›

Bài giảng Computer Networking - Chương 1: Giới thiệu

ppt 77 trang huongle 5620
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Computer Networking - Chương 1: Giới thiệu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_computer_networking_chuong_1_gioi_thieu.ppt

Nội dung text: Bài giảng Computer Networking - Chương 1: Giới thiệu

  1. Chương 1 Giới thiệu Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2004. Biên dịch: ThS. thanh Slide này được biên dịch sang tiếng Việt theo sự cho phép của các tác giả All material copyright 1996-2006 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved Giới thiệu 1
  2. Chương 1: Nội dung trình bày 1.1 Internet là gì? 1.2 Phần cạnh của mạng 1.3 Phần lõi của mạng 1.4 Các thiết bị vật lý 1.5 Cấu trúc Internet và ISP 1.6 Sự trễ & mất mát trong các mạng chuyển mạch gói 1.7 Các lớp giao thức, các mô hình dịch vụ 1.8 Lịch sử phát triển Internet Giới thiệu 2
  3. 1.1 Internet là gì? Giới thiệu 3
  4. ❑ Internet bao gồm hàng triệu thiết bị tính toán kết router nối với nhau: workstation ệ ố ầ server hosts = các h th ng đ u mobile cuối chạy các ứng dụng mạng ISP địa phương ❑ Dữ liệu được truyền thông qua phương tiện truyền thông ISP vùng ❖ Cáp quang, cáp đồng, sóng radio, vệ tinh ❖ Tốc độ truyền = băng thông ❑ routers: chuyển các gói tin ữ ệ ề (gói d li u hay gói đi u Mạng công ty khiển còn gọi là thông điệp) Giới thiệu 4
  5. ❑ Giao thức (protocol) điều khiển việc gửi và nhận các thông điệp router workstation ❖ Ví dụ:TCP, IP, HTTP, FTP, server PPP mobile ❑ Internet: “mạng của các mạng” ISP địa phương ❖ Cấu trúc không chặt chẽ ❖ Internet có tính công cộng, ngược với intranet có tính ISP vùng riêng tư ❑ Các chuẩn Internet ❖ RFC: Request for comments ❖ IETF: Internet Engineering Task Force Mạng công ty Giới thiệu 5
  6. ❑ Hạ tầng truyền thông cho phép các ứng dụng phân tán hoạt động trên các host: ❖ Web, email, trò chơi, e- commerce, chia sẻ file ❑ Các dịch vụ truyền thông: ❖ Connectionless không tin cậy ❖ Connection-oriented tin cậy Giới thiệu 6
  7. Giao thức (protocol) Giao thức con người: Giao thức mạng: ❑ “what’s the time?” ❑ Giữa các máy móc chứ ❑ “I have a question” không phải con người ❑ Giới thiệu ❑ Tất cả các hành vi truyền thông trong ề ượ xác định các thông Internet đ u đ c ả ở điệp đã gửi qu n lý b i các giao thức xác định các hành Giao thức định nghĩa dạng động xảy ra khi thông thức để cho các thông điệp điệp đã nhận, hoặc gửi và nhận giữa các thực các sự kiện khác thể trên mạng và hành động xảy ra tương ứng Giới thiệu 7
  8. So sánh giữa giao thức con người và giữa hai thực thể mạng Hi TCP connection request Hi TCP connection Got the response time? Get 2:00 time Hỏi: Các giao thức khác của con người? Giới thiệu 8
  9. 1.2 Phần cạnh của mạng Giới thiệu 9
  10. Một cái nhìn cận cảnh về cấu trúc mạng: ❑ Phần cạnh của mạng: các ứng dụng và các host ❑ Phần lõi: ❖ routers ❖ Mạng của các mạng ❑ Truy cập mạng, thiết bị vật lý: các đường truyền liên kết Giới thiệu 10
