BÁO CÁO MẠNG VÀ CÁC GIAO THỨC IOT đề tài thiết kế và triển khai hệ thống CHAT đơn giản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

BÁO CÁO
MẠNG VÀ CÁC GIAO THỨC IOT
Đề tài: Thiết kế và triển khai hệ thống CHAT đơn
giản
Sinh viên thực hiện:

Giảng viên hướng dẫn:

Vũ Đình Long - 20181632
Vũ MinhTuấn - 20181818
Nguyễn Kiêm Khiêm - 20181553
PGS.TS Nguyễn Quốc Cường

Hà Nội 11/2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

1

NỘI DUNG

2
3

2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

1

NỘI DUNG

2
3

3


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

1. Giới thiệu
1.1: IOT là gì?
• IOT là hệ thống các thiết bị có khả năng kết nối với
nhau, với Internet và với thế giới bên ngồi để thực
hiện một cơng việc nào đó
• Việc kết nối thì có thể thực hiện qua Wi-Fi, mạng viễn
thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng
ngoại…

4


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN

1. Giới thiệu
1.2: Đặc tính cơ bản
• Tính kết nối liên thơng
• Những dịch vụ liên quan đến “ THING “
• Tính khơng đồng nhất
• Thay đổi linh hoạt
• Quy mơ lớn

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

1. Giới thiệu
1.3: Yêu cầu ở mức cao đối với IOT
• Kết nối dựa trên sự nhận
• Khả năng cộng tác
• Khả năng tự quản của network
• Dịch vụ thoả thuận
• Các khả năng dựa vào vị trí
• Bảo mật
• Bảo vệ tính riêng tư
• Plug and play
• Khả năng quản lý

6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

1. Giới thiệu
1.4: Ứng dụng của IOT
IoT có ứng dụng rộng vơ cùng, có thể kể ra một
số như sau:
 Quản lí chất thải.
 Quản lí và lập kế hoạch quản lí đơ thị.
 Quản lí mơi trường.
 Phản hồi các tình huống khẩn cấp
 Mua sắm thơng minh.
 Quản lí thiết bị cá nhân.
 Đồng hồ đo thơng minh.
 Tự động hóa ngôi nhà….

7


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

1

NỘI DUNG

2
3

8


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

2. Mơ hình TCP/IP
2.1: Giới thiệu mơ hình TCP/IP
TCP/ IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol
- Giao thức điều khiển truyền nhận/ Giao thức liên mạng),
là một bộ giao thức trao đổi thông tin được sử dụng để
truyền tải và kết nối các thiết bị trong mạng Internet.

9


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

2. Mơ hình TCP/IP
2.2: Chức năng của các tầng trong mơ hình
 Một mơ hình TCP/IP tiêu chuẩn bao gồm 4 lớp được
chồng lên nhau, bắt đầu từ tầng thấp nhất là Tầng vật
lý (Physical) → Tầng mạng (Network) → Tầng giao
vận (Transport) và cuối cùng là Tầng ứng dụng
(Application).

10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

2. Mơ hình TCP/IP
2.2: Chức năng của các tầng trong mơ hình
2.2.1: Tầng Ứng Dụng
 Nó cung cấp giao tiếp đến người dùng.
 Cung cấp các ứng dụng cho phép người dùng trao đổi
dữ liệu ứng dụng thông qua các dịch vụ mạng khác
nhau (như duyệt web, chat, gửi email,).
 Dữ liệu khi đến đây sẽ được định dạng theo kiểu byte
nối byte, cùng với đó là các thơng tin định tuyến giúp
xác định đường đi đúng của một gói tin.

 Một số giao thức trao đổi dữ liệu: FTP, HTTP, SMTP,
SNMP, DNS,..

11


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

2. Mơ hình TCP/IP
2.2: Chức năng của các tầng trong mơ hình
2.2.2: Tầng Giao Vận
 Chịu trách nhiệm duy trì liên lạc đầu cuối trên tồn mạng.
 Tầng này có 2 giao thức chính là TCP và UDP.

12

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

2. Mơ hình TCP/IP
2.2: Chức năng của các tầng trong mơ hình
2.2.3: Tầng Mạng








Xử lý q trình truyền gói tin trên mạng
Định tuyến
Chuyển tiếp
Định địa chỉ
Đóng gói dữa liệu
Đảm bảo chất lượng dịch vụ ( QoS )
Các giao thức ở tầng này bao gồm là IP, ICMP, IGMP.

