Bài giảng Nhập môn mạng máy tính - Chương 1: Giới thiệu

Giới thiệu 1-1 
Chương 1 
Giới thiệu 
Computer 
Networking: A Top 
Down Approach 
6th edition 
Jim Kurose, Keith Ross 
Addison-Wesley 
March 2012 
A note on the use of these ppt slides: 
We’re making these slides freely available to all (faculty, students, readers). 
They’re in PowerPoint form so you see the animations; and can add, modify, 
and delete slides (including this one) and slide content to suit your needs. 
They obviously represent a lot of work on our part. In return for use, we only 
ask the following: 
v  If you use these slides (e.g., in a class) that you mention their source 
(after all, we’d like people to use our book!) 
v  If you post any slides on a www site, that you note that they are adapted 
from (or perhaps identical to) our slides, and note our copyright of this 
material. 
Thanks and enjoy! JFK/KWR 
 All material copyright 1996-2012 
 J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved 
Introduction 
Chương1: Giới thiệu 
Mục tiêu: 
v  Làm quen với thuật 
ngữ 
v  Tìm hiểu sâu hơn 
trong khóa học này 
v  Cách tiếp cận: 
§  Sử dụng Internet 
làm ví dụ 
Overview: 
v  Internet là gì? 
v  Giao thức là gì? 
v  Mạng biên; hosts, mạng truy 
nhập, phương tiện truyền dẫn 
vật lý 
v  Mạng lõi: chuyển mạch gói/ 
chuyển mạch kênh, cấu trúc 
Internet 
v  Hiệu suất: sự mất mát, độ trễ, 
thông lượng 
v  Bảo mật 
v  Các lớp giao thức, các mô hình 
dịch vụ 
v  Lịch sử 
1-2 
Giới thiệu 
Chương 1: Nội dung 
1.1 Internet là gì? 
1.2 Mạng biên 
§ Các hệ thống đầu cuối, mạng truy nhập, các liên 
kết 
1.3 Mạng lõi 
§  Chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh, cấu trúc 
mạng 
1.4 Độ trễ, độ trễ, thông lượng trong mạng 
1.5 Các lớp giao thức, các mô hình dịch vụ 
1.6 Mạng bị tấn công: bảo mật 
1.7 Lịch sử 
1-3 
Giới thiệu 
Internet là gì: “nuts and bolts” 
v Hàng triệu các thiết bị 
máy tính được kết nối: 
§  hosts = hệ thống đầu 
cuối 
§  chạy ứng dụng mạng 
v Các liên kết truyền 
thông 
§  cáp quang, cáp 
đồng, radio, vệ tinh 
§  tốc độ truyền: băng 
thông 
v Chuyển mạch gói: chuyển 
tiếp gói tin (khối dữ liệu) 
§  Thiết bị định tuyến 
(routers ) và thiêt bị 
chuyển mạch 
(switches) 
liên kết 
có dây 
liên kết 
không dây 
thuyết bị 
chuyên mạch (router) 
mạng di động 
ISP toàn cầu 
ISP vùng 
mạng 
gia đình 
mạng tổ chức 
smartphone 
PC 
server 
wireless 
laptop 
1-4 
Giới thiệu 
Các thiết bị internet “Giải trí” 
Khung hình IP 
Máy nướng bánh mì được 
tích hợp web+ dự báo thời tiết 
Điện thoại internet 
Tủ lạnh internet 
Slingbox: đồng hồ, 
điều khiển tivi từ xa 
1-5 
Tweet-a-watt: 
Máy giám sát 
sử dụng năng lượng 
Giới thiệu 
v  Internet: “mạng của các 
mạng” 
§  Các nhà cung cấp dịch vụ mạng 
(ISPs) được kết nối với nhau. 
v  Các giao thức điều khiển gửi, 
nhận thông tin 
§  Ví dụ: TCP, IP, HTTP, Skype, 
802.11 
v  Các chuẩn Internet 
§  RFC: Request for comments 
§  IETF: Internet Engineering 
Task Force 
Internet là gì: “nuts and bolts” 
Mạng di động 
ISP toàn cầu 
ISP vùng 
Mạng 
gia đình 
mạng tổ chức 
1-6 
Internet là gì: service 
v  Cơ sở hạ tầng cung cấp các 
dịch vụ cho các ứng dụng: 
§  Web, VoIP, email, games, 
thương mại điện tử, mạng xã 
hội,  
v  Cung cấp giao diện lập 
trình cho các ứng dụng 
§  Cho phép gửi và nhận các 
chương trình ứng dụng để 
“kết nối” với Internet 
§  Cung cấp các lựa chọn dịch 
vụ, tương tự như dịch vụ 
bưu chính. 
mạng di động 
ISP toàn cầu 
ISP vùng 
mạng gia đình 
mạng tổ chức 
Giới thiệu 1-7 
Giới thiệu 
Giao thức là gì? 
