GIÁO TRÌNH
L
L
Ý
Ý
T
T
H
H
U
U
Y
Y
T
T
C
C
B
B
N
N
V
V
4.3. Tính tin cy (Reliability) 14
4.4. Tính liên tác (Inter-operability) 14
4. 5. An ni nh (Security ) 15
5. C ác c hun mng 1 5
5.1. Các chun chính thc (De jure standard) 15
5.2 Các chun thc t (De facto standard) 16
5.3. Các chun riêng ca hãng 16
5.4. Các chun hip hi 16
II. MÔ HÌNH OSI 17
1. Mô hình 17
1.1. Kin trúc phân tng 18
1.2. Các tin trình ngang hàng (peer-to-peer) 19
1.3. Giao din gia các tng 20
1.4. T chc các tng . 20
2. Chc nng ca các tng 21
2.1. Tng vt lý 21
2.2. Tng liên kt d liu 23
2.3. Tng mng 25
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang II
2.4. Tng giao v n 27
2.5. Tng phiên 29
2. 6. Tng tr ình din 30
2.7. Tng ng dng 31
3. B giao thc TCP/IP Mô hình Internet 33
Chng 2: TNG NG DNG 35
I. GIAO THC TNG NG DNG 35
1. Giao thc tng ng dng 36
1.1. Mô hình Khách hàng /Ngi phc v (Client/Server) 37
1.2. Truyn thông gia các tin trình 39
3. Khuôn dng th và chun MIME 69
3.1. M rng MIME cho d liu không thuc dng ASCII 70
3. 2. Nhn thông p 74
4. Giao thc truy nhp mail. 75
4.1. POP3 77
4.2. IMAP 78
4.3. HTTP 79
V. DCH V TÊN MIN - DNS 80
1. Các dch v ca DNS 81
1.1. Dch vt bí danh cho máy tính (Host aliasing) 81
1.2. Dch vt bí danh cho mail server (Mail server aliasing) 82
1.3. Phân tán ti (load distribution) 82
2. C ch hot ng tng quan ca DNS. 83
3. Bn ghi DNS 90
4. Th ông p DNS: 91
Chng 3: TNG GIAO VN 93
I. DCH V VÀ NGUYÊN TC CA TNG GIAO VN 93
1. Quan h gia tng giao vn và tng mng 94
2. Tng quan v tng giao vn trong Internet 96
II. DCH V DN KÊNH, PHÂN KÊNH 97
II. UDP - GIAO THC KHÔNG HNG NI 101
1. Cu trúc ca UDP segment. 104
2. UDP checksum 105
IV. CÁC NGUYÊN TC TRUYN D LIU TIN CÂY 106
1. Xây dng giao thc truyn dù liu tin cy 108
1.1. Truyn d liu tin cây trên kênh truyn tin cy hoàn toàn: giao thc rdt
1.0 108
1.2. Truyn d liu tin cây trên kênh truyn có li bit: giao thc rdt 2.0 109
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang IV
1.1. RIP (Routing Information Protocol) 195
1.2. OSPF - Open Shortest Path First 197
2. nh tuyn gia các min (INTER-AS routing) (nh tuyn liên min) 198
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang V
VI. CU TO CA THIT BNH TUYN (ROUTER) 199
1. Cng vào (Input port) 200
2. Kt cu chuyn (Switching fabric) 203
3. Cng ra (Output port) 204
4. Hàng i router 205
VII. IPV6 207
1. nh dng gói tin IPV6 208
2. Chuyn t IPv4 sang IPv6 210
Chng 5: TNG LIÊN KT D LIU 212
I. CÁC KHÁI NIM CHUNG, DCH V CA TNG DATALINK 212
1. Nhng dch v ca tng liên kt d liu 213
2. Bu hp (Adapter) 216
II. K THUT PHÁT HIN VÀ SA LI 217
1. Kim tra tính chn l 219
2. Phng pháp tính tng kim tra (checksum) 221
3. Kim tra d tha vòng (CRC) 221
III. GIAO THC A TRUY CP VÀ MNG CC B 223
1. Giao thc phân chia kênh truyn (channel partitioning) 226
2. Giao thc truy cp ngu nhiên (ran dom access) 227