  11. Phần cạnh của mạng: ❑ Hệ thống đầu cuối (hosts): ❖ Chạy các chương trình ứng dụng, ví dụ: Web, email tại “biên của mạng” ❑ Mô hình client/server ❖ client yêu cầu, tiếp nhận các dịch vụ từ server từ xa ❖ Ví dụ: Web browser/server; email client/server ❑ Mô hình peer-peer: ❖ Giảm thiểu (hoặc không) dùng server riêng ❖ Ví dụ: Skype, BitTorrent, KaZaA Giới thiệu 11
  12. Dịch vụ truyền có liên kết (connection- oriented) Mục tiêu: truyền dữ liệu TCP service [RFC 793] ữ gi a các host ❑ Tin cậy, an toàn truyền ❑ Quá trình Bắt tay: thiết dữ liệu theo dòng byte lập (chuẩn bị) trước cho ❖ Mất mát: thông báo và việc truyền dữ liệu truyền lại ❖ Hello, hello back human ❑ protocol Điều khiển luồng: ❖ thiết lập “trạng thái” ❖ bên gửi không lấn át bên trong 2 hosts truyền nhận thông ❑ Giải quyết tắc nghẽn: ❑ TCP - Transmission ❖ bên gửi giảm tốc độ truyền Control Protocol khi mạng bị nghẽn ❖ Dịch vụ connection- oriented của Internet Giới thiệu 12
  13. Dịch vụ truyền không có liên kết (connectionless service) Mục tiêu: dữ liệu được Các ứng dụng dùng truyền giữa các hệ thống TCP: ầ ố đ u cu i ❑ HTTP (Web), FTP (file ❑ UDP - User Datagram transfer), Telnet Protocol [RFC 768]: (remote login), SMTP ❖ Không kết nối (email) ❖ Truyền không tin cậy Các ứng dụng dùng ❖ Không điều khiển UDP: luồng dữ liệu ❑ streaming media, hội ❖ Không giải quyết tắc thảo từ xa, DNS, điện nghẽn thoại Internet Giới thiệu 13
  14. 1.3 Phần lõi của mạng Giới thiệu 14
  15. Các vấn đề chính ❑ Lưới các router nối kết với nhau ❑ Xuất hiện câu hỏi chính: dữ liệu được truyền thông qua mạng như thế nào? ❖ Chuyển mạch: mạch chuyên dụng: mạng điện thoại ❖ Chuyển gói: dữ liệu truyền qua mạng với các gói rời rạc - “chunks” Giới thiệu 15
  16. Chuyển mạch Các thiết bị đầu cuối dành riêng cho “cuộc gọi” ❑ liên kết băng thông, khả năng chuyển mạch ❑ Tài nguyên độc quyền: không chia sẻ ❑ Hiệu suất bảo đảm ❑ Yêu cầu thiết lập cuộc gọi Giới thiệu 16
  17. Chuyển mạch Tài nguyên mạng (như ❑ Phân chia băng thông băng thông) được (bandwidth) thành các phân chia thành các “mảnh” “mảnh” ❖ Chia theo tần số ❑ Mỗi mảnh được cấp phát FDM (frequency- cho mỗi cuộc gọi division multiplexing) ❑ Mảnh được cấp phát sẽ ❖ Chia theo thời gian rảnh rỗi nếu không được TDM (time-division sử dụng trong cuộc gọi multiplexing) (không chia sẻ) Giới thiệu 17
  18. Chuyển mạch: FDM vàTDM Ví dụ: FDM 4 users Tần số Thời gian TDM Tần số Thời gian Giới thiệu 18
  19. Chuyển gói Mỗi dòng dữ liệu được chia Các tranh chấp tài thành các gói nguyên: ❑ Các gói A, B chia sẻ các tài ❑ tổng số yêu cầu tài nguyên mạng nguyên có thể vượt quá ❑ mỗi gói dùng hết băng lượng có sẵn thông liên kết ❑ Tắc nghẽn: hàng đợi các ❑ Các tài nguyên được dùng gói, chờ được truyền theo nhu cầu ❑ Lưu lại và chuyển tiếp (store-and-forward): Băng thông chia thành các các gói tin được truyền “mảnh” qua 1 hop tại một thời Cấp phát độc quyền điểm Dành sẵn tài nguyên ❖ Nút nhận toàn bộ gói trước khi chuyển đi tiGiếớpi thiệu 19
