Mạng máy tính - Chương 1 - 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 mô 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? Mạng máy tính - Chương 1 3  Hàng triệu thiết bị – hosts = Hệ thống đầu cuối – Chạy các ứng dụng mạng  Đường truyền  Cáp quang, Cáp đồng, Sóng radio, Vệ tinh.  Tốc độ truyền tải = băng thông (bandwidth)  Thiết bị định tuyến:  Chuyển các gói tin tới đích  routers và switches wired links wireless links router mobile network global ISP regional ISP home network institutional network smartphone PC server wireless laptop 1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TT) Mạng máy tính - Chương 1 4 Internet: – Là mạng của các mạng – Phân quyền quản lý và kết nối giữa các ISP Giao thức – Điều khiển quá trình gửi/nhận các thông điệp – Vd: TCP, IP, HTTP, Skype, 802.11 Chuẩn Internet – RFC: Request for comments – IETF: Internet Engineering Task Force mobile network global ISP regional ISP home network institutional network 1.1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (TT) Mạng MT dưới góc độ dịch vụ Cơ sở hạ tầng viễn thông  Cho phép chạy các ứng dụng mạng:  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” (không tin cậy) Mạng máy tính - Chương 1 5 mobile network global ISP regional ISP home network institutional network GIAO THỨC LÀ GÌ? Mạng máy tính - Chương 1 6 Chào anh! Ờ, chào em Mấy giờ rồi anh? 9 giờ đúng TCP connection response GET time TCP connection request GIAO THỨC LÀ GÌ ? (TT) 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 thông điệp  Kiểm soát chất lượng đường truyền/Xử lý lỗi 8 1.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MẠNG Rìa của mạng Các host: clients, servers Các thiết bị đầu cuối khác Môi trường truyền thông 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 Router, switch, gateway 9 mobile network global ISP regional ISP home network institutional network NETWORK EDGE – RÌA CỦA MẠNG Máy tính đầu cuối (hosts)  Chạy các ứng dụng mạng  Vd: Web, Mail, Mô hình khách/chủ  Máy khách yêu cầu và nhận dịch vụ từ máy chủ  Vd: Trình duyệt web/máy chủ web; máy khách/máy chủ email 10 mobile network global ISP regional ISP home network institutional network KẾT NỐI MẠNG VÀ ĐƯỜNG TRUYỀN : làm sao để kết nối máy đầu cuối vào bộ định tuyến? Truy cập mạng gia đình Truy cập mạng công sở (trường học, công 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 Digital Subcriber line – Đường thuê bao số 12 central office ISP telephone network DSLAM voice, data transmitted at different frequencies over dedicated line to central office DSL modem Bộ chia tín hiệu DSL access multiplexer  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) 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 14 frequency division multiplexing: different channels transmitted in different frequency bands cable modem splitter cable headend Channels 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 KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP 15 hộ gđ Trạm điều phối mạng cáp phân phối (đơn giản) Khoảng 500 – 5000 hộ KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP 16 hộ gđ Trạm điều phối mạng cáp phân phối (đơn giản) server(s) KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP 17 hộ gđ Trạm điều phối mạng cáp phân phối (đơn giản) Channels 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 KẾT NỐI MẠNG TẠI NHÀ Kết nối tới nhà cung cấp dịch vụ cable hoặc DSL modem router, firewall, NAT Kết nối có dây Ethernet (100 Mbps) wireless access point (54 Mbps) Các thiết bị không dây Thường tích hợp 2 trong 1 KẾT NỐI MẠNG Ở DOANH NGHIỆP Tốc độ thường gặp 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps Thường thì các thiết bị đầu cuối được kết nối trực tiếp với Ethernet switch 19 Ethernet switch institutional mail, web servers institutional router institutional link to ISP (Internet) 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 20 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 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 thông) R 21 R: tốc độ đường truyền host 12 2 packet có độ dài L bits mỗi gõi packet transmission delay time needed to transmit L- bit packet into link L (bits) R (bits/sec) = = 1.