Mạng máy tính
1. Khái niệm: Mạng máy tính là một nhóm các máy tính và thiết bị ngoại vi kết nối với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn ( cáp, sóng điện từ, tia hồng ngoại…) để chia sẻ dữ liệu cho nhau. Dữ liệu truyền từ máy này sang máy khác là các bit nhị phân 0 và 1
Lợi ích của Mạng máy tính:
- Tiết kiệm được tài nguyên phần cứng
- Giúp trao đổi dữ liệu dễ dàng
- Chia sẻ ứng dụng
- Tập trung dữ liệu, dễ bảo mật, dễ sao lưu
- Sử dụng internet….
2. Giao thức (Protocol ) ?
Tập hợp những quy tắc, quy ước truyền thông đó được gọi là giao thức của mạng.
Một số giao thức thông dụng:
IPX (Internetworking Packet eXchange : trao đổi gói dữ liệu mạng):
Là nghi thức mạng của Netware, IPX có thể tự cấu hình, gói dữ liệu của IPX rất giống gói dữ liệu của IP. IPX có thể coi là giải pháp thay thế cho IP nếu hệ thống mạng không yêu cầu kết nối Internet.
NetBios-NetBeui:
Thường dùng cho các mạng nhỏ, NetBios và NetBeui có ưu điểm hơn IP và IPX là không sử dụng cách đánh địa chỉ bằng số mà biểu diễn địa chỉ theo tên (computer name).
TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol:Giao thức điều khiển truyền/giao thức mạng)
- TCP/IP gồm tập hợp một bộ nghi thức được xây dựng và công nhận bởi các tổ chức quốc tế. TCP/IP có thể hoạt động trên nhiều mạng có nền (phần cứng) hệ thống khác nhau và cung cấp một cách thức cấu hình địa chỉ mạng khá hiệu quả.
- IP có hai khuyết điểm là : tính phức tạp và số lượng địa chỉ mạng dự trữ ngày càng cạn dần. Tuy nhiên, IP version 6 (IP v.6) đã giải quyết được vấn đề này và đang được chấp nhận.
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Giao thức đường dây đa truy cập sóng mang với cảm nhận va chạm
Ưu điểm của CSMA/CD là đơn giản, mềm dẻo, hiệu quả truyền thông tin cao khi lưu lượng thông tin của mạng thấp. Điểm bất lợi của CSMA/CD là hiệu suất của tuyến giảm xuống nhanh khi phải tải quá nhiều thông tin.
3. Phương tiện truyền thông của mạng máy tính:
Kết nối có dây (cable): Cáp truyền thông có thể là cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang,…
Cáp xoắn đôi gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ. Có hai loại cáp xoắn đôi được sử dụng rộng rãi trong mạng LAN là: loại có vỏ bọc chống nhiễu (STP) và loại không có vỏ bọc chống nhiễu (UTP).
- Độ dài tối đa < 100 mét
- Tốc độ truyền tối đa 100 Mb/s
Cáp đồng trục(coaxial): - Độ dài tối đa <500m đối với loại dây cáp dày.
- Độ dài tối đa <185m đối với dây cáp mỏng .
- Tốc độ truyền tối đa 10Mb/s (10 triệu bite/1s)
Cáp quang là một loại cáp làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu. Truyền dữ liệu qua cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao và truyền xa hơn. Có 2 loại: Multimode và Single mode . - Tốc độ truyền > = 1000 Mb/s
- độ dài có thể hàng trăm Km ( đối với loại Single mode )
Kết nối không dây Dùng sóng rađiô, bức xạ hồng ngoại, truyền thông qua vệ tinh…
Các thiết bị kết nối mạng không dây
4. Cấu trúc của mạng(Topology)
Là cách sắp đặt hình học (hoặc vật lý) sơ đồ nối dây mạng máy tính . Có hai loại:
-Topology vật lý của một mạng mô tả con đường các cáp mạng được định tuyến. Nó không xác định kiểu của các thiết bị, phương pháp kết nối hoặc các địa chỉ trên mạng.
-Topology luận lý (logic) của một mạng mô tả con đường mà mạng hoạt động trong khi truyền thông tin giữa các thiết bị khác nhau
Mạng cục bộ thường hoạt động dựa trên cấu trúc đã định sẵn liên kết các máy tính và các thiết bị có liên quan. Hai phương thức nối mạng chủ yếu được sử dụng trong việc liên kết các máy tính là "một điểm - một điểm" và "một điểm - nhiều điểm".
