Bài giảng Mạng máy tính và internet: Chương 2 - ThS. Trần Quang Hải Bằng

Chia sẻ: Estupendo Estupendo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

100
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2: Mô hình phân lớp. Nội dung chính trong chương này gồm: Kiến trúc phân tầng, mô hình tham chiếu OSI, mô hình TCP/IP, các thiết bị mạng thông dụng, vấn đề an ninh mạng. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Mạng máy tính và internet: Chương 2 - ThS. Trần Quang Hải Bằng

MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET Chương 2: Mô hình phân lớp bangtqh@utc2.edu.vn Nội dung 1. Kiến trúc phân tầng 2. Mô hình tham chiếu OSI 3. Mô hình TCP/IP 4. Các thiết bị mạng thông dụng 5. Vấn đề an ninh mạng bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 2
2.1. Kiến trúc phân tầng Mạng cực kỳ phức tạp – nhiều thành phần: Vấn đề: – Các host Phải xây dựng mạng một – Thiết bị định tuyến cách có tổ chức ? (router) – Môi trường truyền dẫn Xã hội loài người – Giao thức (protocol) Cần dựng có tổ chức? – Ứng dụng (chương trình) – Phần cứng/phần mềm bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 3 2.1. Kiến trúc phân tầng (tt) Ví dụ: Trong ngành hàng không → các bước tuần tự Mua/bán vé(purchase) Kiểm tra vé/trả vé(complain) Kiểm tra hành lý(check) Lấy hành lý (claim) Lên máy bay (loading) Xuống máy bay (unload) Cất cánh (runway takeoff) Hạ cánh (runway landing) Bay theo lộ trình bay (routing) Bay theo lộ trình bay (routing) airplane routing bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 4
2.1. Kiến trúc phân tầng (tt) Ví dụ - cách nhìn khác (phân tầng) ticket (purchase) ticket (complain) ticket baggage (check) baggage (claim baggage gates (load) gates (unload) gate runway (takeoff) runway (land) takeoff/landing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing departure intermediate air-traffic arrival airport control centers airport Các tầng: Mỗi tầng cài đặt một dịch vụ – Thông qua hoạt động nội tại của các tầng – Dựa trên các dịch vụ do tầng dưới cung cấp bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 5 2.1. Kiến trúc phân tầng (tt) Hàng không – phân tầng dịch vụ bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 6
2.1. Kiến trúc phân tầng (tt) Chức năng các tầng được cài đặt phân tán bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 7 2.1. Kiến trúc phân tầng (tt) Ví dụ 2: Gửi thư “Yêu qoái có biết lão Tôn ta không ?” Chữ xấu quá bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 8
2.1. Kiến trúc phân tầng (tt) Ví dụ 2: Gửi thư bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 9 2.1. Kiến trúc phân tầng (tt) Định nghĩa phân tầng: – Tổ chức Hệ thống mạng thành các thực thể độc lập về mặt logic nhưng nối tiếp nhau thành một chuỗi sao cho: dịch vụ do thực thể này cung cấp hoàn toàn dựa trên dịch vụ của thực thể đứng trước nó trong chuỗi (tầng thấp hơn) cung cấp. bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 10
2.1. Kiến trúc phân tầng (tt) Tại sao phải phân tầng? – Với các hệ thống phức tạp, cấu trúc tường minh cho phép xác định quan hệ giữa các thành phần trong hệ thống một cách rõ ràng – Việc phân tầng (chia nhỏ) cho phép bảo trì, nâng cấp một cách dễ dàng • Chuẩn hóa các giao diện • Khi thay đổi họt động nội tại của 1 tầng thì không ảnh hưởng tới toàn hệ thống → Đảm bảo tính cục bộ tương đối ở mỗi tầng. – Dễ dàng triển tiếp cận (giảng dạy, nghiên cứu) Vậy nhược điểm của phân tầng ? – Thảo luận bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 11 2.2. Mô hình tham chiếu OSI OSI – Open System Interconnection Reference Model – Do tổ chức chuẩn hóa quốc tế (ISO) ban hành năm 1984 với mã ISO-7498 – Gồm 7 tầng: Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, Application. – Là mô hình tham chiếu lý thuyết cho các hệ thống mở nói chung. Mô hình ISO: – Dịch vụ = ở mỗi tầng sẽ làm gì ? (chức năng) – Giao diện = Làm thế nào để sử dụng dịch vụ – Giao thức = cài đặt các tầng như thế nào ? bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 12
2.2. Mô hình tham chiếu OSI (tt) System #1 Hệ thống #2 All Application Ứng dụng 7 People Presentation Trình diễn 6 Seem Session Phiên 5 To Transport Giao vận 4 Need Network Mạng 3 Data Data Link Liên kết dữ liệu 2 Processing Physical Vật lý 1 011010100011001111 bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 13 2.2. Mô hình tham chiếu OSI (tt) Application Application Presentation Presentation Session Session Transport Transport Network Network Network Datalink Datalink Datalink Physical Physical Physical Physical medium bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 14
