Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
Chơng I. Mạng máy tính
Mạng điểm-điểm (point-to-point network).............................................4
Mạng quảng bá (broadcast network).......................................................4
Chuyển mạch kênh (Circuit Swiched Network)......................................5
Chuyển mạch tin báo (Message Swiched Network)...............................5
Chuyển mạch gói (Packed Swiched Network)........................................5
Mạng LAN (Local Area Network)..........................................................5
Mạng MAN (Metropolian Area Network)..............................................5
Mạng WAN (Wide Area Network).........................................................6
Liên mạng (internet)................................................................................6
Tầng vật lý (Physical layer)...................................................................11
Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer)..................................................12
Tầng mạng (Network layer)...................................................................12
Tầng giao vận (Transport layer)............................................................12
Tầng phiên (Session layer).....................................................................13
Tầng trình diễn (Presentation layer)......................................................13
Tầng ứng dụng (Application layer).......................................................13
Địa chỉ lớp A .........................................................................................23
Địa chỉ lớp B .........................................................................................23
Địa chỉ lớp C..........................................................................................24
Chuyển giao trực tiếp.............................................................................31
Chuyển giao địa chỉ động......................................................................31
Gói tin ARP............................................................................................32
Gói tin ICMP..........................................................................................34
Điều khiển dòng dữ liệu .......................................................................35
Thông báo lỗi ........................................................................................35
Định hớng lại..........................................................................................35
Kiểm tra trạm làm việc..........................................................................36
Gói thông tin UDP.................................................................................40
Phân kênh, hợp kênh và Ports................................................................41

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 tính
Phân loại theo kiến trúc (topology) của mạng
Phân 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 Bình
Mạng 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.
4
Ring TreeStar
RingBus
Satellite

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 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 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 Internet
Có 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 Wizards
http://www.nw.com/zone/WWW/top.html
6
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
để biết những số liệu mới nhất
Thời gian Số lợng máy

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 Bình
Chơng II . Giao thức truyền thông và Các mô
hình tham chiếu
Giao thức truyền thông
Để 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 OSI
Giới thiệu mô hình OSI

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
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
FTP) và giao thức th điện tử (Simple Mail Transfer Protocol - SMTP) đều cung
cấp dịch vụ cho ngời dùng và cả hai đều thuộc tầng ứng dụng. Mỗi mức ngang
hàng giao thức truyền thông (sự bổ xung của các giao thức cùng mức tơng
đơng trên hệ thống khác). Mỗi mức phải đợc chuẩn hoá để giao tiếp với mức
tơng đơng với nó. Trên lý thuyết, giao thức chỉ biết đến những gì liên quan tới
lớp của nó mà không quan tâm tới mức trên hoặc dới của nó. Tuy nhiên phải
có sự thoả thuận để chuyển dữ liệu giữa các tầng trên một máy tính, bởi mỗi
tầng lại liên quan tới việc gửi dữ liệu từ ứng dụng tới một ứng dụng tơng đơng
trên một máy khác. Tầng cao hơn dựa vào tầng thấp hơn để chuyển dữ liệu
qua mạng phía dới. Dữ liệu chuyển xuống ngăn xếp từ tầng này xuống tầng
thấp hơn cho tới khi đợc truyền qua mạng nhờ giao thức của tầng vật lý. ở
đầu nhận, dữ liệu đi lên ngăn xếp tới ứng dụng nhận. Những tầng riêng lẻ
không cần biết các tầng trên và dới nó xử lý ra sao, nó chỉ cần biết cách
chuyển nhận thông tin từ các tầng đó. Sự cô lập các hàm truyền thông trên
các tầng khác nhau giảm thiểu sự tích hợp công nghệ của đầu vào mỗi bộ giao
thức. Các ứng dụng mới có thể thêm vào mà không cần thay đổi tầng vật lý
của mạng, phần cứng có thể đợc bổ sung mà không cần viết lại các phần
mềm ứng dụng.
Các tầng của mô hình OSI

