Trình Khôi Nguyên
Intern
Mục lục
1.Giới thiệu về hệ thống mạng
2.Giới thiệu về hệ thống mạng LAN Ethernet
3.Các thành phần cơ bản trong hệ thống mạng
4.Mô hình TCP/IP
1. Giới thiệu về hệ thống mạng- Hệ thống mạng (Mạng máy tính) là tập hợp từ hai hay nhiều máy tính và các thiết bị mạng được kết nối với nhau thông qua các môi trường truyền dẫn có dây hoặc không dây.
- Các thiết bị trong mạng sử dụng các giao thức truyền thông để trao đổi dữ liệu, chia sẻ tài nguyên và hỗ trợ giao tiếp giữa người dùng cũng như các ứng dụng.
- Tùy theo phạm vi hoạt động, mạng máy tính được chia thành các loại như PAN (Personal Area Network), LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network) và WAN (Wide Area Network).
- Ethernet là công nghệ mạng LAN có dây phổ biến nhất hiện nay, được tiêu chuẩn hóa theo IEEE 802.3. Ethernet sử dụng cáp mạng (như cáp UTP Cat5e, Cat6 hoặc cáp quang) kết hợp với các thiết bị như switch và router để truyền dữ liệu giữa các nút mạng. Công nghệ này nổi bật với tốc độ truyền dữ liệu cao (10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps hoặc cao hơn), độ ổn định tốt, độ trễ thấp và khả năng mở rộng linh hoạt.
- LAN (Local Area Network) là hệ thống mạng máy tính kết nối các thiết bị trong một phạm vi địa lý nhỏ như văn phòng, tòa nhà, trường học hoặc doanh nghiệp. Mạng LAN cho phép các thiết bị như máy tính, máy chủ, máy in và thiết bị lưu trữ chia sẻ tài nguyên, trao đổi dữ liệu và giao tiếp với nhau một cách nhanh chóng và hiệu quả.
- Trong các doanh nghiệp, trường học và trung tâm dữ liệu, mạng LAN Ethernet đóng vai trò là hạ tầng truyền thông nội bộ, giúp các thiết bị chia sẻ tài nguyên, truy cập Internet, sử dụng các dịch vụ mạng và hỗ trợ hoạt động của nhiều ứng dụng một cách ổn định, an toàn và hiệu quả.
- Các thành phần của hệ thống mạng được chia thành hai nhóm chính: Hardware (phần cứng) và Software (phần mềm).
- Hardware (Phần cứng)
- Router:
- Router là thiết bị mạng dùng để kết nối hai hoặc nhiều mạng khác nhau và thực hiện chuyển tiếp các gói tin giữa các mạng.
- Router hoạt động dựa trên bảng định tuyến để xác định đường đi tối ưu cho gói tin. Bảng định tuyến có thể được xây dựng bằng các tuyến tĩnh hoặc các giao thức định tuyến động như RIP, OSPF, EIGRP và BGP.
- Tầng hoạt động: Network Layer (Layer 3) trong mô hình OSI.
- Switch:
- Switch là thiết bị dùng để kết nối các thiết bị trong cùng một mạng LAN và chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị một cách hiệu quả.
- Switch học địa chỉ MAC của các thiết bị để xây dựng bảng địa chỉ MAC. Khi nhận được một Frame, Switch sẽ dựa vào địa chỉ MAC đích để chuyển dữ liệu đến đúng cổng tương ứng thay vì gửi đến tất cả các cổng.
- Tầng hoạt động: Data Link Layer (Layer 2) trong mô hình OSI.
- Hub:
- Hub là thiết bị dùng để kết nối nhiều thiết bị trong cùng một mạng.
- Hub không lưu bảng địa chỉ MAC và không xác định thiết bị đích. Khi nhận dữ liệu, Hub sẽ phát dữ liệu đến tất cả các cổng kết nối.
- Tầng hoạt động: Physical Layer (Layer 1) trong mô hình OSI.
- Access Point:
- Access Point là thiết bị cung cấp kết nối không dây, cho phép các thiết bị truy cập vào mạng LAN.
- Access Point hoạt động như một cầu nối giữa mạng có dây và mạng không dây.