  20. Chuyển gói: Statistical Multiplexing 100 Mb/s A Ethernet statistical multiplexing C 1.5 Mb/s B Hàng đợi các gói chờ để xuất đi D E Chuỗi các gói A & B không chia sẻ tài nguyên theo khuôn mẫu cố định mà chia sẻ theo yêu cầu statistical multiplexing. TDM: mỗi host lấy cùng slot theo chu kỳ TDM frame. Giới thiệu 20
  21. Chuyển gói: lưu và chuyển tiếp (store- and-forward) L R R R ❑ Tốn L/R giây để truyền Ví dụ: (đẩy qua) gói có L bits ❑ L = 7.5 Mbits lên đường liên kết R ❑ R = 1.5 Mbps bps ❑ delay = 15 giây ❑ Toàn bộ gói phải đến router trước khi có thể truyền sang liên kết kế tiếp: lưu và chuyển tiếp (store and forward) ❑ delay = 3L/R (giả sử độ trễ khi lan truyền trên mạng bằng 0) Giới thiệu 21
  22. So sánh giữa chuyển gói và chuyển mạch Chuyển gói cho phép nhiều người dùng chung một mạng ❑ Liên kết 1 Mb/giây ❑ Mỗi người được: ❖ 100 kb/giây khi “kích hoạt” ❖ ạ ờ kích ho t 10% th i gianN người dùng Liên kết 1 Mbps ❑ chuyển mạch: ❖ 10 người dùng ❑ chuyển gói: ❖ Với 35 người dùng, xác suất kích hoạt > 10 sẽ nhỏ hơn 0.0004 Giới thiệu 22
  23. So sánh giữa chuyển gói và chuyển mạch Liệu chuyển gói có phải là “người chiến thắng tất cả?” ❑ Tuyệt vời đối với việc bùng nổ dữ liệu ❖ Chia sẻ tài nguyên ❖ Đơn giản nhất, không cần thiết lập cuộc gọi ❑ Trong trường hợp tắc nghẽn quá mức: gói tin bị trễ và mất mát ❖ các giao thức cần thiết cho truyền dữ liệu tin cậy và giải quyết tắc nghẽn ❑ Phương cách để hỗ trợ cho dạng chuyển mạch? ❖ Bảo đảm băng thông cần thiết cho các ứng dụng audio/video Hỏi: so sánh với con người trong việc cấp tài nguyên dành riêng (chuyển mạch) và cấp phát tài nguyên theo yêu cầu (chuyển gói)? Giới thiệu 23
  24. 1.4 Truy cập mạng và các thiết bị vật lý Giới thiệu 24
  25. Làm sao kết nối các thiết bị đầu cuối vào router? ❑ Thông qua các mạng khu dân cư ❑ Thông qua các mạng truy cập cơ quan (trường, công ty) ❑ Thông qua các mạng di động Lưu ý: ❑ Băng thông (bandwidth) của các mạng truy cập? ❑ Đường truyền chia sẻ hay độc quyền? Giới thiệu 25
  26. Mạng khu dân cư: điểm – điểm (point-to- point) ❑ Quay số qua modem ❖ Truy cập trực tiếp vào router, tốc độ lên đến 56Kbps ❖ Hạn chế: không thể vừa truy cập vừa gọi điện tại cùng thời điểm ❑ ADSL: ❖ Tải lên 1 Mbps (thường < 256 kbps) ❖ Tải xuống 8 Mbps (thường < 1 Mbps) ❖ FDM: 50 kHz - 1 MHz cho tải xuống 4 kHz - 50 kHz cho tải lên 0 kHz - 4 kHz cho điện thoại thông thường Giới thiệu 26
  27. Mạng khu dân cư: Cable modems ❑ HFC: hybrid fiber coax ❖ Bất đồng bộ: tải xuống với 30Mbps, tải lên với 2 Mbps ❑ Mạng của cáp nối từ nhà đến router của ISP ❖ chia sẻ tài nguyên với router ❑ Phân phối: sẵn sàng thông qua cáp của các công ty truyền hình cáp Giới thiệu 27
  28. Mạng khu dân cư: cable modems Nguồn: Giới thiệu 28
  29. Kiến trúc mạng cáp: Tổng quan Từ 500 đến 5,000 nhà Trung tâm nhà Mạng phân bố cáp (đơn giản) Giới thiệu 29
  30. Kiến trúc mạng cáp: Tổng quan server Trung tâm nhà Mạng phân bố cáp Giới thiệu 30
  31. Kiến trúc mạng cáp: Tổng quan Trung tâm nhà Mạng phân bố cáp Giới thiệu 31