1. Mạng hình sao (Star):
Mạng hình sao có tất cả các trạm được kết nối với một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển đến trạm đích. Tuỳ theo yêu cầu truyền thông trên mạng mà thiết bị trung tâm có thể là Switch, router, hub hay máy chủ trung tâm. Vai trò của thiết bị trung tâm là thiết lập các liên kết Point to Point (một điểm - một điểm)
Ưu điểm: Thiết lập mạng đơn giản, dễ dàng cấu hình lại mạng (thêm, bớt các trạm), dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố, tận dụng được tối đa tốc độ truyền của đường truyền vật lý.
Khuyết điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100m, với công nghệ hiện nay).
Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng hình sao là mạng STARLAN của AT&T và S-NET của Novell.
2. Mạng trục tuyến tính (Bus):
Tất cả các trạm phân chia một đường truyền chung (bus). Đường truyền chính được giới hạn hai đầu bằng hai đầu nối đặc biệt gọi là terminator. Mỗi trạm được nối với trục chính qua một đầu nối chữ T (T-connector) hoặc một thiết bị thu phát (transceiver). Mô hình mạng Bus hoạt động theo các liên kết Point to Multipoint hay Broadcast ( một điểm - nhiều điểm ).
Ưu điểm: Dễ thiết kế, chi phí thấp.
Khuyết điểm: Tính ổn định kém, chỉ một nút mạng hỏng là toàn bộ mạng bị ngừng hoạt động.
Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng đường thẳng là mạng Ethernet và G-net.
3. Mạng hình vòng (Ring):
Trên mạng hình vòng tín hiệu được truyền đi trên vòng theo một chiều duy nhất. Mỗi trạm của mạng được nối với nhau qua một bộ chuyển tiếp (repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển tiếp đến trạm kế tiếp trên vòng. Như vậy tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chuỗi liên tiếp các liên kết Point to Point giữa các repeater.
Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng vòng tròn là mạng Tocken ring của IBM
5. Phân loại mạng máy tính
1) Mạng cục bộ :
- Mạng LAN (Local Area Network) là một nhóm các máy tính và thiết bị truyền thông mạng được kết nối với nhau trong một khu vực nhỏ như tòa nhà , trường đại học, khu giải trí...
Mạng LAN có các đặc điểm sau :
- Băng thông lớn để có khả năng chạy các ứng dụng trực tuyến như xem phim, giải trí, hội thảo qua mạng.
- Kích thước mạng bị giới hạn bởi thiết bị
- Chi phí thiết kế, lắp đặt mạng LAN rẻ
- Quản trị đơn giản
2) Mạng đô thị :
Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) gần giống như mạng LAN nhưng giới hạn kích thước của nó là một thành phố hay một quốc gia. Mạng MAN kết nối các mạng LAN lại với nhau thông qua môi trường truyền dẫn và các phương thức truyền thông khác nhau.
Mạng MAN có các đặc điểm sau :
- Băng thông ở mức trung bình,đủ để phục vụ các ứng dụng cấp thành phố hay quốc gia như chính phủ điện tử, thương mại điện tử, các ứng dụng của các ngân hàng…
- Do MAN kết nối nhiều LAN nên việc quản trị sẽ gặp khó khăn hơn, đồng thời độ phức tạp cũng tăng theo.
- Chi phí các thiết bị MAN tương đối đắt tiền.
3) Mạng diện rộng :
Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) có phạm vi bao phủ một vùng rộng lớn, có thể là quốc gia, lục địa hay toàn cầu. Mạng WAN là tập hợp của nhiều mạng LAN và MAN được nối lại với nhau thông qua các phương tiện truyền thông.
Mạng WAN có các đặc điểm sau :
- Băng thông thấp, dễ mất kết nối,thường chỉ phù hợp với các ứng dụng online như email, ftp, web….
- Phạm vi hoạt động không giới hạn
- Do kết nối nhiều LAN và MAN với nhau nên mạng rất phức tạp
- Chi phí cho các thiết bị và công nghệ WAN rất đắt
6. Các mô hình mạng: Xét theo chức năng , có thể phân mạng thành hai mô hình chủ yếu sau:
- Mô hình ngang hàng (Peer to Peer) Trong mô hình này tất cả các máy đều bình đẳng với nhau, nghĩa là mỗi máy vừa có thể cung cấp tài nguyên của mình cho các máy khác, vừa có thể sử dụng tài nguyên của các máy khác trong mạng. Mô hình này có ưu điểm là xây dựng và bảo trì đơn giản, song chỉ thích hợp với các mạng có quy mô nhỏ, dữ liệu phân tán.
- Mô hình khách chủ (Client - Server) Máy chủ (Server ): là máy tính đảm bảo việc phục vụ các máy khách bằng cách điều khiển việc phân bố tài nguyên nằm trong mạng với mục đích sử dụng chung. Máy khách (Client): là máy sử dụng tài nguyên do máy chủ cung cấp.