Đang tải... (xem toàn văn)
Tìm hiểu về mạng máy tính
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật BìnhChơng I. Mạng máy tínhMạng điểm-điểm (point-to-point network) .4Mạng quảng bá (broadcast network) .4Chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network) 5Chuyển mạch tin báo (Message Swiched Network) .5Chuyển mạch gói (Packed Swiched Network) 5Mạng LAN (Local Area Network) 5Mạng MAN (Metropolian Area Network) 5Mạng WAN (Wide Area Network) .6Liên mạng (internet) 6Tầng vật lý (Physical layer) .11Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer) 12Tầng mạng (Network layer) .12Tầng giao vận (Transport layer) 12Tầng phiên (Session layer) .13Tầng trình diễn (Presentation layer) 13Tầng ứng dụng (Application layer) .13Địa chỉ lớp A .23Địa chỉ lớp B .23Địa chỉ lớp C 24Chuyển giao trực tiếp .31Chuyển giao địa chỉ động 31Gói tin ARP 32Gói tin ICMP 34Điều khiển dòng dữ liệu .35Thông báo lỗi 35Định hớng lại 35Kiểm tra trạm làm việc 36Gói thông tin UDP .40Phân kênh, hợp kênh và Ports 41Gói tin TCP 45Cổng, kết nối và điểm kết nối 46Socket .58Địa chỉ Socket 59Một số lời gọi tạo lập socket .61Một số lời gọi gửi dữ liệu qua socket 64Một số lời gọi nhận dữ liệu từ socket 66Giao thức ứng dụng đợc xây dựng và sử dụng trong chơng trình 70Cài đặt chơng trình 72Vấn đề chuyển đổi tệp giữa hai hệ điều hành .74Vấn đề về một số lệnh tơng tác .761 LuËn v¨n tèt nghiÖp NguyÔn NhËt B×nhIII. 2 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật BìnhChơng I . Mạng máy tính Mạng máy tính Mạng máy tính là hệ thống các máy tính độc lập (autonomous) đợc kết nối với nhau. Khái niệm độc lập ở đây có nghĩa là chúng không có mối quan hệ chủ/tớ (master/slave) rõ ràng. Hai máy tính đợc gọi là đợc kết nối với nhau nếu chúng có khả năng trao đổi thông tin. Sự kết nối có thể thông qua dây dẫn, tia laser, sóng điện từ hay vệ tinh viễn thông . Việc kết nối các máy tính có những u điểm sau Sử dụng chung tài nguyên (resource sharing): Chơng trình, dữ liệu, thiết bị có thể đợc dùng chung bởi ngời dùng từ các máy tính trên mạng. Tăng độ tin cậy của hệ thống thông tin (reliability): Nếu một máy tính hay một đơn vị dữ liệu nào đó bị hỏng thì luôn có thể sử dụng một máy tính khác hay một bản sao khác của dữ liệu, nhờ đó, khả năng mạng bị ngừng sử dụng đợc giảm thiểu. Tạo ra môi trờng truyền thông mạnh giữa nhiều ngời sử dụng trên phạm vi địa lý rộng: Mục tiêu này ngày càng trở nên quan trọng nhất là khi mạng máy tính đã phát triển trên phạm vi toàn cầu nh ngày nay. Tiết kiệm chi phí: Do tài nguyên đợc dùng chung, hệ thống tin cậy hơn nên chi phí thiết bị và bảo dỡng của mạng máy tính thấp hơn so với trờng hợp máy tính riêng lẻ.Phân loại mạng máy tínhPhân loại theo kiến trúc (topology) của mạngPhân loại theo kiến trúc là cách phân loại mạng máy tính theo cách kết nối các máy tính trong mạng 3 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật BìnhMạng điểm-điểm (point-to-point network)Các đờng truyền nối các cặp nút với nhau, mỗi nút có trách nhiệm lu trữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu tới đích. Cách làm việc này còn gọi là lu và chuyển tiếp (store-and-forward). Mạng điểm-điểm cần sử dụng lợng cáp nối lớn hoặc nhiều đờng điện thoại thuê riêng (leased telephone lines), mỗi đờng nối một cặp điểm làm việc. Nếu 2 điểm làm việc muốn gửi thông tin cho nhau mà không có đờng truyền trực tiếp, dữ liệu của chúng cần đợc truyền qua một số nút khác do đó, thuật toán dẫn đờng có vai trò rất quan trọng trong kiến