Tìm hiểu về mạng máy tính

hai giá trị cũ và mới của thẻ và hạ thấp quyền ưu tiên của thẻ vào thời điểm thích hợp. Để thiết lập cơ cấu trên người ta dùng 2 ngăn xếp cho mỗi trạm. Một cho dự trữ và một cho mức ưu tiên Trong đó: Sx: Ngăn xếp dùng để lưu trữ giá trị mới của thẻ Sr: Ngăn xếp dùng để lưu trữ giá trị cũ của thẻ Các ngăn xếp chứa các biến chỉ ra sự thay đổi quyền ưu tiên một số lần bởi 1 hay nhiều trạm. Sự tăng quyền ưu tiên liên tiếp sẽ phải được tháo dỡ theo thứ tự ngược lại phần II Một số thiết bị mạng I./Các thiết bị kết nối mạng Trên một mạng vật lý ví dụ mạng bus sư dụng thin cable (Ethernet 10 Base 2) độ dài tối đa của đoạn cáp là 185m, khoảng cách tối thiểu giữa hai trạm là 1,5m thì người ta sẽ lắp đặt được tối đa 185/1,5 =123 trạm. Như vậy trong những mạng rộng hơn có hàng trăm hàng nghìn máy thì cần có những thiết bị để kết nối các mạng con lại. Tuỳ thuộc vào sự khác nhau giữa các mạng từ cấu hình vật lý đến các thủ tục hoạt động bên trong các mạng mà người ta sẽ sử dụng các thiết bị khác nhau để kết nối. Có 4 loại thiết bị theo khả năng kết nối của chúng các mạng với nhau lần lượt từ thấp đến cao là: Repeater (Bộ lặp), Bridge (Cầu nối), Router (thiết bị chọn đường), Gateway (Cổng nối) Chức năng của thiết bị chính là khả năng xử lý thông tin của nó khi nằm trong mạng. Chức năng này có thể so sánh với chức năng các lớp trong mô hình OSI Repeater --> tương đương lớp Vật lý Bridge --> tương đương lớp Data link Router --> tương đương lớp Nework Gateway --> tương đương với từ lớp 5 đến lớp 7 của mô hình 1./Repeater Chức năng tương đương với lớp thứ nhất trong mô hình OSI như hình dưới User A User B 7 App A 6 Pre P 5 Sesion S 4 Trans T 3 Net N 2 Datalink Repeater DL 1 Physical Phy Phy Phy Hình 01 Repeater Tương đương với lớp vật lý nên Repeater có khả năng kết nối các mạng có cùng kiểu cấu hình và cùng cấu trúc khung ở lớp vật lý. Ví dụ mạng Bus với Bus. Nó thường được dùng như là các bộ khuyếch đại lặp trong trường hợp cần mở rộng khoảng cách trong một mạng đơn. WS WS WS Repeater WS WS WS Hình 02: Kết nối mạng dùng Repeater Chú ý: Không thể cứ mở rộng mạng mãi bằng Repeater (thường không quá 5 repeater) vì nó có liên quan tới trễ phát thông tin giữa hai đầu cuối của mạng và kích thước khung dữ liệu trong tiêu chuẩn 802.3. Xem chuẩn 802.3 về CSMA/CD. 2./ Cầu nối - Bridge Chức năng tương đương lớp 2 mô hình OSI như sau User A User B 7 App A 6 Pre P 5 Sesion S 4 Trans T 3 Net Bridge N 2 Datalink DL DL DL 1 Physical Phy Phy Phy Hình 03 Bridge Theo chức năng của mình, Bridge có thể xử lý các khung dữ liệu ở lớp 2. Chính vì vậy nó có khả năng kết nối giữa các mạng có cấu trúc khung khác nhau như mạng BUS và RING. và sử dụng các phương tiện truyền dẫn vật lý khác nhau. Hình dưới là kết nối giữa các mạng sử dụng cầu nối Hình 04 Kết nối mạng bằng Bridge Cầu hoạt động như một bộ lọc địa chỉ ở lớp 2. Nó biến đổi các khung dữ liệu của mạng LAN này thành khung dữ liệu của mạng LAN khác (Ví dụ 802.3 802.5) Nhưng không làm thay đổi nội dung phần dữ liệu mà khung chứa (dữ liệu lớp bên trên). Ví dụ: Khi tram WS1 trên