Bài giảng Mạng máy tính - Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính và truyền thông - Bùi Trọng Tùng

1Mạng máy tính
Giảng viên: Bùi Trọng Tùng
Bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính
Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông
Đại học Bách khoa Hà Nội
1
Về môn học này
 Mã HP: IT3080
 Tên học phần: Mạng máy tính
 Khối lượng: 3(3-1-0-6)
 Đánh giá:
 Quá trình (30%): bài tập lớn, chuyên cần, thảo luận...
 Cuối kỳ (70%): thi viết
 Thực hành: 3 bài, không bắt buộc (cộng 15% điểm vào quá trình 
cho mỗi bài)
 Website: https://users.soict.hust.edu.vn/tungbt/it3080
Đăng ký bài tập lớn:
2
2Tài liệu tham khảo
[KR] Networking: a top-down approach featuring the 
Internet, 6th Edition, James F. Kurose, Keith W. Ross, 
Addison Wesley 2012
[PB] TCP/IP tutorial and technical overview, Lydia 
Parziale, David T.Britt, IBM Redbooks 2006
[WS] Data and Computer Communications, 8th Edition 
William Stallings, Pearson Prentice Hall 2007
3
Giảng viên
Bùi Trọng Tùng, Viện CNTT&TT - BK HN
Email : tungbt@soict.hust.edu.vn
Địa chỉ : phòng 405 – nhà B1 – BKHN
Website: 
FB: /groups/FAQ.TungBT
4
3Chương 1. Tổng quan về mạng 
máy tính và truyền thông
5
1. Cơ bản về mạng máy tính
6
4ARPA: Advanced Research Project Agency
UCLA: University California Los Angeles 
SRI: Stanford Research Institute
IMP: Interface Message Processor
Source: 
1.1. Lịch sử Internet
 Bắt đầu từ một thí nghiệm của 
dự án của ARPA
 Một liên kết giữa hai nút mạng 
(IMP tại UCLA và IMP tại SRI)
7
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: 
8
5ARPANET thời kỳ đầu, 1971
Mạng phát triển với tốc độ thêm mỗi nút một tháng
Source:
atlas/historical.html 9
Thập niên 70: Kết nối liên mạng, kiến 
trúc mạng mới và các mạng riêng
10
6Sự mở rộng của ARPANET, 1974
Lưu lượng mỗi ngày vượt quá 3.000.000 gói tin
source:
atlas/historical.html
11
Thập niên 70
 Từ đầu 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
12
7Thập niên 80: Các giao thức 
mới, kết nối thêm mạng mới
13
1981: Xây dựng mạng NSFNET
NSF: National Science Foundation
Phục vụ cho nghiên cứu khoa học, do sự quá tải của ARPANET
14
81986: Nối kết USENET& NSFNET
Source: 
15
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 được chuẩn hóa và phổ biến vào
1980
 Berkeley tích hợp TCP/IP vào BSD Unix
 Dịch vụ: FTP, Mail, DNS 
16
9Thập niên 90: Web và thương 
mại hóa Internet 
17
Thập niên 90
 Đầu 90: ARPAnet chỉ là 
một phần của Internet
 Đầu 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 đề an toàn an ninh 
thông tin!
 Internet dành cho tất cả mọi 
người
 Tất cả các dịch vụ phải 
quan tâm tới vấn đề này 18
10
Lược sử Internet Việt Nam
 1991: Nỗ lực kết nối Internet không thành. 
 (Vì một lý do nào đó)
 1996: Giải quyết các cản trở, chuẩn bị hạ 
tầng Internet
 ISP: VNPT
 64kbps, 1 đường 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 19
Thống kê gần đây
Source: Vnnic, 
 2017: 50 triệu người dùng (53%)
22.8
26.8
30.5 31.3
24.4
26.55
31.11
35.03 35.58
0
5
10
15
20
25
30
35
40
2008 2009 2010 2011 2012
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0 %
Triệu người
Số người dùng Internet ở Việt Nam
Số người dùng
Tỉ lệ dân số
20
11
Băng thông kết nối đi quốc tế
21
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
2013 2014 2015 2016 2017
Tốc độ tăng trưởng băng thông(Gbps)
1.2. Các khái niệm cơ bản
22
12
Mạng máy tính là gì?
