Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Mạng máy tính cơ bản - Phạm Tuấn Hiệp

Bài giảng Môn: MẠNG MÁY TÍNH Biên soạn: Phạm Tuấn Hiệp Tài liệu tham khảo:  www.google.com Chương 1 MẠNG MÁY TÍNH CƠ BẢN Nội dung chính:  Các khái niệm  Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính  Phân loại mạng máy tính  Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ Các khái niệm • Network là một hệ thống phức tạp kết nối giữa các đối tượng hay con người Các khái niệm • Thuật ngữ “Computer Network” đề cập đến việc kết nối những máy tính hoạt động độc lập lại với nhau thông qua môi trường truyền thông Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính • Một mạng máy tính có các đặc trưng kỹ thuật cơ bản như sau: – Đường truyền – Kỹ thuật chuyển mạch – Kiến trúc mạng – Hệ điều hành mạng Đường truyền • là các phương tiện vật lý có khả năng truyền dẫn dữ liệu, gồm các loại: – Hữu tuyến: cáp xoán, cáp đồng trục, cáp quang, – Vô tuyến: sóng radio, viba, sóng hồng ngoại, • Chế độ truyền – Simplex : chỉ theo 1 hướng, 1 trạm truyền và trạm kia nhận – Half Duplex : mỗi trạm có thể truyền dữ liệu nhưng không đồng thời – Full Duplex : tất cả các trạm truyền nhận dữ liệu một cách đồng thời Kỹ thuật chuyển mạch • là đặc trưng kỹ thuật chuyển tín hiệu giữa các nút trong mạng, các nút mạng có chức năng hướng thông tin tới đích nào đó trong mạng, hiện tại có những kỹ thuật chuyển mạch như sau: – Kỹ thuật chuyển mạch kênh – Kỹ thuật chuyển mạch thông báo – Kỹ thuật chuyển mạch gói Kiến trúc mạng (Network Architecture) • Kiến trúc mạng máy tính thể hiện cách nối các máy tính với nhau và tập hợp các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt • Khi nói đến kiến trúc mạng người ta thường nói đến hai vấn đề – Mô hình mạng (Network Topology) – Giao thức mạng (Network Protocol) Kiến trúc mạng (Network Architecture) • Mô hình mạng (Network Topology) – Là kiểu bố trí, sắp xếp các máy tính, dây cáp và các thiết bị mạng với nhau về mặt hình học. – Mô hình mạng gồm 3 cấu hình cơ bản như sau: • BUS (Trục thẳng) • STAR (Hình sao) • RING (Vòng) Kiến trúc mạng (Network Architecture) • Giao thức mạng (Network Protocol) – Là tập hợp các quy ước, quy tắc mà các máy tham gia truyền thông trên mạng cần phải tuân thủ để đạt được mục đích của quá trình truyền thông – Ví dụ một số giao thức mạng • Họ giao thức TCP/IP, NETBIOS, IPX/SPX, • Systems Network Architecture – SNA (IBM) • Novell Netware (Novell) • AppleTalk (Apple),... Hệ điều hành mạng • Hệ điều hành mạng là một phần mềm hệ thống có các chức năng sau: – Quản lý tài nguyên của hệ thống, các tài nguyên này gồm: • Tài nguyên thông tin (về phương diện lưu trữ) hay nói môt cách đơn giản là quản lý tập tin. Các công việc thường làm: lưu, tìm kiếm, xóa, copy, nhóm, đặt thuộc tính • Tài nguyên thiết bị: điều phối việc sử dụng CPU, các thiết bị ngoại vi, để tối ưu hóa việc sử dụng – Quản lý người dùng và các công việc trên hệ thống • Hệ điều hành đảm bảo giao tiếp giữa người sử dụng, chương trình ứng dụng với thiết bị của hệ thống – Cung cấp các tiện ích cho việc khai thác hệ thống thuận lợi (Format đĩa, sao chép tập tin, thư mục, in ấn chung, ) • Các hệ điều hành mạng thông dụng hiện nay: Windows Server 2003, Windows XP, Unix/Linux, Phân loại mạng máy tính • Dựa trên khoảng cách địa lý – LANs (Local Area Networks) là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính trong một khu vực như trong một tòa nhà hay một khu nhà. Internet Headquarters Branch office Telecommuter Phân loại mạng máy tính – MANs (Metropolitan Area Networks) Là mạng đô thị băng thông rộng, phạm vi hoạt động trong thành phố, đô thị,... (<100km) Phân loại mạng máy tính – WANs (Wide Area Networks) Là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính của hai hay nhiều khu vực khác nhau như giữa các thành