Bài giảng Mạng căn bản - Phạm Chuẩn

GIẢNG VIÊN TH.S PHẠM CHUẨNEMAIL: PCHUAN@HCMUTRANS.EDU.VNMẠNG CĂN BẢNLỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG MẠNG1969 phát triển hệ thống mạng ARPANET (Advanced Research Project Agency Network)Sự ra đời của nghi thức truyền IP1983 tách hệ thống NSFnet và MILNET1988 NSFnet phát triển thành hệ thống mạng Internet1988 khái niệm WWW (World wide web) ra đời Giới thiệu tổng quan mạng máy tínhVì sao phải kết nối mạng ?Các vấn đề trong kết nối mạng?Khái niệm cơ bản về mạngOSI và TCP/IP Minh họa xây dựng IntranetVì sao phải kết nối mạng ?• Chia sẻ thông tin.• Chia sẻ phần cứng và phần mềm.• Hỗ trợ và quản lý tập trung.Vì sao phải kết nối mạng ? Office Representativeat VietnamHeadquartersat USAFab at ChinaKhái niệm tổng quanThuật ngữ computer network đề cập đến việc kết nối những máy tính hoạt động độc lập lại với nhau thông qua môi trường truyền thông.Những vấn đề quan tâm khi xây dựng mạng Kích thước của tổ chức. Mức độ an toàn. Mức độ quản trị có thể. Lưu lượng thông tin mạng. Nhu cầu sử dụng mạng của người dùng. Ngân sách mạng.Từ mạng đơn giảnServerPC1PC2PC3PC4PC5Hub/SwitchPrinterđến mạng diện rộng và phức tạp,RouterSaigonĐồng NaiHà Nội, và Internet !!!TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)VNAUFRInternet BackboneKết nối bằng cách dial-up đến ISPISP kết nối vào backboneInternet ConnectionsFPTSPTVNNCác vấn đề nảy sinhKhông thống nhất về kiến trúc giữa các hệ thống mạng cục bộ, mạng diện rộngMỗi mạng theo một chuẩn riêng SNA, DECNET, OSI, TCP/IP, ...Không thống nhất về giao thức giữa các mạng.Cần có mô hình chuẩn hóaMô hình OSI (Open System Interconnection)Mô hình TCP/IP (Internet protocol suite)Mô hình OSI là gì?Là mô hình mạng chuẩn hóa do ISO (International Standard Organization) đề nghịGồm có 7 lớp với các chức năng khác nhauĐịnh ra các tiêu chuẩn thống nhất cho các nhà sản xuất, cung cấp sản phẩm, dịch vụ mạng.1984: tổ chứ ISO công bố mô hình OSI (Open System Interconnection (OSI)).Giao tiếp qua mạngMô hình OSI 7 lớpCác ứng dụng mạng: email, web, chat,...Định dạng biểu diễn dữ liệu, encryption, Thiết lập session, security, authenticationBảo đảm truyền nhận đúng dữ liệuQuản lý địa chỉ, tìm đường, truyền nhận các packet.Truyền nhận frame, kiểm tra và sửa lỗiKết nối vật lý, truyền các bit dữ liệuApplication7Presentation6Session5Transport4Network3Data Link2Physical1Giao tiếp qua mô hình OSI 7 lớpApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysicalApplicationPresentationSessionTransportNetworkData LinkPhysical10010111001011010010110101011110101segmentspacketsframesDataDataDataDataMô hình TCP/IP là gì?Mô hình kết nối mạng do U.S. DoD (Department of Defense) đề nghị Xuất hiện 1971 trong mạng ARPANETGồm có 4 lớp nhưng có chức năng khác với các lớp OSILà chuẩn giao tiếp của InternetMô hình TCP/IPApplicationTransportInternetworkHost-to-Network ftp,http,smtpTCP/UDPEthernet, ATMX.25, Wireless,IPICMPIGMPARP/RARPSự phổ biến ApplicationTransportInternetworkNetwork HardwareFTP, HTTP, SMTPDNS, POPTCP/UDPIPEthernetVí dụ về TCP/IP I love you1: I l3: you2: oveI love you2: ove1: I l3: you3: you2: ove1: I l1: I l2: ove3: you1: I l2: ove3: you1: I l2: ove3: you1: I l2: ove3: you2: ove1: I l3: you2: ove1: I l3: youMinh họa mất packets I love youI love you1: I l3: you2: ove1: I l3: you2: ove1: I l1: I l3: you? 2? 