Giáo trình Mạng máy tính (Nghề: Công nghệ thông tin) - CĐ Công nghệ và Nông lâm Nam Bộ

Chia sẻ: Ermintrudetran Ermintrudetran | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Mạng máy tính gồm 7 chương, cung cấp các kiến thức cơ bản như: Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính; Ứng dụng của mạng máy tính; Giới thiệu một số loại mạng; Các mô hình, giao thức truyền thông; Giao thức TCP/IP; Các thành phần cơ bản trong mạng máy tính. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Mạng máy tính (Nghề: Công nghệ thông tin) - CĐ Công nghệ và Nông lâm Nam Bộ

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VÀ NÔNG LÂM NAM BỘ -------  ------- BÀI GIẢNG MẠNG MÁY TÍNH Mã số: MĐ16. NGHỀ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Internet Server Printer Wireless Router ` Laptop PC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Địa chỉ: QL 1K, Phường Bình An, TX. Dĩ An, Tỉnh Bình Dương Email: it.svoctaf@gmail.com/ cn.cnnlnb@gmail.com. [Lưu hành nội bộ] -2018- 1
GIỚI THIỆU Tài liệu Mạng máy tính được nhóm tác giả biên soạn nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho Học sinh - Sinh viên (HSSV) tiếp thu tốt kiến thức liên quan đến Môn học. Đây là tài liệu tham khảo chính dành cho HSSV khoa Công nghệ thông tin, học tập và nghiên cứu môn học mạng máy tính. Nội dung của tài bao gồm phần Lý thuyết và Thực hành. Nội dung được chia làm 7 chương: - Chương 1. Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính; - Chương 2. Ứng dụng của mạng máy tính; - Chương 3. Giới thiệu một số loại mạng; - Chương 4. Các mô hình, giao thức truyền thông; - Chương 5. Giao thức TCP/IP; - Chương 6. Các thành phần cơ bản trong mạng máy tính; Tài liệu tích hợp phần lý thuyết và thực hành các mục theo thứ tự kiến thức đã học, qua các buổi học giúp HSSV thực hành các bước thao tác logic nhằm rèn luyện kỹ năng thực tế trong việc lắp ráp và cài đặt máy tính, từ đó tích lũy tri thức, kinh nghiệm cần thiết cho các mô dun/ môn học tiếp theo và công việc trong tương lai. Tài liệu được biên soạn có tham khảo từ các tài liệu, bài giảng không thể tránh khỏi các thiếu soát rất mong nhận được ý kiến góp ý để tài liệu hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về email: cn.cnnlnb@gmail.com. Chân thành cảm ơn ! Bình Dương, ngày 01 tháng 01 năm 2018 Nhóm biên soạn 1
MỤC LỤC CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH ...................................... 4 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH. .................................................................. 5 1.2. GIỚI THIỆU MẠNG MÁY TÍNH. ..................................................................................... 5 1.2.1. Khái niệm cơ bản. ................................................................................................... 5 1.2.2. Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính. ............................................................... 6 1.2.3. Phân biệt các loại mạng. ........................................................................................ 9 1.2.4. Mạng toàn cầu Internet........................................................................................ 11 CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG CỦA MẠNG MÁY TÍNH .......................................................... 13 2.1. SỬ DỤNG CHUNG TÀI NGUYÊN. ............................................................................... 14 2.1.1. Mô hình mạng ngang hàng (Peer–to–Peer Network). ....................................... 14 2.1.2. Mô hình mạng khách - chủ (Client– Server Network/ Server Based Network). .......................................................................................................................................... 15 2.2. TĂNG ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG. ........................................................................ 18 2.3. NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VÀ HIỆU QUẢ KHAI THÁC THÔNG TIN................... 19 CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI MẠNG .............................................................. 20 3.1. MẠNG CỤC BỘ LANS (Local Area Networks). ............................................................. 20 3.1.1. Khái niệm. ............................................................................................................. 