Giáo trình toàn tập về mạng máy tính

Chia sẻ: Yo Kysun | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:64

Thêm vào BST

Báo xấu

297
lượt xem 107
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi môi trường truyền (đường truyền) theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin qua lại cho nhau. Môi trường truyền là hệ thống các thiệt bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng để chuyển các tín hiệu điện tử.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình toàn tập về mạng máy tính

Giáo trình Toàn tập về mạng máy tính
MỤC LỤC Giáo trình .......................................................................................................................................................... 1 Toàn tập về mạng máy tính..............................................................................................................................1 MỤC LỤC......................................................................................................................................................... 2 CHƯƠNG 1 : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH....................................................... 4 1.1. ĐịNH NGHĨA MẠNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORK).................................................... 4 CHƯƠNG 2 : ỨNG DỤNG CỦA MẠNG MÁY TÍNH..............................................................................5 CHƯƠNG 3: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN TRONG MẠNG MÁY TÍNH............................................6 3.1. TỔNG QUÁT MỘT MẠNG MÁY TÍNH CƠ BẢN :...................................................................... 6 3.2. KIẾN TRÚC (CẤU TRÚC) MẠNG CỤC BỘ :................................................................................ 6 4.1. MẠNG CỤC BỘ LANS ( Local Area Networks )..........................................................................11 4.2. MẠNG DIỆN RỘNG WANS ( Wide Area Networks )..................................................................11 4.3. MẠNG MANS ( Wide Area Networks )........................................................................................ 12 4.4. INTERNETWORK ..........................................................................................................................12 4.5. INTERNET ......................................................................................................................................12 4.6. INTRANET.......................................................................................................................................12 4.7. PHÂN BIỆT MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM GIỮA MẠNG CỤC BỘ VÀ MẠNG DIỆN RỘNG.............12 CHƯƠNG 5 : CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG..................................................................................13 5.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI CÓ MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG .......................................................... 13 5.2. MỘT SỐ MÔ HÌNH CHUẨN HÓA ...............................................................................................15 5.3. CÁC CHỨC NĂNG CHỦ YẾU CỦA CÁC TẦNG CỦA MÔ HÌNH OSI.................................... 17 CHƯƠNG 6 : CÁC THIẾT BỊ LIÊN KẾT MẠNG................................................................................... 21 6.1. REPEATER (BỘ TIẾP SỨC)..........................................................................................................21 6.2. BRIDGE (CẦU NỐI)....................................................................................................................... 22 6.3. ROUTER (BỘ TÌM ĐƯỜNG)........................................................................................................25 6.4. GATEWAY (CỔNG NỐI)...............................................................................................................27 6.5. HUB (BỘ TẬP TRUNG)................................................................................................................. 28 CHƯƠNG 7 : GIAO THỨC TCP/IP..........................................................................................................29 7.1. GIAO THỨC IP................................................................................................................................29 7.2. GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN DỮ LIỆU TCP.................................................................33 7.3. GIAO THỨC UDP (USER DATAGRAM PROTOCOL)...............................................................37 CHƯƠNG 8 : MỘT SỐ HỆ THỐNG MẠNG...........................................................................................38 8.1. MẠNG NOVELL NETWARE.........................................................................................................39 8.2. MẠNG WINDOWS NT .................................................................................................................. 40 8.3. MẠNG APPLE TALK......................................................................................................................41 8.4. MẠNG ARPANET...........................................................................................................................43 8.5. MẠNG NFSNET.............................................................................................................................. 44 CHƯƠNG 9 : HỆ ĐIỀU HÀNH MẠNG WINDOWS NT SERVER .......................................................45 9.1. GIỚI THIỆU VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA WINDOWS NT SERVER................................................45 9.2. HỆ THỐNG QUẢN LÝ CỦA MẠNG WINDOWS NT................................................................. 46 9.4. QUẢN LÝ VÀ KHAI THÁC FILE, THƯ MỤC TRONG MẠNG WINDOWS NT......................48 9.4.2. Các thuộc tính của File và thư mục..............................................................................................49 9.5. SỬ DỤNG MÁY IN TRONG MẠNG WINDOWS NT..................................................................54 PHẦN II : INTERNET VÀ CÁC DỊCH VỤ PHỔ BIẾN .............................................................................. 59 CHƯƠNG 10 : INTERNET....................................................................................................................... 59 CHƯƠNG 11: CÁC DỊCH VỤ PHỔ BIỂN..............................................................................................61 11.1. INTERNET INFORMATION SERVER (IIS)...............................................................................61 11.2. DYNAMIC HOST CONFIGURATION PROTOCOL (DHCP) :..................................................62
11.3. DỊCH VỤ DOMAIN NAME SERVICE (DNS) Hiện nay trong mạng Internet số lượng các nút (host) lên tới hàng triệu nên chúng ta không thể nhớ hết địa chỉ IP được, Mỗi host ngoài địa chỉ IP còn có một cái tên phân biệt, DNS là 1 cơ sở dữ liệu phân tán cung cấp ánh xạ từ tên host đếùn địa chỉ IP. Khi đưa ra 1 tên host, DNS server sẽ trả về địa chỉ IP hay 1 số thông tin của host đó. Điều này cho phép người quản lý mạng dễ dàng trong việc chọn tên cho host của mình .......................... 64 11.4. REMOTE ACCESS SERVICE (RAS)...........................................................................................65
PHẦN 1 : TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH CHƯƠNG 1 : CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1. ĐịNH NGHĨA MẠNG MÁY TÍNH (COMPUTER NETWORK) Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi môi tr ường truy ền (đ ường truyền) theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin qua l ại cho nhau. Môi trường truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng đ ể chuy ển các tín hi ệu đi ện t ử từ máy tính này đến máy tính khác. Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on - off). Tất cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đ ều thu ộc m ột d ạng sóng đi ện t ừ. Tùy theo t ần s ố của sóng điện từ có thể dùng các môi trường truyền vật lý khác nhau đ ể truy ền các tín hi ệu. Ở đây môi tr ường truyền được kết nối có thể là dây cáp đồng trục, cáp xoắn, cáp quang, dây đi ện tho ại, sóng vô tuy ến ... Các môi trường truyền dữ liệu tạo nên cấu trúc của mạng. Hai khái niệm môi tr ường truy ền và c ấu trúc là nh ững đ ặc trưng cơ bản của mạng máy tính. Hình 1.1: Một mô hình liên kết các máy tính trong mạng Tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi là thông lượng của đường truyền - thường được tính b ằng số lượng bit được truyền đi trong một giây (bps).
