Đề cương Môn Mạng máy tính | Trường Cao đẳng Công Nghệ Bách Khoa Hà Nội

lOMoAR cPSD| 59691467
HỌC PHẦN: Mạng máy tính Bộ môn: An Ninh Mạng
Giáo viên: 1) Nguyễn Đức Thiện 2) Cao Văn Lợi
ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG
1. Bài (chương, mục): Chương I: Tổng quan về mạng máy tính 2. Thời lượng:
- GV giảng: 3 tiết. - Thảo luận: 2 tiết, - Thực hành:0 tiết. - Bài tập: 1 tiết. - Tự học: 6 tiết 37281920, 3. Mục ích, yêu cầu:
Mục ích: Bài mở ầu giúp sinh viên nắm ược tổng quan về chương trình, phạm vi kiến thức và ý
nghĩa thực tế của môn học. Trang bị những khái niệm cơ bản và kiến thức tổng quan về mạng máy tính.
- Giới thiệu yêu cầu và nội dung của môn học
- Lịch sử phát triển của mạng máy tính
- Một số khái niệm cơ bản về MMT
- Phân loại mạng Yêu cầu:
- Học viên tham gia học tập ầy ủ.
- Nghiên cứu trước các nội dung có liên quan ến bài giảng ( ã có trên
http://http:/fit.mta.edu.vn/~thiennd/).
- Làm bài tập trên lớp và ở nhà. 4. Nội dung:
a) Nội dung chi tiết: (công thức, ịnh lý, hình vẽ) Tiết 1:
1. Giới thiệu môn học
✓ Mục ích, yêu cầu và ý nghĩa của môn học.
✓ Cấu trúc chương trình, kiển tra và thi hết môn.
✓ Nội dung môn học và tài liệu tham khảo.
✓ Phương pháp học môn học: nghe giảng, tự học, làm bài tập, thực hành, thảo luận. ✓
Lịch sử phát triển của mạng máy tính.
Tiến trình của môn học:
- Lý thuyết (30 tiết): giảng bằng Slide và viết bảng – Nội dung lý thuyết xem ề cương chi
tiết môn học (cung cấp trên mạng).
- Bài tập (9 tiết): giao bài tập cho sinh viên thực hiện trước tại nhà và trình bày trên lớp.
- Thảo luận (6 tiết): sẽ thực hiện xen kẽ với các nội dung lý thuyết.
- Thí nghiệm (15 tiết): thực hiện các nội dung theo sự phân công của giáo viên tại phòng thí
nghiệm của bộ môn. Mục tiêu của học phần:
- Kiến thức: Môn học cung cấp những kiến thức cơ bản về mô hình mạng OSI, TCP/IP, các
kỹ thuật mạng LANs, WANs, các chuẩn IEEE và các dịch vụ mạng Internet. Các thiết bị
mạng như repeater, hubs, switches, routers, brigde… khái niệm về an toàn mạng máy tính.
Cùng với các kiến thức chuyên sâu như An ning mạng, quản trị mạng,… lOMoAR cPSD| 59691467 ệ
- Kỹ năng: Có khả năng ọc hiểu các kiến thức mở rộng của môn học mạng máy tính, tự tìm
kiếm và ọc hiểu ược các tài liệu tiếng anh. Có khả năng cấu hình một số thiết bị mạng và
thiết kế xây dựng mạng LAN
Trình bày sơ lƣợc về nội dung của môn học – xem ề cương chi tiết môn học (cung cấp trên mạng).
Chương 1. Tổng quan về mạng máy tính Chương
2. Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI
Chương 3. Mạng cục bộ LAN Chương 4. Mạng diện rộng WAN
Chương 5: Thiết bị mạng máy tính
Chương 6. Mô hình TCP/IP và mạng Internet
Chương 7. Một số vấn ề chuyên sâu về mạng máy tính Định
hướng ứng dụng của kiến thức trong thực tế.
Giới thiệu về giáo trình và tài liệu phục vụ môn học. Hình thức thi: Vấn áp.
Quy chế thi: Theo qui ịnh của Học viện.
2. Lịch sử phát triển của mạng máy tính 1) Mạng xử lý 2) Mạng truyền tin 3) Mạng truyền thông 4) Mạng máy tính
Xuất phát từ bộ quốc phòng Mỹ qua các thập kỷ 60, 70 ến thập kỷ 80 trở i thì việc kết nối
mạng mới ược thực hiện rộng rãi nhờ tỷ lệ giữa giá thành máy tính và chi phí truyền tin ã
giảm i rõ rệt. Trong giai oạn này bắt ầu xuất hiện những thử nghiệm ầu tiên về mạng diện
rộng, mạng liên quốc gia và hình thành mạng internet ngày nay.
5) Mục ích xây dựng mạng máy tính:
- Làm cho các tài nguyên có giá trị cao (thiết bị, chương trình, dữ liệu,..) trở nên khả
dụng ối với bất kỳ người sử dụng nào trên mạng (không cần quan tâm ến vị trí ịa lý
của tài nguyên và người sử dụng).
- Tăng ộ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế khi xảy ra sự cố ối với một máy tính nào ó.