 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
23
Đường truyền vật lý
 Là các phương tiện vật lý có khả năng truyền dẫn 
tín hiệu
 Phân loại:
 Hữu tuyến: cáp xoắn, cáp đồng trục, cáp quang, 
 Vô tuyến: sóng radio, viba, sóng hồng ngoại, 
 Một số thông số đặc trưng: 
 Băng tần
 Tỉ lệ lỗi bit khi truyền(BER – Bit Error Rate/Ratio)
 Độ suy hao: mức suy giảm tín hiệu khi truyền
24
13
Kiến trúc mạng
 Các nút mạng kết nối với nhau như thế nào? (Hình trạng 
– Topology)
 Topology vật lý: hình trạng dựa trên cáp kết nối
Bus Ring (Vòng) Star (Sao) Mesh (Lưới)
 Topology logic: hình trạng dựa trên cách thức truyền tín hiệu: 
điểm điểm, điểm-đa điểm
 và trao đổi dữ liệu với nhau như thế nào? (Giao thức –
Protocol)
25
Một vài ví dụ
 Mạng Internet
 Mạng nội bộ cơ quan, trường học
 Mạng gia đình
 Hệ thống ATM của ngân hàng
 Mạng điện thoại
 ...
26
14
Phân loại mạng máy tính
 Mạng cá nhân (PAN – Personal Area 
Network)
 Phạm vi kết nối: vài chục mét
 Số lượng người dùng: một vài người dùng
 Thường phục vụ cho cá nhân
 Mạng cục bộ (LAN – Local Area Network):
 Phạm vi kết nối: vài ki-lô-mét
 Số lượng người dùng: một vài đến hàng trăm 
nghìn
 Thường phục vụ cho cá nhân, hộ gia đình, tổ 
chức
27
Phân loại mạng máy tính
 Mạng đô thị (MAN – Metropolitian Area 
Network)
 Phạm vi kết nối: hàng trăm ki-lô-mét
 Số lượng người dùng: hàng triệu
 Phục vụ cho thành phố, khu vực
 Mạng diện rộng (WAN – Wide Area Network)
 Phạm vi kết nối: vài nghìn ki-lô-mét
 Số lượng người dùng: hàng tỉ
 GAN – Global Area Network: phạm vi toàn cầu (Ví 
dụ: Internet)
28
15
Mạng Internet
Trên 8.4 tỉ thiết bị kết nối
3.9 tỉ người dùng(51.7%)
Đường truyền: cáp quang, 
cáp đồng, Wimax, 3G
Truyền tải ~Nx109 GB 
mỗi ngày
Dịch vụ: Web, email, mạng 
xã hội, Skype
wired
links
wireless
links
router
mobile network
global ISP
regional ISP
home 
network
institutional
network
smartphone
PC
server
wireless
laptop
The picture can't 
The picture can't be 
displayed.
The picture can't be 
displayed.
The picture 
can't be 
displayed.
29
Internet of things
30
16
Mạng Internet
 Mạng của các mạng (Network of networks)
Internet
Làm thế nào để kết nối 
hàng triệu hệ thống 
mạng với nhau?
31
access 
network access 
network
access 
network
access 
network
access 
network
Kiến trúc Internet: Mạng của 
các mạng
 Kết nối một mạng với tất cả các mạng khác?
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
netaccess
net
access
net
Không có khả năng 
mở rộng: Số lượng 
kết nối O(n2)
32
17
Kiến trúc Internet: Mạng của các 
mạng
 Kết nối mỗi mạng vào một trạm chuyển tiếp của một nhà 
cung cấp toàn cầu (global ISP)
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
netaccess
net
access
net
global
ISP
33
Kiến trúc Internet: Mạng của 
các mạng
 Thêm nhiều ISP...
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
netaccess
net
access
net
ISP B
ISP A
ISP C
IXP
IXP
Kết nối ngang hàng
Trạm trung chuyển Internet
34
18
Kiến trúc Internet: Mạng của 
các mạng
 Thêm các mạng khu vực (regional network)...
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
netaccess
net
access
net
ISP B
ISP A
ISP C
IXP
IXP
regional net
35
Kiến trúc Internet: Mạng của 
các mạng
 Mạng lõi và mạng biên
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
net
access
netaccess
net
access
net
ISP B
ISP A
ISP C
IXP
IXP
regional net
36
19
Kiến trúc mạng
 Mạng biên (network edge):
 Nút mạng đầu cuối (end-
system, host): PC, điện thoại, 
máy chủ, máy tính nhúng...
 Mạng truy nhập (access 
network): đường truyền, thiết bị 
kết nối (router, switch, hub, tổng 
đài...)
 Mạng lõi (network core): 
đường truyền, thiết bị kết nối
 Mạng của các mạng
 Mới chỉ đề cập đến khía 
cạnh “Kết nối như thế nào?”
mobile network
global ISP
regional ISP
home 
network
institutional
network
37
2. Chuyển mạch kênh và 
chuyển mạch gói
Chuyển tiếp dữ liệu qua các kết nối
như thế nào?
