Giới thiệu các mạng máy tính thông dụng nhất

5. CÂU HỎI ÔN TẬP:

1. Hiểu thế nào là mạng máy tính. Hãy trình bày tóm tắt chức năng các thành phần chủ yếu của một mạng máy tính ?

3. Trình bày nguyên tắc hoạt động của mạng chuyển mạch kênh (Circuit Switched Networks).

4. Trình bày nguyên tắc hoạt động của mạng chuyển mạch gói (Packet Switched Networks). Vì sao nói kỹ thuật chuyển mạch gói có hiệu suất kênh truyền cao, vì sao ?

5. Vì sao mạng chuyển mạch gói có tốc độ trao đổi thông tin nhanh hơn tốc độ trao đổi thông tin trong mạch chuyển mạch tin báo?

6. Hiểu thế nào là mạng cục bộ LAN (Local Area Networks) và nêu các đặc trưng cơ bản của nó.

7. Hiểu thế nào là mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Networks) và nêu đặc trưng cơ bản của nó.

8. Hiểu thế nào là mạng diện rộng WAN và nêu những đặc trưng của mạng diện rộng ?

CHƯƠNG 2

MÔ HÌNH HỆ THỐNG MỞ OSI

Mã bài: MH14-02

Sau khi học xong bài học này, sinh viên có khả năng:

- Trình bày được khái niệm và cấu trúc của các lớp trong mô hình OSI.

- Trình bày được nguyên tắc hoạt động và chức năng của từng lớp trong mô hình.

- Thực hiện các thao tác an toàn với máy tính.

Nội dung chính :

1. Mô hình tham khảo OSI:

Để giảm độ phức tạp thiết kế, các mạng được tổ chức thành một cấu trúc đa tầng, mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước nó và sẽ cung cấp một số dịch vụ cho tầng cao hơn. Ở mỗi tầng có hai quan hệ: theo chiều ngang và theo chiều dọc. Quan hệ theo chiều ngang nói lên sự hoạt động của các máy tính đồng tầng có nghĩa là chúng phải hội thoại được với nhau trên cùng một tầng. Muốn vậy thì phải có qui tắc để hội thoại mà ta gọi đó là giao thức hay thủ tục (Protocol). Quan hệ theo chiều dọc là quan hệ giữa các tầng kề nhau trong cùng một máy, giữa hai tầng có một giao diện ghép nối, nó xác định các thao tác nguyên thuỷ và các dịch vụ mà tầng dưới cung cấp cho tầng trên, Tình trạng không tương thích giữa các mạng trên thị trường gây nên trở ngại cho người sử dụng các mạng khác nhau. Chính vì thế cần xây dựng một mô hình chuẩn làm cho các nhà nghiên cứu và thiết kế mạng để tao ra các sản phẩm mở về mạng. Việc nghiên cứu sự kết nối hệ thống mở đã được tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế đề ra vào tháng 3/1977 với mục tiêu kết nối các hệ thống sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hoá trong lĩnh vực viễn thông-tin học. Và vào năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn quốc tế đã công bố mô hình OSI (Open System Interconnections-hệ thống ghép nối hệ thống mở) bao gồm 7 tầng:

• 
  Tầng 1 (tầng vật lý-Physical): cung cấp các phương tiện truyền tin, thủ tục khởi động, duy trì huỷ bỏ các liên kết vật lý cho phép truyền các dòng dữ liệu dở dòng bit.
  
• 
  Tầng 2 (tầng liên kết dữ liệu-Data Link): thiết lập, duy trì, huỷ bỏ các liên kết dữ liệu kiểm soát luồng dữ liệu, phát hiện và khắc phục các sai sót truyền tin.
  
• 
  Tầng 3 (tầng mạng-Network): chọn đường truyền tin trong mạng, thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu, khắc phục sai sót, cắt hợp dữ liệu.
  
• 
  Tầng 4 (tầng giao vận-Transport): kiểm soát giữa các nút của luồng dữ liệu, khắc phục sai sót, có thể thực hiện ghép kênh và cắt hợp dữ liệu.
  
• 
  Tầng 5 (tầng phiên-Session): thiết lập, duy trì đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông. Liên kết phiên phải được thiết lập thông qua đối thoại và các tham số điều khiển.
  
• 
  Tầng 6 (tầng trình dữ liệu-Presentation): biểu diễn thông tin theo cú pháp dữ liệu của người sử dụng. Loại mã sử dụng và vấn đề nén dữ liệu.
  
• 
  Tầng 7 (tầng áp dụng-Application): là giao diện giữa người và môi trường hệ thống mớ. Xử lý ngữ nghĩa thông tin, tầng này cũng có chức năng cho phép truy cập và quản chuyển giao tệp, thư tín điện tử .
  

