Bài giảng học với MẠNG MÁY TÍNH

Chia sẻ: Tranthi Kimuyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:107

Thêm vào BST

Báo xấu

105
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạng máy tính là tập hợp nhiều máy tính điện tử v à các thiết bị đầu cuối được kết nối với nhau bằng các thiết bị li ên lạc nhằm trao đổi thông tin, c ùng chia sẻ phần cứng, phần mềm và dữ liệu. Mạng máy tính bao gồm phần cứng, các giao thức v à các phần mềm mạng. Khi nghiên cứu về mạng máy tính, các vấn đề quan trọng đ ược xem xét là giao thức mạng, cấu hình kết nối của mạng và các dịch vụ trên mạng....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng học với MẠNG MÁY TÍNH

Bài giảng MẠNG MÁY TÍNH
Bài giảng MẠNG MÁY TÍNH Biên soạn : Nguyễn Mạnh Hoàng Email : hoang.nm@hotmail.com (Lưu hành n ội bộ)
MỤC LỤC Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH ................................ ................................ ...................... 3 1.1 Khái niệm về truyền thông & mạng máy tính ................................ ................................ ..................... 3 1.2 Vai trò của mạng máy tính ................................ ................................ ................................ .................... 3 1.3 Các kỹ thuật truyền tin tr ên mạng ................................ ................................ ................................ ........4 1.3.1 Kỹ thuật chuyển mạch k ênh ................................ ................................ ................................ .......4 1.3.2 Kỹ thuật chuyển mạch thông báo ................................ ................................ .............................. 4 1.3.3 Kỹ thuật chuyển gói ................................ ................................ ................................ ..................... 5 1.4 Phân loại mạng máy tính ................................ ................................ ................................ ....................... 5 1.4.1 Theo khoảng cách địa lý ................................ ................................ ................................ ............. 5 1.4.2 Theo hình tr ạng mạng ................................ ................................ ................................ ................. 5 1.4.3 Theo ch ức năng ................................ ................................ ................................ ........................... 9 1.4.4 Theo phương th ức kết nối ................................ ................................ ................................ ........11 Chương 2 CÁC THI ẾT BỊ KẾT NỐI MẠNG THÔ NG DỤNG ................................ ............................... 12 2.1 Thiết bị truyền dẫn ................................ ................................ ................................ ................................ 12 2.1.1 Đường truyền hữu tuyến ................................ ................................ ................................ ........... 12 2.1.2 Đường truyền vô tuyến - Wireless ................................ ................................ ........................... 14 1
2.2 Thiết bị kết nối mạng ................................ ................................ ................................ ............................ 17 2.2.1 Vi mạch mạng (Network Interface Card – NIC) ................................ ................................ .....17 2.2.2 Repeater (b ộ lặp) ................................ ................................ ................................ ....................... 18 2.2.3 Hub (bộ tập trung) ................................ ................................ ................................ ...................... 19 2.2.4 Bridge (cầu nối) ................................ ................................ ................................ .......................... 20 2.2.5 Switch (b ộ chuyển mạch) ................................ ................................ ................................ .......... 23 2.2.6 Router (b ộ tìm đường) ................................ ................................ ................................ ............... 23 2.2.7 Gateway (c ổng kết nối) ................................ ................................ ................................ .............. 25 Chương 3 KIẾN TRÚC PHÂN TẦNG V À MÔ HÌNH OSI ................................ ................................ .....26 3.1 Kiến trúc phân tầng ................................ ................................ ................................ .............................. 26 3.2 Mô hình OSI ................................ ................................ ................................ ................................ .......... 27 3.2.1 Tầng vật lý ................................ ................................ ................................ ................................ ...28 3.2.2 Tầng liên kết dữ liệu ................................ ................................ ................................ .................. 28 3.2.3 Tầng mạng ................................ ................................ ................................ ................................ ..30 3.2.4 Tầng vận chuyển ................................ ................................ ................................ ........................ 31 3.2.5 Tầng phiên ................................ ................................ ................................ ................................ ..32 3.2.6 Tầng trình diễn ................................ ................................ ................................ ............................ 32 3.2.7 Tầng ứng dụng ................................ ................................ 2
................................ ........................... 32 3
Chương 4 GIAO THỨC TCP/IP ................................ ................................ ................................ ................. 33 4.1 Giao thức IP................................ ................................ ................................ ................................ ........... 33 4.1.1 Họ giao thức TCP/IP ................................ ................................ ................................ .................. 33 4.1.2 Chức năng chính của - Giao th ức liên mạng IP(v4) ................................ ............................. 35 4.2 Địa chỉ IP ................................ ................................ ................................ ................................ ................ 36 4.3 Chia mạ ng con (subnetting)................................. ................................ ................................ ............... 37 4.4 Địa chỉ riêng (private address) và cơ chế chuyển đổi địa chỉ mạng (Network Address Translation - NAT) ................................ ................................ ................................ ................................ .......... 41 4.5 Giao thức TCP ................................ ................................ ................................ ................................ ......42 4.6 Giao thức UDP (User Datagram Protocol) ................................ ................................ ........................ 45 Chương 5 CÁC DỊCH VỤ PHỔ BIẾN ................................ ................................ ................................ .......46 5.1 Internet Information Server (IIS) ................................ ................................ ................................ .........46 5.2 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) : ................................ ................................ .............. 47 5.3 Dịch vụ Domain Name Service ( DNS) ................................ ................................ .............................. 49 5.4 Remote Access Service (RAS) ................................ ................................ ................................ ........... 51 Chương 6 AN TOÀN VÀ B ẢO MẬT THÔNG TIN TR ÊN M ẠNG ................................ ........................ 53 6 .1 Một số khái niệm về bảo mật ................................ ................................ ................................ .......53 6.1.1 Đối tượng tấn công mạng (Intruder): ................................ ................................ ...................... 53 4
