Mục lục
I. Mở đầu
II. Internet là gì?
1. Định nghĩa theo Nuts-and-Bolts
2. Định nghĩa theo dịch vụ
3. Giao thức là gì?
III. Mạng biên
1. Mạng truy cập
2. Phương tiện vật lý
IV. Mạng lõi
1. Chuyển mạch gói
2. Chuyển mạch kênh
3. Mạng của các mạng
V. Delay, Loss và Throughput trong Packet-Switched Network
1. Đặt vấn đề
2. Hàng đợi và mất gói tin
3. End-to-End delay
4. Throughput trong mạng máy tính
VI. Protocol layers và mô hình dịch vụ của chúng
1. Kiến trúc theo layer
2. Encapsulation
VII. Tổng kết
Trong thời đại hiện nay, Internet có thể được xem là một thành phần không thể thiếu trong cuộc sống. Bên cạnh môi trường sống tự nhiên, thật không thể phủ nhận Internet là môi trường sống "ảo" lớn nhất hiện tại của con người. Việc bạn lướt tiktok, đăng bài đăng facebook, hay bạn đang đọc bài viết này tất cả đều bắt nguồn từ Internet. Như vậy cách hoạt động của Internet là gì? Có tổ chức hay doanh nghiệp nào sở hữu Internet không? Ai là người phát minh ra nó? Cấu trúc, cấu tạo thành phần của Internet? Chúng ta, con người đã tạo ra Internet đã thật sự hiểu bản chất của nó? Do đó, qua bài viết này mình muốn truyền tải một số kiến thức mình đã học, nhằm giải thích cho những thắc mắc trên. Mình sẽ đi qua sơ lược về định nghĩa, các thành phần, kiến trúc của Internet và các yếu tố ảnh hưởng đến Internet. (bài viết được tham khảo dựa trên cuốn sách COMPUTER NETWORKING A Top-Down Approach - James F. Kurose,Keith W. Ross)
Internet hay tên gọi khác là mạng công cộng, được dùng gọi chung một mạng lưới cực lớn kết nối toàn bộ các thiết bị có khả năng kết nối mạng lại với nhau(như điện thoại, laptop, camera thông minh, TV thông minh,vv...). Nhưng đó là cách hiểu chung của mọi người, mơ hồ và không cụ thể, cho nên mình sẽ giới thiệu theo hai định nghĩa chuyên môn của mạng máy tính. Đó là định nghĩa theo Nuts-and-Bolts và định nghĩa theo các dịch vụ mà Internet cung cấp.
- Những năm đầu, khi Internet được bắt đầu sử dụng, có những thiết bị dùng để tính toán và Internet là nơi kết nối các thiết bị tính toán trên thế giới lại với nhau. Những thiết bị tính toán này là những máy tính để bàn truyền thống (cái máy tính mà cái màn hình như cái thùng) hay là các server dùng để truyền thông tin như là web và mail. Tuy nhiên đó là chuyện của những thập kỉ trước, ngày nay, các thiết bị thông minh ngày càng nhiều các thiết bị không chính thống (như tủ lạnh, nhà thông minh, robot, xe hơi,vv...) tất cả đều có khả năng kết nối đến mạng. Thuật ngữ mạng máy tính gọi các thiết bị thông minh đó là host hoặc end system(hệ thống đầu cuối).
mô hình Internet và các thành phần cơ bản.
- Các hệ thống đầu cuối được liên kết với nhau bằng các communication link(liên kết truyền thông) và packet switch(bộ chuyển mạch gói). Có nhiều loại liên kết truyền thông khác nhau, được cấu thành từ các loại phương tiện vật lý khác nhau(cáp đồng trục, dây đồng, sợi quang và sóng radio). Các liên kết khác nhau có thể truyền dữ liệu với tốc độ khác nhau, với transmission rate(tốc độ truyền) của một liên kết được đo bằng bit/giây.
- Dữ liệu trong mạng máy tính là các chuỗi số nhị phân 0 và 1, mỗi chuỗi nhị phân có thể đại diện cho một loại thông tin riêng(chữ cái, kí hiệu, số). Khi hai hệ thống đầu cuối chuyển thông tin cho nhau(tạm gọi là A và B, A là hệ thống gửi và B là hệ thống nhận), A sẽ chia lượng thông tin đó thành các đoạn dữ liệu và mỗi đoạn dữ liệu sẽ được gắn vào đầu các bytes header(các loại thông tin phục vụ mục đích định tuyến). Sau khi các đoạn dữ liệu này được gắn header, sẽ được gọi là các packet, các packet này sẽ được gửi qua hệ thống mạng Internet đến B và được gộp lại thành thông tin gốc.
- Bộ chuyển mạch gói có nhiệm vụ nhận packet từ các liên kết truyền thông "đến"(incoming) của nó và chuyển tiếp gói dữ liệu đó qua một trong các liên kết truyền thông "đi"(outgoing) của nó. Các bộ chuyển mạch gói có nhiều hình dạng và loại khác nhau, nhưng hai loại nổi bật nhất trong Internet hiện nay là các bộ định tuyến (routers) và các bộ chuyển mạch lớp liên kết (link-layer switches). Cả hai loại bộ chuyển mạch đều chuyển tiếp các packet đến đích cuối cùng của chúng. Các liên kết truyền thông và bộ chuyển mạch gói mà một gói dữ liệu đi qua từ hệ thống gửi đến hệ thống nhận được gọi là route hoặc path (nói chung là đường màu đỏ bên trên).
