĂNG ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG.
18
Người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục
trặc trong hệ thống thì chúng có thể được khơi phục nhanh chóng. Trong trường hợp có trục trặc trên
một trạm làm việc thì người ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế.
Khi sử dụng mạng, có thể thực hiện một chương trình tại nhiều máy tính khác nhau, nhiều thiết
bị có thể dùng chung. Điều này tăng độ tin cậy trong cơng việc vì khi có máy tính hoặc thiết bị bị
hỏng, cơng việc vẫn có thể tiếp tục với các máy tính hoặc thiết bị khác trên mạng trong khi chờ sửa
chữa.
2.3. NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ HIỆU QUẢ KHAI THÁC THƠNG TIN.
Thơng tin có thể được sữ dụng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng tổ chức lại
các công việc với những thay đổi về chất như:
- Đáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại.
- Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu.
- Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán.
- Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trên thế giới.
Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên vấn đề kỹ thuật trong mạng là mối quan tâm
hàng đầu tiên của các nhà tin học. Ví dụ như làm thế nào để truy xuất thơng tin một cách nhanh chóng
và tối ưu nhất, trong khi việc xử lý thông tin trên mạng quá nhiều đơi khi có thể làm tắc nghẽn trên
mạng và gây ra mất thông tin một cách đáng tiếc.
Hiện nay việc làm thế nào để có được một hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an tồn với lợi ích
kinh tế cao đang rất được quan tâm. Một vấn đề đặt ra có rất nhiều giải pháp về cơng nghệ, một giải
pháp có rất nhiều yếu tố cấu thành, trong mỗi yếu tố có nhiều cách lựa chọn. Như vậy để đưa ra một
giải pháp hồn chỉnh, phù hợp thì phải trải qua một quá trình chọn lọc dựa trên những ưu điểm của
từng yếu tố, từng chi tiết rất nhỏ.
Để giải quyết một vấn đề phải dựa trên những yêu cầu đặt ra và dựa trên công nghệ để giải
quyết. Nhưng công nghệ cao nhất chưa chắc là công nghệ tốt nhất, mà công nghệ tốt nhất là công
nghệ phù hợp nhất.
19
CHƯƠNG 3.
GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI MẠNG
Thời gian: 10h (LT: 04h; TH: 05h,KT:01h)
A. MỤC TIÊU.
Sau khi học xong phần này người học có khả năng:
- Trình bày được một số thuật ngữ về mạng máy tính;
- Phân biệt được các loại mạng đang sử dụng hiện nay;
- Rèn luyện ý thức lao động, tác phong cơng nghiệp, có trách nhiệm và sáng tạo.
B. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT LIỆU.
TT
Tên máy móc - thiết bị
I
Thiết bị.
1
2
3
4
5
Máy tính giáo viên
Máy chiếu
Máy tính
Máy in
Switch
II
Dụng cụ.
Thơng số kỹ
thuật/Xuất xứ
Đơn
vị
tính
Số
lượng
Cái
Cái
Cái
Cái
Cái
1
1
3
1
1
Viên
2
GHI
CHÚ
1
2
III
1
2
Vật liệu
Phấn viết bảng
MIC
C. NỘI DUNG.
3.1. MẠNG CỤC BỘ LANS (Local Area Networks).
3.1.1. Khái niệm.
LAN (viết tắt từ tên tiếng Anh Local Area Network, "mạng máy tính cục bộ") là một hệ thống
mạng dùng để kết nối các máy tính trong một phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc, trường học, …).
Các máy tính trong mạng LAN có thể chia sẻ tài ngun với nhau, mà điển hình là chia sẻ tập tin, máy
in, máy quét và một số thiết bị khác.
3.1.2. Phân loại mạng.
- Mạng LAN sử dụng kĩ thuật mạng quảng bá (Broadcrast Network).
20
+ Trong đó các thiết bị cùng sử dụng một kênh truyền chung.
+ Khi 1 máy tính truyền tin thì các máy khác đều nhận được tin.
- Mạng WAN sử dụng kỉ thuật mạng chuyển mạch (Switching Network).
+ Có nhiều đường kết nối các thiết bị lại với nhau.
+ Thông tin trao đổi giữa hai điểm trên mạng có thể đi theo nhiều đường khác nhau.
3.1.3. Mạng cục bộ và giao thức điều khiển truy cập đường truyền.
Vì chỉ có 1 đường truyền vật lý trong mạng LAN , nên cùng 1 thời điểm LAN chỉ cho phép 1
thiết bị sử dụng đường truyền để truyền tin . Nếu có 2 máy tính cùng gởi dử liệu thì sẽ dẫn đến tình
trạng tranh đau , dữ liệu của hai thiết bị này sẽ bị phủ lấp dẫn đến nghẽn mạng , ko sữ dụng được .
* Giao thức điều khiển truy cập đường truyền (Media Access Control Protocol hay MAC
Protocol)
- Có 2 giao thức chính thường được sữ dụng trong mạng cục bộ là :
+ Giao thức CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection)
+ Gaio thức Token Passing
- Nguyên lí hoạt động
+ Giao thức CSMA/CD: Khi một thiết bị muốn truyền tin, nó sẽ lắng nghe xem có thiết bị nào
sữ dụng đường truyền không. Nếu đường tuyên rãnh nó sẽ truyển tải dữ liệu lên đường truyền, đồng
thời lắng nghe nhận lại các dữ liệu mà nó đã gởi đi xem có đụng độ với các dữ liệu của các thiết khác
khơng Khi dụng độ xảy ra nó sẽ lạm dừng 1 khoảng thời gian và truyền lại dữ liệu bị đụng độ .
+ Giao thức Token Passing: Sử dụng một gói tin đặc biệt có tên là thẻ bài (Token) được chuyển
vòng quanh mạng từ thiết bị này đến thiết bị kia. Khi một thiết bị muốn truyền tải nó phải chờ đến
khi có được token. Khi hoàn thành việc truyền tải token được chuyển sang cho thiết bị kế tiếp.
3.1.4. Sơ đồ kết nối mạng LAN
+
Có ba sơ đồ kết nối mạng Lan phổ biến: dạng thằng (Bus), hình sao (Star) và dạng vịng
(Ring).
- Bus tepnology một mạng với kiến trúc tuyến tính trong đó dữ liệu được truyền tải của 1 trạm
sẽ đc lan truyền trên suốt chiều dài của đường truyền và đc nhận bởi tất cả các thiết bị khác .
21