CHƯƠNG 2 : ỨNG DỤNG CỦA MẠNG MÁY TÍNH Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao. M ạng máy tính hi ện nay tr ở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực nh ư khoa h ọc, quân s ự, qu ốc phòng, th ương m ại, d ịch v ụ, giáo dục... Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không th ể thiếu được. Người ta th ấy đ ược vi ệc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới to lớn như: 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 m ạng đều có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu. Tăng độ tin cậy của hệ thống: Người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thể được khôi ph ục nhanh chóng. Trong trường hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì người ta cũng có th ể s ử d ụng nh ững trạm khác thay thế. Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: Khi thông tin có thể được sữ dụng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng t ổ chức lại các công vi ệc v ới nh ững thay đ ổi về chất như: - Đáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại. - Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu. - Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán. - Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang đ ược cung c ấp trên thế giới. Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên vấn đ ề k ỹ thu ật trong m ạng là m ối quan tâm hàng đ ầu c ủa các nhà tin học. Ví dụ như làm thế nào để truy xuất thông tin m ột cách nhanh chóng và t ối ưu nh ất, trong khi vi ệc x ử lý thông tin trên mạng quá nhiều đôi khi có thể làm t ắc ngh ẽn trên m ạng và gây ra m ất thông tin m ột cách đáng tiếc. Hiện nay việc làm sao có được một hệ thống m ạng chạy th ật t ốt, th ật an toàn v ới l ợi ích kinh t ế cao đang r ất được quan tâm. Một vấn đề đặt ra có rất nhiều giải pháp về công ngh ệ, m ột gi ải pháp có r ất nhi ều y ếu t ố c ấu thành, trong mỗi yếu tố có nhiều cách lựa chọn. Như vậy để đưa ra m ột gi ải pháp hoàn ch ỉnh, phù h ợp thì ph ải trải qua một quá trình chọn lọc dựa trên những ưu điểm của từng yếu t ố, từng chi tiết rất nh ỏ.
Để giải quyết một vấn đề phải dựa trên những yêu cầu đặt ra và d ựa trên công nghệ đ ể gi ải quy ết. Nh ưng công nghệ cao nhất chưa chắc là công nghệ tốt nhất, mà công nghệ t ốt nhất là công nghệ phù h ợp nh ất. CHƯƠNG 3: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN TRONG MẠNG MÁY TÍNH 3.1. TỔNG QUÁT MỘT MẠNG MÁY TÍNH CƠ BẢN : Có ít nhất 2 máy tính. Một giao tiếp mạng trên mỗi máy (NIC : Network interface Card) Môi trường truyền : Dây cáp mạng Môi trường truyền không dây. Hệ điều hành mạng : UNIX, Windows 98, Windows NT,..., Novell Netware,... 3.2. KIẾN TRÚC (CẤU TRÚC) MẠNG CỤC BỘ : Cấu trúc của mạng (hay topology của mạng mà qua đó thể hiện cách n ối các m ạng máy tính v ới nhau ra - sao). Các nghi thức truyền dữ liệu trên mạng (các thủ tục hướng dẫn trạm làm vi ệc làm th ế nào và lúc nào có - thể thâm nhập vào đường dây cáp để gửi các gói thông tin ). Các loại đường truyền và các chuẩn của chúng . - Các phương thức tín hiệu. - 3.2.1. Cấu trúc của mạng (Topology) Hình trạng của mạng cục bộ thể hiện qua cấu trúc hay hình dáng hình h ọc cu ả các đ ường dây cáp m ạng dùng đ ể liên kết các máy tính thuộc mạng với nhau. Trước hết chúng ta xem xét hai phương thức n ối m ạng ch ủ yếu: Với phương thức "một điểm - một điểm" các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để n ối các c ặp máy tính l ại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền và nhận trực tiếp dữ liệu hoặc có th ể làm trung gian nh ư l ưu tr ữ nh ững d ữ liệu mà nó nhận được rồi sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác để dữ liệu đó đạt t ới đích. Theo phương thức "một điểm - nhiều điểm " tất cả các trạm phân chia chung m ột đ ường truy ền v ật lý. D ữ li ệu được gửi đi từ một máy tính sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính còn l ại, b ởi v ậy c ần ch ỉ ra đi ạ ch ỉ đích của dữ liệu để mỗi máy tính căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu có ph ải dành cho mình không n ếu đúng thì nhận còn nếu không thì bỏ qua. Hình 3.1: Các phương thức liên kết mạng Tùy theo cấu trúc của mỗi mạng chúng sẽ thuộc vào m ột trong hai phương th ức n ối m ạng và m ỗi ph ương th ức nối mạng sẽ có những yêu cầu khác nhau về phần cứng và phần mềm.
3.2.2. Những cấu trúc chính của mạng cục bộ a. Dạng đường thẳng (Bus) Trong dạng đường thẳng các máy tính đều được n ối vào m ột đường dây truyền chính (bus). Đ ường truy ền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để nh ận bi ết là đ ầu cu ối đ ể k ết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào bus qua m ột đ ầu n ối ch ữ T (T_connector) ho ặc m ột b ộ thu phát (transceiver). Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu được truyền trên c ả hai chi ều c ủa đ ường truy ền theo từng gói một, mỗi gói đều phải mang địa chỉ trạm đích. Các trạm khi th ấy d ữ liệu đi qua nh ận l ấy, kiểm tra, n ếu đúng với địa chỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì bỏ qua. Sau đây là vài thông số kỹ thuật của topology bus. Theo chuẩn IEEE 802.3 (cho m ạng cục b ộ) v ới cách đ ặt tên qui ước theo thông số: tốc độ truyền tính hiệu (1,10 hoặc 100 Mb/s); BASE (n ếu là Baseband) ho ặc BROAD (n ếu là Broadband). 10BASE5: Dùng cáp đồng trục đường kính lớn (10mm) với trở kháng 50 Ohm, t ốc đ ộ 10 Mb/s, ph ạm vi tín hi ệu 500m/segment, có tối đa 100 trạm, khoảng cách giữa 2 tranceiver t ối thi ểu 2,5m (Ph ương án này còn g ọi là Thick Ethernet hay Thicknet) 10BASE2: tương tự như Thicknet nhưng dùng cáp đồng trục nhỏ (RG 58A), có th ể ch ạy v ới kho ảng cách 185m, số trạm tối đa trong 1 segment là 30, khoảng cách giữa hai máy t ối thiểu là 0,5m. Dạng kết nối này có ưu điểm là ít tốn dây cáp, tốc độ truyền dữ liệu cao tuy nhiên n ếu l ưu l ượng truy ền tăng cao thì dễ gây ách tắc và nếu có trục trặc trên hành lang chính thì khó phát hiện ra. Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng đường thẳng là mạng Ethernet và G-net. b. Dạng vòng tròn (Ring) Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo ph ương th ức "m ột đi ểm - m ột đi ểm ", qua đó m ỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo t ừng gói m ột. M ỗi gói dữ liệu đều có mang địa chỉ trạm đích, mỗi trạm khi nhận được m ột gói dữ liệu nó ki ểm tra n ếu đúng v ới đ ịa ch ỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì nó sẽ phát lại cho trạm k ế tiếp, cứ nh ư v ậy gói d ữ li ệu đi đ ược đến đích. Với dạng kết nối này có ưu điểm là không tốn nhiều dây cáp, t ốc đ ộ truyền d ữ li ệu cao, không gây ách tắc tuy nhiên các giao thức để truyền dữ liệu phức tạp và n ếu có trục trặc trên m ột tr ạm thì cũng ảnh h ưởng đ ến toàn mạng. Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng vòng tròn là mạng Tocken ring của IBM. c. Dạng hình sao (Star) Ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm v ụ nh ận tín hi ệu t ừ các tr ạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương th ức "m ột đi ểm - m ột đi ểm ". Thi ết b ị trung tâm hoạt động giống như một tổng đài cho phép thực hiện việc nh ận và truyền d ữ li ệu t ừ tr ạm này t ới các tr ạm khác. Tùy theo yêu cầu truyền thông trong mạng , thiết bị trung tâm có th ể là m ột b ộ chuy ển m ạch (switch), m ột bộ chọn đường (router) hoặc đơn giản là một bộ phân kênh (Hub). Có nhiều cổng ra và m ỗi c ổng n ối v ới m ột máy. Theo chuẩn IEEE 802.3 mô hình dạng Star thường dùng: 10BASE-T: dùng cáp UTP, tốc độ 10 Mb/s, khoảng cách từ thiết bị trung tâm tới trạm t ối đa là 100m. 100BASE-T tương tự như 10BASE-T nhưng tốc độ cao hơn 100 Mb/s. Ưu và khuyết điểm Ưu điểm: Với dạng kết nối này có ưu điểm là không đụng độ hay ách tắc trên đường truyền, lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại (thêm, bớt trạm). Nếu có trục trặc trên một trạm thì cũng không gây ảnh h ưởng đ ến toàn m ạng qua đó dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố.
Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100 m với công nghệ hiện đại) tốn đường dây cáp nhiều, tốc độ truyền dữ liệu không cao. Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng hình sao là mạng STARLAN của AT&T và S-NET của Novell. Hình 3.2 : Các loại cấu trúc chính của mạng cục bộ. Đường thẳng Vòng Tròn Hình sao Ứng dụng Tốt cho trường hợp mạng Tốt cho trường hợp mạng có số trạm ít hiên nay mạng sao là cách tốt nhất nhỏ và mạng có giao hoạt động với tốc độ cao,không cách nhau cho trường hợp phải tích hợp dữ liệu thông thấp và lưu lượng xa lắm hoặc mạng có lưu lượng dữ liệu và tín hiệutiếng.Các mạng đện thoại dữ liệu thấp phân bố không đều. công cộng có cấu trúc này Độ phức tạp Tương đối không phức Đòi hỏi thiết bị tương đối phức tạp .Mặt Mạng sao được xem là khá phức tạp . tạp khác việc đưa thông điệp đi trên tuyến là Các trạm được nối với thiết bị trung đơn giản, vì chỉ có 1 con đường, trạm phát tâm và lần lượt hoạt động như thiết chỉ cần biết địa chỉ của trạm nhận , các bị trung tâm hoặc nối được tới các thông tin để dẫn đường khác thì không cần dây dẫn truyền từ xa thiết Hiệu suất Rất tốt dưới tải thấp có Có hiệu quả trong trường hợp lượng lưu Tốt cho trường hợp tải vừa tuy nhiên thể giảm hiệu suất rất thông cao và khá ổn định nhờ sự tăng kích thước và khả năng , suy ra hiệu mau khi tải tăng chậm thời gian trễ và sự xuoáng caáp so suất của maïng phụ thuộc trực tiếp với các mạng khác vào sức mạnh của thiết bị trung tâm. Tổng phí Tương đối thấp đặc biệt Phải dự trù gấp đôi nguồn lực hoặc phải Tổng phí rất cao khi làm nhiêm vụ do nhiều thiết bị đã phát có 1 phương thức thay thế khi 1 nút không của thiết bị trung tâm, thiết bị trung triển hòa chỉnh và bán hoạt động nếu vẫn muốn mạng hoạt động tâm ï không được dùng vào việc sảm phẩm ở thị trường bình thường khác .Số lượng dây riêng cũng nhiều. .Sự dư thừa kênh truyền được khuyến để giảm bớt nguy cơ xuất hiện sự cố trên mạng Nguy cơ Một trạm bị hỏng không Mơt trạm bị hỏng có thể ảnh hưởng đến Độ tin cậy của hệ thống phụ thuộc
ảnh hưởng đến cả mạng. cả hệ thống vì các trạm phục thuộc vào vào thiết bị trung tâm, .nếu bị hỏng Tuy nhiên mạng sẽ có nhau. Tìm 1 repeater hỏng rất khó ,vả lại thì mạng ngưng hoạt động Sự ngưng nguy cơ bị tổn hại khi sự việc sửa chữa thẳng hay dùng mưu mẹo hoạt động tại thiết bị trung tâm cố trên đường dây dẫn xác định điểm hỏng trên mạng có địa bàn thường không ảnh hươdng đến toàn chính hoặc có vấn đề với rôäng rất khó bộ hệ thống . tuyến. Vấn đề trên rất khó xác định được lại rất dễ sửa chữa Khả năng mở Việc thêm và định hình Tương đối dễ thêm và bớt các trạm làm Khả năng mở rộâng hạn chế, đa số rộng lại mạng này rất dễ.Tuy việc mà không phải nối kết nhiều cho mỗi các thiết bị trung tâm chỉ chịu đựng nhiên việc kết nối giữa thay đổi Giá thành cho việc thay đổi tương nổi 1 số nhất định liên kết. Sự hạn các máy tính và thiết bị đối thấp chế về tốc độ truyền dữ liệu và băng của các hãng khác nhau tần thường được đòi hỏi ở mỗi khó có thể vì chúng phải người sử dụng. Các hạn chế này giúp có thể nhận cùng địa chỉ cho các chức năng xử lý trung tâm và dữ liệu không bị quá tải bởi tốc độ thu nạp tại tại cổng truyền và giá thành mỗi cổng truyền của thiết bị trung tâm thấp . Hình 6.4 : Bảng so sánh tính năng giữa các cấu trúc của mạng LAN 3.2.3. Phương thức truyền tín hiệu Thông thường có hai phương thức truyền tín hiệu trong m ạng cục bộ là dùng băng t ần c ơ s ở (baseband) và băng tần rộng (broadband). Sự khác nhau chủ yếu giữa hai phương thức truyền tín hiệu này là băng t ầng cơ s ở ch ỉ ch ấp nhận một kênh dữ liệu duy nhất trong khi băng rộng có th ể ch ấp nh ận đ ồng th ời hai ho ặc nhi ều kênh truy ền thông cùng phân chia giải thông của đường truyền. Hầu hết các mạng cục bộ sử dụng phương thức băng t ần cơ s ở. Với ph ương th ức truyền tín hi ệu này này tín hiệu có thể được truyền đi dưới cả hai dạng: tương tự (analog) hoặc s ố (digital). Ph ương th ức truy ền băng t ần rộng chia giải thông (tần số) của đường truyền thành nhiều giải t ần con trong đó m ỗi d ải t ần con đó cung c ấp một kênh truyền dữ liệu tách biệt nhờ sử dụng một cặp modem đặc biệt gọi là b ộ giải / Đi ều bi ến RF cai qu ản việc biến đổi các tín hiệu số thành tín hiệu tương tự có tần số vô tuyến (RF) bằng kỹ thuật ghép kênh. 3.2.4. Các giao thức truy cập đường truyền trên mạng LAN Để truyền được dữ liệu trên mạng người ta phải có các thủ tục nhằm hướng dẫn các máy tính c ủa m ạng làm th ế nào và lúc nào có thể thâm nhập vào đường dây cáp đ ể g ửi các gói d ữ ki ện. Ví d ụ nh ư đ ối v ới các d ạng bus và ring thì chỉ có một đường truyền duy nhất n ối các trạm với nhau, cho nên c ần ph ải có các quy t ắc chung cho t ất cả các trạm nối vào mạng để đảm bảo rằng đường truyền được truy nhập và sử dụng m ột cách h ợp lý. Có nhiều giao thức khác nhau để truy nhập đường truyền v ật lý nhưng phân thành hai lo ại: các giao th ức truy nhập ngẫu nhiên và các giao thức truy nhập có điều khiển. a. Giao thức chuyển mạch (yêu cầu và chấp nhận) b. Giao thức đường dây đa truy cập với cảm nh ận va ch ạm (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection hay CSMA/CD ) c. Giao thức dùng thẻ bài vòng (Token ring) d. Giao thức dung thẻ bài cho dạng đường thẳng (Token bus)
