Bài 21. Mạng thông tin toàn cầu Internet
1. Internet là gì?
- Internet làmạng máy tính khổng lồ, kết nối hàng triệu máy tính, mạng máy tính trên khắp thế giới vàsử dụng bộ giao thức truyền thông TCP/IP.
- Internet đảm bảo cho mọi người khả năng thâm nhập đến nhiều nguồn thông tin thường trực, cung cấp các chỉ dẫn bổ ích, dịch vụ mua bán, truyền tệp, thư tín điện tử và nhiều khả năng khác nữa.
- Internet là mạng máy tính lớn nhất toàn cầu, nhiều người sử dụng nhất nhưng không có ai là chủ sở hữu của nó. Internet được tài trợ bởi các chính phủ, các cơ quan khoa học và đào tạo, doanh nghiệp và hàng triệu người trên thế giới.
- Internet được thiết lập vào năm 1984 và không ngừng phát triển nhờ có nhiều người dùng sẵn sàng chia sẻ những sản phẩm của mình cho mọi người cùng sử dụng, nhờ công nghệ cho các máy chủ ngày càng cải tiến và nguồn thông tin trên mạng ngày càng phong phú.
Hình 1. Kết nối Internet
2. Kết nối Internet bằng cách nào?
Hai cách phổ biến để kết nối máy tính với Internet là sử dụng môđem qua đường điện thoại và sử dụng đường truyền riêng.
a. Sử dụng modem qua đường điện thoại
Để truy cập:
+ Máy tính được cài môđem và kết nối qua đường điện thoại.
+ Người dùng cần kí kết hợp đồng với nhà cung cấp dịch vụ Internet [ISP – Internet Service Provider] để được cấp quyền truy cập [tên truy cập [User name], mật khẩu [Password], số điện thoại truy cập].
Ưu điểm: Thuận tiện cho người sử dụng.
Nhược điểm: Tốc độ đường truyền không cao.
b. Sử dụng đường truyền riêng [Leased line]
Để sử dụng đường truyền riêng:
+ Người dùng thuê đường truyền riêng.
+ Một máy tính [gọi là máy uỷ quyền] trong mạng LAN dùng để kết nối. Mọi yêu cầu truy cập Internet đều được thực hiện qua máy uỷ quyền.
Ưu điểm lớn nhất của cách kết nối này là tốc độ của đường truyền cao.
c. Một số phương thức kết nối khác
Sử dụng đường truyền ADSL, tốc độ truyền dữ liệu cao hơn rất nhiều so với kết nối bằng đường điện thoại.
Hiện nay đã có nhiều nhà cung cấp dịch vụ kết nối Internet qua đường truyền hình cáp.
Trong công nghệ không dây, Wifi là một phương thức kết nối Internet thuận tiện.
3. Các máy tính trong Internet giao tiếp với nhau bằng cách nào?
a. Giao thức TCP/IP
Khái niệm:
+ Bộ giao thức TCP/IP là tập hợp các quy định về khuôn dạng dữ liệu và phương thức truyền dữ liệu giữa các thiết bị trên mạng.
+ Bộ giao thức này chứa hàng trăm giao thức khác nhau để chuyển dữ liệu từ máy này đến máy khác.
+ Bộ giao thức này gồm 2 thành phần chính là giao thức TCP và giao thức IP.
- Giao thức IP [Internet Protocol]:
+ Định nghĩa cách đánh địa chỉ [địa chỉ IP] các thực thể truyền thông, xác định mạng đích, định tuyến đường truyền cho phép truyền qua một số mạng trước khi đến đích;
+ Xác định khuôn dạng gói dữ liệu, thực hiện chia gói, hợp nhất các gói khi đến đích.
- Giao thức TCP [Transmission Control Protocol - giao thức truyền dữ liệu]:
+ Làm việc cùng với giao thức IP có chức năng:
+ Xác định khuôn dạng TCP.
+ Giám sát, điều khiển lưu lượng truyền sao cho tối ưu.
+ Thông báo kết quả gửi tin, nếu có lỗi thì bên gửi tự động truyền lại.
+ Khôi phục thông tin ban đầu từ các gói nhận được, huỷ các gói dữ liệu trùng lặp.
- Nội dung gói tin bao gồm các thành phần:
+ Địa chỉ nhận, địa chỉ gửi.
+ Dữ liệu, độ dài.
+ Thông tin kiểm soát lỗi và các thông tin phục vụ khác.