13


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

2. Mơ hình TCP/IP
2.2: Chức năng của các tầng trong mơ hình
2.2.4: Tầng Vật Lý
 Xử lý q trình truyền gói tin trên mạng
 Nó là sự kết hợp của tầng Data Link và Physical trong mơ
hình OSI 
 Là tầng thấp nhất trong mơ hình TCP/IP. Chịu trách
nhiệm truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong cùng một
mạng. Tại đây, các gói dữ liệu được đóng vào khung
(Frame) và được định tuyến đi đến đích được chỉ định ban
đầu

14


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

2. Mơ hình TCP/IP
2.3: Cách thức hoạt động của mơ hình TCP/IP:

15


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

1

NỘI DUNG

2
3

16


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.1: Giới thiệu
•Giao tiếp là một trong những điều quan trọng nhất đối
với thế hệ ngày nay.
•Trị chuyện là một trong những phương tiện giao tiếp
hiệu quả nhất, với sự phát triển của mạng Internet, các
ứng dụng trò chuyện và nhắn tin đang ngày càng phổ
biến.

17


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.2: Kiến trúc ứng dụng mạng
 Peer to peer

 Client- Server

18


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.3: Kiến trúc của hệ thống CHAT.
Một cuộc trị chuyện bao gồm hai phần
chính:
 Chat App ( ứng dụng trò chuyện ) hoặc
client part ( phần ứng dụng khách ).
 Chat Server Engine ( Cơng cụ Máy chủ
Trị chuyện) hoặc server part (phần máy
chủ )
 Cả hai phần đều chứa các thành phần
khác nhau giao tiếp với nhau và đưa cuộc
trò chuyện vào hoạt động.

19


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.4: Giao thức được sử dụng cho hệ thống CHAT
3.4.1: WebRTC
• WebRTC là một khn khổ mã nguồn

mở, được chuẩn hóa cho trình duyệt cho
phép bạn tham gia vào giao tiếp đa
phương tiện phong phú trong thời gian
thực

20


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.4: Giao thức được sử dụng cho hệ thống CHAT
3.4.1: WebRTC
Ưu điểm:
- Cơ sở mã nguồn mở.
- Được hỗ trợ bởi hầu hết các trình duyệt hiện
đại.
- Sử dụng code hiện đại cho âm thanh và video
cho phép giao tiếp chất lượng cao
- Mã hóa đầu cuối.
Nhược điểm:
- Các dự án quy mô lớn sẽ cần triển khai các máy
chủ bổ sung để giảm tải từ các trình duyệt, điều này
làm tăng giá bảo trì.

21


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.4: Giao thức được sử dụng cho hệ thống CHAT
3.4.2: WebSocket
• WebSocket, một trong những giao thức
truyền thơng phổ biến nhất, cung cấp độ
trễ thấp, kết nối gần thời gian thực giữa
máy khách và máy chủ.

22


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.4: Giao thức được sử dụng cho hệ thống CHAT
3.4.2: WebSocket
Ưu điểm:
- Cho phép giao tiếp nguồn gốc chéo.
- Kết nối liên tục giúp giảm tải dữ liệu được gửi qua lại.
- Có thể vượt qua hầu hết các tường lửa mà khơng gặp sự
cố.
- Có mơ hình bảo mật dựa trên nguồn gốc vững chắc.
Nhược điểm:
- Ngoài hộp, WebSocket không tự động kết nối lại nếu kết
nối bị hỏng.
- Các trình duyệt cũ hơn khơng hỗ trợ WebSocket.

23


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.4: Giao thức được sử dụng cho hệ thống CHAT
3.4.3: MQTT
• MQTT là một giao thức nhắn tin rất nhẹ.
Được thiết kế đặc biệt cho phép đo từ xa
giữa máy và máy, nó nhanh chóng trở
nên phổ biến cho các kết nối Internet of
Things (IoT).

24


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

3. Giới thiệu hệ thống CHAT
3.4: Giao thức được sử dụng cho hệ thống CHAT
3.4.3: MQTT
Ưu điểm:
- Nhẹ và hiệu quả, có nghĩa là nó tối ưu cho các
mơi trường băng thơng nhỏ như vi điều khiển.
- Giao tiếp hai chiều.
- Tin nhắn được mã hóa bằng TLS.
- Cung cấp hỗ trợ cho các mạng không đáng tin cậy

sử dụng các phiên liên tục.
Nhược điểm:
- Không hỗ trợ phát trực tuyến video.
- Tin nhắn được truyền khơng đồng bộ.
- Có thể gặp sự cố về độ trễ và tốc độ.

25