Layer 1: The Physical Layer Chỉ có tầng vật lý của hai hệ thống được kết nối và truyền thông trực tiếp với nhau (wire/wireless). Các đặc tả vật lý (điện, điện từ|) nhằm đảm bảo sự kết nối và truyền tín hiệu giữa hai hệ thống. Một số yếu tố: – Cáp truyền (Cable). – Mức điện thế (voltage levels). – Thời gian biến thiên hiệu điện thế. – Chu kỳ tín hiệu, khoảng cách| bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 15 Layer 2: The Data Link Layer Biến dữ liệu thô nhận được từ tầng vật lý thành dữ liệu có cấu trúc logic cụ thể hơn. – Framing. • 001101010 Khung (frame) có cấu trúc. – Physical Addressing. • Dữ liệu đến từ đâu? Máy tính nào gửi đến? • Dữ liệu cần phải gửi tiếp đi đâu? Đảm bảo sự tin cậy của tín hiệu truyền giữa hai tầng vật lý. – Kiểm soát lỗi (error control). – Kiểm soát luồng (flow control). Bao gồm hai tầng con (LLC và MAC). bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 16
Layer 3: The Network Layer Chọn đường đi giữa các nút mạng (path-selection). Điều khiển luồng mạng con (subnet flow control). Cắt hợp dữ liệu (fragmentation & reassembly). Kết nối các mạng có kiến trúc khác nhau. bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 17 Layer 4: The Transport Layer Tầng trên cùng của quá trình truyền dữ liệu. Đảm bảo dữ liệu được truyền thông suốt và tin cậy giữa hai hệ thống (2 end-systems). – Cắt/hợp dữ liệu (fragmentation/reassembly). – Kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng (error detection and recovery, information flow control). – Thiết lập, quản lý các kênh liên lạc (virtual circuits). – Dồn kênh (multiplexing). bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 18
Layer 5: The Session Layer Tầng dưới cùng trong số các tầng thao tác trên dữ liệu nhận về (application). Thiết lập và quản lý các phiên truyền thông giữa hai hệ thống. – Chứng thực (security authentication). – Thiết lập liên kết (connection establishment). – Huỷ bỏ liên kết (connection release). – Phản hồi (acknowledgement). – Truyền lại (data retransmission). bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 19 Layer 6: The Presentation Layer Đảm bảo thông tin truyền từ ứng dụng của hệ thống truyền có thể đọc được bởi ứng dụng của hệ thống nhận. – Cú pháp và ngữ nghĩa của dữ liệu (syntax & semantic). – Định dạng dữ liệu (data formatting). – Chuyển đổi dịnh dạng (format exchange). – Nén dữ liệu (data compression). bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 20
Layer 7: The Application Layer Cung cấp các phương tiện để người dùng có thể truy cập vào mô hình OSI. – Các giao thức truyền thông điệp giữa các chương trình ứng dụng (web, mail|). – Các dịch vụ cho các ứng dụng nằm ngoài mô hình OSI (Word, Access, SQL Server|) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 21 2.2. (tt) – OSI Summary Physical: binary transmission – signals, media, connectors, voltages| Data Link: access to media – bits error control, flow control. – physical addressing, net topology. Network: address and best path – path selection, routing, addressing, internetwork. Transport: end-to-end transmission – data transportation, virtual circuit – error detection and recovery, information flow control Session: interhost communication – session management Presentation: data representation – data format, data syntax Application: network services to applications bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 22
2.3. Mô hình TCP/IP OSI là mô hình mang tính lý thuyết TCP/IP là mô hình thực tế áp dụng cho mạng Internet; TCP, IP là hai giao thức phổ biến – TCP = Transmission Control Protocol. – IP = Internet Protocol. bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 23 2.3. Mô hình TCP/IP (tt) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 24
Mô hình giao thức Internet Application: Hỗ trợ các ứng dụng mạng – FTP, SMTP, HTTP, DNS, Telnet Application Transport: Truyền dữ liện end-end – TCP, UDP, SCTP Transport Network: Định tuyến các gói tin Network – IP, BGP, OSPF, RIP, ICMP| Datalink Datalink: truyền dữ liệu giữa 2 thực Physical thể chung môi trường truyền – Ethernet, PPP Physical: Tín hiệu trên môi trường truyền bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 25 Mô hình kiến trúc internet www, Telnet, Email TCP UDP IP Ethernet, Wireless FDDI bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 26
Tầng liên kết dữ liệu – dịch vụ của Ethernet Phân kênh/Dồn kênh www, Telnet, Email – Gửi Frame cho tầng mạng Đa truy nhập TCP UDP – Gửi Frame cho các nút ngang hàng qua kênh dùng chung IP Phát hiện lỗi Ethernet, Wireless FDDI bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 27 Tầng mạng–dịch vụ của network Phân kênh/dồn kênh www, Telnet, Email – Chuyển packet cho tầng giao vận Định tuyến TCP UDP – Cố gắng tối đa chuyển gói tin từ nơi gửi đến nơi nhận IP Phân mảnh/hợp nhất – Chia gói tin lớn thành nhiều gói nhỏ – Bị loại bỏ trong IPv6 Phát hiện lỗi Ethernet, Wireless FDDI Không cung cấp: – Truyền tin cậy, đặt chỗ trên đường truyền bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 28