Hình 2. Địa chỉ IP của các máy tính trên mạng
b. Tên miền và địa chỉ IP
- Địa chỉ IP:
+ Mỗi máy tính tham gia vào mạng phải có 1 địa chỉ duy nhất, đó là địa chỉ IP nhằm để định danh duy nhất máy tính đó trên Internet;
+ Địa chỉ IP được biểu diễn dạng số bởi 4 nhóm số nguyên phân cách nhau bởi dấu chấm [.], mỗi nhóm có kích thước 1 byte;
+ Ví dụ 1:145.39.5.255 hoặc 127.0.0.10
+ Về lý thuyết địa chỉ IP sẽ có giá trị từ 000.000.000.000 đến 255.255.255.255
- Tên miền [Domain]:
+ Khi hoạt động trên mạng, mỗi máy chủ sẽ được gắn một tên mà ta gọi là tên miền, tương tự như mã số sinh viên;
+ DSN sẽ chuyển đổi địa chỉ IP sang dạng kí tự [tên miền];
+ Các trường trong địa chỉ, từ phải sang trái chi tiết hóa dần địa chỉ:
+ Nhóm đầu bên phải thường gồm 2 kí tự chỉ tên nước, như vn [Việt Nam], fr [Pháp], uk [Anh], ru [Nga];
+ Tiếp theo thể hiện các lĩnh vực như giáo dục [edu], thương mại [com], thuộc về chính phủ [gov], mạng [net];
+ Nhóm tiếp do chủ sở hữu địa chỉ đặt và được tổ chức quản lý tên miền đồng ý và là duy nhất.
+ Ví dụ 2:www.hanam.gov.vn;www.dhtn.edu.vn
Bài 20. Mạng máy tính
1. Mạng máy tính là gì?
a. Khái niệm mạng máy tính
Mạng máy tính là tập hợp các máy tính được kết nối theo một phương thức nào đó sao cho chúng có thể trao đổi dữ liệu và dùng thiết bị.
b. Thành phần của mạng máy tính
Mạng máy tính bao gồm 3 thành phần:
+ Các máy tính;
+ Các thiết bị mạng đảm bảo kết nối máy tính với nhau;
+ Phần mềm cho phép thực hiện việc giao tiếp giữa các máy tính.
c. Lợi ích của mạng máy tính
- Cần sao chép một lượng lớn dữ liệu từ máy này sang máy khác trong thời gian ngắn mà việc sao chép bằng đĩa mềm, thiết bị nhớ flash hoặc đĩa CD không đáp ứng được.
- Nhiều máy tính có thể dùng chung dữ liệu, các thiết bị, phần mềm hoặc tài nguyên đắt tiền như bộ xử lí tốc độ cao, đĩa cứng dung lượng lớn, máy in laser màu tốc độ cao,...
2. Phương thức và giao thức truyền thông của mạng máy tính
a. Phương thức truyền thông [media]
Môi trường vật lí được sử dụng để kết nối các máy tính trong mạng gồm hai loại: có dây và không dây.
a.1, Kết nối có dây [cable]
- Cáp truyền thông có thể là cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang,… [hình 1].
Hình 1. Máy tính được kết nối bằng cáp mạng
- Để tham gia vào mạng, máy tính cần cóvỉ mạngđược nối vớicáp mạngnhờgiắc cắm[hình 2].
Hình 2. Một số thiết bị kết nối máy tính vào mạng
- Một số thiết bị mạng:Trong mạng còn có thể có các thiết bị thực hiện việc chuyển tiếp các tín hiệu, định hướng, khuếch đại tín hiệu,... như: bộ khuếch đại và chuyển tiếp [Repeater,hình 3.a], bộ chuyển mạch đơn [Hub,hình 3.b], bộ chuyển mạch [Switch,hình 3.c], bộ định tuyến [Router,hình 3.d],....
Hình 3. Một số thiết bị mạng
- Kiểu bố trí các máy tính trong mạng: có 3 kiểu cơ bản: đường thẳng, vòng, sao [hình 4].
- Mạng đường thẳng [Bus]: Tất cả các máy đều được nối về một trục đường dây cáp chính và sử dụng đường dây cáp chính này để truyền tải tín hiệu.
+Ưu điểm:
Khi có sai hỏng một máy thì không ảnh hưởng tới toàn mạng.
Mở rộng hay thu hẹp mạng rất đơn giản.
+ Nhược điểm:
Khi có một điểm trên Bus bị hỏng thì toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động.
Mỗi thời điểm chỉ có một máy tính được gửi dữ liệu lên cáp mạng, các máy khác phải chờ.
- Mạng vòng: Các máy được nối với nhau theo dạng hình tròn và thông tin truyền theo một chiều thống nhất.
+ Ưu điểm: Mọi máy tính đều có quyền truy cập như nhau.
+ Nhược điểm: Sự hỏng hóc của một máy có thể ảnh hưởng tới toàn mạng.