phố hay các tỉnh, quốc gia, châu lục. Phân loại mạng máy tính – Internet Một hệ thống mạng của các mạng máy tính được kết nối với nhau qua hệ thống viễn thông trên phạm vi toàn thế giới nhằm trao đổi thông tin Phân loại mạng máy tính • Dựa trên vai trò các máy tính trong mạng Phân loại mạng máy tính • Mạng ngang hàng (Peer to Peer Network) - Còn gọi là workgroup, khoảng 10 máy tính hay nhỏ hơn - Người dùng có thể chia xẻ tài nguyên như tập tin, máy in - Người dùng tự quản lý máy tính của mình - Được xây dựng trên nhiều hệ điều hành - Chi phí thấp Phân loại mạng máy tính • Mạng khách chủ (Client-Server Network) - Sử dụng cho mạng lớn, quản lý nhiều máy - Quản lý tập trung đồng nhất trên các server chuyên dùng - Hệ thống an toàn, bảo mật cao - Khó cài đặt - Chi phí cao Client computers Server Single Hub Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Đặc điểm của mạng cục bộ – Có quy mô nhỏ, bán kính dưới vài km – Do một tổ chức quản lý – Có tốc độ cao 10,100,1000 Mbps • Kiến trúc mạng cục bộ – Định nghĩa topo mạng: là cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học. Có hai kiểu mạng chủ yếu đó là: • Nối kiểu điểm-điểm (point to point): các đường truyền nối từng cặp nút với nhau, mỗi nút “lưu và chuyển tiếp” dữ liệu • Nối kiểu điểm-nhiều điểm (point to multipoint hay broadcast): tất cả các nút phân chia nhau một đường truyền vật lý, gởi dữ liệu đến nhiều nút một lúc và kiểm tra gói tin theo địa chỉ – Topo mạng cục bộ Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Mô hình BUS (Mạng trục tuyến tính) – Các máy được nối với nhau vào một đường truyền chung (bus) – Đường truyền chính được giới hạn hai đầu bằng hai đầu nối đặc biệt gọi là Terminator – Mỗi máy được nối với trục chính qua một đầu nối chữ T (T-connector) hoặc một thiết bị thu phát (transceiver) Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Mô hình STAR (Mạng hình sao) – Các máy trạm được nối với một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tới trạm đích – Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100m, với công nghệ mạng hiện nay) Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Mô hình RING – Các máy nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp (repeater) – Tín hiệu được truyền đi trên vòng theo một chiều duy nhất – Đòi hỏi giao thức truy cập mạng phức tạp Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Mô hình Kết hợp – BUS-BUS: các bus nối với nhau qua thiết bị cầu nối (bridge) Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Mô hình Kết hợp – BUS-STAR Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Mô hình Kết hợp – STAR-STAR Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Mô hình Kết hợp Mạng cục bộ, Kiến trúc mạng cục bộ • Các phương pháp truy cập đường truyền – Trong mạng nội bộ tất cả các máy trạm kết nối trực tiếp vào đường truyền chung. Nếu có nhiều máy trạm cùng gởi tín hiệu đồng thời lên đường truyền thì tín hiệu sẽ chồng lên nhau và bị hỏng. Vì vậy cần phải có một phương pháp tổ chức chia sẻ đường truyền để việc truyền thông được đúng đắn. – Có 2 phương pháp chia sẻ đường truyền chung thường được sử dụng trong mạng cục bộ: • Giao thức truy cập CSMA/CD: truy cập đường truyền một cách ngẫu nhiên, theo yêu cầu (sử dụng luân phiên). Nếu có nhiều trạm cùng truyền tín hiệu dẫn đến tín hiệu bị chồng lên nhau thì phải truyền lại • Giao thức truy cập Tokenring: dùng cơ chế trọng tài để cấp quyền truy cập đường truyền sao cho không xảy ra xung đột Một số lợi ích của mạng máy tính  Chia sẻ tài nguyên (resource-sharing)  Tăng cường độ tin cậy  Tiết kiệm chi phí  Câu hỏi và bài tập 1. Mạng máy tính là gì? 2. Có mấy loại chế độ truyền? 3. Giao thức mạng là? a) Cách kết nối máy tính xét về mặt vật lý b) Các qui tắc, quy ước truyền thông giữa các máy tính c) Cách định hướng thông tin trên mạng