mạng BUS muốn gửi dữ liệu cho trạm WS6 trên mạng RING thì nó sẽ gửi khung dữ liệu qua mạng BUS theo chuẩn 802.3. Cầu tiếp nhận khung này thông qua cổng kết nối với mạng BUS A. Sau đó cầu sẽ làm nhiệm vuh biến đổi khung dữ liệu này thành dạng phù hợp với mạng RING C theo chuẩn 802.5 và chuyển khung tới tram WS6. Quá trình truyền dữ liệu từ tram 6 về 1 diễn ra theo chiều ngược lại Dưới con mắt người sử dụng thì toàn bộ mạng giống như là một mạng duy nhất- nghĩa là không phân biệt trạm nào ở trên mạng nào. Cầu hoạt động trong suốt (transparent) và tự động chuyển các khung từ mạng này sang mạng khác theo các qui tắc được định nghĩa trước. Các qui tắc này chính là các thuật toán chọn đường đối với cầu. Có 3 thuật toán thông dụng đối với cầu là: TLB (Transparent Learning Bridge) – Cầu học trong suốt STB (Spanning Tree Bridge) SRB (Source Route Bridge) Cầu học trong suốt – TLB Đây là một thuật toán đơn giản, nó cho phép các mạng kết nối với nhau mà không cần đến sự can thiệp của người sử dụng. Nguyên tắc hoạt động của cầu như sau: Mọi khung thông tin trong mạng đều phải đi qua cầu và cầu sẽ kiểm tra địa chỉ nguồn và đích của tất cả các khung (địa chỉ lớp 2 -MAC). Thông qua các địa chỉ nguồn (SA) của khung này cầu có thể nhận biết trạm phát khung nằm ở trên mạng nào. Tiếp theo đó nó sẽ so sánh thông tin nhận được với nội dung bảng chọn đường của mình (Forwarding table --> chỉ cho biết các trạm có địa chỉ MAC nào thì thuộc về mạng nào). Nếu điạ chỉ của trạm phát đã có mặt trong bảng chọn đường thì thôi còn nếu chưa có thì nó sẽ ghi nhớ lại để dùng cho lần sau. Sau đó cầu sẽ kiểm tra địa chỉ đích (DA) của khung. Nếu địa chỉ đích đã biết -nghĩa là đã có mặt trong bảng chọn đường thì nó chỉ đơn giản phát khung về phía mạng có chứa trạm đích. Còn nếu trong trường hợp nó không địa chỉ trạm đích trong bảng – nghĩa là nó không biết trạm đích nằm trong mạng nào thì Cầu sẽ làm một bản copy khung và gửi tới tất cả các mạng mà nó nối đến với hy vọng rằng khi trạm đích nhận được khung tin và trả lời lại thì qua đó nó sẽ học được một địa chỉ mới. Ví dụ trong hình trên – Khi trạm 1 muốn truyền dữ liệu tới trạm 6 thì nó sẽ gửi khung 802.3 có địa chỉ nguồn (SA) và đích (DA) qua mạng BUS A. Khi cầu nhận được khung này thì lập tữc đọc địa chỉ nguồn và so sánh nó với bảng chọn đường của mình. Nếu chưa có địa chỉ này thì nó sẽ ghi nhớ lại. Tiếp theo cầu kiểm tra địa chỉ đích của khung. Như vậy xảy ra hai trường hợp là Cầu đã biết địa chỉ trạm đích trên mạng Ring C. Vậy cầu chỉ đơn giản làm nhiệm vụ biến đổi khung 802.3 thành khung 802.5 và phát khung đó vào mạng Ring C Còn nếu cầu không biết trạm đích nằm trên mạng nào B hay C,.... thì nó sẽ Copy khung – biến đổi và phát khung tới tất cả các mạng khác. Tại trạm đích 6 có địa chỉ MAC trùng với địa chỉ đích (DA) của khung sẽ tiếp nhận khung dữ liệu và tiếp đó nó sẽ phát khung trả lời lại bên gửi. Như vậy thông qua khung trả lời cầu sẽ biết được vị trí của trạm 6 ở đâu và nó ghi nhớ lại để sử dụng cho lần sau. 2.2 STB Đây là thuật toán được tạo bởi Digital Equipment Corporation dùng trong các