Giao thức con người: 
v  “Bây giờ là mấy giờ?” 
v  “Tôi có một câu hỏi” 
v  Giới thiệu 
 thông điệp cụ thể đã 
được gửi 
 các hành động cụ thể 
được thực hiện khi 
các thông điệp được 
nhận, hoặc các sự 
kiện khác 
Giao thức mạng: 
v  Máy móc chứ không 
phải là con người 
v  tất cả các hoạt động 
truyền thông trên 
Internet bị chi phối 
bởi các giao thức. 
Giao thức định nghĩa định 
dạng, thứ tự các thông điệp 
được gởi và nhận giữa các 
thực thể mạng, và các hành 
động được thực hiện trên 
việc truyền và nhận thông 
điệp 1-8 
Giới thiệu 
Giao thức con người và giao thức mạng máy 
tính: 
Hỏi: các giao thức khác của con người? 
Xin chào 
Xin chào 
Rãnh không? 
2:00 
Trả lời 
kết nối TCP 
Get  
time 
Yêu cầu 
kết nối TCP 
Giao thức là gì? 
1-9 
Giới thiệu 
Chương1: Nội dung 
1.1 Internet là gì? 
1.2 Mạng biên 
§  hệ thống đầu cuối, mạng truy nhập, các liên kết 
1.3 Mạng lõi 
§  chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh, cấu trúc 
mạng 
1.4 Độ trễ, sự mất mát, thông lượng trong 
mạng 
1.5 Các lớp giao thức, mô hình dịch vụ 
1.6 Mạng bị tấn công: bảo mật 
1.7 Lịch sử 
1-10 
Giới thiệu 
Cái nhìn gần hơn về cấu trúc mạng: 
v  Mạng biên: 
§  Hosts: máy khách và 
máy chủ 
§  Máy chủ thường đặt 
trong trung tâm dữ 
liệu 
v  Mạ n g t r u y cậ p , 
phương tiện truyền 
thông vật lý: kết nối 
truyền thông có dây, 
và không dây 
v  Mạng lõi: 
§ Các thiết bị định tuyến 
được liên kết 
§ Mạng của các mạng 
mạng di động 
ISP toàn cầu 
ISP vùng 
mạng gia đình 
mạng tổ chức 
1-11 
Giới thiệu 
Mạng truy cập và phương tiện truyền thông 
vật lý 
Q: Làm thế nào để kết 
nối các hệ thống đầu 
cuối với thiết bị định 
tuyến biên? 
v  mạng truy cập khu dân 
cư 
v  mạng truy cập tổ chức 
(trường học, công ty) 
v  mạng truy cập di động 
Ghi nhớ: 
v  băng thông (bits per 
second) của mạng truy 
cập? 
v  Chia sẽ hoặc dành 
riêng? 1-12 
Giới thiệu 
Mạng truy cập: đường dây thuê bao 
kỹ thuật số 
văn phòng 
trung tâm 
ISP 
mạng điện thoại 
DSLAM 
Thoại, dữ liệu được truyền ở 
các tần số khác nhau 
qua đường dây dành riêng 
đến văn phòng trung tâm 
v  Dùng đường dây điện thoại kết nối đến các DSLAM của 
văn phòng trung tâm 
§  dữ liệu qua đường dây điện thoại DSL đi ra Internet 
§  tín hiệu thoại trên đường dây điện thoại DSL đi đến 
mạng điện thoại 
v  < 2.5 Mbps tốc độ truyền dữ liệu lên (thường < 1 Mbps) 
v  < 24 Mbps tốc độ truyền dữ liệu xuống (thường< 10 
Mbps) 
DSL 
modem 
splitter 
DSL access 
multiplexer 
1-13 
Giới thiệu 
Mạng truy cập: mạng cáp 
cable 
modem 
splitter 
cable headend 
Channels 
V 
I 
D 
E 
O 
V 
I 
D 
E 
O 
V 
I 
D 
E 
O 
V 
I 
D 
E 
O 
V 
I 
D 
E 
O 
V 
I 
D 
E 
O 
D 
A 
T 
A 
D 
A 
T 
A 
C 
O 
N 
T 
R 
O 
L 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 
frequency division multiplexing: các kênh truyền khác nhau 
được truyền trong các dải tần số khác nhạu. 