20 3.1.2. Phân loại mạng. .................................................................................................... 20 3.1.3. Mạng cục bộ và giao thức điều khiển truy cập đường truyền. ......................... 21 3.1.4. Sơ đồ kết nối mạng LAN ...................................................................................... 21 3.1.5. Đặc điểm mạng lan ............................................................................................... 22 3.1.6. Các loại thiết bị sử dụng trong mạng LAN. ....................................................... 22 3.1.7. Các tổ chức chuẩn hóa về mạng. ......................................................................... 23 3.2. MẠNG KHÔNG DÂY - Wireless Network ..................................................................... 23 3.2.1. Mạng không dây là gì? ......................................................................................... 23 3.2.2. Các chuẩn của mạng không dây hiện nay. ......................................................... 23 3.2.3. Lợi ích nổi bật của mạng không dây bao gồm. .................................................. 24 3.2.4. Các mô hình mạng Wireless. ............................................................................... 25 3.2.5. Bảo mật trong Wireless:....................................................................................... 27 3.3. MẠNG DIỆN RỘNG WANS (Wide Area Networks). ..................................................... 28 3.3.1. Thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE - Data Terminal Equipment). ......................... 29 3.3.2. Điểm ranh giới (Damarcation Point). ................................................................. 29 3.3.3. Cáp nối chặng cuối (Local Loop). ....................................................................... 29 3.3.4. Văn phòng trung tâm (Central Office). .............................................................. 29 3.3.5. Thiết bị đóng mạch dữ liệu (DCE – Data Circuit-terminating Equipment). .. 30 i
3.3.6. Đám mây mạng WAN (WAN cloud). ................................................................. 30 3.3.7. Tổng đài chuyển mạch gói (Packet-switching exchange). ................................ 30 3.3.8. Các loại hình kết nối trong mạng WAN. ............................................................ 31 3.3.9. Các dịch vụ mạng diện rộng PSTN..................................................................... 33 3.4. MẠNG MANS (Wide Area Networks). ........................................................................... 42 3.5. INTERNETWORK. .......................................................................................................... 42 3.6. INTERNET. ...................................................................................................................... 42 3.7. INTRANET. ...................................................................................................................... 43 3.8. PHÂN BIỆT MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM GIỮA MẠNG CỤC BỘ VÀ MẠNG DIỆN RỘNG. .................................................................................................................................................. 43 Chương 4. CÁC MÔ HÌNH, GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG ........................................... 46 4.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI CÓ MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG. ........................................... 46 4.2. MỘT SỐ MÔ HÌNH CHUẨN HÓA. ............................................................................... 49 4.2.1. Mô hình OSI (Open Systems Interconnection). ................................................ 49 4.2.2. Mô hình SNA (Systems Netword Architecture). ............................................... 57 CHƯƠNG 5. GIAO THỨC TCP/IP ...................................................................................... 58 5.1. GIAO THỨC..................................................................................................................... 59 5.1.1. Khái niệm. ............................................................................................................. 