mạng có nhiều kết nôí bằng cầu hiện được định nghĩa trong chuẩn 802.1d. Mục đích của thuật toán này để giải quyết những vấn đề thường hay xảy ra trong một hệ thống mạng phức tạp gồm nhiều cầu nối như việc phát thông tin quảng bá trong của nhiều cầu sẽ gây tắc nghẽn mạng (flooding) hay việc phát quay vòng thông tin (Bridge loop).... Thuật toán này cho phép người thiết kế mạng loại bỏ các đường đi dư thừa trong mạng,xây dựng mạng thành dạng hình cây trong đó chỉ có một đường đi duy nhất giữa 2 điểm hoặc nhiều đường nhưng được chọn theo thứ bậc ưu tiên khác nhau dựa trên các thông số về giá thành và khoảng cách. SRB Thuật toán này thường sử dụng trong các mạng vòng RING. 3./Thiết bị chọn đường – Router Chức năng tương đương lớp 3 mô hình OSI như sau User A User B 7 App A 6 Pre P 5 Sesion S 4 Trans Router T 3 Net N N N 2 Datalink DL DL DL 1 Physical Phy Phy Phy Hình 05 Router Tương đương với lớp 3 – Router có khả năng xử lý các gói dữ liệu, đọc kiểm tra địa chỉ, biến đổi gói cho phù hợp với mạng và chọn đường đi ngắn nhất trong mạng cho gói. Nguyên tắc hoạt động của Router như sau: Dir: Direct Hình 06: Ví dụ về sử dụng Router trong mạng Trong mạng toàn cầu rộng, mỗi nút mạng có một địa chỉ duy nhất. Địa chỉ nằm ở lớp 3 trong gói IP. Ví dụ trên hình vẽ – mỗi trạm được gắn một địa chỉ như A1, A2, B10, B5, C2, D3, D5..... Địa chỉ này là duy nhất trên toàn mạng (Địa chỉ Internet bao gồm địa chỉ mạng và địa chỉ nút mạng – ở đây ta coi A,B,C,D là phần đia chỉ mạng còn các con số tiếp theo là địa chỉ nút mạng). Ngoài ra mỗi trạm trong một mạng lại có thêm địa chỉ phần cứng của card giao tiếp mạng - Đây chính là địa chỉ lớp 2 - địa chỉ MAC là cá con số ghi bên dưới các địa chỉ lớp 3 (101,102,105,110,.....) Địa chỉ MAC này có thể giống nhau trên các mạng khác nhau nhưng là duy nhất trên một mạng vật lý. Ta lấy ví dụ việc truyền dữ liệu từ trạm có địa chỉ Internet lớp 3 là B10 - địa chỉ MAC của nó ở lớp 2 là 110 đến trạm có địa chỉ D5 và địa chỉ MAC =105. Quá trình truyền có thể được chia thành 3 bước Bước 1: Đầu tiên khi B10 muốn gửi thông tin đến D5 – nó tạo gói tin ở lớp 3 chứa địa chỉ bên gửi là B10 và bên nhận là D5. Qua bộ phân tích địa chỉ B10 biết rằng trạm D không nằm cùng trong mạng với nó, bởi vậy nó quyết định phải chuyển gói dữ liệu cho Router R1 là cổng ra của toàn mạng B. Việc chuyển gói cho R1 (có địa chỉ lớp 3 là B5 và MAC=105) được B10 thực hiện bằng cách chuyển gói này cho lớp 2 bên dưới để cho vào khung (802.3 của mạng BUS). Khung này sẽ gắn địa chỉ MAC bên gửi của B10 là 110 và MAC nhận là 105. Xem hình dưới. Trong trường hợp B10 không biết địa chỉ MAC của B5 là bao nhiêu thì nó sẽ triệu gọi thủ tục phân giải địa chỉ ARP của mình để tìm địa chỉ MAC của B5.