MẠNG MÁY TÍNH

1


I. Yêu cầu kiến thức
1. Topology
 Đồ hình mạng (network topology):


cách thức bố trí đường truyền để nối kết các nút mạng

 Phân loại:


Đồ hình vật lí : Mơ tả cách bố trí đường truyền thật sự



Đồ hình logic: Mơ tả con đường mà dữ liệu thật sự di chuyển.

 Các kiểu đồ hình mạng:


Bus: các thiết bị nối trực tiếp vào một đường mạng chung



Star: các thiết bị nối trực tiếp vào một thiết bị chung



Ring: các thiết bị nối với nhau tạo thành vòng tròn



Mesh: 2 thiết bị bất kì được nối trực tiếp với nhau

Bus

Use of cable is economical.
Media is inexpensive & easy to
work with.
System is simple and reliable.
Bus is easy to extend.

Network can slow down
in heavy
traffic.
Problems are difficult to
isolate.
Cable break can affect
many users

Ring

System provides equal access
for all computers. Performance
is even despite many users.

Failure of one computer

can impact
the rest of the network.
Problems are hard to
isolate. Network
reconfiguration disrupts
operation.

2


Star

Modifying system and adding
new
computers is easy. Centralized
monitoring and management
are
possible. Failure of one
computer
does not affect the rest of the
network.

If the centralized point
fails, the network fails.

Mesh

System provides increased
redundancy and reliability as
well as ease of troubleshooting.


System is expensive to
install because it uses a
lot of cabling.

3


2. Protocol
 Giao thức:


Hiểu: như là một “thống nhất” giữa các “đối tượng” khi trao đổi thông tin



qui định, qui tắc để trao đổi dữ liệu giữa các đối tượng trên mạng



•

Định dạng dữ liệu trao đổi (syntax, semantic)

•

Thứ tự thơng tin truyền nhận giữa các thực thể trên mạng

•


Các hành động cụ thể sau mỗi sự kiện nhận/gởi hay 1 sự kiện nào đó xảy ra

VD: HTTP, TCP, IP, PPP, …

 Do các tổ chức và hiệp hội xây dựng: IEEE, ANSI, TIA, EIA, ITU-T

3. Network Devices

4


4. Bandwidth
 Băng thơng (bandwidth):


Lượng thơng tin có thể truyền đi trên 1 kết nối mạng trong 1 khoảng thời gian



Lý tưởng



Đơn vị tính: bit/s (bps), Mbps, Gbps, …

 4 reasons to understanding
 Bandwidth is finite
 Bandwidth is not free
 Bandwidth is a key factor in analyzing network performance, designing new networks, and
understanding the Internet.

 The bandwidth is ever increasing

5


5. Throughtput
 Thông lượng (throughput):


Băng thông thực tế



Nhỏ hơn nhiều so với băng thông lý thuyết



Các yếu tố ảnh hưởng:
–

Thiết bị liên mạng

–

Topology mạng

–

Số lượng user trên mạng


–

Máy tính của user, server

–

…

 Throughput refers to actual measured bandwidth, at a specific time of day, using specific Internet
routes, and while a specific set of data is transmitted on the network.
 Factors that determine throughput


Type of data being transferred



Network topology



Number of users on the network



User computer



Server computer




Power conditions
6


–

Radio, television, and telephone transmissions have, until recently, been sent through the air and
over wires using electromagnetic waves. These waves are called analog because they have the same
shapes as the light and sound waves produced by the transmitters. As light and sound waves change
size and shape, the electrical signal that carries the transmission changes proportionately. In other
words, the electromagnetic waves are analogous to the light and sound waves. Analog bandwidth is
7


measured by how much of the electromagnetic spectrum is occupied by each signal. The basic unit
of analog bandwidth is hertz (Hz), or cycles per second. Typically, multiples of this basic unit of
analog bandwidth are used, just as with digital bandwidth. Units of measurement that are
commonly seen are kilohertz (KHz), megahertz (MHz), and gigahertz (GHz). These are the units used
to describe the bandwidths of cordless telephones, which usually operate at either 900 MHz or 2.4
GHz. These are also the units used to describe the bandwidths of 802.11a and 802.11b wireless
networks, which operate at 5 GHz and 2.4 GHz.
–