  32. Kiến trúc mạng cáp: Tổng quan FDM: C O V V V V V V N I I I I I I D D T D D D D D D A A R E E E E E E T T O O O O O O O A A L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Các kênh Trung tâm nhà Mạng phân bố cáp Giới thiệu 32
  33. Mạng công ty: mạng cục bộ (local area network) ❑ Mạng cục bộ - local area network (LAN) của công ty/trường học nối hệ thống đầu cuối với router ❑ Ethernet: ❖ liên kết chia sẻ hoặc độc quyền nối hệ thống đầu cuối với router ❖ 10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet ❑ LAN Giới thiệu 33
  34. Các mạng truy cập không dây ❑ mạng truy cập không dây chia sẻ kết nối hệ thống đầu cuối với router router ❖ Thông qua thiết bị cơ sở gọi là “access point” Trạm ❑ LAN không dây (wireless): cơ sở ❖ 802.11b/g (WiFi): 11 hoặc 54 Mbps ❑ Truy cập không dây diện rộng ❖ Hỗ trợ bởi các công ty điện thoại Host di động ❖ 3G ~ 384 kbps ❖ GPRS ở châu Âu và Mỹ Giới thiệu 34
  35. Mạng trong nhà Các thành phần tiêu biểu gồm: ❑ ADSL hoặc cable modem ❑ router/firewall/NAT ❑ Ethernet ❑ access point không dây wireless Đến/từ laptops cable router/ trung modem firewall tâm wireless access Ethernet point Giới thiệu 35
  36. Đường truyền vật lý Cặp xoắn (TP) ❑ Bit: lan truyền giữa thiết ❑ 2 dây đồng độc lập bị truyền và nhận ❖ Loại 3: dây điện thoại, ❑ Liên kết vật lý: là cái gì 10 Mbps Ethernet nằm giữa thiết bị truyền và ❖ Loại 5: nhận 100Mbps Ethernet ❑ Phương tiện dẫn đường: ❖ Các tín hiệu lan truyền trên các thiết bị: dây đồng, cáp quang, cáp đồng trục ❑ Phương tiện không dẫn đường : ❖ Tín hiệu lan truyền tự do, ví dụ sóng radio Giới thiệu 36
  37. Cáp xoắn cặp (STP và UDP) ❑ Đây là loại cáp gồm 4 cặp dây, mỗi cặp có hai đường dây dẫn đồng được xoắn vào nhau nhằm làm giảm nhiễu điện từ gây ra bởi môi trường xung quanh và giữa chúng với nhau. ❑ STP: cáp có bọc ❑ UDP: Cáp không bọc ❑ Ví dụ: Cat5 với 10~100Base-T và gigabit Ethernet ❑ Đầu cắm mạng thông dụng: RJ45 Giới thiệu 37
  38. Màu các dây trong Cáp mạng Trắng - Xanh lá cây Xanh lá cây Trắng – Cam Cam Trắng – Xanh sẫm Xanh sẫm Trắng – Nâu Nâu Giới thiệu 38
  39. Card mạng và dây mạng Giới thiệu 39
  40. 568A & 568B cable ends Giới thiệu 40
  41. Phương thức bấm Cáp Giới thiệu 41
  42. Mô hình bấm đầu cắm RJ45 Giới thiệu 42
  43. Đường truyền vật lý: cáp đồng trục, cáp quang Cáp đồng trục: Cáp quang: ❑ 2 dây dẫn bằng đồng ❑ sợi thủy tinh mang dao cùng tâm động ánh sáng, mỗi dao ❑ tín hiệu truyền 2 chiều động là 1 bit ❑ Băng tần cơ sở: ❑ Hoạt động ở tốc độ cao: ❖ Kênh đơn trên cáp ❖ Truyền point-to-point tốc ❑ Băng tần rộng: độ cao (10-100 Gps) ❖ Đa kênh trên cáp ❑ Tỷ lệ lỗi thấp: truyền được những khoảng cách rất xa; không bị nhiễu điện từ Giới thiệu 43