38
20
2.1. Đặt vấn đề
 Kết nối điểm-điểm giữa 2 host
 Thông số của kết nối:
 Băng thông (bandwith - R): lượng dữ liệu truyền tối đa 
trong một đơn vị thời gian (bps – bit per second)
 Trễ (Latency): thời gian truyền dữ liệu từ A đến B
 Trễ truyền tải: Kích thước dữ liệu / Băng thông
 Trễ truyền dẫn: Độ dài liên kết / Tốc độ tín hiệu (~2x108 m/sec)
A B
39
Kết nối điểm-điểm giữa 2 host
 Truyền 100B từ A đến B
time=0
A B
100Byte packet
Time
1Mbps, 1ms 
Thời gian truyền
1 bit = 1/106s
Thời gian truyền
800 bits=800x1/106s
Thời điểm bit
đầu tiên tới B
= 1/106+1/103s
Thời điểm bit
cuối cùng tới B
(800x1/106)+1/103s
= 1.8ms
40
21
Kết nối giữa nhiều host
 Điểm-điểm giữa mọi cặp
 Hạn chế?
41
Kết nối giữa nhiều nút mạng
 Điểm-đa điểm: Sử dụng 1 đường truyền chung 
cho tất cả truyền thông “quảng bá”
 Hạn chế?
42
22
Kết nối giữa nhiều nút mạng
 Giải pháp: mạng chuyển mạch
 Mỗi host kết nối với 1 thiết bị chuyển mạch
 Các thiết bị chuyển mạch kết nối điểm-điểm và thực
hiện chuyển tiếp dữ liệu tới đích
 Chia sẻ tài nguyên đường truyền
4
3
5
1
2
Câu hỏi: Làm thế 
nào để xác định 
được tuyến đường?
Trả lời: Định tuyến
43
A
B
D
C
E F
G
2.2. Chuyển mạch kênh
 Circuit switching network: cấp phát tài nguyên đường 
truyền (kênh) dành riêng cho từng kết nối logic giữa 2 
nút mạng
(1) A phát yêu cầu xin thiết lập kênh
(2) Các thiết bị chuyển mạch thiết lập kênh
(3) A bắt đầu truyền dữ liệu
(4) A truyền xong: phát yêu cầu hủy kênh
4
3
5
1
2
A
B
10Mb/s?
10Mb/s?
10Mb/s?
44
10Mb/s?
23
Ghép kênh/Phân kênh
45
 Ghép kênh(Multiplexing): gửi dữ liệu của nhiều kênh
khác nhau trên cùng một liên kết vật lý
 Phân kênh(Demultiplexing): phân dữ liệu nhận được
trên liên kết vật lý vào các kênh tương ứng và chuyển
đến đúng đích
Bộ ghép kênh Bộ phân kênh
M
U
X
D
E
M
U
X
1 liên kết
N kênh
Một số kỹ thuật ghép kênh
46
 Ghép kênh theo thời
gian(TDM): mỗi kết nối
sử dụng tài nguyên trong
khe thời gian được phân
 Ghép kênh theo tần
số(FDM): mỗi kết nối
sử dụng một băng tần
tín hiệu riêng
t
f
t
24
Giản đồ thời gian
Information
t
Thiết lập 
kênh
Truyền 
dữ liệu
Hủy kênh
A BSw1 Sw2
47
Ưu điểm và nhược điểm
 Ưu điểm:
 Kênh được thiết lập sẵn Trễ khi chuyển mạch rất thấp
 Tài nguyên dành riêng cho kênh và không đổi trong quá trình 
truyền đảm bảm chất lượng dịch vụ
 Nhược điểm?