gói tin truyền qua mạng hay ngăn cấm hoặc cho phép các gói tin của giao thức
nào đó.
Tầng giao vận (Transport layer)
Kiểm soát việc truyền tin từ nút tới nut (end-to-end): Bắt đầu từ tầng này,
các thực thể đã có thể nói chuyện một cách logic với nhau.
12
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
Thực hiên việc ghép kênh và phân kênh: Mỗi ứng dụng có thể gửi dữ liệu
đi theo nhiều con đờng, một đờng truyền lại có thể đợc nhiều ứng dụng
sử dụng, phân kênh/hợp kênh giải quyết vấn đề phân chia dữ liệu cho
các ứng dụng.
Khắc phục sai sót trong quá trình truyền tin: Việc khắc phục sai sót đợc
thực hiện trên nhiều tầng khác nhau, nhng hiệu quả nhất là ở các tầng cao,
việc khắc phục sai sót làm ở tầng giao vận là hợp lý nhất.
Tầng phiên (Session layer)
Tầng này cho phép ngời sử dụng trên các máy khác nhau thiết lập, duy trì,
huỷ bỏ, đồng bộ phiên truyền thông giữa họ. Cung cấp một số dịch vụ
hữu ích cho ngời sử dụng nh cho phép ngời dùng logon vào hệ thống
chia sẻ thời gian, truyền tệp giữa các máy tính.
Quản lý token: cơ chế thẻ bài đợc tầng phiên cung cấp để tránh hiện tợng
tranh chấp đờng truyền trên mạng.
Thực hiện đồng bộ (Synchronization): thực hiện đối với những dữ liệu lớn
bằng cách thêm vào các thông tin kiểm tra, sửa lỗi.
Tầng trình diễn (Presentation layer)
Giải quyết vấn đề liên quan tới cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin nh
chuyển đổi thông tin theo một chuẩn nào đó đợc cả hai bên sử dụng (mã
ASCII - EDBCDIC).
Nén/giãn dữ liệu để giảm số lợng bit truyền trên mạng.
Mã hoá dữ liệu để thực hiện quyền truy cập.
Tầng ứng dụng (Application layer)

khác cho một nhóm khách hàng. Nói cách khác, Novell Netware hoạt động
theo mô hình file-server.
14
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
Kiến trúc giao thức IPX/SPX
Application SAP File server
Transport NCP SPX
Network IPX
Datalink Ethernet Token ring ARCnet
Physical Ethernet Token ring ARCnet
Novell Netware sử dụng chồng giao thức IPX/SPX dựa trên một hệ thống
mạng cũ của hãng Xerox-XNS
TM
nhng có một số thay đổi. Novell Netware ra
đời trớc OSI và không dựa trên mô hình này.
Tầng vật lý và tầng Data link có thể đợc chọn trong số nhiều chuẩn công
nghiệp khác nhau bao gồm Ethernet, IBM token ring và ARCnet.
Tầng mạng không định hớng nối kết, không bảo đảm (unreliable
connectionless) có tên là IPX (Internet Packet eXchange). Nó chuyển
các packet từ nguồn tới đích một cách trong suốt với ngời dùng ngay cả
khi nguồn và đích nằm ở các mạng khác nhau. IPX sử dụng địa chỉ 12
byte.
Tầng giao vận:
Giao thức NCP (Network Core Protocol) cung cấp nhiều dịch vụ
khác ngoài việc vận chuyển dữ liệu của ngời sử dụng, nó chính là
trái tim của Novell Netware.
Giao thức thứ hai của tầng này là SPX (Sequenced Packet
eXchange). Nó chỉ thực hiện việc vận chuyển.
Các ứng dụng có thể lựa chọn sử dụng một trong các giao thức của tầng này
ví dụ hệ thống file sử dụng NCP, Lotus Note sử dụng SPX.