  44. Đường truyền vật lý: sóng radio ❑ tín hiệu mang dưới dạng Các kiểu liên kết radio: sóng điện từ ❑ vi sóng mặt đất ❑ không có dây dẫn vật lý ❖ Các kênh tốc độ đến 45 Mbps ❑ truyền hai chiều ❑ LAN (như Wifi) ❑ các tác động môi trường ❖ 11Mbps, 54 Mbps lan truyền: ❑ Diện rộng (cellular) ❖ bị phản xạ ❖ Ví dụ 3G: hàng trăm kbps ❖ bị các chướng ngại vật ❑ Vệ tinh cản trở ❖ Kênh từ Kbps đến 45Mbps ❖ bị nhiễu (hoặc chia nhiều kênh nhỏ) ❖ Độ trễ 270 msec giữa 2 thiết bị đầu cuối ❖ giữ khoảng cách cố định với ặ ấ ộ ấ m t đ t, đ cao thGiới thip ệu 44
  45. 1.5 Cấu trúc Internet và ISP Giới thiệu 45
  46. Kiến trúc Internet: mạng của các mạng ❑ roughly hierarchical - không có thứ bậc ❑ Trung tâm: “lớp-1” là các ISP (ví dụ: MCI, Sprint, AT&T, Cable and Wireless), bao trùm các quốc gia/toàn thế giới ❖ Đối xử như nhau Lớp-1 cũng cung cấp các kết nối Lớp-1 Lớp 1 ISP công cộng cung cấp NAP (network access các kết points-NAP) nối riêng (peer) Lớp 1 ISP Lớp 1 ISP Giới thiệu 46
  47. Lớp-1 ISP: ví dụ Sprint Mạng Sprint US backbone DS3 (45 Mbps) OC3 (155 Mbps) OC12 (622 Mbps) OC48 (2.4 Gbps) Seattle Tacoma POP: point-of-presence đến/từ backbone New York Stockton Cheyennepeering Chicago Pennsauken Relay San Jose Roachdale Wash. DC Kansas. City Anaheim Atlanta đến/từ kháchFort hàng Worth Orlando Giới thiệu 47
  48. Kiến trúc Internet: mạng của các mạng ❑ “Lớp-2” các ISP nhỏ hơn (thường là ISP vùng) ❖ Nối kết một hoặc nhiều ISPs lớp-1, cũng có thể một số ISP lớp- 2 ISP Lớp- ISP Lớp-2 giúp Lớp-2 ISP 2 cũng Lớp-2 ISP ế ố ISP lớp-1 ISP k t n i ớ kết nối với phần Lớp-1 ISP riêng v i ố còn lại của NAP nhau, n i ề ớ Internet li n v i NAP ❑ Lớp-2 ISP là khách hàng của Lớp-1 ISP Lớp-1 ISP Lớp-2 ISP ISP lớp-1 Lớp-2 ISP Lớp-2 ISP Giới thiệu 48
  49. Kiến trúc Internet: mạng của các mạng ❑ ISP “Lớp-3” và ISP địa phương (local ISP) ❖ hop cuối cùng “truy xuất” mạng (gần các hệ thống đầu cuối nhất) local ớ local ISP L p-3 local local ISP ISP ISP ISP ISP địa Lớp-2 ISP Lớp-2 ISP phương và lớp-3 là Lớp 1 ISP khách hàng NAP của các lớp cao hơn, kết nối chúng với ớ Lớp 1 ISP phần còn lại L p 1 ISP Lớp-2 ISP của local Lớp-2 ISP Lớp-2 ISP Internet ISP local local local ISP ISP ISP Giới thiệu 49
  50. Kiến trúc Internet: mạng của các mạng ❑ Một gói phải đi qua nhiều mạng! local local ISP Tier 3 local local ISP ISP ISP ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier 1 ISP NAP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local Tier-2 ISP Tier-2 ISP ISP local local local ISP ISP ISP Giới thiệu 50
  51. 1.6 Sự trễ & mất mát trong các mạng chuyển mạch gói Giới thiệu 51
  52. Mất mát và trễ xảy ra như thế nào? Các gói xếp hàng trong bộ đệm của router ❑ tỷ lệ các gói đến lớn hơn khả năng xuất đi ❑ các gói xếp hàng, chờ đến lượt xuất Gói chuẩn bị truyền (trễ) A B Các gói xếp hàng (trễ) Bộ đệm còn rảnh (sẵn sàng): các gói đến sẽ bị bỏ (mất mát) nếu không còn chỗ Giới thiệu 52 rảnh
  53. 4 nguyên nhân của trễ ❑ 1. xử lý tại nút: ❑ 2. xếp hàng ❖ kiểm tra lỗi ❖ thời gian chờ đợi để ❖ xác định đường xuất truyền ❖ phụ thuộc vào mức độ tắc nghẽn của router Truyền A Lan truyền B Xử lý tại nút Sắp hàng Giới thiệu 53
