Bài giảng Mạng và truyền thông - Chương 3: Mạng internet

3.3.Mạng Internet 3.3.1.Giới thiệu chung về Internet 3.3.2.Các dịch vụ và ứng dụng trên Internet 3.3.1.Giới thiệu chung về Internet a) Lịch sử  6/1968: bộ quốc phòng Mỹ thiết lập mạng máy tính đầu tiên, lấy tên gọi là ARPANET  Đầu những năm 80, tách làm 2 mạng quân sự (Milnet) và dân sự (vẫn gọi là ARPANET)  11/1986: đã có 5089 máy kết nối vào mạng  Tới năm 1990, mạng máy tính mở rộng ra toàn cầu, chính thức trở thành mạng Internet ngày nay. b) Cơ chế quản lý Internet  Không có cơ quan quản lý tối cao cho toàn bộ mạng Internet.  Một tổ chức đứng ra điều phối hoạt động: Hiệp hội Internet (IOSC).  Việc phân phối địa chỉ IP do các trung tâm thông tin mạng (NIC) của từng khu vực đảm nhiệm 3.3.2 Các dịch vụ và ứng dụng trên Internet Ứng dụng và giao thức ứng dụng  Ứng dụng: – Các tiến trình (có giao tiếp với nhau) trên Internet – Hoạt động trên các hệ thống cuối – Trao đổi thông điệp  Giao thức ứng dụng – Là các quy tắc giao tiếp – Sử dụng các dịch vụ giao vận  Ví dụ ứng dụng/giao thức – Web (HTTP), Mail (SMTP/POP/IMAP) Các thành phần của ứng dụng  Giao diện người sử dụng – Hỗ trợ NSD làm việc với ứng dụng (trình duyệt web, phần mềm gửi thư, v.v) – Cài đặt các giao thức và sử dụng dịch vụ giao vận  Tiến trình ứng dụng: một chương trình đang chạy  Giao tiếp giữa các tiến trình – IPC (inter-process communication) trên một máy – Socket: giữa các máy trên mạng Giao tiếp giữa các tiến trình trên Internet  Socket là 1 giao diện giữa tiến trình ứng dụng và tầng giao vận  Socket được định danh bởi – Số hiệu cổng, địa chỉ IP – Kiểu giao thức giao vận (TCP, UPD)  Socket API: Cho phép các tiến trình lựa chọn tham số, dịch vụ Các mô hình ứng dụng  Khách chủ  P2P  Mô hình lai Mô hình khách chủ  Khách: – Gửi yêu cầu truy cập dịch vụ đến máy chủ – Có thể có địa chỉ IP động hay vào mạng không thường xuyên – Về nguyên tắc, không liên lạc trực tiếp với các khách khác  Chủ: – Thường xuyên online – Địa chỉ IP tĩnh – Có máy chủ dự phòng nâng cao hiệu năng đề phòng sự cố Mô hình điểm điểm thuần túy  Không có máy chủ trung tâm  Các máy có vai trò ngang nhau  Hai máy bất kì có thể liên lạc trực tiếp  Có thể có IP động, không cần vào mạng trức tiếp Mô hình lai  Một máy chủ trung tâm để quản lý NSD, thông tin tìm kiếm  Các máy khách giao tiếp trực tiếp với nhau sau khi đăng nhập  Ví dụ Skype: – Máy chủ Skype quản lý các phiên đăng nhập, mật khẩu – Sau khi kết nối các máy gọi VoIP trực tiếp cho nhau a) Dịch vụ chuyển đổi tên miền(DNS)  Định danh máy tính qua địa chỉ IP -> – Khó nhớ – Không thể hiện được các thông tin cần thiết:  Địa lý  Tổ chức  Người dùng – Thích hợp với các thiết bị (host, router)  Sử dụng cách đặt tên thông thường (tên miền) để định danh cho một máy tính trên mạng – www.yahoo.com – www.vnexpress.net Tên miền  Tên miền – Gồm các miền, miền cách nhau bởi dấu (.) – Gợi nhớ – Độ dài thay đổi  Khuôn dạng tên miền: Phân miền theo các cấp – Cấp cao nhất  Lĩnh vực hoạt động (edu, gov, com, mil, org, net)  Cấp quốc gia (vn, jp, cn, …) – Cấp dưới – Theo tổ chức (vcu, hut,…) – Theo dịch vụ cung cấp, …(mail, …) – Ví dụ: www.vcu.edu.vn, mail.vcu.edu.vn  Tên miền được đọc từ trái sang phải  Tên miền được xử lý từ phải sang trái – Phần quan trọng nhất bên phải – Phần tận cùng bên trái là tên một máy tính cụ thể  Một tổ chức muốn tham gia hệ thống đặt tên miền, tổ chức phải áp dụng một tên phía dưới một trong các miền cấp độ trên cùng. Tên miền  Tên miền dễ nhớ nhưng máy tính không sử dụng trực tiếp được. – Tên miền có độ dài xâu ký tự thay đổi Xử lý phức tạp hơn (so sánh) – Lưu tên miền xử lý tốn nhiều không gian bộ nhớ  Tên miền không chứa thông tin giúp định vị máy tính trên mạng -> Dịch vụ chuyển đổi tên miền sang địa chỉ IP (Domain Name System) Cơ chế phân giải tên miền  Việc ánh xạ địa chỉ IP vào tên miền được thực hiện bởi các phần mềm Name Server cài đặt tại máy chủ và phần mềm Name Resolver cài đặt trên máy khách/trạm. Tổ chức máy chủ DNS  Cơ sở dữ liệu của tên miền không lưu trữ trên chỉ một máy mà được phân phối giữa nhiều máy chủ DNS tại các vùng (site) khác nhau trên Internet.  