48
25
Nhược điểm
Information
Transfer
t
Thiết lập 
kênh
Truyền 
dữ liệu
Hủy kênh
49
Sw1 Sw2
Nhược điểm
Information
t
Thiết lập 
kênh
Truyền dữ liệu
Hủy kênh
50
Sw1 Sw2
26
Nhược điểm
 Bắt đầu lại quá trình nếu lỗi trên thiết bị 
chuyển mạch khi truyền
4
3
5
1
2
A
B
51
2.3. Chuyển mạch gói
 Dữ liệu được chia thành các gói tin (packet)
 Phần tiêu đề (header): địa chỉ, số thứ tự
 Phần dữ liệu (payload)
 Thiết bị chuyển mạch chuyển tiếp gói tin dựa trên tiêu đề
01000111100010101001110100011001
HeaderData
headerpayload
52
27
Chuyển tiếp gói tin
tới FTU
NUCE
NEU
tới HUBT
Destination Next Hop
NEU 4
NUCE 5
FTU 2
HUBT 3
Forwarding Table
111010010 FTU
switch#2
switch#5
switch#3
switch#4
HUST
53
switch#1
Cách thức chuyển tiếp gói tin
 Unicast: chuyển tiếp gói tin tới 1 nút mạng
 Multicast: chuyển tiếp gói tin tới một nhóm 
các nút mạng
 Broadcast: chuyển tiếp gói tin tới tất cả các 
nút trong mạng
54
28
Chuyển mạch gói
 Mỗi gói tin có thể được xử lý độc lập
 Các gói tin có thể tới đích theo các đường khác nhau, không còn 
đúng thứ tự
 Tài nguyên dùng chung cho tất cả các kết nối
 Nếu còn tài nguyên, bất kỳ nút nào cũng có thể sử dụng
55
Giản đồ thời gian
t
payl
oad
h
d
r
A BSw Thiết bị chuyển mạch 
sẽ chuyển tiếp khi 
nhận được đầy đủ gói 
tin (store and forward)
 Thiết bị chuyển mạch 
cần thời gian để xử lý 
gói tin (dproc):
 Kiểm tra lỗi trên gói tin
 Quyết định gói tin gửi 
đến đâu
 Thường rất nhỏ so với 
trễ truyền tin
dproc
56
29
Chuyển mạch gói vs Chuyển 
mạch kênh
Ví dụ:
 Băng thông đi 10 Mb/s
 Mỗi kết nối của người dùng 
tới: 
• Được cấp phát 1 Mb/s
• Thời gian sử dụng để truyền dữ
liệu: 10% tổng thời gian
Mạng chuyển mạch kênh:
 Tối đa 10 người dùng đồng thời 
xin cấp phát
Mạng chuyển mạch gói:
 Giả sử có 30 người dùng sử
dụng chung
 Xác suất để >10 người dùng 
đồng thời truyền dữ liệu là bao 
nhiêu? (~0.0001)
N
users
10 Mbps
• Phân phối nhị thức:
P(x = k) = Cn
k pk (1-p)n-k 
• Nếu số người dùng tăng 
lên?
57
Hàng đợi
Hàng đợi (FIFO)
1 Mbps
58
30
Hàng đợi
1
1
59
Hàng đợi (FIFO)
Hàng đợi
1 1
60
Hàng đợi (FIFO)
22
31
Hàng đợi
2 2 1 1
61
Hàng đợi (FIFO)
Hàng đợi
62
Hàng đợi (FIFO)
32
Mất gói tin
 Kích thước hàng đợi có hạn
 Gói tin tới khi hàng đợi đã đầy sẽ bị mất
63
3. Một số thông số cơ bản 
trong mạng
64
33
Các thông số cơ bản
 Băng thông ≡ Tốc độ truyền tin ≡ Dung lượng
 Thông lượng
 MTU(Maximum Transmission Unit): kích thước 
lớn nhất của gói tin
 Độ trễ
 Trễ trên thiết bị đầu cuối
 Trễ trên thiết bị trung gian
 Trễ truyền tin
 Trễ lan truyền
 Độ mất gói tin
65
Thông lượng (throughput)
 Thông lượng: tốc độ (bits/sec) truyền tin qua 
một điểm nào đó trong mạng
 Tức thời: thông lượng tại một thời điểm
 Trung bình: thông lượng tính trung bình trong một 
khoảng thời gian
Bên gửi: gửi dữ
liệu lên kênh
Kênh có
khả năng truyền
Rs bits/sec
Kênh có
khả năng truyền
Rc bits/sec
66
34
Thông lượng (tiếp)
 Rs < Rc Thông lượng trung bình là bao nhiêu?
Rs bits/sec Rc bits/sec
 Rs > Rc Thông lượng trung bình là bao nhiêu?
Là điểm tại đó làm giới hạn thông lượng trên đường truyền
Nút thắt cổ chai (bottleneck)
Rs bits/sec Rc bits/sec
67
Nút thắt cổ chai
 Xác định nút thắt 
cổ chai?
