Bài giảng Mạng máy tính - ThS. Nguyễn Cao Đạt

Chia sẻ: Nguyên Hoàng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Thêm vào BST

Báo xấu

119
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Mạng máy tính được biên soạn dành cho sinh viên ngành Kỹ thuật máy tính. Trong phạm vi bài giảng sẽ gồm những nội dung: Internet, Ngoại vi mạng, Trọng tâm mạng, Độ trễ mất mát và thông lượng mạng chuyển gói, Các tầng giao thức mô hình dịch vụ, Mạng trước các nguy cơ tấn công bảo mật.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Mạng máy tính - ThS. Nguyễn Cao Đạt

Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng Mạng máy tính ThS. NGUYỄN CAO ĐẠT E-mail:dat@cse.hcmut.edu.vn
Chương 1: Mục lục 1.1 Internet là gì? 1.2 Ngoại vi Mạng  máy đầu cuối, môi trường truyền, liên kết 1.3 Trọng tâm mạng  Sự chuyển mạch, sự chuyển gói, cấu trúc mạng 1.4 Độ trễ, sự mất mát và thông lượng trong mạng chuyển gói 1.5 Các tầng giao thức, các mô hình dịch vụ 1.6 Mạng trước các nguy cơ tấn công: Bảo mật 1.7 Lịch sử Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 2
Mất gói và sự trễ diễn ra như thế nào ? Các gói tin xếp hàng trong bộ nhớ của bộ định tuyến(router)  Tốc độ đầu vào vượt quá tốc độ đầu ra  Gói tin ở trong hàng đợi, chờ đến lượt. gói tin chuẩn bị được truyền tải (trễ) A B gói tin xếp hàng (trễ) bộ nhớ không còn trống: các gói tin tới sẽ bị loại bỏ (mất gói) nếu như không còn bộ nhớ nào trống để lưu chúng. Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 3
Bốn nguyên nhân của sự trễ gói tin  1. Xử lý tại node mạng:  2. Hàng đợi :  Kiểm tra lỗi  Phải chờ khi cổng ra đang  Xác định cổng ra bận  Phụ thuộc vào mức độ tắc nghẽn của bộ định tuyến truyền tải A lan truyền B xử lý xếp hàng Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 4
Sự trễ trong mạng chuyển-gói 3. Truyền tải: 4. Thời gian lan truyền:  R=băng thông của kết nối  d = độ dài của đường dây (bps)  s = tốc độ lan truyền tín  L=độ dài của gói (bits) hiệu (~2x108 m/sec)  thời gian để đẩy hết gói lên  t/g lan truyền = d/s đường dây = L/R lưu ý: s và R là 2 đại lượng hoàn toàn khác nhau! truyền tải A lan truyền B xử lý xếp hàng Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 5
Ví dụ tương đồng: đoàn xe diễu hành 100 km 100 km đoàn xe trạm trạm 10 chiếc thu phí thu phí  Các xe “lan truyền” với vận tốc  Thời gian để phục vụ 100 km/h hết đoàn xe là =  Trạm thu phí tốn 12 s để thu 12*10 = 120 s phí mỗi xe (thời gian truyền  Thời gian để xe cuối tải) cùng đi tới trạm tiếp  xe~bit; đoàn diễu hành ~ gói theo là: tin 100km/(100km/hr)= 1  Hỏi: mất bao nhiêu t/g để hr đoàn xe qua hết trạm thu phí  Đ/A: 62 phút tiếp theo ? Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 6
Ví dụ tương đồng: đoàn xe diễu hành (tt) 100 km 100 km đoàn xe trạm trạm 10 chiếc thu phí thu phí  Các xe bây giờ “lan truyền”  Đúng! Sau 7 ph, xe đầu với vận tốc 1000 km/h tiên tới trạm thứ 2 trong  Trạm thu phí tốn 1 phút khi còn 3 xe khác đang ở cho mỗi xe trạm thứ 1.  Hỏi: Sẽ có những xe tới  Bit đầu tiên của gói tin có trạm thứ 2 trước khi tất cả thể tới bộ định tuyến tiếp các xe qua trạm thứ 1? theo trước khi toàn bộ gói tin được truyền đi tại bộ định tuyến trước! Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 7
Độ trễ tại node mạng d node  d xl  d xh  d tt  dlt  dxl = độ trễ xử lý  khoảng vài microsecs hoặc nhỏ hơn  dxh = độ trễ xếp hàng  phụ thuộc vào mức độ tắc nghẽn  dtt = độ trễ truyền tải  = L/R, phụ thuộc vào băng thông của liên kết  dlt = độ trễ lan truyền  vài microsecs tới vài trăm msecs Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 8
Độ trễ do xếp hàng  R=băng thông liên kết (bps)  L=độ dài gói tin (bits)  a=tốc độ tới trung bình của gói Cường độ lưu lượng = La/R  La/R ~ 0: độ trễ xếp hàng trung bình thấp  La/R -> 1: độ trễ tăng dần  La/R > 1: nhiều “công việc” tới hơn là khả năng xử lý, độ trễ trung bình là vô hạn! Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 9
Độ trễ Internet “thực tế” và đường đi của gói tin  Trên thực tế thì độ trễ Internet và mất gói như thế nào ?  Chương trình Traceroute: cho phép đo độ trễ từ nguồn tới các bộ định tuyến trên toàn bộ đường đi của gói tin tới đích. Với mọi i:  Gửi 3 gói tin tới bộ định tuyến i trên đường đi tới đích  Bộ định tuyếni sẽ phản hồi lại cho người gửi 3 lần  Người gửi tính thời gian từ lúc gửi gói tin đi tới lúc nhận được phản hồi. 3 gói thử 3 gói thử 3 gói thử Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 10
