Bài giảng Tin học cơ bản - Chuyên đề: Mạng máy tính

www.themegallery.comTin ọc cơ bản TIN HỌC CƠ BẢN Thời lượng: 45 tiết (25 lý thuyết + 20 thực hành & kiểm tra) Chuyên đề: Mạng máy tính www.themegallery.com Chương 1: Mạng máy tính và khai thác thông tin trên mạng LAN NỘI DUNG HỌC PHẦN Chương 2: Mạng Internet và khai thác thông tin trên mạng Internet 3/13/2011 – Trang 2 www.themegallery.com Mạng máy tính và khai thác thông tin trên mạng LAN CHƯƠNG 1: 3/13/2011 – Trang 3 www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 4 CHƯƠNG I 1. Khái niệm về mạng máy tính (khách) Client (khách) (chủ) www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 5 CHƯƠNG I 1. Khái niệm về mạng máy tính - Hai hoặc nhiều máy tính được kết nối với nhau để trao đổi thông tin, dùng chung dữ liệu và chia sẻ tài nguyên được gọi là mạng máy tính. - Các máy tính được kết nối với nhau thông qua các thiết bị hỗ trợ, bao gồm: + Net card (card internet) + Dây cáp (cable) + Modem + Hub + Switch + Router www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 6 CHƯƠNG I 2. Mục tiêu và ứng dụng của mạng máy tính 2.1. Mục tiêu: - Sử dụng chung tài nguyên: chia sẻ dữ liệu, chia sẻ máy in mà không phụ thuộc vào khoảng cách địa lý - Tăng độ tin cậy của hệ thống: có khả năng sao lưu dữ liệu, khôi phục dữ liệu và thay thế khi có một máy tính nào đó xảy ra sự cố - Nâng cao chất lượng hiệu quả khai thác thông tin: dữ liệu chia sẻ được dùng chung giúp giảm chi phí, giảm thời gian vận chuyển, có độ an toàn cao. Đặc biệt mạng máy tính đã làm cho tất cả các lĩnh vực gần nhau hơn. www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 7 CHƯƠNG I 2. Mục tiêu và ứng dụng của mạng máy tính 2.2. Ứng dụng: - Mạng máy tính được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết tất cả các lĩnh vực: + Văn hóa + Chính trị + An ninh quốc phòng + Giáo dục + Y tế + Thể thao - Mạng máy tính được hình thành nhằm mục đích chuẩn hóa các ứng dụng, để mọi người đều có thể sử dụng, ví dụ chương trình soạn thảo văn bản Microsoft Word, chương trình bảng tính điện tử Excel www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 8 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.1. Theo khoảng cách địa lý: - Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN): cài đặt trong phạm vi tương đối hẹp, khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nối mạng là vài chục km - Mạng đô thị (Metropolitan Area Networks - MAN): cài đặt trong phạm vi một đô thị, một trung tâm kinh tế xã hội, có bán kính nhỏ hơn 100 km - Mạng diện rộng (Wide Area Networks - WAN): phạm vi của mạng có thể vượt qua biên giới quốc gia và thậm chí cả lục địa - Mạng toàn cầu (Global Area Networks - GAN): phạm vi rộng khắp các lục địa www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 9 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.2. Theo kỹ thuật chuyển mạch: - Mạng chuyển mạch kênh (circuit-switched networks): Dữ liệu 2 Trạm 4 Máy A Máy BTrạm 1 Trạm 2 Trạm 3 Trạm 5 Trạm 6 Khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin thì giữa chúng sẽ thiết lập một "kênh" (circuit) cố định và duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ được truyền theo con đường cố định đó. www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 10 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.2. Theo kỹ thuật chuyển mạch: - Mạng chuyển mạch thông báo (message -switched networks):  Thông báo (message) là một đơn vị thông tin của người sử dụng có khuôn dạng được qui định trước.  