68
35
Độ trễ
dtrans: trễ truyền tin:
 L: kích thước dữ liệu (bits) 
 R: băng thông (bps)
 dtrans = L/R
dprop: trễ lan truyền (truyền dẫn)
 d: độ dài đường truyền
 s: tốc độ lan truyền tín hiệu (~2x108
m/sec)
 dprop = d/s
lan truyền
xử lý tại nút
đợi trong hàng đợi
dnodal = dproc + dqueue + dtrans + dprop
A
B
truyền tin
69
Độ trễ (tiếp)
dproc: trễ xử lý
 Kiểm tra lỗi bit
 Xác định liên kết ra
 Thường < μsec
A
B
lan truyền
truyền tin
xử lý tại nút
đợi trong hàng đợi
dnodal = dproc + dqueue + dtrans + dprop
dqueue: trễ hàng đợi
 Phụ thuộc vào s ... dịch vụ tầng dưới
 Độc lập với các tầng còn lại
 Mỗi dịch vụ có thể có một hoặc nhiều cách triển khai 
khác nhau, cho phép tầng trên lựa chọn dịch vụ phù 
hợp
 Lợi ích:
 Dễ dàng thiết kế, triển khai
 Dễ dàng tái sử dụng
 Dễ dàng nâng cấp 76
39
Điểm truy cập dịch vụ
 Service Access Point: là một điểm trừu tượng, tại đó 
tầng trên sử dụng dịch vụ tầng dưới
 Tầng trên chỉ cần quan tâm cách sử dụng dịch vụ tầng dưới
 ...không quan tâm tới cách thức thực hiện
 Quan điểm lập trình: cung cấp API (Application 
Programming Interface)
 Tên hàm và các thức truyền đối số không đổi
 Nội dung hàm có thể thay đổi
function doMyWork(){
//do anything
lowerService(parameters);
//do anything
}
77
4.1. Truyền thông trong 
kiến trúc phân tầng
78
40
Truyền thông trong kiến trúc 
phân tầng
 Các nguyên lý chung:
 Tầng trên sử dụng dịch vụ tầng dưới
 Các tầng ngang hàng trên liên kết sử dụng chung 
“ngôn ngữ” và phương tiện trao đổi dữ liệu
 Dữ liệu được xử lý tại mỗi tầng như thế nào?
 Chia thành các đơn vị dữ liệu giao thức - PDU 
(Protocol Data Unit) gồm có
 Header: chứa địa chỉ, thông tin khác để hệ thống mạng xử lý
 Payload: dữ liệu cần truyền tải
 Chức năng mỗi tầng khác nhau, cách thức xử lý dữ 
liệu khác nhau cần phối hợp chức năng giữa các 
tầng trong quá trình truyền tải
79
Truyền thông trong kiến trúc 
phân tầng
 Bên gửi: thêm tiêu đề chứa thông tin phục vụ cho việc 
xử lý dữ liệu tại tầng tương ứng và chuyển cho tầng 
dưới (Đóng gói dữ liệu – Encapsulation)
 Bên nhận: xử lý dữ liệu theo thông tin trong phần tiêu 
đề, tách tiêu đề và chuyển dữ liệu cho tầng trên
Tầng N
Tầng (N-1)
Tầng 2
Tầng1
Tầng N
Tầng (N-1)
Tầng 2
Tầng1
PDUN
HN-1
H2 ...
...H1
...
...
PDUN
HN-1
H2 ...
...H1
Gửi Nhận 80
41
Truyền thông trong kiến trúc 
phân tầng (tiếp)
 Nhận xét:
 PDU tại các tầng đồng cấp của hai bên giống nhau truyền 
thông giữa các tầng ngang hàng (truyền thông logic)
 Phía nhận phải hiểu nội dung PDU của phía gửi
 Phía nhận xử lý PDU nhận được với các tham số là thông tin 
trong tiêu đề mà phía gửi đã thiết lập
 Phía nhận trả lời/không trả lời cho phía gửi
 Các PDU phải truyền đúng theo thứ tự
 cần có bộ quy tắc cho hai bên
Là tập hợp các quy tắc quy định khuôn dạng, ngữ
nghĩa, thứ tự các thông điệp được gửi và nhận giữa các
nút mạng và các hành vi khi trao đổi các thông điệp đó
Giao thức (Network protocol)
81
Chồng giao thức (Protocol stack)
 Các chức năng được phân chia cho 
các tầng
 Mỗi tầng có nhiều cách thức để thực 
hiện các chức năng sinh ra các 
giao thức khác nhau
 chồng giao thức: ngăn xếp các giao 
thức truyền thông trên kiến trúc phân 
tầng
 Giao thức mỗi tầng bao gồm:
• Gọi dịch vụ nào của giao thức tầng dưới
• Và cung cấp dịch vụ cho giao thức tầng 
trên như thế nào
Các giao thức 
tầng N
Các giao thức 
tầng N-1
Các giao thức 
tầng 2
Các giao thức 
tầng 1
...