6.1.2 Các lỗ hổng bảo mật: ................................ ................................ ................................ ................ 53 6 .2 Một số h ình th ức tấn công mạng ................................ ................................ ................................ 53 6 .3 Các m ức bảo vệ an to àn m ạng ................................ ................................ ................................ ....54 6 .4 Virus máy tính và các phương pháp ph òng ch ống ................................ ................................ ..55 5
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1 Khái niệm về truyền thông & mạng máy tính Mạng máy tính l à tập hợp nhiều máy tính điện tử v à các thiết bị đầu cuối được kết nối với nhau bằng các thiết bị li ên lạc nhằm trao đổi thông tin, c ùng chia s ẻ phần cứng, phần mềm và dữ liệu. Mạng máy tính bao gồm phần cứng, các giao thức v à các phần mềm mạng. Khi nghiên cứu về mạng máy tính, các vấn đề quan trọng đ ược xem xét là giao thức mạng, cấu h ình k ết nối của mạng v à các dịch vụ trên mạng. Hình 1-1 Một mô hình liên k ết các máy tính trong mạng 1.2 Vai trò của mạng máy tính Mạng máy tính có nhữung công dụng sau: 1. Tập trung t ài nguyên tại một số máy v à chia s ẻ cho nhiều máy khác. 6
Hình 1-2 : Chia s ẻ máy in trong m ạ ng Nhiều người có thể d ùng chung một phần mềm tiện ích. Dữ liệu đ ược quản lý tập trung n ên an toàn hơn, trao đ ổi giữa nh ững ng ười sử dụng thuận lợi h ơn nhanh chóng hơn. Mạng máy tính cho phép ng ười lập trình ở một trung tâm máy tính n ày có th ể sử dụng các chương tr ình tiện ích của một trung tâm máy tính khác đang rỗi, sẽ l àm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống. 2. Khắc phục sự trở ngại về khoảng cách địa lý. 3.Tăng chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin. 4.Cho phép th ực hiện những ứng dụng tin học phân tán. 5.Độ an to àn tin cậy của hệ thống tăng l ên nhờ khả năng thay thế khi có sự cố . An toàn cho d ữ liệu và phần mềm v ì phần mềm mạng sẽ khóa các tập tin khi có những người không đủ quyền hạn truy xuất các tập tin v à thư mục đó. 6.Phát triển công nghệ mạng. Người sử dụng có thể trao đổi thông tin với nhau dể d àng và s ử dụng hệ mạng nh ư là một công cụ để phổ biến tin tức, thô ng báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh t ế khác nh ư giá cả thị trường, tin rao vặt, hoặc sắp xếp thời khóa biểu của mình chen l ẫn với thời khóa biểu của ng ười khác,… 1.3 Các kỹ thuật truyền tin tr ên mạng Là đặc trưng k ỹ thuật chuyển tín hiệu giữa các nút trong mạng, các nút mạng có chức năng hướng thông tin tới đích n ào đó trong mạng, hiện tại có các kỹ thuật chuyển mạch nh ư sau: 1.3.1 Kỹ thuật chuyển mạch k ênh Chuyển mạch k ênh (Circuit switching): Khi có hai nút c ần truyền thông v ới nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một k ênh cố định và duy trì k ết nối đó cho tới khi hai b ên ng ắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ truyền đi theo con đ ường cố định đó. Kỹ thuật này cung cấp cho các thiết bị một băng tần xác định. Ph ương pháp này có ưu đi ểm là đường truyền thông suốt, tốc độ ổn định. Nh ưng cũng có các nh ược điểm nh ư quá tr ình thiết lập sẽ kết nối thiết bị chậm, đ ường truyền bị chiếm giữ ngay cả khi không có dữ liệu truyền qua dẫn đến l ãng phí đường 7
truyền. 1.3.2 Kỹ thuật chuyển mạch thông báo Kỹ thuật chuyển thông điệp (Message switching): thông điệp l à một đơn vị dữ liệu của người sử dụng có khuôn dạng đ ược quy định tr ước. Mỗi thông điệp tin có chứa các thông tin điều khiển trong đó chỉ r õ đích cần truyền tới của thông điệp. Căn cứ v ào thông tin đi ều khiển này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển bản tin tới nút kế tiếp tr ên con đư ờng dẫn tới đích của bản tin. Kỹ thuật n ày có th ể dùng chung kênh d ữ liệu để nâng cao hiệu suất sử dụng giải tần, có khả năng l ưu trữ bản tin đến khi có k ênh truyền vì vậy giảm mật độ ùn tắc trên mạng. Tuy nhiên như ợc điểm chính của nó l à không phù h ợp với các ứng dụng thực tế nh ư truyền dữ liệu, truyền thanh. Ưu điểm của phương pháp này là : - Hiệu suất sử dụng đ ường truyền cao v ì không bị chiếm dụng độc quyền m à được phân chia giữa nhiều thực thể truyền thông. 8
