Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử ra đời và phát triển của mạng Internet 1.1 Sự ra đời của mạng Internet Ba thế kỷ trước mỗi thế kỷ có một công nghệ phát triển vượt trội. Thế kỷ 18 là kỷ nguyên cách mạng của các hệ thống máy móc công nghiệp. Thế kỷ 19 là thế kỷ của các dây chuyền máy móc. Trong thế kỷ 20, công nghệ then chốt là thu thập, xử lý và phân phát thông tin nhờ vào sự ra đời và phát triển của công nghiệp máy tính.
Để đáp ứng nhu cầu chia sẽ thông tin nhanh chóng bằng máy tính, công nghệ ghép nối các máy tính lại với nhau xuất hiện, gọi là mạng máy tính. Sự xuất hiện của mạng máy tính đã làm thay đổi lớn diện mạo của thế giới. Mặt dù công nghiệp máy tính vẫn còn trẻ so với các ngành công nghệp khác (như ô tô, máy bay), máy tính có sự phát triển thần kỳ trong thời gian ngắn. Trong hai thập kỷ đầu tồn tại, các hệ thống máy tính có sự tập trung cao, thường trong phòng đơn lớn.
Một công ty trung bình, một trường đại học có thể có một hoặc hai máy, trong khi các cơ quan lớn chỉ có nhiều nhất là vài tá máy tính. Sự kết hợp máy tính và truyền thông tạo ra một động lực mạnh mẽ trong cách tổ chức một hệ thống máy tính. Khái niệm "máy tính trung tâm" như một phòng với một máy tính lớn cho các người dùng sử dụng chung hiện nay đã lỗi thời. Mô hình cũ của máy tính đơn phục vụ tất cả việc tính toán cần thiết của tổ chức được thay bằng một lượng lớn các máy tính được kết nối để thực hiện công việc.
Những hệ thống này được gọi là mạng máy tính. Từ khi ra đời mạng máy tính đã phát triển mạnh mẽ, theo nhiều hướng khác nhau, với nhiều công nghệ và quy mô khác nhau. Một nhu cầu cần thiết LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 16 tiếp theo là làm sao để các mạng có công nghệ và quy mô khác nhau có thể liên hệ, chia sẽ thông tin với nhau một cách dễ dàng và hiệu quả, các liên mạng ra đời từ đòi hỏi khách quan đó. Các liên mạng phát triển trên phạm vi toàn thế giới và hợp thành một liên mạng lớn, gọi là mạng Internet.
Hiện nay, mạng Internet là mạng rất hữu ích của xã hội loài người. Đáp ứng được phần lớn nhu cầu trao đổi thông tin của toàn xã hội. Internet là không phải chỉ là một mạng, nó là một tập rất lớn các mạng khác nhau sử dụng chung bộ giao thức TCP/IP và cung cấp các dịch vụ thông dụng có tính chắc chắn. Nó là một hệ thống đặc biệt, nó không được lập kế hoạch trước bởi bất kỳ ai và cũng không chịu sự điều khiển của bất kỳ ai.
Để dễ hiểu hơn về nó, chúng ta bắt đầu từ đầu và xem xét chúng phát triển như thế nào và tại sao. Qua quá trình nghiên cứu phát triển cuối những năm 60 mạng ARPANET ra đời ở đại học Berkely, bang Califonia (Mỹ). Mạng này bao gồm nhiều máy tính cỡ trung được gọi là các IMP (Interface Message Processors), chúng được nối với nhau qua các đường truyền có tốc độ 56- kbps. Để tạo được tính tin cậy cao mỗi IMP được nối tới ít nhất hai IMP khác.