- Quản lý iều hành và thương mại iện tử. Tiết 2:
3. Một số khái niệm cơ bản
1) K/n Mạng máy tính: Mạng máy tính là một hệ thống gồm nhiều máy tính và các thiết bị
ược kết nối với nhau bởi ường truyền vật lý theo một kiến trúc (Network Architecture) nào ó
nhằm thu thập và chia sẽ tài nguyên cho nhiều người sử dụng.
2) Kiến trúc mạng (Network Architecture): Cách nối các máy tính và thiết bị với nhau và
tập hợp các qui tắc, qui ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải
tuân theo. Gồm 2 thành phần: lOMoAR cPSD| 59691467
Cách nối: Hình trạng mạng (Topolopy)
Một số Topo mạng cơ bản: + Dạng hình sao – Start
+ Dạng hình tuyến – Bus + Dạng hình vòng – Ring
+ Dạng hỗn hợp – Kết hợp các dạng trên.
Qui tắc, qui ƣớc: Giao thức mạng (Protocol)
+ K/n: Để các máy trên mạng có thể trao ổi thông tin với nhau ược thì chúng phải tuân theo
các qui tắc, qui ước về nhiều mặt: từ khuôn dạng kích thức, thủ tục gửi, thủ tục nhận, kiểm
soát, cho ến việc xử lý lôi, sự cố xảy ra và an toàn thông tin truyền như thế nào. Tập các qui
tắc, qui ước ó chính là giao thức mạng.
+ Chức năng của giao thức mạng.
✓ Đóng gói dữ li u (Encapsulation)
✓ Phân oạn và hợp lại
✓ Điều khiển liên kết ✓ Giám sát
✓ Điều khiển lưu lượng ✓ Điều khiển lỗi ✓ Đồng bộ hóa ✓ Địa chỉ hóa
Hình 1: Một ví dụ mô hình mạng
3) Hệ iều hành mạng( NOS - Network Operating Systems)
K/n: Hệ thống phần mềm có chức năng quản lý người dùng, dữ liệu, tính toán, xử lý và iều
khiển truyền tin thống nhất trên mạng. lOMoAR cPSD| 59691467 ệ 4) Địa chỉ mạng
Mạng phải xác lập một hệ thống ịnh danh các thực thể tham gia mạng, trong ó mỗi ối
tượng tham gia mạng phải ược xác ịnh duy nhất tại thời iểm truyền/nhận tin. Các hệ thống
ịnh danh như vậy gọi là ịa chỉ mạng. ✓
Địa chỉ vật lý – MAC ✓ Địa chỉ logic- IP ✓
Địa chỉ cổng (port) Tiết 4:
4. Phân loại mạng:
1) Theo qui mô và khoảng cách ịa lý (4 loại) i.
Mạng cục bộ – LAN (Local Area Network)
Là mạng thường ược lắp ặt trong các công ty, văn phòng nhỏ bán kính tối a giữa các máy
trạm khoảng dưới 1 Km với số lượng máy trạm thường không nhiều hơn 100 máy. ii.
Mạng thành phố – MAN (Metropolitan Area Network)
Là mạng ược cài ặt trong phạm vi một ô thị hoặc một trung tâm KTXH có bán kính hàng trăm
Km, số lượng máy trạm có thể lên ến hàng nghìn, ường truyền có thể sử dụng cơ sở hạ tầng
của viễn thông. MAN hoạt ộng theo kiểu quảng bá, cung cấp các dịch vụ thoại và truyền hình cáp . iii.
Mạng diện rộng – WAN (Wide Area Network)
Là mạng thường ược lắp ặt trong phạm vi một quốc gia như Intranet phục vụ cho các công ty
lớn, ngành kinh tế có bán kính hoạt ộng lớn, có thể liên kết nhiều mạng LAN, MAN, ường truyền
có thể sử dụng cơ sở hạ tầng của viễn thông. iv. Mạng toàn cầu – GAN (Global Area Network )
Là mạng có thể trải rộng trong nhiều quốc gia, phục vụ phát triển kinh tế xã hội cho những
công ty siêu quốc gia hoặc nhóm các quốc gia, ường truyền có thể sử dụng cơ sở hạ tầng của
viễn thông, mang Internet là một mạng GAN .
2) Phân loại mạng theo kỹ thuật chuyển mạch (3 loại) i.
Mạng chuyển mạch kênh (Circuit switched):
Khi có hai máy cần trao ổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ ược thiết lập một kênh cố ịnh
và ược duy trì cho ến khi một trong hai bên ngắt liên lạc. Các dữ liệu chỉ ược truyền theo ường
cố ịnh ó. (VD: Các hệ thông iện thoại) ii.
Mạng chuyển mạch thông báo
TB là một ơn vị thông tin có chứa ịa chỉ ích cần gửi ến. Căn cứ vào các thông tin này mỗi nút
trung gian có thể chuyển TB ến nút kết tiếp ể ến ích. Tuỳ theo cấu trúc mạng ma các TB có thể i
theo nhiều ường khác nhau.( VD: gửi tin nhắn ở iện thoại) iii.
Mạng chuyển mạch gói (Packet switched network)
TB ược chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là gói tin (Packet) có khuôn dạng qui ịnh trước.