While analog signals are capable of carrying a variety of information, they have some significant
disadvantages in comparison to digital transmissions. The analog video signal that requires a wide
frequency range for transmission cannot be squeezed into a smaller band. Therefore, if the
necessary analog bandwidth is not available, the signal cannot be sent.


–

In digital signaling all information is sent as bits, regardless of the kind of information it is. Voice,
video, and data all become streams of bits when they are prepared for transmission over digital
media. This type of transmission gives digital bandwidth an important advantage over analog
bandwidth. Unlimited amounts of information can be sent over the smallest or lowest bandwidth
digital channel. Regardless of how long it takes for the digital information to arrive at its destination
and be reassembled, it can be viewed, listened to, read, or processed in its original form.

–

It is important to understand the differences and similarities between digital and analog bandwidth.
Both types of bandwidth are regularly encountered in the field of information technology. However,
because this course is concerned primarily with digital networking, the term ‘bandwidth’ will refer to
digital bandwidth.

8


6. Lan/Man/Wan/San
Theo địa hình




Mạng cục bộ (LAN – Local Area Network)


Kích thước nhỏ (tồ nhà, phịng máy, cơng ty, ..)




Thuộc 1 đơn vị, 1 tổ chức



Tốc độ cao, ít lỗi



Rẻ tiền

Mạng đô thị (MAN - Metropolean Area Network)


Nhiều mạng LAN kết hợp lại



Có phạm vi trong 1 quận, huyện, thành phố



Thuộc 1 đơn vị, 1 tổ chức



Chậm, nhiều lỗi, chi phí cao hơn LAN


9




Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Network)


Nhiều LAN, MAN kết hợp với nhau



Phạm vi quốc gia, châu lục, quốc tế



Thuộc nhiều đơn vị, 1 tổ chức



Chậm, nhiều lỗi, chi phí cao hơn LAN, MAN

10


•

SAN (Storage – Area Networks)
o A SAN is a dedicated, high-performance network used to move data between servers and
storage resources. Because it is a separate, dedicated

network, it avoids any traffic conflict between clients
and servers.
o SAN technology allows high-speed server-to-storage,
storage-to-storage, or server-to-server connectivity.
Internet
This method uses a separate network infrastructure
that relieves any problems associated with existing
network connectivity.
o SANs offer the following features:
o Performance – SANs enable concurrent access of disk
or tape arrays by two or more servers at high speeds,
Storage-area
providing enhanced system performance.
Network
o Availability – SANs have disaster tolerance built in,
because data can be mirrored using a SAN up to 10
kilometers (km) or 6.2 miles away.
o Scalability – Like a LAN/WAN, it can use a variety of
technologies. This allows easy relocation of backup
data, operations, file migration, and data replication
between systems.

11


7. Intranet – extranet
 Theo phạm vi hoạt động:


intranet

•





Nội bộ trong 1 đơn vị

extranet
•

Intranet

•

Cho phép bên ngồi truy cập vào thơng qua chứng thực

internet
•

Cho phép bên ngồi truy cập

 One common configuration of a LAN is an Intranet. Intranet Web servers differ from public Web
servers in that the public must have the proper permissions and passwords to access the Intranet of
an organization. Intranets are designed to permit access by users who have access privileges to the
internal LAN of the organization. Within an Intranet, Web servers are installed in the network.
Browser technology is used as the common front end to access information such as financial data or
graphical, text-based data stored on those servers.
 Extranets refer to applications and services that are Intranet based, and use extended, secure access
to external users or enterprises. This access is usually accomplished through passwords, user IDs,

and other application-level security. Therefore, an Extranet is the extension of two or more Intranet
strategies with a secure interaction between participant enterprises and their respective intranets.

