CHƯƠNG 1 : MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1. Mạng máy tính là hệ thống các máy tính hoặc thiết bị ngoại vi được kết nối với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn như cáp, sóng điện từ, tia hồng ngoại… Giúp cho các thiết bị này có thể trao đổi dữ liệu với nhau một cách dễ dàng. Khác với các trạm truyền hình gửi thông tin đi, các mạng máy tính luôn hai chiều, sao cho khi máy tính A gửi thông tin tới máy tính B thì B ngoài nhận được thông tin còn có thể trả lời lại A. 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 vời nhau phải thông qua việc in ấn hay sao chép trên đĩa mềm, CD Rom… điều này gây nhiều bất tiện cho người dùng. Từ các máy tính riêng rẽ, độc lập với nhau, nếu ta kết nối chúng lại thành mạng máy tính thì chúng có thêm những ưu điểm sau: + Nhiều người có thể dùng chung một phần mềm tiện ích. + Một nhóm người cùng thực hiện một đề án nếu nối mạng họ sẽ dùng chung dữ liệu của đề án, dùng chung tệp tin chính (master file) của đề án, họ trao đổi thông tin với nhau dễ dàng. + Dữ liệu được quản lý tập trung nên an toàn hơn, trao đổi giữa những người sử dụng thuận lợi hơn, nhanh chóng hơn.
+ Có thể dùng chung các thiết bị ngoại vi hiếm, đắt tiền … + Người sử dụng trao đổi với nhau thư tín dễ dàng (Email) và có thể sử dụng mạng như là một công cụ để phổ biến tin tức, thông báo về một chính sách mới, về nội dung buổi họp, về các thông tin kinh tế khác như giá cả thị trường, tin rao vặt hoặc sắp xếp thời khoá biểu của mình chen lẫn với thời khoá biểu của các người khác … Một số người sử dụng không cần phải trang bị máy tính đắt tiền (chi phí thấp mà các chức năng lại mạnh). Mạng máy tính cho phép người lập trình ở một trung tâm máy tính này có thể sử dụng các chương trình tiện ích của các trung tâm máy tính khác còn rỗi, sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống. Rất an toàn cho dữ liệu và phần mềm vì phần mềm mạng sẽ khoá các tệp khi có những người không đủ quyền truy xuất các tệp tin và thư mục đó.1: Mô hình truyền dữ liệu từ xa đầu tiên. MÔ HÌNH MẠNG.
Mạng máy tính là một hệ thống gồm nhiều máy tính và các thiết bị được kết nối với nhau bởi đường truyền vật lý theo một kiến trúc (Network Architecture) nào đó nhằm thu thập, trao đổi dữ liệu và chia sẻ tài nguyên cho nhiều người sử dụng. Một máy tính trên mạng có thể thuộc một trong ba loại như sau: 3 Máy trạm (Client): Không cung cấp tài nguyên mà chỉ sử dụng tài nguyên từ mạng. Máy chủ (Server): Cung cấp tài nguyên và các dịch vụ cho các máy trên mạng. Peer: Sử dụng tài nguyên và đồng thời cũng cung cấp tài nguyên cho mạng.
Dựa vào cách mà các máy tính được nối vào mạng cũng như cách mà chúng tương tác với mạng và với nhau, mạng máy tính được chia làm ba mô hình cơ bản như sau: 1. Mô hình trạm - chủ (Client - Server). Các máy trạm được nối với các máy chủ, nhận quyền truy nhập mạng và tài nguyên mạng từ các máy chủ. Đối với Windows NT các máy được tổ chức thành các miền (domain).
An ninh trên các domain được quản lý bởi một số máy chủ đặc biệt gọi là domain controller. Trên domain có một master domain controller được gọi là PDC (Primary Domain Controller) và một BDC (Backup Domain Controller) để đề phòng trường hợp PDC gặp sự cố. Mô hình phần mềm Client/Server là mô hình giải pháp phần mềm cho việc khắc phục tình trạng quá tải trên mạng và vượt qua những ngăn cách về sự khác nhau trong cấu trúc vật lý cũng như hệ điều hành của các hệ thống máy tính khác nhau trên mạng. Mỗi phần mềm xây dựng theo mô hình Client/Server sẽ được chia làm hai phần: phần hoạt động trên máy phục vụ gọi là phần phía Server và phần hoạt động trên trạm làm việc gọi là phần phía Client.
Với mô hình này các trạm làm việc cũng được gọi là các Client (hay máy Client) còn các máy phục vụ gọi là các Server. Nhiệm vụ của mỗi phần được quy định như sau: Phần phía Server: Quản lý các giao tiếp môi trường bên ngoài tại Server và với các Client, tiếp nhận các yêu cầu dưới dạng các xâu ký tự (query string), phân tích các query string, xử lý dữ liệu và gửi kết quả trả lời về phía các Client. Phần phía Client: Tổ chức giao tiếp với người dùng, với môi trường bên ngoài tại trạm làm việc và với phía Server, tiếp nhận yêu cầu của người dùng, thành lập các query string gửi về phía Server, tiếp nhận kết quả và tổ chức trình diễn chúng.2: Mô hình mạng máy tính Peer-to-peer. Mô hình mạng ngang hàng (Peer-to-Peer).