  54. 4 nguyên nhân của trễ 3. Truyền trễ: 4. Lan truyền trễ: ❑ R=độ liên kết ❑ d = độ dài của đường liên bandwidth (bps) kết vật lý ❑ L=chiều dài gói (bits) ❑ s = tốc độ lan truyền 8 ❑ thời gian để gửi các trong thiết bị (~2x10 bit= L/R m/s) ❑ Độ trễ lan truyền = d/s Truyền Chú ý: s và A R có đơn Lan truyền vị tính khác nhau! B Xử lý tại nút Sắp hàng Giới thiệu 54
  55. So sánh với đoàn xe 100 km 100 km 10 xe đóng lệ phí đóng lệ phí ❑ Các xe “lan truyền” với ❑ Thời gian để hoàn thành tốc độ 100 km/g đóng lệ phí cho cả đoàn là ❑ Thời gian đóng lệ phí mỗi = 12*10 = 120 s xe là 12 s (thời gian ❑ Thời gian để xe cuối cùng truyền) lan truyền từ vị trí 1 đến ❑ xe ~ bit; đoàn xe ~ gói vị trí 2 là: 100km/(100km/h)= 1 h ❑ Mất bao lâu đoàn xe mới đến điểm đóng lệ phí thứ ❑ Đáp án: 62 phút 2? Giới thiệu 55
  56. So sánh với đoàn xe 100 km 100 km 10 xe đóng lệ phí đóng lệ phí ❑ Các xe bây giờ “lan ❑ Có! Sau 7 phút, xe thứ truyền” với tốc độ 1000 nhất đến được vị trí thứ 2 km/g và 3 xe vẫn còn tại vị trí 1. ❑ Thời gian đóng lệ phí ❑ bit thứ 1 của gói có thể mỗi xe là 1 phút đến tại router thứ 2 trước ❑ Có xe nào sẽ đến được khi gói được truyền xong vị trí thứ 2 trước khi cả tại router 1! đoàn xe đóng xong lệ ❖ Xem Ethernet applet tại phí? AWL Web site Giới thiệu 56
  57. Trễ tại nút dnodal = dproc + dqueue + dtrans + dprop ❑ dproc = trễ xử lý ❖ khoảng một vài micro giây hoặc ít hơn ❑ dqueue = trễ xếp hàng ❖ phụ thuộc tắc nghẽn ❑ dtrans = trễ truyền ❖ = L/R, đáng kể với các liên kết tốc độ thấp ❑ dprop = trễ lan truyền ❖ một vài micro giây hoặc hàng trăm mili giây Giới thiệu 57
  58. Trễ xếp hàng ❑ R=liên kết bandwidth (bps) ❑ L=độ dài gói (bits) ❑ A=tỷ lệ gói đến trung bình Cường độ lưu thông= La/R ❑ La/R ~ 0: trễ trung bình nhỏ ❑ La/R -> 1: trễ lớn ❑ La/R > 1: nhiều việc đến quá khả năng phục vụ, trễ trung bình → vô hạn! Giới thiệu 58
  59. Trễ và dẫn đường trên Internet “thực tế” ❑ Trễ và mất mát trên Internet “thực tế” giống như thế nào? ❑ chương trình Traceroute: giúp đo đạc độ trễ từ nguồn đến đích. Với tất cả I: ❖ gửi 3 gói sẽ đến router I trên đường tới đích ❖ router I sẽ trả về các gói cho người gửi 3 gói thăm dò 3 gói thăm dò 3 gói thăm dò Giới thiệu 59
  60. Trễ và dẫn đường trên Internet “thực tế” traceroute: gaia.cs.umass.edu đến www.eurecom.fr Ba giá trị trễ từ gaia.cs.umass.edu đến cs-gw.cs.umass.edu 1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms 2 borderrt-fa5-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms 3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms 4 jnat0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jnso7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms trans-oceanic 8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms 9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms link 10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms 11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms 15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms 16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms 17 * * * 18 * * * * không có phản hồi (thăm dò bị mất, router không trả 19 fantasia.eurecom.frlời) (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms Giới thiệu 60
