CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH Thời gian: 02h (LT: 01h; TH: 01h) A. Sau khi học xong phần này người học có khả năng: - Trình bày được lịch sử phát triển mạng máy tính, định nghĩa mạng máy tính, các loại mạng máy tính. - Nhận biết được các loại mạng; - Rèn luyện ý thức lao động, tác phong công nghiệp, có trách nhiệm và sáng tạo.
DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - VẬT LIỆU. Đơn Thông số kỹ Số TT Tên máy móc - thiết bị vị GHI thuật/Xuất xứ lượng tính CHÚ I Thiết bị. 1 Máy tính giáo viên Cái 1 2 Máy chiếu Cái 1 3 Máy tính Cái 3 4 Máy in Cái 1 5 Switch Cái 1 II Dụng cụ. 1 2 III Vật liệu 1 Phấn viết bảng MIC Viên 2 4 C.
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG MÁY TÍNH. Vào giữa những năm 50, những hệ thống máy tính đầu tiên ra đời sử dụng các bóng đèn điện tử nên kích thước rất cồng kềnh và tiêu tốn nhiều năng lượng. Việc nhập dữ liệu vào máy tính được thực hiện thông qua các bìa đục lỗ và kết quả được đưa ra máy in, điều này làm mất rất nhiều thời gian và bất tiện cho người sử dụng. Đến giữa những năm 60, cùng với sự phát triển của các ứng dụng trên máy tính và nhu cầu trao đổi thông tin với nhau, một số nhà sản xuất máy tính đã nghiên cứa chế tạo thành công các thiết bị truy cập từ xa tới các máy tính của họ, và đây chính là những dạng sơ khai của hệ thống mạng máy tính.
Đến đầu những năm 70, hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM ra đời cho phép mở rộng khả năng tính toán của các trung tâm máy tính đến các vùng ở xa. Đến giữa những năm 70, IBM đã giới thiệu một loạt các thiết bị đầu cuối được thiết kế chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng, thương mại. Thông qua dây cáp mạng các thiết bị đầu cuối có thể truy cập cùng một lúc đến một máy tính dùng chung. Đến năm 1977, công ty Datapoint Corporation đã tung ra thị trường hệ điều hành mạng của mình là “Attache Resource Computer Network” (Arcnet) cho phép liên kết các máy tính và các thiết bị đầu cuối lại bằng dây cáp mạng, và đó chính là hệ điều hành mạng đầu tiên.
GIỚI THIỆU MẠNG MÁY TÍNH. Khái niệm cơ bản. Nói một cách cơ bản, mạng máy tính là hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau theo một cách nào đó sao cho chúng có thể trao đổi thông tin qua lại với nhau. PC1 PC2 Hình 1.1: Mô hình mạng cơ bản.
5 Mạng máy tính ra đời xuất phát từ nhu cầu muốn chia sẻ và dùng chung dữ liệu. Không có hệ thống mạng thì dữ liệu trên các máy tính độc lập muốn chia sẻ với nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép qua đĩa mềm, CD ROM, … điều này gây rất nhiều bất tiện cho người dùng. Các máy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng: - Sử dụng chung các công cụ tiện ích. - Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung.
- Tăng độ tin cậy của hệ thống. - Trao đổi thông điệp, hình ảnh, - Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem …) - Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại. Đặc trưng kỹ thuật của mạng máy tính. Là thành tố quan trọng của một mạng máy tính, là phương tiện dùng để truyền các tín hiệu điện tử giữa các máy tính.
Các tín hiệu điệu tử đó chính là các thông tin, dữ liệu được biểu thị dưới dạng các xung nhị phân (ON_OFF), mọi tín hiệu truyền giữa các máy tính với nhau đều thuộc sóng điện từ, tuỳ theo tần số mà ta có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau. Đặc trưng cơ bản của đường truyền là giải thông nó biểu thị khả năng truyền tải tín hiệu của đường truyền. Thông thuờng người ta hay phân loại đường truyền theo hai loại: - Đường truyền hữu tuyến (các máy tính được nối với nhau bằng các dây cáp mạng). - Đường truyền vô tuyến: các máy tính truyền tín hiệu với nhau thông qua các sóng vô tuyền với các thiết bị điều chế/giải điều chế ớ các đầu mút.
Kỹ thuật chuyển mạch. Là đặc trưng kỹ thuật chuyển tín hiệu giữa các nút trong mạng, các nút mạng có chức năng hướng thông tin tới đích nào đó trong mạng, hiện tại có các kỹ thuật chuyển mạch như sau: - Mạng chuyển mạch kênh (circuit switched network): Khi có hai thực thể cần truyền thông với nhau thì giữa chúng sẽ thiết lập một kênh cố định và duy trì kết nối đó cho tới khi hai bên ngắt liên 6 lạc. Các dữ liệu chỉ truyền đi theo con đường cố định đó. Nhược điểm của chuyển mạch kênh là tiêu tốn thời gian để thiết lập kênh truyền cố định và hiệu suất sử dụng mạng không cao.
- Mạng chuyển mạch thông báo (message switched network): Thông báo là một đơn vị dữ liệu của người sử dụng có khuôn dạng được quy định trước. Mỗi thông báo có chứa các thông tin điều khiển trong đó chỉ rõ đích cần truyền tới của thông báo. Căn cứ vào thông tin điều khiển này mà mỗi nút trung gian có thể chuyển thông báo tới nút kế tiếp trên con đường dẫn tới đích của thông báo. Như vậy mỗi nút cần phải lưu giữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển trên thông báo, nếu thấy thông báo không gửi cho mình thì tiếp tục chuyển tiếp thông báo đi.