I. Mở đầu
II. Internet là gì?
1. Định nghĩa theo Nuts-and-Bolts
2. Định nghĩa theo dịch vụ
3. Giao thức là gì?
III. Mạng biên
1. Mạng truy cập
2. Phương tiện vật lý
IV. Mạng lõi
1. Chuyển mạch gói
2. Chuyển mạch kênh
3. Mạng của các mạng
V. Delay, Loss và Throughput trong Packet-Switched Network
1. Đặt vấn đề
2. Hàng đợi và mất gói tin
3. End-to-End delay
4. Throughput trong mạng máy tính
VI. Protocol layers và mô hình dịch vụ của chúng
1. Kiến trúc theo layer
2. Encapsulation
VII. Tổng kết
I. Mở đầu
Trong thời đại hiện nay, Internet có thể được xem là một thành phần không thể thiếu trong cuộc sống. Bên cạnh môi trường sống tự nhiên, thật không thể phủ nhận Internet là môi trường sống "ảo" lớn nhất hiện tại của con người. Việc bạn lướt tiktok, đăng bài đăng facebook, hay bạn đang đọc bài viết này tất cả đều bắt nguồn từ Internet. Như vậy cách hoạt động của Internet là gì? Có tổ chức hay doanh nghiệp nào sở hữu Internet không? Ai là người phát minh ra nó? Cấu trúc, cấu tạo thành phần của Internet? Chúng ta, con người đã tạo ra Internet đã thật sự hiểu bản chất của nó? Do đó, qua bài viết này mình muốn truyền tải một số kiến thức mình đã học, nhằm giải thích cho những thắc mắc trên. Mình sẽ đi qua sơ lược về định nghĩa, các thành phần, kiến trúc của Internet và các yếu tố ảnh hưởng đến Internet. (bài viết được tham khảo dựa trên cuốn sách COMPUTER NETWORKING A Top-Down Approach - James F. Kurose,Keith W. Ross)
II. Internet là gì?
Internet hay tên gọi khác là mạng công cộng, được dùng gọi chung một mạng lưới cực lớn kết nối toàn bộ các thiết bị có khả năng kết nối mạng lại với nhau(như điện thoại, laptop, camera thông minh, TV thông minh,vv...). Nhưng đó là cách hiểu chung của mọi người, mơ hồ và không cụ thể, cho nên mình sẽ giới thiệu theo hai định nghĩa chuyên môn của mạng máy tính. Đó là định nghĩa theo Nuts-and-Bolts và định nghĩa theo các dịch vụ mà Internet cung cấp.
1. Định nghĩa theo Nuts-and-Bolts
- Những năm đầu, khi Internet được bắt đầu sử dụng, có những thiết bị dùng để tính toán và Internet là nơi kết nối các thiết bị tính toán trên thế giới lại với nhau. Những thiết bị tính toán này là những máy tính để bàn truyền thống (cái máy tính mà cái màn hình như cái thùng) hay là các server dùng để truyền thông tin như là web và mail. Tuy nhiên đó là chuyện của những thập kỉ trước, ngày nay, các thiết bị thông minh ngày càng nhiều các thiết bị không chính thống (như tủ lạnh, nhà thông minh, robot, xe hơi,vv...) tất cả đều có khả năng kết nối đến mạng. Thuật ngữ mạng máy tính gọi các thiết bị thông minh đó là host hoặc end system(hệ thống đầu cuối).
mô hình Internet và các thành phần cơ bản.
- Các hệ thống đầu cuối được liên kết với nhau bằng các communication link(liên kết truyền thông) và packet switch(bộ chuyển mạch gói). Có nhiều loại liên kết truyền thông khác nhau, được cấu thành từ các loại phương tiện vật lý khác nhau(cáp đồng trục, dây đồng, sợi quang và sóng radio). Các liên kết khác nhau có thể truyền dữ liệu với tốc độ khác nhau, với transmission rate(tốc độ truyền) của một liên kết được đo bằng bit/giây.
- Dữ liệu trong mạng máy tính là các chuỗi số nhị phân 0 và 1, mỗi chuỗi nhị phân có thể đại diện cho một loại thông tin riêng(chữ cái, kí hiệu, số). Khi hai hệ thống đầu cuối chuyển thông tin cho nhau(tạm gọi là A và B, A là hệ thống gửi và B là hệ thống nhận), A sẽ chia lượng thông tin đó thành các đoạn dữ liệu và mỗi đoạn dữ liệu sẽ được gắn vào đầu các bytes header(các loại thông tin phục vụ mục đích định tuyến). Sau khi các đoạn dữ liệu này được gắn header, sẽ được gọi là các packet, các packet này sẽ được gửi qua hệ thống mạng Internet đến B và được gộp lại thành thông tin gốc.
- Bộ chuyển mạch gói có nhiệm vụ nhận packet từ các liên kết truyền thông "đến"(incoming) của nó và chuyển tiếp gói dữ liệu đó qua một trong các liên kết truyền thông "đi"(outgoing) của nó. Các bộ chuyển mạch gói có nhiều hình dạng và loại khác nhau, nhưng hai loại nổi bật nhất trong Internet hiện nay là các bộ định tuyến (routers) và các bộ chuyển mạch lớp liên kết (link-layer switches). Cả hai loại bộ chuyển mạch đều chuyển tiếp các packet đến đích cuối cùng của chúng. Các liên kết truyền thông và bộ chuyển mạch gói mà một gói dữ liệu đi qua từ hệ thống gửi đến hệ thống nhận được gọi là route hoặc path (nói chung là đường màu đỏ bên trên).