  61. Mất mát gói ❑ hàng đợi (bộ đệm) xử lý liên kết có khả năng hữu hạn ❑ khi gói đến hàng đợi đầy, gói bị bỏ rơi (nghĩa là mất) ❑ mất gói có thể được truyền lại từ nút trước đó, tại hệ thống đầu cuối ban đầu hoặc không truyền lại gì cả Giới thiệu 61
  62. 1.7 Các lớp giao thức, các mô hình dịch vụ Giới thiệu 62
  63. Giao thức “các lớp” Các mạng rất phức tạp! ❑ nhiều “mảnh”: ❖ hosts Có hy vọng nào để tổ chức ❖ Routers cấu trúc của mạng ❖ các liên kết hoặc không? các phương tiện khác ❖ các ứng dụng ❖ các giao thức ❖ phần cứng, phần mềm Giới thiệu 63
  64. Tổ chức theo kiểu hàng không Vé (mua) Vé (than phiền) Hành lý (kiểm tra) Hành lý (đòi hỏi) Cổng (tải) Cổng (không tải) Đường băng cất cánh Đường băng hạ cánh Chuyển chuyến Chuyển chuyến Chuyển chuyến ❑ một chuỗi các bước Giới thiệu 64
  65. Các lớp chức năng của vận tải hàng không ticket (purchase) ticket (complain) ticket baggage (check) baggage (claim baggage gates (load) gates (unload) gate runway (takeoff) runway (land) takeoff/landing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing Ga đi Các trung tâm điều hành trung chuyển Ga đến Các lớp: mỗi lớp thực hiện một nhiệm vụ ❖ thông qua các hoạt động của lớp bên trong của nó ❖ phụ thuộc vào các dịch vụ cung cấp bởi lớp bên dưới Giới thiệu 65
  66. Tại sao phải phân lớp? Nhằm xử lý với các hệ thống phức tạp: ❑ cấu trúc rõ ràng nhằm xác định quan hệ giữa các mảnh của hệ thống đó ❖ Thảo luận phân lớp mô hình tham chiếu ❑ mô-đun hóa làm dễ dàng việc bảo trì, cập nhật hệ thống ❖ thay đổi việc hiện thực các dịch vụ của lớp là trong suốt với phần còn lại của hệ thống ❖ ví dụ: thay đổi thủ tục kiểm tra ở cổng không ảnh hưởng đến các phần còn lại của hệ thống ❑ khảo sát những điều có hại của việc phân lớp? Giới thiệu 66
  67. Mô hình OSI (Open Systems Interconnection ) The International Standards Organization (ISO) 7 Application Tầng ứng dụng Presentation Tầng trình bày Session Tầng phiên Transport Tầng vận chuyển Network Tầng mạng Data link Tầng liên kết 1 Physical Tầng vật lý
  68. Mô hình OSI ❑ Tầng ứng dụng (Application layer): cung cấp các phương tiện cho người sử dụng sử dụng các dịch vụ của mạng. ❑ Tầng trình bày (Presentation layer): quy định biểu diễn dữ liệu ❑ Tầng phiên (Session layer): quản lý các phiên của ứng dụng ❑ Tầng vận chuyển (Transport layer): quy định kết nối end-to- end ❑ Tầng mạng (Network layer): quy định địa chỉ mạng, truyền dữ liệu. ❑ Tầng liên kết (Data link layer): điều khiển liên kết, truy xuất đường truyền ❑ Tầng vật lý (Phisical layer): đường truyền vật lý, các chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối
  69. Mô hình OSI và TCP/IP OSI TCP/IP Application Presentation Application Session Transport Transport Network Internet Data link Network access Physical