( Xem thêm phần ARP). Gói tin lớp 3 Source Add :B10 Dest Add :D5 IP Data..... MAC Source Add :110 MAC Dest Add :105 Hình 07: Khung Ethernet 802.3 chuyển gói từ B10 tới R1 Bước 2: Khi R1 nhận được khung dữ liệu thông qua địa chỉ MAC 105 của B10 từ cổng B5. Nó tách bỏ gói ra khỏi khung sau đó sẽ phân tích địa chỉ của gói. Qua phân tích địa chỉ nó biết rằng cần phải chuyển gói cho trạm D5. Nhìn vào bảng chọn đường của mình (Routing Table) R1 hiểu rằng muốn gửi tin tới D5 phải gửi gói ra cổng có địa chỉ C1 là cổng kết nối với mạng Ring C tới cổng ra R2 của mạng Ring có địa chỉ C2. C1 có địa chỉ MAC là 101 và C2 có MAC=102. Như vậy R1 sẽ cho gói dữ liệu của B10 vào khung 802.5 để chuyển qua mạng Ring C như hình dưới: Gói tin lớp 3 Source Add :B10 Dest Add :D5 IP Data..... MAC Source Add :101 MAC Dest Add :102 Hình 08: Khung Ethernet 802.5 chuyển gói từ R1 tới R2 Bước 3: Khi R2 nhận được khung dữ liệu do R1 gửi, nó sẽ tách bỏ phần khung để láy ra gói dữ liệu. Đọc địa chỉ đích trên gói R2 hiểu rằng cần phải chuyển gói cho trạm D5. Nhìn vào bảng chọn đường của mình (Routing Table) R1 thấy rằng nó có thể chuyển trực tiếp gói tin tới D5. Bởi vậy R2 cho gói vào khung 802.3 để chuyển tới D5. như hình dưới Gói tin lớp 3 Source Add :B10 Dest Add :D5 IP Data..... MAC Source Add :103 MAC Dest Add :105 Hình 09: Khung Ethernet 802.3 chuyển gói từ R2 tới D5 4./ Gateway Chức năng có thể tương đương cả 7 lớp mô hình OSI như sau User A User B 7 App A A A 6 Pre Pre Pre P 5 Sesion Se Se S 4 Trans T T T 3 Net N N N 2 Datalink DL DL DL 1 Physical Phy Phy Phy Hình 010 Gateway Gateway hỗ trợ các thủ tục phiên dịch giữa các mạng có kiến trúc khác nhau nhằm cung cấp một dịch vụ chung tới người sử dụng. Ngoài các thiết bị mạng nói trên còn có Card mạng HUB Bộ chuyển mạch (Switch) 5./ Card mạng Card mạng đóng vai trò như giao diện hoặc kết nối vật lý giữa mạng máy tính và cáp mạng. Card mạng có vai trò sau: - Chuẩn bị dữ liệu cho cáp mạng. - Gửi dữ liệu đến máy khác. -Kiểm soát luồng dữ liệu giữa máy tính và hệ thống, cáp card mạng cũng nhận dữ liệu gửi đến từ cáp mạng và dịch chuyển thành byte để bộ xử lý máy tínhcó thể hiểu được . + Chuẩn bị dữ liệu : Trước khi dữ liệu gửi lên mạng card mạng phải chuyển đổi dữ liệu từ dạng thức mà máy có thể hiểu được sang dạng thức có thể truyền được trên cáp mạng. Trên cáp mạng dữ liệu được truyền đi theo một luồng bit đơn lẻ (truyền nối tiếp). Card mạng nhận tín hiệu truyền song song theo cụm từ bộ xử lý máy tính và sắp xếp lại sao cho chúng truyền nối tiếp theo tuyến rộng một bit của card mạng. Ngoài việc biến đổi dữ liệu , card mạng còn phải cho biết địa chỉ của nó để mạng có thể nhận biết card này với card khác. + Gửi và kiểm soát dữ liệu : Trước khi card mạng đầu tiên gửi dữ liệu lên mạng , nó phải liên lạc với card mạng ở đầu nhận để cả hai đều thống nhất một số thông số sau : * Kích thước tối đa của cụm dữ liệu được gửi * Khối lượng dữ liệu được gửi đi trước khi xác nhận * Thời lượng cách quãng giữa những lần gửi * Thời gian chờ trước khi tín hiệu báo nhận được gửi đi * Mỗi card có thể chứa tối đa bao nhiêu dữ liệu * Vận tốc truyền dữ liệu 6./ HUB HUB là bộ tập chung và là thành phần rất quan trọng trong cấu hình mạng sao. HUB được chia thành các loại. a/ HUB chủ động : Đa số HUB có tính vì chúng tái tạo và truyền lại tín hiệu theo cách tương tự với cách vận hành của bộ chuyển tiếp. Do HUB có thể có nhiều cổng nên đôi khi người ta gọi chúng là bộ chuyển tiếp đa cổng. HUB chủ động cần có nguồn điện để hoạt động . b/ HUB thụ động : Một số loại HUB lại có tính thụ động chúng đóng vai trò như điểm kết nối và không khuếch đại hay tái tạo tín hiệu khi đi qua HUB . HUB thụ động không cần nguồn điện để hoạt động . c/ HUB lai : Là loại HUB có thể kết nối được vời nhiều loại cáp khác nhau . Có thể mở rộng mạng bằng cách nối nhiều HUB qua HUB chính. 