Trường Đại học Điện lực Tập đoàn Điện lực Việt Nam

Mạng máy tính (MMT) 1.4.1. Khái niệm

tải về 1.67 Mb.

trang	9/48
Chuyển đổi dữ liệu	18.07.2016
Kích	1.67 Mb.
	#1821

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 48

1.4. Mạng máy tính (MMT)

1.4.1. Khái niệm

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính nối với nhau bằng những đường truyền vật lý, theo một kiến trúc nhất định.
Khi nói về kiến trúc mạng ta muốn nói tới hai khía cạnh:

• Tô pô của mạng (topology): đó là cách liên kết các máy với nhau về phương diện hình học.

• Giao thức của mạng (protocol): đó là các quy ước truyền thông để các máy tính trong mạng có thể liên lạc, trao đổi thông tin vơi nhau.
Đường truyền vật lý dùng để chuyển các tín hiệu điện tử giữa các máy tính. Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on/off). Tất cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ (EM) nào đó, trải từ các tần số radio tới sóng cực ngắn (viba) và tia hồng ngoại. Tùy theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu.

Các máy tính được kết nối thành mạng máy tính nhằm đạt tới các mục tiêu chính dưới đây:

• Làm cho các tài nguyên có giá trị cao ( thiết bị, chương trình, dữ liệu, …) trở nên khả dụng với bất kỳ người sử dụng nào trên mạng.

• Tăng độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố đối với một máy tính nào đó (đặc biệt quan trọng với các ứng dụng thời gian thực).

1.4.2. Phân loại mạng máy tính

Có nhiều cách phân loại mạng khác nhau tùy thuộc vào yếu tố chính được chọn để làm chỉ tiêu phân loại, chẳng hạn là “khoảng cách địa lý”, “kỹ thuật chuyển mạch”, “kiến trúc mạng”, …
Nếu xét theo “khoảng cách địa lý” thì người ta chia thành các loại mạng sau:

• Mạng cục bộ (LAN - Local Area Networks): là mạng được cài đặt trong phạm vi tương đối nhỏ, chẳng hạn một tòa nhà, khu trường học, …

Hình 1.21: Mạng LAN theo tô pô mạng Bus
Mạng cục bộ có những đặc trưng công nghệ sau:

Kích thước nhỏ, thời gian truyền trong mạng bị giới hạn và phải biết trước.
Tốc độ truyền cao, 1 Mbps - 100 Mbps
Không có quan hệ Master-Slave, các máy tính cộng tác trong việc điều khiển truy cập đường truyền chung.
Phương thức trao đổi: broadcast, connectionless,
To pô mạng: bus, ring, star, tree,

• Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Networks): là mạng được cài đặt trong phạm vi rộng có thể vượt qua biên giới thậm chí cả lục địa. Tuy nhiên tốc độ truy truyền dữ liệu chậm và kém an toàn hơn so với LAN.

Hình 1.22a. Sơ đồ một WAN liên kết các LAN thông qua các bộ dẫn đường
Có thể xây dựng mạng rộng bằng cách liên kết các mạng cục bộ qua các đường truyền viễn thông (như cáp quang, các đường truyền riêng, vệ tinh. . .) thông qua các thiết bị kết nối. Các thiết bị này gọi là bộ dẫn đường hay định tuyến (router) có chức năng dẫn các luồng tin theo đúng hướng. Người ta sử dụng router để kết nối các LAN (để tạo nên những WAN) và để kết nối các WAN (để tạo nên các WAN lớn hơn).
• Mạng toàn cầu (GAN - Global Area Networks): Phạm vi mạng trải rộng khắp các lục địa của trái đất. Internet là một mạng toàn cầu.

1.5. Internet

1.5.1. Internet là gì?

Internet là một mạng kết nối hàng trăm mạng trên thế giới, liên kết các trường đại học, viện nghiên cứu, chính phủ, các doanh nghiệp thương mại, các tổ chức và các cá nhân khác nhau. Mạng Internet có mặt ở nhiều quốc gia, nhiều bang và có thể bao gồm nhiều mạng miền cùng hằng trăm mạng con của các trường học và những thư viện nghiên cứu, hàng trăm ngàn điểm thương mại. Internet có thể đến hầu như mọi miền trên thế giới, hệ máy tính lớn (mainframe), trạm làm việc (workstation), máy server, và máy vi tính cá nhân đều có thể nối được đến Internet.