trúc mạng điểm-điểm.Mạng quảng bá (broadcast network)Tất cả các nút cùng dùng chung một đờng truyền vật lý. Dữ liệu đợc tiếp nhận bởi tất cả các máy tính, nếu máy tính nào kiểm tra thấy gói tin đợc gửi cho mình, nó sẽ giữ lại và xử lý. Các mạng quảng bá thờng cho phép sử dụng địa chỉ broadcasting để gửi thông báo tới toàn mạng.4Ring TreeStarRingBusSatellite Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật BìnhPhân loại theo phơng thức chuyển mạch (Swiched Method)Chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network)Thông tin truyền qua một kênh vật lý cố định, tốc độ và độ tin cậy cao nhng lãng phí đờng truyền do không sử dụng hết.Chuyển mạch tin báo (Message Swiched Network)Liên lạc đợc thiết lập khi có thông tin cần truyền, thông tin đợc định dạng gồm header và data và có độ dài không cố định: Mối liên lạc đợc thiết lập và chỉ giải phóng khi truyền xong dữ liệu do đó không quản lý đợc thời gian chiếm đờng truyềnChuyển mạch gói (Packed Swiched Network)Thông tin đợc cắt ra thành các gói có độ dài quy định Ví dụ Erthenet IEEE 802.3 chia message thành các gói 1500 bytes. Mỗi gói đều có header và data. Các gói của các message khác nhau có thể truyền xen kẽ trên đờng truyền do đó thời gian chờ đợi chung của hệ thống giảm.Phân loại theo phạm vi hoạt độngTheo phạm vi hoạt động, ngời ta chia mạng máy tính thành những loại sauMạng LAN (Local Area Network)Thờng là mạng đợc sử dụng cho một công ty, trờng học hay trong một toà nhà, khoảng cách tơng đối nhỏ (cỡ vài trăm m tới vài Km) tốc độ truyền lớn, độ trễ nhỏ. (Phụ lục A trình bày một số mạng cục bộ thờng đợc sử dụng)Mạng MAN (Metropolian Area Network)Mạng đợc cài đặt trong phạm vi một đô thị hay trung tâm kinh tế - xã hội (có bán kính khoảng 100 Km)5 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật BìnhMạng WAN (Wide Area Network)Mạng diện rộng có thể bao trùm một vùng rộng lớn cỡ quốc gia hay lục địa.Liên mạng (internet)Phần lớn các mạng cục bộ đều độc lập với nhau về phần cứng cũng nh phần mềm, chúng đợc thiết lập nhằm mục đích phục vụ những nhóm ngời cụ thể nào đó. Trong mỗi mạng đó, ngời dùng tự lựa chọn một công nghệ phần cứng phù hợp với công việc của họ. Một điều quan trọng nữa là không thể xây dựng một mạng chung dựa trên một công nghệ sử dụng trên một mạng đơn lẻ nào đó bởi vì không có công nghệ mạng nào có thể thoả mãn nhu cầu cho tất cả mọi ngời. Một số ngời có nhu cầu sử dụng đờng nối cao tốc để truyền dữ liệu của mình trong khi các mạng LAN không thể mở rộng phạm vi hoạt động quá xa. Một số mạng tốc độ chậm lại có thể kết nối máy tính tới hàng ngàn dặm .Liên mạng máy tính (internetworking hay internet) là một công nghệ đợc đa ra nhằm kết nối các mạng thành một thể thống nhất. Công nghệ internet che dấu đi kiến trúc vật lý của mạng và cho phép máy tính truyền thông một cách độc lập với liên kết vật lý của mạng. Một liên mạng đã khá quen thuộc với chúng ta là mạng InternetGiới thiệu mạng InternetInternet là một tổ hợp hàng triệu máy đợc kết nối với nhau thông qua các thiết bị ghép nối thờng gọi là gateway để có thể chia sẻ thông tin với nhau, trong đó có đủ loại máy tính, và chúng sử dụng nhiều hệ điều hành khác nhau.Thông tin trên Internet gồm đủ loại từ th điệu tử, các file đồ hoạ đến video và còn nhiều thứ khác đợc cung cấp bởi những ngời sử dụng Internet bằng nhiều phơng thức, với nhiều t tởng khác nhau.Quy mô của InternetCó bao nhiêu máy đợc kết nối vào Internet? Con số cụ thể luôn luôn thay đổi, những địa chỉ mới luôn