Mạng máy tính - Tổng quan về mạng máy tính

HỌC PHẦNMẠNG MÁY TÍNHNETWORKINGNỘI DUNG ĐÃ HỌCCH 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH Vai trò của mạng máy tính và các vấn đề liên quan Phần cứng mạng Phần mềm mạng Các tổ chức tiêu chuẩn về mạng máy tính Đơn vị đo lườngNỘI DUNGCH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSI Mô hình tham chiếu TCP/IP So sánh mô hình OSI và TCP/IP Đánh giá về ưu, nhược điểm của các mô hìnhGiải thích vai trò và chức năng của giao thứcCác giao thức trên các thiết bị đầu cuối chỉ phụ thuộc vào thiết bị mà không phụ thuộc vào công nghệ. Cho phép chúng có thể làm việc được với nhau.Ưu điểm của việc phân lớp mạngDễ dàng nắm được nhiệm vụ của các giao thức mạng.Giúp các hãng sản xuất các thiết bị mạng có thể làm việc được với nhau.Thuận tiện trong việc thiết kế mạng.Cung cấp một ngôn ngữ chung để mô tả chức năng mạngƯu điểm của việc phân lớp mạngHiện nay có 2 mô hình chính: mô hình giao thức và mô hình tham khảo.Mô hình giao thức cung cấp một giao thức gần với một bộ giao thức nào đó. VD: mô hình TCP/IP.Mô hình tham khảo giúp các nhà sản xuất xem xét và so sánh sự khác nhau giữa các giao thức. VD: mô hình OSI. Mô hình tham chiếu OSICH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IPCH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSI a- Lớp Vật lýLớp vật lý liên quan đến việc truyền các bit dữ liệu thô trên kênh truyền. Yêu cầu đặt ra là phải có một cơ chế truyền, giao diện thời gian, mức điện áp sử dụng hợp lý, tương thích với các phương tiện truyền dẫn bên dưới.CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSI b- Lớp liên kết dữ liệuNhiệm vụ chính của lớp liên kết dữ liệu là chuyển đổi dữ liệu từ lớp dưới lên và cung cấp cho lớp mạng bên trên đảm bảo không xảy ra lỗi truyền dẫn. Nhiệm vụ này được Lớp liên kết dữ liệu thực hiện bằng cách chuyển đổi dữ liệu đầu vào thành các khung dữ liệu (có độ lớn khoảng vài trăm đến vài ngàn byte) và truyền đi một cách tuần tự. CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSI c- Lớp mạngLớp mạng là lớp điều khiển hoạt động của mạng con. Nhiệm vụ chủ yếu của nó là định tuyến gói dữ liệu từ nguồn đến đích, xác định thời điểm bắt đầu và kết thúc phiên truyền dữ liệu. Các tuyến truyền dữ liệu được hình thành từ các bảng định tuyến tĩnh hoặc định tuyến động. CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSI d- Lớp giao vậnChức năng cơ bản của lớp này là nhận dữ liệu từ lớp trên, chia nhỏ ra thành các đơn vị dữ liệu nếu cần, sau đó chuyển xuống lớp mạng, đảm bảo các đơn vị dữ liệu này đến đúng đầu thu. Lớp giao vận còn có nhiệm vụ xác định loại hình dịch vụ cung cấp cho lớp phiên và cho người sử dụng trên mạng. CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSI e- Lớp phiênLớp phiên cho phép người dùng thiết lập phiên làm việc giữa các máy trạm khác nhau. Phiên làm việc đưa ra nhiều dịch vụ khác nhau bao gồm điều khiển hội thoại, quản lý thẻ bài và đồng bộ. CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSI f- Lớp trình diễnKhông giống như các lớp khác chỉ liên quan đến việc vận chuyển bit dữ liệu, lớp trình diễn liên quan đến cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin truyền đi. Để máy tính có thể truyền đi các thông tin khác nhau, cần phải xác định cấu trúc dữ liệu truyền đi cùng với các chuẩn mã hóa dữ liệu. Lớp trình diễn quản lý các cấu trúc dữ liệu trừu tượng này và cho phép xác định cũng như trao đổi dữ liệu cấu trúc bậc cao.CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSIg- Lớp ứng dụngLớp ứng dụng chứa nhiều giao thức khác nhau cần thiết cho người sử dụng. Ví dụ, giao thức ứng dụng HTTP (là một giao thức cơ sở của WWW), các giao thức ứng dụng khác như giao thức truyền file FTP, e-mail,Các ứng dụng mạng: email, web, chat,...