1-14 
Giới thiệu 
dữ liệu, TV được truyền ở 
những tần số khác nhau qua 
mạng phân tán cáp được chia sẽ 
cable 
modem 
splitter 
đầu cuối cáp 
(cable headend) 
CMTS 
ISP 
cable modem 
termination system 
v  HFC: hybrid fiber coax 
§  Bất đồng bộ: tốc độ tải xuống lên đến 30Mbps, tải lện 
với 2 Mbps 
v  Mạng cáp và sợi quang kết nối hộ gia đình đến bộ định tuyến 
của ISP (ISP router) 
§  Các hộ gia đình chia sẽ mạng truy nhập đến đầu cuối cáp 
§  Không giống DSL, có truy cập được dành riêng đến văn 
phòng trung tâm 
Mạng truy cập: mạng cáp 
1-15 
Giới thiệu 
Mạng truy cập: mạng gia đình 
Đến/từ thiết bị đầu cuối 
hoặc văn phòng trung tâm 
cable or DSL modem 
router, firewall, NAT 
wired Ethernet (100 Mbps) 
wireless access 
point (54 Mbps) 
Thiết bị 
không dây 
Thường được 
tích hợp 
trong một hộp 
duy nhất 
1-16 
Giới thiệu 
Mạng truy cập Enterprise (Ethernet) 
v  Thường được sử dụng trong công ty, trường đại 
họctypically used in companies, universities, etc 
v  Tốc độ truyền 10 Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps 
v  Ngày nay, các hệ thống đầu cuối thường kết nối đến 
chuyển mạch Ethernet (Ethernet switch) 
Ethernet 
switch 
institutional mail, 
web servers 
institutional router 
institutional link to 
ISP (Internet) 
1-17 
Giới thiệu 
Mạng truy cập không dây 
v  Mạng truy cập không dây được chia sẽ kết nối hệ 
thống đầu cuối đến thiết bị định tuyến 
§  Thông qua base station còn được gọi là “access point” 
Mạng cục bộ không dây: 
§  Trong tòa nhà (100 ft) 
§  802.11b/g/n/ac (WiFi): 
tốc độ truyền 11, 54, 600, 
1200 Mbps 
wide-area wireless access 
§  Được cung cấp bởi công ty 
điện thoại (di động), 10’s km 
§  Từ 1 đến 10 Mbps 
§  3G, 4G: LTE 
to Internet 
to Internet 
1-18 
Host: gởi các gói dữ liệu 
Chức năng host sending: 
v Lấy thông tin tầng ứng dụng 
v Chia nhỏ thành những phần 
nhỏ hơn, được biết như là 
packets, chiều dài L bits 
v Truyền packet trong mạng 
truy cập với tốc độ truyền R 
§  Tốc độ truyền của 
đường link, còn được gọi 
là khả năng/công suất 
của đường link, còn được 
gọi là băng thông của 
đường link 
R: tốc độ truyền của đường link 
host 
1 2 
2 packets, 
L bits mỗi cái 
Độ trễ truyền gói 
Thời gian cần để 
Truyền L-bit packet 
đến đường link 
L (bits) 
R (bits/sec) = = 
1-19 
Giới thiệu 
Đường truyền vật lý 
v  bit: lan truyền giữa các 
cặp truyền/nhận 
v  Liên kết vật lý: những gì 
nằm giữa thiết bị truyền 
và nhận 
v  Phương tiện truyền thông 
định hướng: 
§  Các tín hiệu lan truyền 
trên các phương tiện 
truyền thông rắn: cáp 
đồng, cáp quang, cáp 
đồng trục 
v  Phương tiện truyền thông 
vô hướng: 
§  Tín hiệu lan truyền tự 
do, ví dụ radio 
Cặp xoắn (STP) 
v  Hai dây cáp đồng độc 
lập 
§  Loại 5: 100 Mbps, 1 
Gpbs Ethernet 
§  Loại 6: 10Gbps 
1-20 
Giới thiệu 
Đường truyền vật lý: cáp đồng trục, 
cáp quang 
Cáp đồng trục: 
v  Hai dây dẫn đồng đồng 
tâm 
v  Hai hướng 
v  Băng thông rộng: 
§  nhiều kênh trên cáp 
§  HFC 
Cáp quang: 
v  Sợi thủy tinh mạng xung 
ánh sáng, mỗi xung là một 
bit 
v  Hoạt động tốc độ cao: 
§  Truyền point-to-point với 
