Giáo trình mạng máy tính

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương vào ngày 2019-10-09 09:58:54 || Kiểu file: PDF

Nội dung tài liệu Tải xuống

Các tài liệu liên quan

Loading...

Thông tin tài liệu

Giáo trình mạng máy tính
Biên tập bởi:
Ngô Bá Hùng, Phạm Thế Phi

Giáo trình mạng máy tính
Biên tập bởi:
Ngô Bá Hùng, Phạm Thế Phi
Các tác giả:
unknown

Phiên bản trực tuyến:
http://voer.edu.vn/c/476ccb99

MỤC LỤC
1. Giới thiệu tổng quan về giáo trình
2. Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính
2.1. Tổng quan về mạng máy tính
3. Chương 2: Các thành phần của mạng máy tính
3.1. Các thành phần của mạng máy tính
4. Chương 3: Tổng quan về tầng vật lý của hệ thống mạng máy tính
4.1. Giới thiệu tầng vật lý của hệ thống truyền dữ liệu
4.2. Vấn đề số hóa thông tin
4.3. Các loại kênh truyền dữ liệu
4.4. Đặc điểm các kênh truyền dữ liệu
4.5. Các hình thức mã hóa dữ liệu số
5. Chương 4: Chức năng của tầng liên kết dữ liệu
5.1. Chức năng cơ bản của tầng liên kết dữ liệu
5.2. Vấn đề xử lý lỗi
5.3. Các giao thức điều khiển lỗi
5.4. Giao thức cửa sổ trượt (Sliding windows)
6. Chương 5: Mạng nội bộ
6.1. Tổng quan về Lan
6.2. Hình thái mạng nội bộ
6.3. Lớp con MAC (Media Access Control Sublayer)
6.4. Chuẩn hóa mạng cục bộ
6.5. Giới thiệu một số công nghệ mạng LAN
7. Chương 6: Tầng mạng (Network Layer)
7.1. Tầng mạng (Network Layer)
7.2. Các vấn đề liên quan đến việc thiết kế tầng mạng
7.3. Giải thuật chọn đường
7.4. Các giải thuật chống tắc nghẽn
7.5. Liên mạng
7.6. Bộ giao thức liên mạng (IPs - Internet Protocols)
8. Chương 7: Tầng vận chuyển
8.1. Dịch vụ của tầng vận chuyển
8.2. Các yếu tố cấu thành giao thức vận chuyển
8.3. Tầng vận chuyển trong mạng Internet

1/244

9. Chương 8: Các ứng dụng mạng
9.1. Dịch vụ tên (DNS)
9.2. Electronic Mail (SMTP, MIME, POP3, IMAP)
9.3. World Wide Web (HTTP)
9.4. Truyền tập tin (FTP)
Tham gia đóng góp

2/244

Giới thiệu tổng quan về giáo trình
A. MỤC ĐÍCH
Giáo trình này nhằm giới thiệu với người đọc những nội dung chủ yếu sau:






Các khái niệm liên quan đến mạng máy tính
Những vấn đề liên quan đến truyền dữ liệu trong mạng máy tính
Nguyên tắc thiết kế phân tầng trong các hệ thống mạng máy tính.
Chức năng, nhiệm vụ của các thành phần trong một hệ thống mạng máy tính
Các giao thức thường được sử dụng trong mạng máy tính.

B. NỘI DUNG CỐT LÕI
Giáo trình được chia thành 8 chương với nội dung chủ yếu như sau:
• Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính : Chương này nhằm giới thiệu cho
người học các loại mạng truyền dữ liệu đã tồn tại trước khi mạng máy tính ra
đời, cấu trúc tổng quát của một mạng máy tính, hai chế độ truyền tải dữ liệu cơ
bản là Chuyển mạch và Chuyển gói, những lợi ích mà mạng máy tính mang lại.
• Chương 2: Các thành phần của mạng máy tính: Chương này nhằm giới
thiệu cho người học các thành phần liên quan đến phần cứng của một mạng
máy tính, sự phân loại mạng máy tính theo các tiêu chí khác nhau, kiến trúc
phần mềm của một mạng máy tính, đặc biệt là kiến trúc có thứ bậc của các giao
thức mạng, mô hình tham khảo OSI.
• Chương 3: Tầng vật lý: Chương này nhằm giới thiệu cho người học mô hình
của một hệ thống truyền dữ liệu đơn giản và các vấn đề có liên quan đến trong
một hệ thống truyền dữ liệu sử dụng máy tính, các phương pháp số hóa thông
tin, đặc điểm kênh truyền, tính năng kỹ thuật của các loại cáp truyền dữ liệu,
các hình thức mã hóa dữ liệu số để truyền tải trên đường truyền.
• Chương 4: Tầng liên kết dữ liệu: Chương này nhằm giới thiệu cho người học
các chức năng cơ bản mà tầng liên kết dữ liệu đảm trách, vai trò của khung
trong vấn đề xử lý lỗi đường truyền và các phương pháp xác định khung, các
phương pháp phát hiện lỗi như Phương pháp kiểm tra chẵn lẽ, Phương pháp
kiểm tra theo chiều dọc và Phương pháp kiểm tra phần dư tuần hoàn, các giao
thức điều khiển lỗi cho phép theo dõi tình trạng lỗi của dữ liệu gởi đi, các giao
thức xử lý lỗi chỉ ra các cách giải quyết trường hợp dữ liệu truyền đi bị lỗi.
• Chương 5: Mạng cục bộ và tầng con điều khiển truy cập đường truyền:
Chương này nhằm giới thiệu với người đọc các phương chia sẻ đường truyền
chung giữa các máy tính trong một mạng cục bộ như: các phương pháp chia
kênh, các phương pháp truy cập đường truyền ngẫu nhiên và các phương pháp
3/244