Mỗi thông báo đều có chứa vùng thông tin điều khiển trong đó chỉ định rõ đích của thông báo.  Căn cứ vào thông tin này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp theo đường dẫn tới đích của nó.  Mỗi nút cần phải lưu trữ tạm thời để “đọc” thông tin điều khiển trên thông báo và chuyển tiếp thông báo đi.  Tuỳ thuộc vào điều kiện của mạng, các thông báo khác nhau có thể truyền theo đường truyền khác nhau. www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 11 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.2. Theo kỹ thuật chuyển mạch: Máy A Máy BTrạm 1 Trạm 2 Trạm 3 Trạm 5 Trạm 4 Trạm 6 Thông báo 1 www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 12 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.2. Theo kỹ thuật chuyển mạch: - Mạng chuyển mạch gói (packet -switched networks):  Mỗi thông báo được chia làm nhiều phần nhỏ hơn được gọi là các gói tin có khuôn dạng quy định trước.  Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và đích (người nhận) của gói tin.  Các gói tin của một thông báo có thể đi qua mạng tới đích bằng nhiều con đường khác nhau.  Lúc nhận được, thứ tự nhận được không đúng thứ tự được gửi đi. www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 13 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.2. Theo kỹ thuật chuyển mạch: - Mạng chuyển mạch gói (packet -switched networks): Máy A Máy BTrạm 1 Trạm 2 Trạm 3 Trạm 5 Trạm 4 Trạm 6 1 2 3 4 Gói tin 1 4 4 2 3 2 34 1 www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 14 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.3. Theo kiến trúc mạng: - Mạng SNA của IBM (System Network Architecture): kiến trúc mạng phân tầng, gồm 6 tầng, cho phép 2 tầng ngang hàng có thể trao đổi trực tiếp được với nhau. www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 15 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.3. Theo kiến trúc mạng: - Mạng OSI (Open Systems Interconnection): kiến trúc mạng phân tầng, gồm 7 tầng, trong đó, tầng thấp nhất (tầng vật lý) có thể trao đổi trực tiếp với nhau, 6 tầng còn lại, được kết nối với nhau thông qua 2 giao thức: giao thức liên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless) Giao thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết này, việc có liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu. Giao thức không liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó. www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 16 CHƯƠNG I 3. Phân loại mạng máy tính 3.3. Theo kiến trúc mạng: - Mạng TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) Để các máy máy tính có thể liên lạc với nhau qua mạng, chúng phải sử dụng cùng 1 ngôn ngữ hay còn gọi là 1 giao thức (Protocol). Giao thức là 1 hệ luật và chuẩn cho phép các máy tính trong mạng liên lạc với nhau – TCP/IP là một trong những giao thức đó www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 17 CHƯƠNG I 4. Kiến trúc phân tầng và chuẩn hóa mạng 4.1. Kiến trúc phân tầng: - Để giảm độ phức tạp của việc thiết kế và cài đặt mạng, hầu hết các máy tính đều được phân tích thiết kế theo quan điểm phân tầng - Mỗi hệ thống thành phần của mạng được xem như một cấu trúc đa tầng, trong đó mỗi tầng được xây dựng trên tầng trước nó - Số lượng các tầng cũng như tên và chức năng của mỗi tầng tuỳ thuộc vào nhà thiết kế www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 18 CHƯƠNG I ... Tầng i+1 Tầng i Tầng i-1 ... Tầng 1 Tầng i+1 Tầng i Tầng i-1 Tầng 1 Tầng N Tầng N Giao thức tầng thứ N