- Mạng máy tính Giảng viên: Bùi Trọng TùngBộ môn Truyền thông và Mạng máy tínhViện Công nghệ thông tin và Truyền thông Đại học Bách khoa Hà Nội 1 Về môn học này Mã HP: IT3080 Tên học phần: Mạng máy tính Khối lượng: 3(3-1-0-6. - Tổng quan về mạng máy tính và truyền thông 5 1. - Lịch sử 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) 7 3 tháng sau, 12/1969 Một mạng hoàn chỉnh với 4 nút, 56kbps UTAHSRIUCSBUCLA UCSB:University of California, Santa BarbaraUTAH:University of Utah source: http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html ARPANET thời kỳ đầu, 1971 Mạng phát triển với tốc độ thêm mỗi nút một tháng Source:http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html 9 Thập niên 70: Kết nối liên mạng, kiến trúc mạng mới và các mạng riêng Sự mở rộng của ARPANET, 1974 Lưu lượng mỗi ngày vượt quá 3.000.000 gói tin source:http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html 11 Thập niên 70 Từ đầu 1970 xuất hiện các mạng riêng. - ALOHAnet tạiHawaii DECnet, IBM SNA, XNA 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 13 1981: Xây dựng mạng NSFNET NSF: National Science FoundationPhục vụ cho nghiên cứu khoa học, do sự quá tải của ARPANET Nối kết USENET& NSFNET Source: http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html 15 Thêm nhiều mạng và giao thức mới Thêm nhiều mạng mới nối vào: MFENET, HEPNET(Dept. - TCP/IPđược chuẩn hóa và phổ biến vào1980 Berkeleytích hợp TCP/IPvào BSD Unix Dịch vụ: FTP, Mail, DNS Kiến trúc Internet: Mạng của các mạng Thêm các mạng khu vực (regional network. - accessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnet ISP BISP AISP C IXPIXP regional net 35 Kiến trúc Internet: Mạng của các mạng Mạng lõi và mạng biên accessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnetaccessnet ISP BISP AISP C IXPIXP regional net. - Kiến trúc mạng Mạng biên (network edge. - Mạng truy nhập (access network): đường truyền, thiết bị kết nối (router, switch, hub, tổng đài. - Mạng lõi (network core): đường truyền, thiết bị kết nối Mạng của các mạng Mới chỉ đề cập đến khía cạnh “Kết nối như thế nào?” mobile networkglobal ISPregional ISPhome networkinstitutionalnetwork 37 2. - Chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Chuyển tiếp dữ liệu qua các kết nốinhư thế nào . - Đặt vấn đề Kết nối điểm-điểm giữa 2 host 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. - Trễ (Latency): thời gian truyền dữ liệu từ A đến B Trễ truyền tải: Kích thước dữ liệu / Băng thông Trễ truyền dẫn: Độ dài liên kết / Tốc độ tín hiệu (~2x10 8 m/sec) A B 39 Kết nối điểm-điểm giữa 2 host Truyền 100B từ A đến B time=0 A B 100Byte packet Time1Mbps, 1ms. - Thờigian truyền1bit = 1/10 6 s Thờigian truyền800 bits=800x1/10 6 sThờiđiểm bitđầu tiên tớiB sThờiđiểm bitcuối cùngtới B(800x s= 1.8ms Kết nối giữa nhiều host Điểm-điểm giữa mọi cặp Hạn chế? 41 Kết nối giữa nhiều nút mạng Điểm-đa điểm: Sử dụng 1 đường truyền chung cho tất cả truyền thông “quảng bá. - Hạn chế Kết nối giữa nhiều nút mạng Giải pháp: mạng chuyển mạch Mỗi host kết nối với 