Mạng máy tính - Chương 5: Thiết lập mạng

Chương 5:Thiết lập mạngCác khái niệm mạng cơ bản*Mục đích bài họcTìm hiểu về mô hình tham chiếu OSITìm hiểu về mô hình mạng IEEE 802 và các chuẩn liên quanTìm hiểu về mô hình lớp trong OSI, mối quan hệ của các lớp với phần mềm và phần cứng mạng Các khái niệm mạng cơ bản*Các mô hình mạng OSI và 802Mô hình tạo khung để phân loại các khái niệm và hoạt động mạngLiên kết hệ thống mở (OSI) là mô hình thành công nhất, phổ biến nhấtDo Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) đề xuấtMô hình mạng IEEE 802 là một tập các tiêu chuẩn mạng Bao gồm các kiểu mạng và mở, cho phép thêm các thành phần mới Các khái niệm mạng cơ bản*Vai trò mô hình tham chiếuMạng được xây dựng theo một khung thông thườngHoạt động của mô hình được làm rõ bằng cách chi tiết các đặc điểm và chức năng vào từng lớpDễ hiểuGiúp đỡ cho việc tương thích giữa các thành phầnCác khái niệm mạng cơ bản*Mô hình tham chiếu OSILà một cách tốt để mô tả mạngChia nhỏ hoạt động mạng theo các tác vụ liên quanMỗi nhóm các tác vụ liên quan này được xem như một lớp Mỗi tác vụ có thể xử lý riêng, độc lậpCác khái niệm mạng cơ bản*Tìm hiểu về các lớpPhân lớp để làm rõ các hoạt động mạngPhân nhóm các tác vụ và yêu cầu liên quanMô hình OSI đưa ra khung tham chiếu đểLàm rõ khái niệm mạng Giải thích về hoạt động mạngCác khái niệm mạng cơ bản*Cấu trúc mô hình OSIDựa vào truyền thông mạng, mô hình OSI được chia làm 7 tầngApplication: tầng ứng dụngPresentation: tầng trình diễnSession: tầng phiênTransport: tầng giao vậnNetwork: tầng mạngData Link: tầng liên kếtPhysical: tầng vật lýCác khái niệm mạng cơ bản*7 tầng trong mô hình OSIỨng dụngTrình diễnPhiênGiao vậnMạngLiên kết dữ liệuVật lýHình 5-1 7 tầng trong mô hình OSICác khái niệm mạng cơ bản*Cấu trúc mô hình OSIMỗi máy tính cần có một bộ các giao thức để truy cập mạngCác giao thức thông thường :Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange (IPX/SPX)NetBIOS Enhanced User Interface (NetBEUI)AppleTalkSystems Network Architecture (SNA)Các khái niệm mạng cơ bản*Cấu trúc mô hình OSI tiếp theo Giao thức cùng với drivers tạo nên sự truy cập mạngMỗi tầng trong mô hình OSI liên lạc và và tương tác với các tầng trên và ngay dưới nó Mỗi tầng phải tự đảm nhiệm việc trao đổi dữ liệu Trước khi truyền xuống (tầng kế tiếp), mỗi tầng phải thêm các trường thông tin vào gói dữ liệu, khi truyền ngược lên các tầng phải bỏ đi phần thông tin nàyCác khái niệm mạng cơ bản*Cấu trúc mô hình tham chiếu OSI (tiếp theo)Đường biên giao diện phân chia các tầngTừng tầng chỉ trao đổi với các tầng liền kề“Lớp ngang hàng” mô tả sự trao đổi thông tin trên cùng tầng ở 2 máy gửi và nhậnXem hình 5-2Các khái niệm mạng cơ bản*Quan hệ giữa các tầng trong mô hình OSIMáy AMáy BỨng dụngTrình diễnPhiênGiao vậnMạngLiên kết DLVật lýỨng dụngTrình diễnPhiênGiao vậnMạngLiên kết DLVật lýHình 5-2 Quan hệ giữa các tầngLiên kết ảoCác khái niệm mạng cơ bản*Cấu trúc mô hình tham chiếu OSIDữ liệu được chia thành gói, gọi là PDU, khi chúng được chuyển vào stackPDU viết tắt Protocol Data Unit, Packet Data Unit, hoặc Payload Data UnitPDU là cấu trúc dữ liệu lồng từ tầng này sang tầng khácTại thời điểm truyền, mỗi tầng phải thêm các thông tin