LỜI NÓI ĐẦU
Mạng máy tính phát sinh từ nhu cầu muốn chia sẻ, dùng chung tài nguyên và cho phép
giao tiếp trực tuyến (online) cũng như các ứng dụng đa phương tiện trên mạng.
Sự kết hợp của máy tính với các hệ thống truyền thông, đặc biệt là viễn thông, đã tạo
ra cuộc cách mạng trong vấn đề tổ chức khai thác và sử dụng hệ thống máy tính.
Mô hình tập trung dựa trên máy tính lớn được thay thế mô hình các máy tính đơn lẻ
được kết nối lại để cùng thực hiện công việc, hình thành môi trường làm việc nhiều người
sử dụng phân tán, cho phép nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên chung từ những vị trí
địa lý khác nhau. Các hệ thống như thế được gọi là mạng máy tính.
Mạng máy tính ngày nay đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu phát triển và ứng dụng
cốt lõi của công nghệ thông tin. Các lĩnh vực nghiên cứu phát triển và ứng dụng của
mạng: kiến trúc mạng, nguyên lý thiết kế, cài đặt và các ứng dụng trên mạng.
Chính vì vậy, trang bị cho học sinh những kiến thức và kỹ năng cơ bản về mạng máy
tính để phục vụ cho quá trình tự học, tự nghiên cứu và trao đổi kiến thức là một việc làm
cần thiết.
Tài liệu có cấu trúc gồm 6 chương:
Chương 1: Tổng quan về công nghệ mạng máy tính
Chương 2: Mô hình OSI
Chương 3: Tô pô mạng
Chương 4: Cáp mạng và vật tải truyền
Chương 5: Giới thiệu tập giao thức TCP/IP
Chương 6: Hệ điều hành mạng
Mặc dù các tác giả cũng đã có nhiều cố gắng, song do nhiều lý do các thiếu sót còn tồn
tài trong tập tài liệu là điều khó tránh khỏi. Nhóm tác giả xin chân thành chờ đón sự đóng
góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp để tập tài liệu ngày càng hoàn thiện hơn ở những lần
xuất bản sau.
1
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG MÁY TÍNH..............................3
1. Lịch sử mạng máy tính..............................................................................................3
2. Giới thiệu mạng máy tính..........................................................................................4
3. Đặc trưng cơ bản của mạng máy tính.........................................................................5
4. Phân loại mạng máy tính............................................................................................6
CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH OSI...........................................................................................11
1. Mô hình tham khảo OSI...........................................................................................11
2. Các giao thức trong mô hình OSI.............................................................................11
3. Các chức năng chủ yếu của các tầng của mô hình OSI............................................12
CHƯƠNG 3. TÔ PÔ MẠNG...........................................................................................15
1. Mạng cục bộ............................................................................................................15
2. Kiến trúc mạng cục bộ.............................................................................................15
3. Các phương pháp truy cập đường truyền vật lý.......................................................18
CHƯƠNG 4. CÁP MẠNG VÀ VẬT TẢI TRUYỀN......................................................21
1. Các thiết bị mạng thông dụng..................................................................................21
2. Các thiết bị kết nối...................................................................................................24
3. Một số kiểu nối mạng thông dụng và các chuẩn......................................................32
CHƯƠNG 5. GIỚI THIỆU TẬP GIAO THỨC TCP/IP..................................................35
1. Mô hình tham chiếu bộ giao thức TCP/IP................................................................35
2. Giao thức IP.............................................................................................................39
3. Các giao thức TCP và UDP.....................................................................................49
4. Một số giao thức điều khiển.....................................................................................50
CHƯƠNG 6. HỆ ĐIỀU HÀNH MẠNG..........................................................................54
1. Cài đặt hệ điều hành mạng.......................................................................................54
2. Quản lý tài khoản người dùng..................................................................................66
3. Bảo vệ dữ liệu..........................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................70
2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG MÁY TÍNH
1. Lịch sử mạng máy tính
Lịch sử hình thành mạng máy tính được chia ra làm 4 giai đoạn:
- Giai đoạn các thiết bị đầu cuối (terminal) nối trực tiếp với máy tính:
Trước kia máy tính rất đắt so với đường truyền, vì vậy để tận dụng công suất của máy
và tạo thuận lợi cho quá trình khai thác dữ liệu người ta nối trực tiếp các thiết bị đầu cuối
vào máy tính trung tâm. Máy tính trung tâm với công suất tính toán mạnh do có bộ nhớ
trong lớn, bộ nhớ ngoài không hạn chế và phần mềm phát triển nên có khả năng xử lý
khối lượng lớn các công việc. Nhờ đó người sử dụng không phải đi tới các trung tâm máy
tính ở xa mà có thể sử dụng máy tính ngay tại nơi làm việc cũng vẫn lấy được những
thông tin cần thiết.
Chức năng của máy tính trung tâm là: xử lý các chương trình ứng dụng; lưu trữ số liệu;
phân chia tài nguyên và số liệu; điều khiển truy nhập số liệu; quản lý hàng đợi; quản lý
truyền tin; quản lý các thiết bị đầu cuối.
Chức năng của các thiết bị đầu cuối là: quản lý thủ tục truyền tin; ghép nối với người sử dụng.