3.2.5. Đường cáp truyền mạng Đường cáp truyền mạng là cơ sở hạ tầng của một hệ thống mạng, nên nó rất quan trọng và ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng hoạt động của mạng. Hiện nay người ta thường dùng 3 loại dây cáp là cáp xo ắn c ặp, cáp đ ồng tr ục và cáp quang. a. Cáp xoắn cặp Đây là loại cáp gồm hai đường dây dẫn đồng được xoắn vào nhau nhằm làm gi ảm nhi ễu đi ện t ừ gây ra b ởi môi trường xung quanh và giữa chúng với nhau. Hiện nay có hai loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại ( STP - Shield Twisted Pair) và cáp không b ọc kim lo ại (UTP -Unshield Twisted Pair). b. Cáp đồng trục Cáp đồng trục có hai đường dây dẫn và chúng có cùng một trục chung, m ột dây d ẫn trung tâm (th ường là dây đ ồng cứng) đường dây còn lại tạo thành đường ống bao xung quanh dây d ẫn trung tâm (dây d ẫn này có th ể là dây b ện kim loại và vì nó có chức năng chống nhiễu nên còn gọi là lớp bọc kim). Giữa hai dây d ẫn trên có m ột l ớp cách ly, và bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp. Các loại cáp Dây xoắn cặp Cáp đồng trục mỏng Cáp đồng trục dày Cáp quang Chi tiết Bằng đồng, có 4 và 25 Bằng đồng, 2 dây, đường Bằng đồng, 2 dây, Thủy tinh, 2 sợi cặp dây (loại 3, 4, 5) đường kính 10mm kính 5mm Loại kết nối RJ-25 hoặc 50-pin telco BNC N-series ST Chiều dài đoạn tối 100m 185m 500m 1000m đa Số đầu nối tối đa 2 30 100 2 trên 1 đoạn Chạy 10 Mbit/s Được Được Được Được Chạy 100 Mbit/s Được Được Không Không Chống nhiễu Tốt Tốt Rất tốt Hoàn toàn Bảo mật Trung bình Trung bình Trung bình Hoàn toàn Độ tin cậy Tốt Tốt Tốt Trung bình Lắp đặt Dễ dàng Trung bình Khó Khó Khắc phục lỗi Tốt Dở Dở Tốt Quản lý Dễ dàng Khó Khó Trung bình Chi phí cho 1 trạm Rất thấp Thấp Trung bình Cao Ứng dụng tốt nhất Hệ thống Workgroup Đường backbone Đường backbone trong Đường backbone dài tủ mạng trong tủ mạng hoặc các
tòa nhà Hình 5.3: Tính năng kỹ thuật của một số loại cáp mạng c. Cáp sợi quang (Fiber - Optic Cable) Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm (là m ột ho ặc m ột bó s ợi th ủy tinh có th ể truy ền d ẫn tín hi ệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc có tác dụng phản xạ các tín hiệu trở lại đ ể giảm sự m ất mát tín hi ệu. Bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp. Như vậy cáp sợi quang không truyền dẫn các tín hi ệu đi ện mà ch ỉ truy ền các tín hiệu quang (các tín hiệu dữ liệu phải được chuyển đổi thành các tín hiệu quang và khi nh ận chúng s ẽ l ại đ ược chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện). Cáp quang có đường kính từ 8.3 - 100 micron, Do đường kính lõi s ợi thu ỷ tinh có kích th ước r ất nh ỏ nên r ất khó khăn cho việc đấu nối, nó cần công nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao đòi hỏi chi phí cao. Dải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép kho ảng cách đi cáp khá xa do đ ộ suy hao tín hi ệu trên cáp rất thấp. Ngoài ra, vì cáp sợi quang không dùng tín hiệu điện t ừ đ ể truyền dữ li ệu nên nó hoàn toàn không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền không thể bị phát hiện và thu trộm b ởi các thi ết b ị đi ện t ử c ủa người khác. Chỉ trừ nhược điểm khó lắp đặt và giá thành còn cao , nhìn chung cáp quang thích h ợp cho m ọi m ạng hi ện nay và sau này. d. Các yêu cầu cho một hệ thống cáp - An toàn, thẩm mỹ: tất cả các dây mạng phải được bao bọc cẩn th ận, cách xa các ngu ồn đi ện, các máy có khả năng phát sóng để tránh trường hợp bị nhiễu. Các đ ầu n ối ph ải đ ảm b ảo ch ất l ượng, tránh tình tr ạng h ệ thống mạng bị chập chờn. - Đúng chuẩn: hệ thống cáp phải thực hiện đúng chuẩn, đ ảm b ảo cho kh ả năng nâng c ấp sau này cũng nh ư dễ dàng cho việc kết nối các thiết bị khác nhau của các nhà s ản xu ất khác nhau. Tiêu chu ẩn qu ốc t ế dùng cho các hệ thống mạng hiện nay là EIA/TIA 568B. Tiết kiệm và "linh hoạt" (flexible): hệ thống cáp phải được thiết k ế sao cho kinh t ế nh ất, d ễ dàng trong - việc di chuyển các trạm làm việc và có khả năng mở rộng sau này. CHƯƠNG 4 : GIỚI THIỆU MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ MẠNG 4.1. MẠNG CỤC BỘ LANS ( Local Area Networks ) Có giới hạn về địa lý Tốc độ truyền dữ liệu khá cao Do một tổ chức quản lý Thường dùng multiaccess channels Các kỹ thuật thường dùng: Token Ring: 16 Mbps, Mạng hình sao 4.2. MẠNG DIỆN RỘNG WANS ( Wide Area Networks ) Không có giới hạn về địa lý Thường là sự kết nối nhiều LAN Tốc độ truyền dữ liệu khá thấp Do nhiều tổ chức quản lý
