Bài giảng Mạng máy tính Chương 3 - Nguyễn Văn Chức

1Bài giảng MẠNG & TRUYỀN THÔNG ThS.Nguyễn Văn Chức - Trưởng bộ môn Tin học quản lý Khoa Thống kê Tin học -Đại học Kinh tế Đà Nẵng ThS.Nguyễn Văn Chức 2 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Chuẩn hóa mạng máy tính & Mô hình OSI Các tầng trong mô hình OSI ThS.Nguyễn Văn Chức 3 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Chuẩn hóa mạng máy tính và mô hình OSI Vì sao phải chuẩn hóa mạng máy tính ? - Sự phát triển mạng mẽ của công nghệ mạng máy tính vào đầu những thập niên 80 - Sự không tương thích của các thiết bị mạng do nhiều công ty khác nhau sản xuất - Đòi hỏi phải có một quy định chung trong việc phát triển các hệ thống mạng Ö Mô hình OSI ra đời ThS.Nguyễn Văn Chức 4 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Mô hình OSI là gì ? - Năm 1984 tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO đã xây dựng ra mô hình OSI để chuẩn hóa hệ thống mạng. - OSI: Mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Reference Model for Open Systems Interconnection) hay gọn hơn là: Mô hình tham chiếu OSI (OSI Reference Model) Chức năng của mô hình OSI là gì ? - Được dùng làm cơ sở để nối kết các hệ thống mở (Open Systems) phục vụ các ứng dụng phân tán - Cung cấp cho các nhà chế tạo thiết bị một chuẩn thiết kế nhằm đảm bảo khả năng liên kết, khả năng tương thích giữa các công nghệ mạng được sản xuất bởi nhiều nhà sản xuất khác nhau ThS.Nguyễn Văn Chức 5 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Các tầng trong mô hình OSI [1] Tầng vật lý [2] Tầng liên kết dữ liệu [3] Tầng mạng [4] Tầng chuyển vận [5] Tầng phiên [6] Tầng trình diễn [7] Tầng ứng dụng ThS.Nguyễn Văn Chức 6 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Ý nghĩa của việc phân tầng ? - Giảm độ phức tạp - Chuẩn hóa các giao tiếp - Phù hợp với công nghệ modul - Đảm bảo sự thương thích và kế thừa - Tạo động lực phát triển công nghệ mạng - Đơn giản việc dạy và học ThS.Nguyễn Văn Chức 7 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI ThS.Nguyễn Văn Chức 8 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI ThS.Nguyễn Văn Chức 9 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Tầng vật lý – Physical Layer: • Bao gồm các thiết bị vật lý thực hiện kết nối mạng: đường truyền, thiết bị kết nối, … • Cung cấp các phương tiện điện, cơ, chức năng, thủ tục để kích hoạt, duy trì và đình chỉ liên kết vật lý giữa các hệ thống • Thực hiện truyền dẫn nhị phân, tín hiệu mạng giữa các hệ thống truyền thông ThS.Nguyễn Văn Chức 10 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Tầng liên kết dữ liệu – Data Link Layer • Cung cấp các phương tiện để truyền thông tin qua tầng liên kết vật lý - Biến đổi các tin dạng bit nhận được từ lớp vật lý sang khung số liệu - Sửa lỗi, khuếch đại tín hiệu hoặc yêu cầu tầng vật lý gửi lại tín hiệu bị lỗi • Đảm bảo độ tin cậy thông qua cơ chế đồng bộ hóa, kiểm soát lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu • Điều khiển liên kết và truy xuất đường truyền ThS.Nguyễn Văn Chức 11 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Tầng mạng – Network Layer • Đảm bảo việc chuyển dữ liệu chính xác giữa các hệ thống - Cấp phát và quản lý địa chỉ mạng (IP,MAC,…) • Giải quyết các yêu cầu định tuyến (chọn đường – Routing) và chuyển tiếp (Relaying) dữ liệu - Tìm đường tối ưu cho các gói dữ liệu được gửi đi trên mạng • Thiết lập, duy trì và giải phóng các liên kết logic, kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, … - Điều khiển lưu