CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG INTERNET VÀ GIAO THỨC TELNET 1.1 Giới thiệu về mạng máy tính toàn cầu Internet 1.1 Mạng máy tính Mạng máy tính là hệ thống các máy tính độc lập được kết nối với nhau. Hai máy tính được gọi là được kết nối với nhau nếu chúng có khả năng trao đổi thông tin. Sự kết nối có thể thông qua dây dẫn, tia Laser, sóng điện từ hay vệ tinh viễn thông. Việc kết nối các máy tính có những ưu điểm sau đây: - Sử dụng chung tài nguyên: Dữ liệu, chương trình và các thiết bị có thể được dùng chung bởi người dùng từ các máy tính trên mạng.
- Tăng độ tin cậy của hệ thống thông tin: Nếu một máy tính hay một đơn vị dữ liệu nào đó bị hỏng thì luôn có thể sử dụng một máy tính khác hay một bản sao khác của dữ liệu, nhờ đó, khả năng mạng bị ngừng sử dụng được giảm thiểu. - Tạo ra môi trường truyền thông mạnh giữa nhiều người 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 như ngày nay. - Tiết kiệm chi phí: Do tài nguyên được dùng chung, hệ thống tin cậy hơn nên chi phí thiết bị và bảo dưỡng của mạng máy tính thấp hơn so với trường hợp máy tính riêng lẻ. Liên mạng máy tính (Internetworking hay Internet) là một công nghệ được đưa 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 -4- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com một cách độc lập với liên kết vật lý của mạng. Một liên mạng đã khá quen thuộc với chúng ta là mạng Internet 1.2 Mạng Internet Internet là một tổ hợp hàng triệu máy được kết nối với nhau thông qua giao thức TCP/IP 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 thư điện tử (Email), các File đồ hoạ đến Video và còn nhiều thông tin khác được cung cấp bởi những người sử dụng Internet. Những máy chủ (Host) mạnh thường sử dụng những hệ điều hành đa nhiệm, ví dụ như UNIX, để người sử dụng kết nối vào. Những máy chủ được định vị tại các điểm như thư viện, các trường đại học, các tổ chức, các đại lý, các công ty trên toàn thế giới.
Những máy chủ này được kết nối với nhau qua đường điện thoại và chỉ mất khoảng 640/1000 giây để bắt đầu nhận thông báo từ Bắc Mỹ tới Nam cực.1 Các dịch vụ mức ứng dụng ban đầu trên Internet - Thư điện tử (Electronic mail) Cho phép người dùng ngồi trước máy tính tại nhà mình gửi E-mail tới bất cứ ai ở đâu trên thế giới nếu họ có địa chỉ E-mail. Họ có thể tham gia các nhóm thảo luận (Discussion group) về những đề tài khác nhau hay bắt đầu một nhóm mới về những chủ đề mà họ ưa thích. - Truyền file (File Transfer) Nếu cần một chương trình phần mềm mới như các tiện ích nén file, các chương trình diệt virus, một phần mềm trò chơi, hình ảnh hay âm thanh, người dùng có thể tải xuống bất cứ lúc nào với File Transfer. -5- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Truy nhập từ xa (Remote login) Có lẽ điều thú vị nhất trong các ứng dụng của Internet là Remote login, nó cho phép người dùng kết nối vào một máy tính ở xa như một trạm cuối để sử dụng máy tính đó.2 Dịch vụ mức mạng của Internet Một lập trình viên viết chương trình ứng dụng trên Internet cần có một cái nhìn khác với người chỉ đơn giản sử dụng dịch vụ Internet.
Ở tầng mạng, Internet cung cấp 2 kiểu dịch vụ mà các ứng dụng của Internet thường dùng đó là: - Dịch vụ truyền không kết nối (Connectionless Paket Delivery Service) là một phương 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 ưu điểm là nếu một đường đi bị bận hoặc bị đứt, thì các gói có thể được truyền theo một đường 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.3 Giao thức truyền thông và mô hình tham chiếu OSI 1.1 Giao thức truyền thông Các máy tính trên mạng có thể trao đổi thông tin với nhau thông qua một bộ những phần mềm cùng làm việc theo một chuẩn nào đó.
