Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Giới thiệu môn học - Ngô Hồng Sơn

1Mạng máy tính
Giảng viên: Ngô Hồng Sơn
Bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính
Khoa CNTT- ðHBK Hà Nội
2Nội dung

 Giới thiệu môn học

 Cơ bản về mạng máy tính

 Lược sử mạng máy tính và Internet

 Internet ở Việt Nam
3Giới thiệu môn học
Mục ñích
Chủ ñề và lịch học
ðánh giá
Liên hệ giáo viên
4Mục ñích môn học
Source: Hung Q Ngo’ course
5Mục ñích môn học
Kết thúc môn học này, các sinh viên ngành CNTT 
sẽ có khả năng: 

 Nêu và giải thích các công nghệ liên quan ñến
mạng máy tính và Internet

 Nguyên lý cơ bản của mạng máy tính

 Họ giao thức TCP/IP

 Giải thích ñược Internet hoạt ñộng như thế nào

 Sử dụng hiệu quả Internet, vận dụng ñể có thể cài
ñặt các công nghệ và dịch vụ mới
6Lịch học dự kiến
Tầng liên kết dữ liệu3-Oct-087
Tầng ứng dụng, Web, Mail, FTP, DNS26-Sep-086
Tầng giao vận, TCP, UDP19-Sep-085
Bài toán và các giao thức chọn ñường ñi12-Sep-084
Tầng mạng, IP5-Sep-083
Cơ bản về mạng máy tính29-Aug-082
Giới thiệu môn học, lịch sử mạng máy tính22-Aug-081
7Lịch học dự kiến
Tổng kết và ôn tập28-Nov-0815
Topic presentation21-Nov-0814
Topic presentation14-Nov-0813
Topic presentation7-Nov-0812
Advanced topic: An toàn an ninh mạng31-Oct-0811
Advanced topic: Mạng thế hệ mới24-Oct-0810
Tầng vật lí, các vấn ñề về truyền số liệu17-Oct-089
LAN (VLAN, WLAN), WAN (...)10-Oct-088
8ðánh giá kết quả

 Bài tập lớn 40%

 Hai bài

 Thi cuối kỳ 60%
9Cách làm việc

 ðể học tốt

 ðọc tài liệu trước khi ñến lớp

 Tham gia tích cực vào bài giảng

 Thảo luận, trả lời và ðẶT câu hỏi. 

 Tìm kiếm câu trả lời trên Web hoặc thảo luận với bạn bè

 Liên hệ với giáo viên

 8:30 – 10:00 sáng thứ 2 hàng tuần.

 Bộ môn TTM – Khoa CNTT, 329 C1 

 ðT: 8680896

 Mail: sonnh@it-hut.edu.vn
10
Tài liệu tham khảo

 [1] Nguyễn Thúc Hải, “Mạng máy tính và các hệ thống
mở”

 [2] W. Stallings, “Data and Computer Communications”, 
Mac Millan, 

 [3] James F. Kurose, Keith W. Ross, “Computer 
networks: a top-down approach featuring the Internet”, 
Addison Wesley.
11
Cơ bản về
mạng máy tinh
Khái niệm mạng máy tính
Kiến trúc mạng
Chuyển mạch gói vs. chuyển mạch kênh
12
Mạng máy tính là gì
13
Cái gì ñây?
14
Khái niệm

 Tập hợp các máy tính kết nối với
nhau dựa trên một kiến trúc nào
ñó ñể có thể trao ñổi dữ liệu

 Máy tính: máy trạm, máy chủ, bộ
ñịnh tuyến

 Kết nối bằng một phương tiện
truyền

 Theo một kiến trúc mạng

 Các dạng máy tính?
15
Ví dụ về mạng máy tính

 Mạng Internet

 Mạng Ethernet

 Mạng LAN không dây: 802:11

 Hệ thống mạng ngân hàng: mạng lưới máy
rút tiền

 Hệ thống bán vé tàu qua mạng

 
16
Internet ngày nay

 Hàng triệu thiết bị kết nối: 
hosts = end systems

 chạy các ứng dụng
mạng
Home network
Institutional network
Mobile network
Global ISP
Regional ISP
router
PC
server
wireless
laptop
cellular 
handheld
wired
links
access 
points

 ðường truyền

 Cáp quang, ñồng, 
vệ tinh, 

 Tốc ñộ truyền = 
băng thông

 Bộ ñịnh tuyến: chuyển
tiếp các gói tin (dữ liệu)
17
Xử lý tập trung hay phân tán

 Mạng ñiện thoại công cộng, 
tập trung: mạng xử lý mọi
thứ

 Máy tính có khả năng lớn hơn

 Hầu hết các chức năng tập
trung ở mạng máy tính

 Mạng: Truyền dữ liệu
PSTN Internet
PSTN: Public Switch Telephone Network
18
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
19
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
20
Giao thức mạng

 Protocol: Quy tắc ñể truyền thông

 Gửi một thông ñiệp với yêu cầu hoặc thông tin

 Nhận một thông ñiệp với thông tin, sự kiện hoặc hành
ñộng

 ðịnh nghĩa khuôn dạng và thứ tự truyền, nhận
thông ñiệp giữa các thực thể trên mạng hoặc các
hành ñộng tương ứng khi nhận ñược thông ñiệp

 Ví dụ về giao thức mạng: TCP, UDP, IP, HTTP, 
Telnet, SSH, Ethernet, 
21
Mô hình truyền thông
Chuyển mạch gói vs. Chuyển mạch kênh
Hướng liên kết vs. Không liên kết
22
Chuyển mạch gói vs. Chuyển
mạch kênh

 Chuyển mạch kênh

 Trao ñổi dữ liệu sử dụng một kênh riêng .

 Mỗi liên kết sử dụng một kênh. Tài nguyên cho kênh ñó
không ñược sử dụng bởi người khác trừ khi ñóng liên kết

 Chuyển mạch gói

 Dữ liệu ñược chia thành các gói nhỏ (packets), và ñược
chuyển qua mạng

 Nhiều liên kết có thể chia sẻ một kênh

 Internet (với giao thức IP – Internet Protocol) sử dụng
chuyển mạch gói
23
Chuyển mạch kênh
Tài nguyên ñược gán riêng cho mỗi kênh
Kể cả khi tài nguyên của kênh ñó ñangg rỗi, 
người khác cũng không ñược dùng
24
Chuyển mạch gói
Toàn bộ băng thông ñược chia sẻ cho tất cả mọi người, 
Nếu còn băng thông, ai cũng có thể sử dụng
25
Chuyển mạch gói vs. Chuyển
mạch kênh

 Chuyển mạch kênh

 Mỗi kênh chỉ dùng cho duy nhất 1 liên kết

 Bảo ñảm băng thông (cần cho các ứng dụng audio/video)

 Lãng phí nếu liên kết ñó không sử dụng hết khả năng của
kênh

 Chuyển mạch gói

 Tăng hiệu quả sử dụng băng thông

 Tốt cho các dạng dữ liệu ñến ngâu nhiên, không ñịnh trước

 Hạn chế: Tắc nghẽn làm trễ và mất gói tin, không bảo ñảm
băng thông
26
Truyền thông hướng liên kết
vs. không liên kết

 Truyền thông hướng liên kết :

 Dữ liệu ñược truyền qua một liên kết ñã ñược
thiết lập

 Ba giai ñoạn: Thiết lập liên kết, truyền dữ liệu, 
Hủy bỏ liên kết

 Tin cậy

 Truyền thông không liên kết

 Không thiết lập liên kết, chỉ có giai ñoạn truyền dữ
liệu

 Không tin cậy - “Best effort”
27
Một số tham số trong mạng
28
Các tham số cơ bản

 Băng thông - Bandwidth

 Thông lượng - Throughput

 ðộ trễ- Delay

 ðộ mất gói tin - Loss
29
Băng thông

 Khái niệm

 ðơn vị

 bps, kbps, Mbps, Gbps, Tbps

 Uplink/downlink 
30
Vì sao có mất và trễ tin?
Các gói tin phải xếp hàng trong bộ ñịnh tuyến!

 Tốc ñộ ñến của các gói tin vượt quá khả năng
ñường ra

 Các gói tin phải xếp hàng chờ ñến lượt
A
B
Gói tin ñang ñược truyền (trễ)
Hàng ñợi gói tin (trễ)
Hàng ñợi rỗi: cho nhận gói tin ñến
Hàng ñợi ñầy, gói tin bị hủy (mất tin)
31
4 nguyên nhân gây trễ tin

 1. Xử lý tại nút mạng:

 Kiểm soát lỗi

 Tìm ñường ra
A
B
propagation
transmission
nodal
processing queueing

 2. Xếp hàng

 Thời gian chờ ñi ra

 Phụ thuộc ñộ tắc
nghẽn của router
32
4 nguyên nhân gây trễ tin
3. Trễ truyền tin:

 R= băng thông (bps)

 L= ñộ dài packet (bits)

 Trễ truyền tin = L/R
4. Trễ lan truyền:

 d = ñộ dài ñường truyền

 s = tốc ñộ tín hiệu
(~2x108 m/sec)