Có thể nói Internet là mạng của các mạng vì Internet là sự kết nối của các mạng thông qua các bộ dẫn đường router. Người ta cũng nói Internet là mạng toàn cầu vì Internet hiện nay là một mạng rộng của vài trăm triệu máy tính trên phạm vi toàn cầu. Chính xác hơn, Internet là mạng toàn cầu sử dụng giao thức TCP/IP. Điểm khác với các mạng máy tính thông thường là ở chỗ Internet không có chủ và không có mạng nào điều hành mạng nào. Các mạng máy tính hay các máy đơn lẻ cố thể tham gia tự nguyện vào Internet. Người tham gia mạng có khả năng khai thác tài nguyên (resources) thông tin thậm chí các thiết bị trên các mạng thành viên khác và cũng có nghĩa vụ tạo ra các nguồn tài nguyên cho người khác sử dụng. Chính vì vậy, về mặt thông tin Internet được xem là một kho tài nguyên thông tin toàn cầu. Dĩ nhiên để có thể làm điều này các máy tính tham gia InterNet phải có một địa chỉ nhất quán để các máy khác liên kết được. Mặc dù InterNet không có chủ những vẫn có nhưng tổ chức phi lợi nhuận, phi chính phủ (non profit , non govermental) quản lý việc cấp địa chỉ và nghiên cứu các chính sách cũng như công nghệ trên Internet.

Hình 1.22b

1.5.2 Giao thức TCP/IP ^[2^]

Có hàng chục giao thức dùng với Internet trong đó có hai giao thức chính là giao thức định địa chỉ và chọn đường có tên là IP (Internet Protocol) và điều khiển việc truyền tin có tên là TCP (Transmission Control Protocol).
1.5.2.1. Địa chỉ IP
Để tham gia Internet, các thực thể truyền thông (máy tính và các thiết bị mạng có các hoạt động xử lý - trong tiếng Anh gọi là host) cần được cấp một địa chỉ gọi là địa chỉ IP . Mỗi địa chỉ IP là một số cho trong 4 byte. Người ta sử dụng cách viết gọi là dạng “dot decimal” để dễ đọc địa chỉ, theo đó giá trị trong mỗi byte được viết thành một số thập phân. Các số thập phân này tách nhau bởi dấu chấm ví dụ 192.13.23.120. Ta biết rằng số nguyên ghi trong một byte có giá trị nằm trong khoảng từ 0 đến 255.
Địa chỉ IP được chia làm nhiều lớp có kiểu là A, B, C, D. . . Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở khả năng tổ chức các cấu trúc con của nó. Ví dụ một địa chỉ lớp B có thể cho tới 65535 địa chỉ của các máy trong mạng còn một địa chỉ lớp C chỉ có thể cho 255 địa chỉ.
Cấu trúc một địa chỉ IP 32 bit được mô tả trong hình 1.23 dưới đây:

Mã lớp	Địa chỉ mạng	Địa chỉ máy trên mạng (host)
Lớp A
0	7 bit địa chỉ mạng	24 bit địa chỉ máy trên mạng
Như vậy có 2⁷ mạng địa chỉ lớp A và mỗi lớp A cho phép đánh địa chỉ cho 2²⁴ máy Lớp B
1 0	14 bit địa chỉ mạng		16 bit địa chỉ máy trên mạng
Như vậy có 2⁷ mạng địa chỉ lớp B và mỗi lớp B cho phép đánh địa chỉ cho 2¹⁶ máy Lớp C
110	21 bit địa chỉ mạng			8 bit địa chỉ máy trên mạng
Như vậy có 2⁷ mạng địa chỉ lớp C và mỗi lớp C cho phép đánh địa chỉ cho 2⁸ máy

Hình 1.23: Cấu trúc địa chỉ IP của lớp A, B, C.
Cấu trúc của một gói tin trong giao thức IP
Thông tin truyền đi trên Internet không chỉ chính là nội dung cần truyền mà nó được đóng gói theo một cấu trúc được quy định, trong đó có một số thông tin kiểm soát việc truyền tin. Các thông tin này được ghi ở phía đầu gói tin gọi là header. Hình 1.24 minh hoạ cấu trúc của gói tin truyền đi trên Internet (trong tiếng Anh gọi là các IP packet). Phần header gồm ít nhất 20 byte chứa một số thông tin được minh họa trong 5 dòng đầu tiên.