- Mỗi nút mạng có thể l ưu trữ thông tin tạm thời sau đó mới chuyển thông báo đi, do đó có thể điều chỉnh để l àm giảm tình trạng tắc nghẽn tr ên mạng. - Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các t hông báo. - Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gắn địa chỉ quảng bá (broadcast addressing) đ ể gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích. Nhược điểm của ph ương pháp này là: - Không hạn chế đ ược kích th ước của thông báo dẫn đến phí tổn l ưu giữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian trả lời y êu cầu của các trạm . 1.3.3 Kỹ thuật chuyển gói Kỹ thuật chuyển mạch gói (Packet switching): Ở đây bản tin hoặc thông điệp đ ược chia ra thành nhi ều gói nhỏ h ơn được gọi là các gói tin (packet/diagram) có k huôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (ng ười gởi) và địa chỉ đích (ng ười nhận) của gói tin. Các gói tin của c ùng một tin báo có thể đ ược gởi đi qua mạng tới đích theo nhiều con đ ường khác nhau. Chuyển mạch gói không l ưu trữ gói tin lâu (vì kích th ước packet < mesage) n ên tuyến đường của gói tin qua mạng sẽ nhanh v à hiệu quả hơn so với kỹ thuật chuyển mạch thông điệp. 1.4 Phân loại mạng máy tính 1.4.1 Theo kho ảng cách địa lý Theo cách này thì có th ể phân loại thành  Mạng LAN (Local Area Network - Mạng cụ bộ): LAN th ường được sử dụng trong phạm vi cơ quan t ổ chức… Kết nối các máy tính trong một khu vực có bán kính khoảng 100m – 10km. Kết nối thường được thực hiện thông qua môi tr ường truyền tốc độ cao, ví dụ như cáp đ ồng trục hay cáp quang.  Mạng MAN (Metropolitan Area Network - Mạng đô thị): Kết nối các máy tính trong phạm vi thành ph ố. Kết nối n ày thực hiện thông qua các môi tr ường truyền thông tốc độ cao. Phạm vi nhỏ h ơn 50Km – Thường lắp đặt trong một khu v ực như thành phố, thị xã,...  Mạng WAN (Wide Area Network): Mạng diện rộng bao tr ùm lên có một khu vực, l ãnh thổ , quốc gia, quốc tế.  Mạng GAN (Global Area Network): Mạng to àn cầu kết nối các máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thư ờng kết nối n ày được thực hiện thông qua mạng viễn thông, vệ tinh. 9
1.4.2 Theo hình tr ạng mạng Topology của mạng là cấu trúc h ình học không gian m à thực chất là cách bố trí phần tử của mạng cũng nh ư cách nối giữa chúng với nhau. Thông th ường mạng có 3 dạng cấu trúc là: Mạng dạng h ình sao (Star Topology ), mạng dạng vòng (Ring Topology ) và mạng dạng tuyến (Linear Bus Topology ). Ngoài 3 d ạng cấu hình kể trên còn có một số dạng khác biến tướng từ 3 dạng n ày như mạng dạng cây, mạng dạng h ình sao - vòng, mạng hỗn hợp,v.v.... Có các cấu hình  Dạng BUS: Trong dạng n ày tất cả các thiết bị trong mạng đều sử dụng chung một đường truyền dẫn. Nh ư vậy nếu BUS truyền hỏng hay đứt th ì mạng cũng ngừng l àm việc. 10
Hình 1-3 : Mạng Bus Theo cách b ố trí hành lang các đư ờng như hình vẽ th ì máy ch ủ (host) cũng như tất cả các máy tính khác ( workstation ) hoặc các nút ( node) đều được nối về với nhau tr ên một trục đường dây cáp chính để chuyển tải tín hiệu. Tất cả các nút đều sử dụng chung đ ường dây cáp chính n ày. Phía hai đ ầu dây cáp được bịt bởi một thiết bị gọi l à terminator. Các tín hiệu và gói d ữ liệu (packet ) khi di chuyển lên hoặc xuống trong dây cáp đều mang theo điạ chỉ của n ơi đến. Loại hình mạng này dùng dây cáp ít nh ất, dễ lắp đặt. Tuy vậy cũng có những bất lợi đó là sẽ có sự ùn tắc giao thông khi di chuyển dữ liệu với l ưu lượng lớn v à khi có s ự hỏng hóc ở đoạn nào đó th ì rất khó phát hiện, một sự ngừng tr ên đường dây để sửa chữa sẽ ngừng to àn bộ hệ thống.  Dạng Sao (Star) Tất cả các trạm nối về một trung tâm chuyển mạch chung gọi l à HUB. Trong trư ờng hợp cáp hỏng th ì chỉ riêng một trạm không hoạt động – còn n ếu trung tâm chuyển mạch bị hỏng thì toàn mạng cũng sẽ bị hỏng Hình 1-4 : Dạng Sao 11
Bạn có thể d ùng nhiều kiểu cáp nối (đồng trục, cáp xoắn…) để thực hiện một mạng Star. Một hub lai có thể phối hợp nhiều kiểu cáp nối trong c ùng một mạng. 12