tốc độ cao (ví dụ., tốc độ 
truyền 10’s-100’s Gpbs) 
v  Tỷ lệ lỗi thấp: 
§  Bộ lặp (repeaters) cách xa 
phần còn lại 
§  Không bị nhiễu điện từ 
1-21 
Introduction 
Đường truyền vật lý: sóng radio 
v  Tín hiệu được mang 
dưới dạng phổ điện từ 
v  Không có dây dẫn vật lý 
v  Truyền hai chiều 
v  Các tác động môi 
trường lan truyền: 
§  Phản xạ, khúc xạ 
§  Bị cản trở bởi vật 
cản 
§  Bị nhiễu 
Các loại liên kết radia: 
v  Vi sóng mặt đất 
§  Các kênh đến 45 Mbps 
v  LAN (như WiFi) 
§  11Mbps, 54 Mbps 
v  Diện rộng (như cellular) 
§  3G cellular: ~ vài Mbps 
v  Vệ tinh 
§  Kênh từ Kbps đến 45Mbps 
( hoặc chia nhiều kênh nhỏ) 
§  Độ trễ giữa 2 thiết bị đầu 
cuối 270 msec 
v  giữ khoảng cách cố định với 
mặt đất, độ cao thấp 
1-22 
Giới thiệu 
Chương 1: nội dung 
1.1 Internet là gì? 
1.2 Mạng biên 
§  hệ thống đầu cuối, mạng truy cập, các liên kết 
1.3 Mạng lõi 
§  Chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh, cấu trúc 
mạng 
1.4 Độ trễ, sự mất mát, thông lượng trong 
mạng 
1.5 Các lớp giao thức, các mô hình dịch vụ 
1.6 Mạng bị tấn công: bảo mật 
1.7 Lịch sử 
1-23 
Giới thiệu 
v  Lưới các bộ định tuyến 
được kết nối với nhau 
v  Chuyển mạch gói: hosts 
chia nhỏ dữ liệu từ tầng 
ứng dụng (application-
layer messages) thành 
các packets 
§  Chuyển tiếp các gói từ 
một bộ định tuyến này 
đến bộ định tuyến tiếp 
theo qua các đường link 
trên đường đi từ nguồn 
tới đích. 
§  Mỗi packet được truyền 
tải với công suất lớn nhất 
của đường link 
Mạng lõi 
1-24 
Giới thiệu 
Chuyển mạch gói: store-and-forward 
v  Mất L/R giây để truyền tải 
L-bit packet trong đường 
link tại tốc độ R bps 
v  store and forward: toàn 
bộ packet phải đến bộ định 
tuyến trước khi nó có thể 
được truyền tải trên 
đường link tiếp theo 
Ví dụ số về one-hop : 
§  L = 7.5 Mbits 
§  R = 1.5 Mbps 
§  Độ trễ truyền tải one-hop 
= 5 sec 
Thêm về độ trễ ngắn  
1-25 
Nguồn	
  
R	
  bps	
   đích	
  
1	
  2	
  3	
  
L	
  bits	
  
mỗi	
  packet	
  
R	
  bps	
  
v  end-end delay = 2L/R (giả sử 
không có độ trễ lan truyền) 
Giới thiệu 
Chuyển mạch gói: độ trễ hàng đợi, sự 
mất mát 
A 
B 
C R = 100 Mb/s 
R = 1.5 Mb/s D 
E Các gói xếp hàng 
chờ đến lượt xuất 
trên đường link 
1-26 
Xếp hàng và sự mất mát: 
v  Nếu tốc độ đến (theo bit) đường link vượt quá tốc độ 
truyền dẫn của đường link trong một khoảng thời 
gian: 
§  Các packet sẽ xếp hàng và đợi để được truyền tải 
trên đường link 
§  Các packet có thể bị bỏ (bị mất) nếu bộ nhớ (bộ 
đệm) bị đầy 
Giới thiệu 1-27 
Hai chức năng chính của mạng lõi 
forwarding: chuyển các 
packet từ đầu vào của bộ 
định tuyến đến đầu ra thích 
hợp của bộ định tuyết đó 
routing: xác định đường 
đi từ nguồn đến đích được 
thực hiện bởi các packet 
§  Thuật toán routing 
routing algorithm 
local forwarding table 
header value output link 
0100 
0101 
0111 
1001 
3 
2 
2 
1 
1 
2 3 
Địa chỉ đến trong header 
của packet đến 
Giới thiệu 
Alternative core: chuyển mạch kênh 
Tài nguyên giữa 2 điểm cuối được 
phân bổ, được dành cho “cuộc 
gọi” giữa nguồn và đích: 
v  Trong sơ đồ, mỗi đường link có 
bốn kênh. 
