Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Mạng máy tính
Giảng viên: PGS.Trương Diệu Linh
Bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính
Về môn học này
Giảng viên Trương Diệu Linh, Bộ môn TTM, Khoa CNTT-ĐHBK HN
Liên hệ với giáo viên Bộ môn TTM – Viện CNTT&TT, B1-501, 901Bộ môn TTM – Viện CNTT&TT, B1-501, 901
Mail: [email protected]
Bài giảng: http://users.soict.hust.edu.vn/linhtd
Nội dung và tài liệu môn học được tham khảo từ tài liệu giảng dạy của các giảng viên khoa CNTT
Mục đích môn học
Nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về mạng máy tính
Đi sâu vào một số công nghệ mạng hiện đại. Tập trung vào công nghệ Internet.Tập trung vào công nghệ Internet.
Sử dụng hiệu quả Internet, vận dụng để có thể cài đặt các công nghệ và dịch vụ mới
Cho phép sinh viên có thể tự cập nhật kiến thức mới về mạng máy tính một cách thuận lợi
Lịch học dự kiến
1. Tuần 1,2 Cơ bản về mạng máy tính2. Tuần 3 Tầng vật lý3. Tuần 4,5,6 Tầng liên kết dữ liệu4. Tuần 7,8 Tầng mạng - IP5. Tuần 9 Chọn đường - Các giao thức chọn đường6. Tuần 10,11 Tầng giao vận7. Tuần 12,13 Tầng ứng dụng
Đánh giá kết quả
Kiểm tra giữa kỳ 20%
Thí nghiệm 30%
Thi cuối kỳ 50%
Tài liệu tham khảo
Mạng máy tính và các hệ thống mở, Nguyễn Thúc Hải, NXB Giáo Dục
Andrew S. Tanenbaum. Computer Networks. Prentice Hall, 5th Edition.Prentice Hall, 5th Edition.
Guy Pujole, Les réseaux
Cơ bản về mạng máy tính
Lịch sử InternetKhái niệm mạng máy tính
7
Khái niệm mạng máy tínhKiến trúc mạng
Chuyển mạch gói vs. chuyển mạch kênh
Đọc: Chương 1, Computer Networks, Tanenbaum
Nguồn gốc Internet
Bắt đầu từ một thí nghiệm của dự án của ARPA
Một liên kết giữa hai nút mạng (IMP tại UCLA và IMP tại SRI).
8
ARPA: Advanced Research Project AgencyUCLA: University California Los Angeles SRI: Stanford Research InstituteIMP: Interface Message Processor
Source: http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html
3 tháng sau, 12/1969
UTAHSRI
UCSBUCLA
9
Một mạng hoàn chỉnh với 4 nút, 56kbps
UCSB:University of California, Santa BarbaraUTAH:University of Utah
source: http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html
ARPANET thời kỳ đầu, 1971
10Mạng phát triển với tốc độ thêm mỗi nút một thángSource:http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html
Thập niên 70: Kết nối liên mạng, kiến trúc mạng mới và các mạng riêng
11
Sự mở rộng của ARPANET, 1974
12Lưu lượng mỗi ngày vượt quá 3.000.000 gói tin
source:http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html
Thập niên 70
Từ đầu 1970 xuất hiện các mạng riêng: ALOHAnet tại Hawaii
DECnet, IBM SNA, XNA
13
1974: Cerf & Kahn – nguyên lý kết nối các hệ thống mở (Turing Awards)
1976: Ethernet, Xerox PARC
Cuối 1970: ATM
Thập niên 80: Các giao thức mới, kết nối thêm mạng mới
14
1981: Xây dựng mạng NSFNET