CSDL về server, lựa chọn server phù hợp gửi lại thông tin cho client. Từ thời
điểm đó, Client có thể thiết lập kết nối NCP với server và sử dụng các dịch vụ
của server. Trong quá trình kết nối, client và server thoả thuận với nhau về
16
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
chiều dài cực đại của dữ liệu, trong quá trình sử dụng, client có thể tra cứu
CSDL của server để biết thông tin của các server khác.
17
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
Chơng III. Giao thức TCP/IP
Giao thức TCP/IP
Vào cuối những năm 1960 và đầu 1970, Trung tâm nghiên cứu cấp cao
(Advanced Research Projects Agency - ARPA) thuộc bộ quốc phòng Mĩ
(Department of Defense - DoD) đợc giao trách nhiệm phát triển mạng
ARPANET. Mạng ARPANET bao gồm mạng của những tổ chức quân đội,
các trờng đại học và các tổ chức nghiên cứu và đợc dùng để hỗ trợ cho những
dự án nghiên cứu khoa học và quân đội (Ngày nay, ARPA đợc gọi là
DARPA). Năm 1984, DoD chia ARPANET ra thành 2 phần: ARPANET sử
dụng cho nghiên cứu khoa học và MILNET sử dụng cho quân đội. Đầu những
năm 1980, một bộ giao thức mới đợc đa ra làm giao thức chuẩn cho mạng
ARPANET và các mạng của DoD mang tên DARPA Internet protocol suit, th-
ờng đợc gọi là bộ giao thức TCP/IP hay còn gọi tắt là TCP/IP.
Năm 1987 tổ chức nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ (National Science Foundation
- NSF) tài trợ cho việc kết nối 6 trung tâm siêu tính trên toàn liên bang lại với
nhau thành một mạng với tên gọi NSFNET. Về mặt vật lý, mạng này kết nối
13 điểm làm việc bằng đờng điện thoại cao tốc đợc gọi là NSFNET backbone.
Khoảng 8 đờng backbone đã đợc xây dựng. NSFNET đợc mở rộng với hàng
chục mạng địa phơng kết nối vào nó và kết nối vào mạng Internet của
DARPA. Cả NSFNET và các mạng con của nó đều sử dụng bộ giao thức
TCP/IP.

Transport Layer Transport Layer
Network Layer Internet Layer
Data link Layer
Physical Layer Network access Layer
Các lớp tơng ứng giữa OSI và TCP/IP
Có nhiều giao thức trong bộ giao thức truyền thông TCP/IP, nhng hai giao
thức quan trọng nhất đợc lấy tên đặt cho bộ giao thức này là TCP
(Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol).
19
User Datagram
Protocol
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
Bộ giao thức TCP/IP đợc phân làm 4 tầng
Tầng mạng (Network Layer)
Tầng Internet (Internet Layer)
Tầng giao vận (Transport Layer)
Tầng ứng dụng (Application Layer)
FTP (File transfer Protocol): Giao thức truyền tệp cho phép ngời dùng lấy
hoặc gửi tệp tới một máy khác.
Telnet: Chơng trình mô phỏng thiết bị đầu cuối cho phép ngời dùng login
vào một máy chủ từ một máy tính nào đó trên mạng.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Một giao thức th tín điện tử.
DNS (Domain Name server): Dịch vụ tên miền cho phép nhận ra máy tính
từ một tên miền thay cho chuỗi địa chỉ Internet khó nhớ.
SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao thức quản trị mạng
cung cấp những công cụ quản trị mạng.
RIP (Routing Internet Protocol): Giao thức dẫn đờng động.
20
Các tầng của bộ giao thức TCP/IP
DNS

IP (Internet Protocol): Giao thức Internet chuyển giao các gói tin qua các
máy tính đến đích.
ARP (Address Resolution Protocol): Cơ chế chuyển địa chỉ TCP/IP thành
địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng.
Cũng giống nh trong mô hình tham chiếu OSI, dữ liệu gửi từ tầng Application
đi xuống ngăn xếp, mỗi tầng có những định nghĩa riêng về dữ liệu mà nó sử
dụng. Tại nơi gửi, mỗi tầng coi gói tin của tầng trên gửi xuống là dữ liệu của
nó và thêm vào gói tin các thông tin điều khiển của mình sau đó chuyển tiếp
21
Host A Host B
Physical Net
Identical
Message
Identical
Packet
Identical
Frame
Identical
Datagram
Network Interface
Internet
Transport
Application
Network Interface
Internet
Transport
Application
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
xuống tầng dới. Tại nơi nhận, quá trình diễn ra ngợc lại, mỗi tầng lại tách
thông tin điều khiển của mình ra và chuyển dữ liệu lên tầng trên.