- Giai đoạn sử dụng các thiết bị tập trung (concentrator):
Việc ghép nối trực tiếp các thiết bị đầu cuối đến máy tính tập trung sẽ trở nên tốn kém
và không hợp lý khi số lượng các thiết bị đầu cuối tăng lên.
Những bất lợi đó là: tốn kém vật liệu ghép nối các thiết bị đầu cuối với máy tính trung
tâm; quản lý đường truyền trở nên nặng nề và không tương xứng với nhiệm vụ của máy
tính; tốn kém do cần nhiều đường truyền và không sử dụng hết công suất đường truyền.
Để khắc phục các nhược điểm đó người ta sử dụng các thiết bị tập trung, đó là những
máy tính mini dùng để quản lý các thiết bị đầu cuối. Nhờ vậy việc quản lý truyền tin của
máy tính trung tâm được giảm nhẹ.
Chức năng của quản lý tập trung là: quản lý truyền tin; quản lý thiết bị đầu cuối; tiền
xử lý; lưu trữ số liệu.
- Giai đoạn sử dụng bộ tiền xử lý (processor frontal):
Chuyển sang giai đoạn này các tấm ghép nối quản lý đường truyền được thay thế bằng
máy tính mini (bộ tiền xử lý) -> như vậy máy tính trung tâm chỉ tập trung vào xử lý tin
còn việc quản lý đường truyền sẽ do bộ tiền xử lý đảm nhiệm, bộ này được gắn chặt với
máy tính trung tâm bởi ghép nối nhanh.
Chức năng của bộ tiền xử lý: điều khiển mạng truyền tin (đường dây, thiết bị đầu cuối,
các thiết bị tập trung); quản lý trạng thái đường dây, nối – tách; điều khiển quá trình trao
đổi tin; tiền xử lý, lưu trữ dữ liệu.
- Mạng máy tính (network):
3
Ba giai đoạn đầu hệ viễn tin có cấu trúc hình sao quanh máy tính trung tâm không cho
phép ta xây dựng những mạng máy tính rộng lớn. Để làm điều này trong giai đoạn bốn,
người ta đưa thêm mạng truyền tin – với nhiệm vụ chuyển vận tin – vào hệ thống.
Mạng truyền tin bao gồm các nút truyền tin và các đường dây truyền tin nối giữa các
nút để đảm bảo chuyển vận tin. Các nút mạng (nút truyền tin) có nhiệm vụ quản lý truyền
tin, quản lý mạng. Các thiết bị đầu cuối, thiết bị tập trung, bộ tiền xử lý và các máy tính
được ghép nối vào nút mạng. Cấu trúc này cho phép người ta xây dựng được các mạng
máy tính rộng lớn.
Lợi ích của mạng máy tính: tập trung tài nguyên chung (thiết bị, chương trình, dữ
liệu); chinh phục khoảng cách; tăng chất lượng, hiệu quả khai thác và xử lý thông tin; cho
phép thực hiện những ứng dụng tin học phân tán; độ tin cậy của hệ thống tăng lên nhờ
khả năng thay thế khi có sự cố với máy nào đó.
2. Giới thiệu mạng máy tính
2.1. Định nghĩa mạng máy tính
Sự kết hợp của máy tính với các hệ thống truyền thông (communication) đặc biệt là
viễn thông (telecommunication) đã tạo ra một sự chuyển biến có tính cách mạng trong
vấn đề tổ chức, khai thác và sử dụng các hệ thống máy tính. Các máy tính đơn lẻ được
kết nối lại để cùng thực hiện công việc. Một môi trường làm việc nhiều người sử dụng
phân tán được hình thành, cho phép nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên chung từ
những vị trí địa lý khác nhau. Các hệ thống như thế được gọi là các mạng máy tính
(Computer Networks).
Mạng máy tính là hệ thống các máy tính riêng lẻ được nối kết với nhau thông qua các
thiết bị mạng, các phương thức truyền tải thông tin để có thể trao đổi cơ sở dữ liệu, chia
sẻ tài nguyên giữa các máy tính trên mạng.
Hay nói một cách khác: Mạng máy tính là tập hợp các máy tính độc lập được kết nối với
nhau thông qua các đường truyền vật lý và tuân theo các quy ước truyền thông nào đó.
- Hình 1.1. Một mô hình liên kết các máy tính trong mạng -
4
2.2. Mục đích của việc kết nối mạng
- Cùng chia sẻ các tài nguyên chung, bất kỳ người sử dụng nào cũng có quyền khai
thác, sử dụng tài nguyên của mạng mà không phụ thuộc vào vị trí địa lý của nó.
- Nâng cao độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi một số thành phần của
mạng xảy ra sự cố kỹ thuật thì vẫn duy trì sự hoạt động bình thường của hệ thống.
- Tạo môi trường giao tiếp giữa người với người. Chinh phục được khoảng cách, con
người có thể trao đổi, thảo luận với nhau cách xa nhau hàng nghìn km.
3. Đặc trưng cơ bản của mạng máy tính
Một mạng máy tính có các đặc trưng kỹ thuật cơ bản như sau:
-Đường truyền
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 dẫn tín
hiệu).
+ 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.
-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: Kỹ thuật chuyển mạch kênh, Kỹ thuật chuyển mạch thông báo và Kỹ thuật chuyển
mạch gói.
-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.
5