Mỗi máy chủ DNS quản lý một phần của hệ thống phân cấp tên miền.  Khi một tổ chức quản lý một miền nhất định, nó có thể tự tạo cây phân cấp tên miền của tổ chức đó. Máy chủ tên gốc: Chứa thông tin về cách liên lạc với các server khác Máy chủ tên của Việt Nam: quản lý tên miền .vn Máy chủ tên của ĐH Thương mại: quản lý tên miền .edu.vn Các máy chủ liên kết với nhau tạo thành một hệ thống đồng nhất. Mỗi máy chủ biết cách liên lạc với máy chủ tên gốc và cách liên lạc với các máy chủ quản lý các tên ở phần dưới của hệ thống phân cấp. Tổ chức máy chủ DNS  Local name servers: Mỗi nhà cung cấp dịch vụ duy trì một LNS của riêng mình  Root name servers: Có 13 RNS trên thế giới, tập trung chủ yếu ở Bắc Mỹ, có thể chuyển đổi tên miền trực tiếp hoặc trung gian với các ANS  Authoritative name servers: nơi đăng ký tên miền của các máy tính trên mạng Hoạt động của máy chủ DNS  Yêu cầu chuyển đổi tên miền trước hết được đưa cho LNS của nhà cung cấp dịch vụ  Nếu không chuyển đổi được, yêu cầu sẽ được đưa cho một RNS nào đó  RNS sẽ xem xét, nếu cần thiết sẽ xác định ANS để yêu cầu chuyển đổi tên miền hoặc đưa cho LNS địa chỉ của máy chủ quản lý tên miền cấp thấp hơn tương ứng Hoạt động của máy chủ DNS Computer Local name server Root name server Authoritative name server Hoạt động của máy chủ DNS b)Thư điện tử  Thư điện tử (Email) là một trong những ứng dụng mạng lâu đời nhất nhưng lại phổ dụng nhất. Các thành phần của hệ thống thư điện tử  Các chương trình hỗ trợ người dùng (User Agent): Đọc, soạn thảo thư , lấy thư từ máy chủ , gửi thư tới máy chủ. Ví dụ OutLook, Thunderbird...  Máy chủ thư điện tử chứa hộp thư đến của người dùng (mail box), hàng đợi để gửi thư đi. Ví dụ Sendmail, MS Exchange… – Mỗi một hộp thư phải có địa chỉ chứa thông tin về người gửi và tên miền của máy chủ cung cấp dịch vụ thư điện tử. tên_người_dùng@tên_miền  Giao thức chuyển thư – SMTP – POP, IMAP Quy trình gửi nhận thư điện tử Giao thức chuyển thư  POP3 (Post Offic Protocol version 3 [RFC 1939]): được các chương trình hỗ trợ người dùng sử dụng để lấy thư về từ hộp thư của nó trên server  Hoạt động – Chương trình hỗ trợ người dùng khởi động một nối kết TCP trên cổng 110 đến máy chủ thư điện tử. – Khi kết nối thực hiện xong, phiên làm việc POP3 sẽ trải qua ba giai đoạn theo thứ tự:  Chứng thực: Xác nhận người dùng hợp lệ  Tải hết thư về máy của người dùng  Cập nhật Giao thức chuyển thư (t)  IMAP – (Internet Mail Access Protocol [RFC 1730]): Giao thức nhận thư có nhiều tính năng vượt trội hơn POP3, IMAP cho phép gởi mail.  Hoạt động – Chương trình hỗ trợ người dùng khởi động một nối kết TCP trên cổng 143 đến máy chủ thư điện tử – Người dùng tạo, xóa và sửa đổi nhiều hộp thư trên máy chủ cũng như lưu trữ và xử lý thư trên máy chủ thư điện tử. So sánh POP3, IMAP Giao thức chuyển thư (t)  SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – được các server dùng để chuyển thư qua lại với nhau – được các chương trình hỗ trợ người dùng dùng gửi thư tới server  Hoạt động – Sau khi thiết lập nối kết TCP đến cổng 25 của máy đích (máy chủ), máy nguồn (máy người dùng hay một máy chủ thư điện tử khác gọi chung là máy khách _ client) chờ nhận kết quả trả về từ máy chủ. Hoạt động (t)  Máy chủ gởi một dòng văn bản đến máy khách thông báo danh tính của nó và khả năng tiếp nhận thư. – Nếu máy chủ không có khả năng nhận thư tại thời điểm hiện tại, client sẽ hủy bỏ nối kết và thử thiết lập lại nối kết sau. – Nếu máy chủ sẵn sàng nhận thư, client sẽ thông báo lá thư đó từ đâu đến và ai sẽ là người nhận. Nếu người nhận đó tồn tại, máy chủ sẽ thông báo cho client tiếp tục gởi thư.  