Bài giảng Mạng máy tính - Chương 2: Các khái niệm cơ bản về mạng máy tính - Ngô Hồng Sơn

1Chương 2:
Các khái niệm cơ bản về
mạng máy tính
Khoa CNTT- ðHBK Hà Nội
Giảng viên: Ngô Hồng Sơn
Bộ môn Truyền thông và Mạng máy tính
2Tuần trước

 Giới thiệu môn học

 Lược sử Internet

 Khái niệm mạng máy tính

 Một số vấn ñề cơ bản: chuyển mạch kênh vs. 
chuyển mạch gói, hướng liên kết vs. không
liên kết
3Nội dung

 Kiến trúc phân tầng

 Mô hình tham chiếu OSI & TCP/IP

 ðịa chỉ hóa

 Tên miền và chuyển ñổi tên miền
4Kiến trúc phân tầng
Ví dụ
Tại sao phải phân tầng?
5Phân chia các chức năng trong việc
trao ñổi thông tin
Bên gửi Bên nhận
Thông tin muốn
trao ñổi
Ngôn ngữ
Chuyển từ suy nghĩ
sang lời nói
Ngôn ngữ
Thông tin nhận ñược
Các phương tiện truyền thông
Japanese?
English?
Thư?
ðiện thoại?
E-mail?
Việc trao ñổi thông tin sẽ diễn ra
suôn sẻ nếu tại mỗi tầng, cùng một
phương tiện ñược sử dụng
6Ví dụ phân tầng (1)
Bộ dàn âm thanh
Cassette
Player
Speaker
Amplifier
Tất cả chức năng ñều ñặt cả
trong một khối
Khi muốn thay ñổi: 
Nâng cấp toàn bộ
Phân tầng Không phân tầng
7ticket (purchase)
baggage (check)
gates (load)
runway (takeoff)
airplane routing
Sân bay ñi Sân bay ñếnSân bay trung chuyển
airplane routing airplane routing
ticket (complain)
baggage (claim)
gates (unload)
runway (land)
airplane routing
ticket
baggage
gate
takeoff/landing
airplane routing
Phân tầng các chức năng hàng không
Tầng: Mỗi tầng có nhiệm vụ cung cấp 1 dịch vụ

 Dựa trên các chức năng của chính tầng ñó

 Dựa trên các dịch vụ cung cấp bởi tầng dưới
8Vì sao phải phân tầng?

 ðối với các hệ thống phức tạp: nguyên lý ”chia
ñể trị”

 Cho phép xác ñịnh rõ nhiệm vụ của mỗi bộ phận
và quan hệ giữa chúng

 Cho phép dễ dàng bảo trì và nâng cấp hệ thống

 Thay ñổi bên trong một bộ phận không ảnh
hưởng ñến các bộ phận khác

 e.g., Nâng cấp từ CD lên DVD player mà
không phải thay loa.
9Các mô hình tham chiếu
Mô hình OSI
Mô hình TCP/IP
10
OSI - Open System Interconnection: Bao
gồm 7 tầng
Physical layer
Data link layer
Network layer
Transport layer
Session layer
Application layer
Tầng mạng
Presentation layer
Hệ thống cuối Hệ thống cuối
Nút mạng
trung gian
Tầng ứng dụng
Tầng trình diễn
Tầng phiên
Tầng giao vận
Tầng mạng
Tầng liên kết dữ liệu
Tầng vật lý
11
Chức năng chung của các tầng

 Vật lý: Truyền bits “trên ñường truyền”

 Liên kết dữ liệu: Truyền dữ liệu giữa các thành
phần nối kết trong một mạng

 Mạng: Chọn ñường, chuyển tiếp gói tin từ
nguồn ñến ñích

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

 Phiên: ñồng bộ hóa, check-point, khôi phục quá
trình trao ñổi

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

 Ứng dụng: Hỗ trợ các ứng dụng trên mạng.
application
presentation
session
transport
network
data link
physical
12
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 ñược phân ñịnh vào một tầng duy nhất
UDPTCP
Application
HTTP, FTP, SMTP
IP
Network Interface
Physical
13
Mô hình phân tầng của Internet
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
CAT5
10M
IP
CAT5
100M/Ethernet
IP
TCP
FTP
Nguồn ðíchNút trung gian
100M
CAT5
Ví dụ về quá trình gửi dữ liệu từ nguồn, qua nút
trung gian (bộ ñịnh tuyến) rồi ñến ñích
14
ðóng gói dữ liệu (Encapsulation)
ñịa chỉ
Trang trí
Dán ñịa chỉ
Gói quà
ñịa chỉ
15
PDU: Protocol Data Unit – ðơn vị dữ
liệu giao thức
(N+1) PDU
(N) PDU
(N-1) PDU
HN
HN HN-1
Layer (N+1)
Layer (N-1)
Layer (N)
Service interface
Service interface
Protocol N+1
Protocol N
Protocol N-1
addr.
16
Data Data
Ex：HTTP header
Họ giao thức TCP/IP và quá trình ñóng
gói
TCP header
IP header
Ethernet Frame
Signal
Network Interface
TCP
Application
Physical
IP
Sender Receiver