Giao thức truyền thông (Protocol) là tập hợp các quy tắc quy định phương thức truyền nhận thông tin giữa các máy tính trên mạng. Các mạng máy tính hiện đại được 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 thường -6- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com được chia làm các tầng (Layer), mỗi tầng được xây để dựng dựa trên dịch vụ của tầng dưới nó và cung cấp dịch vụ cho tầng cao hơn.2 Mô hình tham chiếu OSI(Open Systems Interconect Referent model) Mô hình mạng máy tính do tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (International Standard Organization - ISO) đưa ra năm 1983 được gọi là mô hình tham chiếu các hệ thống mở (Open Systems Interconect referent model - OSI). Mô hình tham chiếu OSI chứa 7 tầng mô tả chức năng của giao thức truyền thông.
Mỗi tầng của mô hình OSI miêu tả một chức năng được thực hiện khi dữ liệu di chuyển giữa các ứng dụng giữa các mạng. Virtual Communication Application Application Presentation Presentation Session Session Transport Transport Network Network Data Link Data Link Physical Physical Hình 1. Mô hình tham chiếu OSI -7- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các lớp giao thức được xếp chồng lớp nọ trên lớp kia. Chính sự xuất hiện của nó, cấu trúc thường được gọi là Stack hoặc giao thức xếp chồng.
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 được tổ chức thành một tập các tầng đồng mức cung cấp chức năng như 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 được 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 - FTP) và giao thức thư điện tử (Simple Mail Transfer Protocol - SMTP) đều cung cấp dịch vụ cho người 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 tương đương trên hệ thống khác). Mỗi mức phải được chuẩn hoá để giao tiếp với mức tương đương 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 dưới 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 tương đương trên một máy khác. Tầng cao hơn dựa vào tầng thấp hơn để chuyển dữ liệu qua mạng phía dưới. Dữ liệu chuyển xuống ngăn xếp từ tầng này xuống tầng thấp hơn cho tới khi được 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 dưới 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 được bổ sung mà không cần viết lại các phần mềm ứng dụng.
-8- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tầng vật lý (Physical layer) - Tầng vật lý liên quan tới việc truyền dòng bit giữa các máy bằng kênh truyền thông vật lý, ở đây, cấu trúc của dữ liệu không được quan tâm đến. - Việc thiết kế tầng vật lý cần quan tâm đến các vấn đề về ghép nối cơ khí, điện tử, thủ tục và môi trường truyền tin bên dưới nó, ví dụ mức điện áp tương ứng với bit 0 - 1, thời gian tồn tại của xung. Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer) - Liên kết, thiết lập, duy trì, huỷ bỏ các liên kết dữ liệu là nhiệm vụ của tầng liên kết dữ liệu. - Ngoài ra tầng liên kết dữ liệu còn kiểm soát lỗi đường truyền, thông lượng.
Tầng này thực hiện việc đóng gói thông tin gửi thành các frame, gửi các frame một cách tuần tự đi trên mạng, xử lý các thông báo xác nhận (Acknowledgement frame) do bên nhận gửi về. Xác định ranh giới giữa các frame bằng cách ghi một số byte đặc biệt vào đầu và cuối frame. Giải quyết vấn đề thông lượng truyền giữa bên gửi và bên nhận (Vấn đề này có thể được giải quyết bởi một số lớp trên). Tầng mạng (Network layer) - Vấn đề chủ chốt của tầng mạng là routing (dẫn đường), định rõ các gói tin (packet) được truyền theo những con đường nào từ nguồn đến đích.
Các con đường này có thể cố định, ít bị thay đổi, được thiết lập khi bắt đầu liên kết hay động (dynamic) thay đổi tuỳ theo trạng thái tải của mạng. - Nếu có nhiều gói tin truyền trên mạng có thể xảy ra tình trạng tắc nghẽn, tầng mạng phải giải quyết vấn đề này. - Thực hiện chức năng giao tiếp với các mạng bao gồm việc đánh lại địa chỉ, cắt hợp gói tin cho phù hợp với các mạng. -9- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ngoài ra tầng mạng còn thực hiện một số chức năng kế toán, ví dụ, một số Firewall (Packet Filtering) được cài đặt trên tầng này để thống kê số lượng các 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 nút (end-to-end): Bắt đầu từ tầng này, các thực thể đã có thể nói chuyện một cách logic với nhau.