59 5.1.2. Các dạng liên kết. ................................................................................................. 60 5.2. GIAO THỨC IP. ............................................................................................................... 60 5.1.1. Tổng quát .............................................................................................................. 60 5.1.2. Các giao thức trong mạng IP. ............................................................................. 67 5.1.3. Các bước hoạt động của giao thức IP. ............................................................... 67 5.2. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN DỮ LIỆU TCP/IP. ............................................ 68 5.3. GIAO THỨC UDP (USER DATAGRAM PROTOCOL). .............................................. 73 5.4. MỐI LIÊN QUAN GIỮA 2 MÔ HÌNH OSI VÀ TCP/IP. ............................................... 75 CHƯƠNG 6. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN TRONG MẠNG MÁY TÍNH ...................... 78 6.1. TỔNG QUÁT MỘT MẠNG MÁY TÍNH CƠ BẢN. ...................................................... 79 6.2. KIẾN TRÚC (CẤU TRÚC) MẠNG CỤC BỘ. ................................................................ 79 6.2.1. Cấu trúc của mạng (Topology). .......................................................................... 79 6.2.2. Những cấu trúc chính của mạng cục bộ. ............................................................ 80 6.2.3. Phương thức truyền tín hiệu. .............................................................................. 83 6.2.4. Các giao thức truy cập đường truyền trên mạng LAN. ................................... 83 6.2.5. Đường cáp truyền mạng. ..................................................................................... 86 6.2.6. Các thiết bị liên kết mạng .................................................................................. 103 ii
iii
CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH Thời gian: 02h (LT: 01h; TH: 01h) A. MỤC TIÊU. Sau khi học xong phần này người học có khả năng: - Trình bày được lịch sử phát triển mạng máy tính, định nghĩa mạng máy tính, các loại mạng máy tính. - Nhận biết được các loại mạng; - Rèn luyện ý thức lao động, tác phong công nghiệp, có trách nhiệm và sáng tạo. B. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT LIỆU. Đơn Thông số kỹ Số TT Tên máy móc - thiết bị vị GHI thuật/Xuất xứ lượng tính CHÚ I Thiết bị. 1 Máy tính giáo viên Cái 1 2 Máy chiếu Cái 1 3 Máy tính Cái 3 4 Máy in Cái 1 5 Switch Cái 1 II Dụng cụ. 1 2 III Vật liệu 1 Phấn viết bảng MIC Viên 2 4
C. NỘI DUNG. 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH. Vào giữa những năm 50, những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng các bóng đèn điện tử nên kích thước rất cồng kềnh và tiêu tốn nhiều năng lượng. Việc nhập dữ liệu vào máy tính được thực hiện thông qua các bìa đục lỗ và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mất rất nhiều thời gian và bất tiện cho người sử dụng. Đến giữa những năm 60, cùng với sự phát triển của các ứng dụng trên máy tính và nhu cầu trao đổi thông tin với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứa chế tạo thành công các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chính là những dạng sơ khai của hệ thống mạng máy tính. Đến đầu những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra đời cho phép mở rộng khả năng tính toán của các trung tâm máy tính đến các vùng ở xa. Đến giữa những năm 70, IBM đã giới thiệu một loạt các thiết bị đầu cuối được thiết kế chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng, thương mại. Thông qua dây cáp mạng các thiết bị đầu cuối có thể truy cập cùng một lúc đến một máy tính dùng chung. Đến năm 1977, công ty Datapoint Corporation đã tung ra thị trường hệ điều hành mạng của mình là “Attache Resource Computer Network” (Arcnet) cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối lại bằng dây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành mạng đầu tiên. 1.2. GIỚI THIỆU MẠNG MÁY TÍNH. 1.2.1. Khái niệm cơ bản. Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau. PC1 PC2 Hình 1.1: Mô hình mạng cơ bản. 5
Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép qua đĩa mềm, CD ROM, … điều này gây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng: - Sử dụng chung các công cụ tiện ích. - Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung. - Tăng độ tin cậy của hệ thống. - Trao đổi thông điệp, hình ảnh, - Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem …) - Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại. 1.2.2. Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính. 1.2.2.1. Đường truyền. Là thành tố quan trọng của một mạng máy tính, là phương tiện dùng để truyền các tín hiệu điện tử giữa các máy tính. Các tín hiệu điệu tử đó chính là các thông tin, dữ liệu được biểu thị dưới dạng các xung nhị phân (ON_OFF), mọi tín hiệu truyền giữa các máy tính với nhau đều thuộc sóng điện từ, tuỳ theo tần số mà ta có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau. Đặc trưng cơ bản của đường truyền là giải thông nó biểu thị khả năng truyền tải tín hiệu của đường truyền. Thông thuờng người ta hay phân loại đường truyền theo hai loại: - Đường truyền hữu tuyến (các máy tính được nối với nhau bằng các dây cáp mạng). - Đường truyền vô tuyến: các máy tính truyền tín hiệu với nhau thông qua các sóng vô tuyền với các thiết bị điều chế/giải điều chế ớ các đầu mút. 1.2.2.2. 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 các kỹ thuật chuyển mạch như sau: - Mạng chuyển mạch kênh (circuit switched network): Khi có hai thực thể cần truyền thông với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì kết nối đó cho tới khi hai bên ngắt liên 6
lạc. Các dữ liệu chỉ truyền đi theo con đường cố định đó. Nhược điểm của chuyển mạch kênh là tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh truyền cố định và hiệu suất sử dụng mạng không cao. - Mạng chuyển mạch thông báo (message switched network): Thông báo là một đơn vị dữ liệu của người sử dụng có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi thông báo có chứa các thông tin điều khiển trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thông báo. Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của thông báo. Như vậy mỗi nút cần phải lưu giữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo, nếu thấy thông báo không gửi cho mình thì tiếp tục chuyển tiếp thông báo đi. Tuỳ vào điều kiện của mạng mà thông báo có thể được chuyển đi theo nhiều con đường khác nhau. Ưu điểm của phương pháp này là: + Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể truyền thông. + Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông tin tạm thời sau đó mới chuyển thông báo đi, do đó có thể điều chỉnh để làm giảm tình trạng tắc nghẽn trên mạng. + Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo. + Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gắn địa chỉ quảng bá (broadcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích. Nhược điểm của phương pháp này là: Không hạn chế được kích thước của thông báo dẫn đến phí tổn lưu giữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian trả lời yêu cầu của các trạm. - Mạng chuyển mạch gói (packet switched network): Ở đây mỗi thông báo được chia ra thành nhiều gói nhỏ hơn được gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và địa chỉ đích (người nhận) của gói tin. Các gói tin của cùng một thông báo có thể được gởi đi qua mạng tới đích theo nhiều con đường khác nhau. Phương pháp chuyển mạch thông báo và chuyển mạch gói là gần giống nhau. Điểm khác biệt là các gói tin được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút mạng (các nút chuyển mạch) có thể xử 7
lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không phải lưu giữ tạm thời trên đĩa. Bởi vậy nên mạng chuyển mạch gói truyền dữ liệu hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo. Tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói vào trong một mạng thống nhất được mạng tích hợp số ISDN (Integated Services Digital Network). 1.2.2.3. Kiến trúc mạng. Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) 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 của mạng người ta muốn nói tới hai vấn đề là hình trạng mạng (Network topology) và giao thức mạng (Network protocol) - Network Topology: Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tô pô của mạng. Các hình trạng mạng cơ bản đó là: hình sao, hình bus, hình vòng - Network Protocol: Tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực thể truyền thông mà ta gọi là giao thức (hay nghi thức) của mạng. Các giao thức thường gặp nhất là : TCP/IP, NETBIOS, IPX/SPX,... 1.2.2.4. 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 một cách đơn giản là quản lý tệp. Các công việc về lưu trữ tệp, tìm kiếm, xoá, copy, nhóm, đặt các thuộc tính đều thuộc nhóm công việc này. - Tài nguyên thiết bị. Điều phối việc sử dụng CPU, các ngoại vi... để tối ưu hoá 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 (ví dụ FORMAT đĩa, sao chép tệp và thư mục, in ấn chung ...) 8
Các hệ điều hành mạng thông dụng nhất hiện nay là các hệ điều hành của Microsoft, Unix, Linus, Novell,... 1.2.2.5. Giao thức mạng. Giao thức mạng là tập hợp tất cả các quy tắc, quy ước để đảm bảo cho các máy tính trên mạng có thể giao tiếp với nhau gọi là giao thức. Như vậy các máy trên mạng muốn giao tiếp với nhau thì phải có chung một giao thức. Một máy tính tương tác với thế giới thông qua một hoặc nhiều ứng dụng. Những ứng dụng này thực hiện các nhiệm vụ cụ thể và quản lý dữ liệu ra và vào. Nếu máy tính đó là một phần của hệ thống mạng, thì một trong số các ứng dụng trên sẽ có thể giao tiếp với các ứng dụng trên các máy tính khác thuộc cùng hệ thống mạng. Bộ giao thức mạng là một hệ thống các quy định chung giúp xác định quá trình truyền dữ liệu phức tạp. Dữ liệu đi từ ứng dụng trên máy này, qua phần cứng mạng của máy, tới bộ phận trung gian và đến nơi nhận, thông qua phần cứng của máy tính đích rồi tới ứng dụng 1.2.3. Phân biệt các loại mạng. 1.2.3.1. Phương thức kết nối mạng được sử dụng chủ yếu trong liên kết mạng. Có hai phương thức chủ yếu, đó là điểm - điểm và điểm - nhiều điểm. − Với phương thức "điểm - điểm", các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền và nhận trực tiếp dữ liệu hoặc có thể làm trung gian như lưu trữ những dữ liệu mà nó nhận được rồi sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác để dữ liệu đó đạt tới đích. − Với phương thức "điểm - nhiều điểm", tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được gửi đi từ một máy tính sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính còn lại, bởi vậy cần chỉ ra điạ chỉ đích của dữ liệu để mỗi máy tính căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình không nếu đúng thì nhận còn nếu không thì bỏ qua. 1.2.3.2. Phân loại mạng máy tính theo vùng địa lý. − GAN (Global Area Network) kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. 9
− WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng, kết nối máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN. − MAN (Metropolitan Area Network) kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối này được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50-100 Mbit/s). − LAN (Local Area Network) - Mạng cục bộ, kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trǎm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục thay cáp quang. LAN thường được sử dụng trong nội bộ một cơ quan/tổ chức...Các LAN có thể được kết nối với nhau thành WAN. 1.2.3.3. Phân loại mạng máy tính theo topo. − Mạng dạng hình sao (Star topology): Ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương thức "điểm - điểm". − Mạng hình tuyến (Bus Topology): Trong dạng hình tuyến, các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver). − Mạng dạng vòng (Ring Topology): Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức "điểm - điểm", qua đó mỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một. − Mạng dạng kết hợp: Trong thực tế tuỳ theo yêu cầu và mục đích cụ thể ta có thể thiết kế mạng kết hợp các dạng sao, vòng, tuyến để tận dụng các điểm mạnh của mỗi dạng. 1.2.3.4. Phân loại mạng theo chức năng. − Mạng Client-Server: một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file server, mail server, Web server, Printer server, … Các máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ được gọi là Server, còn các máy tính truy cập và sử dụng dịch vụ thì được gọi là Client. 10
− Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer): các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa như một Client vừa như một Server. − Mạng kết hợp: Các mạng máy tính thường được thiết lập theo cả hai chức năng Client-Server và Peer-to-Peer. 1.2.3.5. Phân biệt mạng LAN-WAN. − Địa phương hoạt động. + Mạng LAN sử dụng trong một khu vực địa lý nhỏ. + Mạng WAN cho phép kết nối các máy tính ở các khu vực địa lý khác nhau, trên một phạm vi rộng. − Tốc độ kết nối và tỉ lệ lỗi bit. + Mạng LAN có tốc độ kết nối và độ tin cậy cao. + Mạng WAN có tốc độ kết nối không thể quá cao để đảm bảo tỉ lệ lỗi bit có thể chấp nhận được. − Phương thức truyền thông. + Mạng LAN chủ yếu sử dụng công nghệ Ethernet, Token Ring, ATM. + Mạng WAN sử dụng nhiều công nghệ như Chuyển mạch vòng (Circuit Switching Network), chuyển mạch gói (Packet Switching Network), ATM (Cell relay), chuyển mạch khung (Frame Relay), … 1.2.4. Mạng toàn cầu Internet. Mạng toàn cầu Internet là một tập hợp gồm hàng vạn mạng trên khắp thế giới. Mạng Internet bắt nguồn từ một thử nghiệm của Cục quản lý các dự án nghiên cứu tiên tiến (Advanced Research Projects Agency – ARPA) thuộc Bộ quốc phòng Mỹ đã kết nối thành công các mạng máy tính cho phép các trường đại học và các công ty tư nhân tham gia vào các dự án nghiên cứu.. Về cơ bản, Internet là một liên mạng máy tính giao tiếp dưới cùng một bộ giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Giao thức này cho phép mọi máy tính trên mạng giao tiếp với nhau một cách thống nhất giống như một ngôn ngũ quốc tế mà mọi người sử dụng để giao tiếp với nhau hàng ngày. 11
Số lượng máy tính kết nối mạng và số lượng người truy cập vào mạng Internet trên toàn thế giới ngày càng tăng lên nhanh chóng, đặc biệt từ những năm 90 trở đi. Mạng Internet không chỉ cho phép chuyển tải thông tin nhanh chóng mà còn giúp cung cấp thông tin, nó cũng là diễn đàn và là thư viện toàn cầu đầu tiên. 12
CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG CỦA MẠNG MÁY TÍNH Thời gian: 03h (LT: 01h; TH: 02h) A. MỤC TIÊU. Sau khi học xong phần này người học có khả năng: - Trình bày được các ứng dụng của mạng máy tính, cách kết nối mạng máy tính hiện nay. - Phân tích được các loại ứng dụng của mạng, cách nâng cao độ tin cậy của hệ thống, chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin; - Rèn luyện ý thức lao động, tác phong công nghiệp, có trách nhiệm và sáng tạo. B. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT LIỆU. Đơn Thông số kỹ Số TT Tên máy móc - thiết bị vị GHI thuật/Xuất xứ lượng tính CHÚ I Thiết bị. 1 Máy tính giáo viên Cái 1 2 Máy chiếu Cái 1 3 Máy tính Cái 3 4 Máy in Cái 1 5 Switch Router Cái 1 II Dụng cụ. 1 2 III Vật liệu 1 Phấn viết bảng MIC Viên 2 2 3 C. NỘI DUNG. Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao. Mạng máy tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực như khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục... Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được. Người ta thấy được việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới như: 13
2.1. SỬ DỤNG CHUNG TÀI NGUYÊN. Những tài nguyên của mạng (như thiết bị, chương trình, dữ liệu) khi được trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu. Internet Server Printer Wireless Router ` Laptop PC Hình 2.1: In qua mạng. Các mô hình sử dụng chung tài nguyên trong hệ thống mạng: 2.1.1. Mô hình mạng ngang hàng (Peer–to–Peer Network). Mạng ngang hàng (tiếng Anh: peer-to-peer network), còn gọi là mạng đồng đẳng, là một mạng máy tính trong đó hoạt động của mạng chủ yếu dựa vào khả năng tính toán và băng thông của các máy tham gia chứ không tập trung vào một số nhỏ các máy chủ trung tâm như các mạng thông thường. Mạng đồng đẳng thường được sử dụng để kết nối các máy thông qua một lượng kết nối dạng ad hoc. Mạng đồng đẳng có nhiều ứng dụng. Ứng dụng thường xuyên gặp nhất là chia sẻ tệp tin, tất cả các dạng như âm thanh, hình ảnh, dữ liệu,... hoặc để truyền dữ liệu thời gian thực như điện thoại VoIP. Một mạng đồng đẳng đúng nghĩa không có khái niệm máy chủ và máy khách, nói cách khác, tất cả các máy tham gia đều bình đẳng và được gọi là peer, là một nút mạng đóng vai trò đồng thời là máy khách và máy chủ đối với các máy khác trong mạng. 14