82
42
Truyền thông trong kiến trúc 
phân tầng (tiếp)
 Các tầng đồng cấp ở mỗi bên sử dụng chung giao thức 
để điều khiển quá trình truyền thông logic giữa chúng
 2 cách thức để giao thức điều khiển truyền thông logic giữa các 
tầng đồng cấp: hướng liên kết hoặc hướng không liên kết
Tầng N
Tầng (N-1)
Tầng 2
Tầng1
Tầng N
Tầng (N-1)
Tầng 2
Tầng1
...
...
Giao thức PN
Giao thức PN-1
Giao thức P2
Giao thức P1
83
Truyền thông hướng liên kết vs 
Truyền thông hướng không liên kết
 Truyền thông hướng liên kết (connection 
oriented):
 Dữ liệu được truyền qua một liên kết đã được thiết lập
 Ba giai đoạn: Thiết lập liên kết, Truyền dữ liệu, Hủy 
liên kết
 Tin cậy
 Truyền thông hướng không liên kết 
(conectionless)
 Không thiết lập liên kết, chỉ có giai đoạn truyền dữ liệu
 Không tin cậy
 “Best effort”: truyền ngay với khả năng tối đa
84
43
4.2. Mô hình OSI và TCP/IP
Kiến trúc phân tầng trên thực tế (Bao
nhiêu tầng? Chức năng cụ thể?...)
Kiến trúc phân tầng triển khai trên
các nút mạng như thế nào?
85
Mô hình OSI/ISO
 Tầng Ứng dụng (Application): cung cấp các ứng 
dụng trên mạng (web, email, truyền file)
 Tầng Trình diễn (Presentation): biểu diễn dữ liệu 
của ứng dụng, e.g., mã hóa, nén, chuyển đổi
 Tầng Phiên(Session): quản lý phiên làm việc, đồng 
bộ hóa phiên, khôi phục quá trình trao đổi dữ liệu
 Tầng Giao vận (Transport): Xử lý việc truyền-nhận 
dữ liệu cho các ứng dụng chạy trên nút mạng đầu-
cuối
 Tầng Mạng (Network): Chọn đường (định tuyến), 
chuyển tiếp gói tin từ nguồn đến đích
 Tầng Liên kết dữ liệu (Data link): Truyền dữ liệu trên 
các liên kết vật lý giữa các nút mạng kế tiếp nhau
 Tầng Vật lý (Physical): Chuyển dữ liệu (bit) thành tín 
hiệu và truyền
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data link
Physical
86
44
Session layer
Transport layer
Application layer
Presentation layer
Network layer
Datalink layer
Physical layer
Mô hình OSI và TCP/IP
Trong mô hình TCP/IP (Internet), chức năng3 
tầng trên được phân định cho một tầng duy nhất
Transport layer
Application
HTTP, FTP, SMTP 
Internetwork layer
Datalink layer
Physical layer
87
Mô hình OSI và TCP/IP
 Mô hình OSI:
 Mô hình tham chiếu chức năng: Các mô hình khác 
phải tham chiếu từ mô hình OSI
 Cung cấp đầy đủ các chức năng mô hình OSI đã chỉ ra
 Đảm bảo thứ tự các tầng chức năng
 Có ý nghĩa lớn về mặt cơ sở lý thuyết
 Không sử dụng trên thực tế
 Mô hình TCP/IP: mô hình Internet
 Sử dụng trên hầu hết các hệ thống mạng
88
45
Triển khai kiến trúc phân tầng
 Nút mạng đầu cuối (end-system): PC, server, 
smartphone...
 Nút mạng trung gian: các thiết bị mạng chuyển 
tiếp dữ liệu
Transport
Network
Datalink
Physical
Transport
Network
Datalink
Physical
Network
Datalink
Physical
Application Application
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
trung gian
Nút mạng
đầu cuối
?
89
Triển khai kiến trúc phân tầng
Nút mạng đầu cuối (server, 
PC, smartphone...)
PC
Server
Ứng dụng mạng cung cấp 
dịch vụ cho người dùng
Điều khiển truyền dữ liệu 
giữa các ứng dụng
Chọn đường, chuyển tiếp dữ 
liệu
Điều khiển truyền dữ liệu trên 
các liên kết vật lý
Chuyển dữ liệu thành tín hiệu 
và truyền đi
90
46
Ứng dụng mạng cung cấp 
dịch vụ cho người dùng
Điều khiển truyền dữ liệu 
giữa các ứng dụng
Chọn đường, chuyển tiếp dữ 
liệu
Điều khiển truyền dữ liệu trên 
các liên kết vật lý
Chuyển dữ liệu thành tín hiệu 
và truyền đi
Triển khai kiến trúc phân tầng
Nút mạng trung gian
PC
Server
91
Chồng giao thức TCP/IP
DNS SMTPDHCP HTTPSNMP FTP
UDP TCP
IP
Ethernet FDDI PPP DSL ARP
Copper Optical Radio PSTN
...