 Trễ lan truyền = d/s
A
B
propagation
transmission
nodal
processing queueing
Chú ý: s và R rất khác
nhau
33
Tổng thời gian trễ

 dproc = processing delay

 Vài microsecs hay ít hơn

 dqueue = queuing delay

 Phụ thuộc vào ñộ tắc nghẽn

 dtrans = transmission delay

 = L/R, lớn với những ñường truyền tốc ñộ thấp

 dprop = propagation delay

 vài microsecs tới hàng trăm msecs
proptransqueueprocnodal ddddd +++=
34
Trễ hàng ñợi

 R= băng thông (bps)

 L= ñộ dài gói tin (bits)

 a= tốc ñộ ñến của gói
tin
Lưu lượng ñến = La/R

 La/R ~ 0: trễ hàng ñợi nhỏ

 La/R -> 1: trễ lớn dần lên

 La/R > 1: quá khả năng, trễ vô cùng
35
ðộ trễ và ñường ñi thực tế trên
Internet

 Làm thế nào ñể biết ñường ñi và ñộ trễ? 

 Traceroute program: cung cấp ñộ trễ và
ñường ñi end-to-end. 

 For all i:

 Gửi 3 gói tin tới router i trên ñường tới ñích

 router i trả lại một gói tin cho người gửi

 Bên gửi ño khoảng thời gian giữa gửi và nhận
3 probes
3 probes
3 probes
36
Ví dụ
1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms
2 border1-rt-fa5-1-0.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 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 
5 jn1-so7-0-0-0.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
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
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 * * *
19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms
traceroute: gaia.cs.umass.edu to www.eurecom.fr
Three delay measurements from 
gaia.cs.umass.edu to cs-gw.cs.umass.edu 
* means no response (probe lost, router not replying)
trans-oceanic
link
37
Mất tin (loss)

 Hàng ñợi (vùng ñệm) của mỗi ñường truyền
có kích thước giới hạn

 Gói tin nào tới hàng ñợi ñầy sẽ bị mất

 Gói tin bị mất có thế ñược truyền lại hoặc
không.
A
B
Gói tin ñang ñược truyền
Hàng ñợi ñầy, gói tin ñến sẽ bị mất
Bộ ñệm
(Vùng ñợi)
38
Thông lượng

 Thông lượng: tốc ñộ (ñơn vị bits/sec) mà
tại ñó các bits ñược truyền giữa bên
gửi/bên nhận

 Tức thời: tốc ñộ tại một thời ñiểm

 Trung bình: trong một khoảng thời gian
server, with
file of F bits 
to send to client
link capacity
Rs bits/sec
link capacity
Rc bits/sec
Kênh có khả năng
Rs bits/sec)
Kênh có khả năng
Rc bits/sec)
Bên gửi: gửi dòng
bits lên trên kênh
39
Thông lượng

 Rs < Rc Thông lượng trung bình?
Rs bits/sec Rc bits/sec

 Rs > Rc Thông lượng trung bình?
Rs bits/sec Rc bits/sec
ðường truyền mà tại ñó giới hạn toàn bộ băng thông của
tuyến
Nút thắt cổ chai
40
Thông lượng: Ví dụ trên Internet
10 liên kết chia sẻ 1 ñường R
bits/sec
Rs
Rs
Rs
Rc
Rc
Rc
R

 Thông lượng của
mỗi kết nối
min(Rc,Rs,R/10)

 Thực tế: Rc hoặc Rs
thường xuyên bị
thắt cổ “chai”
41
Lược sử mạng & 
Internet
42
Thời kỳ ñầu

 1960s: Mạng ñiện thoại & sự
phát triển của máy tính

 1961: Kleinrock – Lý thuyết hàng
ñợi, hiệu quả của chuyển mạch
gói

 1964: Baran – mạng chuyển
mạch gói

 1967: ARPAnet ñược phê duyệt
(Advanced Research Projects 
Agency)
1961-1972: Các nguyên lý m
ng chuyn m
ch gói
43
ARPA: Advanced Research Project Agency
UCLA: University California Los Angeles 
SRI: Stanford Research Institute
IMP: Interface Message Processor
Source: 
Nguồn gốc Internet

 Bắt ñầu từ một thí nghiệm của
dự án của ARPA

 Một liên kết giữa hai nút mạng
(IMP tại UCLA và IMP tại SRI).
44
3 tháng sau, 12/1969
Một mạng hoàn chỉnh với 4 nút, 
56kbps
UTAHSRI
UCSB UCLA
UCSB:University of California, Santa Barbara
UTAH:University of Utah
source: 
45
ARPANET thời kỳ ñầu, 1971
Mạng phát triển với tốc ñộ thêm mỗi nút một tháng
Source:
atlas/historical.html
46
Thập niên 70: Kết nối liên mạng, kiến
trúc mạng mới và các mạng riêng
47
Sự mở rộng của ARPANET, 1974
Lưu lượng mỗi ngày vượt quá 3.000.000 gói tin
source:
atlas/historical.html
48
Thập niên 70

