CHƯƠNG 1: INTERNET VÀ CÁC DỊCH VỤ 1. Tổng quan về Internet Mục này giới thiệu sơ lược về mạng máy tính, phân loại mạng máy tính, và vai trò của mạng máy tính giúp sinh viên có một số kiến thức tổng quan về mạng máy tính và Internet. Đồng thời sinh viên còn được trang bị kiến thức về Internet, lịch sử, kiến trúc Internet và xu hướng phát triển của Internet trong một số năm tiếp theo.1 Sơ lược về mạng máy tính Mạng máy tính (computer network) là một tập hợp các máy tính được kết nối với nhau bởi đường truyền vật lý theo một cấu trúc nào đó nhằm mục đích dùng chung (chia sẻ) các nguồn tài nguyên và đáp ứng một số yêu cầu của người dùng Vai trò của mạng máy tính Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao. Mạng máy tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực như khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục.
Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được. Người ta thấy được việc kết ối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới to lớn như: Sử dụng chung tài nguyên: những tài nguyên của mạng (như thiết bị, chương trình, dữ liệu) khi được trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu. Tăng độ tin cậy của hệ thống: người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thể được khôi phục nhanh chóng. Trong trường hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì người ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế.
Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: khi thông tin có thể được sử dụng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng tổ chức lại các công việc với những thay đổi về chất như: o Ðáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại. o Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu. o Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán. o Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trên thế giới.
Phân loại mạng máy tính: * Phân loại mạng máy tính dựa trên khoảng cách địa lý: Mạng cục bộ (Local Area Network - LAN): có phạm vi hẹp, bán kính khoảng vài chục km Mạng đô thị (Metropolitan Area Network - MAN): phạm vi rộng hơn, với bán kính nhỏ hơn 100km Mạng diện rộng (Wide Area Network - WAN): phạm vi mạng có thể vượt biên giới quốc gia, lục địa. Mạng toàn cầu(Global Area Network - GAN): phạm vi trải rộng trên toàn thế giới * Phân loại mạng máy tính dựa trên kiến trúc mạng Mạng kiểu Bus (Bus Topology): Các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator Mạng hình Sao (Star Topology): Đây là mô hình mạng thông dụng nhất. Là dạng đơn giản nhất.
Mạng này bao gồm một thiết bị trung tâm là switch hay hub, hoạt động giống như một tổng đài cho phép thực hiện việc nhận và truyền dữ liệu từ trạm này tới các trạm khác. Mạng Vòng tròn (Ring Topology): Là mô hình mạng mà một node được kết nối chính xác với 2 node khác tạo thành một vòng tròn tín hiệu: một vòng tròn (ring). Mỗi gói dữ liệu đều có mang địa chỉ trạm đích, mỗi trạm khi nhận được một gói dữ liệu nó kiểm tra nếu đúng với địa chỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì nó sẽ phát lại cho trạm kế tiếp, cứ như vậy gói dữ liệu đi được đến đích Các thành phần của một mạng máy tính Card giao diện mạng: (NIC – Network Interface card) là một thiết bị được cắm vào mainboard của máy tính để kết nối các máy vào mạng. Bộ chuyển mạch mạng (hub hay switch) để các máy giao tiếp với nhau bằng giao thức mạng.
Bộ định tuyến (router): Tương tự như một cái cầu, chỉ nối ghép những mạng cục bộ nào cùng sử dụng các giao thức như nhau. Cổng nối (gateway) là một thiết bị nối ghép hai mạng cục bộ không cùng họ với nhau, hoặc mạng cục bộ với một mạng diện rộng, với một máy tính mini hay máy tính lớn. Với các mạng cục bộ cần phải có cáp mạng (cable) hoặc điểm truy cập (access point) để cung cấp truy cập không dây. Modem để kết nối một máy tính vào internet thông qua đường dây điện thoại.
Chức năng của modem la đổi tín hiệu số (digital) thành tín hiệu tương tự (analog) và ngược lại.2 Tổng quan về internet Internet (Inter-network) là một mạng máy tính rất rộng lớn kết nối các mạng máy tính khác nhau nằm rải rộng khắp toàn cầu. Một mạng (Network) là một nhóm máy tính kết nối nhau, các mạng này lại liên kết với nhau bằng nhiều loại phương tiện, tốc độ truyền tin khác nhau. Do vậy có thể nói Internet là mạng của các mạng máy tính. Các mạng liên kết với nhau dựa trên bộ giao thức (như là ngôn ngữ giao tiếp) TCP/IP (Transmision Control Protocol - Internet Protocol): Giao thức điều khiển truyền dẫn- giao thức Internet.
Bộ giao thức này cho phép mọi máy tính liên kết, giao tiếp với nhau theo một ngôn ngữ máy tính thống nhất giống như một ngôn ngữ quốc tế (ví dụ như Tiếng Anh) mà mọi người sử dụng để giao tiếp. Mạng Internet không chỉ cho phép chuyển tải thông tin nhanh chóng mà còn giúp cung cấp thông tin. Nó cũng là diễn đàn trao đổi và là thư viện toàn cầu đầu tiên. Các cách thức thông thường để truy cập internet là quay số, băng rộng, không dây, vệ tinh và qua điện thoại cầm tay.