2.1. Slotted ALOHA 228
2.2. ALOHA 230
2.3. CSMA - a truy cp cm nhn sóng mang 231
3. Giao thc truy cp ln lt (Taking - turns) 234
4. Mng cc b LAN (Local Area Network) 235
IV. A CH LAN VÀ ARP 236
I. MNG TRUYN THÔNG VÀ CÔNG NGH MNG
1. Gii thiu chung
Truyn thông máy tính (computer communications) là quá trình
truyn d liu t mt thit b này sang mt thit b khác. Trc ây chúng ta
thng hiu thit b là các máy tính, nhng ngày nay thit b (end-system,
device) không ch là các máy tính mà còn bao gm nhiu chng loi thit b
khác ví d nh các máy n thoi di ng, máy tính PAM, . . . S lng các
kiu thit b có kh nng ly thông tin t Internet ngày càng tng.
t t ph bin có ngha tng t nh vy là truyn d liu. Mc dù hai
m t này có th s dng thay th cho nhau, mt s ngi coi thut ng d
liu (data) ch bao gm nhng s kin n gin và thô (cha c x lý), và
dng thut ng thông tin (information) ch vic t chc nhng s kin
này thành dng (thông tin) có ngha i vi con ngi.
Hình 1.1 Các thit b có kh nng kt ni Internet
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 2
Khái nim ng (networking) ch khái nim kt ni các thit b li vi
nhau nhm mc ích chia s thông tin. Khái nim mng liên quan n nhiu
n , bao gm:
• Giao thc truyn thông (Protocol): mô t nhng nguyên tc mà các
thành phn mng cn phi tuân th có th trao i c vi nhau;
• Mô hình ghép ni mng (Topo): mô t cách thc ni các thit b vi
nhau.
• a ch (Address): mô t cách nh v mt thc th.
• nh tuyn (Routing): mt t cách d liu c chuyn t mt thit
này sang mt thit b khác thông qua mng.
• Tính tin cy (Reliability): gii quyt vn tính toàn vn d liu
m bo rng d liu nhn c chính xác nh d liu gi i.
• Tính liên tác (Interoperability): ch mc các sn phm phn mm
và phn cng ca các hãng sn xut khác nhau có th giao tip vi
ng không dây)
• Giao thc (protocol) là quy tc quy nh cách thc trao i d liu
gia các thc th
Nói chung, ba khái nim trên a n mt nh ngha chun v mng
máy tính nh sau: Mng máy tính là mt tp hp các máy tính và các thit b
khác (các nút), chúng s dng mt giao thc mng chung chia s tài
nguyên vi nhau nh các phng tin truyn thông mng.
2.1. Các thành phn mng: thit b, nút, máy tính
Theo mt ngha chung nht thut ng thit b (device) c dùng nói
n bt c mt thc th phn cng nào. Nhng thc th này có th là các thit
u cui, máy in, máy tính, hoc mt thit b phn cng c bit liên quan
n mng, ví d nh các server truyn thông, repeater (b cp), bridge (cu),
switch, router (bnh tuyn), và rt nhiu thit bc bit khác; hu ht các
thit b này sc tho lun chi tit các chng sau.
Nói chung tt c các thit b mng u dùng mt s phng pháp cho
phép xác nh duy nht chúng, thng thì thit bc chính hãng sn xut
n mt s nhn dng duy nht. Vic làm này tng t nh vic in s seri trên
ti vi hoc các dùng n t khác. Ví d, card Ethernet c gán mt a ch
duy nht bi hãng sn xut - a ch này không trùng vi bt k thit b nào
khác.