Mỗi gói tin có chứa các thông tin iều khiển, ịa chỉ nguồn (người gửi) và ích (người nhận). Các
gói tin của một TB có thể ược gửi i qua mạng ể tới ích bằng nhiều ường khác nhau. Vấn ề khó
khăn: khôi phục TB ban ầu, phải có cơ chế “ ánh dấu” gói tin ể phục hồi các gói tin bị thất lạc, bị lỗi. b) Nội dung thảo luận: Tiết 4+5: lOMoAR cPSD| 59691467
Vai trò của mạng máy tính. Bao gồm các mặt cơ bản: ▪ Giải trí, giao tiếp:
+ Cung cấp tin tức thời sự ..
+ Ứng dụng mạng xã hội
+ Ứng dụng chat, game, video … ▪ Nghiệp vụ văn phòng
+ Cổng thông tin iện tử + Emai
+ Hội thảo trực tuyến ▪ Thương mại iện tử : + Mua bán online.
+ Quảng cáo trực tuyến. + Ngân hàng trực tuyến. c) Nội dung tự học
▪ Lịch sử mạng máy tính ▪ Nắm chắc các khái niệm cơ bản ▪ Trả lời câu hỏi phần ôn tập.
d) Bài tập (bắt buộc) Tiết 6:
▪ Chuyển ổi các loại cơ số 2, 10 và 16 ▪ Phân lớp ịa chỉ IP
5. Tài liệu tham khảo (sách, báo – chi tiết ến chương, mục, trang)
i. Bài giảng của giáo viên, Slide chương 1.
ii. TL [1] , chương 1; trang 11 - 68 6. Câu hỏi ôn tập:
i. Trình bày các khái ni m: Mạng máy tính, Kiến trúc mạng, hệ iều hành mạng, ịa chỉ mạng
ii. Trình bày khái niệm và chức năng của giao thức mạng. iii. Trình bày khái niệm, ặc
iểm của mạng LAN, MAN, WAN và GAN. iv. Trình bày khái niệm, ưu và nhược iểm
của ba loại mạng chuyển mạch. lOMoAR cPSD| 59691467 ệ
HỌC VIỆN KỸ THẬT QUÂN SỰ
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
HỌC PHẦN: Mạng máy tính Bộ môn: An Ninh Mạng
Giáo viên: 1) Nguyễn Đức Thiện 2) Cao Văn Lợi ĐỀ CƢƠNG BÀI GIẢNG
1. Bài (chương, mục): Chƣơng 2: Kiến trúc phân tầng và mô hình OSI
2. Thời lượng: 6,0,0,6 (GV giảng, thảo luận, thực hành, tự học) 3. Mục ích, yêu cầu:
Mục ích: Sinh viên nắm ược ý nghĩa của việc chuẩn hóa mạng và phân tầng. Nắm ược mô hình
chuẩn OSI, vai trò và chức năng của các tấng của mô hình. Yêu cầu:
- Học viên tham gia học tập ầy ủ.
- Nghiên cứu trước các nội dung có liên quan ến bài giảng ( ã có trên
http://http:/fit.mta.edu.vn/~thiennd/).
- Ôn tập theo các câu hỏi 4. Nội dung:
a) Nội dung chi tiết: (công thức, ịnh lý, hình vẽ) Tiết 1:
1) Giới thiệu bài: giới thiệu mục ích, yêu cầu nội dung của bài I. Giới thiệu chung II. Kiến trúc phân tầng 1. Nguyên tắc phân tầng
2. Truyền thông giữa các tầng III . Mô hình OSI 1. Giới thiệu
2. Các giao thức chuẩn trong mô hình OSI
3. Vai trò và chức năng các tầng trong mô hình OSI
2) Kiến trúc phân tầng:
Tại sao phải chuẩn hóa mạng?
1- Giao thức là một phần rất quan trọng của kiến trúc mạng máy tính. Trong hệ thống
mạng có rất nhiều giao thức, số giao thức và chức năng của nó phu thuộc vào mục ích xây dựng mạng.
2- Sự khác nhau về các qui ịnh truyền thông trong các hệ thống mạng của các tổ chức khác nhau.
3- Các sản phẩm mạng do các công ty sản xuất không theo một chuẩn truyền thông chung.
Tổ chức tiêu chuẩn
ISO (International Standards Organization): ưa ra mô hình chuẩn OSI - Open Systems Interconnection lOMoAR cPSD| 59691467
Hệ thống giao thức là một trong các thành phần cốt lõi ể thiết kế nên MMT, do vậy cần ược
xây dựng theo một mô hình thống nhất. Mỗi hệ thống MMT hiện nay ều ược coi như cấu trúc
a tầng giao thức. Trong ó mỗi tầng cung cấp một số dịch vụ nhất ịnh. Mô hình ó ược gọi là kiến trúc phân tầng.
a. Nguyên tắc của kiến trúc phân tầng là: 1-
Mỗi hệ thống trong mạng ều có cấu trúc tầng (số lượng tầng và chức năng của mỗi tầng là như nhau). 2-
Giữa 2 tầng liền kề trong một hệ thống giao tiếp với nhau qua 1 giao diện qua
ó xác ịnh các hàm nguyên thủy và các dịch vụ tầng dưới cung cấp.
3-Giữa hai tầng ồng mức ở hai hệ thống giao tiếp với nhau thông qua các luật lệ, qui
tắc ược gọi là giao thức.