Mạng này là mạng sử dụng cơ chế truyền theo gói (datagram), do đó nếu một số đường nối bị hỏng thì các thông điệp có thể tự động định tuyến lại theo đường khác. Mỗi nút của mạng bao gồm một IMP và host, thường đặt trong cùng phòng, được nối bằng cáp ngắn. Một host có thể gửi thông điệp lên đến 8063 bit tới IMP của nó, sau đó thông điệp được chia nhỏ thành các gói nhỏ hơn, mỗi gói lớn nhất là 1008 bit và chuyển chúng đến đích một cách độc lập. Mỗi gói được nhận tại bên nhận một cách đúng đắn sau khi được chuyển tiếp qua các nút trung gian.
Như vậy, mạng này là mạng điện tử đầu tiên sử dụng chuyển mạch gói theo kiểu lưu-và-chuyển tiếp (store-and-forward). LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 17 Phần mềm được chia thành hai phần: cho mạng và cho các host. Phần mềm dành cho mạng được cài đặt cho đầu cuối phía IMP của kết nối host- IMP, cho giao thức IMP-IMP và cho giao thức trao đổi giữa một IMP nguồn và một IMP đích theo hướng hoàn thiện dần tính tin cậy. Phần mềm dành cho các host được cài đặt cho đầu cuối phía host của kết nối host-IMP, cho giao thức host-host và các phần mềm ứng dụng.1 là sơ đồ thiết kế của mạng ARPANET lúc mới ban đầu.1 Mạng ARPANET lúc thiết kế Trong quá trình phát triển, ARPA cho nghiên cứu sử dụng mạng vệ tinh và mạng di động sử dụng sóng radio, kết nối vào ARPANET.
Các thí nghiệm cho thấy giao thức ARPANET không thích hợp cho việc chạy trên các mạng phức hợp. Qua nhiều nghiên cứu về giao thức, năm 1974 Cerf và Kahn đã phát minh ra mô hình TCP/IP và các giao thức hoạt động trên nó. TCP/IP được thiết kế đặc biệt cho việc liên lạc thông qua liên mạng. Số lượng các mạng, các máy và người dùng nối đến ARPANET tăng trưởng rất nhanh sau khi TCP/IP trở thành giao thức chính thức vào ngày 1 tháng 1 năm 1983.
Nhiều mạng vùng khác kết nối với ARPANET, các kết nối không còn trên phạm vi nước Mỹ nữa mà nối sang Canada, Châu Âu,. Khoảng giữa những năm 1980, mọi người mới xem tập hợp các mạng này như là một liên mạng, và sau đó như là Internet. Mô hình tham chiếu TCP/IP LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 18 và chồng giao thức TCP/IP trở thành "keo dán" gắn kết các mạng để trở thành liên mạng Internet. Mỗi máy tính trên Internet chạy bằng chồng giao thức TCP/IP, có một địa chỉ IP, và có thể gửi các gói IP đến tất cả các máy khác trên Internet.
Để có thể kết nối hàng triệu máy tính cá nhân vào Internet các nhà cung cấp dịch vụ Internet sử dụng modem, mỗi modem được gán một địa chỉ IP tạm thời, và gửi gói các IP đến máy các host trên Internet. Chúng được xem như các máy trên Internet khi chúng còn kết nối đến bộ định tuyến của nhà cung cấp dịch vụ. Như vậy chúng ta có thể kết nối Internet bằng các máy tính cá nhân thông qua nhà cung cấp dịch vụ Internet. Các ứng dụng truyền thống trên Internet đã được khai thác ngay từ thời kỳ đầu (trước năm 1990), gồm có bốn ứng dụng chính: 1.
Cho phép soạn, gửi và nhận các thư điện tử trong mạng, nó xuất hiện trong những ngày đầu của ARPANET và được nhiều người ưa chuộng. Các nhóm thiết kế diễn đàn đăng các thông tin công cộng và có thể trao đổi các thông điệp. Đăng nhập từ xa. Sử dụng các chương trình telnet, rlogin, ssh, người sử dụng ở bất kỳ đâu trên Internet cũng có thể đăng nhập đến các máy tính khác khi có một tài khoản.