Hình 1.24: Cấu trúc gói tin truyền đi trên Internet.
Phần dữ liệu là nội dung thông tin cần chuyển đi. Vùng tuỳ chọn không nhất thiết phải có. Nếu ta muốn mở rộng header để đưa thêm một số thông tin kiểm soát truyền thông thì sẽ lấy thêm phần tuỳ chọn. Ta nêu ý nghĩa của một số trường để hiểu rõ hơn cách kiểm soát truyền tin trên Internet.

• Độ dài header là chiều dài vùng mô tả vùng header của gói tin không kể phần dữ liệu tính theo đơn vị 4 byte. Bình thường giá trị đó sẽ là 5 (20 byte). Nếu phần tuỳ chọn được dùng thì số này có thể thay đổi.

• Độ dài gói tin là độ dài tính theo byte của toàn bộ gói tin kể cả phần header. Do phần này sử dụng 2 byte nên chiều dại cực đại có thể lên tới 65535 byte nhưng trên thực tế các gói tin có độ dài ngắn hơn nhiều – mặc định là 1518 byte cho phù hợp với độ dài các frame trong mạng cục bộ theo kiểu Ethernet.

• Định danh gói tin, cờ và offset phân đoạn có liên quan đến giao thức truyền TCP mà ta sẽ nói sau. Một bản tin dài sẽ được cắt thành nhiều gói có chung một định danh gói tin. Khi đó cờ sẽ cho biết các gói tin nào là gói tin cuối cùng, gói tin nào chưa phải cuối cùng. Còn offset cho biết gói tin này bắt đầu từ vị trí nào trong bản tin.

• Thời gian sống là số đo thời gian còn lại được phép tồn tại trên mạng trong quá trình lưu chuyển. Khi gói tin mới được tạo lập thời gian sống mặc định được đặt là 255 (giây). Các gói tin được chuyển tiếp qua các router, trước khi chuyển tiếp, thời gian sống được giảm đi thời gian đã chờ trên router, ít nhất cũng giảm đi 1. Nếu thời gian này giảm tới 0 thì gói tin này bị huỷ bỏ và một thông báo được chuyển lại nơi phát gói tin này để thông báo.

• Truờng giao thức dùng để thông báo giao thức nào đang được sử dụng đối với gói tin này, ví dụ TCP hay UDP.

• Tổng kiểm tra nhằm kiểm soát header được truyền đi có lỗi hay không. Khi nhận được gói tin, nơi nhận sẽ tiến hành tính lại tổng kiểm tra đối với header. Nếu số này không trùng với tổng kiểm tra gửi đi thì gói tin được xem là hỏng.

• Địa chỉ nguồn và địa chỉ đích là các địa chỉ IP của trạm nguồn và trạm đích.

Giao thức chọn đường tĩnh
Ta đã biết, các mạng liên kết với nhau thông qua các máy tính đặc biệt có chức năng dẫn đường gọi là router. Công việc của các router là khi nhận một gói tin nó chuyển gói tin đi đúng kênh cần thiết. Một router có thể có nhiều cổng nối với nhiều mạng khác. Người ta cài đặt sẵn một bảng ở router gọi là bảng chọn đường. Trong bảng chọn đường bao giờ cũng chỉ định một cổng gọi là cổng mặc định (default) sao cho nếu địa chỉ đích không có mặt trong bảng chọn đường thì gói tin sẽ được tự động chuyển theo đường mặc định. Giả sử ta có một mạng cục bộ với địa chỉ lớp C là 247.165.32.*.Ví dụ sau đây cho hình ảnh của một bảng chọn đường của một router có 5 cổng, 4 cổng nối ra ngoài gọi là cổng WAN và một cổng nối vào trong gọi là cổng LAN. Đương nhiên là chỉ có thể dẫn đường đi theo cổng WAN.

Cổng mặc định	Cổng WAN 1
203.195.16.*	Cổng WAN 2
162.34..	Cổng WAN 3
176.15..	Cổng WAN 4
247.165.32.*	Cổng LAN 5

Khi đó nếu router phát hiện thấy có gói tin gửi ra ngoài có địa chỉ đích là 162.34.56.123 sẽ được gửi theo cổng 3; gói tin có địa chỉ đích 203.195.16.234 sẽ được gửi theo cổng số 2 còn nếu gói tin không thuộc nhóm các địa chỉ nói trong cổng 2, 3, 4 và 5 thì sẽ gửi theo cổng mặc định - cổng 1. Thông thường cổng mặc định là cổng gửi lên mạng cấp trên.