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN (TT) Môi trường vật lý Bit: lan truyền giữa bộ phát và bộ thu Kết nối vật lý: là môi trường kết nối giữa bộ phát và bộ thu Tín hiệu được dẫn  Tín hiệu được truyền trong đường dây đặt sẵn: dây đồng, cáp quang, cáp đồng trục Tín hiệu không được dẫn  tín hiệu truyền tự do, vd: sóng radio 22 Cáp đôi dây xoắn (twisted pair)  Hai dây đồng cách điện • Loại 3: cáp điện thoại truyền thống, 10 Mbps Ethernet • loại 5: cáp mạng, 100Mbps Ethernet 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) 23  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 1.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN (TT) Môi trường vật lý: Vô tuyến 24  Tín hiệu được mang trong dải tần số của sóng điện từ  Không 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 cuối-đầu cuối NỘI DUNG 1. Các khái niệm cơ bản 2. Các thành phần cơ bản của mạng 3. Phân loại mạng máy tính 4. Các mô hình kết nối 5. Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet 6. Lịch sử ra đời và phát triển mạng Internet 25 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH Theo quy mô mạng  Mạng cục bộ (LAN – Local Network Area)  Mạng đô thi (MAN – Metropolitan Network Area)  Mạng diện rộng (WAN – Wide Network Area) Theo kỹ thuật chuyển  Mạng chuyển mạch kênh (ảo)  Mạng chuyển mạch gói Theo hình cách thức truyền tin  Mạng quảng bá (broadcast)  Mạng điểm-đểm (point-to-point)  Multicast 26 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG (TT) 27 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG (TT) Mạng LAN  Băng thông lớn;  Kích thước mạng bị giới hạn;  Chi phí triển khai lắp đặt rẻ;  Quản trị đơn giản. 28 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG (TT) Mạng MAN  Gần giống như mạng LAN nhưng giới hạn kích thước của nó là một thành phố hay một quốc gia. Mạng MAN kết nối các mạng LAN lại với nhau thông qua môi trường truyền dẫn và các phương thức truyền thông khác nhau.  Băng thông ở mức trung bình,đủ để phục vụ các ứng dụng cấp thành phố hay quốc gia như chính phủ điện tử,thương mại điện tử,các ứng dụng của các ngân hàng  Do MAN kết nối nhiều LAN nên việc quản trị sẽ gặp khó khăn hơn ,đồng thời độ phức tạp cũng tăng theo.  Chi phí các thiết bị MAN tương đối đắt tiền 29 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG (TT) Mạng WAN  Băng thông thấp, dễ mất kết nối thường chỉ phù hợp với các ứng dụng online như email , FTP,web.  Phạm vi hoạt động không giới hạn  Do kết nối nhiều LAN và MAN với nhau nên mạng rất phức tạp và các tổ chức toàn cầu phải đứng ra quy định và quản lý  Chi phí cho các thiết bị và công nghệ WAN rất đắt 30 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG (TT) Internet là gì?  Là mạng của các mạng  Hàng triệu/hàng tỉ thiết bị/hệ thống đầu cuối  Các trạm làm việc (workstation)  Các thiết bị PDA, thiết bị sinh hoạt,  Hệ thống đường truyền trải khắp toàn cầu  Rất nhiều thiết bị “định tuyến” phục vụ nhu cầu “vận chuyển” tin tức giữa các nút. Ai sở hữu Internet ?  