...
...
ICMP RIP OSPF
Aplication
Transport
Network
Data link
Physical
...
Sử dụng duy nhất một giao thức liên mạng là IP
92
47
Chồng giao thức TCP/IP
 Dạng “đồng hồ cát”: sử dụng duy nhất một giao thức 
liên mạng (IP – Internet Protocol) tại tầng mạng:
 Cho phép một hệ thống mạng mới sử dụng công nghệ truyền 
dẫn bất kỳ kết nối với hệ thống mạng hiện tại
 Tách rời phát triển ứng dụng ở tầng cao với công nghệ 
truyền dẫn các tầng thấp
 IP-based application: Ứng dụng trên nền tảng IP (VoIP...)
 Hỗ trợ thay đổi song song các công nghệ ở trên và dưới IP
 Tuy nhiên, rất khó để nâng cấp bản thân giao thức IP 
(vấn đề chuyển đổi IPv4 sang IPv6) 
93
Cài đặt TCP/IP trên hệ thống 
mạng
• Trên các hệ thống đầu cuối
• Khác nhau trên các ứng 
dụng khác nhau
• Như nhau trên mọi nút
• Trên mọi nút
• Khác nhau trên các liên 
kết khác nhau
94
IP
48
CAT5WDM
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
HTTP
Ethernet/100M
IP
TCP
HTTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
Dữ liệu - payload
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
95
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
TCP header Dữ liệu - payload
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
96
49
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
97
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payloadEthernet header
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
98
50
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
99
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payloadWDM header
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
100
51
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
101
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payloadEthernet header
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
102
52
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
IP header TCP header Dữ liệu - payload
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
103
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
TCP header Dữ liệu - payload
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
104
53
CAT5WDMCAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
Dữ liệu - payload
Đóng gói trên chồng giao thức 
TCP/IP
100M
Nút mạng
đầu cuối
Nút mạng
đầu cuối
Các nút mạng trung gian
105
4.3. Định danh trong TCP/IP
Tên miền
Số hiệu cổng
Địa chỉ IP
Địa chỉ MAC
106
54
Định danh
 Giá trị cho phép xác định một người hay một đối 
tượng
 Tên
 Bui Trong Tung
 Địa chỉ
 1 Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi
 Số điện thoại
 8680896
 Email
 tungbt@soict.hut.edu.vn
107
Định danh và cây phân cấp
 Các định danh xác định địa chỉ có tính phân cấp
 Cho phép quản lý một các logic và hiệu quả một không gian địa 
chỉ khổng lồ
 Tính mở rộng
 Ví dụ về tính phân cấp
 Địa chỉ
 1 Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi
 Số điện thoại
 +84-(4) 868-08-96
Hanoi
Dai Co Viet
Hai Ba Trung
So 1
108
55
Định danh trên kiến trúc phân tầng
 Định danh trong hệ thống mạng máy tính: gán cho mỗi 
đối tượng (dịch vụ, máy trạm, thiết bị mạng) một giá trị 
riêng.
 Tại sao phải định danh?