vào địa chỉ đặc biệt trên PDU, gọi là headerThêm thông tin vào PDU được gọi là đóng gói dữ liệuTại thời điểm nhận, các tầng phải lược đi phần thông tin này Các khái niệm mạng cơ bản*Tầng ứng dụngLà tầng 7, tầng trên cùng trong mô hình OSICung cấp truy cập mạngGồm các ứng dụng để người dùng truy cập các dịch vụ mạng:Chuyển fileDịch vụ emailTruy xuất, kết nối CSDLKhôi phụ lỗiPDU tại tầng ứng dụng và 2 tầng kế tiếp được xem như dữ liệu (chưa phải thêm thông tin vào header)Các giao thức trong tầng này gồm: FTP, HTTP, và các thành phần phần mềm như: Client for Microsoft Networks Các khái niệm mạng cơ bản*Tầng trình diễnTầng 6, quản lý định dạng dữ liệu và chuyển đổi giao thứcChuyển đổi dữ liệu xuất ra dạng dữ liệu chungMã hoá và giải mã dữ liệuĐiều khiển tập ký tự và các lệnh đồ hoạNén dữ liệuChứa phần mềm Redirector để định hướng các yêu cầu dịch vụ được truyền trên mạng Các thành phần phần mềm chạy trong tầng trình diễn được xây dựng để phục vụ cho tẩng Ứng dụng Các khái niệm mạng cơ bản*Tầng phiênTầng 5, thực hiện đóng và mở các phiên làm việcTrao đổi dữ liệu và tin nhắnGiám sát số hiệu phiên làm việc và bảo mậtTìm kiếm tên và người đăng nhập hoặc thoát khỏi hệ thốngĐồng bộ dịch vụ tại 2 phía truyền (máy tính)Quyết định bên được truyền, thời điểm truyền, và thời gian truyền dữ liệuTruyền các tin nhắn để duy trì các kết nối cũ đã mở trước đóTầng phiên cũng quản lý một số chức năng thông thường trong mạngCác khái niệm mạng cơ bản*Tầng giao vậnTầng 4, vận chuyển dữ liệu từ nơi truyền đến nơi nhậnChia nhỏ các gói dữ liệu lớn thành các gói dữ liệuKiểm tra lỗiGhép các gói dữ liệu nhỏ trên máy nhậnKiểm soát luồng dữ liệuPDU tại tầng giao vận gọi là segmentCác thành phần trong tầng bao gồm:TCP nằm trong bộ giao thức TCP/IP và SPX nằm trong bộ giao thức IPX/SPX Các khái niệm mạng cơ bản*Tầng mạngTầng 3, gắn địa chỉ vào các gói dữ liệuDịch địa chỉ logic sang địa chỉ vật lý mạngĐịnh tuyến đường truyền dữ liệuQuản lý quá trình chuyển mạch gói, định tuyến, và kiểm soát các xung độtChia nhỏ các segment của tầng 4 thành các PDU nhỏ gọi là các gói tin (packet) khi truyền.Ghép các gói tin khi nhậnCác thành phần phần mềm gồm: IP trong TCP/IP và IPX trong IPX/SPXBộ định tuyến Router làm việc tại tầng nàyCác khái niệm mạng cơ bản*Tầng liên kết dữ liệuTầng 2, tạo các khung dữ liệu và chuyển xuống tầng 1Trên máy nhận, lấy dữ liệu thô từ tầng 1 và đóng gói thành các khung dữ liệuKhung dữ liệu là đơn vị dữ liệu cơ bản truyền trong mạng Hình 5-3 mô tả định dạng của một khung dữ liệuDùng phương pháp soát lỗi Cyclic Redundancy Check (CRC) để kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệuPhát hiện và loại bỏ các khung dữ liệu lỗiPDU tại tầng này gọi là frame (khung dữ liệu)Tại tầng này, thành phần phần mềm là các driver cho NIC; phần cứng là card mạng và switches Các khái niệm mạng cơ bản*Khung dữ liệuHình 5-3 Khung dữ liệuĐịa chỉ đíchBit điều khiểnCRCMáy gửiDữ liệuCác khái niệm mạng cơ bản*Tầng vật lýTầng 1, chuyển các bits dữ liệu sang tín hiệu và ngược lại Quản lý giao diện với phương tiện truyền thông trong máy tínhĐiều khiển driver và giao diện mạng trong truyền dữ liệu Thiết lập thời gian và chuyển đổi tín hiệu qua các thiết bị truyền thôngDiễn