Không của bất cứ tổ chức hay cá nhân nào  Internet được xây dựng và hoạt động theo các chuẩn chung do một số tổ chức quy định và giám sát (IETF, ICANN, InterNIC, IAB, ITU) 31 LÕI CỦA MẠNG Hàng triệu thiết bị định tuyến kết nối với nhau Chuyển mạch các gói (packet) từ đầu gửi đến đầu nhận  chuyển tiếp các gói từ router này tới router kế tiếp(trên trục đường link từ source đến destination)  Sử dụng toàn bộ băng thông của đường link khi gửi các packets 32 GIỮ - CHUYỂN TIẾP (STORE-AND- FORWARD) 33 source R bps destination 123 L bits/packet R bps  Thời gian để đẩy 1 packet vào đường link có băng thong R là: L/R (giây)  Giữ và chuyển tiếp: Mỗi packet phải được nhận đủ tại bộ chuyển mạch trước khi nó tiếp tục được truyền đi  Độ trễ truyền tải = 2*L/R (g/sử độ trễ lan truyền = 0) Ví dụ  L = 7.5 Mbits  R = 1.5 Mbps  Độ trễ truyền tải = 10s CHUYỂN GÓI – QUEUEING DELAY, LOSS Nếu số packet tới vượt quá băng thông của output link :  packets sẽ được xếp vào hàng đợi (queue)  packets có thể rớt (drop/lost) nếu hàng đợi đầy 34 A B C R = 100 Mb/s R = 1.5 Mb/s D Ehàng đợi gói tin NGUYÊN NHÂN CỦA DELAY Xử lý tại node mạng  Kiểm tra lỗi  Xác định cổng ra Xếp hàng (hàng đợi)  Gói tin đến phải phải chờ vì cổng ra đang bận  Đức độ tắc nghẽn của bộ định tuyến Trễ do thời thời gian truyền tải  L: độ dài gói tin (bits)  R: băng thông đường truyền  Thời gian đẩy hết gói tin lên đường truyền = L/R Trễ do thời gian lan truyền tín hiệu  Tốc độ truyền tín hiệu điện từ khoảng s = 2*108m/s  Thời gian lan truyền tín hiệu trên đường truyền dài d(m) là d/s 35 DELAY TẠI NODE MẠNG dxl = độ trễ xử lý  Khoảng vài micro-giây hoặc ít hơn dxl = độ trễ xếp hàng  Phụ thuộc vào mức độ tắc nghẽn của mạng dtt = độ trễ truyền tải  Phụ thuộc vào băng thông của mạng L/R dlt = độ trễ lan truyền  vài microsecs tới vài trăm microsecs 36 dnode = dxl + dxh + dtt + dlt QUEUEING DELAY R = băng thông (bps) L = độ dài gói tin (bits) a = tốc độ trung bình gói tin Cường độ lưu lượng gói = La/R La/R ~ 0: độ trễ xếp hàng trung bình thấp La/R -> 1: độ trễ tăng dần La/R > 1: nhiều “công việc” tới hơn là khả năng xử lý, độ trễ trung bình là vô hạn! 37 THÔNG LƯỢNG (THROUGHPUT) Thông lượng: tốc độ (bits/đvtg) mà các bit được truyền tải giữa bên gửi và bên nhận  Tức thời: tại một thời điểm cụ thể  Trung bình: Tốc độ trong 1 khoảng thời gian Rs > Rc: Thông lượng toàn tuyến là bao nhiêu ? Rs < Rc: Thông lượng toàn tuyến là bao nhiêu ? 38 Rc bits/secRs bits/sec CHỨC NĂNG CỦA LÕI MẠNG Routing (định tuyến): Xác định đường đi từ source tới destination Thuật toán định tuyến Forwarding (Chuyển tiếp): chuyển gói tin từ router này tới router hàng xóm 39 routing algorithm local forwarding table header value output link 0100 0101 0111 1001 3 2 2 1 1 23 địa chỉ đích trong header của gói tin đến CHUYỂN MẠCH KÊNH – CIRCUIT SWITCHING Tài nguyên mạng (vd: băng thông) được chia thành “những phần nhỏ” Các phần này được phân phối cho các “cuộc gọi”. Phần tài nguyên đó sẽ rỗi nếu cuộc gọi đó kết thúc. Phân chia băng thông: Phân chia theo tần số Phân chia theo thời gian 40 PHÂN CHIA BĂNG THÔNG 41 FDM Tần số time TDM Tần số time 4 users Ví dụ: VÍ DỤ CỤ THỂ: Cần bao nhiêu thời gian để gửi hết một file có kích thước là 640,000 bits từ máy A tới máy B qua một mạng chuyển mạch kênh ?  Tống tất cả các kết nối có tốc độ 1.536 Mbps  Phân chia băng thông dùng TDM với 24 slot/giây  500 msec cần để thiết lập mạch 42 Đáp số: ~ 0.6 giây CHUYỂN MẠCH GÓI – PAKET SWITCHING Mỗi dòng dữ liệu đầu cuối-đầu cuối được chia thành nhiều gói Người dùng chia sẻ tài nguyên mạng Mỗi gói tin được dùng toàn bộ băng thông của liên kết Tài nguyên được sử dụng theo nhu cầu Tranh chấp tài nguyên mạng (bandwidth) Nhu cầu sử dụng vượt quá tài nguyên cho phép Tắc nghẽn: các gói tin mắc kẹt và nằm trong hàng đợi tại các nốt mạng. Lưu và chuyển tiếp: nguyên gói tin di chuyển qua từng node mạng. Node mạng nhận toàn bộ gói tin trước khi chuyển tiếp 43 CHUYỂN MẠCH GÓI Thứ tự của các gói tin của A và B không theo một quy ước nào, tài nguyên được chia sẻ theo nhu cầu. TDM: mỗi máy nhận được một ô thời gian trong khung thời gian xoay vòng của TDM. 44 A B C 10 Mb/s Ethernet 1.5 Mb/s D E phân phối theo nhu cầu hàng đợi gói tin PACKETS SWITCHING VS CIRCURIT SWICHING Chuyển gói cho phép nhiều người dùng hơn sử dụng mạng!  