CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 5: kết quả nhận xét đánh giá. Chương này sẽ thể hiện quá trình thi công, hình ảnh minh họa cho kết quả đạt được, đưa ra nhận xét cho mỗi phần. Chương 6: kết luận hướng phát triển Chương này chúng ta sẽ đánh giá kết quả đã làm được, đưa ra hướng dẫn sử dụng và hướng phát triển đề tài.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2.1 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG INTERNET Ngày nay, mạng internet không còn xa lạ với chúng ta nữa. Nó ngày càng lan rộng và kết nối tất cả các vùng miền của nước ta và toàn cầu. Thông qua mạng internet chúng ta có thể nâng cao hiểu biết, thực hiện các công việc hàng ngày để phục vụ cho nhu cầu của cuộc sống như: xem phim, nghe nhạc, mua sắm, điều khiển từ xa… Ứng dụng internet trong điều khiển thiết bị từ xa ngày càng phát triển và áp dụng nhiều trong cuộc sống.
Ví dụ trước khi trở về nhà từ cơ quan, bạn chỉ cần bấm vào nút “Về nhà” trên webserver hoặc điện thoại di động, bình nóng lạnh sẽ bật, hệ thống quạt thông gió, điều hòa nhiệt độ sẽ khởi động… để khi bạn về đến nhà, tất cả đã sẵng sàng phục vụ. Để tạo nên ứng dụng như vậy người thiết kế cần phải có kiến thức về mạng, am hiểu về phần cứng và có khả năng lập trình.1 Phương thức kết nối mạng Phương thức kết nối mạng được sử dụng chủ yếu trong liên kết mạng, có hai phương thức chủ yếu là: Phương thức điểm - điểm: các đường truyền riêng biệt được thiết lập để nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền và nhận trực tiếp dữ liệu hoặc có thể làm trung gian như lưu trữ những dữ liệu mà nó nhận được rồi sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác để dữ liệu đó đạt tới đích. Phương thức đa điểm: tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền vật lý.
Dữ liệu được gửi đi từ một máy tính sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính còn lại, bởi vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi máy tính căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình không nếu đúng thì nhận còn nếu không thì bỏ qua. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5 do an CHƯƠNG 2.2 Mạng toàn cầu internet Mạng toàn cầu Internet là một tập hợp gồm hàng vạn mạng trên khắp thế giới. Mạng Internet bắt nguồn từ một thử nghiệm của Cục quản lý các dự án nghiên cứu tiên tiến (Advanced Research Projects Agency–ARPA) thuộc bộ quốc phòng Mỹ đã kết nối thành công các mạng máy tính cho phép các trường đại học và các công ty tư nhân tham gia vào các dự án nghiên cứu. Về cơ bản, Internet là một liên mạng máy tính giao tiếp dưới cùng một bộ giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).
Giao thức này cho phép mọi máy tính trên mạng giao tiếp với nhau một cách thống nhất giống như một ngôn ngữ quốc tế mà mọi người sử dụng để giao tiếp với nhau hàng ngày. Số lượng máy tính kết nối mạng và số lượng người truy cập vào mạng Internet trên toàn thế giới ngày càng tăng lên nhanh chóng, đặc biệt từ những năm 90 trở đi. Mạng Internet không chỉ cho phép chuyển tải thông tin nhanh chóng mà còn giúp cung cấp thông tin, nó cũng là diễn đàn và là thư viện toàn cầu đầu tiên.3 Giao thức TCP/IP TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất với nhau.Ngày nay, TCP/IP được sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng như trênmạng internet toàn cầu. Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP: Hình 2.1: Cấu trúc dữ liệu trong TCP/IP TCP/IP gồm bốn tầng như sau: Tầng liên kết mạng (Network Access Layer): là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP, bao gồm các thiết bị giao tiếp mạng và chương trình cung cấp các thông tin BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6 do an CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT cần thiết để có thể hoạt động, truy nhập đường truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó. Tầng Internet (Internet Layer): xử lý quá trình truyền gói tin trên mạng. Các giao thức của tầng này bao gồm: IP (internet protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Message Protocol). TCP cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó sử dụng các cơ chế như chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thước thích hợp cho tầng mạng bên dưới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thời gian time-out để đảm bảo bên nhận biết được các gói tin đã gửi đi.
Tầng giao vận (Host-to-Host Transport Layer): kết hợp các khả năng truyền thông điệp trực tiếp, không phụ thuộc vào mạng bên dưới, kèm theo kiểm soát lỗi, phân mảnh và điều khiển lưu lượng. Tầng ứng dụng (Application Layer): là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiến trình và các ứng dụng cung cấp cho người sử dụng để truy cập mạng. Có rất nhiều ứng dụng được cung cấp trong tầng này, phổ biến là: Telnet: sử dụng trong việc truy cập mạng từ xa, FTP (File Transfer Protocol): dịch vụ truyền tệp, Email: dịch vụ thư tín điện tử, WWW (world wide web). Trong TCP/IP khi truyền dữ liệu, quá trình tiến hành từ tầng trên xuống tầng dưới, qua mỗi tầng dữ liệu được thêm vào một thông tin điều khiển được gọi là phần header.