Tầng giao vận – dịch vụ TCP Phân kênh/dồn kênh www, Telnet, Email Truyền tin cậy – Giữa tiến trình gửi và nhận TCP UDP – Hai bên phải thiết lập kết nối (dịch vụ hướng kết nối – connection IP oriented) Điều khiển lưu lượng (flow) – Bên gửi không gửi quá nhiều Kiểm soát tắc nghẽn (congestion) Ethernet, Wireless FDDI – Giảm tốc độ truyền khi mạng quá tải bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 29 source message M application segment Ht M transport datagram Hn Ht M network frame Hl Hn Ht M link physical link physical switch destination Hn Ht M network M application Hl Hn Ht M link Hn Ht M Ht M transport physical Hn Ht M network Hl Hn Ht M link router physical bangtqh@utc2.edu.vn
2.4. Thiết bị mạng thông dụng 1. Card giao tiếp mạng 2. Cáp truyền dẫn 3. Thiết bị chuyển mạch bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 31 2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) 1. Card giao tiếp mạng – Gắn trực tiếp trên máy tính. Là thiết bị kết nối giữa máy và cáp mạng, cung cấp khả năng truyền thông cho máy tính – Chuyển dữ liệu từ máy tính thành tín hiệu điện để có thể truyền trên cáp. – Kiểm soát luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ thống cáp mạng Cổng RJ45 Antenar thu/phát Cổng BNC sóng wifi bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 32
2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) 2. Cáp truyền dẫn – Cáp đồng trục (Coxial) – Cáp xoắn (twisted-pair) – Cáp quang (Fiber) Đầu nối vào NIC Có cổng BNC bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 33 2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) Cáp xoắn – Thông dụng nhất hiện nay – Có nhiều loại (Category) ký hiệu Cat1, Cat2,|,Cat5, Cat5E, Cat6, Cat6A – Cáp sử dụng nhiều nhất hiện hiện nay là loại Cat5e với tốc độ truyền tín hiệu đạt 1000 Mbps – Cat6 có thể đạt tới tốc độ 10Gbps ở độ dài tối đa 37m (Cat6A là 100m) Đầu nối RJ45 bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 34
2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) Cáp quang (fiber cable) – Cấu trúc cơ bản của cáp quang bao gồm lớp lõi , lớp phản xạ, lớp vỏ bảo vệ – Loại Single Mode (SM): thường được các công ty viễn thông sử dụng – truyền dữ liệu với khoảng cách rất xa – Loại Muliple Mode (MM): thương được các đơn vị, doanh nghiệp sử dụng – khoảng cách truyền dữ liệu ≤ 5km – Khi sử dụng cáp quang cần có bộ chuyển đổi quang- điện (converter) và các dây nhảy (path cord) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 35 2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) 3. Thiết bị mở rộng mạng (chuyển mạch) – Repeater + Là thiết bị hoạt động ở lớp 1 (Physical Layer) trong mô hình OSI. – Hub + Có vai trò khuếch đại tín hiệu để – Bridge có thể đến được những chặng – Switch đường tiếp theo trong mạng. – Router + Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua sợi quang| và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater. bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 36
2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) 3. Thiết bị mở rộng mạng (chuyển mạch) – Repeater + Được coi là một Repeater có nhiều cổng. (thường có từ 4 đến 24 – Hub cổng) – Bridge + Với hub, thông tin đi vào ở một – Switch cổng sẽ được phát ra tất cả các cổng còn lại. – Router bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 37 2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) 3. Thiết bị mở rộng mạng (chuyển mạch) – Repeater + Bridge là thiết bị mạng thuộc lớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer). Được dùng để ghép – Hub nối 2 mạng tạo thành một mạng lớn hơn duy nhất + Ưu điểm của Bridge là hoạt động trong suốt, – Bridge các máy tính khác mạng nhau có thể gửi các thông tin với nhau – Switch – Router bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 38
2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) 3. Thiết bị mở rộng mạng (chuyển mạch) – Repeater + Switch có thể được xem như là một Bridge có nhiều cổng. Một Bridge chỉ có 2 cổng để liên – Hub kết được 2 segment mạng với nhau còn Switch lại có khả năng kết nối được nhiều segment lại – Bridge với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) – Switch – Router Switch Cisco 2906 (24 ports) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 39 2.4. Thiết bị mạng thông dụng (tt) 3. Thiết bị mở rộng mạng (chuyển mạch) – Repeater + Switch có thể được xem như là một Bridge có nhiều cổng. Một Bridge chỉ có 2 cổng để liên – Hub kết được 2 segment mạng với nhau còn Switch lại có khả năng kết nối được nhiều segment lại – Bridge với nhau tuỳ thuộc vào số cổng (port) – Switch – Router Switch Cisco 2906 (24 ports) bangtqh@utc2.edu.vn Mạng máy tính & Internet - Chương 2 40