4-Trong thực tế, dữ li u không ược truyền trực tiếp từ tầng thứ i của hệ thống này sang
tầng thứ i của hệ thống khác (trừ tầng thấp nhất). Mà việc kết nối giữa hai hệ thống
ược thực hiện thông qua hai loại liên kết: liên kết vật lý ở tầng thấp nhất và liên kết
lôgic (ảo) ở các tầng cao hơn.
Điểm truy cập dịch vụ:
Kiến trúc phân tầng tồn tại hai dạng liên kết: liên kết giữa hai tầng ồng mức - liên kết
ngang và liên kế giữa hai tầng liền kề - liên kết dọc. Các liên kết hai chiều hoặc là xảy
ra ồng thời hoặc ộc lập nhau.
Truyền thông ồng tầng và quan hệ tầng liền kề
PCI (Protocol Control Information): ược thêm vào ầu các gói tin. N_PCI là thông tin iều khiển tầng N.
- SDU (Service Data Unit): Là ơn vị dữ liệu truyền thông giữa các tầng kề nhau. Ký hiệu
N_SDU là ơn vị dữ liệu truyền từ tầng (N+1) xuống tầng N chưa thêm thông tin iều khiển.
- PDU (Protocol Data Unit) : PDU = PCI + SDU Tiết 2 :
c. Các hàm dịch vụ nguyên thủy
Việc liên kết giữa các tầng liền kề trong mô hình OSI ược xây dựng theo nguyên
tắc áp ứng các dịch vụ thông qua các hàm nguyên thuỷ, có bốn kiểu hàm nguyên thuỷ: ➢ Request : Hàm yêu cầu
➢ Indication : Hàm chỉ báo
➢ Response : Hàm trả lời
➢ Confirm : Hàm xác nhận
Hình 2 : Hàm dịch vụ nguyên thủy lOMoAR cPSD| 59691467 ệ 2. Mô hình OSI
Kiến trúc phân tầng ược ề cập như là một trong quan iểm chủ ạo trong việc xây dựng hệ
thống giao thức. Vì lý do ó tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO (International Organization for
Standardization) năm 1984 ã xây dựng xong Mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống
mở OSI (Open Systems Interconnection).
Mô hình OSI gồm 7 tầng giao thức với các nguyên tắc sau:
✓ Các tầng có tính ộc lập tương ối với nhau thực hiện các chức năng riêng biệt
✓ Cho phép thay ổi chức năng hoặc giao thức trong một tầng không làm ảnh hưởng ến các tầng khác.
✓ Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết.
✓ Cho phép huỷ bỏ các tầng con nếu thấy không cần thiết.
✓ Bảo ảm liên kết cho nhiều hệ thống mạng khác nhau
✓ Thích ứng với nhu cầu phát triển các công nghệ mới trong tương lai
Các tầng trong mô hình OSI
1) Tầng vật lý – Physical
2) Liên kết dữ liệu – Data Link 3) Mạng – Network
4) Vận chuyển – Transport 5) Phiên – Session
6) Trình diễn – Presentation 7) Ứng dụng - Application
Hình 3: Mô hình OSI
Cơ chế truyền tin của mô hình OSI lOMoAR cPSD| 59691467
- 03 tầng trên là giao tiếp với người sử dụng, trình bày dữ liệu và tạo các phiên làm việc, không tham gia truyền tin
- 04 tầng dưới thực hiện truyền tin
- Qua mỗi tầng bên gửi ều có ính kèm header và óng gói
- Qua mỗi tầng bên nhận ều có bóc tách header và tổng hợp dữ liệu Tiết 3: 1) Tầng vật lý:
- Truyền dòng bit qua môi trường vật lí. Nó giải quyết các ặc tả kỹ thuật của giao diện cũng như môi trường truyền.
Hình 4: Mô phỏng hoạt ộng của tầng vật lý Chức năng của tầng vật lý:
✓ Đặc tính vật lý của giao diện và môi trường lOMoAR cPSD| 59691467
✓ Biểu diễn của các bit ✓ Tốc ộ dữ liệu
✓ Sự ồng bộ hoá của các bit ✓ Cấu hình ường ✓ Topo vật lý
✓ Chế ộ truyền: simple, half-duplex, full duplex 2) Tầng Liên kết dữ liệu:
Đảm bảo việc truyền dòng bit của tầng vật lý ược tin cậy và chiệu trách nhiệm truyền phát
point – to - point. Xử lí các lỗi của dữ liệu nhận ược từ tầng vật lý ể ảm bảo dữ liệu không
có lỗi khi lên các tầng trên.
a. Chức năng của tầng liên kết dữ liệu
✓ Đóng khung dữ liệu (Framing)
✓ Gán ịa chỉ vật lý MAC
✓ Điều khiển luồng ✓ Kiểm soát lỗi
✓ Điều khiển truy cập
b. Các giao thức ở tầng liên kết dữ liệu
✓ Để thực hiện các chức năng trên người ta xây dựng rất nhiều giao thức cho tầng Liên
kết dữ liệu, ược gọi chung là DLP (Data Link Protocol). Các DLP ược chia làm 2 loại dị
bộ (Asynchronuos DLP) và ồng bộ (Synchronuos DLP). ✓ Giao thức CSMA, Token Bus, Token Ring, Ethenet
c. Phƣơng pháp kiểm tra lỗi (Giới thiệu) Tiết 4:
3) Tầng Mạng
Chức năng chuyển phát nguồn và ích (Source – Des, node to node) của các gói tin trên ường
truyền(nhiều mạng). Đảm bảo mỗi gói ược chuyển từ iểm nguồn tới iểm ích.