Thường dùng kỹ thuật point to point channels Các kỹ thuật thường dùng: Các đường điện thoại Truyền thông bằng vệ tinh. 4.3. MẠNG MANS ( Wide Area Networks ) Có kích thước vùng địa lý lớn hơn LAN tuy nhiên nhỏ hơn WAN Do một tổ chức quản lý Thường dùng cáp đồng trục hay sóng ngắn. 4.4. INTERNETWORK Kết nối hai hay nhiều mạng riêng biệt Đòi hỏi có các thiết bị mạng tạo điều kiện thuận lợi cho kết nối này. 4.5. INTERNET Mạng toàn cầu đặt biệt kết nối mạng của các tổ chức , các nhân trên th ế giới. Kết nối từ máy tính cá nhân đến Internet Kết nối các LAN bởi WAN tạo nên Internet 4.6. INTRANET Là mạng LAN có triển khai các dịch vụ trên Internet . 4.7. PHÂN BIỆT MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM GIỮA MẠNG CỤC BỘ VÀ MẠNG DIỆN RỘNG Mạng cục bộ và mạng diện rộng có thể được phân biệt bởi: địa phương hoạt động, t ốc đ ộ đ ường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền, chủ quản của mạng, đường đi của thông tin trên mạng, dạng chuyển giao thông tin. - Địa phương hoạt động: Liên quan đến khu vực địa lý thì mạng cục bộ sẽ là mạng liên k ết các máy tính n ằm ở trong một khu vực nhỏ. Khu vực có thể bao gồm một tòa nhà hay là một khu nhà... Điều đó h ạn ch ế b ởi kho ảng cách đường dây cáp được dùng để liên kết các máy tính của m ạng c ục b ộ (H ạn ch ế đó còn là h ạn ch ế c ủa kh ả năng kỹ thuật của đường truyền dữ liệu). Ngược lại mạng diện rộng là m ạng có kh ả năng liên k ết các máy tính trong một vùng rộng lớn như là một thành phố, một miền, m ột đất n ước, m ạng diện rộng được xây d ựng đ ể n ối hai hoặc nhiều khu vực địa lý riêng biệt. - Tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền: Mạng cục bộ có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao mà chỉ chịu một tỷ lệ lỗi nhỏ. Ngược lại với mạng diện rộng do phải truyền ở những khoảng cách khá xa v ới những đường truyền dẫn dài có khi lên tới hàng ngàn km. Do vậy m ạng diện rộng không th ể truy ền v ới t ốc đ ộ quá cao vì khi đó tỉ lệ lỗi sẽ trở nên khó chấp nhận được. Mạng cục bộ thường có tốc độ truyền dữ liệu từ 4 đến 16 Mbps và đạt t ới 100 Mbps n ếu dùng cáp quang. Còn phần lớn các mạng diện rộng cung cấp đường truyền có t ốc đ ộ th ấp h ơn nhi ều nh ư T1 v ới 1.544 Mbps hay E1 với 2.048 Mbps.
(Ở đây bps (Bit Per Second) là một đơn vị trong truyền thông tương đ ương v ới 1 bit đ ược truy ền trong m ột giây, ví dụ như tốc độ đường truyền là 1 Mbps tức là có thể truyền t ối đa 1 Megabit trong 1 giây trên đ ường truyền đó). Thông thường trong mạng cục bộ tỷ lệ lỗi trong truyền dữ liệu vào khoảng 1/107-108 còn trong m ạng di ện rộng thì tỷ lệ đó vào khoảng 1/106 - 107 - Tổ chức quản lý và điều hành của mạng : Khi xây dựng mạng diện rộng người ta thường sử dụng các đường truyền được thuê từ các công ty viễn thông hay các nhà cung cấp d ịch vụ truyền s ố li ệu. Tùy theo c ấu trúc của mạng những đường truyền đó thuộc cơ quan quản lý khác nhau như các nhà cung c ấp đ ường truy ền n ội h ạt, liên tỉnh, liên quốc gia… Các đường truyền đó phải tuân thủ các quy định của chính phủ các khu v ực có đường dây đi qua như: tốc độ, việc mã hóa… Còn đối với mạng cục bộ thì công việc đơn giản hơn nhiều, khi m ột cơ quan cài đ ặt m ạng c ục b ộ thì toàn bộ mạng sẽ thuộc quyền quản lý của cơ quan đó. CHƯƠNG 5 : CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG 5.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI CÓ MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG Để một mạng máy tính trở một môi trường truyền dữ liệu thì nó cần phải có những yếu t ố sau: Mỗi máy tính cần phải có một địa chỉ phân biệt trên mạng. Việc chuyển dữ liệu từ máy tính này đến máy tính khác do m ạng th ực hi ện thông qua nh ững quy định thống nhất gọi là giao thức của mạng. Khi các máy tính trao đổi dữ liệu với nhau thì m ột quá trình truyền giao d ữ li ệu đã đ ược th ực hi ện hoàn ch ỉnh. Ví dụ như để thực hiện việc truyền một file giữa một máy tính với một máy tính khác cùng đ ược g ắn trên m ột m ạng các công việc sau đây phải được thực hiện: Máy tính cần truyền cần biết địa chỉ của máy nhận. Máy tính cần truyền phải xác định được máy tính nhận đã sẵn sàng nhận thông tin Chương trình gửi file trên máy truyền cần xác định được rằng ch ương trình nh ận file trên máy nhận đã sẵn sàng tiếp nhận file. Nếu cấu trúc file trên hai máy không giống nhau thì m ột máy ph ải làm nhi ệm v ụ chuy ển đ ổi file từ dạng này sang dạng kia. Khi truyền file máy tính truyền cần thông báo cho m ạng biết địa ch ỉ c ủa máy nh ận đ ể các thông tin được mạng đưa tới đích.