 Bên gửi

 Mỗi tầng thêm vào các thông tin ñiều khiển vào phần ñầu
gói tin (header) và truyền xuống tầng dưới

 Bên nhận

 Mỗi tầng xử lý gói tin dựa trên thông tin trong phần ñầu, 
sau ñó bỏ phần ñầu, lấy phần dữ liệu chuyển lên tầng
trên.
Network Interface
TCP
Application
Physical
IP
17
SAP: Service Access Point –
ðiểm truy nhập dịch vụ
TCP/UDP TCP/UDP
Internet
Client 1
Client 2
Server 3
Server 1
Server 2
Client 3
Network
Application
Protocol 1
Protocol 1
Protocol 1
TCP/UDP 
protocol
SAP SAP
18
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
19
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
TCP header Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
20
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
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
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
21
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
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
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
22
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
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
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
23
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
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
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
24
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
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
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
25
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
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
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
26
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
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
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
27
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
TCP header Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
28
CAT5WDM
End node End nodeIntermediate node
CAT5
Ethernet/10M
IP
TCP
FTP
Ethernet/100M
IP
TCP
FTP
WDM
10M
IP
10G
CAT5
10G
IP
CAT5
Dữ liệu - payload
Protocol stack và quá trình
ñóng gói
29
Tóm tắt: ưu ñiểm của kiến trúc
phân tầng

 Chia nhỏ cho phép xác ñịnh dễ dàng chức năng
mỗi tầng

 Các tầng hoạt ñộng ñộc lập

 Tầng trên chỉ quan tâm ñến việc sử dụng tầng dưới mà
không quan tâm ñến các tầng xa hơn

 Cho phép ñịnh nghĩa giao diện chung giữa các tầng

 Khả năng mở rộng

 Mềm dẻo, linh hoạt với các công nghệ mới

 Trao ñổi giữa các tầng ñồng mức

 Có thể cải tiến hệ thống bằng cách thay thế một công nghệ
mới của tầng tương ứng : ISDN→ADSL→FTTH、IPv4→IPv6

 Nếu không phân tầng

 Khi muốn thay ñổi, phải làm toàn bộ
30
Các ñịnh danh trên
Internet
ðịa chỉ MAC
ðịa chỉ IP
Số hiệu cổng
31
ðịnh danh

 Các ñịnh danh cho phép xác ñịnh một
người hay một ñối tượng

 Tên

 Nguyen Thuc Hai

 ðịa chỉ

 1 Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi

 Số ñiện thoại

 8680896

 Email

 hai--xxx@it.hut.edu.vn
32
ðịnh danh và cây phân cấp

 Các ñịnh danh xác ñịnh ñịa chỉ có tính phân cấp

 Cho phép quản lý một các logic và hiệu quả một không
gian ñịa chỉ khổng lồ

 Tính mở rộng

 Ví dụ về tính phân cấp

 ðịa chỉ

 1 Dai Co Viet, Hai Ba Trung, Ha Noi

 Số ñiện thoại

 +84-(4) 868-08-96
Hanoi
Dai Co Viet
Hai Ba Trung
So 1
33
ðịnh danh trên Internet và quan
hệ với các tầng
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
Port Number, e.g. Port 80
34
ðịa chỉ dùng trong tầng liên kết
dữ liệu

 ðịa chỉ vật lý / ñịa chỉ MAC

 Sử dụng trong tầng liên kết dữ liệu

 Cố ñịnh trên card mạng NIC ( Network Interface Card)

 Sử dụng ñể ñịa chỉ hóa máy tính trong các mạng quảng
bá
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
35
ðịa chỉ dùng trên Internet 

 ðịa chỉ IP 

 Dùng trong giao thức IP - Internet Protocol (tầng
mạng)

 Giá trị phụ thuộc từng mạng, mỗi card mạng ñược
gán một ñịa chỉ IP

 Sử dụng ñể ñinh danh một máy tính trong một
mạng IP, ví dụ:

 133.113.215.10 (ipv4)