- Modem:
- Modem là thiết bị kết nối mạng nội bộ với mạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP).
- Modem thực hiện chức năng điều chế và giải điều chế tín hiệu để dữ liệu có thể truyền qua các loại đường truyền như cáp đồng, cáp đồng trục hoặc cáp quang tùy theo công nghệ của nhà cung cấp dịch vụ.
- Tường lửa (Firewall):
- Firewall là thiết bị hoặc phần mềm bảo mật có nhiệm vụ kiểm soát lưu lượng mạng vào và ra dựa trên các chính sách bảo mật do người quản trị cấu hình.
- Firewall giúp ngăn chặn truy cập trái phép, phát hiện và giảm thiểu các cuộc tấn công mạng.
- Card mạng (NIC):
- NIC là thiết bị giúp máy tính hoặc thiết bị mạng kết nối với hệ thống mạng.
- Mỗi NIC được gán một địa chỉ MAC duy nhất để nhận diện thiết bị trong mạng LAN.
- Cáp mạng:
- Cáp mạng là môi trường truyền dẫn giúp truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng.
- Một số loại cáp phổ biến gồm: cáp xoắn đôi, cáp quang, cáp đồng trục.
- Máy chủ (Server):
- Server là máy tính có cấu hình mạnh, cung cấp các dịch vụ và tài nguyên cho các thiết bị khác trong mạng.
- Một số loại Server phổ biến gồm: File Server, Web Server, DNS Server,..
- Thiết bị đầu cuối:
- Thiết bị đầu cuối là các thiết bị sử dụng dịch vụ của mạng như: PC, laptop, smartphone,...
- Thiết bị đầu cuối gửi yêu cầu đến Server để sử dụng các tài nguyên và dịch vụ trong hệ thống mạng.
- Router:
- Software (Phần mềm)
- Giao thức mạng:
- Giao thức mạng là tập hợp các quy tắc quy định cách các thiết bị trong mạng trao đổi dữ liệu với nhau.
- Một số giao thức phổ biến gồm: TCP/IP, HTTP, HTTPS, FTP, DNS,...
- Các giao thức này đảm bảo dữ liệu được truyền đúng định dạng, đúng địa chỉ và an toàn.
- Hệ điều hành mạng:
- Hệ điều hành mạng giúp quản lý tài nguyên, người dùng và các thiết bị trong hệ thống mạng.
- Một số hệ điều hành mạng phổ biến: Windows Server, Linux,...
- Dịch vụ mạng:
- Dịch vụ mạng cung cấp các chức năng cần thiết để hệ thống mạng hoạt động ổn định.
- Một số dịch vụ phổ biến gồm: Cấp phát địa chỉ IP tự động (DHCP), phân giải tên miền thành địa chỉ IP (DNS), cung cấp dịch vụ web (Web Server),...
- Phần mềm quản lý và giám sát mạng:
- Các phần mềm này giúp người quản trị theo dõi tình trạng hoạt động, hiệu năng và phát hiện sự cố trong hệ thống mạng.
- Một số phần mềm phổ biến: Zabbix, PRTG, Nagios,...
- Phần mềm phân tích mạng:
- Đây là nhóm phần mềm hỗ trợ phân tích và xử lý sự cố mạng bằng cách thu thập và phân tích các gói tin.
- Vd: Wireshark, tcpdump,..
- Giao thức mạng:
- Khái niệm mô hình TCP/IP
- Mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là mô hình tham chiếu và bộ giao thức mạng dùng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng máy tính. Mô hình quy định cách dữ liệu được đóng gói, truyền tải, định tuyến và nhận, đồng thời là nền tảng của Internet hiện đại.
- TCP/IP được phát triển bởi DARPA từ những năm 1970 và hiện là tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các hệ thống mạng.
- Cấu trúc của mô hình TCP/IP
- Mô hình TCP/IP gồm 4 tầng, mỗi tầng đảm nhận một nhóm chức năng riêng nhưng phối hợp với nhau để truyền dữ liệu từ thiết bị nguồn đến thiết bị đích.