- Mạng hình sao: Bao gồm 1 trung tâm điều khiển và các nút [máy tính] thông tin được nối vào trung tâm này.
+ Ưu điểm:
Nếu một đường cáp nối từ một máy tính nào đó tới Hub bị hỏng thì chỉ riêng máy tính đó không liên lạc được, các máy tính khác vẫn liên lạc bình thường trong mạng.
Dễ chỉnh sửa và bổ sung máy tính mới, theo dõi và quản lý tập trung.
+ Nhược điểm: Nếu Hub bị hỏng thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động.
Hình 4. Các kiểu bố trí mạng cơ bản
a.2, Kết nối không dây
- Phương tiện truyền thông: có thể là sóng radio, bức xạ hồng ngoại hay sóng truyền qua vệ tinh.
- Tổ chức mạng không dây đơn giản cần:
+ Điểm truy cập không dây WAP: là một thiết bị có chức năng kết nối các máy tính trong mạng, kết nối mạng không dây với mạng có dây;
+ Có vỉ mạng không dây [card mạng].
- Người ta thường dùng Bộ định tuyến không dây [Wireless Router] [hình 5] ngoài chức năng như WAP nó còn có chức năng định tuyến đường truyền.
Hình 5. Bộ định tuyến không dây
- Ưu điểm và nhược điểm của kết nối không dây:
+ Ưu điểm: Cài đặt linh động [kết nối ở mọi nơi, mọi thời điểm].
+ Nhược điểm: Khả năng nhiểu cao.; Tính bảo mật thấp; Trao đổi thông tin giữa 2 thiết bị đầu cuối phức tạp.
a.3, Các yếu tố cần quan tâm khi thiết kế mạng
+ Số lượng máy tính tham gia mạng;
+ Tốc độ truyền thông trong mạng;
+ Địa điểm lắp đặt mạng;
+ Khả năng tài chính.
b. Giao thức truyền thông [Protocol]
- Giao thức truyền thông là bộ các quy tắc phải tuân thủ trong việc trao đổi thông tin trong mạng giữa các thiết bị nhận và truyền dữ liệu.
- Giao thức dùng phổ biến nhất hiện này là TCP/IP.
3. Phân loại mạng máy tính
Dưới góc độ địa lí, mạng máy tính có thể được phân thành: mạng cục bộ, mạng diện rộng, mạng toàn cầu,...
a. Mạng cục bộ [LAN-Local Area NetWork]
- Khái niệm: Là mạng kết nối các máy tính ở gần nhau, chẳng hạn như 1 phòng ,1 tòa nhà, 1 xí nghiệp, 1 trường học…
- Đặc điểm:
+ Giới hạn trong phạm vi nhỏ
+ Tốc độ truyền dữ liệu cao…
Hình 6. Mạng cục bộ ở một văn phòng nhỏ
b. Mạng diện rộng [WAN-Wide Area NetWork]
- Khái niệm: Là mạng nối các máy tính có thể cách xa nhau một khoảng lớn. Thường là liên kết các mạng cục bộ.
- Đặc điểm:
+ Không giới hạn khoảng cách các máy tính.
+ Tốc độ truyền thường thấp hơn mạng cục bộ.
Hình 7. Mạng diện rộng
4. Một số mô hình mạng
Xét theo chức năng của các máy tính trong mạng, có thể phân mạng thành hai mô hình chủ yếu sau:
a. Mô hình khách - chủ [Client-Server]
- Khái niệm:
+ Máy chủ là máy tính đảm bảo việc phân chia tài nguyên cho các máy khách với mục đích sử dụng chung.
+ Máy khách là máy sử dụng tài nguyên do máy chủ cung cấp.
- Ưu điểm:
+ Dữ liệu quản lý tập trung;
+ Chế độ bảo mật tốt;
+ Phù hợp với mô hình mạng trung bình và lớn.
- Nhược điểm:
+ Chi phí cao;
+ Cấu trúc phức tạp.
Hình 8. Mô hình khách-chủ
b. Mô hình ngang hàng [peer to peer]
- Đặc điểm:
- Trong mô hình này tất cả các máy đều có vai trò như nhau.
- Trong mạng ngang hàng các máy tính vừa đóng vai trò Server là dùng chung tài nguyên vừa đóng vai trò là Client sử dụng trực tiếp nguồn tài nguyên của các máy khác trong mạng.
- Ưu điểm: Xây dựng và bảo trì đơn giản.
- Nhược điểm:
+ Phù hợp với quy mô nhỏ;
+ Tài nguyên quản lý phân tán;
+ Chế độ bảo mật kém.
Hình 9. Mô hình ngang hàng