§  Cuộc gọi dùng kênh thứ 2nd 
trong đường link trên cùng và 
kênh thứ trong đường link bên 
phải. 
v  Tài nguyên được dành riêng : 
không chia sẽ 
§  circuit-like (được đảm bảo) 
performance 
v  Kênh được cấp phát sẽ rãnh rỗi 
nếu không được sử dụng bởi cuộc 
gọi (không chia sẽ) 
v  Thường được sử dụng trong các 
mạng điện thoại truyền thống 
1-28 
Giới thiệu 
Chuyển mạch kênh: FDM với TDM 
FDM 
frequency 
time TDM 
frequency 
time 
4 users 
Ví dụ: 
1-29 
Giới thiệu 
So sách chuyển mạch gói với 
chuyển mạch kênh 
Ví dụ: 
§ Đường link 1 Mb/s 
§  Mỗi user: 
•  100 kb/s khi “kích hoạt” 
•  Thời gian kích hoạt 10% 
v Chuyển mạch kênh: 
§  10 users 
v Chuyển mạch gói: 
§  Với 35 user, 
§  with 35 users, xác suất 
kích hoạt > 10 sẽ nhỏ hơn 
0.0004 
Chuyển mạch gói cho phép nhiều người dùng được 
sử dụng mạng! 
N 
users 
Đường liên kết 
1 Mbps 
Q: làm thế nào có được giá trị 0.0004? 
Q: cái gì sẽ xảy ra nếu > 35 users ? 
.. 
1-30 * Check out the online interactive exercises for more examples 
Giới thiệu 
v  Tốt cho trường hợp bursty data 
§  Chia sẽ tài nguên 
§  Đơn giản, không cần thiết lập cuộc gọi 
v  Trong trường hợp tắt nghẽn quá mức: packet bị trễ và 
thất lạc 
§  Các giáo thức cần thiết cho việc truyền dữ liệu một 
cách tin cậy và điều khiển tắc nghẽn 
v  Q: Làm thế nào để hổ trợ cho hành vi chuyển mạch 
kênh? 
§  Bảo đảm băng thông cần thiết cho các ứng dụng 
audio/video 
§  Xem thêm chapter 7 
Liệu chuyển mạch gói có phải là “người chiến 
thắng tất cả”? 
Q: so sánh với con người trong việc cấp tài nguyên dành riêng 
(chuyển mạch) và cấp phát tài nguyên theo yêu cầu (chuyển gói)? 
So sách chuyển mạch gói với chuyển 
mạch kênh 
1-31 
Kiến trúc Internet: mạng của các mạng 
v  Các hệ thống đầu cuối kết nối đến Internet thông qua 
access ISPs (Internet Service Providers) 
§  Các ISP khu dân cư, công ty và trường đại học 
v  Các Access ISP lần lượt phải được kết nối với nhau 
v  Vì vậy, bất cứ hai host nào cũng có thể gởi được 
dữ liệu lẫn nhau. 
v  Vì vậy, mạng của các mạng rất là phức tạp 
v  Sự phát triển được thúc đẩy bởi kinh tế và chính 
sách quốc gia 
v ... a applet for an interactive animation on trans vs. prop delay 
Bốn nguồn gây ra chậm trễ gói tin 
Giới thiệu 
So sánh với đoàn xe 
v  Các xe “lan truyền” với 
tốc độ 100 km/hr 
v  Trạm thu phí xử lý mỗi xe 
là 12 giây ( thời gian 
truyền bit) 
v  xe~bit; đoàn xe~ packet 
v  Q: Mất bao lâu thì đoàn 
xe tới trạm thu phí thứ 
2? 