Định dạng biểu diễn dữ liệu, encryption, Thiết lập session, security, authenticationBảo đảm truyền nhận đúng dữ liệuQuản lý địa chỉ, tìm đường, truyền nhận các packet.Truyền nhận frame, kiểm tra và sửa lỗiKết nối vật lý, truyền các bit dữ liệuApplication7Presentation6Session5Transport4Network3Data Link2Physical1CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSICH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSIQui trình đóng gói và gửi dữ liệu qua mạng:Dữ liệu do con người tạo ra trên lớp 7 như voice, video, data.Phần cứng và phần mềm sẽ chuyển dữ liệu do con người tạo ra xuống lớp vật lý và chuyển qua môi trường mạng.CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSICác dịch vụ lớp ứng dụng sẽ khởi tạo quá trình truyền dữ liệu.CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSISau đó, dữ liệu được chuyển từ lớp ứng dụng xuống lớp vật lý. Mỗi khi đi qua một lớp, dữ liệu sẽ được chèn thêm thông tin điều khiển. Quá trình này gọi là đóng gói dữ liệu.CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu OSISau khi chuyển dữ liệu đến đích, tại đích diễn ra quá trình giải đóng gói dữ liệu. Dữ liệu được chuyển lớp vật lý lên lớp ứng dụng, mỗi khi qua một lớp các thông tin điều khiển được bóc tách. Dịch vụ ở lớp ứng dụng hiển thị thông tin này lên cho con người sử dụng.GIAO TIẾP QUA MÔ HÌNH OSIApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysical10010111001011010010110101011110101segmentspacketsframesDataDataDataDataCH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IPCác thiết bị hoạt động ở từng lớpSự đóng góiGiao tiếp máy - máyGói tin khi đi qua thiết bị lớp 1Gói tin khi đi qua thiết bị lớp 2Gói tin khi đi qua thiết bị lớp 3 Mô hình tham chiếu TCP/IPKhi nghiên cứu cách thức chuyển dl qua mạng từ host nguồn đến host đích, ta sử dụng mô hình OSI. Tuy nhiên, khi phát triển các giao thức người ta tiến hành nhóm một số lớp lại với nhau.CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu TCP/IPThập niên 60 DARPA phát triển Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) kết nối các mạng máy tính thuộc bộ quốc phòng Mỹ.Internet, mạng máy tính toàn cầu, sử dụng TCP/IP kết nối các mạng trên thế giới.CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP Mô hình tham chiếu TCP/IPLayer 4: Application (ứng dụng)Layer 3: Transport (vận chuyển)Layer 2: Internet Layer 1: Network access (truy cập mạng)CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IPLớp truy cập mạngKết hợp chức năng hai lớp vật lý và liên kết dữ liệu mô hình OSI.Các mô tả về chức năng, thủ tục, cơ học, điện họcTốc độ truyền vật lýKhoảng cách, các bộ kết nối vật lý.KhungĐịa chỉ vật lýCấu hình liên kết mạngSự đồng bộĐiều khiển lỗi, điều khiển lưu lượng.Lớp InternetGởi dữ liệu đến đích qua các mạng con (tương tự lớp mạng mô hình OSI). GóiMạch ảoTìm đường, bảng tìm đường, giao thức tìm đườngĐịa chỉ luận lýSự phân đoạnGiao thức Internet (IP).Lớp vận chuyểnLớp vận chuyển liên quan đến chất lượng dịch vụ như độ tin cậy, điều khiển lưu lượng và sửa lỗi (tương tự lớp vận chuyển mô hình OSI).Phân đoạn, dòng dữ liệuĐịnh hướng kết nối và không kết nốiĐiều khiển luồngPhát hiện và sửa lỗiTransmission control protocol (TCP).User datagram protocol (UDP).Lớp vận chuyểnTransmission control protocol (TCP).Giao thức có kết nối cho phép một luồng byte dữ liệu truyền từ máy nguồn đến máy đích trên mạng với độ tin cậy cao, không có lỗi. Ngoài ra, giao thức này còn có nhiệm vụ điều khiển luồng dữ liệu để tránh hiện tượng tràn dữ liệu ở đầu thu khi đầu phát có tốc độ dữ liệu cao hơnLớp vận chuyểnUser Datagram protocol (UDP).Giao thức không kết nối, độ tin cậy thấp, dành cho các ứng dụng không cần TCP hoặc không cần điều khiển luồng dữ liệu. Được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng yêu cầu về tính khẩn cấp của bản tin cao hơn độ chính xác, ví dụ như truyền tín hiệu thoại, tín hiệu video.TCP và UDP Port numberCả TCP và UDP đều có các ứng dụng khác nhau. Mỗi ứng dụng có 1 hoặc nhiều port. Các ứng dụng từ lớp Transport đẩy lên các lớp trên thông qua các port này (hay còn gọi là socket).Lớp vận chuyểnLớp ứng dụngKết hợp chức năng của ba lớp phiên, trình bày, ứng dụng trong mô hình OSI. FTP, HTTP, SMNP, DNS ...Định dạng dữ liệu, cấu trúc dữ liệu, mã hoá Điều khiển đối thoại Chồng giao thức TCP/IPMô hình tham chiếu TCP/IPMô hình tham chiếu TCP/IPMô hình TCP/IP mô tả các giao thức tạo nên một chồng giao thức TCP/IP. Các giao thức này hoạt động với nhau trên một phiên làm việc end to end.Tạo dữ liệuPhân mảnh và đóng gói dữ liệu.Chuyển dl vào đường dẫn vật lý.Truyền dữ liệuNhận dữ liệuGiải đóng góiChuyển lên lớp ứng dụngQuá trình đóng gói dữ liệu (Encapsulasion): tạo dữ liệu  phân mảnh gói tin  đóng gói phần header tùy theo giao thức  Truyền qua môi trường mạng.