1 thiết bị chuyển mạch Các thiết bị chuyển mạch kết nối điểm-điểm Chia sẻ tài nguyên đường truyền 4351 2 Câu hỏi: Làm thế nào để xác định được tuyến đường?Trả lời:Định tuyến 43 A BDCE FG 2.2. - Chuyển mạch kênh Circuit switching network: cấp phát tài nguyên đường truyền (vật lý) dành riêng cho từng kết nối (logic) giữa 2 nút mạng (1) A phátyêu cầu xin thiết lập kênh(2) Cácthiết bị chuyển mạch thiết lập kênh (và cấp phát tài nguyên)(3) A bắtđầu truyền dữ liệu(4) Atruyền xong: phát yêu cầu hủy kênh (giải phóng tài nguyên) 4351 2 A B 10Mb/s?10Mb/s?10Mb/s? 44 10Mb/s Chia sẻ tài nguyên Chia kênh theo thời gian: mỗi kết nối sử dụng tài nguyên trong khe thời gian được phân Chia kênh theo tần số: mỗi kết nối sử dụng một dải tần tín hiệu riêng t. - Chuyển mạch gói Dữ liệu được chia thành các gói tin (packet. - Phần tiêu đề (header): địa chỉ, số thứ tự Phần dữ liệu (payload. - Thiết bị chuyển mạch chuyển tiếp gói tin dựa trên tiêu đề HeaderData header payload 51 Chuyển tiếp gói tin tới FTU NUCE NEUtới HUBT Destination NextHop NEU4NUCE5FTU2HUBT3 Forwarding Table 111010010 FTU switch#2switch#5switch#3switch#4HUST 52 switch Giản đồ thời gian t payload hdr ABSw Thiết bị chuyển mạch chỉ chuyển tiếp khi nhận được đầy đủ gói tin (store and forward. - Thiết bị chuyển mạch cần thời gian để xử lý gói tin (d proc. - Kiểm tra lỗi trên gói tin Quyết định gói tin gửi đến đâu Thường rất nhỏ so với trễ truyền tin d proc 53 Chuyển mạch gói Mỗi gói tin có thể được xử lý độc lập Các gói tin có thể tới đích theo các đường khác nhau, không còn đúng thứ tự Tài nguyên dùng chung cho tất cả các kết nối Nếu còn tài nguyên, bất kỳ nút nào cũng có thể sử dụng Chuyển mạch gói vs Chuyển mạch kênh Vídụ. - Băngthông đi 10 Mb/s Mỗikết nối của người dùng tới: •Được cấpphát 1 Mb/s•Thờigian sử dụng để truyền dữ liệu:10% tổngthời gian Mạngchuyển mạch kênh. - Giảsử có 30 người dùng sử dụng chung Xácsuất để >10 người dùng đồng thời truyền dữ liệu là bao nhiêu N users10 Mbps • Phân phối nhị thức:P(x = k. - C nk p k (1-p) n-k • Nếu số người dùng tăng lên? 55 Hàng đợi Hàng đợi (FIFO) 1 Mbps Mất gói tin Kích thước hàng đợi có hạn Gói tin tới khi hàng đợi đã đầy sẽ bị mất 61 Tổng kết Chuyển mạch kênh. - Lãng phí nếu liên kết đó không sử dụng hết khả năng của kênh Chuyển mạch gói Tăng hiệu quả sử dụng băng thông Tốt cho các dạng dữ liệu đến ngẫu nhiên, không định trước Hạn chế: tăng trễ và mất gói tin, không bảo đảm băng thông Mạng Internet dùng kỹ thuật chuyển mạch nào . - Một số thông số cơ bản trong mạng 63 Các thông số cơ bản Băng thông ≡ Tốc độ truyền tin ≡ Dung lượng Thông lượng Độ trễ Trễ trên thiết bị đầu cuối Trễ trên thiết bị trung gian Trễ truyền tin Trễ lan truyền Độ mất gói tin Thông lượng (throughput. - Thônglượng: tốcđộ(bits/sec) truyềntin giữa nút gửi và nút nhận tại một điểm nào đó Tức thời: thônglượng tại một thời điểm Trung bình: thônglượng tính trung bình trong một khoảng thời gian Bên gửi: gửi dữ liệu lên kênhKênh cókhả năng truyềnR s bits/secKênh cókhả năng truyềnR c bits/sec 65 Thông lượng (tiếp. - Có