phân lượt truy cập đường truyền, chi tiết về nguyên tắc hoạt động của các
chuẩn mạng cục bộ như họ các chuẩn mạng Ethernet, FDDI và mạng không
dây
• Chương 6: Tầng mạng : Chương này nhằm giới thiệu cho người đọc vai trò
của router trong việc xây dựng các liên mạng có phạm vi rộng và không đồng
nhất về chuẩn của các mạng cục bộ thành phần, các dịch vụ mà tầng mạng phải
cung cấp cho tầng vận chuyển, cơ chế hoạt động của router , các vấn đề liên
quan đến giải thuật chọn đường cho các router, bộ giao thức liên mạng IP.
• Chương 7: Tầng vận chuyển: Chương này nhằm giới thiệu với người đọc vai
trò của tầng vận chuyển và các chức năng mà tầng vận chuyển cung cấp cho
tầng ứng dụng, ý nghĩa và cơ chế thiết lập nối kết và giải phóng nối kết cho các
nối kết điểm – điểm, Chi tiết về giao thức TCP và UDP thuộc tầng vận chuyển
• Chương 8: Tầng ứng dụng: Chương này nhằm giới thiệu cho người đọc một
số các ứng dụng và giao thức tiêu biểu trên mạng Internet như DNS, MAIL,
WEB và FTP.

C. KIẾN THỨC TIÊN QUYẾT
• Kiến trúc máy tính
• Hệ điều hành

D. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hoàng Việt, Bài giảng Mạng máy tính, Khoa CNTT, 1998
2. Phạm Hoàng Dũng, Nguyễn Đình Tê, Hoàng Đức Hải, Giáo trình Mạng
máy tính, nhà xuất bản giáo dục, 1996
3. Nguyễn Thúc Hải, Mạng máy tính và các hệ thống mở, Nhà xuất bản giáo dục,
1999
4. Andrew S. Tanenbeau,Computer Networks, Fourth Edition, Prentice Hall Inc.,
2003
5. William Stallings, Data & Computer Communication, Sixth Edition, Prentice
Hall Inc. , 2000
6. Behrouz A. Forouzan,Data Communications and Networking, Third Edition,
Mc Graw Hill, 2003
7. Larry L. Peterson & Bruce S. Davie, Computer Networks A System
Approach, Third Edition, Morgan Haufmann, 2003.

4/244

Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính
Tổng quan về mạng máy tính
Mạng điện báo
Mạng điện báo sử dụng hệ thống mã Morse để mã hóa thông tin cần truyền đi. Mã Morse
sử dụng hai tín hiệu là tít và te (ký hiệu bằng dấu chấm (.) và dấu gạch ngang (-)). Mỗi
một ký tự latin sẽ được mã hóa bằng một chuỗi tíc/te riêng biệt, có độ dài ngắn khác
nhau. Để truyền thông tin đi, bên gởi sẽ lần lượt mã hóa từng ký tự của thông điệp thành
mã Morse, bên nhận sau đó sẽ thực hiện quá trình giải mã. Văn bản được truyền đi được
gọi là một thông điệp (message) hay một thư tín (Telegram).
Vào năm 1851 mạng thư tín đầu tiên được sử dụng để nối hai thành phố London và
Paris. Sau đó không lâu, hệ thống mạng này được mở rộng toàn châu Âu.
Cấu trúc của mạng gồm có hai thành phần là Trạm điện báo (Telegraph Station) và Trạm
chuyển điện báo ( Telegraph Switching Station) được nối lại với nhau bằng hệ thống
dây truyền dẫn.
Trạm điện báo là nơi cho phép truyền và nhận các thông điệp dưới dạng các mã Morse,
thông thường được thể hiện bằng âm thanh tít và te. Để truyền và nhận thông tin cần có
một điện báo viên thực hiện quá trình mã hóa và giải mã thông tin truyền/nhận.
Vì không thể nối trức tiếp tất cả các trạm điện báo lại với nhau, người ta sử dụng các
Trạm chuyển điện báo để cho phép nhiều trạm điện báo sử dụng chung một đường
truyền để truyền tin. Tại mỗi trạm chuyển điện báo có một thao tác viên chịu trách nhiệm
nhận các điện báo gởi đến, xác định đường đi để chuyển tiếp điện báo về nơi nhận. Nếu
đường truyền hướng về nơi nhận đang đuợc sử dụng để truyền một điện báo khác, thao
tác viên sẽ lưu lại điện báo này để sau đó truyền đi khi đường truyền rãnh.
Để tăng tốc độ truyền tin, hệ thống Baudot thay thế mã Morse bằng mã nhị phân 5 bits
(có thể mã hóa cho 32 ký tự). Các trạm điện báo cũng được thay thế bằng các máy têlêtíp
(teletype terminal) cho phép xuất / nhập thông tin dạng ký tự. Hệ thống sử dụng kỹ thuật
biến điệu (Modulation) và đa hợp (Multiplexing) để truyền tải thông tin.

5/244

Mạng điện thoại

Mạng chuyển mạch

Mạng điện thoại cho phép truyền thông tin dưới dạng âm thanh bằng cách sử dụng hệ
thống truyền tín hiệu tuần tự.
Mạng điện thoại hoạt động theo chế độ chuyển mạch định hướng nối kết (circuit
switching), tức thiết lập đường nối kết tận hiến giữa hai bên giao tiếp trước khi thông tin
được truyền đi (connection oriented).

Mạng hướng đầu cuối

Mạng hướng đầu cuối

Đây là mô hình của các hệ thống máy tính lớn (Main Frame) vào những năm của thập
niên 1970. Hệ thống gồm một máy chủ mạnh (Host) có năng lực tính toán cao được nối
kết với nhiều thiết bị đầu cuối đần độn (Dumb terminal) chỉ làm nhiệm vụ xuất nhập
thông tin, giao tiếp với người sử dụng.

Mạng máy tính
Mạng máy tính là mạng của hai hay nhiều máy tính được nối lại với nhau bằng một
đường truyền vật lý theo một kiến trúc nào đó.
Mạng có thể có kiến trúc đơn giản như hình dưới đây:

6/244

Mạng cục bộ đơn giản

Hoặc phức tạp hơn đó là hệ thống gồm nhiều mạng đơn giản nối lại với nhau như hình
sau:
Một hệ thống mạng tổng quát được cấu thành từ 3 thành phần:
• Đường biên mạng ( Network Edge): Gồm các máy tính (Host) và các chương
trình ứng dụng mạng (Network Application)
• Đường trục mạng ( Network Core): Gồm các bộ chọn đường (router) đóng vài
trò là một mạng trung tâm nối kết các mạng lại với nhau.
• Mạng truy cập, đường truyền vật lý (Access Network , physical media): Gồm
các đường truyền tải thông tin.

Mạng diện rộng phức tạp

Đường biên mạng
Bao gồm các máy tính (Host) trên mạng nơi thực thi các chương trình ứng dụng mạng
(Network Application). Đôi khi người ta còn gọi chúng là các Hệ thống cuối (End
Systems) với ý nghĩa đây chính là nơi xuất phát của thông tin di chuyển trên mạng, cũng
như là điểm dừng của thông tin.

7/244

Quá trình trao đổi thông tin giữa hai máy tính trên mạng có thể diễn ra theo hai mô hình:
Mô hình Khách hàng / Người phục vụ (Client / server model) hay Mô hình ngang hàng
(peer-to-peer model).

Đường biên mạng

Mô hình khách hàng/người phục vụ (client/server):
Trong mô hình này một máy tính sẽ đóng vai trò là client và máy tính kia đóng vai trò
là server.
Máy tính client sẽ gởi các yêu cầu (request) đến máy tính server để yêu cầu server thực
hiện công việc gì đó. Chẳng hạn khi người dùng duyệt web trên mạng Internet, trình
duyệt web sẽ gởi yêu cầu đến web server đề nghị web server gởi về trang web tương
ứng.
Máy tính server khi nhận được một yêu cầu từ client gởi đến sẽ phân tích yêu cầu để
hiểu được client muốn đều gì, để thực hiện đúng yêu cầu của client. Server sẽ gởi kết
quả về cho client trong các thông điệp trả lời (reply). Ví dụ, khi web server nhận được
một yêu cầu gởi đến từ trình duyệt web, nó sẽ phân tích yêu cầu để xác định xem client
cần nhận trang web nào, sau đó mở tập tin html tương ứng trên đĩa cứng cục bộ của nó
để gởi về trình duyệt web trong thông điệp trả lời.
Một số ứng dụng được xây dựng theo mô hình client / server như: www, mail, ftp,...
Mô hình ngang cấp (peer-to-peer):
Trong mô hình này, một máy tính vừa đóng vai trò là client, vừa đóng vai trò là server.
Một số ứng dụng thuộc mô hình này như: Gnutella, KaZaA

8/244