7./ Bộ chuyển mạch (Switch) Bộ chuyển mạch tương ứng với tầng 2 và 3 của mô hình OSI. Chức năng chính của bộ chuyển mạch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền backbone với tốc độ cao .Bộ chuyển mạch có thể có nhiều cổng , mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc Tokenring LAN. Bộ chuyển mạch có thể kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả năng lọc các gói dữ liệu giữa chúng . Chuyển mạch là loại thiết bị mạng mới , nhiều người cho rằng nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang công nghệ truyền dẫn không đồng bộ ATM. 8./Các máy chủ. (file server ). Trên một mạng ,máy quản gia được coi là một hệ thống máy vi tính được sử dụng với mục đích quản lý hệ thống các tập tin trên mạng, điều khiển quá trình sử dụng tài nguyên chung : như phân chia tài nguyên chung cho các trạm trao đổi thông tin với nhau. Máy chủ có thể hoat động theo nguyên tắc đôc lập nghĩa là mọi nguồn lực của máy được dành cho việc phục vụ mạng. Đóng vai trò quản lý mạng hoặc có thể là một trạm làm việc ,lúc này một phần chức năng của máy quản gia sẽ hoạt động như một trạm làm việc hay một hệ thống chạy theo dos. Nói chung, trong một hệ thống mạng máy quản gia đóng vai trò chủ đạo. Tốc độ hoạt động của mạng hoàn toàn phụ thuộc vào nó. Việc chon một máy quản gia rất hệ trọng đối với các nhà thiết kế. Đảm bảo làm sao phải thoả mãn mọi yêu cầu tư phía các trạm làm việc. Giả thiết mạng làm việc với novell netware 3.11,thì chỉ cần có bộ vi xử lý 80386 với 8 Ram là hoạt động tốt. Nếu mạng càng lớn, khả năng xử lý thông tin càng phải cao. Để tránh ùn tắc thông tin đòi hỏi máy chủ càng phải cao, điều đó có nghĩa là trong một mạng máy chủ luôn được ưu tiên có cấu hình mạnh nhất. 9./Trạm làm việc ( work station ). Các trạm làm việc được nối với máy quản gia thông qua mạch giao diện và đường dây cáp. Nó có thể được xem như là các máy vi tính với đầy đủ ổ đĩa mềm và cứng. Như vậy nó tự xử lý các dữ liệu và truyền kết quả hay yêu cầu của mình cho máy chủ. Các chương trình tài nguyên chung cũng được lấy từ maý chủ, sau khi làm xong công việc của mình kết quả sẽ được lưu giữ trên ổ đĩa máy chủ. Các tập tin này có thể được dùng chung bởi nhưng người sử dụng khác. Với đặc điểm này mạng cục bộ giúp ta giảm chi phí về ổ đĩa trên các trạm. Đối với trạm làm việc không ổ đĩa nào cả,nhưng vẫn có sức tính toán như một máy bình thường .lúc này trên mạch giao diên ta phải gắn thêm một vi mạch đặc biệt để có thể khởi động từ xa. Khi đó trạm làm việc coi ổ đĩa mạng như ổ đĩa của mình.trên ổ đĩa của máy quản gia có một file ( boot image file ) cho phép trạm không ổ đĩa coi file này như một ổ đĩa. Trạm không ổ đĩa được trang bị một bộ vi xử lý và bộ nhớ để có thể hoạt động giống như máy tính đơn lẻ. Tốc độ xử lý và dung lượng bộ nhớ càng cao càng tốt vì vậy thông tin tại trạm được xử lý nhanh hơn. Nếu ta làm phép so sánh nhỏ thì trạm làm việc có ổ đĩa hiệu quả kinh tế cao, còn trạm làm việc không ổ đĩa đảm bảo an toàn về an ninh,nhưng dữ liệu không thể đọc ra từ đĩa mềm được do đó tránh được sự xâm nhập của vius, mặt khác mọi trạm đêu sử dụng ổ đĩa mạng sẽ làm cho tốc độ hoạt động của mạng giảm xuống nên thực tế ít dùng trạm loại này. 10./ Mạch giao diện NIC (network interface card ) Vỉ mạng được lắp vào một khe cắm của mỗi máy tính ( máy chủ, máy trạm ) của mạng có nhiệm vụ nối máy quản gia với các trạm làm việc thông qua dây cáp. Vỉ mạng đảm nhiệm các chức năng của tầng vật lý thực hiện truy nhập đường truyền để trao đổi thông tin trong mạng. Một vỉ mạng phải cung cấp tất cả các nút kết nối cần thiết để nổi dây cáp về máy chủ và trạm làm việc. Những mạch điện tử trên vỉ mạch giao diện cung cấp các nghi và những lệnh cần thiết để trợ giúp vỉ mạch NIC hoạt động linh hoạt. Nhiều NIC còn có gắn vi mạch PROM dùng cho trạm làm việc không ổ đĩa .Ngoài ra còn có sẵn các SWITCH , JUMPERS khác nhau có tác dụng đặt các ngắt phần cứng , hoặc những vị trí vào ra khác nhau. Một đặc tính nữa dùng để trợ giúp cho NIC tương thích với hệ thống mà nó gắn lên. Khi cài đặt mạng, phải lựa chọn vỉ mạch NIC tương thích với hệ điều hành mạng sẽ dùng, tương thích với loại bus mà các nhà thiết kế sử dụng có thể là 8 bit hoặc 16 bit. PHầN III Internet và TCP/IP 1/ Lịch sử về Internet Lịch sử của internet bắt đầu từ trước khi hình thành mạng máy tính ra đời vào những năm 1960. Một cơ quan của Bộ Quốc phòng Mỹ,cơ quan quản lý dự án nghiên cứu phát triển (ARPA) đã đề nghị liên kết 4 địa điểm đầu tiên vào tháng 7 năm 1968. Bốn địa điểm đầu tiên đó là viện nghiên cứu Stamford, trường đại học tổng hợp California ở Los Angeles,UC-SantaBarbara và trường đại học tổng hợp Utah.Bốn địa điểm trên được nối thành mạng năm 1969 đã đánh dấu sự ra đời của internet ngày nay. Mạng được biết đến cái tên ARPANET.Giao thức cơ sở cho liên lạc trên internet là giao thức TCP/IP (Transmisson Control Protocol/internet protocol).Họ giao thức nổi tiếng TCP/IP này được Vint Cerf và Robert Kahn phát triển. Thời kỳ đầu số lượng máy tính nối vào mạng hạn chế (khoảng 200 máy chủ vào năm 1981).ARPA càng phát triển khi càng nhiều máy nối vào.Trong khi ARPANET đang cố gắng chiếm lĩnh mạng quốc gia thì tại trung tâm nghiên cứu Xeroccorporation’s naloAlto đã phát triển một kỹ thuật được sử dụng trong mạng cục bộ là Ethernet. Theo thời gian, Ethernet trở thành một trong những tiêu chuẩn quan trọng để cung cấp một mạng cục bộ. Trong thời gian này DARPA (đặt lại tên là ARPA) chuyển sang hợp nhất TCP/IP vào version hệ điều hành Unix của trường đại học Califonia ở Berkeleyvowis sự hợp nhất như vậy tạo nên một thế mạnh trên thị trường những trạm làm việc độc lập sử dụng Unix, TCP/IP cũng có thể dễ dàng xây dựng vào phần mềm hệ điều hành. TCP/IP trên internet cũng trở thành một giao thức thông dụng để các trạm làm