1.1. Mạng máy tính ảnh hưởng đến cuộc sống của chúng ta

Tác dụng của Internet là gì ?

Tại sao chúng ta cần Internet và nếu chưa từng có Internet thì sao ?

Tín hiệu bằng khói cho tới Internet

• Mạng trong nhà
• Mạng trong doanh nghiệp
• Mạng trong các cơ sở giáo dục
• Mạng ở nơi công cộng
• Cách mạng hỗ trợ cách chúng ta học tập, làm việc và giải trí

1.2. Các thành phần của mạng

Thiết bị đầu cuối (máy chủ)

Mỗi máy tính kết nối vào mạng đều được gọi là host hoặc thiết bị đầu cuối. Trong mô hình mạng, các máy tính thường đóng một trong hai vai trò chính:

Servers (Máy chủ) là những máy tính chuyên biệt cung cấp thông tin và dịch vụ cho các thiết bị đầu cuối khác. Slide đề cập đến ba loại server phổ biến:

• Email servers: Chạy phần mềm máy chủ email, cung cấp dịch vụ gửi/nhận thư điện tử
• Web servers: Chạy phần mềm máy chủ web, lưu trữ và phân phối các trang web
• File servers: Lưu trữ tập tin doanh nghiệp và người dùng, cho phép truy cập từ xa

Clients (Máy khách) là những máy tính gửi yêu cầu đến servers để lấy thông tin. Người dùng thường tương tác với máy tính client để:

• Truy cập trang web từ web server thông qua trình duyệt
• Nhận/gửi email từ email server thông qua phần mềm email client

Peer-to-peer network:

Mạng Peer-to-Peer (P2P), một mô hình mạng khác với mô hình client-server truyền thống.

Với mạng Client-Server: Đây là mô hình mạng phổ biến nhất, trong đó các máy chủ (servers) chuyên biệt cung cấp dịch vụ và tài nguyên, còn các máy khách (clients) gửi yêu cầu và sử dụng các dịch vụ đó. Mô hình này tập trung hóa việc quản lý, cung cấp bảo mật tốt hơn và khả năng mở rộng cao, nhưng đòi hỏi đầu tư vào phần cứng máy chủ và kỹ năng quản trị chuyên nghiệp.

Trong mạng P2P, một máy tính có thể đóng cả hai vai trò: vừa là client (yêu cầu dịch vụ) vừa là server (cung cấp dịch vụ). Điều này khác với mô hình client-server, nơi các vai trò được phân định rõ ràng.

Vì những hạn chế này, mạng P2P chỉ được khuyến nghị sử dụng cho các mạng quy mô rất nhỏ, như mạng gia đình hoặc văn phòng nhỏ, nơi không cần nhiều tính năng phức tạp.

Thiết bị đầu cuối (End devices)

Thiết bị đầu cuối là nơi một message bắt nguồn hoặc nơi nó được nhận. Dữ liệu bắt đầu từ một thiết bị đầu cuối, chảy qua mạng, và đến một thiết bị đầu cuối khác.

Thiết bị trung gian (Intermediate devices)

Thiết bị trung gian kết nối các thiết bị đầu cuối với nhau. Ví dụ bao gồm switch, điểm truy cập không dây, router và tường lửa.
Quản lý dữ liệu khi nó lưu chuyển qua mạng cũng là vai trò của thiết bị trung gian, bao gồm:

• Tái tạo và truyền lại tín hiệu dữ liệu.
• Duy trì thông tin về các đường dẫn tồn tại trong mạng.
• Thông báo cho các thiết bị khác về lỗi và sự cố truyền thông.
  Ví dụ:
  • Wireless Router: Thiết bị kết hợp chức năng của router và điểm truy cập không dây, cho phép các thiết bị kết nối mạng không dây và định tuyến dữ liệu giữa mạng LAN và Internet.
  • Multilayer Switch: Switch hoạt động ở nhiều tầng của mô hình OSI (thường là tầng 2-4), có khả năng định tuyến và lọc gói tin dựa trên địa chỉ IP và các thông tin tầng cao hơn.
  • Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) là một khung tham chiếu 7 tầng mô tả cách thức hoạt động của các giao thức mạng, bao gồm:
    • Tầng 1 (Physical) - truyền dẫn bit
    • Tầng 2 (Data Link) - địa chỉ MAC và frame
    • Tầng 3 (Network) - định tuyến và địa chỉ IP
    • Tầng 4 (Transport) - kết nối end-to-end
    • Tầng 5 (Session) - quản lý phiên
    • Tầng 6 (Presentation) - biểu diễn dữ liệu
    • Tầng 7 (Application) - giao diện người dùng và dịch vụ
• LAN Switch: Thiết bị tầng 2 kết nối các thiết bị trong cùng một mạng LAN, chuyển tiếp dữ liệu dựa trên địa chỉ MAC.
  • Router: Thiết bị tầng 3 định tuyến gói tin giữa các mạng khác nhau, sử dụng địa chỉ IP để xác định đường đi tối ưu.
  • Firewall Appliance: Thiết bị bảo mật chuyên dụng giám sát và kiểm soát lưu lượng mạng, bảo vệ mạng khỏi các mối đe dọa bên ngoài và bên trong.

Phương tiện truyền thông mạng

Phương tiện truyền dẫn mạng, là các kênh vật lý cho phép truyền tải dữ liệu từ nguồn đến đích trong mạng máy tính. Slide giải thích rằng việc truyền thông qua mạng được thực hiện thông qua một môi trường trung gian để tin nhắn di chuyển từ nguồn đến đích.
Slide tổ chức dưới dạng bảng, giới thiệu ba loại phương tiện truyền dẫn chính cùng đặc điểm và hình ảnh minh họa:

Câu hỏi: Liệu có thể có phương thức truyền tải nào nhanh hơn tốc độ ánh sáng không?

1.3 Network Representations and Topologies

Network Representation:

Để diễn tả thiết kế một hệ thống mạng, chúng ta sử dụng phương pháp vẽ sơ đồ mạng, thường được gọi là sơ đồ tô-pô, sử dụng các biểu tượng để đại diện cho các thiết bị trong mạng:

• End Devices (Thiết bị đầu cuối):
  • Desktop Computer (Máy tính để bàn)
  • Laptop (Máy tính xách tay)
  • Printer (Máy in)
  • IP Phone (Điện thoại IP)
  • Wireless Tablet (Máy tính bảng không dây)
  • TelePresence Endpoint (Điểm cuối hội nghị truyền hình)
• Intermediary Devices (Thiết bị trung gian):
  • Wireless Router (Bộ định tuyến không dây)
  • LAN Switch (Bộ chuyển mạch LAN)
  • Router (Bộ định tuyến)
  • Multilayer Switch (Bộ chuyển mạch đa lớp)
  • Firewall Appliance (Thiết bị tường lửa)
• Network Media (Phương tiện mạng):
  • Wireless Media (Phương tiện không dây) - biểu diễn bằng đường sóng
  • LAN Media (Phương tiện LAN) - biểu diễn bằng đường thẳng
  • WAN Media (Phương tiện WAN) - biểu diễn bằng đường zigzag

Network Topology:

Network Topology là cách các thiết bị được kết nối với nhau trong mạng. Các loại topology phổ biến bao gồm:

• Bus Topology: Tất cả các thiết bị được kết nối vào một đường trục chính (backbone). Dữ liệu truyền qua đường trục này và mọi thiết bị đều nhận được tín hiệu.
• Ring Topology: Các thiết bị được kết nối thành một vòng tròn. Dữ liệu di chuyển theo một chiều quanh vòng từ thiết bị này sang thiết bị khác.
• Star Topology: Tất cả các thiết bị kết nối đến một điểm trung tâm (thường là switch hoặc hub). Đây là tô-pô phổ biến nhất trong các mạng LAN hiện đại.
• Mesh Topology: Mỗi thiết bị được kết nối trực tiếp với nhiều hoặc tất cả các thiết bị khác trong mạng. Có hai loại: full mesh (kết nối đầy đủ) và partial mesh (kết nối một phần).
• Tree/Hierarchical Topology: Cấu trúc phân cấp giống như cây, với một node gốc kết nối đến các node cấp dưới.
• Hybrid Topology: Kết hợp của hai hoặc nhiều tô-pô khác nhau (ví dụ: star-ring hoặc star-bus).