Máy khách gởi thư và máy chủ báo nhận cho thư đó.  Sau khi cả hai bên hoàn tất phiên truyền nhận, kết nối sẽ được đóng lại. Có thể tồn tại nhiều máy chủ thư điện tử làm cầu nối giữa máy chủ thư điện tử của máy gửi và máy đích trong hệ thống chuyển nhận thư điện tử. c) Web  Web viết tắt của World Wide Web (www) trao đổi tài liệu siêu văn bản HTML (HyperText MarkUp Language) trên Internet, dựa trên giao thức HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). Giao thức HTTP  Giao thức HTTP hoạt động với mô hình khách/chủ (client/server).  Máy chủ mở một TCP socket chờ tại cổng mặc định (cổng 80).  Client khởi tạo một liên kết TCP tới máy chủ.  Máy chủ chấp nhận yêu cầu và tạo liên kết.  Trong quá trình truyền dữ liệu, client sẽ gửi yêu cầu HTTP request và máy chủ trả lời lại bằng các HTTP response.  Cả máy khách và máy chủ phải theo dõi xem phía bên kia có chủ động cắt nối kết hay không và lấy đó làm cơ sở để tự cắt nối kết của mình. Trình duyệt Web  Trình duyệt Web là các chương trình giao diện đồ họa cho phép người dùng đưa vào yêu cầu truy nhập Web, tải và hiển thị nội dung Web  Cho phép người dùng “mở một URL”(Uniform Resource Locators), cung cấp thông tin về vị trí của các đối tượng trên Internet. Ví dụ ml.  Các tập tin trên Web chứa: – văn bản – hình ảnh, audio và video clips. – liên kết siêu văn bản (hypertext links) Bộ đệm Web  Nơi lưu trữ tạm/bộ đệm các trang Web  Lợi ích – Đối với máy khách: nạp và hiển thị một trang Web từ bộ đệm gần đấy là nhanh hơn rất nhiều so với từ một máy chủ nào đó từ xa – Đối với máy chủ: giảm bớt tải trên máy chủ Bộ đệm Web  Cài đặt tại: – Trình duyệt Web – Máy chủ trong một mạng nội bộ (Web Proxy): những người dùng sau có thể sử dụng các bản trữ sẵn của những người dùng trước – Máy chủ của các ISP Bộ đệm Web(t) •Yêu cầu HTTP từ các máy khách được chuyển phát đến máy chủ của ISP. •Máy chủ liền kiểm tra xem URL được yêu cầu có giống với các URL được trữ sẵn hay không. •Nếu có, máy chủ sẽ trả lời ngay. •Nếu không, máy chủ sẽ chuyển yêu cầu đến máy chủ web thật sự, lưu vào bộ đệm của mình thông điệp trả lời từ phía máy chủ đó •Các máy chủWeb phải gán “ngày hết hạn” (tức là trường Expires trong header) cho mọi trang Web mà nó phục vụ cho máy khách, phải kiểm tra tính cập nhật của trang Web đó Một số trang web hỗ trợ tìm kiếm  Google.com  Yahoo.com  Infoseek.com  Altavista.com d)Truyền tập tin  Ứng dụng dựa trên giao thức FTP (File Transfer Protocol) [RFC 959]: trao đổi tập tin giữa các máy Hoạt động  Hoạt động của ứng dụng truyền tập tin theo mô hình khách/chủ. – Người dùng sẽ ra lệnh cho FTP user agent – User agent sẽ nối kết tới máy chủ FTP để dàn xếp thủ tục làm việc, thực thi các tác vụ theo yêu cầu và trả kết quả về cho người dùng.  Giao thức FTP sử dụng giao thức tầng giao vận là TCP. – Lệnh FTP, cổng 21, – Dữ liệu: cổng 20. – Kênh dữ liệu là kênh hai chiều, không nhất thiết phải luôn tồn tại. Lệnh FTP $ ftp vcu_fee Connected to vcu_fee 220- 220 vcu_fee.vcu.edu.vn FTP server (Version 2.1 WU(1)) ready Name(none): chungnh 331Password required for binhnn. Password: 230 User chungnh logged in. Remote system type is Windows Server 2003. Using binary mode to transfer files. ftp> get thong_bao.doc local: thong_bao.doc remote: thong_bao.doc 200 PORT command successful. 150 Opening BINARY mode data connection for nettcp.c (46 bytes). 226 Transfer complete. 46 kilo bytes received in 0 seconds (0.04 Kbytes/s) Lấy tệp thong_bao.doc trên máy chủ vcu_fee của khoa thương mại điện tử về máy tính của mình bằng giao diện dòng lệnh e)Telnet  Dịch vụ truy cập máy tính từ xa  Sử dụng giao diện dòng lệnh  Hiện nay thường thay thế bằng remote desktop