Thiết bị kết nối trung gian giữa các mạng phải có chức năng tầng mạng. Chức năng chính:
✓ Đánh ịa chỉ logic. Ví dụ ịa chỉ IP
✓ Chọn ường (Định tuyến)
Mô hình truyền thông: Hì nh
5: Tầng Mạng Cơ chế ánh ịa chỉ và ịnh tuyến: lOMoAR cPSD| 59691467
Hình 6: Sơ ồ mô phỏng ánh ịa chỉ và ịnh tuyến
4) Tầng vận chuyển
Chuyển phát ầu cuối (end – to – end )của toàn bộ thông iệp và ảm bảo rằng toàn bộ thông
iệp nhận ược là toàn vẹn và úng thứ tự, chúng cũng xem xét kiểm soát lỗi và luồng dữ liệu ở
cấp ộ ầu cuối. Để tăng thêm tính bảo mật có thể tạo ra một kết nối giữa 2 cổng.
Các chức năng cụ thể của tầng giao vận:
✓ Đánh ịa chỉ iểm dịch vụ ✓ Cắt hợp dữ liệu
✓ Điều khiển kết nối ✓ Điều khiển luồng
Hình 7: Hoạt ộng tầng giao vận Tiết 5:
5) Tầng Phiên: lOMoAR cPSD| 59691467
Các dịch vụ ược cung cấp bởi 3 tầng ầu tiên là không ủ ối với một số tiến trình. Tầng phiên
là bộ iều khiển hội thoại của mạng. Nó thiết lập duy trì và ồng bộ hoá giữa các hệ thống.
Hình 8: Hoạt ộng của tầng phiên Chức năng chính:
✓ Điều khiển hội thoại ✓ Đồng bộ hoá
6) Tầng trình diễn
Tầng trình diễn liên quan ến cú pháp và ngữ nghĩa của dữ liệu giữa hai hệ thống.
Chuyển ổi thông tin dưới dạng các xâu, các số… thành dòng bit. Tầng trình diễn ở trạm
gửi chuyển thông tin về một khuôn dạng chung. Tầng trình diễn ở trạm nhận chuyển
thông tin từ khuôn dạng chung về khuôn dạng của trạm. Thực hiện mã hóa dữ liệu ảm bảo
tính bí mật. Thực hiện nén ể giảm kích thước dữ liệu trước khi truyền. Chức năng của tầng trình diễn:
✓ Chuyển ổi khuôn dạng dữ liệu. ✓ Mã hoá ✓ Nén
Hình 9: Hoạt ộng tầng trình diễn Tiết 6: lOMoAR cPSD| 59691467
7) Tầng Ứng dụng
Tầng ứng dụng cho phép người sử dụng, phần mềm truy cập vào mạng. Cung cấp giao diện
NSD và hỗ trợ cho các dịch vụ như mail, truy cập/truyền file, chia sẻ CSDL và các dịch phân tán khác.
Hình 10: T ầ ng ứ ng d ụ ng
Chức năng chính của tầng ứng dụng:
✓ Cung cấp giao diện cho người dùng truy cập mạng
✓ Dịch vụ quản lý và truyền file FTAM, FTP ✓ Dịch vụ thư mục ✓ Dịch vụ email ✓ Dịch vụ DNS ✓ Dịch vụ Web ✓ ..
❖ Sự khác nhau 3 tầng trên và 4 tầng dƣới
✓ Physical, Data link, Network, Transport : Các tầng này ảm nhiệm việc truyền dữ
liệu, thực hiện quá trình óng gói, kiểm duyệt và truyền từng nhóm dữ liệu. Nú
không quan tâm ến loại dữ liệu nhận ược từ, gửi cho tầng ứng dụng mà chỉ ơn thuần là giửa chúng i.
✓ Chức năng 3 tầng trên Session , Presention , Application liên quan chủ yếu ến
việc áp ứng các yêu cầu của người sử dụng ể phát triển các ứng dụng của họ trên
mạng thông qua các phương tiện truyền thông cung cấp bởi nhóm tầng thấp.
❖ Làm rõ một số khái niệm:
✓ Truyền phát : Point to Point, Node to Node và End to End
✓ Dạng dữ liệu: Message, Segment, packet và Frame
✓ Địa chỉ: Port, IP và MAC
❖ Ôn tập chƣơng 2 b) Nội dung thảo luận c) Nội dung tự học
Mô hình OSI và chức năng của các tầng
d) Bài tập (bắt buộc, mở rộng)
5. Tài liệu tham khảo (sách, báo – chi tiết ến chương, mục, trang)
i. Bài giảng của giáo viên, Slide chương 2.