NSF: National Science FoundationPhục vụ cho nghiên cứu khoa học, do sự quá tải của ARPANET
15
1986: Nối kết USENET& NSFNET
16
Source: http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html
Thêm nhiều mạng và giao thức mới
Thêm nhiều mạng mới nối vào: MFENET, HEPNET (Dept. Energy), SPAN (NASA), BITnet, CSnet, NSFnet, Minitel …
TCP/IP được chuẩn hóa và phổ biến vào
17
TCP/IP được chuẩn hóa và phổ biến vào1980
Berkeley tích hợp TCP/IP vào BSD Unix
Dịch vụ: FTP, Mail, DNS …
Thập niên 90: Web và thương mại hóa Internet
18
Thập niên 90
Đầu 90: ARPAnet chỉ là một phần của Internet
Đầu 90: Web
HTML, HTTP:
Cuối 1990’s – 2000’s: Nhiều ứng dụng mới: chat,
chia sẻ file P2P…
E-commerce, Yahoo, Ebay, Paypal, Amazon, Google…
19
HTML, HTTP: Berners-Lee
1994: Mosaic, Netscape
Cuối 90: Thương mại hóa Internet
Paypal, Amazon, Google…
> 50 triệu máy trạm, > 100 triệu NSD
Vấn đề an toàn an ninh thông tin! Internet dành cho tất cả mọi
người
Tất cả các dịch vụ phải quan tâm tới vấn đề này
Lược sử Internet Việt Nam
1991: Nỗ lực kết nối Internet không thành. (Vì một lý do nào đó)
1996: Giải quyết các cản trở, chuẩn bị hạ tầng Internet ISP: VNPT
64kbps, 1 đường kết nối quốc tế, một số NSD
20
64kbps, 1 đường kết nối quốc tế, một số NSD
1997: Việt Nam chính thức kết nối Internet 1 IXP (Internet Exchange Point): VNPT
4 ISP (Internet Service Provider): VNPT, Netnam (IOT), FPT, SPT
2007: “Mười năm Internet Việt Nam” 20 ISPs, 4 IXPs: VNPT, FPT, Viettel, EVN Telecom
19 triệu NSD, 22.04% dân số
Phát triển Internet ở VN
21
Ước tính số người dùng bằng hai lần số thuê bao
Source: Vietnam Internet Case Study, http://www.itu.int/asean2001/reports/material/VNM%20CS.pdf
Thống kê gần đây
17.94
22.04
15.0
20.0
25.0
Số
lượ
ng
NS
D
(triệ
u n
gư
ời)
15
20
25
30
% d
ân
số
số người dùng (triệu người)
% dân số
22
14.9
18.6
11.1
6.33.8
7.69
13.36
0.0
5.0
10.0
2003 2004 2005 2006 2007
Số
lượ
ng
NS
D
(triệ
u n
gư
ời)
0
5
10
15
% d
ân
số
Source: Vnnic, http://www.thongkeinternet.vn
Băng thông kết nối đi quốc tế (Mbps), Q.3 2007
EVN, 400
FPT, 2635
23
SPT, 200
Vietel, 2056
HanoiTelecom, 4
VNPT, 6820
Tổng cộng: 12115.0 Mbps
Internet subscription, 2019
24
Statistics are provided by Department of Telecommunication, Ministry ofInformation and Communication.http://vnta.gov.vn/thongke/Trang/dulieuthongke.aspx
Một số công nghệ kết nối cố định đến nhà cung cấp dịch vụ Internet
Dial-up: tốc độ 56kbps, trên đường dây điện thoại, truyền dữ liệu trên cùng tần số tín hiệu thoại, công nghệ cũ sử dụng phổ biến trước năm 2000
Công nghệ ADSL, xDSL: tốc độ vài Mbps, trên đường dây điện thoại, truyền dữ liệu trên tần số khác tín hiệu thoại, công nghệ sử dụng phổ biến đầu các năm 2000-2010
Công nghệ sử ụng đường Truyền hình cáp
Công nghệ FTTH: tốc độ vài chục Mbps, trên đường cáp quang, công nghệ sử dụng phổ biến hiện nay.