Giao thức tầng thứ i+1 Giao thức tầng thứ i Giao thức tầng thứ i-1 Giao thức tầng thứ 1 Đường truyền vật lý MÔ HÌNH KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG HỆ THỐNG A HỆ THỐNG B www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 19 CHƯƠNG I 4.2. Chuẩn hóa mạng  1977 Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Organization for Standardization - ISO) đưa ra một tiêu chuẩn về mạng  1984 ISO đưa ra mô hình 7 tầng gọi là mô hình tham chiếu cho việc nối kết các hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconnection - OSI Reference Model) Mọi hệ thống tuân theo mô hình tham chiếu OSI đều có thể truyền thông tin với nhau. Mô hình OSI là mô hình cơ sở cho việc chuẩn hóa mạng www.themegallery.com I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3/13/2011 – Trang 20 CHƯƠNG I 4.3. Mô hình tham chiếu OSI Presentation Trình diễn Session Transport Network Data link Physical Phiên Giao vận Mạng Liên kết dữ liệu Vật lý Application Ứng dụng Giao thức tầng 7 Giao thức tầng 5 Giao thức tầng 4 Giao thức tầng 3 Giao thức tầng 1 Đường truyền vật lý Giao thức tầng 6 Giao thức tầng 2 www.themegallery.com Chức năng của các tầng trong OSI 3/13/2011 – Trang 21 CHƯƠNG I a. Tầng vật lý (Physical) - Tầng vật lý đặc tả các thành phần kết nối: điện, chân cắm (pin), hiệu điện thế, giây cáp (cable), Hub, bộ lặp (Repeater), thiết bị tích hợp mạng (Network Adapter) và thiết bị tích hợp kênh máy chủ (Host Bus Adapter) - Chức năng của tầng vật lý  Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện (electrical connection) với một phương tiện truyền thông (transmission medium).  Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia sẻ hiệu quả giữa nhiều người dùng. Chẳng hạn giải quyết tranh chấp tài nguyên (contention) và điều khiển lưu lượng.  Điều biến (modulation), hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital data) của các thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyền thông (communication channel). www.themegallery.com Chức năng của các tầng trong OSI 3/13/2011 – Trang 22 CHƯƠNG I b. Tầng liên kết dữ liệu (Data link)  Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện có tính chức năng và quy trình để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, phát hiện và có thể sửa chữa các lỗi trong tầng vật lý nếu có.  Cách đánh địa chỉ mang tính vật lý, nghĩa là địa chỉ được mã hóa cứng vào trong các thẻ mạng (network card) khi chúng được sản xuất. Các bước tầng liên kết dữ liệu thực hiện: + Chia nhỏ thành các khối dữ liệu frame (vài trăm bytes), ghi thêm vào đầu và cuối của các frame những nhóm bít đặc biệt để làm ranh giới giữa các frame + Trên các đường truyền vật lý luôn có lỗi nên tầng này phải giải quyết vấn đề sửa lỗi (do bản tin bị hỏng, mất và truyền lại) + Giữ cho sự đồng bộ tốc độ giữa bên phát và bên thu www.themegallery.com Chức năng của các tầng trong OSI 3/13/2011 – Trang 23 CHƯƠNG I c. Tầng mạng (Network)  Lập địa chỉ các thông điệp, diễn dịch địa chỉ và tên logic thành địa chỉ vật lý  Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến. Các thiết bị định tuyến (router) hoạt động tại tầng này  Tầng mạng cung cấp các chức năng và qui trình cho việc truyền các chuỗi dữ liệu có độ dài đa dạng, từ một nguồn tới một đích, thông qua một hoặc nhiều mạng, trong khi vẫn duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service) mà tầng giao vận yêu cầu. www.themegallery.com Chức năng của các tầng trong OSI 3/13/2011 – Trang 24 CHƯƠNG I d. Tầng giao vận (Transport)  Tầng giao vận cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển dữ liệu giữa các người dùng tại đầu cuối, nhờ đó các tầng trên không phải quan tâm đến việc cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả.  