§  Thời gian để “đẩy” 
toàn bộ đoàn xe qua 
trạm thu phí qua 
đường cao tốc = 
12*10 = 120 sec 
§  Thời gian để xe cuối 
cùng lan truyền từ 
trạm thu phí số 1 
đến trạm thu phí số 
2 là 100km/(100km/
hr)= 1 hr 
§  A: 62 phút 
Trạm thu phí Trạm thu phí Đoàn 10 xe 
100 km 100 km 
1-46 
Giới thiệu 
v  Bây giờ, giả sử xe “lan truyền” với tốc độ 1000 km/hr 
v  và trạm thu phí mất một phút để phục vụ một xe 
v  Câu hỏi: có xe nào sẽ đến được trạm thu phí thứ 2 
trước khi cả đoàn xe đã được phục vụ tại trạm thu phí 
thứ 1? 
 §  Đáp án: Có! Sau 7 phút, xe thứ 1 sẽ đến trạm thu phí thứ 2; và 3 xe cuối đoàn vẫn còn ở trạm thu phí 
thứ 1. 
1-47 
So sánh với đoàn xe (tt) 
Trạm thu phí Trạm thu phí Đoàn 10 xe 
100 km 100 km 
Giới thiệu 
v  R: băng thông đường link (bps) 
v  L: độ dài gói tin (bits) 
v  a: tỷ lệ trung bình gói tin đến 
cường độ lưu thông = La/R 
v  La/R ~ 0: trễ trung bình nhỏ 
v  La/R -> 1: trễ trung bình lớn 
v  La/R > 1: nhiều “việc” đến hơn khả năng phục 
vụ, trễ trung bình vô hạn! 
av
er
ag
e 
 q
ue
ue
in
g 
de
la
y 
La/R ~ 0 
Trễ do xếp hàng (nhắc lại) 
La/R -> 1 
1-48 
* Check out the Java applet for an interactive animation on queuing and loss 
Giới thiệu 
Độ trễ và định tuyến trên Internet 
“thực tế” 
v  Độ trễ và sự mất mát trên Internet “thực 
tế” trông như thế nào 
v  Chương trình traceroute: giúp đo lường độ 
trễ từ nguồn tới thiết bị định tuyến cái mà 
dọc theo con đường Internet từ đầu cuối 
này đến đầu cuối kia đến đích. Với tất cả i: 
§  Gởi 3 gói tin sẽ đến bộ định tuyến I trên đường 
tới đích 
§  Router i sẽ trả về các gói tin cho người gởi 
§  Khoảng thời gian lần gửi giữa truyền và trả lời 
3 probes 
3 probes 
3 probes 
1-49 
Giới thiệu 
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 
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 
10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms 
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 * * * 
19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms 
traceroute: gaia.cs.umass.edu đến www.eurecom.fr 
3 giá trị trễ từ 
gaia.cs.umass.edu đến cs-gw.cs.umass.edu 
* Không có phản hồi (thăm dò bị mất, router không trả lời) 
trans-oceanic 
link 
1-50 
* Do some traceroutes from exotic countries at www.traceroute.org 
Độ trễ và định tuyến trên 
Internet “thực tế” 
Giới thiệu 
Sự mất gói 
v  Hàng đợi (còn gọi là bộ đệm) trước đường link 
trong bộ đệm có khả năng hữu hạn. 
v  Gói tin đến hàng đợi đầy thì sẽ bị bỏ (còn gọi là 
sự mất mát) 
v  Gói tin bị mất có thể được truyền lại bởi nút 
mạng trước đó, hay bởi hệ thống đầu cuối 
nguồn hoặc không truyền gì cả 
A 
B 
gói tin đang được truyền lại 
Gói tin đến hàng đợi đầy thì sẽ bị bỏ 
Bộ đệm 
(vùng đang đợi) 
1-51 * Check out the Java applet for an interactive animation on queuing and loss 
Giới thiệu 
Thông lượng 
v  Thông lượng: tốc độ(bits/time unit) mà các 
bit được truyền giữa người gởi và nhận 
§  tức thời: tốc độ tại thời điểm được cho 
§  trung bình: tốc độ trong thời gian dài hơn 
server, with 
file of F bits 
to send to client 
link capacity 
 Rs bits/sec 
link capacity 
 Rc bits/sec 
Máy chủ gởi các 
bit (chất lỏng) 
vào đường ống 
 đường ống có thể 
mang chất lỏng với 
tốc độ 
 Rs bits/sec 
Đường ống có thể mang 
chất lỏng với tốc độ 
Rc bits/sec 
1-52 
Giới thiệu 
Thông lượng (tt) 
v  Rs < Rc thông lượng trung bình giữa 2 đầu cuối là gì? 