Khi nhận dữ liệu thì quá trình xảy ra ngược lại, dữ liệu được truyền từ tầng dưới lên và qua mỗi tầng thì header tương ứng được lấy đi và khi đến tầng trên cùng thì dữ liệu không còn phần phần header nữa. Quá trình truyền/nhận qua giao thức TCP/IP được mô tả: Hình 2.2: Quá trình đóng/mở gói dữ liệu trong TCP/IP BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tại các tầng khác nhau dữ liệu được mang những thuật ngữ khác nhau: Trong tầng ứng dụng dữ liệu là các luồng được gọi là stream. Trong tầng giao vận, đơn vị dữ liệu mà TCP gửi xuống tầng dưới gọi là TCP segment.
Trong tầng mạng, dữ liệu mà IP gửi tới tầng dưới được gọi là IP data gram. Trong tầng liên kết, dữ liệu được truyền đi gọi là frame. Giao thức liên mạng IP là một trong những giao thức quan trọng nhất của bộ giao thức TCP/IP. Mục đích của giao thức liên mạng IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu.
IP là giao thức cung cấp dịch vụ phân phát datagram theo kiểu không liên kết và không tin cậy nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu, không đảm bảo rằng IP datagram sẽ tới đích và không duy trì bất kỳ thông tin nào về những datagram đã gửi đi.3: Dữ liệu trong IP 2.4 Cập nhật địa chỉ IP và kết nối ADSL Khi sử dụng kết nối ADSL để kết nối Internet chúng ta thường quan tâm tới việc kết nối ra ngoài internet mà ít quan tâm tới việc liệu có thể kết nối từ ngoài internet về modem và các tài nguyên ở bên trong mạng nội bộ hay không. Một kỹ thuật cho phép bạn có thể kết nối từ ngoài internet về modem và có thể sử dụng các tài nguyên bên trong mạng nội bộ thông qua kết nối ADSL. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 8 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.4: Mô tả cấp phát địa chỉ IP.
Khi modem ADSL kết nối tới nhà cung cấp (ISP) thì nó được cấp một địa chỉ IP, địa chỉ này có giá trị trên internet và nếu biết được địa chỉ này thì ở bên ngoài bạn có thể kết nối đến modem này thông qua internet. Nhưng lại có một vấn đề nảy sinh là mỗi khi tắt bật modem thì nó lại được cấp một địa chỉ IP khác (IP do ISP cấp cho modem là IP động). Do vậy rất khó có thể biết được hiện giờ modem của mình đang được cấp địa chỉ là bao nhiêu. Để giải quyết vấn đề này chúng ta sử dụng giải pháp cập nhật động tên miền (DynDNS) tức là chúng ta sẽ sử dụng một nhà cung cấp tên miền miễn phí, tạo ra một Host (một tên) gắn vào các đuôi miễn phí của nhà cung cấp và dùng công cụ cập nhật địa chỉ IP động của modem tại thời điểm hiện tại do ISP cung cấp vào Host chúng ta tạo ra (gọi là Dynamic Update DNS, công cụ này cũng được các nhà cung cấp DynDNS cung cấp miễn phí).
Mỗi khi có sự thay đổi địa chỉ IP của Modem thì DynDNS sẽ có nhiệm vụ cập nhật vào Host mà chúng ta tạo ra. Và kể từ bây giờ khi đi ra ngoài internet chỉ cần nhớ tên Host mà chúng ta đã tạo ra để sử dụng mà không cần quan tâm tới địa chỉ IP tức thời của Modem nữa.5 Chuẩn ethernet Các chuẩn Ethernet đều hoạt động ở tầng Data Link vì thế đơn vị dữ liệu mà các trạm trao đổi với nhau là các khung (frame).5: Cấu trúc khung tin Ethernet BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 9 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Preamble: trường này đánh dấu sự xuất hiện của khung bit, nó luôn mang giá trị 10101010. Từ nhóm bit này, phía nhận có thể tạo ra xung đồng hồ 10MHz.
SFD (start frame delimiter): trường này mới thực sự xác định sự bắt đầu của 1 khung. Nó luôn mang giá trị 10101011. Các trường Destination và Source: mang địa chỉ vật lý của các trạm nhận và gửi khung, xác định khung được gửi từ đâu và sẽ được gửi tới đâu. LEN: giá trị của trường nói lên độ lớn của phần dữ liệu mà khung mang theo.
FCS mang CRC (cyclicre dundancy checksum): phía gửi sẽ tính toán trường này trước khi truyền khung. Phía nhận tính toán lại CRC này theo cách tương tự. Nếu hai kết quả trùng nhau, khung được xem là nhận đúng, ngược lại khung coi như là lỗi và bị loại bỏ. Mỗi giao tiếp mạng Ethernet được định danh duy nhất bởi 48 bit địa chỉ.
Đây là địa chỉ được ấn định khi sản xuất thiết bị, gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control Address). Địa chỉ MAC được biểu diễn bởi các chữ số hexa (hệ cơ số 16). Địa chỉ MAC được chia làm 2 phần: 3 octet đầu xác định hãng sản xuất, chịu sự quản lý của tổ chức IEEE. 3 octet sau do nhà sản xuất ấn định.
Kết hợp ta sẽ có một địa chỉ MAC duy nhất cho một giao tiếp mạng Ethernet. Địa chỉ MAC được sử dụng làm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích trong khung Ethernet.