 2001:200:0:8803::53 (ipv6)
36
ðịa chỉ sử dụng trong tầng giao vận

 Số hiệu cổng

 Một chỉ số phụ, dùng kèm theo ñịa chỉ IP

 Các ứng dụng ñược dịnh danh bởi một ñịa chỉ
IP và một số hiệu cổng

 Tương tự như số phòng trong một tòa nhà

 ðịa chỉ nhà : Nhà C1, 1 Dai Co Viet, Ha Noi => ðịa chỉ
IP

 Phòng số 325 => Số hiệu cổng

 E.g. HTTP cổng 80, FTP cổng 20, 21 
37
Ánh xạ ñịa chỉ
Tên miền
Chuyển ñổi tên miền
nslookup
arp
38
Tên miền

 Domain Name
(FQDN: Fully Qualified Domain Name)

 Tên miền là tên của một máy tính hay của một
mạng máy tính, sử dụng tên (chữ cái, chữ số)

 www.keio.ac.jp

 www.hedspi.hut.edu.vn

 .hut.edu.vn
39
Không gian tên miền
pc24.cs.keio.ac.jp .keio.ac.jp
40
Tên và ñịa chỉ

 Trước khi truyền tin, máy trạm phải ñược xác ñịnh

 Bởi một ñịa chỉ IP, hoặc

 Bởi một tên miền (thuận tiện cho NSD)

 Tên

 ðộ dài thay ñổi

 Dễ nhớ cho con người

 Không liên quan tới vị trí vật lý của máy

 ðịa chỉ

 ðộ dài cố ñịnh

 Dễ cho máy tính ñể xử lý

 Liên quan tới vấn ñề chọn ñường
203.162.7.194
www.hut.edu.vn
www.hedspi.hut.edu.vn
202.47.142.40
41
Chuyển ñổi ñịa chỉ và ví dụ
User
Tôi muốn vào ñịa chỉ
www.hedspi.hut.edu.vn
Máy chủ tên
miền
Mời truy cập vào
202.47.142.40
Máy chủ web
202.47.142.40
Cần có chuyển
ñổi ñịa chỉ
• Máy tính thích dùng số
• Người thích dùng tên
Bạn cũng có thể nhập
ñịa chỉ trực tiếp
42
Chuyển ñổi ñịa chỉ

 Khái niệm

 Cơ chế cho phép tìm một ñịa chỉ IP từ một tên miền và
ngược lại

 Máy chủ tên miền

 Một phương thức ñược sử dụng ñể chuyển ñổi ñịa chỉ

 ðược sử dụng rộng rãi trên Internet
43
Ví dụ
Máy chủ web
Trình duyệt
web
NSD
(1) 
www.hedspi.hut.edu.vn(2)
www.hedspi.hut.edu.vn
(3)
202.47.142.40 (4) 202.47.142.40
Cung cấp ánh xạ tên-ñịa chỉ
Máy chủ
tên miền
44
Công cụ nslookup

 Nhập tham số www.hedspi.hut.edu.vn

 Chuyển ñôi “Tên ⇔ ðịa chỉ” ñược thực hiện

 lệnh nslookup

 nslookup www.hedspi.hut.edu.vn
C:\Documents and Settings\hongson>nslookup www.hedspi.hut.edu.vn
Server: 
Address: 192.168.1.1
Non-authoritative answer:
Name: www.hedspi.hut.edu.vn
Address: 202.47.142.140
C:\Documents and Settings\hongson>
45
ARP chuyển ñổi ñịa chỉ vật lý –
ñịa chỉ IP

 Address Resolution Protocol

 Một giao thức ñể tìm ñịa chỉ vật lý từ ñịa chỉ IP 
32bit IP address
48bit MAC address
ARP RARP
46
Ví dụ: ARP table 
(Trên Windows)
C:\Documents and Settings\hongson>arp -a
Interface: 192.168.1.34 --- 0x2
Internet Address Physical Address Type
192.168.1.1 00-02-cf-75-a1-68 dynamic
192.168.1.33 08-00-1F-B2-A1-A3 dynamic
C:\Documents and Settings\hongson>
IP address
MAC address
47
Tóm tắt

 Kiến trúc phân tầng

 Tại sao phải phân tầng

 Mô hình TCP/IP vs. mô hình OSI

 Encapsulation, PDU. SAP

 ðịa chỉ trên Internet

 ðịa chỉ IP, ñịa chỉ MAC, tên miền, số hiệu cổng

 Chuyển ñổi ñịa chỉ
48
Tuần tới

 Nguyên lý chung của tầng mạng

 Giao thức IP 

 Chi tiết hơn về ñịa chỉ IP

 Xử lý gói tin IP tại tầng mạng

 Giao thức ICMP