ii. TL [1] , Chương 2,3,5 - 7; 6. Câu hỏi ôn tập lOMoAR cPSD| 59691467
i. Tại sao phải chuẩn hóa mạng ii. Nguyên tác phân tầng và kiến trúc phân tầng iii. Mô hình OSI
iv. Vai trò và chức năng của các tầng trong mô hính OSI v. Phân biệt :
✓ Truyền phát : Point to Point, Node to Node và End to End
✓ Dạng dữ liệu: Message, Segment, packet và Frame
✓ Địa chỉ: Port, IP và MAC
HỌC VIỆN KỸ THẬT QUÂN SỰ
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
HỌC PHẦN: Mạng máy tính Bộ môn: An Ninh Mạng
Giáo viên: 1) Nguyễn Đức Thiện 2) Cao Văn Lợi ĐỀ CƢƠNG BÀI GIẢNG
1. Bài (chương, mục): Chƣơng II: Mạng cục bộ LAN 2. Thời lượng: - GV giảng: 6 tiết. - Thảo luận: 0 tiết, -
Thực hành: 3 tiết. - Bài tập: 0 tiết. - Tự học: 15 tiết 3. Mục ích, yêu cầu:
Mục ích: Giúp sinh viên nắm ược kiến thức về mạng LAN. Nắm ược ý nghĩa trong thực tế, mô
hình kiến trúc và thành phần của mạng. Hiểu ược các cách thức iều khiển truy nhập ường truyền:
Token bus, Token Ring, CSMA, Ethenet. Yêu cầu:
- Học viên tham gia học tập ầy ủ.
- Nghiên cứu trước các nội dung có liên quan ến bài giảng ( ã có trên
http://http:/fit.mta.edu.vn/~thiennd/).
- Làm các bài tập thực hành. 4. Nội dung:
e) Nội dung chi tiết: (công thức, ịnh lý, hình vẽ) Tiết 1:
I. Giới thiệu nội dung của chương - Giới thiệu ? - Topology - Đường truyền1 - Thiết bị kết nối
- Các giao thức iều khiển truy cập ường truyền - Chuẩn Ethernet
Khái niệm và ặc iểm của mạng LAN lOMoAR cPSD| 59691467
Là mạng thường ược lắp ặt trong các công ty, văn phòng nhỏ bán kính tối a giữa các máy
trạm khoảng dưới 1 Km với số lượng máy trạm thường không nhiều hơn 100 máy. Đặc iểm:
✓ Tốc ộ truyền dữ liệu cao 10Mbps → 10 Gbps, tỉ lệ lỗi và chi phí thấp. ✓ Phạm vi, qui mô nhỏ
✓ Sử dụng các kỹ thuật ơn giản
✓ Mô hình: Client/Server hoặc Peer-to-Peer
II. Những kỹ thuật mạng cục bộ 1) Topology: i. MẠNG HÌNH SAO STAR
Bao gồm các thiết bị ầu cuối (terminator) ược nối vào trung tâm iều khiển, theo mô hình Client/Server.
Thiết bị trung tâm sẽ thực hiện việc bắt tay giữa các cặp trạm cần trao ổi thông tin với nhau,
thiết lập các liên kết iểm - iểm (point to point), xử lý quá trình trao ổi thông tin. ➢ Ƣu iểm:
✓ Lắp ặt ơn giản, dễ dàng cấu hình lại ✓ Dễ dàng
kiểm soát và khắc phục sự cố. ✓ Ít xảy ra va chạm,
xung ột trên ường truyền ✓ Đạt tốc ộ khá cao. ➢ Nhƣợc iểm:
✓ Kho ả ng cách m ạ ng h ạ n ch ế . Hình 11: M ạ ng hình sao lOMoAR cPSD| 59691467
Ti ế t 2:
ii. M ạ ng hình tuy ế n (Bus)
Hình 12: Mạng hình tuyến
Là mạng mà các máy ược nối vào một ường trục (backbone or Trunk Cable).Ở hai ầu của
ường trục có các Terminator thực hiện ánh dấu kết thúc và truyền lại dữ liệu.
➢ Ưu iểm:
– Phạm vi lớn, tốc ộ truyền cao.
➢ Nhược iểm:
– Cần giao thức iều khiển truy cập ường truyền
– Khi có sự cố khó kiểm soát và khắc phục, dễ gây ảnh hưởng tới toàn mạng hơn mạng star.
– Dễ xảy ra va chạm, xung ột trên ường truyền iii. Mạng hình vòng Ring Mô tả:
- Đường cáp chính làm thành một vòng khép kín.
- Các thiết bị ầu cuối ược nối với vòng thông qua Repeater có nhiệm vụ nhận tín hiệu
rồi chuyển tới trạm kế tiếp trên vòng.
- Tín hiệu ược truyền cho nhau theo một chiều, tại một thời iểm chỉ một trạm ược truyền.
- Mỗi trạm khi nhận ược một gói dữ liệu có thể nhận hoặc chuyển tiếp.
- Giao thức iều khiển thẻ bài (Token)
Hình 13: M ạ ng hình vòng ➢ Ƣu iể m: lOMoAR cPSD| 59691467
✓ Nới rộng vòng xa ➢ Nhƣợc iểm:
✓ Đường dây phải khép kín, nếu bị ngắt ở
nơi nào ó thì hệ thống bị ngưng. ✓ Giao thức
iều khiển truyền dữ liệu phức tạp. iv. Mạng hỗn hợp
Là kết hợp các topology mạng ở trên.
Hình 14: Topo mạng hỗn hợp Tiết 3:
2) Môi trƣờng truyền tin:
i. Cáp dây xoắn (Twisted Pair)
- Truyền dữ liệu ở cự li ngắn khoảng 100m.