Liên kết 1 Mb/s  Mỗi người dùng:  100 kb/s khi sử dụng  Sử dụng 10% thời gian Circuit switching  tối đa 10 users Packet switching  Với 35 users thì xác xuất > 10 người sử dụng mạng cùng lúc là < 0.0004 45 N users 1 Mbps link H: làm sao tính ra 0.0004 ? H: Nếu > 35 users thì sao ? PACKETS SWITCHING VS CIRCURIT SWICHING Chuyển gói hoàn toàn vượt trội?  Phù hợp với dữ liệu không đều  chia sẻ tài nguyên  đơn giản, ko yêu cầu khởi tạo cuộc gọi Tắc nghẽn quá mức: gói tin bị trễ và mất  cần có các giao thức cho việc truyền tải dữ liệu tin cậy, kiểm soát tắc nghẽn Hỏi: làm thế nào để cung cấp dịch vụ tương tự như chuyển mạch kênh?  Băng thông cần đảm bảo cho các ứng dụng thời gian thực 46 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG (TT) Theo quy mô mạng Theo kỹ thuật chuyển Theo cách thức truyền tin  Mạng quảng bá (broadcast)  Thông tin được phát từ 1 nút, tất cả các nút còn lại trong mạng sẽ nhận được thông tin  Mạng điểm-đểm (point-to-point)  Thông tin được phát từ 1 nút và chuyển qua nhiều chặng (nút trung gian) đến 1 nút xác định  Phát đa điểm có lựa chọn (multicast)  Thông tin được phát từ 1 nút trong mạng và được chuyển qua nhiều chặng gửi tới 1 nhóm nút xác định nào đó  47 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG (TÓM TẮT) 48 Mạng chuyển mạch kênh (circuit-switched networks) Communication network Mạng chuyển mạch (switched networks) Mạng chuyển mạch gói (packet-switched networks) FDM TDM Point -to-Point networks Broadcast networks NỘI DUNG 1. Các khái niệm cơ bản 2. Các thành phần cơ bản của mạng 3. Phân loại mạng máy tính 4. Các mô hình kết nối mạng 5. Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet 6. Lịch sử ra đời và phát triển mạng Internet 49 1.4. MÔ HÌNH KẾT NỐI MẠNG Mô hình kết nối vật lý (Toplogy)  Bus, Ring, Star, Partial Mesh,....v.v. Tương tác giữa các máy tính trong mạng  Mô hình Client-Server (Khách-Chủ)  Mô hình Peer-to-Peer (ngang hàng )  Mô hình Hybird (lai giữa 2 mô hình trên) 50 1.4. MÔ HÌNH KẾT NỐI MẠNG (TT) Mô hình Client-Server  Các máy trạm (client) được nối với các máy chủ (server), nhận quyền truy nhập mạng và tài nguyên mạng từ các máy chủ. 51 1.4. MÔ HÌNH KẾT NỐI MẠNG (TT) Mô hình Peer-to-Peer  Mô hình này không có máy chủ, các máy trên mạng chia sẻ tài nguyên không phụ thuộc vào các máy khác trên mạng. Mô hình này không có quá trình đăng nhập tập trung, nếu đã đăng nhập vào mạng bạn có thể sử dụng tất cả tài nguyên trên mạng  Mạng ngang hàng thường được tổ chức thành các nhóm làm việc workgroup. 52 1.4. MÔ HÌNH KẾT NỐI MẠNG (TT) Client-Server Peer-to-Peer Hybird Độ an toàn/tính bảo mật thông tin Cao – Quản trị mạng có thể điều chỉnh quyền truy cập Kém – Phụ thuộc vào mức độ chia sử của mỗi node trong mạng Gần giống mô hình Client-Server Khả năng cài đặt Khó Dễ Khó Yêu cầu phần cứng/phần mềm Cần có máy chủ; Hệ điều hành mạng; các phần cứng bổ sung Không cần máy chủ; hệ điều hành cá nhân; Giống Client-Server Quản trị mạng Có Không cần Có Xử lý/lưu trữ tập trung Có Không Có Chi phía cài đặt Cao Thấp Cao 53  So sánh 3 mô hình NỘI DUNG 1. Các khái niệm cơ bản 2. Các thành phần cơ bản của mạng 3. Phân loại mạng máy tính 4. Các mô hình kết nối mạng 5. Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet 6. Lịch sử ra đời và phát triển mạng Internet 54 1.5. KIẾN TRÚC INTERNET Internet là gì?  