Hình 3.3 Ví dụ mô hình truyền thông đơn giản Chúng ta hãy xét trong ví dụ (như hình vẽ trên): giả sử có ứng d ụng có đi ểm tiếp c ận giao d ịch 1 trên máy tính A muốn gửi thông tin cho một ứng dụng khác trên máy tính B có đi ểm ti ếp c ận giao d ịch 2. Úng d ụng trên máy tính A chuyển các thông tin xuống tầng truyền dữ liệu của A với yêu cầu gửi chúng cho điểm tiếp cận giao d ịch 2 trên máy tính B. Tầng truyền dữ liệu máy A sẽ chuyển các thông tin xu ống t ầng ti ếp c ận m ạng máy A v ới yêu c ầu chuyển chúng cho máy tính B (Chú ý rằng m ạng không cần bi ết đ ịa ch ỉ c ủa đi ểm ti ếp c ận giao d ịch mà ch ỉ c ần biết địa chỉ của máy tính B). Để thực hiện quá trình này, các thông tin kiểm soát cũng s ẽ đ ược truy ền cùng v ới d ữ liệu. Đầu tiên khi ứng dụng 1 trên máy A cần gửi một khối dữ liệu nó chuyển khối đó cho t ầng v ận chuyển. Tầng v ận chuyển có thể chia khối đó ra thành nhiều khối nhỏ phụ thuộc vào yêu cầu c ủa giao th ức c ủa t ầng và đóng gói chúng thành các gói tin (packet). Mỗi m ột gói tin s ẽ được b ổ sung thêm các thông tin ki ểm soát c ủa giao th ức và được gọi là phần đầu (Header) của gói tin. Thông thường phần đầu của gói tin cần có: Địa chỉ của điểm tiếp cận giao dịch nơi đến (Ở đây là 3): khi tầng vận chuyển của máy B nhận được gói tin thì nó biết được ứng dụng nào mà nó cần giao. Số thứ tự của gói tin, khi tầng vận chuyển chia một khối dữ liệu ra thành nhiều gói tin thì nó cần phải đánh số thứ tự các gói tin đó. Nếu chúng đi đến đích n ếu sai th ứ t ự thì t ầng v ận chuy ển của máy nhận có thể phát hiện và chỉnh lại thứ tự. Ngoài ra n ếu có lỗi trên đ ường truy ền thì t ầng vận chuyển của máy nhận sẽ phát hiện ra và yêu cầu gửi lại một cách chính xác. Mã sửa lỗi: để đảm bảo các dữ liệu được nhận một cách chính xác thì trên cơ sở các dữ liệu của gói tin tầng vận chuyển sẽ tính ra một giá trị theo m ột công thức có sãn và g ửi nó đi trong phần đầu của gói tin. Tầng vận chuyển nơi nhận thông qua giá trị đó xác đ ịnh đ ược gói tin đó có bị lỗi trên đường truyền hay không. Bước tiếp theo tầng vận chuyển máy A sẽ chuyển từng gói tin và đ ịa ch ỉ c ủa máy tính đích ( ở đây là B) xu ống tầng tiếp cận mạng với yêu cầu chuyển chúng đi. Để thực hiện được yêu cầu này t ầng ti ếp c ận m ạng cũng t ạo các gói tin của mình trước khi truyền qua mạng. Tại đây giao thức của t ầng ti ếp cận m ạng s ẽ thêm các thông tin điều khiển vào phần đầu của gói tin mạng.
Hình 3.4: Mô hình thiết lập gói tin Trong phần đầu gói tin mạng sẽ bao gồm địa chỉ của máy tính nh ận, dựa trên đ ịa ch ỉ này m ạng truy ền gói tin t ới đích. Ngoài ra có thể có những thông số như là mức độ ưu tiên… Như vậy thông qua mô hình truyền thông đơn giản chúng ta cũng có th ể th ấy đ ược ph ương th ức ho ạt đ ộng c ủa các máy tính trên mạng, có thể xây dựng và thay đổi các giao thức trong cùng m ột t ầng. 5.2. MỘT SỐ MÔ HÌNH CHUẨN HÓA 5.2.1. Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) Mô hình OSI là một cơ sở dành cho việc chuẩn hoá các hệ thống truyền thông, nó đ ược nghiên c ứu và xây d ựng bởi ISO. Việc nghiên cứu về mô hình OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với m ục tiêu nhằm t ới việc n ối k ết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối h ợp các ho ạt đ ộng chu ẩn hoá trong các lĩnh v ực vi ễn thông và hệ thống thông tin. Theo mô hình OSI chương trình truyền thông đ ược chia ra thành 7 t ầng v ới nh ững chức năng phân biệt cho từng tầng. Hai tầng đồng m ức khi liên k ết v ới nhau ph ải s ử d ụng m ột giao th ức chung. Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức có liên k ết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless) Giao thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng m ức cần thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết náy, việc có liên k ết logic s ẽ nâng cao đ ộ 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.
Hình 3.5: Mô hình 7 tầng OSI Như vậy với giao thức có liên kết, quá trình truyền thông phải gồm 3 giai đoạn phân biệt: Thiết lập liên kết (logic)--> Truyền dữ liệu --> Hủy bỏ liên kết (logic) Đối với giao thức không liên kết thì chỉ có duy nhất một giai đoạn truyền dữ liệu mà thôi. Gói tin của giao thức: Gói tin (Packet) được hiểu như là một đơn vị thông tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính. Những thông điệp (message) trao đ ổi giữa các máy tính trong m ạng, đ ược t ạo d ạng thành các gói tin ở máy nguồn. Và những gói tin này khi đích s ẽ đ ược k ết h ợp l ại thành thông đi ệp ban đ ầu. M ột gói tin có thể chứa đựng các yêu cầu phục vụ, các thông tin điều khiển và d ữ liệu. Hình 4.1: Phương thức xác lập các gói tin trong mô hình OSI Trên quan điểm mô hình mạng phân tầng tầng mỗi tầng chỉ thực hiện m ột ch ức năng là nhận d ữ li ệu t ừ t ầng bên trên để chuyển giao xuống cho tầng bên dưới và ngược lại. Chức năng này th ực ch ất là g ắn thêm và g ỡ b ỏ ph ần đầu (header) đối với các gói tin trước khi chuyển nó đi. Nói cách khác, t ừng gói tin bao g ồm ph ần đ ầu (header) và phần dữ liệu. Khi đi đến một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm một phần đầu đề khác và được xem nh ư là gói tin của tầng mới, công việc trên tiếp diễn cho tới khi gói tin được truyền lên đường dây m ạng để đến bên nh ận. Tại bên nhận các gói tin được gỡ bỏ phần đầu trên từng t ầng t ướng ứng và đây cũng là nguyên lý c ủa b ất c ứ mô hình phân tầng nào.