Hình 1-5 : Mạng hình sao lại bao gồm v ài m ạng hình sao nối lại theo h ình sao Các nút thông tin là các tr ạm đầu cuối, các máy tính v à các thiết bị khác của mạng. Trung tâm c ủa mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với các chức nǎng c ơ bản là:  Xác định cặp địa chỉ gửi v à nhận được phép chiếm tuyến thông tin v à liên lạc với nhau.  Cho phép theo dõi và s ử lý sai trong quá tr ình trao đổi thông tin.  Thông báo các tr ạng thái của mạng... Các ưu đi ểm của mạng h ình sao:  Hoạt động theo nguy ên lý nối song song n ên nếu có một thiết bị n ào đó ở một nút thông tin b ị hỏng th ì mạng vẫn hoạt động bình thường.  Cấu trúc mạng đ ơn giản và các thu ật toán điều khiển ổn định.  Mạng có thể mở rộng hoặc thu hẹp tuỳ theo y êu cầu của ng ười sử dụng. Nhược điểm của mạng h ình sao: 13
 Khả nǎng mở rộng mạng ho àn toàn ph ụ thuộc v ào khả nǎng của trung tâm . Kh i trung tâm có s ự cố thì toàn mạng ngừng hoạt động.  Mạng yêu cầu nối độc lập ri êng rẽ từng thiết bị ở các nút thông tin đến trung tâm. Khoảng cách từ máy đến trung tâm rất hạn chế (100 m). 14
Nhìn chung, m ạng dạng h ình sao cho phép n ối các máy tính v ào một bộ tập trung (HUB) b ằng cáp xoắn, giải pháp n ày cho phép n ối trực tiếp máy tính với HUB không cần thông qua tr ục BUS, tránh đ ược các yếu tố gây ng ưng trệ mạng. Gần đây, c ùng với sự phát triển switching hub, mô hình này ngày càng tr ở nên phổ biến và chiếm đa số các mạng mới lắp.  Dạng vòng nh ẫn – RING Mạng dạng n ày, bố trí theo dạng xoay v òng, đường dây cáp đ ược thiết kế l àm thành một vòng khép kín, tín hi ệu chạy quanh theo một chiều n ào đó. Các nút truy ền tín hiệu cho nhau mỗi thời điểm chỉ đ ược một nút m à thôi. Dữ liệu truyền đi phải có k èm theo đ ịa chỉ cụ thể của mỗi trạm tiếp nhận. Mạng dạng v òng có thuận lợi là có th ể nới rộng ra xa, tổng đ ường dây cần thiết ít h ơn so với hai kiểu tr ên. Nhược điểm là đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở một n ơi nào đó thì toàn b ộ hệ thống cũng bị ngừng. Hình 1-6 : Mạng vòng RING  Và dạng hỗn hợp: L à sự kết hợp của nhiều kiểu mạng khác nhau để tạo th ành một mạng diện rộng. 15
Hình 1-7 : Mạng hỗn h ợp  Kết hợp hình sao và tuyến (star/Bus Topology ) Cấu hình mạng dạng n ày có bộ phận tách tín hiệu ( spitter ) giữ vai trò thiết bị trung tâm, hệ thống dây cáp mạng có thể chọn hoặc Ring Topology hoặc Linear Bus Topology. Lợi điểm của cấ u hình này là m ạng có thể gồm nhiều nhóm l àm việc ở cách xa nhau, ARCNET là m ạng dạng kết hợp Star/Bus Topology . Cấu hình dạng này đưa lại sự uyển chuyển trong việc bố trí đ ường dây tương thích d ễ dàng đối với bất cứ to à nhà nào.  Kết hợp hình sao và vòng (Star/Ring Topology) Cấu hình dạng kết hợp Star/Ring Topology , có một "thẻ bài" liên lạc (Token) được chuyển vòng quanh một cái HUB trung tâm. Mỗi trạm l àm việc (workstation ) được nối với HUB - là cầu nối giữa các trạm l àm việc và để tǎng khoảng cách cần t hiết. 1.4.3 Theo chức năng Có hai phưng th ức là: 1.4.3.1 Peer to peer Mạng ngang h àng được định nghĩa nh ư là mạng không có bộ điều khiển trung tâm. Không có máy ch ủ trong các mạng ngang h àng; người sử dụng tham gia mạng n ày chỉ để dùng chung đ ĩa từ, các tài nguyên như máy in, fax và h ọ cảm t h ấy n h ư t h ế l à đ ủ . Mạng ngang h àng được tổ chức th ành nhóm làm vi ệc. Các nhóm l àm việc có ít r àng buộc bảo mật. Không có quá tr ình đăng nhập tập trung, nếu bạn đ ã đăng nh ập một trạm n ào đó trong mạng, bạn cũng sẽ có thể d ùng bất cứ một tài 16
nguyên có trong m ạng nếu t ài nguyên này không đư ợc bảo vệ bằng mật khẩu. Thao tác truy c ập tới từng t ài nguyên có th ể được kiểm soát nếu ng ười sử dụng d ùng chung tài nguyên đ òi mật khẩu để truy cập tới t ài nguyên này. Vì không có c ơ chế bảo mật tập trung cho nên b ạn cần phải biết mật khẩu cho từng t ài nguyên dùng chung (n ếu tài nguyên này có m ật khẩu bảo vệ). Quả l à khó đ ể nhớ và không tiện lắm. Mạng ngang h àng cũng không đ ược tối ưu trong việc dùng chung. Nói chung, khi m ột số ng ười sử dụng truy cậ p tới các tài nguyên trên m ột trạm n ào đó, người sử dụng của trạm đó sẽ cảm thấy khó chịu (v ì khả năng của máy gi ành để phục vụ họ bị mất một phần). Các 17