25
Internet usage on Mobile phone 2019
26
Statistics are provided by Department of Telecommunication, Ministry ofInformation and Communication.http://vnta.gov.vn/thongke/Trang/dulieuthongke.aspx
International Internet data volume 2019
27
Statistics are provided by Department of Telecommunication, Ministry ofInformation and Communication.http://vnta.gov.vn/thongke/Trang/dulieuthongke.aspx
Domestic Internet data volume
28
Statistics are provided by Department of Telecommunication, Ministry ofInformation and Communication.http://vnta.gov.vn/thongke/Trang/dulieuthongke.aspx
Quản lý Internet tại Việt Nam
VNNIC chức năng quản lý nguồn tài nguyên tên miền, địa
chỉ, số hiệu mạng Internet ở Việt Nam; thông tin hướng dẫn, thống kê về mạng Internet;
tham gia các hoạt động quốc tế về Internet.
29
tham gia các hoạt động quốc tế về Internet.
VNIX: Vietnam National Internet eXchange Hệ thống các điểm chuyển mạch trung chuyển
Internet trong nước giữa các ISP.
[Nguồn VNNIC]
30
Kết nối quốc tế
31
Kết nối quốc tế
32
Kết nối quốc tế
33
Cáp quang biển
34
Nguồn: https://www.submarinecablemap.com
Cáp quang biển
35Nguồn: https://www.submarinecablemap.com
Mạng máy tính là gì
36
Khái niệm
Tập hợp các máy tính kết nối với nhau dựa trên một kiến trúc nào đó để có thể trao đổi dữ liệu Máy tính: máy trạm, máy chủ, bộ
định tuyến, điện thoại di động …
37
định tuyến, điện thoại di động …
Kết nối bằng một phương tiện truyền
Theo một kiến trúc mạng
Các dạng máy tính?
Ví dụ về mạng máy tính
Mạng Internet
Mạng Ethernet
Mạng LAN không dây: 802:11
38
Hệ thống mạng ngân hàng: mạng lưới máy rút tiền
Hệ thống bán vé tàu qua mạng
…
Xử lý tập trung hay phân tán
PSTN Internet
39
Mạng điện thoại công cộng, tập trung: mạng xử lý mọi thứ
Máy tính có khả năng lớn hơn
Hầu hết các chức năng tập trung ở mạng máy tính
Mạng: Truyền dữ liệu
Internet
PSTN: Public Switch Telephone Network
Kiến trúc mạng
Kiến trúc mạng: Hình trạng (topology) và giao thức (protocol)
Hình trạng mạng Trục (Bus), Vòng (Ring), Sao (Star)…
40
Trục (Bus), Vòng (Ring), Sao (Star)…
Thực tế là sự kết hợp của nhiều hình trạng khác nhau
Giao thức là gì?
yêu cầu
trả lời
Hi
Hi
Anh cho hỏi
41
Giao thức người-người
request
response
Anh cho hỏimấy giờ rồi ạ?
2:00
Thời gian
Giao thức máy-máy
Giao thức mạng
Protocol: Quy tắc để truyền thông Gửi một yêu cầu hoặc thông tin
Nhận một thông tin hoặc yêu cầu hành động
Các yêu cầu, thông tin được gửi dưới dạng các thông điệp
42
Định nghĩa khuôn dạng dữ liệu, thông điệp
thứ tự truyền, nhận thông điệp giữa các thực thể trên mạng
các hành động tương ứng khi nhận được thông điệp
Ví dụ về giao thức mạng: TCP, UDP, IP, HTTP, Telnet, SSH, Ethernet, …
Mô hình truyền thông
Chuyển mạch gói vs. Chuyển mạch kênh
43
Chuyển mạch gói vs. Chuyển mạch kênh
Hướng liên kết vs. Không liên kết
Mạng chuyển mạch dữ liệu
44
2.1. Đặt vấn đề
Kết nối điểm-điểm giữa 2 host
Thông số của kết nối:
AB
Thông số của kết nối: Băng thông (bandwith - R): lượng dữ liệu truyền tối đa trong một
đơn vị thời gian (bps – bit per second). Ví dụ: đường cáp quangbăng thông (tốc độ truyền) 100Mbps.