- Tầng truy cập mạng (Network Access Layer)
- Chức năng: Quản lý việc truyền dữ liệu trên môi trường truyền dẫn vật lý, đóng gói dữ liệu thành các Frame, quản lý địa chỉ MAC, điều khiển việc truy cập môi trường truyền dẫn.
- Ví dụ giao thức: Ethernet, Wi-fi
- Vai trò: Đảm bảo việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong cùng một mạng cục bộ (LAN).
- Tầng Internet (Internet Layer)
- Chức năng: định địa chỉ cho các thiết bị bằng địa chỉ IP, định tuyến các gói tin giữa các mạng khác nhau, lựa chọn đường đi tối ưu để truyền dữ liệu.
- Ví dụ giao thức: IPv4, IPv6, ICMP,...
- Vai trò: kết nối nhiều mạng riêng lẻ thành một hệ thống mạng thống nhất như Internet.
- Tầng vận chuyển (Transport Layer)
- Chức năng: Quản lý truyền dữ liệu từ đầu đến cuối, đảm bảo tính toàn vẹn và thứ tự của dữ liệu.
- Ví dụ giao thức: TCP: Đảm bảo truyền dữ liệu đáng tin cậy, kiểm soát lỗi và thứ tự gói tin; UDP: Truyền dữ liệu nhanh nhưng không đảm bảo độ tin cậy.
- Vai trò: Đảm bảo dữ liệu được truyền giữa các ứng dụng trên các thiết bị khác nhau một cách hiệu quả.
- Tầng ứng dụng (Application Layer)
- Chức năng: Cung cấp các dịch vụ mạng để các ứng dụng của người dùng có thể giao tiếp với nhau.
- Ví dụ giao thức:HTTP, HTTPS, DNS, DHCP, FTP, SMTP,...
- Vai trò: cho người dùng sử dụng các dịch vụ như phân giải tên miền, cấp phát địa chỉ ip tự động, truyền tệp,...
- Tầng truy cập mạng (Network Access Layer)
- Mô hình TCP/IP gồm 4 tầng, mỗi tầng đảm nhận một nhóm chức năng riêng nhưng phối hợp với nhau để truyền dữ liệu từ thiết bị nguồn đến thiết bị đích.
- Quá trình đóng gói dữ liệu (Encapsulation)
- Khi dữ liệu được gửi từ máy tính nguồn đến máy tính đích, dữ liệu sẽ lần lượt đi qua các tầng của mô hình TCP/IP. Ở mỗi tầng, dữ liệu sẽ được bổ sung thêm thông tin điều khiển (Header) trước khi chuyển xuống tầng tiếp theo.
- Khi dữ liệu đến thiết bị nhận, quá trình ngược lại gọi là Decapsulation, trong đó mỗi tầng sẽ loại bỏ Header tương ứng và chuyển dữ liệu lên tầng trên cho đến khi ứng dụng nhận được dữ liệu hoàn chỉnh.
- Đặc điểm của mô hình TCP/IP
- Kiến trúc phân lớp: Mỗi tầng đảm nhận một chức năng riêng biệt, giúp việc thiết kế và bảo trì hệ thống dễ dàng hơn.
- Tính độc lập: Các tầng hoạt động tương đối độc lập nhưng vẫn phối hợp với nhau trong quá trình truyền dữ liệu.
- Tiêu chuẩn mở: Không phụ thuộc vào nhà sản xuất hay hệ điều hành, cho phép nhiều thiết bị khác nhau có thể giao tiếp.
- Khả năng mở rộng cao: Có thể triển khai trên các mạng nhỏ như LAN đến các hệ thống mạng toàn cầu như Internet.
- Định địa chỉ bằng IP: Sử dụng địa chỉ IPv4 hoặc IPv6 để nhận diện và truyền dữ liệu giữa các thiết bị.
- So sánh với mô hình OSI
- OSI gồm 7 tầng, chủ yếu được sử dụng làm mô hình tham chiếu để học tập, nghiên cứu và thiết kế hệ thống mạng.
- TCP/IP gồm 4 tầng, được sử dụng thực tế trên Internet và hầu hết các hệ thống mạng hiện nay.
- TCP/IP đơn giản hơn, dễ triển khai và có tính tương thích cao với nhiều nền tảng khác nhau.
Bài viết liên quan
Bài viết mới