Độ trễ Internet “thực tế” và đường đi của gói tin traceroute: gaia.cs.umass.edu to www.eurecom.fr Ba giá trị độ trễ từ gaia.cs.umass.edu đến cs-gw.cs.umass.edu 1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms 2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms 3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms 4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms liên kết xuyên 8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms 9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms châu lục 10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms (đại đương) 11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms 15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms 16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms 17 * * * 18 * * * * không có phản hồi(gói thử bị mất, bộ định tuyến không trả lời) 19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 11
Sự mất gói  Hàng đợi (bộ nhớ) của bộ định tuyến có dung lượng giới hạn  Khi hàng đợi đã đầy, các gói tiếp theo sẽ bị bỏ  Gói tin bị mất có thể được truyền lại bởi node kề trước, hoặc bởi nguồn, hoặc không được truyền lại. hàng đợi (bộ nhớ) gói tin đang được truyền tải A B gói tin tới khi bộ nhớ đã đầy sẽ bị mất Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 12
Thông lượng (Throughput)  Thông lượng: tốc độ (bits/đvtg) mà các bit được truyền tải giữa người gửi và người nhận  Tức thời: tốc độ tại một thời điểm cụ thể  Trung bình: tốc độ trong một khoảng t/g dài máy chủ muốn gửi máy chủ gửi các đường thông thể băng ống có đườngthông thể băng ống có mangbits/sec với Rs chất lỏng R bits/sec bit (chấtđộ dài vào tệp F lỏng) bits mangcchất lỏng với vận cho ng/dùng đường ống vận tốc Rs bits/sec tốc Rc bits/sec Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 13
Thông lượng (tt)  Rs < Rc thông lượng toàn tuyến là bao nhiêu? Rs bits/sec Rc bits/sec  Rs > Rc thông lượng toàn tuyến là bao nhiêu? Rs bits/sec Rc bits/sec liên kết thắt cổ chai (bottleneck link) là liên kết trên đường đi của gói tin mà làm giảm thông lượng của toàn tuyến Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 14
Thông lượng: trong Internet  Thông lượng mỗi kết nối đầu cuối-đầu cuối: Rs min(Rc,Rs,R/10) Rs Rs  Trong thực tế: Rc hoặc Rs thường là nút thắt cổ chai R Rc Rc Rc 10 kết nối chia sẻ băng thông của liên kết xương sống R bits/sec Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 15
Chương 1: Mục lục 1.1 Internet là gì? 1.2 Ngoại vi Mạng  máy đầu cuối, môi trường truyền, liên kết 1.3 Trọng tâm mạng  Sự chuyển mạch, sự chuyển gói, cấu trúc mạng 1.4 Độ trễ, sự mất mát và thông lượng trong mạng chuyển gói 1.5 Các tầng giao thức, các mô hình dịch vụ 1.6 Mạng trước các nguy cơ tấn công: Bảo mật 1.7 Lịch sử Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 16
“Các tầng” giao thức Mạng máy tính rất phức tạp!  Mhiều thành phần:  máy tính Câu hỏi: bộ định tuyến  Có cách nào để tổ chức các liên kết có dây và không  một cách có hệ thống dây cấu trúc của mạng máy  ứng dụng tính?  giao thức  phần cứng, phần mềm Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 17
Tổ chức của di chuyển hàng không vé (mua) vé (phản hồi) hành lý (kiểm tra) hành lý (nhận) cổng (vào) cổng (ra) đường băng (cất cánh) đường băng (hạ cánh) định tuyến bay định tuyến bay thực hiện bay  một chuỗi các bước Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 18
Phân tầng chức năng hàng không vé (mua) vé (phản hồi) vé hành lý (kiểm tra) hành lý (nhận) hành lý cổng (vào) cổng (ra) cổng đ/băng (cất cánh) đ/băng (hạ cánh) cất cánh/hạ cánh định tuyến bay bay bay định tuyến bay định tuyến bay sân bay trung tâm điều khiển sân bay đi không lưu trung gian tới Phân tầng: mỗi tầng triển khai một dịch vụ  Thông qua những công việc trong nội bộ tầng  Phụ thuộc vào dịch vụ cung cấp bởi tầng ngay bên dưới nó Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 19
Tại sao phải phân tầng? Xử lý các hệ thống phức tạp (chia để trị):  Cấu trúc rõ ràng tạo điều kiện phân biệt chức năng, mối liên hệ của những thành phần của hệ thống  vd: mô hình tham chiếu TCP/IP  Tiện lợi trong việc bảo trì, nâng cấp hệ thống  sự thay đổi trong cách hiện thực ở mỗi tầng không ảnh hưởng đến các tầng khác  vd: thay đổi qui cách bán vé từ trực tiếp sang trực tuyến không ả/h đến định tuyến bay  Phân tầng có hại không? Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM MẠNG MÁY TÍNH Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật Máy Tính Bài giảng 2 – Chương 1: Giới thiệu © 2011 20