Những dữ liệu lưu thông trên mạng nói chung có thể chia làm hai nhóm: các yêu cầu được tạo ra ở máy tính nguồn và các hồ đáp từ nơi mà yêu cầu kia được gửi đến. Đơn vị cơ bản của dữ liệu mạng là gói dữ liệu (packet). Thông tin muốn đi ngang qua một mạng nào đó thì phải đi xuống dọc theo một chồng giao thức, khi nó đi qua chồng giao thức đó nó trải qua những quá trình đóng gói và đóng gói lại. Những cách thức đóng gói tuỳ thuộc vào các khuôn dạng và các lược đồ biểu diễn được qui định cho những giao thức có mặt tại mỗi lớp của chồng giao thức đó. Phần quan trọng nhất của mỗi gói là một yêu cầu hoặc hồi đáp cho một yêu cầu. Tuy nhiên, gói cũng phải chứa địa chỉ mạng, một phương tiện để hồi báo rằng gói đã đến địa chỉ đích của nó. Một cơ chế kiểm tra lỗi để đảm bảo rằng gói đến đích trong tình trạng giống như khi nó được gửi đi, một cơ chế định thời gian để đảm bảo rằng gói không được gửi đi quá nhanh, đây gọi là sự kiểm soát dòng. Sự phân phối có đảm bảo, sự kiểm tra lỗi và sự kiểm soát dòng được cung cấp dưới dạng những thông tin được chứa trong các khung dữ liệu, vốn tạo ra bởi các lớp khác nhau của mô hình OSI. Khi gói đi xuyên qua các lớp của mô hình OSI, phía trước của nó được các giao thức đặt thêm vào những phần đầu đề (header) gồm một chuỗi các trường nào đó, còn đằng sau có thể được nối thêm phần đuôi vốn cũng gồm một chuỗi các trường nào đó.

Nhưng trước khi truyền nó phải được thiết lập kết nối, có nghĩa là hai thực thể ở cùng tầng ở hai đầu liên kết sẽ thương lượng với nhau về tập tham số sử dụng trong quá trình truyền dữ liệu. Quá trình truyền dữ liệu thực hiện như sau: Dữ liệu được gửi hoặc nhận từ một lớp trên cùng đó là lớp 7 (Application), lớp cao nhất của mô hình OSI. Nó được chuyển xuống dưới đến lớp 6 (Presentation), nơi quá trình bao gói bắt đầu.Từ đây, dữ liệu được bao lại trong một phần đầu đề, gồm các thông tin nhận diện và trợ giúp để chuyển tiếp dữ liệu đến một lớp nào đó khi nó được chuyển xuống đến lớp kế đó. Cũng giống ở trên khi dữ liệu ngang qua các lớp 5 (Session), lớp 4 (Transport), lớp 3 (Network) những giao thức hoạt động ở các lớp đó gắn thêm một phần đầu đề khác ở mỗi lớp và có thể dữ liệu được phân thành những mảnh nhỏ hơn để dễ quản lý hơn. Khi dữ liệu đi đến lớp 2 (Data Link) các giao thức tại chỗ đó sẽ lắp ráp dữ liệu thành các khung bằng cách gắn thêm vào một phần đầu và một phần cuối, sau đó các khung được chuyển xuống lớp 1 (Physical) để truyền đi trên phương tiện nối mạng. Khi các khung đến đích cảu nó, quá trình đó được lặp lại theo chiều ngược lại quá trình này được gọi là tách bỏ liên kết. Có nghĩa là qua mỗi tầng các phần đầu và phần cuối được gắn vào trên các tầng tương ứng khi gửi dữ liệu sẽ được tháo ra và so sánh. Ở trên là mạng chuyển mạch gói được truyền theo phương pháp có liên kết. Nếu chuyển mạch gói được truyền dưới dạng không liên kết thí chỉ có một giai đoạn truyền dữ liệu (các gói dữ liệu) được truyền độc lập với nhau theo một con đường xác định bằng cách trong mỗi gói dữ liệu chứa địa chỉ đích.

Hình 2.2: Mô hình OSI

iệc nghiên cứu về OSI đ­ược bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với các mục tiêu nhằm nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác. Ưu điểm chính của OSI là ở chỗ nó hứa hẹn giải pháp cho vấn đề truyền thông giữa các máy tính không giống nhau. Hai hệ thống, dù có khác nhau đều có thể truyền thông với nhau một các hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều kiện chung sau đây:

Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông.

Các chức năng đó đư­ợc tổ chức thành cùng một tập các tầng. các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng như­ nhau.

Các tầng đồng mức khi trao đổi với nhau sử dụng chung một giao thức

Mô hình OSI tách các mặt khác nhau của một mạng máy tính thành bảy tầng theo mô hình phân tầng. Mô hình OSI là một khung mà các tiêu chuẩn lập mạng khác nhau có thể khớp vào. Mô hình OSI định rõ các mặt nào của hoạt động của mạng có thể nhằm đến bởi các tiêu chuẩn mạng khác nhau. Vì vậy, theo một nghĩa nào đó, mô hình OSI là một loại tiêu chuẩn của các chuẩn.

* Nguyên tắc sử dụng khi định nghĩa các tầng hệ thống mở

Sau đây là các nguyên tắc mà ISO quy định dùng trong quá trình xây dựng mô hình OSI

Không định nghĩa quá nhiều tầng để việc xác định và ghép nối các tầng không quá phức tạp.

• 
  Tạo các ranh giới các tầng sao cho việc giải thích các phục vụ và số các tương tác qua lại hai tầng là nhỏ nhất.
  
• 
  Tạo các tầng riêng biệt cho các chức năng khác biệt nhau hoàn toàn về kỹ thuật sử dụng hoặc quá trình thực hiên.
  
• 
  Các chức năng giống nhau đ­ược đặt trong cùng một tầng.
  
• 
  Lựa chọn ranh giới các tầng tại các điểm mà những thử nghiệm trong quá khứ thành công.
  
• 
  Các chức năng đ­ược xác định sao cho chúng có thể dễ dàng xác định lại, và các nghi thức của chúng có thể thay đổi trên mọi hư­ớng.
  
• 
  Tạo ranh giới các tầng mà ở đó cần có những mức độ trừu tư­ợng khác nhau trong việc sử dụng số liệu.
  
• 
  Cho phép thay đổi các chức năng hoặc giao thức trong tầng không ảnh hưởng đến các tầng khác.
  
• 
  Tạo các ranh giới giữa mỗi tầng với tầng trên và d­ưới nó.