12




Intranets and Extranets
Intranet VPN

Intranet VPN

Company A

Extranet VPN

Company A

Company B

13


8. VPN
–

–

–


A VPN is a private network that is
constructed within a public network
infrastructure such as the global
Internet. Using VPN, a telecommuter
can access the network of the
company headquarters through the
Internet by building a secure tunnel
between the telecommuter’s PC and
a VPN router in the headquarters.

IPIPnetwork
network

VPN

Cisco products support the latest in
VPN technology. A VPN is a service
that offers secure, reliable
connectivity over a shared public
network infrastructure such as the
Internet. VPNs maintain the same
security and management policies as
a private network. They are the most
cost-effective method of establishing Head Quarter
a point-to-point connection between
remote users and an enterprise customer's network.

Branch


SOHO

Telecommuter

The following are the three main types of VPNs:
Access VPNs – Access VPNs provide remote access to a mobile worker and small
office/home office (SOHO) to the headquarters of the Intranet or Extranet over a shared
infrastructure. Access VPNs use analog, dialup, ISDN, digital subscriber line (DSL), mobile
IP, and cable technologies to securely connect mobile users, telecommuters, and branch
offices.
Intranet VPNs – Intranet VPNs link regional and remote offices to the headquarters of the
internal network over a shared infrastructure using dedicated connections. Intranet
VPNs differ from Extranet VPNs in that they allow access only to the employees of the
enterprise.
Extranet VPNs – Extranet VPNs link business partners to the headquarters of the network
over a shared infrastructure using dedicated connections. Extranet VPNs differ from
Intranet VPNs in that they allow access to users outside the enterprise

14


15


9. Unicast/Broadcast/Multicast
Kiểu truyền:
Unicast


Từ 1 node đến 1 node


Broadcast


Từ 1 node đến tất cả các node trong một vùng mạng

Multicast


Từ 1 node đến 1 nhóm

Anycast


Từ 1 node đến 1 node bất kỳ trong một nhóm

16


10. Các độ trễ gửi gói tin
 Là thời gian trễ của 1 gói tin
 Các nguyên nhân gây ra trễ:


Trễ do tốc độ truyền (transmission delay)



Trễ trên đường truyền (propagation delay)




Xử lí tại nút (nodal processing)



Hàng đợi (queuing delay)

 Trễ do tốc độ truyền (transmission delay):


Là thời gian cần thiết để chuyển mạch hết gói tin lên đường truyền



Dtrans = L/R (s)



–

R = băng thông của đường truyền (bps)

–

L = chiều dài gói tin (bit)

Ví dụ: gói tin có chiều dài L = 100bytes. Đường truyền có băng thơng R = 10 Mbps

 Dtrans = 100 / 10

 Trễ trên đường truyền (propagation delay)


Thời gian truyền 1 bit từ nơi gởi đến nơi nhận



Dprop = d/c
–

d = chiều dài đường truyền
17


–

c = tốc độ truyền (~ 2x108 m/sec - 3x108 m/sec)

 Xử lý tại nút (nodal processing): Dproc




Là thời gian xử lý header của 1 gói tin và quyết định chuyển mạch gói tin theo hướng nào
–

Kiểm lỗi bit

–


Xác định đầu ra (vd dựa trên địa chỉ đến.)

Thường rất nhỏ

 Hàng đợi: Dqueue


Là thời gian gói tin chờ trong hàng đợi để được đưa lên đường truyền



Phụ thuộc: số lượng gói tin đến trước nó

 Tổng độ trễ khi truyền 1 gói tin:
D = Dproc + Dqueue + Dtrans + Dprop
 Các lệnh dùng để kiểm tra thời gian trễ


Ping



Tracert



Pathping

11. LAN media
12. WAN services

13. Networking Models
–

The concept of layers is used to describe communication from one computer to another. Figure
shows a set of questions that are related to flow, which is defined as the motion through a system of
either physical or logical objects. These questions show how the concept of layers helps describe the
details of the flow process. This process could be any kind of flow, from the flow of traffic on a
highway system to the flow of data through a network. Figure shows several examples of flow and
ways that the flow process can be broken down into details or layers.