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Web server xử lý các trang HTML và đẩy xuống lớp transport.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Lớp Transport đóng gói dữ liệu vào các segmentation và chuyển xuống lớp internet.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Lớp Internet đưa các Segment vào trong gói IP. Phần đầu chứa IP nguồn và IP đích.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Lớp Network Access, các giao thức Ethernet sẽ đóng gói gói tin IP vào thành các Frame Enthernet.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Các Frame Ethernet tiếp tục chuyển sang các bit nhị phân ở dạng 0 và 1 xuống đường truyền để truyền đi qua mạng.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Quá trình nhận: các bit nhị phân được đẩy lên lớp Network Access để tạo lại các Ehternet Frame.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Frame Header và Frame Trailer sẽ được bóc tách trước khi đưa lên lớp Internet.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Gói tin IP gỡ bỏ phần IP header rồi đẩy lên lớp Transport.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Tại lớp Transport, các Segmentation được gỡ bỏ để đẩy dữ liệu lên lớp Application để tái tạo lại dữ liệu gốc.Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình trao đổi web giữa web server và web client thông qua mô hình TCP/IP:Dữ liệu này sau đó được đưa lên trình duyệt web để hiển thị lên màn hình cho người sử dụng đầu cuối.Mô hình tham chiếu TCP/IPĐể trao đổi dữ liệu, các thiết bị đầu cuối cần có địa chỉ. Có nhiều loại địa chỉ trên mạng: địa chỉ cổng nguồn, cổng đích; địa chỉ IP nguồn, đích; địa chỉ Mac nguồn, đích được chèn vào phần đầu gói tin trong quá trình đóng gói (encapsulation).Mô hình tham chiếu TCP/IPQuá trình gửi tin từ địa chỉ 209.165.202.130 đến địa chỉ: 209.165.200.230.Mô hình tham chiếu TCP/IP So sánh mô hình TCP/IP và OSISo sánh mô hình TCP/IP và OSIGiống nhau:Đều phân lớp.Đều có lớp ứng dụng.Đều có lớp mạng và lớp vận chuyểnKỹ thuật chuyển mạch gói.So sánh mô hình TCP/IP và OSIKhác nhau:TCP/IP kết hợp lớp trình bày và phiên vào lớp ứng dụng.TCP/IP kết hợp lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý và một lớp truy cập mạng.TCP/IP đơn giản hơn vì ít lớp hơnBộ giao thức TCP/IP là chuẩn trên Internet. So sánh mô hình TCP/IP và OSIKhác nhau:Về mặt kết nối, mô hình OSI hỗ trợ cả truyền dữ liệu có kết nối và không có kết nối ở Lớp Mạng và truyền tin có kết nối ở Lớp Giao vận. Trong khi đó, mô hình TCP/IP chỉ hỗ trợ một phương thức truyền tin không kết nối ở Lớp Mạng nhưng ở Lớp Giao vận lại hỗ trợ cả 2 phương thức truyền tin có kết nối và không kết nối Trong mô hình OSI phân biệt 3 khái niệm cơ bản: Dịch vụ Giao diện Giao thứcSo sánh mô hình TCP/IP và OSIMô hình OSIVề thời điểmVề kỹ thuậtVề triển khai mô hìnhVề quan điểmĐánh giá về ưu, nhược điểm của các mô hìnhMô hình TCP/IPKhông phân biệt rõ ràng các khái niệm về dịch vụ, giao diện và giao thức.Không mang tính tổng quát và có tính tương thích kém.Không phân biệt rõ ràng giữa một lớp và một giao diện. Chẳng hạn lớp host – to – network chỉ là một giao diện, không phải là một lớp.Không phân biệt rõ nhiệm vụ của lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu.Có nhiều giao thức mang tính chuyên biệt, không theo thể thức, các giao thức này lại được phân phối tự do nên nhanh chóng trở thành phổ biến, được sử dụng rộng rãi và khó thay thế. Đánh giá về ưu, nhược điểm của các mô hìnhTóm lại, mặc dù vẫn còn những vấn đề tồn tại, mô hình OSI vẫn được sử dụng để nghiên cứu về các mạng máy tính. Mô hình TCP/IP là mô hình có cấu trúc không rõ ràng bằng mô hình OSI nhưng các giao thức của nó lại được sử dụng một cách rộng rãi. Chính vì vậy, giáo trình này đưa ra một mô hình lai như mô tả ở hình vẽ sau khắc phục được các nhược điểm của 2 mô hình trên. Đánh giá về ưu, nhược điểm của các mô hìnhTHE END.CH 2. MÔ HÌNH THAM CHIẾU VÀ GIAO THỨC TCP/IP