luôn đợc cập nhật từng giây chúng ta có thể truy nhập địa chỉ Web site của tổ chức Network Wizardshttp://www.nw.com/zone/WWW/top.html6 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bìnhđể biết những số liệu mới nhấtThời gian Số lợng máy Tháng 1 năm 1996 14,252,000Tháng 1 năm 1997 21,819,000Tháng 1 năm 1998 29,670,000Những máy chủ (host) mạnh thờng sử dụng những hệ điều hành đa nhiệm, ví dụ nh UNIX, để ngời sử dụng kết nối vào, nh thế có nghĩa là số máy của ngời sử dụng mạng nhiều hơn những con số trên. Những máy chủ đợc định vị tại các điểm nh th viện, các trờng đại học, các tổ chức chính phủ, các đại lý, các công ty, các trờng trung học, tiểu học trên toàn thế giới. Những máy chủ này đợc kết nối với nhau qua đờng điện thoại và chỉ mất khoảng 640/1000 giây để bắt đầu nhận thông báo từ Bắc Mỹ tới Nam cực.Các dịch vụ mà Internet cung cấpPhần lớn ngời sử dụng Internet không cần biết đến của công nghệ sử dụng trên Internet, đối với họ Internet chỉ đơn giản là một bộ chơng trình phần mềm mang lại cho họ những khả năng truyền thông có ích. Chính điều này mang lại cho Internet số ngời dùng đông đảo tới nh vậy.Các dịch vụ mức ứng dụng ban đầu trên Internet Th điện tử (Electronic mail) Cho phép ngời dùng ngồi trớc máy tính tại nhà mình gửi E-mail tới bất cứ ai ở đâu trên thế giới nếu họ có địa chỉ E-mail. Họ có thể tham gia các nhóm thảo luận (discussion group) về những đề tài khác nhau hay bắt đầu một nhóm mới về những chủ đề mà họ a thích. Truyền file (File Transfer) Nếu cần một chơng trình phần mềm mới nh các tiện ích nén file, các chơng trình diệt virus, một phần mềm trò chơi, hình ảnh hay âm thanh, ngời dùng có thể tải xuống bất cứ lúc nào với File Transfer. 7 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình Truy nhập từ xa (Remote login) Có lẽ điều thú vị nhất trong các ứng dụng của Internet là Remote login, nó cho phép ngời dùng kết nối vào một máy tính ở xa nh một trạm cuối để sử dụng máy tính đó.Dịch vụ mức mạng của Internet Một lập trình viên viết chơng trình ứng dụng trên Internet cần có một cái nhìn khác với ngời chỉ đơn giản sử dụng dịch vụ Internet. ở tầng mạng, Internet cung cấp 2 kiểu dịch vụ mà các ứng dụng của Internet thờng dùng đó là Dịch vụ truyền không kết nối (Connectionless Paket Delivery Service) là một phơng thức truyền dữ liệu mà các mạng chuyển mạch gói cung cấp. Điều này chỉ đơn giản là mạng Internet chuyển các gói tin từ máy này sang máy khác dựa vào thông tin địa chỉ của gói đến đích của nó. Việc chia nhỏ gói tin truyền này có một lợi điểm là nếu một đờng đi bị bận hoặc bị đứt, thì các gói có thể đợc truyền theo một đờng khác. Dịch vụ truyền tin cậy (Reliable Stream Transport Service) Phần lớn các ứng dụng đòi hỏi nhiều dịch vụ hơn chỉ truyền thông không kết nối bởi vì chúng cần tự động sửa lỗi, kiểm tra tính toàn vẹn của thông tin truyền đi trên mạng. Reliable Stream Transport Service giải quyết vấn đề này cho ta.8 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật BìnhChơng II . Giao thức truyền thông và Các mô hình tham chiếu Giao thức truyền thôngĐể các máy tính trên mạng có thể trao đổi thông tin với nhau, chúng cần có một bộ những phần mềm cùng làm việc theo một chuẩn nào đó. Giao thức truyền thông (protocol) là tập quy tắc quy định phơng thức truyền nhận thông tin giữa các máy tính trên mạng.Các mạng máy tính hiện đại đợc thiết kế bằng cách phân chia cấu trúc ở mức độ cao nhằm làm giảm sự phức tạp khi thiết kế. Các giao thức mạng thờng đợc chia làm các tầng (layer), mỗi tầng đợc xây để dựng dựa trên dịch vụ của tầng dới nó và cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn.Mô hình tham chiếu OSIGiới thiệu mô hình OSIMô hình mạng máy tính do tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Standard Organization - ISO) đa ra năm 1983 đợc gọi là mô hình tham chiếu các hệ thống mở (Open Systems Interconect referent model - OSI). Các điều khoản mô tả trong mô hình đợc sử dụng rộng rãi trong lý thuyết truyền thông, do đó, trong thực tế khó có thể nói về truyền thông mà không sử dụng thuật ngữ của OSI.Mô hình tham chiếu OSI chứa 7 tầng mô tả chức năng của giao thức truyền thông. Mỗi tầng của mô hình OSI miêu tả một chức năng đợc thực hiện khi dữ liệu di chuyển giữa các ứng dụng giữa các mạng. Tầng ứng dụng bao gồm các trình ứng dụng sử dụng mạng. Tầng trình diễn tiêu chuẩn hoá dữ liệu cung cấp cho tầng ứng dụng.9 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình Tầng phiên quản trị các phiên làm việc giữa các ứng dụng. Tầng giao vận cung cấp kết nối trạm-trạm, xử lý lỗi. Tầng mạng quản trị việc kết nối qua mạng cho các tầng trên. Tầng liên kết dữ liệu cung cấp phân phát dữ liệu tin cậy qua đờng truyền vật lý. Tầng vật lý định rõ các đặc thù của thiết bị mạng.Các lớp giao thức đợc xếp chồng lớp nọ trên lớp kia. Chính sự xuất hiện của nó, cấu trúc thờng đợc gọi là stack hoặc giao thức xếp chồng.Việc phân tầng của OSI tuân theo một số nguyên tắc sau Một lớp đợc tạo ra khi cần đến mức trừu tợng hoá tơng ứng. Mỗi lớp cần thực hiện các chức năng đợc định nghĩa rõ ràng. Việc chọn chức năng cho mỗi lớp cần chú ý tới việc định nghĩa các quy tắc chuẩn hoá quốc tế. Ranh giới các mức cần chọn sao cho thông tin đi qua là ít nhất (tham số cho chơng trình con là ít). Số mức phải đủ lớn để các chức năng tách biệt không nằm trong cùng một lớp và đủ nhỏ để mô hình không quá phức tạp. Một mức có thể đợc phân thành các lớp nhỏ nếu cần thiết. Các mức con có thể lại bị loại bỏ.Hai hệ thống khác nhau có thể truyền thông với nhau nếu chúng bảo đảm những nguyên tắc chung (cài đặt cùng một giao thức truyền thông). Các chức năng đợc tổ chức thành một tập các tầng đồng mức cung cấp chức năng nh nhau. Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung.Một tầng không định nghĩa một giao thức đơn, nó định nghĩa một chức năng truyền thông có thể đợc thi hành bởi một số giao thức. Do vậy, mỗi tầng có thể chứa nhiều giao thức, mỗi giao thức cung cấp một dịch vụ phù hợp cho chức năng của tầng. Ví dụ cả giao thức truyền file (File Transfer Protocol - 10 [...]... cứng vật lý của mạng cho phép TCP/IP hợp nhất các mạng khác nhau. TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng Token 18 User Datagram Protocol Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình Mọi máy tính cùng nằm trên một mạng có cùng một net id và các máy tính cùng trên một mạng vật lý có thĨ gưi frame vËt lý trùc tiÕp cho nhau nªn việc truyền thông tin giữa hai máy tính trong cùng một mạng vật lý không... chỉ xảy ra khi trạm gửi nối vào mạng có trên 2 gateway. Ví dụ máy tính B muốn gửi thông tin đến máy C, nếu thông báo đó đến gateway 1, thì gateway 1 phải gửi thông báo redirect máy tính đó qua gateway 2. Ngợc lại, mỗi máy tính trên mạng X.25 muốn gửi thông báo tới máy tính nằm trên mạng Token Ring thì việc này không cần thiết vì gateway 1 đợc nối trực tiếp với mạng Token Ring. 35 Token Ring Host... chỉ Internet Mạng Internet dùng hệ thống địa chỉ IP (32 bit) để "định vị" các máy tính liên