Một tình trạng có thể xảy ra là các router thiết lập các đường mặc định thành một vòng kín. Khi đó liệu có một gói tin với địa chỉ vô thừa nhận có thể bị chạy mãi trên mạng hay không. Điều này không xảy ra vì sau một thời gian, thời gian sống của gói tin không còn và gói tin sẽ bị huỷ bỏ. Bằng cơ chế trên các gói tin trên mạng Internet được hướng chính xác tới đích. Nhiều hệ thống sử dụng giao thức chọn đường động. Những gói tin mặc dù đến cùng đến một địa chỉ nhưng khi thì router gửi theo đường này, khi thì router gửi theo đường khác tuỳ theo chi phí và tình hình tại thời điểm xử lý gói tin. Ví dụ khi đường này đang quá tải thì có thể phải chọn đường khác. Ngay trong truờng hợp không đường nào quá tải router vẫn có thể gửi đi theo nhiều đường để tăng tốc độ truyền. Vì thế khi ta gửi một thư điện tử trên mạng internet qua Mỹ, rất có thể một phần thư đi qua Australia theo đường vệ tinh, phần còn lại qua Hồng kông theo cáp quang biển rồi nhập lại với nhau ở một máy tại Mỹ.
1.5.2.2. Giao thức TCP
Nếu IP là giao thức dùng để chuyển tin tức từ máy này đến máy kia (host –to – host) thì TCP cũng là một giao thức liên quan đến phương thức chuyển các gói tin từ một ứng dụng đang chạy trên máy này đến một ứng dụng đang chạy ở máy tính kia mạng kia (end – to – end). Khác với IP, TCP không quan tâm tới vấn đề đường đi (địa chỉ và dẫn đường) mà chỉ quan tâm tới đảm bảo chất lượng của việc truyền tin. Việc kiểm soát truyền giữa các mạng thực hiện ở router, còn việc kiểm soát chất lượng truyền tin thực hiện ở tại các máy tính tham gia truyền thông.
Một bản tin nếu lớn sẽ bị cắt thành các gói tin nhỏ hơn theo một định dạng nhất định. Chính TCP sẽ tạo định danh và đánh số gói tin (như đã thấy trong cấu trúc của gói tin IP ) và được gửi tơí địa chỉ đích. TCP sẽ kiểm soát luôn cả sự chính xác, nếu một gói tin nào bị hỏng TCP sẽ yêu cầu bên phát gửi lại thông qua chế độ xác nhận. TCP cũng đảm bảo các gói tin không bị trùng lặp. Khi đủ các gói của bản tin, chính TCP sẽ lắp ráp các gói tin theo đúng thứ tự để khôi phục nguyên dạng bản tin. Ngoài ra TCP còn kiểm soát cả một số chế độ truyền tin như độ khẩn, thông báo về xác nhận, thiết lập kết nối.

Каталог: images
images -> Hướng dẫn sử dụng Dropbox Để sử dụng được Dropbox
images -> BÀi thuyết trình cách xáC ĐỊnh và chế ĐỘ pháp lý CỦa các vùng biển theo công ưỚc của liên hiệp quốc về luật biển năM 19821
images -> Céng hßa x· héi chñ nghÜa viÖt nam Độc lập tự do hạnh phúc
images -> Lúa gạo Việt Nam Giới thiệu
images -> Trung Tâm kt tc-đl-cl
images -> Số: 105/2008/QĐ-ttg CỘng hòa xã HỘi chủ nghĩa việt nam độc lập Tự do Hạnh phúc
images -> ChuyêN ĐỀ ĐẠi số TỔ HỢP, XÁc suất kiến thức cơ bản Đại số tổ hợp
images -> BỘ giáo dục và ĐÀo tạo trưỜng đẠi học luật tp. HỒ chí minh dưƠng kim thế nguyên thủ TỤc phá SẢn các tổ chức tín dụng theo pháp luật việt nam
images -> Review of Condor, Sun Grid Engine and pbs