- Gồm 8 sợi chia làm 4 cặp, lý thuyết là 500Mb/s, thực tế 100Mb/s
Hình 15: Cáp dây xo ắ n ii. Cáp ồng trục:
Tốc ộ cáp ồng trục có thể lên tới 35 Mbit/s và băng thông cáp hiện ạt gần ạt ến 1 GHz,
dùng trong mạng LAN với khoảng cách 200m, thường dùng trong mạng hình Bus.
iii. Cáp quang(Fiber Optics):
Cáp sợi quang bao gồm một sợi thuỷ tinh cực mảnh(core), bên ngoài là lớp thuỷ tinh ồng
tâm hay còn gọi là lớp phủ (cladding) có chỉ số khúc xạ thấp hơn. Tiếp ến là lớp nhựa
mỏng bảo vệ bên ngoài. lOMoAR cPSD| 59691467
iv. Sóng Radio v. Sóng Viba vi. Sóng Hồng ngoại vii. Bluetooth
3) Các thiết bị kết nối trong mạng LAN (giới thiệu) ✓ Repeater ✓ Hub ✓ Bridge ✓ Switch ✓ Router ✓ Gateway Tiết 4:
4) Các giao thức iều khiển truy nhập ƣờng truyền ➢ Hai
phƣơng pháp chính:
1. Các giao thức truy nhập ngẫu nhiên có thể truy cập phương tiện truyền theo thuật toán
xác xuất ngẫu nhiên: CSMA, CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/ Collision
Detect) (dùng cho ường bus)
2. Truy nhập có iều khiển là phương pháp iều khiển tranh chấp: Token Bus, Token Ring ây
là 2 giao thức thích hợp nhất cho các mạng cục bộ.
i. Giao thức truy nhập ngẫu nhiên
Giao thức ường dây a truy cập với cảm nhận va chạm:
✓ Một trạm sẽ kiểm tra ường truyền trước khi gửi gói dữ liệu của mình i.
✓ Giao thức phải phát hiện ược xung ột và các trạm phải ngưng truy nhập, chờ sau
1 thời gian ngẫu nhiên khác nhau truy cập lại.
a. CSMA (PP ƣờng dây a truy cập - LBT )
Khi truyền dữ liệu trước hết phải kiểm tra xem phương tiện truyền có rảnh không. Nếu rảnh
thì bắt ầu truyền, nếu bận thì thực hiện 1 trong 3 giải thuật sau:
1) Tạm thời rút lui và chờ 1 khoảng thời gian ngẫu nhiên nào ó rồi lại bắt ầu nghe ường
truyền. Giải thuật này tránh xung ột nhưng lại có thời gian chết.
2) Tiếp tục kiểm tra ường truyền ến khi ường truyền rảnh thì truyền dữ liệu i. Giảm ược
thời gian chết nhưng nếu nhiều trạm cùng chờ thì xảy ra xung ột.
3) Tiếp tục kiểm tra ường truyền ến khi ường truyền rảnh thì truyền dữ liệu với xác suất
p < 1 . Giải thuật này giảm ược xung ột và thời gian chết.
 Không có khả năng phát hiện xung ột trong quá trình truyền, dẫn ến lãng phí
ường truyền. Khắc phục bằng phương pháp CSMA/CD.
b. CSMA/CD (Đường dây a truy cập với cảm nhận va chạm - LWT)
Trong khi ang truy nhập, máy trạm vẫn tiếp tục kiểm tra. Phương pháp này ngoài các chứ
năng như CSMA còn có chức năng tránh những xung ột trên mạng bằng các qui tắc sau:
➢ Khi ang truyền vẫn tiếp tục kiểm tra ường truyền
➢ Nếu phát hiện có xung ột thì ngừng truyền và tiếp tục gửi các thông báo cho các trạm
cùng biết sự kiện xung ột này.
➢ Sau khi chờ một thời gian ngẫu nhiên thì trạm thử truyền lại bằng cách sử dụng các phương pháp của CSMA.
 Với mạng sử dụng giao thức này thì thời gian chiếm dụng ường truyền giảm
xuống và giảm ược tối a xung ột. lOMoAR cPSD| 59691467 Tiết 5:
ii. Giao thức truy nhập có iều khiển
Các phương pháp này chủ yếu dùng kỹ thuật chuyển thẻ bài ể cấp phát quyền truy nhập
ường truyền. Thẻ bài ở ây là một ơn vị dữ liệu ặc biệt, có kích thước và nội dung ược qui ịnh
riêng cho mỗi phương pháp. Ta sẽ xét hai phương pháp tiêu biểu : Token bus, Token Ring. a. Token Bus
Đây là giao thức truy nhập có iều khiển trong ể cấp phát quyền truy nhập ường truyền
cho các trạm ang có nhu cầu truyền dữ liệu.
✓ Đầu tiên các trạm trên bus tạo nên một vòng logic, các vị trí uợc xác ịnh theo thứ tự.
Mỗi trạm ược biết ịa chỉ của trạm kề sau và trước nó.