Tầng giao vận kiểm soát độ tin cậy của một kết nối được cho trước.  Một số giao thức có định hướng trạng thái và kết nối (state and connection orientated).  Có nghĩa là tầng giao vận có thể theo dõi các gói tin và truyền lại các gói bị thất bại. www.themegallery.com Chức năng của các tầng trong OSI 3/13/2011 – Trang 25 CHƯƠNG I e. Tầng phiên (Session)  Tầng phiên kiểm soát các (phiên) hội thoại giữa các máy tính.  Tầng này thiết lập, quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phương và trình ứng dụng ở xa.  Tầng này thiết lập các qui trình đánh dấu điểm hoàn thành (checkpointing) - giúp việc phục hồi truyền thông nhanh hơn khi có lỗi xảy ra, vì điểm đã hoàn thành đã được đánh dấu - trì hoãn (adjournment), kết thúc (termination) và khởi động lại (restart).  Mô hình OSI uỷ nhiệm cho tầng này trách nhiệm "ngắt mạch nhẹ nhàng" (graceful close) các phiên giao dịch và trách nhiệm kiểm tra và phục hồi phiên www.themegallery.com Chức năng của các tầng trong OSI 3/13/2011 – Trang 26 CHƯƠNG I f. Tầng trình diễn (Presentation)  Tầng trình diễn biến đổi dữ liệu để cung cấp một giao diện tiêu chuẩn cho tầng ứng dụng.  Nó thực hiện các tác vụ như mã hóa dữ liệu sang dạng MIME, nén dữ liệu, và các thao tác tương tự đối với biểu diễn dữ liệu để trình diễn dữ liệu theo như cách mà chuyên viên phát triển giao thức hoặc dịch vụ cho là thích hợp. Chẳng hạn: chuyển đổi tệp văn bản từ mã EBCDIC sang mã ASCII www.themegallery.com Chức năng của các tầng trong OSI 3/13/2011 – Trang 27 CHƯƠNG I g. Tầng ứng dụng (Application)  Tầng ứng dụng là tầng gần với người sử dụng nhất. Nó cung cấp phương tiện cho người dùng truy nhập các thông tin và dữ liệu trên mạng thông qua chương trình ứng dụng.  Tầng này là giao diện chính để người dùng tương tác với chương trình ứng dụng, và qua đó với mạng.  Một số ví dụ về các ứng dụng trong tầng này bao gồm Telnet, Giao thức truyền tập tin FTP và Giao thức truyền thư điện tử SMTP, remote... www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 28 CHƯƠNG I 1. Khái niệm về mạng cục bộ Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN) là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính trong một phạm vi tương đối nhỏ (như trong một toà nhà, một khu nhà, trường học ...) với khoảng cách lớn nhất giữa các máy tính nút mạng chỉ trong vòng vài chục km trở lại www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 29 CHƯƠNG I 1. Khái niệm về mạng cục bộ  Đặc trưng của mạng LAN + Đặc trưng địa lý: mạng cục bộ thường được cài đặt trong phạm vi nhỏ (toà nhà, một căn cứ quân sự ...) có đường kính từ vài chục mét đến vài chục km trong điều kiện công nghệ hiện nay + Đặc trưng về tốc độ truyền: mạng cục bộ có tốc độ truyền cao hơn so với mạng diện rộng, khoảng 100 Mb/s và tới nay tốc độ này có thể đạt tới 1Gb/s với công nghệ hiện nay. + Đặc trưng độ tin cậy: tỷ suất lỗi thấp hơn so với mạng diện rộng (như mạng điện thoại chẳng hạn), có thể đạt từ 10-8 đến 10-11. + Đặc trưng quản lý: mạng cục bộ thường là sở hữu riêng của một tổ chức nào đó (như trường học, doanh nghiệp ...) do vậy việc quản lý khai thác mạng hoàn toàn tập trung và thống nhất. www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 30 CHƯƠNG I 2. Phân loại mạng cục bộ - Mạng ngang hàng (peer to peer) - Mạng máy chủ dịch vụ tập tin (file server): Là mô hình mạng mà trong đó một máy tính cung cấp các dịch vụ về tập tin cho các máy khác trong mạng. Máy chủ dịch vụ thường là máy chủ về cơ sở dữ liệu (Database server) - Mạng khách chủ (client/server) www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 31 CHƯƠNG I 2.1. Mạng ngang hàng (peer to peer)  Mọi máy trên mạng có vai trò như nhau, tài nguyên dùng chung để chia sẻ theo quy định của người quản trị từng máy một.  