Chú ý: Trong mô hình OSI phần kiểm lỗi của gói tin tầng liên kết dữ liệu đặt ở cuối gói tin 5.2.2. Mô hình SNA (Systems Netword Architecture) Tháng 9/1973, Hãng IBM giới thiệu một kiến trúc m ạng máy tính SNA (System Network Architecture). Đ ến năm 1977 đã có 300 trạm SNA được cài đặt. Cuối năm 1978, số lượng đã tăng lên đến 1250, r ồi c ứ theo đà đó cho đ ến nay đã có 20.000 trạm SNA đang được hoạt động. Qua con s ố này chúng ta có th ể hình dung đ ược m ức đ ộ quan trọng và tầm ảnh hưởng của SNA trên toàn thế giới. Cần lưu ý rằng SNA không là một chuẩn quốc tế chính thức như OSI nh ưng do vai trò to l ớn c ủa hãng IBM trên thị trường CNTT nên SNA trở thành một loại chuẩn thực tế và khá ph ổ biến. SNA là m ột đ ặc t ả g ồm r ất nhi ều tài liệu mô tả kiến trúc của mạng xử lý dữ liệu phân tán. Nó định nghĩa các quy t ắc và các giao th ức cho s ự t ương tác giữa các thành phần (máy tính, trạm cuối, phần mềm) trong m ạng. 5.3. CÁC CHỨC NĂNG CHỦ YẾU CỦA CÁC TẦNG CỦA MÔ HÌNH OSI. Tầng 1: Vật lý (Physical) Tầng vật lý (Physical layer) là tầng dưới cùng của mô hình OSI là. Nó mô t ả các đ ặc tr ưng v ật lý c ủa m ạng: Các loại cáp được dùng để nối các thiết bị, các loại đầu nối được dùng , các dây cáp có th ể dài bao nhiêu v.v... Ví dụ: Tiêu chuẩn Ethernet cho cáp xoắn đôi 10 baseT định rõ các đ ặc tr ưng đi ện c ủa cáp xo ắn đôi, kích thước và dạng của các đầu nối, độ dài tối đa của cáp… Khác với các tầng khác, tầng vật lý là không có gói tin riêng và do v ậy không có ph ần đ ầu (header) ch ứa thông tin điều khiển, dữ liệu được truyền đi theo dòng bit. Một giao thức t ầng v ật lý t ồn t ại gi ữa các t ầng v ật lý đ ể quy định về phương thức truyền (đồng bộ, phi đồng bộ), tốc độ truyền… Các giao thức được xây dựng cho tầng vật lý được phân chia thành phân chia thành hai lo ại giao th ức s ử d ụng phương thức truyền thông dị bộ (asynchronous) và phương thức truyền thông đồng bộ (synchronous). Phương thức truyền dị bộ: không có một tín hiệu quy định cho sự đồng bộ giữa các bit giữa máy gửi và máy nhận, trong quá trình gửi tín hiệu máy gửi s ử d ụng các bit đ ặc bi ệt START và STOP được dùng để tách các xâu bit biểu diễn các ký tự trong dòng dữ liệu cần truy ền đi. Nó cho phép một ký tự được truyền đi bất kỳ lúc nào mà không cần quan tâm đ ến các tín hi ệu đ ồng b ộ tr ước đó. Phương thức truyền đồng bộ: sử dụng phương thức truyền cần có đồng bộ giữa máy gửi và máy nhận, nó chèn các ký tự đặc biệt như SYN (Synchronization), EOT (End Of Transmission) hay đ ơn giản hơn, một cái "cờ " (flag) giữa các dữ liệu của máy gửi đ ể báo hi ệu cho máy nh ận bi ết đ ược dữ liệu đang đến hoặc đã đến. Tầng 2: Liên kết dữ liệu (Data link) Tầng liên kết dữ liệu (data link layer) là tầng mà ở đó ý nghĩa đ ược gán cho các bít đ ược truy ền trên m ạng. T ầng liên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kích thước, địa chỉ máy g ửi và nhận c ủa m ỗi gói tin đ ược g ửi đi. Nó phải xác định cơ chế truy nhập thông tin trên m ạng và ph ương ti ện g ửi m ỗi gói tin sao cho nó đ ược đ ưa đến cho người nhận đã định.
Tầng liên kết dữ liệu có hai phương thức liên kết dựa trên cách k ết n ối các máy tính, đó là ph ương th ức "m ột điểm - một điểm" và phương thức "một điểm - nhiều điểm". Với ph ương th ức "m ột đi ểm - m ột đi ểm" các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để nối các cặp máy tính lại v ới nhau. Ph ương th ức "m ột đi ểm - nhi ều điểm " tất cả các máy phân chia chung một đường truyền vật lý. Hình 4.2: Các đường truyền kết nối kiểu "một điểm - một điểm" và "một điểm - nhiều điểm". Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và s ửa lỗi cơ b ản đ ể đ ảm b ảo cho d ữ li ệu nh ận đ ược gi ống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi. Nếu một gói tin có lỗi không s ửa được, t ầng liên k ết d ữ li ệu ph ải ch ỉ ra đ ược cách thông báo cho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại. Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm 2 loại chính là các giao th ức h ướng ký t ư và các giao th ức h ướng bit. Các giao thức hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký t ự đ ặc biệt của m ột b ộ mã chu ẩn nào đó (nh ư ASCII hay EBCDIC), trong khi đó các giao thức hướng bit lại dùng các cấu trúc nhị phân (xâu bit) đ ể xây d ựng các ph ần tử của giao thức (đơn vị dữ liệu, các thủ tục…) và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần lượt từng bit m ột. Tầng 3: Mạng (Network) Tầng mạng (network layer) nhắm đến việc kết n ối các m ạng với nhau b ằng cách tìm đ ường (routing) cho các gói tin từ một mạng này đến một mạng khác. Nó xác định việc chuyển h ướng, v ạch đ ường các gói tin trong m ạng, các gói này có thể phải đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng. Nó luôn tìm các tuyến truyền thông không tắc nghẽn để đưa các gói tin đến đích. Tầng mạng cung các các phương tiện để truyền các gói tin qua m ạng, thậm chí qua một m ạng của m ạng (network of network). Bởi vậy nó cần phải đáp ứng với nhiều kiểu m ạng và nhi ều ki ểu d ịch v ụ cung c ấp b ởi các m ạng khác nhau. hai chức năng chủ yếu của tầng mạng là chọn đ ường (routing) và chuyển ti ếp (relaying). T ầng m ạng là quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau như mạng Ethernet v ới m ạng Token Ring khi đó ph ải dùng một bộ tìm đường (quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gói tin từ mạng này sang m ạng khác và ngược l ại. Việc chọn đường là sự lựa chọn một con đường để truyền một đơn vị dữ liệu (m ột gói tin ch ẳng h ạn) t ừ tr ạm nguồn tới trạm đích của nó. Một kỹ thuật chọn đường phải thực hiện hai chức năng chính sau đây: Quyết định chọn đường tối ưu dựa trên các thông tin đã có về m ạng t ại th ời đi ểm đó thông qua những tiêu chuẩn tối ưu nhất định. Cập nhật các thông tin về mạng, tức là thông tin dùng cho việc chọn đường, trên m ạng luôn có s ự thay đổi thường xuyên nên việc cập nhật là việc cần thiết.