địa chỉ IP (tuy nhiên cũng dới sự cho phép của NIC)
Hệ thống địa chỉ này đợc thiết kế mềm dẻo qua một sự phân lớp, có 5 lớp địa
chỉ IP là : A, B, C, D, E. Sự khác nhau cơ bản giữa các lớp địa chỉ này là ở khả
năng tổ chức các cấu trúc con của nó.
0 1 2 3 4 8 16 24
Class A
0 Netid Hostid
Class B
1 0 Netid Hostid
Class C
1 1 0 Netid Hostid
22
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
Class D
1 1 1 0 Multicast address
Class E
1 1 1 1 0 Reverved for future use
Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu về 3 lớp địa chỉ chính của TCP/IP đó là các
lớp A,B,C là các lớp đợc sử dụng rộng rãi trên mạng Internet.
Địa chỉ lớp A
Lớp A sử dụng byte đầu tiên của 4 byte để đánh địa chỉ mạng. Nh hình trên,
nó đợc nhận ra bởi bit đầu tiên trong byte đầu tiên của địa chỉ có giá trị 0. 3
bytes còn lại đợc sử dụng để đánh địa chỉ máy trong mạng.
Có 126 địa chỉ lớp A (đợc đánh địa chỉ trong byte thứ nhất) với số máy tính
trong mạng là 256
3
- 2 = 16.777.214 máy cho mỗi một địa chỉ lớp A (do sử
dụng 3 bytes để đánh địa chỉ máy). Địa chỉ lớp A thờng đợc cấp cho những tổ
chức có số lợng máy tính lớn.
Nguyên nhân chỉ có 126 networks trong khi dùng 8 bit vì bit đầu tiên mang

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 và Subnet mask
Mạng Internet sử dụng địa chỉ IP 32 bit và phân chia ra các lớp rất mềm dẻo,
tuy nhiên, với một hệ thống địa chỉ nh vậy việc quản lý vẫn rất khó khăn. Nếu
nh một mạng đợc cấp một địa chỉ lớp A thì có nghĩa nó chứa tới 16*1.048.576
máy tính, do vậy ngời ta dùng mặt nạ bit để phân chia mạng ra thành những
mạng con gọi là Subnet. Subnet mask là một con số 32 bit bao gồm n bit 1 (th-
ờng là các bit cao nhất) dùng để đánh địa chỉ mạng con và m bit 0 dùng để
đánh địa chỉ máy trong mạng con với n+m=32
0 16
Network Number Host Number
Network Number Subnet Number Host Number
1111111 11111111 11111111 00000000
24
Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Nhật Bình
Mặt nạ subnet phải đợc cấu hình cho mỗi máy tính trong mạng và phải đợc
định nghĩa cho mỗi router. Nh vậy, ta phải dùng cùng một Subnet mask cho
toàn bộ mạng vật lý cùng chung một địa chỉ Internet.
Ví dụ:
Ta có một địa chỉ lớp B 128.001.000.000 và cần chia nó thành 254 mạng con
với 254 máy trong mỗi mạng, ta giải quyết vấn đề này bằng Subnet mask nh
sau
Network num 10000000 00000001 00000000 00000000 = 128.001.000.000
Subnet mask 11111111 11111111 11111111 00000000 = 255.255.255.000
Mặt nạ trên định nghĩa 254 mạng con với địa chỉ nh sau:
Subnet #1 10000000 00000001 00000001 00000000 = 128.001.001.000
Subnet #2 10000000 00000001 00000010 00000000 = 128.001.002.000
Subnet #3 10000000 00000001 00000011 00000000 = 128.001.003.000
.