Khi mô t các thành phn mng, cn phân bit gia khái nim thit b
(device) và máy tính (computer). Xem xét khía cnh thit b mng, máy tính
thng c gi là host (hoc server) hoc trm làm vic (workstation) (cng
còn c gi là desktop hay client). Thut ng này thng dùng ch nhng
thng máy tính có hu hành riêng ca chúng (ví d Windows). Vì vy
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 4
t workstation có th là mt máy tính cá nhân nh mt máy Apple
Macintosh, hoc bt c mt máy tính h Intel nào (thng c gi là IBM-
PC hoc tng thích); cng có th là mt workstation ha (ví d các
ng hàng ngày, chúng ta cng áp dng nhng quy tc nào ó. Ví d, khi i
n nhng ni òi hi tính trng trng, mi ngi phi tuân theo nhng nghi
thc c bit v n mc (ví d nam gii phi mc áo vét có tht caravat).
Nhng khi n các quán n bình dân thì bi không cn n mc trang trng
nh vy. Trong mng và truyn thông máy tính, giao thc mng là bn c t
chính thc nh ngha cách thc s" ca các thc th tham gia truyn
thông vi nhau. ây khái nim thc th bao gm c các thit b phn cng
ng nh các tin trình phn mm. Giao thc mng cng nh ngha khuôn
ng d liu c trao i gia các bên. Nói mt cách ngn gn, giao thc
ng nh ngha bng t vng và các quy tc áp dng truyn thông d liu.
Không có môi trng truyn không th trao i thông tin gia các thc
th mng không có mt ngôn ng chung, không th hiu c nhau. Vì vy
ng truyn cung cp môi trng thc hin truyn thông, trong khi ó
ngôn ng chung m bo hai bên truyn thông hiu c nhau. u này
ng ging nh cuc nói chuyn n thoi gia mt ngi ch nói c ting
Ý và mt ngi khác ch nói c ting Nga. Nu không có mt ng n
thoi (ng truyn ca mng) cho cuc nói chuyn này thì hai ngi không
th nói chuyn c vi nhau (không th trao i d liu). ã có ng n
thoi ri, lúc này hai ngi có th nói và nghe thy ging nói ca nhau
(truyn d liu c thc hin) nhng h không giao tip c vi nhau vì
không ai trong s h hiu c ngôn ng ca ngi kia - h nói chuyn bng
hai th ting khác nhau.
Ví d v mt giao thc mng quen thuc là giao thc TCP/IP - mt trong
nhng giao thc ca ca b giao thc TCP/IP (Transmission Control
protocol/Internet Protocol) TCP/IP c coi là xng sng ca Internet. Tuy
tên gi TCP/IP ch hai giao thc c th là TCP và IP nhng nó thng c
dng ch nhóm gm nhiu giao thc ngoài TCP và IP. Tp các giao thc
này c gi là b giao thc TCP/IP. Có th kn mt s giao thc trong b
giao thc TCP/IP nh FTP (File Transfer Protocol) nh ngha cách chuyn
file; HTTP (the Hypertext Transport Protocol) c dùng cho World Wide
gói).
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 7
Hình 1. 3 Mt mng LAN n gin
3.1. Phân loi mng theo din hot ng
u phân loi theo din hot ng, mng máy tính có thc phân chia
thành:
• ng cc b (Local area network - LAN);
• ng din rng (wide area network - WAN);
• ng thành ph (metropolitan area network - MAN);
• ng toàn cu (global area network - GAN);
• ng cá nhân (personal area network - PAN);
• ng lu tr (storage area network - SAN).