1.4 Common types of networks

Network of many sizes:

Có nhiều loại mạng khác nhau, từ mạng nhỏ trong gia đình đến mạng lớn quốc tế.

LANs and WANs

• LANs: Mạng cục bộ (Local Area Network)
• WANs: Mạng diện rộng (Wide Area Network)
  

The Internet

Internet là một tập hợp toàn cầu các mạng LAN và WAN được kết nối với nhau.
Các mạng LAN được kết nối với nhau thông qua các mạng WAN.
Các mạng WAN có thể sử dụng dây đồng, cáp quang và truyền dẫn không dây.
Internet không thuộc sở hữu của bất kỳ cá nhân hay nhóm nào. Các tổ chức sau đây được thành lập để giúp duy trì cấu trúc của Internet:

• IETF (Internet Engineering Task Force): Tổ chức phát triển và thúc đẩy các tiêu chuẩn Internet, chịu trách nhiệm xây dựng các RFC (Request for Comments) - tài liệu kỹ thuật mô tả các giao thức như TCP/IP, HTTP, và các tiêu chuẩn Internet khác.
• ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers): Tổ chức quản lý tên miền và địa chỉ IP toàn cầu, giải quyết bài toán phân phối địa chỉ IP duy nhất và quản lý hệ thống tên miền (DNS) để đảm bảo mỗi trang web có một địa chỉ duy nhất trên Internet.
• IAB (Internet Architecture Board): Tổ chức giám sát kiến trúc kỹ thuật và tiêu chuẩn của Internet, đưa ra các hướng dẫn chiến lược và đảm bảo sự phát triển nhất quán của các giao thức Internet, giải quyết các vấn đề về tương thích và khả năng mở rộng của mạng toàn cầu.

Intranets and Extranets

Intranet là một tập hợp riêng tư các mạng LAN và WAN nội bộ trong một tổ chức, được thiết kế để chỉ có thể truy cập bởi các thành viên của tổ chức hoặc những người được cấp quyền.
Một tổ chức có thể sử dụng extranet để cung cấp quyền truy cập an toàn vào mạng của họ cho những cá nhân làm việc cho một tổ chức khác mà cần truy cập dữ liệu trên mạng của họ.

Tóm lại

Mạng máy tính đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại, từ mạng gia đình đến doanh nghiệp, giáo dục và không gian công cộng. Một mạng máy tính bao gồm ba thành phần chính: thiết bị đầu cuối (end devices) là nơi dữ liệu được tạo ra hoặc nhận vào, thiết bị trung gian (intermediate devices) kết nối và điều hướng dữ liệu, và phương tiện truyền dẫn (network media) như cáp đồng, cáp quang hoặc sóng vô tuyến.

Mạng được phân loại thành mạng cục bộ (LAN) trong phạm vi địa lý nhỏ và mạng diện rộng (WAN) kết nối các LAN cách xa nhau. Internet là tập hợp toàn cầu của các mạng được kết nối, không thuộc sở hữu của bất kỳ tổ chức nào và được quản lý bởi các tổ chức như IETF, ICANN và IAB.

Các mô hình mạng phổ biến bao gồm Client-Server với vai trò rõ ràng và Peer-to-Peer (P2P) với các máy tính đồng thời đóng cả hai vai trò. Topo mạng mô tả cách các thiết bị kết nối với nhau, gồm nhiều dạng như Bus, Ring, Star, Mesh và Hybrid, mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng phù hợp với các mục đích cụ thể.

Ngoài Internet công cộng, còn có Intranet (mạng nội bộ tổ chức) và Extranet (mở rộng quyền truy cập cho đối tác bên ngoài), đáp ứng nhu cầu bảo mật và chia sẻ thông tin khác nhau trong môi trường doanh nghiệp và tổ chức.

FAQ

Note:

• Term peer-to-peer có 2 loại:
  • peer-to-peer network
  • peer-to-peer application