việc nối đến trạm khác. Trong thập kỷ 80 máy tính cá nhân được sử dụng rộng rãi trong các công ty và các trường học trên thế giới. Mạng Ethernet kết nối các PC trở thành phổ biến các nhà sản xuất phần mềm thương mại cũng đưa ra những chương trình cho phép máy PC và máy Unix giao tiếp cùng một ngôn ngữ trên mạng. Vào giữa thập kỷ 80 giao thức TPC/IP được sử dụng trong một số kết nối khu vực. Giai đoạn này tạo nên một sự bùng nổ phát triển. Thuật ngữ Internet xuất hiện lần đầu vào khoảng năm 1974 trong khi đó mạng vẫn được gọi là ARPANET cho đến năm 80. Khi bộ quốc phòng Mỹ quyết định tách riêng phần mạng về quân sự thành Milnet, cái tên ARPANET vẫn được sử dụng cho phần mạng (phi quân sự) còn lại dành cho các trường đại học và các cơ quan nghiên cứu. Vào thời điểm này ARPANET ( hay Internet) còn ở quy mô rất nhỏ. Mốc lịch sử quan trọng của Internet được chọn vào giữa thập kỷ 80. Khi tổ chức khoa học quốc gia Mỹ NSF thành lập mạng liên kết các trung tâm máy tính lớn với nhau gọi là NSFNET. Nhiều doanh nghiệp đã chuyển từ ARPANET sang NSFNET và sau đó gần 20 năm hoạt động ARPANET không còn hiệu quả nữa và đã ngừng hoạt động vào khoảng năm 1990. Sự hình thành mạng back bone của NSFNET và những mạng vùng khác đã tạo nên một môi trường thuận lợi cho sự phát triển của Internet. Tới năm 1995 NSFNET thu lại thành một mạng nghiên cứu còn Internet vẫn tiếp tục phát triển. 2./ Họ giao thức TCP/IP Để phù hợp với các thủ tục liên kết mạng đang tồn tại trên thế giới giao thức TCP/IP được phát triển nhằm mục đích cho các máy tính có thủ tục khác nhau tương tác với nhau. TCP/IP (Transmission control protocol- Internet Protocol) thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiênj truyền thông trên mạng. Hay nói một cách khác TCP/IP là một họ giao thức được dùng để tổ chức các máy tính và các thiết bị viễn thông trên một mạng. Trong đó hai giao thức (Protocol) quan trọng nhất là TCP/IP. + IP (Internet Protocol) chuyển gói dữ liệu (packet) giữa các máy tính với nhau. + TCP (Transmission control protocol) điều khiển truyền và đảm bảo tất cả dữ liệu nhận được là đúng. TCP là một giao thức dựa trên Connection , cung cấp các luồng dữ liệu tin cậy giữa hai máy tính. Có rất nhiều lý do tại sao TCP/IP trở nên phổ biến nhưng có hai lý do chính là: + Giao thức này như một bộ phận của hệ điều hành UNIX, khi TCP/IP được giới thiệu trên thị trường thương mại thì UNIX được đề cập rất nhiều và phổ biến. Do vậy UNIX và TCP/IP trở thành một hệ điều hành chuẩn và là một giao thức được lựa chọn rất nhiều trong các trường đại học lớn trên thế giới ở đó nó được sử dụng trong một môi trường kỹ thuật và nghiên cứu. + Khả năng của giao thức cho phép các hệ thống không tương thích có thể thông tin với nhau thông qua mạng. Tại thời gian đó TCP/IP là cửa để các thủ tục khác sử dụng và rất phổ biến trong mạng LAN. Telnet FTP SMTP DNS SNMP Transmision Control Protocol(TCP) User Datagram Protocol(UDP) RIP ICMP Internet Protocol(IP) ARP Ethernet Token bus Token Ring FDDI IEEE802.3 IEEE802.4 IEEE802.5 ANSI X3T95 Hình 5: Mô hình TCP/IP Không như OSI, TCP/IP