Trong các loi mng trên, hin nay có hai khái nim c dùng ph bin
là mng cc b và mng din rng.
ng cc b (LAN), liên kt các tài nguyên máy tính trong mt vùng
a lý có kích thc hn ch. ó có th là mt phòng, vài phòng trong mt tòa
nhà, hoc vài tòa nhà trong mt khu nhà Cm t "kích thc hn ch" không
c xác nh c th nên mt s ngi xác nh phm vi ca mng LAN bng
cách nh bán kính ca nó nm trong khong vài chc mét n vài km. Vin
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) xác nh bán kính ca
ng LAN nh hn 10km. Ví d v mt s mng LAN: Ethernet/802.3,
token ring, mng FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
ng din rng (WAN), liên kt các tài nguyên máy tính trong mt
vùng a lý rng (có bán kính trên 100 km) nh th xã, thành ph, tnh/bang,
quc gia. Có th coi mng WAN gm nhiu mng LAN khác nhau. Ví d v
ng WAN: ISDN (Integrated Services Data Network)
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 8
3.2. Phân loi mng theo mô hình ghép ni (topo)
qua thông p này. Ch có nút là ích n ca thông p mi tip nhn thông
p. u này cng tng t nh mt lp hc gm nhiu sinh viên và mt
giáo viên. Nu giáo viên a ra mt câu hi, tt c các sinh viên u nghe
thy câu hi nhng ch sinh viên c giáo viên chnh mi tr li câu hi
này. Môi trng dùng chung ây chính là không khí, câu hi ca giáo viên
là mt dng thông p, lan truyn trong không khí và n tai tt c các sinh
viên (các nút).
Mô hình m - nhiu m có mt s dng topo ph bin, ó là bus và
ring. Các h thng truyn thông v tinh cng da trên mô hình m - nhiu
m.
Mô hình Bus: Mt cu hình bus n hình c minh ha trong hình 1.6
Rõ ràng topo dng bus thuc mô hình m - nhiu m: các nút mng c
i n cùng mt kênh truyn. Mt ví dn hình v mng có topo dng bus
là mng Ethernet ng trc.
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 10
Hình 1.6 Mng Ethernet vi Bus dùng chung
Mô hình Ring (vòng): Trong cu hình ring, tt c các nút c ni n
cùng mt vòng - môi trng truyn thông dùng chung. Trong topo dng ring
truyn thng, thông p c truyn ln lt qua các nút theo vòng. Hng
truyn có th thun hay nghch chiu kim ng h ph thuc vào công ngh
dng. Chú ý rng, mc dù d liu c chuyn t nút nn nút kia, ring
n không phi là mt topo thuc mô hình m - m vì các nút dùng chung
t kênh truyn. Vì vy, v mt logic, trong topo dng ring tt c các nút
dùng chung mt kênh truyn, nhng v mt vt lý, vic truyn thông thuc
mô hình m - m. Trng hp này cng ging nh topo dng bus và tt c
các h thng m - nhiu m khác, mng dng ring cn mt s phng
pháp qun lý vic truy cp vòng ng thi.
Hình 1.7 Mng FDDI có topo dng Ring
tinh: Trong h thng truyn thông v tinh, vic truyn d liu t mt
liu c truyn i trên ó. Hai phân loi n hình là mng chuyn mch
o (virtual circuit-switched) và mng chuyn gói (packet-switched).
• Trong mng chuyn mch o (circuit-switched), phi thit lp mch
t lý gia nút ngun và ích trc khi chuyn d liu thc s. Mch
này tn ti trong sut thi gian chuyn d liu. ng n thoi công
ng là mt ví d v mng chuyn mch o. Khi thc hin mt cuc
i n thoi, mt ng truyn vt lý trc tip c thit lp gia
máy n thoi ca ngi bt u cuc gi và máy n thoi ca
ngi nhn cuc gi. ng truyn này là mt kt ni m - m,
liên kt các b chuyn mch (switch) trong mng ca công ty n
thoi li vi nhau. Mt khi ã c thit lp, ng truyn ch dành
riêng truyn d liu cho cuc gi hin thi. Sau khi truyn d liu
xong (cuc gi kt thúc) mch c gii phóng và có thc dùng
cho mt cuc gi khác. Nh vy, chuyn mch làm tng kh nng chia
ng truyn (link) vì cùng mt mch có thc dùng cho nhiu
quá trình truyn khác nhau, mc du không cùng mt thi m.