lượng số liệu trong mạng để tránh tắc nghẽn tại các nút ThS.Nguyễn Văn Chức 12 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Tầng mạng – Network Layer • Các giải thuật định tuyến tối ưu trên mạng: - Kỹ thuật chọn đường tập trung – thuật toán Dijkstra: Tìm đường đi tối ưu từ một nút nguồn đến nhiều nút đích khác nhau trên mạng tại một thời điểm nào đó - Kỹ thuật chọn đường phân tán – thuật toán Ford & Fulkerson: Tìm đường đi tối ưu từ nhiều nút nguồn khác nhau đến một nút đích được định trước (thuật toán tìm cây bao trùm tối thiểu) ThS.Nguyễn Văn Chức 13 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Tầng chuyển vận – Transport Layer • Cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu giữa các hệ thống truyền thông - Nhận các gói tin từ tầng phiên chia thành các gói tin nhỏ hơn và chuyển xuống tầng dưới, hoặc nhận các gói tin nhỏ từ tầng dưới gửi lên rồi đóng gói lại thành bản tin ban đầu. • Đảm bảo việc chuyển số liệu chính xác giữa hai thực thể truyền thông - Phát hiện lỗi, phục hồi thông tin và điều khiển luồng ThS.Nguyễn Văn Chức 14 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Tầng phiên – Session Layer • Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng • Cung cấp các điểm đồng bộ hóa để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu - Bằng cách tại ra các điểm kiểm tra (check points), toàn bộ trạng thái và số liệu được lưu trữ trong bộ nhớ đệm - Khi có sự cố hệ thống có thể khởi động lại phiên làm việc tại điểm kiểm tra cuối cùng và tốt nhất (mà không phải bắt đầu lại từ đầu). ThS.Nguyễn Văn Chức 15 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Tầng thể hiện (trình diễn) - Presentation Layer • Thống nhất các cấu trúc dữ liệu khác nhau của người dùng với cấu trúc dữ liệu thống nhất được sử dụng trong mạng - Số liệu được mã hóa và nén tại tầng thể hiện trước khi chuyển xuống tầng phiên ThS.Nguyễn Văn Chức 16 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Tầng ứng dụng - Application Layer - Cung cấp các phương tiện để người dùng có thể truy nhập vào các tầng thấp hơn trong mô hình OSI thông qua phần mềm ứng dụng mạng như: web, email, chat, truyền file FTP, … - Tạo ra giao diện thân thiện để người sử dụng dễ dàng tương tác và khai thác hệ thống mạng ThS.Nguyễn Văn Chức 17 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Chuẩn hóa mạng máy tính và mô hình OSI - 4 tầng thấp trong mô hình OSI: Vật lý, Liên kết dữ liệu, Mạng và tầng Chuyển vận - 3 tầng cao trong mô hình OSI: Phiên, Trình diễn và tầng Ứng dụng - Các tầng thấp thực hiện việc truyền dữ liệu giữa các hệ thống cuối (End Systems) thông qua phương tiện truyền thông - Các tầng cao tập trung đáp ứng các yêu cầu và các ứng dụng của người sử dụng ThS.Nguyễn Văn Chức 18 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Truyền thông ngang hàng - Để truyền dữ liệu từ nguồn đến đích, mỗi lớp của mô hình OSI tại nguồn phải thông tin với lớp ngang hàng với nó ở máy đích ThS.Nguyễn Văn Chức 19 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Truyền thông ngang hàng - Peer to Peer - Các thông tin truyền thông được bổ sung lần lược khi gói tin đi qua các tầng, trước khi vào đường truyền để đến hệ thống đích ThS.Nguyễn Văn Chức 20 Chương 3. Kiến trúc phân tầng OSI Truyền thông ngang hàng - Peer to Peer - Tuy nhiên quy trình truyền thông vẫn đi theo trình tự từ tầng cao nhất đến tầng thấp nhất của hệ thống A (nguồn) đến tầng thấp nhất đến tầng cao nhất của hệ thống B (đích) - Thường gọi là truyền thông ngang hàng ảo (Virtual)