chỉ định nghĩa 4 lớp (mô hình dạng 4 lớp). Các lớp cao tương ứng với lớp 5, 6, 7 của mô hình OSI là hệ điều hành và các chương trình ứng dụng. Trong đó lớp thấp nhất được gọi là lớp truy nhập mạng. TCP/IP thông qua lớp này để kết nối với các loại mạng khác nhau. +SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Giao thức chuyển tập tin đơn giản + FTP (File Transfer Protocol): Giao thức chuyển tập tin (dùng để trao đổi tập tin giữa các máy tính chạy TCP/IP). SMNP (Simple Network Management Protocol) Giao thức quản lý mạng đơn giản. + DNS (Domain Name System) Hệ thống tên miền + Telnet : Đăng nhập từ xa + IRC : Giao thức Internet Relay Chat Là các giao thức khác được viết riêng cho TCP/IP. Xét trên quan điểm “giao thức” thì SMTP, DNS, Telnet (những giao thức lớp bên trên TCP/IP và UDP)... là tập các giao thức được sử dụng để kết nối các máy tính vào Internet. Nếu xét trên quan điểm “dịch vụ” thì SMTP, DNS, Telnet, http lại là các dịch vụ cung cấp một số phương thức truy cập thông tin trên mạng... 3./ Giao thức liên mạng IP 3.1Vai trò chức năng của IP Mục đích chính của IP là cung cấp khả năng nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP tương tự vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI (tương ứng với lớp thứ 3) là cung cấp sự nối thông các mạng con dưới dạng liên kết theo một trình tự truyền dữ liệu. IP cung cấp 4 chức năng chính sau: + Đánh địa chỉ + Lập tuyến + Phân loại gói dữ liệu HOST.A HOST.B Upper Layers Upper Layer TCP TCP IP IP DLa DLb PHYa PHYb IP IP X25.2 DLb DLa X25.2 X25.1 PHYb PHYa X25.1 LAN 1 LAN 1 WAN 25 Hình 6: Kết nối các mạng con thành liên mạng với TCP/IP Mô hình trên mô tả kiến trúc kết nối các mạng con sử dụng IP trong đó tất cả các hệ thống thành viên của liên mạng đòi hỏi phải cài đặt IP ở tầng mạng. DLa: Giao thức tầng Datalink của HOST.A PHYa: Giao thức tầng PHYSICAL của HOST.A DLb: Giao thức tầng Datalink của HOST.B PHYb: Giao thức tầng PHYSICAL của HOST.B 3.2 Khuôn dạng dữ liệu IP (the IP datagram Header) IP là giao thức kiểu “không liên kết” (connection less) có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu. Gói dữ liệu (packet) phụ thuộc vào thông báo gởi các Router hoặc các thiết bị khác. IP không cần thiết khởi tạo kết nối vì phần đầu của mỗi gói dữ liệu chứa địa chỉ đích cuối cùng. Nếu có nhu cầu kết nối thì các lớp trên phải cung cấp cho nó. Trong kiến trúc OSI lỗi có thể được kiểm tra và sửa sai tại các lớp khác nhau nhưng trong IP lỗi điều khiển được cung cấp ở các lớp trên. IP cung cấp các gói đến địa chỉ thích hợp nhưng không kiểm tra lỗi đường truyền. Vai trò cơ bản của IP là cung cấp thuật toán cho việc truyền dẫn trên mạng. IP cung cấp cho dịch vụ phân phối phi kết nối cho các thủ tục ở lớp trên. Điều này có nghĩa rằng IP không thiết lập lớp phiên (liên kết thực) giữa trạm phát và trạm nhận theo chu kỳ đưa dữ liệu tới trạm nhận. IP không thông tin đến người gửi hoặc nhận trạng thái của gói. TCP sẽ tính thời gian truyền nếu khoảng thời gian này vượt quá thời gian cho phép thì nó truyền lại khung đó. IP đưa ramột dạng gói thích hợp tới t