Một số mạng hay kênh như Napster, IRC (thuộc thế hệ thứ nhất) sử dụng mô hình máy chủ-máy khách cho một số tác vụ và mô hình đồng đẳng cho những tác vụ khác. Ngược lại, các mạng như Gnutella hay Freenet (thế hệ thứ 2) sử dụng mô hình đồng đẳng cho tất cả các tác vụ, nên các mạng này thường được xem như là mạng đồng đẳng đúng nghĩa (thực ra Gnutella vẫn sử dụng một số máy chủ để giúp các máy trong mạng tìm kiếm địa chỉ IP của nhau). Mạng peer–to–peer là một ví dụ rất đơn giản của các mạng LAN. Chúng cho phép mọi nút mạng vừa đóng vai trò là thực thể yêu cầu các dịch vụ mạng (client), vừa là các thực thể cung cấp các dịch vụ mạng (server). Trong môi trường này, người dùng trên từng máy tính chịu trách nhiệm điều hành và chia sẻ tài nguyên của máy tính mình. Mô hình này chỉ phù hợp với các tổ chức nhỏ và không quan tâm đến vấn đề bảo mật. Phần mềm mạng peer–to–peer được thiết kế sao cho các thực thể ngang hàng thực hiện cùng các chức năng tương tự nhau. Các đặc điểm của mạng peer–to–peer là mạng peer–to–peer còn được biết đến như mạng workgroup (nhóm làm việc) và được sử dụng cho các mạng có ≤ 10 người sử dụng (user) làm việc trên mạng đó; không đòi hỏi phải có người quản trị mạng (administrator); trong mạng peer–to–peer mỗ người sử dụng làm việc như người quản trị cho trạm làm việc riêng của họ và chọn tài nguyên hoặc dữ liệu nào mà họ sẽ cho phép chia sẻ trên mạng cũng như quyết định ai có thể truy xuất đến tài nguyên và dữ liệu đó. - Ưu điểm là đơn giản cho việc cài đặt và chi phí tương đối rẻ. - Nhược điểm là Không quản trị tập trung, đặc biệt trong trường hợp có nhiều tài khoản cho một người sử dụng (user) truy xuất vào các trạm làm việc khác nhau; việc bảo mật mạng có thể bị vi phạm với các người sử dụng có chung tên người dùng, mật khẩu truy xuất tới cùng tài nguyên; không thể sao chép dự phòng (backup) dữ liệu tập trung. Dữ liệu được lưu trữ rải rác trên từng trạm. 2.1.2. Mô hình mạng khách - chủ (Client– Server Network/ Server Based Network). Mạng khách chủ liên quan đến việc xác định vai trò của các thực thể truyền thông trong mạng. Mạng này xác định thực thể nào có thể tạo ra các yêu cầu dịch vụ và thực thể nào có thể phục vụ các yêu cầu đó. Các máy được tổ chức thành các miền (domain). An ninh trên các domain được quản lý bởi một số máy chủ đặc biệt gọi là domain controller. Trên domain có một master domain controller được gọi 15
là PDC (Primary Domain Controller) và một BDC (Backup Domain Controller) để đề phòng trường hợp PDC gặp sự cố. - Mô hình client-server. Là một mô hình mạng máy tính, được áp dụng rất rộng rãi và là mô hình của mọi trang web hiện có. Ý tưởng của mô hình này là máy con (đóng vài trò là máy khách) gửi một yêu cầu (request) để máy chủ (đóng vai trò người cung ứng dịch vụ), máy chủ sẽ xử lý và trả kết quả về cho máy khách. Một mô hình ngược lại là mô hình master-slaver, trong đó máy chủ (đóng vai trò ông chủ) sẽ gửi dữ liệu đến máy con (đóng vai trò nô lệ) bất kể máy con có cần hay không. - Mô hình Web client/server. Thuật ngữ server được dùng cho những chương trình thi hành như một dịch vụ trên toàn mạng. Các chương trình server này chấp nhận tất cả các yêu cầu hợp lệ đến từ mọi nơi trên mạng, sau đó nó thi hành dịch vụ và trả kết quả về máy yêu cầu. Một chương trình được coi là client khi nó gửi các yêu cầu tới máy có chương trình server và chờ đợi câu trả lời từ server. Chương trình server và client nói chuyện với nhau bằng các thông điệp (messages) thông qua một cổng truyền thông IPC (Interprocess Communication). Để một chương trình server và một chương trình client có thể giao tiếp được với nhau thì giữa chúng phải có một chuẩn để nói chuyện, chuẩn này được gọi là giao thức. Nếu một chương trình client nào đó muốn yêu cầu lấy thông tin từ server thì nó phải tuân theo giao thức mà server đó đưa ra. Bản thân chúng ta khi cần xây dựng một mô hình client/server cụ thể thì ta cũng có thể tự tạo ra một giao thức riêng nhưng thường chúng ta chỉ làm được điều này ở tầng ứng dụng của mạng. Với sự phát triển mạng như hiện này thì có rất nhiều giao thức chuẩn trên mạng ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển này. Các giao thức chuẩn (ở tầng mạng và vận chuyển) được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay như: giao thức TCP/IP, giao thức SNA của IBM, OSI, ISDN, X.25 hoặc giao thức LAN-to-LAN NetBIOS. Một máy tính chứa chương trình server được coi là một máy chủ hay máy phục vụ (server) và máy chứa chương trình client được coi là máy tớ (client). Mô hình mạng trên đó có các máy chủ và máy tớ giao tiếp với nhau theo 1 hoặc nhiều dịch vụ được gọi là mô hình client/server. Thực tế thì mô hình client/server là sự mở rộng tự nhiên và tiện lợi cho việc truyền thông liên tiến trình trên các máy tính cá nhân. Mô hình này cho phép xây dựng các chương trình client/server một cách dễ dàng và sử dụng chúng để liên tác với nhau để đạt hiệu quả hơn. 16