✓ Các Token bus ược luân chuyển trên vòng logic. Token chỉ ược chuyển cho trạm tiếp
theo trong vòng logic khi truyền xong hoặc hết thời hạn. Các chức năng: [1] Khởi tạo vòng logic [2]
Bổ sung và loại bỏ các trạm ra khỏi vòng logic. [3]
Quản lý lỗi: trùng ịa chỉ, mất thẻ bài dẫn ến treo, rơi vào trang thái chờ lẫn
nhau. Giải thuật cho các chức năng trên: [4]
Bổ sung 1 trạm vào vòng logic [5]
Loại bỏ 1 trạm ra khỏi vòng logic [6] Quản lý lỗi [7]
Khởi tạo lại vòng logic b. Token Ring
✓ Trong Token ring có một bit biểu diễn trạng thái sử dụng của nó. Một trạm muốn
truyền dữ liệu thì phải ợi ến khi nhận ược một thẻ bài “rỗi”.
✓ Khi ó trạm sẽ ổi bit trạng thái thành “bận” và truyền một ơn vị dữ liệu cùng với thẻ
bài i theo chiều của vòng.
✓ Dữ liệu ến trạm ích sẽ ược sao lại, sau ó cùng với thẻ bài i tiếp ến khi về trạm nguồn.
✓ Trạm nguồn sẽ xoá dữ liệu, bit trạng thái -> rỗi và cho lưu chuyển trên vòng ể các trạm
khác có thể nhận ược quyền truyền dữ liệu. Đặc iểm:
✓ Hiệu quả hơn khi tải nặng và tránh ược xung ột
✓ Việc truyền Token sẽ không thực hiện ược nếu xoay vòng bị ứt oạn.
✓ Phải có cơ chế kiểm tra Token ể kiểm tra và khôi phục Token bị mất.
➢ So sánh CSMA/CD và Tokens
✓ Các phương pháp dùng thẻ bài phức tạp hơn so với CSMA/CD. Hiệu quả không cao
trong iều kiện tải nhẹ: một trạm có thể phải ợi khá lâu mới ến lượt.
✓ Ưu iểm của các phương pháp dùng thẻ bài: khả năng iều hoà lưu thông trong mạng,
lập chế ộ ưu tiên cấp pháp thẻ bài cho các trạm cho trước. Đặc biệt hiệu quả trong các trường hợp tải nặng. lOMoAR cPSD| 59691467 Tiết 6:
III. Chuẩn hóa mạng cục bộ 1) Giới thiệu
- Ethernet ược phát triển bởi các hãng Xerox, Digital, Intel vào ầu những năm 1970.
Phiên bản ầu tiên của Ethernet ược thiết kế như một hệ thống 2,94 Mbps ể nối hơn 100
máy tính vào một sợi cáp dài 1 Km. Sau ó các hãng lớn ã thảo luận và ưa ra chuẩn
dành cho Ethernet 10 Mbps. Ethernet ược hình thành bởi ịnh nghĩa chuẩn 802.3 của
IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers
- Ngày nay, mạng Ethernet trở nên quá thịnh hành ến nỗi khi nói ến "kết nối mạng LAN"
hoặc "card mạng" người ta ã nghĩ ngay ến mạng Ethernet.
- Về căn bản, Ethernet là một môi trường mạng LAN có môi trường truyền thông ược
chia sẻ (shared media LAN). Tất cả các trạm trên mạng (network station) chia nhau
tổng băng thông của mạng (LAN bandwidth). Băng thông này có thể là 10Mbps
(megibit per second = megabit/giây), 100Mbps hoặc 1000Mbps. Ngày nay, người ta
còn dùng khái niệm Switched Ethernet (Mạng Ethernet chuyển mạch) ể nói về công
nghệ mạng LAN Ethernet sử dụng Switch thay cho Hub.
2) Thành phần và ặc iểm của Ethernet
Mạng Ethernet có thể sử dụng cáp ồng trục (coaxialcable), cáp xoắn ôi (twisted-pair cable), cáp
quang (Optical Fiber) hoặc vô tuyến (wireless)… và có thể sử dụng cả cấu trúc tuyến tính (bus) và hình sao (star)
Thành phần Ethernet bao gồm :
➢ DTE – data terminal equipment: các thiết bị truyền và nhận dữ liệu DTEs thường là PC, Workstation….
➢ DCE – data communication equipment: là các thiết bị kết nối mạng cho phép nhận và chuyển khung trên mạng
➢ Interconnecting media: cáp xoắn ôi, cáp ồng, cáp quang
Ethernet chuẩn thường có cấu hình bus, truyền với tốc ộ 10Mbps và dựa vào CSMA/CD (Carrier
Sense Multiple Access / Collision Detection) ể iều chỉnh lưu thông trên ường cáp chính. Tóm lại
những ặc iểm cơ bản của Ethernet như sau:
- Cấu hình: bus hoặc star.
- Phương pháp chia sẻ môi trường truyền: CSMA/CD.
- Quy cách kỹ thuật IEEE 802.3
- Vận tốc truyền: 10 – 100 Mbps.
- Cáp: cáp ồng trục mảnh, cáp ồng trục lớn, cáp UTP.
- Tên của chuẩn Ethernet thể hiện 3 ặc iểm sau:
- Con số ầu tiên thể hiện tốc ộ truyền tối a.
- Từ tiếp theo thể hiện tín hiệu dải tần cơ sở ược sử dụng (Base hoặc Broad).
+ Ethernet dựa vào tín hiệu Baseband sẽ sử dụng toàn bộ băng thông của phương tiện