Hình 4. 3: Mô hình chuyển vận các gói tin trong mạng chuyễn mạch gói Hiện nay khi nhu cầu truyền thông đa phương tiện (tích h ợp d ữ li ệu văn b ản, đ ồ ho ạ, hình ảnh, âm thanh) ngày càng phát triển đòi hỏi các công nghệ truyền d ẫn t ốc đ ộ cao nên vi ệc phát tri ển các h ệ th ống ch ọn đ ường tốc độ cao đang rất được quan tâm. Tầng 4: Vận chuyển (Transport) Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa t ầng m ạng và các t ầng trên. nó là t ầng cao nh ất có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống m ở. Nó cùng các t ầng d ưới cung c ấp cho ng ười s ử dụng các phục vụ vận chuyển. Tầng vận chuyển (transport layer) là tầng cơ sở mà ở đó m ột máy tính c ủa m ạng chia s ẻ thông tin v ới m ột máy khác. Tầng vận chuyển đồng nhất mỗi trạm bằng một địa chỉ duy nhất và quản lý sự kết n ối giữa các trạm. Tầng vận chuyển cũng chia các gói tin lớn thành các gói tin nh ỏ h ơn tr ước khi g ửi đi. Thông th ường t ầng v ận chuy ển đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo đúng thứ tự. Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về m ức độ an toàn trong truyền d ữ li ệu nên giao th ức t ầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của tầng mạng. Người ta chia giao th ức t ầng m ạng thành các lo ại sau: Mạng loại A: Có tỷ suất lỗi và sự cố có báo hiệu chấp nhận được (t ức là chất lượng ch ấp nh ận được). Các gói tin được giả thiết là không bị mất. Tầng vận chuyển không cần cung cấp các dịch vụ phục hồi hoặc sắp xếp thứ tự lại. Mạng loại B: Có tỷ suất lỗi chấp nhận được nhưng tỷ suất s ự cố có báo hi ệu l ại không ch ấp nhận được. Tầng giao vận phải có khả năng phục hồi lại khi xẩy ra sự cố. Mạng loại C: Có tỷ suất lỗi không chấp nhận được (không tin cậy) hay là giao th ức không liên kết. Tầng giao vận phải có khả năng phục hồi lại khi xảy ra lỗi và sắp xếp lại thứ t ự các gói tin. Tầng 5: Giao dịch (Session) Tầng giao dịch (session layer) thiết lập "các giao dịch" giữa các tr ạm trên m ạng, nó đ ặt tên nh ất quán cho m ọi thành phần muốn đối thoại với nhau và lập ánh xa giữa các tên v ới địa ch ỉ c ủa chúng. M ột giao d ịch ph ải đ ược thiết lập trước khi dữ liệu được truyền trên mạng, tầng giao dịch đảm b ảo cho các giao d ịch đ ược thi ết l ập và duy trì theo đúng qui định. Tầng giao dịch còn cung cấp cho người sử dụng các chức năng cần thiết để qu ản tr ị các giao d ịnh ứng d ụng c ủa họ, cụ thể là:
Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách thiết lập và gi ải phóng (m?t cách lơgic) các phiên (hay cịn g?i là các h?i tho?i - dialogues) Cung cấp các điểm đồng bộ để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu. Áp đặt các qui tắc cho các tương tác giữa các ứng dụng của người s ử dụng. Cung cấp cơ chế "lấy lượt" (nắm quyền) trong quá trình trao đổi dữ liệu. Trong trường hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nẩy sinh vấn đề: hai người s ử dụng luân phiên ph ải "l ấy l ượt" để truyền dữ liệu. Tầng giao dịch duy trì tương tác luân phiên bằng cách báo cho m ỗi ng ười s ử d ụng khi đ ến l ượt họ được truyền dữ liệu. Vấn đề đồng bộ hóa trong tầng giao dịch cũng được thực hiện như cơ chế kiểm tra/ph ục hồi, dịch vụ này cho phép người sử dụng xác định các điểm đồng b ộ hóa trong dòng d ữ li ệu đang chuy ển v ận và khi cần thiết có thể khôi phục việc hội thoại bắt đầu từ một trong các điểm đó Ở một thời điểm chỉ có một người sử dụng đó quyền đặc biệt được gọi các dịch vụ nhất định của t ầng giao dịch, việc phân bổ các quyền này thông qua trao đổi thẻ bài (token). Ví d ụ: Ai có đ ược token s ẽ có quy ền truy ền d ữ liệu, và khi người giữ token trao token cho người khác thi cũng có nghĩa trao quyền truyền dữ li ệu cho ng ười đó. Tầng giao dịch có các hàm cơ bản sau: Give Token cho phép người sử dụng chuyển một token cho một người sử dụng khác của một liên kết giao dịch. Please Token cho phép một người sử dụng chưa có token có thể yêu cầu token đó. Give Control dùng để chuyển tất cả các token từ một ng ười sử dụng sang một người s? d?ng khác. Tầng 6: Trình diễn (Presentation) Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua m ạng với cùng m ột d ữ li ệu có th ể có nhi ều cách bi ểu di ễn khác nhau. Thông thường dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng nguồn và dạng biểu diễn dùng b ởi ứng d ụng đích có th ể khác nhau do các ứng dụng được chạy trên các hệ th ống hoàn toàn khác nhau (nh ư h ệ máy Intel và h ệ máy Motorola). Tầng trình diễn (Presentation layer) phải chịu trách nhiệm chuyển đ ổi d ữ li ệu g ửi đi trên m ạng t ừ m ột loại biểu diễn này sang một loại khác. Tầng trình diễn cũng có thể được dùng kĩ thuật mã hóa để xáo trộn các d ữ li ệu tr ước khi đ ược truy ền đi và gi ải mã ở đầu đến để bảo mật. Tầng 7: Ứng dụng (Application) Tầng ứng dụng (Application layer) là tầng cao nhất của mô hình OSI, nó xác đ ịnh giao di ện gi ữa ng ười s ử d ụng và môi trường OSI và giải quyết các kỹ thuật mà các chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp v ới m ạng. Để cung cấp phương tiện truy nhập môi trường OSI cho các tiến trình ứng d ụng, Ng ười ta thi ết l ập các th ực th ể ứng dụng (AE), các thực thể ứng dụng sẽ gọi đến các phần t ử d ịch v ụ ứng d ụng (Application Service Element - viết tắt là ASE) của chúng. Mỗi thực thể ứng dụng có thể gồm m ột ho ặc nhiều các ph ần t ử d ịch v ụ ứng d ụng. Các phần tử dịch vụ ứng dụng được phối hợp trong môi trường của th ực th ể ứng d ụng thông qua các liên k ết (association) gọi là đối tượng liên kết đơn (Single Association Object - vi ết t ắt là SAO). SAO đi ều khi ển vi ệc truyền thông trong suốt vòng đời của liên kết đó cho phép tuần tự hóa các sự kiện đến từ các ASE thành t ố c ủa nó.