Không có máy nào được chỉ định chịu trách nhiệm quản trị mạng, có hai mức chia sẻ : read only và read write (full computer)  Phần mềm điều hành mạng không nhất thiết phải có khả năng thi hành và tính bảo mật tương xứng với phần mềm điều hành được thiết kế cho máy phục vụ chuyên dụng. Ví dụ: Microsoft Windows NT Workstation, Microsoft Windows for Workgroups.  Ưu điểm: đơn giản, không đòi hỏi giá trị chung, thích hợp cho văn phòng nhỏ  Nhược điểm: không thích hợp cho mạng lớn, nhiều người dùng www.themegallery.com Mô hình Mạng ngang hàng 3/13/2011 – Trang 32 CHƯƠNG I www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 33 CHƯƠNG I 2.2. Mạng khách chủ (client/server) www.themegallery.com Mô hình mạng khách chủ 3/13/2011 – Trang 34 CHƯƠNG I Networks Server client Outlook Express, Yahoo, Internet Explore, FireFox, NestCap FPT, FPT-Pro client Email www, File transfer Sendmail, qmail http Fpt Server www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 35 CHƯƠNG I 3. Cấu hình mạng cục bộ 3.1. Giới thiệu Cấu hình mạng là việc sắp xếp, bố trí vật lý của máy tính, dây cáp, và các thành phần khác trên mạng theo phương diện vật lý. Cấu hình mạng ảnh hưởng đến các khả năng của mạng. Một cấu hình mạng có thể ảnh hưởng đến: – Loại thiết bị mạng cần – Các khả năng của thiết bị – Sự phát triển của mạng – Cách thức quản lý mạng www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 36 CHƯƠNG I 3. Cấu hình mạng cục bộ 3.1. Giới thiệu Cấu hình mạng hay cách xếp đặt các máy tính trong mạng phụ thuộc vào card mạng, dây cáp mạng, hệ điều hành mạng và các thành phần phụ trợ khác. Một cấu hình mạng không chỉ quyết định loại cáp sử dụng mà còn quyết định phải đi cáp qua môi trường thực tế như thế nào (trần nhà, sàn nhà, tường). Thậm chí nó còn quyết định đến giao thức giao tiếp giữa các máy tính trong mạng. Cấu hình khác nhau sẽ đòi hỏi phương pháp giao tiếp khác nhau. www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 37 CHƯƠNG I 3. Cấu hình mạng cục bộ 3.2. Phần cứng www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 38 CHƯƠNG I 3. Cấu hình mạng cục bộ 3.3. Phần mềm - Hệ điều hành - Các chương trình hỗ trợ: driver card Lan, driver modem, * Hệ điều hành: - Nếu là mạng ngang hàng: các máy có vai trò ngang nhau, nên sử dụng hệ điều hành như nhau: Windows NT, Windows XP, Windows 7, - Nếu là mạng khách chủ: máy chủ sử dụng hệ điều hành dành riêng cho máy chủ: Windows NT, Windows 2003 Profesional Đối với các máy khách, sử dụng hệ điều hành như của mạng ngang hàng www.themegallery.com II. MẠNG CỤC BỘ - LAN 3/13/2011 – Trang 39 CHƯƠNG I 3. Cấu hình mạng cục bộ 3.3. Phần mềm * Vai trò của phần mềm: - Một máy phục vụ mạng và hệ điều hành mạng phối hợp với nhau như một đơn vị. Cho dù là mạnh mẽ tới đâu chăng nữa, nếu máy chủ không có được một hệ điều hành có khả năng vận dụng tối đa tài nguyên vật lý của nó. - Hiện nay, có nhiều hệ điều hành mạng được sử dụng để đáp ứng nhu cầu công việc khác nhau như: – UNIX – Linux – Windows NT, Window 2000 family