Một số chương trình duyệt Web thông dụng là: • Internet Explorer có sẵn trong Microsoft Windows, của Microsoft • Mozilla và Mozilla Firefox của Tập đoàn Mozilla • Netscape Navigator của Netscape • Opera của Opera Software • Safari trong Mac OS X, của Apple Computer • Maxthon của MySoft Technology • Avant Browser của Avant Force (Ý). Ở Việt Nam, Internet chính thức xuất hiện năm 1997, khi đó đặt dưới sự quản lý duy nhất của một nhà cung cấp dịch vụ là Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam: VNPT 1.1 Lịch sử phát triển của Internet Internet là mạng của các mạng máy tính trên phạm vi toàn thế giới, sử dụng giao thức có tên là TCP/IP để kết nối và truyền dữ liệu giữa các máy tính Năm 1969, mạng ARPAnet (tiền thân của Internet) được phát minh bởi các sinh viên các trường Đại học ở Mỹ. Mạng có tên gọi là ARPAnet vì được ARPA (the Advanced Research Projects Agency - Bộ phận Dự án Nghiên cứu Cao cấp của Bộ Quốc Phòng Mỹ) tài trợ kinh phí. Mạng nay ban đầu được phát triển với ý định phục vụ việc chia sẻ tài nguyên của nhiều máy tính, sau đó nó còn được dùng để phục vụ việc liên lạc, cụ thể nhất là thư điện tử (email).
Mạng ARPAnet được vận hành trên nguyên tắc không cần sự điều khiển trung tâm (without centralized control), cho phép nhiều người gửi và nhận thông tin cùng một lúc thông qua cùng một đường dẫn (dây dẫn, như dây điện thoại). Mạng ARPAnet dùng giao thức truyền thông TCP (Transmission Control Protocol). Sau đó, các tổ chức khác trên thế giới cũng bắt đầu triển khai các mạng nội bộ, mạng mở rộng, mạng liên tổ chức (inter-organization network). và nhiều chương trình ứng dụng, giao thức, thiết bị mạng.
ARPA tận dụng phát minh IP (Internetworking Protocol – giao thức liên mạng) để tạo thành giao thức TCP/IP - hiện nay đang sử dụng cho Internet. Ban đầu, Internet chỉ được sử dụng trong các trường đại học, viện nghiên cứu, sau đó quân đội bắt đầu chú trọng sử dụng Internet, và cuối cùng, chính phủ (Mỹ) cho phép sử dụng Internet vào mục đích thương mại. Ngay sau đó, việc sử dụng Internet đã bùng nổ trên khắp các châu lục với tốc độ khác nhau. WWW được phát minh sau Internet khá lâu.
Năm 1990, Tim Berners-Lee của CERN (the European Laboratory for Particle Physics – Phòng nghiên cứu Vật lý Hạt nhân Châu Âu) phát minh ra WWW và một số giao thức truyền thông chính yếu cho WWW, trong đó có HTTP (Hyper-text Transfer Protocol – giao thức truyền siêu văn bản) và URL (Uniform Resource Locator - địa chỉ Internet). Ngay 16 tháng 07 năm 2004 Tim Berners-Lee được Nữ Hoàng Anh phong tước Hiệp Sĩ vì đã có công lớn trong việc phát minh ra WWW và phát triển Internet toàn cầu. Sau đó, các tổ chức, cá nhân khác tiếp tục phát minh ra nhiều ứng dụng, giao thức cho WWW với các ngôn ngữ lập trình khác nhau, chương trình, trình duyệt trên các hệ điều hành khác nhau v. Tất cả làm nên WWW phong phú như ngay nay.2 Kiến trúc của một mạng internet: Internet là một liên mạng, tức là mạng của các mạng con.
Để kết nối hai mạng con với nhau, có hai vấn đề cần giải quyết : - Vấn đề thứ nhất: Về mặt vật lý, hai mạng con chỉ có thể kết nối với nhau khi có một thiết bị có thể kết nối với cả hai mạng này. Việc kết nối đơn thuần về vật lý chưa thể làm cho hai mạng con có thể trao đổi thông tin với nhau. - Vấn đề thứ hai: Thiết bị kết nối được về mặt vật lý với hai mạng con phải hiểu được cả hai giao thức truyền tin được sử dụng trên hai mạng con này và các gói thông tin của hai mạng con sẽ được gửi qua nhau thông qua thiết bị đó. Thiết bị này được gọi là cổng nối Internet (Internet Gateway) hay Bộ định tuyến (Router).
Khi kết nối mạng đã trở nên phức tạp hơn, các Router cần phải biết về sơ đồ kiến trúc của các mạng kết nối. Ví dụ trong hình sau đây cho thấy nhiều mạng được kết nối bằng 2 Router. Như vậy, Router R1 phải chuyển tất cả các gói thông tin đến một máy nằm ở mạng Net 2 hoặc Net 3. Với kích thước lớn như mạng Internet, việc các Router quyết định chuyển các gói thông tin cho các máy trong các mạng sẽ trở nên phức tạp hơn.
Để các Router có thể thực hiện được công việc chuyển một số lớn các gói thông tin thuộc các mạng khác nhau, người ta đề ra quy tắc là: các Router chuyển các gói thông tin dựa trên địa chỉ mạng nơi đến, chứ không phải dựa trên địa chỉ của máy nhận.