kết với nó. Có hai cách đánh địa chỉ phụ thuộc vào cách liên kết của từng máy tính cụ thể: ã Nếu các máy tính đợc kết nối trực tiếp với mạng Internet thì trung tâm thông tin Internet (Network Information Centre-NIC) sẽ cấp cho các máy tính đó một địa chỉ IP (IP Address). ã Nếu các máy tính không... thông tin giữa các máy tính trên mạng. Các mạng máy tính hiện đại đợc thiết kế bằng cách phân chia cấu trúc ở mức độ cao nhằm làm giảm sự phức tạp khi thiết kế. Các giao thức mạng thờng đợc chia làm các tầng (layer), mỗi tầng đợc xây để dựng dựa trên dịch vụ của tầng dới nó và cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn. Mô hình tham chiếu OSI Giới thiệu mô hình OSI Mô hình mạng máy tính do tổ chức tiêu... đi kiến trúc vật lý của mạng và cho phép máy tính truyền thông một cách độc lập với liên kết vật lý của mạng. Một liên mạng đà khá quen thuộc với chúng ta là mạng Internet Giới thiệu mạng Internet Internet là một tổ hợp hàng triệu máy đợc kết nối với nhau thông qua các thiết bị ghép nối thờng gọi là gateway để có thể chia sẻ thông tin với nhau, trong đó có đủ loại máy tính, và chúng sử dụng nhiều... không có công nghệ mạng nào có thể thoả mÃn nhu cầu cho tất cả mọi ngời. Một số ngời có nhu cầu sử dụng đờng nối cao tốc để truyền dữ liệu của mình trong khi các mạng LAN không thể mở rộng phạm vi hoạt động quá xa. Một số mạng tốc độ chậm lại có thể kết nối máy tính tới hàng ngàn dặm Liên mạng máy tính (internetworking hay internet) là một công nghệ đợc đa ra nhằm kết nối các mạng thành một thể... để kiểm tra tính toàn vẹn của IP header, nếu IP header lỗi, gói tin IP bị loại bỏ và giao thức lớp trên sẽ truyền một gói tin khác. Tầng IP làm công việc dẫn đờng các gói tin qua mạng Internet từ máy tính này tới máy tính khác, qua các mạng khác nhau cho tới khi nó đến đợc trạm đích hoặc bị lỗi. Việc truyền gói tin qua các mạng đợc thực hiện thông qua một thiết bị kết nối giữa hai mạng gọi là... trị 110. Mạng lớp C sử dụng 3 byte đầu để đánh địa chỉ mạng và 1 byte cuối đánh địa chỉ máy trong mạng. Có 2.097.150 địa chỉ lớp C, mỗi địa chỉ lớp C có 254 máy. Địa chỉ lớp C có dạng: <Networkr.Network.Network.Host> Địa chỉ lớp C đợc nhận ra với byte đầu tiên trong khoảng 192 tới 223 Ví dụ: 200. 6. 5. 4 : Nút đợc gán Host ID là 4, nằm trong mạng lớp C có địa chỉ là 200. 6. 5. 0 Mạng con... động đợc thực hiện bằng cách máy tính gửi thông tin gửi một thông báo tới toàn bộ các máy tính trên mạng, trong thông báo đó có chứa địa chỉ IP của máy tính nó cần liên lạc, mọi máy sẽ nhận đợc thông báo và máy nào thấy địa chỉ IP của mình thì trả lại một thông báo chứa địa chỉ vật lý, khi đó, hai máy tính có thể nói chun” víi nhau. 31 ARP Reply Host B Host C Host D Host A ARP Request Host B Host C Host... mạng token ring proNET-10 là mạng cho phép đặt địa chỉ IP và địa chỉ vật lý thoải mái. Ngời ta có thể đặt địa chỉ IP là 192.5.48.3 và địa chỉ vật lý là 3, khi đó ta có P A =f(I A ). Với P A là địa chỉ vật lý, I A là địa chỉ Internet và f là hàm chuyển đổi. Chuyển giao địa chỉ động Chuyển giao địa chỉ động đợc thực hiện bằng cách máy tính gửi thông tin gửi một thông báo tới toàn bộ các máy tính . 2 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật BìnhChơng I . Mạng máy tính Mạng máy tính Mạng máy tính là hệ thống các máy tính độc lập (autonomous) đợc kết nối với nhau.. và bảo dỡng của mạng máy tính thấp hơn so với trờng hợp máy tính riêng lẻ.Phân loại mạng máy tínhPhân loại theo kiến trúc (topology) của mạngPhân loại theo