Trễ (Latency): thời gian truyền liệu từ A đến B Trễ truyền dẫn (transmission delay): Độ dài liên kết / tốc độ tín hiệu. Ví
dụ cáp quang dài 10km, truyền tốc độ gần ánh sáng(3 x 108m/s) 10 x 103/(3 x 108) ~ 3.333 x 10-5 = 0.03333 ms
Trễ truyền tin: Kích thước dữ liệu / Băng thông
45
Kết nối điểm-điểm giữa 2 host
Truyền 100B từ A đến BA B
1Mbps, AB = 200km
Thời gian truyền
Thời gian để lan truyền tín hiệu: 1ms
46
time=0
100Byte packet
Time
Thời gian truyền1 bit = 1/106s
Thời gian truyền800 bits=800x1/106s
Thời điểm bitđầu tiên tới B= 1/106+1/103s
Thời điểm bitcuối cùng tới B
(800x1/106)+1/103s= 1.8ms
Bài tập tại lớp
47
Kết nối giữa nhiều host
Điểm-điểm giữa mọi cặp
Hạn chế?
48
Kết nối giữa nhiều nút mạng
Điểm-đa điểm: Sử dụng 1 đường truyền chung cho tất cả truyền “quảng bá” (broadcast)
Hạn chế?A
49
A
X
Kết nối giữa nhiều nút mạng
Giải pháp: mạng chuyển mạch (switch) Mỗi host kết nối với 1 thiết bị chuyển mạch
Các thiết bị chuyển mạch kết nối điểm-điểm và thực hiện chuyểntiếp dữ liệu tới đích
Chia sẻ tài nguyên đường truyềnCâu hỏi: Làm thế
Chia sẻ tài nguyên đường truyền
504
3
51
2
Câu hỏi: Làm thế nào để xác định được tuyến đường?Trả lời: Định tuyến/Chuyển mạch
A
B
D
C
E F
G
2. Mạng chuyển mạch kênh
Tài nguyên được gán riêng cho mỗi kênh kể cả khi tài nguyên của kênh đó đang rỗi, người khác cũng không được dùng
3 giai đoạn của quá trình truyền tin
Thiết lập kênh truyền
Truyền dữ liệu
51
Truyền dữ liệu
Giải phóng kênh truyền Bảo đảm băng thông (cần cho các ứng dụng audio/video)
Lãng phí nếu liên kết đó không sử dụng hết khả năng của kênh
Chuyển mạch kênh
52
Ví dụ: hệ thống điện thoại công cộng
53
Các kỹ thuật chuyển mạch gói
Dữ liệu được chia thành các gói nhỏ (packets), và được chuyển qua mạng
Nhiều kết nối có thể chia sẻ một kênh Tăng hiệu quả sử dụng băng thông
54
Tăng hiệu quả sử dụng băng thông
Mỗi gói tin được định tuyến độc lập
Hai kỹ thuật chuyển tiếp Chuyển mạch gói dữ liệu (datagram switching)
Các gói tin có thể đi theo bất kỳ đường nào: IP
Chuyển mạch kênh ảo (virtual circuit switching) Các gói tin đi theo một đường cố định: MPLS
Ví dụ
55
Chuyển mạch kênh ảo
•Các gói tin được chuyển tiếp theo một đường đi chung kênh ảo.
•Các phần của
56
•Các phần của kênh vẫn có thể được chia sẻ giữa các liên kết khác nhau
•Đảm bảo thứ tự các gói tin
•chuyển tiếp nhanh
12Dữ liệu12:5
12:612:E
Truyền thông hướng liên kết vs. không liên kết
Truyền thông hướng liên kết : Dữ liệu được truyền qua một liên kết đã được
thiết lập Ba giai đoạn: Thiết lập liên kết, truyền dữ liệu,
Hủy bỏ liên kết
57
Hủy bỏ liên kết Tin cậy
Truyền thông không liên kết Không thiết lập liên kết, chỉ có giai đoạn truyền dữ
liệu Không tin cậy - “Best effort”
Tóm tắt
Giới thiệu môn học
Lược sử Internet
Khái niệm mạng máy tính
58
Kiến trúc mạng Topology
Protocol
Chuyển mạch kênh vs. chuyển mạch gói Pros & cons
Tuần tới…
Kiến trúc phân tầng
Mô hình tham chiếu OSI
Địa chỉ IP, MAC, số hiệu cổng
59
DNS và dịch vụ tên miền