Hình 1.9 Mng n thoi - chuyn mch o
• Trong ng chuyn gói (packet-switched network), thông p u
tiên c chia thành nhng n v nh hn gi là packet, sau ó
nhng packet này ln lt c gi ti nút nhn qua mng li các
chuyn mch (switch) trung gian. Packet là mt n v d liu nh
nht có th truyn c trong mng. Mi packet mang thông tin va
ch nút nhn cùng s th t ca nó. Khi mt packet n c switch
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 13
trung gian, switch cn c vào a chích ca packet quyt nh
xem s chuyn packet i theo ng nào n c switch tip theo.
Do cu hình ca toàn b h thng có th thay i nên các packet ca
cùng mt thông p có th n ích theo nhng tuyn ng khác
nhau. u này cng ging nh vic gi th. Khi mt bu cc nhn
n thoi (mt nút) có mã vùng và mt s (a ch). Mã vùng cung cp thông
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 14
tin v v trí ca nút ó trong mt vùng nào ó, còn sn thoi là s xác nh
duy nht máy n thoi trong vùng ó. H thng các thit b chuyn mch
trong các công ty n thoi c lp trình to nên mt kênh truyn gia
hai thit b. V thc cht mã vùng li c phân cp thành mã quc gia và mã
khu vc.
4.2. nh tuyn (Routing)
Khái nim nh tuyn quyt nh tuyn ng mà d liu si qua khi
chuyn t nút nhn n nút gi. Chc nng nh tuyn c thc hin bi
t thit b phn cng c bit: router (thit bnh tuyn). Vic la chn
tuyn ng tt nht phi da trên mt tiêu chun c th - c gi là o
(metric). Các o nh tuyn ph bin là: khong cách, s chng (hop) và
ng thông.
4.3. Tính tin cy (Reliability)
Tính tin cy ch tính toàn vn d liu - m bo rng d liu nhn c
ging ht d liu c gi i. Mng máy tính không phi là các h thng
không có li. Trong thc t, li u có th xy ra trên tt c các môi trng
truyn trên mng. Vì vy cn phi thit k sao cho h thng có kh nng x lý
i. Mt trong nhng chin lc n hình là thêm thông tin vào d liu c
chuyn i sao cho phía nhn phát hin c li (nu có). Khi phía nhn phát
hin ra li, nó có th thc hin: (1) yêu cu truyn li d liu b li, hoc (2)
kim tra xem d liu úng là gì và sa i d liu b truyn li. Cách th hai
i là kh nng sa li (error correction). Cách th nht là sa li bng cách
yêu cu truyn li, cách th hai là t sa li. sa c li, phi ò tìm li.
Vic t sa li nói chung khó thc hin. Hu ht các mng ngày nay u c
thit k có kh nng dò tìm li (error detection). Có hai cách dò li thông
ng ó là kim tra bit chn/l và mã d tha vòng (CRC - cyclic redundancy
check). Hai k thut này c tho lun trong chng 5.