Là mạng của các mạng  Hàng triệu/hàng tỉ thiết bị/hệ thống đầu cuối  Các trạm làm việc (workstation)  Các thiết bị PDA, thiết bị sinh hoạt,  Hệ thống đường truyền trải khắp toàn cầu  Rất nhiều thiết bị “định tuyến” phục vụ nhu cầu “vận chuyển” tin tức giữa các nút. Ai sở hữu Internet ?  Không của bất cứ tổ chức hay cá nhân nào  Internet được xây dựng và hoạt động theo các chuẩn chung do một số tổ chức quy định và giám sát (IETF, ICANN, InterNIC, IAB, ITU) 55 1.5. KIẾN TRÚC INTERNET (TT) Kiến trúc Internet ? 56 access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access netaccess net access net Question: given millions of access ISPs, how to connect them together? 1.5. KIẾN TRÚC INTERNET (TT) Option: connect each access ISP to every other access ISP? access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access netaccess net access net connecting each access ISP to each other directly doesn’t scale: O(N2) connections. 57 1.5. KIẾN TRÚC INTERNET (TT) access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access netaccess net access net Option: connect each access ISP to a global transit ISP? Customer and provider ISPs have economic agreement. global ISP 58 1.5. KIẾN TRÚC INTERNET (TT) access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access netaccess net access net But if one global ISP is viable business, there will be competitors . ISP B ISP A ISP C 59 1.5. KIẾN TRÚC INTERNET (TT) access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access netaccess net access net But if one global ISP is viable business, there will be competitors . which must be interconnected ISP B ISP A ISP C IXP IXP peering link Internet exchange point 60 1.5. KIẾN TRÚC INTERNET (TT) access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access netaccess net access net and regional networks may arise to connect access nets to ISPS ISP B ISP A ISP C IXP IXP regional net 61 1.5. KIẾN TRÚC INTERNET (TT) access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access net access netaccess net access net and content provider networks (e.g., Google, Microsoft, Akamai) may run their own network, to bring services, content close to end users ISP B ISP A ISP B IXP IXP regional net Content provider network 62 NỘI DUNG 1. Các khái niệm cơ bản 2. Các thành phần cơ bản của mạng 3. Phân loại mạng máy tính 4. Các mô hình kết nối mạng 5. Kiến trúc hạ tầng vật lý mạng Internet 6. Lịch sử ra đời và phát triển mạng Internet 63 1.6. LỊCH SỬ INTERNET 1961-1972: Thời kỳ đầu của mạng chuyển mạch gói 64  1961: Kleinrock – Chứng minh tính hiệu quả của mạng chuyển mạch gói  1964: Paul Baran-Nghiên cứu chuyển mạch gói trong mạng quân sự  1967: Mạng ARPAnet được đầu tư xây dựng dưới sự bảo trợ của ARPA  1969: Nút mạng ARPAnet đầu tiên hoạt động  1972: – ARPAnet chính thức công bố và vận hành – Ra đời giao thức điều khiển mạng NCP (Network Control Protocol - first host-host protocol ) – Chương trình e-mail đầu tiên – ARPAnet phát triển lên15 nút 1.6. LỊCH SỬ INTERNET (TT) 1961-1972: Thời kỳ đầu của mạng chuyển mạch gói 65 1.6. LỊCH SỬ INTERNET (TT) 1972-1980: Liên mạng, mạng mới, mạng độc quyền 66  1970: Mạng vệ tinh ALOHA ở Hawaii  1974: Kiến trúc kết nối liên mạng mới do Cerf và Kahn đề xuất  1976: Xerox PARC cho ra đời Ethernet  Cuối thập niên 70: một số mạng độc quyền DECnet, SNA, XNA  Cuối thập niên 70: mạng chuyển mạch gói (độ dài cố định-tiền thân của mạng ATM)  1979: ARPAnet có 200 nút Nguyên lý kết nối liên mạng của Cerf và Kahn – minimalism, autonomy - no internal changes required to interconnect networks. – best effort service model. – stateless routers. – decentralized control 1.6. LỊCH SỬ INTERNET (TT) 1980-1990: nhiều protocol mới, nhiều mạng mới 67  1983: deployment of TCP/IP  1982: SMTP e-mail protocol defined  1983: DNS defined for name-to-IP-address translation  1985: FTP protocol defined  1988: TCP congestion control  new national networks: CSnet, BITnet, NSFnet, Minitel  100,000 hosts kết nối (toàn bộ các mạng) 1.6. LỊCH SỬ INTERNET (TT) 68 Đầu thập niên1990: ARPAnet chính thức ngừng hoạt động 1991: NSFnet bỏ những hạn chế sử dụng NFS cho mục đích thương mại (đến 1995 NFSnet ngừng hoạt động) Đầu thập niên1990: Web – hypertext [Bush 1945, Nelson 1960’s] – HTML, HTTP: Berners-Lee – 1994: Mosaic, later Netscape – late 1990’s: Commercialization of the Web Cuối 1990’s – 2000’s:  Nhiều ứng dụng “chết người”: instant messaging, P2P file sharing.  Vấn đề an ninh mạng trở nên cấp thiết.  Khoảng 50 triệu host và hơn 100 triệu người dùng  Tốc độc đường trục backbone đạt cỡ Gbps 1990 - 2000’s: Thương mai điện tử, Web, new apps 1.6. LỊCH SỬ INTERNET (TT) 2005 – nay  ~3.8 billion hosts (smartphones and tablets)  Truy cập băng thông rộng  Truy cập không dây tốc độ cao có ở khắp nơi  Xuất hiện các “mạng xã hội” online  Facebook (1,591 bil users – 12/2015)  Twitter (0.35 bil users – 12/2015)  Các “ông lớn” (Google, Microsoft) xây dựng “mạng riêng”  Thông qua internet, các hãng cung cấp khả năng tìm kiếm, truy cập tức thời.  E-commerce, universities, enterprises running their services in “cloud” (eg, Amazon EC2) 69 SỐ LIỆU THỐNG KÊ (THAM KHẢO) Nguồn 70 Nguồn: ( tháng4/2016) SỐ LIỆU THỐNG KÊ (THAM KHẢO) Việt Nam 71 Nguồn: ( tháng 7/2016) SỐ LIỆU THỐNG KÊ (THAM KHẢO) 72 n : Tháng 4/2016 KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG TRONG MẠNG MÁY TÍNH Mô hình giao thức mạng hiện nay tuân theo kiến trúc phân tầng (layer architecture).  Mỗi tầng đảm nhận những chức năng nhất định.  Chỉ có tầng duới cùng là giao tiếp trực tiếp với nhau.  Một tầng từ tầng 2 trở lên chỉ giao tiếp với nhiều nhất hai tầng (kề trên, kề dưới).  Thông tin truyền từ tầng N của hệ thống 1 sang tầng N của hệ thống 2 phải truyền qua các tầng N-1  N-2 1 của hệ thống 1 và các tầng 12N-1 của hệ thống 2. 73 TRAO ĐỔI DỮ LIỆU GIỮA CÁC TẦNG 74 Data Data (N+1) PDU (N+1) PCI (N) PCI User (N+1) Layer (N) Layer PCI – Protocol Control Information PDU – Protocol Data Unit KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG (TT) 75 KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG (TT) 76 Telnet FTP packet radio coaxial cable fiber optic Application Transmission Media HTTP HTTPTelnet FTP packet radio coaxial cable fiber optic Application Transmission Media Transport & Network No-layered Layered HAI MÔ HÌNH THAM CHIẾU Open System Interconnection Reference Model (OSI Reference Model)  Đưa ra bởi ISO (International Organization for Standardization) năm 1984.  Mô hình tham chiếu lý thuyết cho các hệ thống mở nói chung.  7 tầng: Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, Application. TCP/IP Reference Model  Sử dụng cho mạng Internet.  4 tầng: Host-to-network, Internet, Transport, Application. 77 MÔ HÌNH THAM CHIẾU OSI Physical: binary transmission  signals, media, connectors, voltages Data Link: access to media  bits error control, flow control.  physical addressing, net topology. Network: address and best path  path selection, routing, addressing, internetwork. Transport: end-to-end transmission  data transportation, virtual circuit  error detection and recovery, information flow control Session: interhost communication  session management Presentation: data representation  data format, data syntax Application: network services to applications 78 79 TCP/IP LAYERS & PROTOCOLS Layers Protocols Network Access = Host-to-network = Data link + Physical Network = Internet TCP/IP VS OSI 80 81