22: ove2: ove2: ove1: I l3: you1: I l2: ove1: I l2: ove3: you3: you2: ove1: I l1: I l3: you? 2? 22: ove2: ove2: ove2: ove2: oveMô hình OSI và TCP/IP với thiết bị(Bảng dữ liệu tham khảo từ Cisco)Phân loại mạng máy tínhLAN (Local Area Network)IEEE 802.x (Ethernet, Token Ring,)MAN (Metropolitan Area Network)WAN (Wide Area Network)POTS, Frame Relay, ISDN, xDSL, ...Internetwork: TCP/IPMạng LANLANs (Local Area Networks)Có giới hạn về địa lý.Tốc độ truyền dữ liệu khá cao.Một tổ chức quản lý.Thường dùng kênh truyền đa truy cập.Những kỹ thuật thường dùng : Ethernet : 10/100/1000 Mbps, Token Ring : 16 Mbps FDDI : 100 MbpsMạng LANMạng MANMANs(Metropolitan Area Networks) Có kích thước vùng địa lý lớn hơn LAN tuy nhiên nhỏ hơn WAN.Một tổ chức quản lý.Thường dùng cáp đồng trục, cáp quang hay sóng ngắn.Mạng WANWANs (Wide Area Networks)Chúng thường là sự kết nối nhiều LANs.Không có giới hạn về địa lý.Tốc độ truyền dữ liệu khá thấp.Nhiều tổ chức quản lý.Trục chính thường dùng kênh truyền điểm điểmNhững kỹ thuật thường dùng :Các đường dây điện thoại.Truyền thông bằng vệ tinh.Mạng WANPhân loại theo kiến trúcClient - server Server kiểm soát quá trình truy cập web, email, ftp,...Peer-to-peer Mọi trạm làm việc ngang hàng nhau Không có máy chủ điều khiểnMạng ngang hàngCác thông tin Còn gọi là workgroup, khoảng 10 máy tính hay nhỏ hơn. Người dùng có thể chia sẻ tài nguyên như tập tin, máy in. Người dùng tự quản lý máy tính của mình. Được xây dựng trên nhiều hệ điều hành. Rẻ tiền.Các vấn đề quan tâm Người dùng cần được đào tạo Cấu hình yêu cầu của các máy tínhMạng ngang hàngMạng khách chủCác thông tinCác hệ thống máy chủ:File & Printer ServerApplication ServerMail ServerDirectory Service Server Giới hạn mạng chủ yếu do cơ sở hạ tầng mạng. Quản lý tập trung. Đắt tiền. Các vấn đề quan tâm Trình độ và kinh nghiệm của người quản trị mạng: an toàn mạng, sao lưu, dự phòng, Cấu hình và khả năng mở rộng của các hệ thống máy chủ.Client & Serverclient program Client Program Service Server ProgramOutlook Express, Eudora, E-mail sendmail, qmailInternet Explorer, Netscape, WWW httpdTelnet Remote Access telnetd, sshdWS-FTP, FTP Pro File Transfer ftpd, sftpd server programchạy trên server NetworkMạng client/serverTopology mạngTopology là gì ? Sơ đồ bố trí các máy tính, môi trường truyền và các thành phần khác của mạng. Tham chiếu đến thiết kế mạng. Các từ khóa liên quan: Physical layout, Design, Diagram, Map Cơ bản dựa trên phân loại kênh truyền.Tầm ảnh hưởng: Loại thiết bị mạng cần thiết. Khả năng của các thiết bị mạng. Khả năng phát triển mạng trong tương lai. Cơ cấu quản trị mạngPhân loại kênh truyền Các kênh truyền dạng điểm điểm (point to point channels). Kênh truyền dạng đa truy cập ( multiaccess channels hay broadcast channels).Phân loại mạngMultiaccess : Một kênh liên lạc có thể được dùng chung cho nhiều máy khác nhau trên mạng. Mọi máy trên kênh chung đó có thể nhận được mọi gói thông tin trên đó. Khi lấy thông tin vào thì các máy sẽ phải kiểm tra địa chỉ của mình và địa chỉ trong packet Khi muốn truyền thông tin thì các máy phải tranh chấp đường truyền theo một phương thức nào đó.Phân loại mạngPoint to point : Store-and-forward hay packet switched.Hầu hết những mạng diện rộng dùng cơ chếnày.Các topology cơ bản : Bus Star Ring MeshVấn đề quan tâm : Dựa trên các tiêu chí nào để chọn topology ?Phân loại mạng máy tính theo