–

A conversation between two people provides a good opportunity to use a layered approach to
analyze information flow. In a conversation, each person wishing to communicate begins by creating
an idea. Then a decision is made on how to properly communicate the idea. For example, a person
18


could decide to speak, sing or shout, and what language to use. Finally the idea is delivered. For
example, the person creates the sound which carries the message.
–

This process can be broken into separate layers that may be applied to all conversations. The top
layer is the idea that will be communicated. The middle layer is the decision on how the idea is to be
communicated. The bottom layer is the creation of sound to carry the communication.

14. Communication Process characteristic
Communication characteristics
•


Addresses
–

•

Media
–

•

Who are the source and the destination of a communication process?

Where is the communication take place?

Protocols
–

is a set of rules how to make communication on a network more efficient.

 Phương thức truyền dữ liệu:
 chuyển mạch mạch (circuit-switching):
 Mỗi “cuộc gọi” chiếm 1 tài nguyên nhất định
 Yêu cầu thiết lập đường dẫn trước
 Chiếm giữ tài nguyên suốt “cuộc gọi”
 Đảm bảo không bị nghẽn mạch
 Sử dụng băng thông không hiệu quả nếu dữ liệu rời rạc (hoặc dày đặc nhưng bit rate không
đều)
 Khắc phục:
 Nhập nhiều “cuộc gọi” trên cùng 1 đường truyền
19



 kỹ thuật: FDMA (tần số theo trục ngang, đồng thời), TDMA (tần số theo trục dọc, lần lượt
từng gói)
 VD: mạng điện thoại PSTN
 chuyển mạch gói (packet-switching)
 Mỗi luồng dữ liệu được chia nhỏ thành các gói
 Các gói tin chia sẻ chung tài nguyên mạng
 Mỗi gói sử dụng tồn bộ băng thơng
 cho phép nhiều người dùng đồng thời hơn
 Bị tắt nghẽn
 Yêu cầu tài nguyên sử dụng vừa đủ
 Mỗi gói có thêm phần “header” làm tăng kích thước dữ liệu truyền
 Phù hợp cho dữ liệu tức thời
 VD: mạng máy tính

20


15. Proxy
 Proxy


Là 1 ứng dụng đặc biệt



“Thay thế” các kết nối

16. Firewall

 Bức tường lửa (Firewall):


Bảo vệ hệ thống



Kiểm sốt luồng dữ liệu



•

từ mạng bên trong đi ra ngồi

•

Từ bên ngoài đi vào mạng bên trong

Phần mềm/phần cứng

21


17. Virus/Worms/Malware/Backdoor

22


18. IPv4 address, subnetting

Tầng 3 trong mơ hình OSI
 Kích thước: 4 bytes (32 bits)
 Định dạng:


Mỗi byte được biểu diễn bằng số thập phân, gọi là một octet



hai octet được viết cách nhau bằng 1 dấu chấm “.”

VD:
172.29.1.10
 Chia thành 2 phần:


Network ID (NetID)



Host ID

32 bit

23


 Phân loại:







Địa chỉ public:
•

dùng để trao đổi trên Internet

•

Địa chỉ thật

Địa chỉ private
•

Dùng để đánh địa chỉ cho các mạng LAN bên trong 1 tổ chức

•

Địa chỉ ảo

Địa chỉ loopback: 127.0.0.0 – 127.255.255.255

24


Chia subnet:
 Mục tiêu:



giảm số lượng node  Tăng thông lượng mạng



Tăng tính bảo mật



Dễ quản trị



Dễ bảo trì



Tránh lãng phí địa chỉ IP

25