CƠ BẢN VỀ MẠNG MÁY TÍNH

2

Khái niệm

•  Tập hợp các máy tính kết nối với nhau dựa trên một kiến trúc nào đó để có thể trao đổi dữ liệu •  Máy tính: máy trạm, máy chủ, bộ định tuyến

•  Kết nối bằng một phương tiện truyền •  Theo một kiến trúc mạng

•  Các dạng máy tính?

3

Kiến trúc mạng

• Kiến trúc mạng: Hình trạng (topology) và giao thức (protocol)

• Hình trạng mạng •  Trục (Bus), Vòng (Ring), Sao (Star)… •  Thực tế là sự kết hợp của nhiều hình trạng khác nhau

4

Giao thức là gì?

Giao thức người-người

yêu cầu

trả lời

request

response

Hi

Hi

Anh cho hỏi mấy giờ rồi ạ?

2:00

Thời gian

Giao thức máy-máy

5

Giao thức mạng

•  Protocol: Quy tắc để truyền thông •  Gửi một yêu cầu hoặc thông tin •  Nhận một thông tin hoặc yêu cầu hành động •  Các yêu cầu, thông tin được gửi dưới dạng các thông điệp

•  Định nghĩa •  khuôn dạng dữ liệu, thông điệp •  thứ tự truyền, nhận thông điệp giữa các thực thể trên mạng •  các hành động tương ứng khi nhận được thông điệp

•  Ví dụ về giao thức mạng: TCP, UDP, IP, HTTP, Telnet, SSH, Ethernet, …

OSI and TCP/IP models OSI model TCP/IP model

Session layer

Transport layer

Application layer

Presentation layer

Network layer

Datalink layer

Physical layer

Transport layer

Application

HTTP, FTP, SMTP…

Network layer

Datalink layer

Physical layer

7

Chức năng chung của các tầng •  Vật lý: Truyền bits “trên đường truyền” •  Liên kết dữ liệu: Truyền dữ liệu giữa các thành

phần nối kết trực tiếp trong một mạng •  Mạng: Chọn đường, chuyển tiếp gói tin từ nguồn đến đích

•  Giao vận: Xử lý việc truyền-nhận dữ liệu cho các ứng dụng

•  Phiên: đồng bộ hóa, check-point, khôi phục quá trình trao đổi

•  Trình diễn: cho phép các ứng dụng biểu diễn dữ liệu, e.g., mã hóa, nén, chuyển đổi…

•  Ứng dụng: Hỗ trợ các ứng dụng trên mạng.

application

presentation

session

transport

network

data link

physical

OSI and TCP/IP models • OSI model: reference model •  TCP model: Internet model

•  Transport layer: TCP/UDP •  Network layer: IP + routing protocols.

Internet protocols mapping on TCP/IP DNS SMTP DHCP HTTP SNMP FTP

UDP TCP

IP

Ethernet FDDI PPP DSL ARP

Copper Optical Radio PSTN

...

...

...

ICMP RIP OSPF

Aplication

Transport

Network

Data link

Physical

...

OSI and TCP/IP models •  Layering Makes it Easier • Application programmer

•  Doesn’t need to send IP packets •  Doesn’t need to send Ethernet frames •  Doesn’t need to know how TCP implements reliability

• Only need a way to pass the data down •  Socket is the API to access transport layer functions

IP •  IP: Internet Protocol

•  Forward data packet between distance network nodes (routers or hosts)

•  Using routing table built by routing protocols such as OSPF, RIP …

•  IP address •  Is assigned to each network interface •  IP v4: 32 bits

•  133.113.215.10 •  IP v6: 128 bits

•  2001:200:0:8803::53

• A host may have a domain name •  Conversion IP <-> domain name: DNS •  Ex: soict.hust.edu.vn <--> 202.191.56.65

IP packet

12

ver length

32 bits

data (variable length, typically a TCP

or UDP segment)

16-bit identifier header

checksum time to

live

32 bit source IP address

IP protocol version number

header length (bytes)

max number remaining hops

(decremented at each router)

for fragmentation/ reassembly

total datagram length (words)

upper layer protocol to deliver payload to

head. len DS

QoS support

flgs fragment offset

upper layer

32 bit destination IP address Options (if any) E.g. timestamp,

record route taken, specify list of routers to visit.

Transport layer: Mux/Demux

13

Multiplexing Demultiplexing

Network layer protocol

HTTP FTP Chat HTTP FTP Chat

Transport layer protocol

Application protocol

Transport layer: Mux/Demux • How data from different

applications between two hosts can be delivered to right application? •  Each application process is

assigned a transport port (16 bits) •  Application sends data to the

transport layer through the port. • Socket:

•  Application access point for application

•  It is a combination of (Address IP, transportnport)

14

source port # dest port # 32 bits

Application data (message)

other header fields

TCP/UDP segment format

Transport layer: UDP • MUX/DeMUX • Best effort • Connectionless • Send independent datagrams • Drop error datagrams • No congestion control

source port # dest port #

32 bits

Application data (message)

length checksum

Transport layer: TCP

16

source port # dest port #

32 bits

application data (variable length)

sequence number acknowledgement number

Receive window

Urg data pnter checksum F S R P A U head

len not used

Options (variable length)

URG: Urgent data

ACK: ACK #

RST, SYN, FIN packet - For flow control - In Byte

-For reliable transmission - In Byte

Transport layer: TCP • Connection oriented protocol

•  3-step connection opening

• Reliable protocol •  Re-transmission on error

•  Flow control • Congestion control

A B

SYN

ACK

ACK/SYN

Network application models • Client/Server • Peer-to-peer • Hybrid

18

Client server model • Client

• Request services from Server

• Clients do not contact directly each other

• Server •  “Always” online waitng for

requests from Clients • Ex: Web, Mail, …

19

client

client

client

client

Server

Pure Peer to Peer • No central server • Peers have equal role • Peers can communicate directly to each other

• Peers do not need to be always online

• E.g. Gnutella, Emule

20

Peer Peer

Peer

Peer Peer

Peer

Hybrid model

• Central server manages user accounts, authentification, stores data for searching process …

• Clients communicate directly after authentication process.

• E.g. Skype •  Server manages login

process. •  Messages, voices are

transmitted directly between servers.

21

Server

Client

Client

Client

Client-Server Comm.

P2P Comm.