Giáo trình Mạng Máy Tính (Phần 1)

 là một mạng máy tính?Các thành phần của một MMTInternet là gì?Kiến trúc Internet (Internet Architecture)Các chiến lược dồn kênhMạng chuyển mạch kênh, góiNhững vấn đề cơ bản trong MMT Introduction1-*What is a Computer Network?Network provides connectivityA set of computers/switches connected by communication linksMany topologies possibleMany different physical mediaCoaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satellite, wirelessLocal area networks vs Wide area networksEmerging systems area network, home network, storage area network, and wireless network Introduction1-*Thế nào là một mạng máy tính?Mạng cung cấp sự kết nốiMột tập các máy tính/thiết bị chuyển mạch được kết nối bởi các liên kết truyền thôngNhằm chia sẻ thông tin và tài nguyênTopologies (đồ hình mạng)Nhiều phương tiện vật lý khác nhauCoaxial cable, twisted pair, fiber optic, radio, satelliteMạng cục bộ, Mạng đô thị, Mạng diện rộng, vv (Local/Metropolitan/Wide Area Networks – LANs, MANs, WANs, etc.) Introduction1-*Elements of a Networkhosts, end-systemspc’s, workstations, serversPDA’s, phones, toastersrunning network appscommunication linkspoint-to-point, multiaccessfiber, copper, radio, satelliteSwitches and routers: forward packets (chunks) of data thru networkinternet: network of networksInternet is a specific internetlocal ISPcompanynetworkregional ISProuterworkstationservermobile Introduction1-*Các thành phần của một MMTtrạm, hệ thống đầu cuốipc’s, workstations, serversPDA’s, phones, toasterschạy các ứng dụng mạngliên kết truyền thôngfiber, copper, radio, satelliteđiểm - điểm và quảng bábăng thôngswitches và routers: chuyển tiếp các gói dữ liệu qua mạnginternet (liên mạng): mạng của các mạngInternet là một liên mạng công cộng cụ thểlocal ISPcompanynetworkregional ISProuterworkstationservermobile Introduction1-*What is The Internet?The Internet :collection of networks and routers that span the world and use the TCP/IP protocols to form a single, cooperative virtual networkintranet: connection of different LANs within an organizationprivatemay use leased linesusually small, but possibly hundreds of routersmay be connected to the Internet (or not), often by firewall Introduction1-*Internet là gì?The Internet:Tập hợp các mạng và bộ định tuyến trải rộng trên phạm vi toàn thế giới và sử dụng tập giao thức TCP/IP để hình thành một mạng ảo cộng tác, đơn.Intranet:	Sự kết nối của các LANs khác nhau trong một tổ chứcRiêng tư (Private)Có thể dùng đường thuê bao riêng (leased lines)Thông thường thì nhỏ, nhưng có thể bao gồm đến vài trăm routersCó thể được kết nối ra the Internet (hoặc không), bởi bức tường lửa (thông thường) Introduction1-*Internet Architecture(Kiến trúc Internet)LANsInternational linesISPISPcompanyuniversitynational networkregionalnetworkNAPon-line servicescompanyaccess via modem Introduction1-*Internet today Introduction1-*NAPs, NSPs, ISPsNSP: National Service Provider (Tier 1 Backbones)Example: Internet MCI, Sprint Link, UUNET in USANAP: Network Access PointISP: Internet Service ProviderNAPNAPNAPNAPNational ProviderNational ProviderRegional ProviderPOPcustomers Introduction1-*NAP and Private Peering Introduction1-*Multiplexing StrategiesSharing of network resources among multiple usersCommon multiplexing strategiesTime Division Multiplexing (TDM)Frequency Division Multiplexing (FDM)These two strategies are circuit switching technology Introduction1-*Các chiến lược dồn kênhChia sẻ tài nguyên mạng giữa nhiều người sử dụngNhững chiến lược dồn kênh thông thườngDồn kênh chia thời gian-Time Division Multiplexing (TDM)Dồn kênh chia tần số-Frequency Division Multiplexing (FDM)Cả hai chiến lược trên đều là kỹ thuật chuyển mạch kênh (circuit switching technology) Introduction1-*Chuyển mạch kênh: FDMA và TDMAFDMAfrequencytimeTDMAfrequencytime4 usersExample: Introduction1-*Circuit Switched NetworksAll resources (e.g. communication links) needed by a call dedicated to that call for its durationExample: telephone network Introduction1-*Mạng chuyển mạch kênh - Circuit Switched NetworksTất cả tài nguyên (vd: các liên kết truyền thông) cần thiết cho một cuộc gọi được dành riêng trong suốt cuộc gọiVí dụ: mạng điện thoại Introduction1-*Statistical MultiplexingTime division, but on demand rather than fixedReschedule link on a per-packet basisPackets from different sources interleaved on the linkBuffer packets that are contending for the linkBuffer buildup is called congestionThis is packet switching, used in computer networks Introduction1-*Dồn kênh thống kê - Statistical MultiplexingTương tự như dồn kênh theo thời gian nhưng tùy vào nhu cầu hơn là cố địnhKế hoạch lại đường truyền dựa vào nền tảng từng góiCác gói từ các nguồn khác nhau được chèn vào đường truyềnNhững gói “đấu tranh” dành đường truyền sẽ được đưa vào vùng đệm (buffer)Sự tích tụ vùng đệm được gọi là nghẽn-congestionĐây là kỹ thuật chuyển mạch gói, được dùng trong MMT Introduction1-*Packet Switched NetworksData entering network is divided into chunks called “packets”Store-and-forward approach: packets buffered before transmissionPackets traversing network share resources with other packetsOn demand resource use: statistical resource sharingFewer resources: queuing delay, packet loss Introduction1-*Mạng chuyển mạch gói - Packet Switched NetworksDữ liệu đưa lên mạng được được chia thành nhiều “gói” gọi là “packets”Phương pháp Lưu giữ và chuyển tiếp (Store-and-forward): packets được lưu giữ trong vùng đệm trước khi được truyền điPackets chạy trên mạng chia sẻ tài nguyên với các packets khácViệc sử dụng tài nguyên tùy thuộc vào nhu cầu hay chia sẻ tài nguyên theo thống kêKhi tài nguyên hạn chế: độ trễ xếp hàng, mất gói tinABC10 MbpsEthernet1.5 MbpsDEstatistical multiplexingqueue of packetswaiting for outputlink Introduction1-*Why Statistically Share ResourcesEfficient utilization of the networkExample scenarioLink bandwidth: 1 MbpsEach call requires 100 Kbps when transmittingEach call has data to send only 10% of timeCircuit switchingEach call gets 100 Kbps: supports 10 simultaneous callsPacket switchingSupports many more calls with small probability of contention35 ongoing calls: probability that > 10 active is 10 cuộc gọi “hoạt động” < 0.0017! Introduction1-*Circuit Switching vs Packet SwitchingItemCircuit-switchedPacket-switchedDedicated “copper” pathYesNoBandwidth availableFixedDynamicPotentially wasted bandwidthYesNoStore-and-forward transmissionNoYesEach packet follows the same routeYesNoCall setupRequiredNot NeededWhen can congestion occurAt setup timeOn every packetEffect of congestionCall blockingQueuing delay Introduction1-*So sánh giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch góiMục so sánhChuyển mạch kênhChuyển mạch góiĐường dẫn “đồng” chuyên biệtCóKhôngBăng thông sẵn cóCố địnhBiến độngKhả năng lãng phí băng thôngCóKhôngTruyền dẫn lưu giữ-chuyển tiếpKhôngCóCác gói tin đi theo cùng một lộ trìnhCóKhôngThiết lập kết nốiYêu cầuKhông cần thiếtKhả năng tắc nghẽn xảy ra khiThiết lập kết nốiĐối với mỗi gói tinẢnh hưởng của tắc nghẽnCuộc gọi bị chặnĐộ trễ xếp hàng Introduction1-*Network Taxonomy(Phân loại mạng)TelecommunicationnetworksCircuit-switchednetworksFDMTDMPacket-switchednetworksNetworkswith VCsDatagramNetworks Introduction1-*Fundamental Issues in NetworkingNaming/AddressingHow to find name/address of the party (or parties) you would like to communicate withAddress: byte-string that identifies a nodeTypes of addressesUnicast: node-specificBroadcast: all nodes in the networkMulticast: some subset of nodes in the networkRouting/Forwarding: process of determining how to send packets towards the destination based on its addressFinding out neighbors, building routing tables Introduction1-*Những vấn đề cơ bản trong MMTĐặt tên/Đánh địa chỉLàm thế nào để tìm tên/địa chỉ của đối tác mà bạn muốn giao tiếpĐịa chỉ: một chuỗi byte định danh một nút (node)Các lọai địa chỉUnicast: địa chỉ đơn hướng	Broadcast: địa chỉ quảng báMulticast: địa chỉ đa hướngĐịnh tuyến/Chuyển tiếp: là quá trình xác định làm thế nào để gởi các gói tin đến đích dựa trên địa chỉ của nóTìm “hàng xóm”, xây dựng các bảng dẫn đường Introduction1-*Fundamental Problems in NetworkingWhat can go wrong?Bit-level errors: due to electrical interferencesPacket-level errors: packet loss due to buffer overflow/congestionOut of order delivery: packets may takes different pathsLink/node failures: cable is cut or system crashWhat can be done?Add redundancy to detect and correct erroneous packetsAcknowledge received packets and retransmit lost packetsAssign sequence numbers and reorder packets at the receiverSense link/node failures and route around failed links/nodesGoal: to fill the gap between what applications expect and what underlying technology provides Introduction1-*Những trở ngại cơ bản trong MMTNhững gì có thể sai sót?Các lỗi ở mức bit: do sự nhiễu tín hiệu điệnCác lỗi ở mức gói: mất gói tin do tràn vùng đệm hay nghẽnSự phân phát sai thứ tự gói tin: các gói tin có thể đi theo các con đường khác nhauHỏng hóc tại các nút hoặc đường truyền (link/node failures): đứt cáp hoặc hệ thống bị sậpNhững gì có thể làm được?Bổ sung thêm các bits dư thừa để chuẩn đoán và sửa các packets bị lỗiXác nhận các gói nhận được và truyền lại các gói bị mấtGán các số chuỗi (sequence numbers) và sắp xếp lại theo thứ tự các gói ở bên nhận“Cảm nhận” link/node failures và đi vòng qua các failed links/nodesMục tiêu: để thu hẹp khoảng cách giữa những gì các ứng dụng mong đợi và những gì mà công nghệ nền tảng (underlying technology) có thể cung cấp Introduction1-*SummaryThe pieces of a networkInternet architecturePacket switching vs. circuit switchingStatistical multiplexingFundamental issues in networkingAddressing/Naming and routing/forwardingError/Flow/Congestion control Introduction1-*Tóm tắt chươngNhững thành phần của một mạng máy tínhKiến trúc InternetChuyển mạch kênh và chuyển mạch góiDồn kênh theo thống kêCác vấn đề cơ bản trong mạng máy tínhĐặt tên/đánh địa chỉ và định tuyến/chuyển tiếpKiểm soát lỗi/luồng/tắc nghẽn Introduction1-*Some Good Hyperlinks