thể có một hoặc nhiều chức năng Triển khai dịch vụ để thực hiện các chức năng Cung cấp dịch vụ cho tầng trên Sử dụng dịch vụ tầng dưới Độc lập với các tầng còn lại Mỗi dịch vụ có thể có một hoặc nhiều cách triển khai khác nhau, cho phép tầng trên lựa chọn dịch vụ phù hợp Lợi ích. - Dễ dàng thiết kế, triển khai Dễ dàng tái sử dụng Dễ dàng nâng cấp 75 Điểm truy cập dịch vụ Service Access Point: là một điểm trừu tượng, tại đó tầng trên sử dụng dịch vụ tầng dưới Tầng trên chỉ cần quan tâm cách sử dụng dịch vụ tầng dưới ...không quan tâm tới cách thức thực hiện Quan điểm lập trình: lời gọi hàm (function. - Tên hàm và các thức truyền đối số không đổi Nội dung hàm có thể thay đổi function doMyWork(){//do anythinglowerService(parameters);//do anything . - Truyền thông trong kiến trúc phân tầng 77 Truyền thông trong kiến trúc phân tầng Các nguyên lý chung. - Tầng trên sử dụng dịch vụ tầng dưới Các tầng ngang hàng sử dụng chung “ngôn ngữ” và phương tiện trao đổi dữ liệu Dữ liệu được xử lý tại mỗi tầng như thế nào. - Chia thành các đơn vị dữ liệu giao thức-PDU (ProtocolData Unit) gồm có Header: chứa địa chỉ, thông tin khác để hệ thống mạng xử lý Payload: dữ liệu cần truyền tải Chức năng mỗi tầng khác nhau, cách thức xử lý dữ liệu khác nhau cần phối hợp chức năng giữa các tầng trong quá trình truyền tải Truyền thông trong kiến trúc phân tầng Bên gửi: thêm tiêu đề chứa thông tin phục vụ cho việc xử lý dữ liệu tại tầng tương ứng và chuyển cho tầng dưới (Đóng gói dữ liệu –Encapsulation. - Bên nhận: xử lý dữ liệu theo thông tin trong phần tiêu đề, tách tiêu đề và chuyển dữ liệu cho tầng trên Tầng NTầng (N-1)Tầng 2Tầng1Tầng NTầng (N-1)Tầng 2Tầng1PDU N H N-1 H 2 ......H 1. - PDU N H N-1 H 2 ......H 1 GửiNhận 79 Truyền thông trong kiến trúc phân tầng (tiếp. - PDU tại các tầng đồng cấp của hai bên giống nhau truyền thông giữa các tầng ngang hàng (truyền thông logic. - Người dùng sử dụng các ứng dụng khác nhau: Firefox, Chrome, Cốc Cốc. - Thiết bị mạng của những NSX khác nhau: Cisco, TP-Link. - Và luôn luôn thay đổi Phew!Nhưng tất cả đều có thể nói chuyện với nhau vìchúng sử dụng chung giao thức Trừu tượng và tái sử dụng Mỗi tầng có nhiều lựa chọn giao thức để sử dụng. - Tầng liên kết dữ liệu: Ethernet, Token Ring, SONET, FDDI. - Các giao thức cung cấp API chuẩn để phát triển ứng dụng Các tầng thấp “trong suốt” với tầng ứng dụng 117 Trong suốt Công nghệ trên mỗi tầng thực hiện các phương thức truyền thông khác nhau Thay thế công nghệ ở các tầng có thể thực hiện song song Miễn là giữ nguyên điểm truy cập dịch vụ SAP Thay thế công nghệ ở một tầng không ảnh hưởng đến các tầng khác Hạn chế Một số thông tin ở tầng dưới bị “ẩn” (do tính trong suốt) đối với tầng trên có thế làm giảm hiệu năng hoạt động của tầng trên (và do đó làm giảm hiệu năng hoạt động của mạng. - Ví dụ: TCP phải kiểm soát tắc nghẽn trên đường truyền Phần tiêu đề có kích thước đáng kể trong gói tin Một số công nghệ tầng dưới có thể làm giao thức tầng trên thực hiện khó khăn hơn
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt