Tin học đại cương - Chương 4: Mạng máy tính

IT110 Tin học đại cươngPhần I: Tin học căn bảnChương 4: Mạng máy tínhNguyễn Bá Ngọc*Nội dung chương này1. Giới thiệu chung về mạng máy tính2. Khái quát nguyên tắc hoạt động của Internet và WWW*Nội dung chương này1. Giới thiệu chung về mạng máy tính2. Khái quát nguyên tắc hoạt động của Internet và WWW*Khái niệm mạng máy tínhMạng máy tính hay mạng (computer network, network) là một tổ hợp gồm nhiều máy tính hoặc thiết bị xử lý thông tin được kết nối với nhau qua các đường truyền và có sự trao đổi dữ liệu với nhau.Nhờ có mạng máy tính, thông tin từ một máy tính có thể được truyền sang máy tính khác. Có thể ví mạng máy tính như một hệ thống giao thông vận tải mà hàng hoá trên mạng là dữ liệu, máy tính là nhà máy lưu trữ xử lý dữ liệu, hệ thống đường truyền như là hệ thống đường sá giao thông. Ví dụ mạng máy tính: mạng tại TTMT-Viện CNTT&TT, mạng của Tổng cục thuế, mạng Internet,...*Phân loại mạng máy tínhTheo mối quan hệ giữa các máy trong mạngMạng bình đẳng (peer-to-peer) các máy có quan hệ ngang hàng, một máy có thể yêu cầu một máy khác phục vụ.Mạng khách/chủ (client/server). Một số máy là server (máy chủ) chuyên phục vụ các máy khác gọi là máy khách (client) hay máy trạm (workstation) khi có yêu cầu. Các dịch vụ bao gồm cung cấp thông tin hoặc tính toán v.v. *Phân loại mạng máy tính (tiếp)Theo qui mô địa lýLAN (Local Area Network) mạng cục bộ ở trong phạm vi nhỏ, ví dụ bán kính 500m, số lượng máy tính không quá nhiều, mạng không quá phức tạp. WAN (Wide Area Network) mạng diện rộng, các máy tính có thể ở các thành phố khác nhau. Bán kính có thể 100-200 km. Ví dụ mạng của Tổng cục thuế.GAN (Global Area Network) mạng toàn cầu, máy tính ở nhiều nước khác nhau. Thực tế mạng toàn cầu là kết hợp của nhiều mạng con. Ví dụ mạng Internet. *Các thành phần cơ bản của mạng máy tínhCác máy tínhVỉ mạng (Network Interface Card-NIC)Đường truyền vật lý: hữu tuyến, vô tuyếnCác thiết bị kết nối mạng: HUB, SWITCH, ROUTER*Các thành phần cơ bản của mạng máy tínhCác thiết bị đầu cuối (terminal) khác: máy photo, máy in, scanner, camera mạng,...Các phụ kiện mạng: ổ cắm, giắc cắm,...*Các thành phần cơ bản của mạng máy tínhHệ điều hành mạng: Hệ điều hành mạng là một phần mềm điều khiển sự hoạt động của mạng. Các phần mềm mạng cho máy tính: Hiện nay nói chung các hệ điều hành đều tích hợp sẵn chức năng kết nối mạng. Trong trường hợp hệ điều hành của máy tính không có sẵn khả năng kết nối mạng thì các phần mềm này là cần thiết. Các ứng dụng trên mạng: Ví dụ như Email, Chat, Video Call v.v. *Kiến trúc mạng máy tínhKiến trúc mạng máy tính (network architecture) thể hiện cách kết nối máy tính với nhau và qui ước truyền dữ liệu giữa các máy tính. Cách nối các máy tính với nhau gọi là hình trạng (topology) của mạng. Tập các qui ước truyền thông gọi là giao thức (protocol). Có hai kiểu nối mạng chủ yếu là điểm-điểm (point to point) và quảng bá (broadcast). Trong kiểu điểm-điểm các đường truyền nối các nút thành từng cặp. Như vậy một nút sẽ gửi dữ liệu đến nút lân cận nó (nút được nối trực tiếp với nó). Dữ liệu sẽ được chuyển tiếp như vậy cho đến khi tơi nút đích.*Kiểu nối mạng điểm - điểmKiểu nối mạng điểm - điểm có ba dạng chính là : hình sao (star), chu trình (loop), cây (tree) và đầy đủ (complete). *Kiểu nối mạng quảng báTrong kiểu quảng bá các nút nối vào đường truyền chung. Như vậy khi một nút gửi dữ liệu các nút còn lại đều nhận được. Do đó dữ liệu gửi đi cần có địa chỉ đích. Khi một nút nhận được dữ liệu nó sẽ kiểm tra địa chỉ đích xem có phải gửi cho mình không.*Mạng Internet - Khái niệmInternet là một mạng máy tính có qui mô toàn cầu (GAN), gồm rất nhiều mạng con và máy tính nối với nhau bằng nhiều loại phương tiện truyền. Internet không thuộc sở hữu của ai cả. Chỉ có các uỷ ban điều phối và kỹ thuật giúp điều hành Internet.Ban đầu là mạng của Bộ Quốc phòng Mỹ (DoD) dùng để đảm bảo liên lạc giữa các đơn vị quân đội. Sau đó phát triển thành mạng cho các trường đại học và viện nghiên cứu. Tiếp theo nó đã phát triển với qui mô toàn cầu và trở thành mạng Internet.*Các dịch vụ chính của InternetTa có thể dùng Internet để thực hiện nhiều dịch vụ mạng. Các dịch vụ thông dụng nhất trên Internet hiện nay là:Truyền thông tin (FTP, File Transfer Protocol)Truy nhập máy tính từ xa (telnet)Web (WWW) để tìm kiếm và khai thác thông tin trên mạngThư điện tử (E-mail)Tán gẫu (Chat) trên mạng*Lợi ích của InternetTrong thời đại của công nghệ thông tin hiện nay Internet mang lại nhiều lợi ích như truyền tin, phổ biến tin, thu thập tin, trao đổi tin một cách nhanh chóng thuận tiện rẻ tiền hơn so với các phương tiện khác như điện thoại, fax. Internet có ảnh hưởng trên toàn thế giới đến mọi ngành, mọi lĩnh vực xã hội. Hiện nay Internet có vai trò quan trọng và được sử dụng rộng rãi và có mặt ở mọi nơi, mọi lĩnh vực, mọi ngành nghề. *Làm sao để sử dụng các dịch vụ Internet?Để kết nối đến Internet ta cần :Máy tính có Modem (Dial-up, ADSL), card mạng.Có thuê bao kết nối với Internet: qua mạng, qua đường điện thoại, đường thuê riêng của bưu điện. Thông thường hiện nay kết nối qua điện thoại hoặc qua ADSLCó tài khoản Internet ở trên mạng hay ở một nhà cung cấp dịch vụ Internet (Internet Service Provider, ISP), ví dụ như VNPT, Viettel.Có phần mềm Internet thông dụng như trình duyệt Web để xem trang web (Internet Explorer, FireFox), phần mềm để xem thư hay chat như Outlook, Messenger.*Nội dung chương này1. Giới thiệu chung về mạng máy tính2. Khái quát nguyên tắc hoạt động của Internet và WWWInternet vs. WebInternet và Web không đồng nghĩaInternet là mạng toàn cầu kết nối hàng triệu máy tínhWorld Wide Web (WWW) là một thành phần của Internet, cùng với e-mail, chat, v.v.Chúng ta sẽ nói về cả haiWeb hoạt động như thế nào?Ví dụ, sinh viên Anton muốn lấy thông tin về môn học tin đại cương từ trang web môn họcAnton đi tới một máy tính được kết nối Internet và mở trình duyệt WebNhập vào địa chỉ (được gọi là URL) vào thanh địa chỉ của trình duyệtNhấn Enter...Điều gì sẽ sảy ra tiếp theo?URL viết tắt của Uniform resources locatorWeb hoạt động như thế nào? (2)Ở bộ môn HTTT thầy giáo đã soạn một vài trang web cho lớp KT Hóa học 61006Thầy đã chép những trang đó vào một thư mục trên một máy tính của bộ môn Hệ thống thông tin. Máy có tên là ISCom.Máy tính này được kết nối với Internet và chạy một chương trình có tên là Apache. Điều này cho phép ISCom hoạt động như một máy chủ Web.Web hoạt động như thế nào? (3)Bằng cách nào máy tính trên bàn của Anton có thể xác định được trang web môn tin đại cương nằm ở đâu?Để Anton có thể sử dụng WWW, máy tính của Anton phải được nối tới một máy khác hoạt động như máy chủ Web (thông qua nhà cung cấp dịch vụ Internet ISP).Máy chủ này lại tiếp tục nối với những máy khác, một trong số đó là những Routers.mạng HTTTRouters xác định cách thức truyền thông tin từ một phần của mạng sang phần khácCó thể có nhiều kiểu Routers khác nhauWeb hoạt động như thế nào (4)Bằng cách nào máy chủ của Anton và Routers biết được máy chủ chứa thông tin cần thiết?Đầu tiên, url phải được dịch thành dạng số được biết là địa chỉ IP.Máy chủ của Anton nối tới một máy chủ DNS (Domain Names Service) biết cách thực hiện chuyển đổi nàyMáy chủ DNSNgữ pháp tên miềnTên miền được đọc từ phải qua trái, từ địa chỉ tổng quát đến cụ thểVí dụ, www.xyz.com có thể được trình diễn như sau:com – tên miền cấp cao nhất, trang thương mạixyz – tên miền công ty được đăng kýwww – là tên máy chủ (hoàn toàn hợp lệ khi đặt tên máy là www – ký hiệu viết tắt của “World Wide Web”)Một tên miền điển hìnhwww.xyz.comTên máy chủTên miền công ty được đăng kýPhân lớp tên miền (tên miền cấp cao nhất)Tên miền là phần của URL được sử dụng trong trang web.Tên miền cấp cao nhấtvn – tên miền Việt Namcom, biz, cc – trang web thương mại hoặc công tyedu – cơ sở giáo dục, trường đại họcorg – tổ chức; tên gốc dùng cho câu lạc bộ, và nhóm hoạt động phi lợi nhuậnnet – địa chỉ mạng, bao gồm cả nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISPs)Còn nhiều tên miền cấp cao nhất khác nữaQuy đổi tên miềnTên miền được sử dụng cho con ngườiThực tế mạng Internet sử dụng số gọi là địa chỉ IP để mô tả địa chỉ mạngDNS (Domain Name System) – chuyển địa chỉ IP thành tên dễ nhận biếtví dụ:12.42.192.78 = www.xyz.comTên miền và địa chỉ IP của nó cùng chỉ tời một máy chủ WebĐịa chỉ InternetMạng Internet là mạng máy tính mà trong đó mỗi máy phải có một địa chỉ duy nhấtĐịa chỉ IP; ví dụ, địa chỉ IP của ISComp là 202.191.56.67Giao thức Internet phiên bản 4 (IPv4) hỗ trợ định dạng 32 bit của địa chỉ IPBốn tập số, mỗi tập có miền giá trị từ 0 ... 255Sử dụng định dạng này sẽ có khoảng 4 tỉ địa chỉ IPPhần mềm Router biết cách sử dụng địa chỉ IP để tìm máy đíchInternet làm việc như thế nàoGiao thức mạng:Giao thức – là một định dạng thống nhất cho mục đích trao đổi dữ liệu giữa hai thiết bịGiao thức Internet là TCP/IPGiao thức WWW là HTTPGói mạng:Thông thường một thông điệp được chia thành nhiều mảnh nhỏ hơn và ghép nối lại sau khi đã nhận đủNhững mảnh thông tin như thế được đóng gói bởi thông tin về địa chỉ được gọi là gói thông tinĐịnh dạng gói IP (v4)Total Length in bytes (16)Time to Live (8)Options (if any)Bit 0Bit 31Version(4)Hdr Len(4)TOS (8)Identification (16 bits)Flags (3)Fragment Offset (13)Source IP Address (32)Destination IP Address (32)Header Checksum (16)Protocol (8)Data (variable length)HeaderDataField length in bitsWWW làm việc như thế nàoĐiều gì sẽ sảy ra khi máy chủ ISComp đã nhận được yêu cầu thông tin từ trình duyệt Web của Anton?Máy chủ web xử lý URL để xác định trang nào trên máy chủ được yêu cầuSau đó nó gửi tất cả thông tin từ trang đó quay trở lại địa chỉ yêu cầuMạng HTTTĐọc một URL = Giao thức truyền siêu văn bảnwww = Tên dịch vụ.is = tên máy chủ.hut = tên miền cấp 3.edu = tên miền cấp 2.vn/ = tên miền bậc cao nhất~ngocnb/ = tên thư mụcit1110/ = tên thư mụcindex.html = tên tệp của trang webTrang web và HTMLChúng ta thấy gì ở địa chỉ web và HTMLChúng ta thấy gì ở địa chỉ ấm phải chuột để xem mà nguồnTrang Web và HTMLHTMLHyperText Markup Language – ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bảnSử dụng để đánh dấu văn bản và cho trình duyệt biết phải hiển thị nội dung như thế nàoDấu sổ trái thể hiện kết thúc câu lệnh nhưng đôi khi có thể bỏ quaVí dụĐây là Chữ đậm Một đoạn văn Tiêu đề lớn Tiêu đề nhỏ hơn Siêu liên kết HTMLSiêu liên kết (Hyperlink) là thành phần quan trọng nhất: IT1110 Tin học đại cươngPhần chữ mầu xanh được gọi là anchor textĐây chính là văn bản mà bạn thấy trên liên kếtPhần mầu đỏ là liên kết bạn sẽ di chuyển đến sau khi bấm liên kếtCấu trúc ... biểu diễn một siêu liên kết, phần văn bản nằm giữa hai thẻ là anchorMột siêu liên kết có thể được mở bởi người dùng hoặc phần mềm tự độngHTTPHTTP là giao thức được sử dụng bởi WWWKhi người dùng bấm một siêu liên kết trong trình duyệt của họ, trình duyệt sẽ gửi một lệnh HTTP tới máy chủ Web được chỉ định trong URLCâu lệnh này thường là “GET” – lấy nội dung của trang web và trả về cho người dùngĐây là một giao thức rất đơn giảnNó dựa trên các chức năng của TCP/IPVí dụ một yêu cầu HTTPRequest lineGET ~ngocnb/it1110/index.html HTTP/1.1Host: www.is.hut.edu.vn Blank lineRequest headerĐây là thông tin mà máy chủ web tại www.is.hut.edu.vn nhận được:Bởi vì HTTP được xây dựng dựa trên TCP/IP, máy chủ web biết được cần gửi nội dung trang web trở về địa chỉ nào.WWW làm việc như thế nàoSau khi Anton nhập vào địa chỉ url cho trang chủ của môn Tin học đại cương, nó được chuyển thành một yêu cầu HTTP và chuyển tới máy chủ ISComp tại bộ môn HTTT. Máy chủ giải mã url và xác định trang web nào trong những thư mục của nó đang được yêu cầuSau đó máy chủ gửi nội dung HTML ngược lại địa chỉ của AntonMạng HTTTTrình duyệt của Anton nhận nội dung HTML này và trình diễn nội dung trang webNếu Anton bấm vào một siêu liên kết thì một quá trình tương tự lại tiếp diễnWWW/Internet hoạt động như thế nàoTham khảoỏi - đáp