n phi tuân theo. Chúng làm tng kh nng liên tác gia các sn phm phn
ng và phn mm ca các hãng sn xut khác nhau. Các chun c xây
ng thông qua các t chc chun hóa. Nhng t chc này c chia thành
n loi chính: (a) quc gia, (b) vùng, (c) quc t và (d) ngành/hip hi
thng mi/hip hi ngh. Thành viên ca các t chc thng là các i biu
các chính ph, vin nghiên cu và hãng sn xut. Quá trình xây dng
chun phi c thc hin sao cho m bo c tính thng nht, vì vy
thng kéo dài, ôi khi phi mt nhiu nm mi cho ra i c mt chun
chính thc. Quá trình này cng liên quan n chính
5.1. Các chun chính thc (De jure standard)
Các chun chính thc c công nhn bi nhng t chc chun hóa
chuyên nghip. Ví d, nhng giao thc v modem c xây dng bi Hip
i truyn thông quc t (Intemational Telecommunications Union - ITU),
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 16
hay chun EIA/TIA-568 dùng cho Commercia/ Building Telecommunications
Wiring c xây dng bi Electronic Idustries Association - TIA và
Telecommunications Inustries Association - TIA, hoc các chun cho mng
c bc xây dng bi Institute for Electrical and Electronic Engineers -
IEEE. (Các chun này sc tho lun chi tit trong các chng sau)
5.2 Các chun thc t (De facto standard)
Các chun thc t là các chun tn ti trong thc t mà không c xây
ng bi bt c t chc chun hóa chính thc nào. Chúng c phát trin
thông qua s chp nhn ca toàn ngành i vi mt chun ca mt hãng nhà
n xut c th. Ví d v mt chun thc t là Network File System (NFS) -
giao thc chia s file ca hãng Sun Microsystems. Sun ã công khai c t
a giao thc này, do ó nhng nhà sn xut khác có th trin khai nó. Kt
qu NFS c s dng rng rãi và c coi nh mt chun thc t. Hin ti,
NFS c thc thi trên rt nhiu h thng UNIX khác nhau (Sun, IBM,
Silicon Gracphics, Compaq, và HP), cng nh các h thng da trên
). ây là mô hình cho phép bt c hai h thng nào (cho dù khác nhau) có
th truyn thông vi nhau mà không cn quan tâm n kin trúc bên di ca
chúng. Các giao thc ca riêng mt hãng sn xut thng ngn nga vic
truyn thông gia hai h thng không cùng mt kiu. Mô hình OSI ra i vi
c ích cho phép hai h thng bt kì truyn thông vi nhau mà không cn
thay i v mt logic ca bt c phn cng hoc phn mm nào bên di. Mô
hình OSI không phi là mt giao thc; nó là mt mô hình nhn bit và thit
mt kin trúc mng linh ng, vng chc và có kh nng liên tác
(interoperabie). Chú ý phân bit ISO là mt t chc còn OSI là mt mô hình
1. Mô hình
Mô hình OSI c phân tng vi mc ích thit k các h thng mng
cho phép vic truyn thông thc hin c qua tt c các kiu h thng máy
tính khác nhau. Mô hình gm 7 tng riêng bit nhng có liên quan n nhau,
i tng nh ngha mt phn ca quá trình truyn thông tin trên mng. Vic
hiu nhng quy tc c bn ca mô hình OSI cung cp mt c s vng chc
khám phá truyn thông d liu.
Thc ra trong cuc sng, chúng ta gp khá nhiu ví d v vic phân tng.
Gi s ngi A vit th gi cho ngi B. Sau khi vit th xong, A cho th
vào phong bì, dán kín, ghi a ch ca B, dán tem và nhét bc th vào hp th
bu n. Gia A và B, n v d liu trao i là các lá th. Bc th có th
xem là d liu thc s trong khi phong bì th có th xem là mt loi tiêu
cha các thông tin u khin. H thng bu n (bao gm nhiu bu cc - là
các trm trung gian mà bc th si qua) chu trách nhim chuyn bc th
i a ch ca B. Vi ví d này tng di (h thng bu n) s cung cp
ch v chuyn th cho tng trên (A và B). A và B ch quan tâm n ni dung
c th, khuôn dng th, ngôn ng vit trong th mà không cn quan tâm
Lý thuyt c bn v mng LAN
Trang 18
n làm th nào th có th chuyn ti B. ây chính là u m ca vic
phân tng: tng trên s dng dch v ca tng di nhng không cn quan