topology – StarPhân loại mạng máy tính theo topology - BusPhân loại mạng máy tính theo topology - RingPhương pháp truy cập đường truyền vật lýNếu nhiều máy trạm cùng gởi dữ liệu lên đường truyền thì tín hiệu sẽ bị chồng lên nhau và bị hỏngcó phương pháp tổ chức đường truyền:Truy cập đường truyền ngẫu nhiênTruy cập đường truyền có trọng tài.CSMA/CD (Carrier Sence Multiple Access)CSMA/CD phương thức truy cập có cảm nhận sóng mang sử dụng phương pháp ngăn chia thời gian một cách đều đặn để cấp cho các trạm.Trước khi truyền, trạm sẽ cảm nhận sự rãnh rỗi của đường truyền LBT (Listening before talking)CSMA/CD (Carrier Sence Multiple Access)Các chiến lược:Truyền kiên trì: phát hiện xung đột trạm sẽ ngừng một khoảng thời gian sẽ thực hiện lại, cho đến khi đường truyền rỗi sẽ thực hiện truyền.Truyền không kiên trì: trạm sẽ lắng nghe xem nếu có xung đột trên mạng trạm sẽ ngưng nghe một khoảng thời gian, nếu không có xung đột trạm sẽ thực hiện truyền dữ liệu.Truyền kiên trì xác suất: trạm sẽ lắng nghe nếu đường truyền rỗi nó sẽ tiến hành gởi dữ liệu với một xác suất ptimeCác khái niệm cơ bản khác (t.t) MAC Address (hay còn gọi là Ethernet address): địa chỉ lớp 2 – Data Link, gồm 6 byteVí dụ: 00-0B-CD-33-26-9DThiết bị nào cần MAC Address ? Layer 2 (bridge, switch, NIC).Xem MAC Address trên Windowswinipcfg (Win9x), ipconfig (Win2K,XP)Access RouterA1-44-D5-1F-AA-4CD4-47-55-C4-B6-9FTo InternetEthernet Switch/HubB2-CD-13-5B-E4-65C3-2D-55-3B-A9-4FBroadbandModemClientClientServerServerMAC Address trong LANCác khái niệm cơ bản khác (t.t)IP Address Địa chỉ IP: 32 bit (4 byte) dạng dot number hoặc số hexa, ví dụ Google: 216.239.37.99 Microsoft: 64.215.166.71Mỗi node tham gia vào Internet phải có một địa chỉ IP duy nhất.Các lớp địa chỉ IP: Class A, B, C, D, ECác lớp địa chỉ IPClass A : 0.0.0.0  127.255.255.255 Class B : 128.0.0.0  191.255.255.255 Class C : 192.0.0.0  223.255.255.255 Class D : 224.0.0.0  239.255.255.255Class E : 240.0.0.0  247.0.0.0Các vùng địa chỉ dành riêng cho LAN10.0.0.0  10.255.255.255 172.16.0.0  172.31.255.255 192.168.0.0  192.168.255.255 Các khái niệm cơ bản khác (t.t)Từ địa chỉ IP đến Domain NameLà dạng tên gợi nhớ do tổ chức InterNIC và các phân nhánh cấp. Ví dụ microsoft.com dit.hcmut.edu.vnCây phân cấp tên miền DNS (Domain Name System)Quốc gia: au, vn, de, it, fr, chTổ chức: com, edu, mil, org, govDomain Name SystemcomedugovorgvnjptwgooglemicrosofteduhcmutransitvnncomHcmutrans.edu.vneece thứcTên web serverTên thư mụcTên tài liệuFully Qualified Domain NameUniform Resource Locator (URL)Các khái niệm cơ bản khác (t.t)Firewallbức tường lửa, ngăn cách giữa Intranet và Internet, có nhiệm vụ bảo vệ mạng Intranet.IntranetIP ADDRESS CLASSESIP network addressIP Address Địa chỉ IP: 32 bit (4 byte) dạng dot number hoặc số hexa, ví dụ Google: 216.239.37.99 Microsoft: 64.215.166.71Mỗi node tham gia vào Internet phải có một địa chỉ IP duy nhất.Các lớp địa chỉ IP: Class A, B, C, D, EIP address formatBinary and decimal conversionNetwork ID và host IDNetwork ID (Internet Network Information Center)Xác định địa chỉ mạng của một thiết bị/hostHost ID:Xác định địa chỉ của host/thiết bị trong mạngBits của IP addressNetwork Bits:Xác định network IDXác định class của IP addressKhông cho phép tất cả bit là 0Host Bits:Xác định host IDTất cả các bit là 0: địa chỉ mạngTất cả các bit là 1: địa chỉ broadcast addressIP address classesIP address classes: Class AIP address classes: Class ABit đầu tiên Class A 0.8 bits xác định địa chỉ mạng.Dãy IP private 1.0.0.0 đến 127.0.0.0.Còn lại 3 octets cho địa chỉ hostLớp A có tới 16,777,214 IP addresses địa chỉ cho máy IP address classes: Class BIP address classes: Class B2 bits của Class B là 10.2 octets xác định địa chỉ mạng.Dãy địa chỉ IP private 128.0.0.0 - 191.255.0.0.Còn lại 2 octets cho địa chỉ hostClass B có đến 65.534 IP address. IP address classes: Class CIP address classes: Class C3 bits của lớp Class C 110.3 octets xác định địa chỉ lớp mạng.Dãy IP private từ 192.0.0.0 - 223.255.255.0.Còn lại octet cuối sử dụng cho địa chỉ hostTối đa 254 IP addresses.Tổng quát: IP address classes1.0.0.0 - 126.0.0.0 : Class A.127.0.0.0 : Loopback network.128.0.0.0 - 191.255.0.0 : Class B.192.0.0.0 - 223.255.255.0 : Class C.224.0.0.0 = 240.0.0.0 : Class E, reserved.Network addressNetwork address là địa chỉ xác định một mạng riêng biệt, là cơ sở để phân biệt với các mạng khác.2 host khác địa chỉ mạng phải được nối với nhau thông qua một thiết bị định tuyến (Router)Địa chỉ mạng kết thúc với tất cả các bit host là bit 0Địa chỉ quảng bá: broadcast addressBroadcast đi đến tất cả các host có chung một IP mạng.Broadcast address là địa chỉ IP trong đó có tất cả các bit host là 1.Một địa chỉ IP có tất cả các bit host và bit network đều là 1 được gọi là địa chỉ broadcast cục bộ (local broadcast address)Local broadcast addressBroadcast address255.255.255.255Directed broadcast addressBroadcast address192.168.20.255Ví dụ: 172.16.20.200172.16.20.200 là địa chỉ lớp BNetwork : 172.16Host : 20.200Network address: 172.16.0.0Broadcast address: 172.16.255.255Private addressesLà những địa chỉ nằm bên trong những mạng riêng biệt, những tổ chức có hệ thống mạng riêng không yêu cầu có những IP kết nối trực tiếp với mạng Internet bên ngoài. Class A: 10.0.0.0Class B: 172.16.0.0 - 172.31.0.0Class C: 192.168.0.0 - 192.168.255.0Lab 10.4.1: Step 4 – Valid address150.100.255.255175.100.255.18195.234.253.0100.0.0.23188.258.221.176127.34.25.189224.156.217.73Bài tậpĐịa chỉ mạng sau đây có bao nhiêu bit dành cho địa chỉ host171.10.1.5/19 a 8 b 13 c 16 d 4Cho địa chỉ IP 192.168.5.0/24. Muốn chia mạng con và mỗi mạng có 20 máy tính thì ta phải mượn bao nhiêu bit a 2 bit b 5 bit c 4 bit d 3 bitDãy địa chỉ nào sau đây là địa chỉ private của lớp C a 172.16.0.0 -172.31.0.0 b 192.16.0.0 -192.168.0.0 c 10.0.0.0 - 10.255.255.255 d 192.168.0.0 - 192.168.255.255Địa chỉ mạng sau đây có bao nhiêu subnet?192.168.1.0/27 a 1 subnet b 3 subnet c 6 subnet d 4 subnet Một số dịch vụ Internet thông dụngWorld-Wide-Web (Wait)Web Browser: Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera,...World-Wide-Web (t.t)Kết nối đến Web ServerWeb Serverwww.microsoft.comUserBrowser file File Transfer Protocol (FTP)FTP client và FTP ServerFTP Serverwww.microsoft.comUserftp://www.microsoft.com/b.txtGET Here you areFTP Client (WS-FTP Pro, ftp.exe,)EMailMail Serverhcm.vnn.vnUserSEND TO me@yahoo.com Mail Client (Outlook, Netscape Mail, Eudora)GET ALL messagesHere you mesagesWebmailMail Serverhcm.vnn.vnUserSEND TO me@yahoo.com Here you mesagesWebMail Client = Browser(Yahoo, Hotmail, FPTNET, VASC,)GET ALL messagesChatChat ServerWebChat, mIRC, ICQ, Yahoo Messenger, MSN)Xây dựng một Intranet đơn giảnIntranet = LAN + TCP/IPLocal Area Networks (LANs)Mạng sở hữu riêng của một tổ chức, công tyPhạm vi giới hạnKhoảng vài km, Phục vụ từ 10 100 user Kênh truy cập chia sẻ (shared) 10100 MbpsThiết bị twisted pair, coaxial cable, fibre optic, wirelessChủ yếu là chuẩn EthernetChuẩn Ethernet cho LAN(IEEE 802.3)Thiết bị mạng - NICThiết bị mạng - NICChức năng của card mạngNối máy tính vào mạng Cung cấp địa chỉ MAC trong các lần kết nốiHiện thực CSMA/CD để truy cập kênh truyền vật lý, phát hiện và xử lý đụng độThiết bị mạng - CableFiberUTP và RJ-45 jackCoaxial cableChuẩn cáp EthernetEthernet 10Base-T (100m, Unshielded Twisted Pair = UTP) 10Base-2 (~200m, Coax)10Base-5 (500m, Coax) 10Base-FL (2000m=2km, Multimode Fiber)Fast Ethernet 100Base-TX (100m over CAT5 UTP)100Base-FX (2000m=2km over MM Fiber)Gigabit Ethernet 1000Base-SX (300m over MM Fiber)1000Base-LX (550m over MM Fiber, 3000m over SM Fiber)Thiết bị mạng – Hub (t.t)Repeater (Layer 1 - Physical)UTPCat5 ~100m  cần thiết bị khuyếch đại tín hiệu khi nối xa hơn 100mChỉ có 2 port: 1 in 1 outHub (hay còn gọi là multi-port repeater)Thiết bị mạng - BridgeBridges: chuyển tiếp hoặc chặn các frame dựa trên địa chỉ MAC Thiết bị mạng - SwitchSwitch (Layer 2 - Data Link) là multi-port bridgeThiết bị mạng – RouterRouter (Layer 3 – Network)ABBưu điện A chuyển thiệp chúc mừng đến bưu điện BDistributionCenterDịch vụ Greeting CardSự tương đồng thuật ngữ Khác biệt ??? E-mail message có thể được chia nhỏ thành packet Router có thể gửi các packet (của cùng một email message) theo các đường khác nhau.frame envelopegateway post officerouter distribution centerpacket carde-mail address postal addresse-mail message messageChuẩn TIA/EIA 568TIA/EIA 568 (6-1991) là chuẩn đấu dây cho cáp EthernetĐể xây dựng mạng LAN theo chuẩn Ethernet, cần khảo sát chuẩn TIA/EIA 568A, B cho cáp UTP Cat 3, 5Qui ước về mã màu trêp cápQui ước đấu nối cáp...Qui ước mã màu cáp UTPCáp UTP gồm 4 cặp sợi xoắn với nhauQui ước mã màu cápTIA/EIA 568BPinColor1White Orange2Orange3White Green4Blue5White Blue6Green7White Brown8BrownQui ước đấu cáp MDICáp thẳng (straight): PC-switch, switch-router, PC-hub. 8765432187654321Qui ước đấu cáp MDI-XCáp chéo (crossover): nối các thiết bị hub-switch, hub-hub, switch-switch, router-router, router-PC, PC-PC.8765432187654321QuickGuide1-3, 2-6Các bước xây dựng LANThu thập yêu cầuwho, what, whom, how,...Thiết kế mô hình luận lýLựa chọn công nghệ Ethernet, FastEthernet, GigaEthernetThiết kế sơ đồ vật lýBố trí thiết bị, sơ đồ đi dây, outlet,...Thực hiện – Kiểm traMô hình luận lý mạng LAN đơn giảnHUB/SWITCHSERVERNGOCVINHNGOCHIEUHOANGHUYDANGKHOAMô hình luận lý mạng LAN đơn giản (t.t)Sơ đồ đi dây đơn giảnSơ đồ đi dây chi tiếtSơ đồ đi dây chi tiếtThiết lập địa chỉ IPThực hành cấu hình mạng workgroupCấu hình địa chỉ IP mạng lớp A, B, CCấu hình địa chỉ IP default gateway và DNSCấu hình nhiều địa chỉ IP trên một máyCấu hình chia sẻ fileCấu hình quyền security trên hệ thống thư mục NTFSCấu hình quyền share trên hệ thống thư mụcCác lệnh cơ bản để cấu hình router CiscoChế độ đăng nhập của router Cisco:User mode >: người dùng được xem thông tin hệ thốngPrivilege mode #: cấu hình cho hệ thống. Từ chế độ này ta có thể vào được các interface để cấu hình cho từng interface của router.Để vào privileged mode ta dùng lệnh enable (gõ tắt là en)Router>Router>enable hay Router>enRouter#