dịch và bảo vệ dữ liệu để truyền đến máy nhậnCác thành phần gồm: dây cáp và đầu nối sử dụng trên bộ lặp Repeater và Hub Các khái niệm mạng cơ bản*Bảng chức năng TầngChức năngỨng dụngTruyền thông tin từ chương trình đến chương trìnhTrình diễnQuản lý định dạng dữ liệu và hiển thị mã chuyển đổiPhiênThiết lập, duy trì và phối hợp liên kếtGiao vậnĐảm bảo việc truyền dữ liệu chính xácMạngĐịnh tuyến và quản lý truyền tin nhắnLiên kết dữ liệumã hoá, đánh địa chỉ và truyền tinVật lýQuản lý kết nối, gửi nhận tín hiệuBảng 5-1Các khái niệm mạng cơ bản*Đặc tả mạng IEEE 802 Được tổ chức IEEE đưa ra để định nghĩa mạng LAN chuẩn trong dự án Project 802 Thiết lập các chuẩn để đảm bảo tính tương thích giữa các giao diện mạng và cáp của các nhà sản xuất khác nhauTập trung vào các thiết bị vật lý: NIC, cáp, đầu nối, và các công nghệ tín hiệu khác Tập trung vào 2 tầng trong mô hình OSI: tầng vật lý và liên kết dữ liệu Các khái niệm mạng cơ bản*Đặc tả IEEE 802 Project 802 bao gồm các chuẩn được đánh số từ 802.1 đến 802.20Xem chi tiết trên website ác khái niệm mạng cơ bản*Mở rộng IEEE 802 cho mô hình tham chiếu OSIĐặc tả IEEE 802 mở rộng mô hình OSI tại tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệuChia tầng liên kết dữ liệu thành 2 tầng conLogic Link Control (LLC):khắc phục lỗi và kiểm soát luồng Media Access Control (MAC): kiểm soát truy cậpXem hình 5-4Các khái niệm mạng cơ bản*Chuẩn IEEE 802 Ứng dụngTrình diễnPhiênGiao vậnMạngLiên kết dữ liệuVật lýHình 5-4 Tầng liên kết dữ liệu được chia thành 2 tầng conCác khái niệm mạng cơ bản*IEEE 802 mở rộngIEEE 802.2 gồm 2 tầng con trong tầng liên kết dữ liệu Tầng con Logical Link Control (LLC) Định nghĩa các điểm giao diện logic, gọi là các điểm truy cập dịch vụ (SAPs) và truyền thông tin từ tầng LLC tới tầng cao hơn trong OSI; phát hiện và sửa lỗiTầng con Media Access Control (MAC) Trao đổi với NIC để lấy các địa chỉ vật lý từ PROM; thực hiện truyền dữ liệuXem mô tả trong hình 5-5 Các khái niệm mạng cơ bản*Các đặc tả IEEE 802.x ánh xạ với mô hình tham chiếu OSI802.1 Quản lý mô hình OSI và mạngHình 5-5 Đặc tả IEEE.x ánh xạ trong mô hình tham chiếu OSIKiểm soát liên kết logic (LLC)Kiểm soát truy cậpCác khái niệm mạng cơ bản*Tóm tắt chươngMô hình OSI IEEE Project 802 định ra khung cho mô hình mạng và đặc tả các hành vi, chức năng cho các tầng 2 mô hình chỉ rõ các xử lý phức tạp, các hoạt động gồm quá trình truyền và nhận dữ liệu trong mạngMô hình OSI được chia thành 7 tầng, mỗi tầng có mục đích và hoạt động riêngCác khái niệm mạng cơ bản*Tóm tắt chương (tiếp)Các tầng trong mô hình OSI bao gồm: vật lý, liên kết dữ liệu, mạng, giao vận, phiên, trình diễn, và ứng dụngPhần lớn các thiết bị mạng như Hub, Switch đều làm việc tại một trong các tầng nàyCác tầng đồng thời cũng mô tả đặc điểm và chức năng của các thiết bị nàyCác khái niệm mạng cơ bản*Tóm tắt chương (tiếp)IEEE 802 chi tiết thêm chức năng của tầng vật lý và liên kết dữ liệuTầng liên kết dữ liệu được chia thành 2 tầng con: Logical Link Control (LLC) and Media Access Control (MAC)Các tầng con này đồng thời quản lý truy cập, địa chỉ, kiểm soát luồng (chức năng của MAC) và sửa lỗi, truyền các khung dữ liệu giữa các máy tính (chức năng của LLC)