Tuỳ vào điều kiện của mạng mà thông báo có thể được chuyển đi theo nhiều con đường khác nhau. Ưu điểm của phương pháp này là: + Hiệu suất sử dụng đường truyền cao vì không bị chiếm dụng độc quyền mà được phân chia giữa nhiều thực thể truyền thông. + Mỗi nút mạng có thể lưu trữ thông tin tạm thời sau đó mới chuyển thông báo đi, do đó có thể điều chỉnh để làm giảm tình trạng tắc nghẽn trên mạng. + Có thể điều khiển việc truyền tin bằng cách sắp xếp độ ưu tiên cho các thông báo.
+ Có thể tăng hiệu suất sử dụng giải thông của mạng bằng cách gắn địa chỉ quảng bá (broadcast addressing) để gửi thông báo đồng thời tới nhiều đích. Nhược điểm của phương pháp này là: Không hạn chế được kích thước của thông báo dẫn đến phí tổn lưu giữ tạm thời cao và ảnh hưởng đến thời gian trả lời yêu cầu của các trạm. - Mạng chuyển mạch gói (packet switched network): Ở đây mỗi thông báo được chia ra thành nhiều gói nhỏ hơn được gọi là các gói tin (packet) có khuôn dạng qui định trước. Mỗi gói tin cũng chứa các thông tin điều khiển, trong đó có địa chỉ nguồn (người gửi) và địa chỉ đích (người nhận) của gói tin.
Các gói tin của cùng một thông báo có thể được gởi đi qua mạng tới đích theo nhiều con đường khác nhau. Phương pháp chuyển mạch thông báo và chuyển mạch gói là gần giống nhau. Điểm khác biệt là các gói tin được giới hạn kích thước tối đa sao cho các nút mạng (các nút chuyển mạch) có thể xử 7 lý toàn bộ gói tin trong bộ nhớ mà không phải lưu giữ tạm thời trên đĩa. Bởi vậy nên mạng chuyển mạch gói truyền dữ liệu hiệu quả hơn so với mạng chuyển mạch thông báo.
Tích hợp hai kỹ thuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói vào trong một mạng thống nhất được mạng tích hợp số ISDN (Integated Services Digital Network). Kiến trúc mạng. Kiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể hiện cách nối các máy tính với nhau và tập hợp các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Khi nói đến kiến trúc của mạng người ta muốn nói tới hai vấn đề là hình trạng mạng (Network topology) và giao thức mạng (Network protocol) - Network Topology: Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tô pô của mạng.
Các hình trạng mạng cơ bản đó là: hình sao, hình bus, hình vòng - Network Protocol: Tập hợp các quy ước truyền thông giữa các thực thể truyền thông mà ta gọi là giao thức (hay nghi thức) của mạng. Các giao thức thường gặp nhất là : TCP/IP, NETBIOS, IPX/SPX,. Hệ điều hành mạng. Hệ điều hành mạng là một phần mềm hệ thống có các chức năng sau: Quản lý tài nguyên của hệ thống, các tài nguyên này gồm: - Tài nguyên thông tin (về phương diện lưu trữ) hay nói một cách đơn giản là quản lý tệp.
Các công việc về lưu trữ tệp, tìm kiếm, xoá, copy, nhóm, đặt các thuộc tính đều thuộc nhóm công việc này. - Tài nguyên thiết bị. Điều phối việc sử dụng CPU, các ngoại vi. để tối ưu hoá việc sử dụng.
- Quản lý người dùng và các công việc trên hệ thống. Hệ điều hành đảm bảo giao tiếp giữa người sử dụng, chương trình ứng dụng với thiết bị của hệ thống. Cung cấp các tiện ích cho việc khai thác hệ thống thuận lợi (ví dụ FORMAT đĩa, sao chép tệp và thư mục, in ấn chung .) 8 Các hệ điều hành mạng thông dụng nhất hiện nay là các hệ điều hành của Microsoft, Unix, Linus, Novell,. Giao thức mạng.
Giao thức mạng là tập hợp tất cả các quy tắc, quy ước để đảm bảo cho các máy tính trên mạng có thể giao tiếp với nhau gọi là giao thức. Như vậy các máy trên mạng muốn giao tiếp với nhau thì phải có chung một giao thức. Một máy tính tương tác với thế giới thông qua một hoặc nhiều ứng dụng. Những ứng dụng này thực hiện các nhiệm vụ cụ thể và quản lý dữ liệu ra và vào.
Nếu máy tính đó là một phần của hệ thống mạng, thì một trong số các ứng dụng trên sẽ có thể giao tiếp với các ứng dụng trên các máy tính khác thuộc cùng hệ thống mạng. Bộ giao thức mạng là một hệ thống các quy định chung giúp xác định quá trình truyền dữ liệu phức tạp. Dữ liệu đi từ ứng dụng trên máy này, qua phần cứng mạng của máy, tới bộ phận trung gian và đến nơi nhận, thông qua phần cứng của máy tính đích rồi tới ứng dụng 1. Phân biệt các loại mạng.
Phương thức kết nối mạng được sử dụng chủ yếu trong liên kết mạng. Có hai phương thức chủ yếu, đó là điểm - điểm và điểm - nhiều điểm. − Với phương thức "điểm - điểm", các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để nối các cặp máy tính lại với nhau.