- Mạng ngang hàng (p2p) là mạng mà trong đó hai hay nhiều máy tính chia sẻ tập tin và truy cập các thiết bị như máy in mà không cần đến máy chủ hay phần mềm máy chủ. Mạng ngang hàng thường được tổ chức thành các nhóm làm việc (workgroup). Mô hình này không có quá trình đăng nhập tập trung, nếu đã đăng 4 nhập vào mạng bạn có thể sử dụng tất cả tài nguyên trên mạng. Truy cập vào các tài nguyên phụ thuộc vào người đã chia sẻ các tài nguyên đó, do vậy bạn có thể phải biết mật khẩu để có thể truy nhập được tới các tài nguyên được chia sẻ.
Mạng p2p được tạo ra bởi hai hay nhiều máy tính được kết nối với nhau và chia sẻ tài nguyên mà không phải thông qua một máy chủ dành riêng. Mạng p2p có thể là kết nối tại chỗ – hai máy tính nối với nhau qua cổng USB để truyền tập tin. P2P cũng có thể là cơ sở hạ tầng thường trực kết nối 5-6 máy tính với nhau trong một văn phòng nhỏ bằng cáp đồng. Hay nó cũng có thể là một mạng có quy mô lớn hơn nhiều, dùng các giao thức và ứng dụng đặc biệt để thiết lập những mối quan hệ trực tiếp giữa người dùng trên internet.3: Mô hình mạng máy tính Peer-to-peer.
Mô hình lai (Hybrid). Mô hình này là sự kết hợp giữa Client-Server và Peer-to-Peer. Phần lớn các mạng máy tính trên thực tế thuộc mô hình này. Trong các mô hình mạng nói trên, mỗi mô hình có những ưu, nhược điểm riêng đối với từng chỉ tiêu đánh giá như: tính bảo mật thông tin, sự cài đặt, khả năng mở rộng mạng.
Sự so sánh giữa các mô hình mạng trên đối với một số chỉ tiêu đánh giá phổ biến được cho trong bảng sau: Mô hình mạng Client-Server Peer-to-Peer Hybrid Chỉ tiêu đánh giá Có độ an toàn và Độ an toàn và Độ an toàn Độ an toàn và bảo mật thông tin cao bảo mật kém, phụ và bảo mật cao tính bảo mật thông nhất. Quản trị mạng có thuộc vào mức gần như Client- tin thể điều chỉnh quyền truy nhập được Server truy nhập thông tin chia sẻ Khả năng cài Khó cài đặt Dễ cài đặt Khó cài đặt đặt Không cần Đòi hỏi về Đòi hỏi có máy chủ, máy chủ, hệ điều Như phần cứng và hệ điều hành mạng và hành mạng, phần Client-Server phần mềm các phần cứng bổ sung. cứng bổ sung rất ít 5 Phải có quản trị Không cần có Như Quản trị mạng mạng. quản trị mạng Client-Server Xử lý và lưu Có Không Không trữ tập trung Chi phí cài Cao Thấp Cao đặt Trong mô hình mạng có máy chủ (Server) không phải mọi máy chủ đều hoạt động như nhau mà chúng được dành riêng để thực hiện những nhiệm vụ chuyên biệt nhằm hỗ trợ các máy trạm trên mạng, một máy chủ có thể thực hiện toàn bộ các nhiệm vụ này hoặc cũng có thể có một số máy chủ sẽ thực hiện mộ nhiệm vụ riêng biệt nào đó, ví dụ như: Web Server, FTP Server, File Server, Printer Server… 1.
KIẾN TRÚC MẠNG. Kiến trúc mạng máy tính (Network Architecture) thể hiện cách nối các máy tính với nhau ra sao và tập hợp các quy tắc, quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân thủ để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Cách nối các máy tính được gọi là các hình trạng (Topology) của mạng. Còn tập hợp các quy tắc, quy ước truyền thông thì được gọi là giao thức (Protocol) của mạng.
Topology có hai kiểu là: Điểm – Điểm (point - to – point) và điểm – nhiều điểm (point –to – multipoint). * Điểm – Điểm: là các đường truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm lưu trữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích. * Điểm – Nhiều điểm: Là cả các nút phân chia chung một đường truyền vật lý, dữ liệu được truyền đi từ một nút nào đó sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại, bởi vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để mỗi nút căn cứ vào kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình hay không. Mạng hình sao (Star topology).
Mạng sao bao gồm một bộ kết nối trung tâm và các nút. Các nút này là các trạm đầu cuối, các máy tính và các thiết bị khác của mạng. Bộ kết nối trung tâm của mạng điều phối mọi hoạt động trong mạng với chức năng cơ bản là: Xác định cặp địa chỉ gửi và nhận được phép chiếm tuyến thông tin và liên lạc với nhau. Cho phép theo dõi và xử lý sai trong quá trình trao đổi thông tin.
Thông báo các trạng thái của mạng.4: Mô hình mạng Star. 6 Mạng dạng sao cho phép nối các máy tính vào một bộ tập trung bằng cáp, giải pháp này cho phép nối trực tiếp máy tính với bộ tập trung không cần thông qua trục bus, nên tránh được các yếu tố gây ngưng trệ mạng. Mô hình kết nối dạng sao này đã trở lên hết sức phổ biến. Với việc sử dụng các bộ tập trung hoặc chuyển mạch, cấu trúc sao có thể được mở rộng bằng cách tổ chức nhiều mức phân cấp, do đó dễ dàng trong việc quản lý và vận hành.
Ưu điểm: Hoạt động theo nguyên lý nối song song nên nếu có một thiết bị nào đó ở một nút thông tin bị hỏng thì mạng vẫn hoạt động bình thường. Cấu trúc mạng đơn giản và các thuật toán ổn định.