  70. Mô hình TCP/IP ❑ application: cung cấp các dịch vụ cho các ứng dụng mạng application ❖ FTP, SMTP, HTTP ❑ transport: xử lý dữ liệu truyền transport ❖ TCP, UDP ❑ network: dẫn đường cho các gói tin network từ nguồn đến đích ❖ IP, các giao thức dẫn đường link ❑ link: dữ liệu truyền giữa các lớp lân cận physical ❖ PPP, Ethernet ❑ physical: các bit “trên đường dây” Giới thiệu 70
  71. nguồn Đóng gói message M application segment Ht M transport datagram Hn Ht M network frame Hl Hn Ht M link physical link physical switch đích Hn Ht M network H H H M link M application l n t Hn Ht M physical Ht M transport Hn Ht M network router Hl Hn Ht M link physical Giới thiệu 71
  72. 1.8 Lịch sử phát triển Internet Giới thiệu 72
  73. Lịch sử phát triển Internet 1961-1972: Thời kỳ có các nguyên lý chuyển gói ❑ 1961: Kleinrock – chứng ❑ 1972: minh hiệu quả của chuyển ❖ ARPAnet phổ biến rộng rãi gói ❖ NCP (Network Control Protocol) ❑ 1964: Baran – chuyển gói giao thức host-host đầu tiên trong các mạng quân đội ❖ chương trình e-mail đầu tiên ❑ 1967: ARPAnet hình thành ❖ ARPAnet có 15 nút từ Advanced Research Projects Agency ❑ 1969: nút ARPAnet đầu tiên hoạt động Giới thiệu 73
  74. Lịch sử phát triển Internet 1972-1980: Internetworking, các mạng riêng và mới ❑ 1970: ALOHAnet mạng vệ tinh Nguyên lý mạng toàn cầu của Cerf ở Hawaii và Kahn: ❑ 1974: Cerf và Kahn – kiến trúc ❖ yêu cầu tối thiểu, tự quản- sư của mạng toàn cầu không thay đổi bên trong ❑ 1976: Ethernet tại Xerox nào được đòi hỏi PARC ❖ mô hình dịch vụ tốt nhất ❑ những năm 70: kiến trúc: ❖ định tuyến phi trạng thái DECnet, SNA, XNA ❖ điều khiển tập trung ❑ Cuối những năm 70: chuyển các định nghĩa kiến trúc của Internet ngày nay gói độ dài cố định (tiền thân của ATM) ❑ 1979: ARPAnet có 200 nút Giới thiệu 74
  75. Lịch sử phát triển Internet 1980-1990: các giao thức mới, sự gia tăng phát triển ❑ 1983: xuất bản TCP/IP ❑ Các mạng quốc gia mới: ❑ 1982: định nghĩa giao Csnet, BITnet, thức email SMTP NSFnet, Minitel ❑ 1983: DNS định nghĩa ❑ 100,000 hosts được cách chuyển đổi tên- kết nối vào liên minh địa chỉ IP các mạng ❑ 1985: giao thức FTP được định nghĩa ❑ 1988: điều khiển tắc nghẽn TCP Giới thiệu 75
  76. Lịch sử phát triển Internet 1990, những năm 2000: thương mại hóa, Web, các ứng dụng mới ❑ những năm đầu 1990: ARPAnet cuối những năm 1990 – ngừng hoạt động những năm 2000: ❑ 1991: NSF chấm dứt những hạn ❑ Nhiều ứng dụng ra đời: tin chế của NSFnet (ngừng hoạt nhắn nhanh, chia sẻ file P2P động, 1995) ❑ bảo mật mạng ❑ những năm đầu 1990: Web ❑ Ước lượng khoảng 50 triệu ❖ hypertext [Bush 1945, Nelson host, hơn 100 triệu người 1960’s] dùng ❖ HTML, HTTP: Berners-Lee ❑ liên kết backbone chạy với ❖ 1994: Mosaic, Netscape tốc độ Gbps ❑ những năm cuối 1990: thương mại hóa Web Giới thiệu 76
  77. Tổng kết Nắm vững các vấn đề! ❑ Tổng quan về Internet ❑ Giao thức là gì? ❑ Vấn đề liên quan, phần cạnh, phần lõi và truy cập mạng ❖ Chuyển gói và chuyển mạch ❑ Cấu trúc Internet/ISP ❑ Hiệu suất: mất mát, trễ ❑ Phân lớp và mô hình dịch vụ ❑ Lịch sử Internet Giới thiệu 77