 Phân biệt các đối tượng trong hệ thống
 Xác định dữ liệu xuất phát từ đâu
 Xác định dữ liệu đi đến đâu
 Mỗi tầng có nhiệm vụ khác nhau để điều khiển việc 
truyền thông tin giữa những đối tượng khác nhau mỗi 
tầng có cơ chế định danh khác nhau
 Cùng một đối tượng có thể mang nhiều định danh có thể cần 
cơ chế “phân giải” để tìm kiếm một định danh của đối tượng trên 
tầng này khi biết định danh của đối tượng đó ở tầng khác
109
Định danh trên TCP/IP
application
TCP/UDP
IP
data link
physical
Physical address / MAC address
e.g. 00:11:24:79:8e:82
IP address, e.g. 203.12.15.165
Domain name (tên miền)
Port number (Số hiệu cổng ƯD)
110
56
Tên miền (Domain name)
 Định danh sử dụng trên tầng ứng dụng
 Là một chuỗi ký tự gợi nhớ
 Do người dùng sử dụng khi truy cập dịch vụ 
trên tầng ứng dụng
 Không sử dụng làm địa chỉ khi truyền dữ liệu 
giữa các nút mạng
 Phân cấp
 Ví dụ: soict.hust.edu.vn
111
Số hiệu cổng ứng dụng
 Định danh sử dụng trên tầng giao vận
 16 bit
 Một chỉ số dùng kèm theo địa chỉ IP để định danh cho 
ứng dụng trên mạng
 Tương tự như số phòng trong một tòa nhà
 Địa chỉ nhà : Nhà C1, 1 Dai Co Viet, Ha Noi => Địa chỉ IP
 Phòng số 325 => Số hiệu cổng
 E.g. HTTP cổng 80, FTP cổng 20, 21 
112
57
Địa chỉ IP
 Định danh dùng trên tầng mạng
 Dùng trong giao thức IP - Internet Protocol (tầng mạng)
 Giá trị phụ thuộc từng mạng, mỗi card mạng được gán một 
địa chỉ IP
 Sử dụng để đinh danh một máy tính trong một mạng IP, ví 
dụ:
 133.113.215.10 (ipv4)
 2001:200:0:8803::53 (ipv6)
113
Địa chỉ dùng trên tầng
liên kết dữ liệu
 48 bit
 Địa chỉ vật lý / địa chỉ MAC
 Sử dụng trong tầng liên kết dữ liệu
 Cố định trên card mạng NIC ( Network Interface Card)
 Sử dụng để định danh máy tính trong mạng cục bộ
00:11:24:79:8e:82
00000000 00010001 00100100 01111001 10001110 10000010
HEX
OUI Gán bới nhà sản xuất
OUI (Organizationally Unique Identifier): Mã nhà sản xuất
Mỗi nhà sản xuất có các giá trị OUI riêng
Mỗi nhà sản xuất có thể có nhiều OUI
BIN
114
58
Tổng kết về phân tầng và 
chồng giao thức
Lợi ích?
Hạn chế?
115
Khả năng cộng tác
 Rất nhiều công nghệ được triển khai theo nhiều cách rất 
khác nhau trên các nút mạng:
 Phần cứng của những NSX khác nhau: IBM, Dell, Fujitsu, 
Apple...
 HĐH khác nhau: Linux, Windows, MacOS, Android, iOS...
 Người dùng sử dụng các ứng dụng khác nhau: Firefox, Chrome, 
Cốc Cốc...
 Thiết bị mạng của những NSX khác nhau: Cisco, TP-Link...
 Và luôn luôn thay đổi
 Phew!
Nhưng tất cả đều có thể nói chuyện với nhau vì
chúng sử dụng chung giao thức
116
59
Trừu tượng và tái sử dụng
 Mỗi tầng có nhiều lựa chọn giao thức để sử dụng:
 Tầng vật lý: cáp quang, ADSL, 3G, LTE...
 Tầng liên kết dữ liệu: Ethernet, Token Ring, SONET, FDDI...
 Giao vận: TCP, UDP
 Nhưng ở góc nhìn của tầng ứng dụng: Mozilla (và tất 
cả NSX khác) không phải viết trình duyệt Firefox (và tất 
cả ứng dụng khác) với 1 phiên bản cho mạng LAN, 1 
cho mạng cáp quang, 1 cho mạng WiFi... 
 Các giao thức cung cấp API chuẩn để phát triển ứng dụng
 Các tầng thấp “trong suốt” với tầng ứng dụng
117
Trong suốt
 Công nghệ trên mỗi tầng thực hiện các 
phương thức truyền thông khác nhau
 Thay thế công nghệ ở các tầng có thể thực 
hiện song song
 Miễn là giữ nguyên điểm truy cập dịch vụ SAP
 Thay thế công nghệ ở một tầng không ảnh 
hưởng đến các tầng khác
118
60
Hạn chế
 Một số thông tin ở tầng dưới bị “ẩn” (do tính trong suốt) 
đối với tầng trên có thể làm giảm hiệu năng hoạt động 
của tầng trên (và do đó làm giảm hiệu năng hoạt động 
của mạng)
 Ví dụ: TCP phải kiểm soát tắc nghẽn trên đường truyền
 Phần tiêu đề có kích thước đáng kể trong gói tin
 Một số công nghệ tầng dưới có thể làm giao thức tầng 
trên thực hiện khó khăn hơn:
 Ví dụ: TCP trên mạng không dây
 TCP/IP không có các cơ chế an toàn bảo mật thông tin
119
Tài liệu tham khảo
 Keio University
 “Computer Networking: A Top Down Approach”, 
J.Kurose
 “Computer Network”, Berkeley University
120