 Từ ñầu 1970 xuất hiện các mạng riêng: 

 ALOHAnet tại Hawaii

 DECnet, IBM SNA, XNA

 1974: Cerf & Kahn – nguyên lý kết nối
các hệ thống mở (Turing Awards)

 1976: Ethernet, Xerox PARC

 Cuối 1970: ATM
49
Thập niên 80: Các giao thức
mới, kết nối thêm mạng mới
50
1981: Xây dựng mạng NSFNET
NSF: National Science Foundation
Phục vụ cho nghiên cứu khoa học, do sự quá tải của ARPANET
51
1986: Nối kết USENET& NSFNET
Source: 
52
Thêm nhiều mạng và giao thức
mới

 Thêm nhiều mạng mới nối vào: MFENET, 
HEPNET (Dept. Energy), SPAN (NASA), 
BITnet, CSnet, NSFnet, Minitel 

 TCP/IP ñược chuẩn hóa và phổ biến vào
1980

 Berkeley tích hợp TCP/IP vào BSD Unix

 Dịch vụ: FTP, Mail, DNS 
53
Thập niên 90: Web và thương
mại hóa Internet 
54
Thập niên 90

 ðầu 90: ARPAnet chỉ là
một phần của Internet

 ðầu 90: Web

 HTML, HTTP: 
Berners-Lee

 1994: Mosaic, 
Netscape

 Cuối 90: Thương mại
hóa Internet
Cuối 1990’s – 2000’s:

 Nhiều ứng dụng mới: chat, 
chia sẻ file P2P

 E-commerce, Yahoo, 
Amazon, Google

 > 50 triệu máy trạm, > 100 
triệu NSD

 Vấn ñề an toàn an ninh
thông tin!

 Internet dành cho tất cả mọi
người

 Tất cả các dịch vụ phải
quan tâm tới vấn ñề này
55
Lược sử Internet Việt Nam

 1991: Nỗ lực kết nối Internet không thành. 
 (Vì một lý do nào ñó)

 1996: Giải quyết các cản trở, chuẩn bị hạ
tầng Internet

 ISP: VNPT

 64kbps, 1 ñường kết nối quốc tế, một số NSD

 1997: Việt Nam chính thức kết nối Internet 

 1 IXP: VNPT

 4 ISP: VNPT, Netnam (IOT), FPT, SPT 

 2007: “Mười năm Internet Việt Nam”

 20 ISPs, 4 IXPs

 19 triệu NSD, 22.04% dân số
56
Phát triển Internet ở VN
Ước tính số người dùng bằng hai lần số thuê bao
Source: Vietnam Internet Case Study, 
57
Thống kê gần ñây
14.9
18.6
11.1
6.3
3.8
7.69
13.36
17.94
22.04
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
2003 2004 2005 2006 2007
S
ố
l
ư
ợ
n
g
N
S
D
(
t
r
i
ệ
u
n
g
ư
ờ
i
)
0
5
10
15
20
25
30
%
d
â
n
s
ố
số người dùng (triệu người)
% dân số
Source: Vnnic, 
58
Băng thông kết nối ñi quốc tế
(Mbps), Q.3 2007
SPT, 200
Vietel, 2056
HanoiTelecom, 
4
EVN, 400
FPT, 2635
VNPT, 6820
Tổng cộng: 12115.0 Mbps
59
Internet những năm 2000s: 
Tương lai là của các bạn

 Ứng dụng và công nghệ mới

 Youtube, Skype, Bittorrent, Video & VoIP...

 Mạng không dây, mạng quang học, thông tin di
ñộng

 .

 Internet sẽ tiếp tục cải tiến dịch vụ và biến ñổi
không ngừng

 Mang lại sự thuận tiện cho mọi người

 Các bạn (sinh viên CNTT) sẽ làm ñược ñiều ñó!
60
Tóm tắt

 Giới thiệu môn học

 Lược sử Internet

 Khái niệm mạng máy tính

 Kiến trúc mạng

 Topology

 Protocol

 Mô hình truyền thông

 Chuyển mạch kênh vs. chuyển mạch gói

 Không liên kết vs. Hướng liên kết

 Các tham số cơ bản
61
Tuần tới

 Kiến trúc phân tầng

 Mô hình tham chiếu OSI

 ðịa chỉ IP, MAC, số hiệu cổng

 DNS và dịch vụ tên miền