Sử dụng chương trình FTP, người dùng có thể sao chép các tập tin từ một máy trên Internet đến máy khác. Vào đầu thập niên 90 của thế kỷ trước, Internet đã được sử dụng rộng rãi trong các trường học, các tổ chức chính quyền và trong cộng đồng các nhà nghiên cứu khoa học. Các ứng dụng mới trên Internet cũng phát triển, đặc biệt là ứng dụng WWW (World Wide Web). Sau khi ra đời, ứng dụng này làm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 19 thay đổi nhiều về khả năng ứng dụng Internet trong đời sống xã hội.
Dịch vụ WWW không làm thay đổi gì về cơ bản của mạng nhưng làm cho người dùng dễ sử dụng hơn. Nó cho phép một nơi (site) có thể đặt nhiều trang thông tin chứa văn bản, hình ảnh, âm thanh, và cả video bằng cách nhúng vào các liên kết đến các trang khác. Sự tăng trưởng nhanh chóng của dịch vụ WWW trong những năm 90 của thế kỷ trước có sự đóng góp của những công ty dịch vụ Internet - ISP (Internet Service Provider). Đây là các công ty cung cấp cho người dùng kết nối đến Internet và khả năng truy cập các dịch vụ e-mail, WWW và nhiều dịch vụ khác.
Những công ty này ký hợp đồng với hàng chục triệu người dùng mới mỗi năm, ở thời điểm những năm cuối thập niên 90 thế kỷ trước, đã làm thay đổi hoàn toàn tính chất của mạng từ phục vụ cho nghiên cứu và quân sự trở thành phục vụ lợi ích công cộng, giống như hệ thống điện thoại. Hiện nay số lượng người sử dụng Internet trên toàn thế giới là rất lớn, khoảng hàng trăm triệu người đến hàng tỷ người.2 Các mô hình tham chiếu Các mạng máy tính hiện đại được thiết kế bằng cách phân chia cấu trúc ở mức độ cao nhằm làm giảm độ phức tạp của việc thiết kế; mạng được chia thành các tầng (layer), hay còn gọi là các mức hoặc lớp, mỗi tầng xây dựng dựa trên tầng bên dưới nó. Trong các mạng khác nhau, số tầng, tên các tầng, nội dung của các tầng và chức năng của các tầng có thể khác nhau; tuy nhiên, mục đích của mỗi tầng là sử dụng các dịch vụ do các tầng bên dưới cung cấp, để cung cấp những dịch vụ nhất định cho tầng cao hơn, sao cho tầng này khi sử dụng các dịch vụ của nó, không cần phải quan tâm tới các thao tác chi tiết mà các dịch vụ phải thực hiện. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 20 Việc truyền thông trên mạng ngày càng phát triển mạnh.
Vì vậy, việc chuẩn hóa cơ chế truyền thông là nhiệm vụ cần thiết. Chính vì thế các chuẩn truyền thông mạng ra đời, chúng còn được gọi là mô hình tham chiếu, làm cơ sở chung cho các nhà thiết kế dựa vào khi thiết kế mạng. Hai mô hình tham chiếu quan trọng nhất là ISO OSI và TCP/IP sẽ được trình bày dưới đây.1 Mô hình tham chiếu ISO OSI Mô hình OSI (Open Systems Interconnection), được minh họa trên hình 1.2, dựa trên đề xuất của tổ chức chuẩn quốc tế ISO (International Standards Organization), năm 1983, là bước đầu của sự chuẩn hóa các giao thức sử dụng nhiều tầng, nó được điều chỉnh lại vào năm 1995. Mô hình này được gọi là mô hình tham chiếu ISO OSI bởi vì nó xử lý kết nối các hệ thống mở, là các hệ thống cho phép mở trong việc liên lạc với các hệ thống khác.
Thường gọi tắt là mô hình OSI. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Mô hình tham chiếu OSI Mô hình OSI có bảy tầng.