 Rs bits/sec Rc bits/sec 
Rs > Rc thông lượng trung bình giữa 2 đầu cuối là gì? 
Đường link trên con đường từ điểm cuối này đến điểm cuối 
kia hạn chế thông lượng từ điểm cuối này đến điểm cuối 
kia 
Đường link nút cổ chai 
Rs bits/sec Rc bits/sec 
1-53 
Giới thiệu 
Thông lượng: Ngữ cảnh 
Internet 
10 kết nối (công bằng) chia sẽ đường 
trục thắt nút cổ chai R bits/sec 
Rs 
Rs 
Rs 
Rc 
Rc 
Rc 
R 
v  Thông lượng điểm 
cuối-cuối cho mỗi 
kết nối : 
min(Rc,Rs,R/10) 
v  Trong thực tế: Rc 
hoặc Rs thường bị 
thắt nút cổ chai 
1-54 
Giới thiệu 
Chương 1: Nội dung 
1.1 Internet là gì? 
1.2 mạng biên 
§  các hệ thống đầu cuối, mạng truy nhập, các liên 
kết 
1.3 mạng lõi 
§  Chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh, cấu trúc mạng 
1.4 độ trễ, độ trễ, thông lượng trong mạng 
1.5 Các lớp giao thức, các mô hình dịch vụ 
1.6 Mạng bị tấn công: bảo mật 
1.7 lịch sử 
1-55 
Giới thiệu 
“Tầng” giao thức 
Mạng rất phức tạp, 
với nhiều thành 
phần 
§  hosts 
§  Bộ định tuyến 
(routers) 
§  Các đường link 
của phương 
tiện truyền 
thông khác 
nhau 
§  Các ứng dụng 
§  Các giao thức 
§  Phần cứng, phần 
mềm 
Câu hỏi: 
Có hy vọng nào để tổ 
chức cấu trúc của 
mạng hay không? 
. Hoặc là ít nhất 
chúng ta thảo luận về 
mạng 
1-56 
Giới thiệu 
Tổ chức du lịch hàng không 
v  Các bước 
vé (mua) 
hành lý (kiểm tra) 
cổng (tải) 
đường băng cất cánh 
lộ trình bay 
Vé (khiếu nại) 
hành lý (lấy lại) 
cổng (không tải) 
đường băng hạ cánh 
lộ trình bay 
lộ trình bay 
1-57 
Giới thiệu 
ticket (purchase) 
baggage (check) 
gates (load) 
runway (takeoff) 
airplane routing 
Sân bay 
khởi hành 
Sân bay đến Trung tâm điều hành trung chuyển 
airplane routing airplane routing 
ticket (complain) 
baggage (claim 
gates (unload) 
runway (land) 
airplane routing 
vé 
Hành lý 
Cổng 
Cất cánh/hạ cánh 
Lộ trình bay 
Sự phân lớp của chức năng 
hàng không 
Các lớp: mỗi lớp thực hiện một dịch vụ 
§  Qua những hoạt động lớp – bên trong của 
nó 
§  Dựa trên các dịch vụ được cung cấp bởi lớp 
bên dưới 
 1-58 
Giới thiệu 
Tại sao phải phân lớp? 
Nhằm xử lý các hệ thống phức tạp 
v  Cấu trúc rõ ràng cho phép xác định quan hệ 
của các mảnh của hệ thống phức tạp 
§  Thảo luận mô hình tham chiếu được phân 
v  Mô-dun hóa làm dễ dàng việc bảo trì và cập 
nhật hệ thống 
§  Thay đổi việc thực hiện dịch vụ của các lớp là 
trong suốt với phần còn lại của hệ thống 
§  Ví dụ: thay đổi thủ tục ở cổng sẽ không ảnh 
hướng đến phần còn lại của hệ thống 
v  Xem xét những bất lợi của việc phân lớp 
1-59 
Giới thiệu 
Chồng giao thức Internet 
v  application: hổ trợ các ứng 
dụng mạng 
§  FTP, SMTP, HTTP 
v  transport: chuyển dữ liệu từ 
tiến trình này đến tiến trình 
kia (process-process) 
§  TCP, UDP 
v  network: định tuyến những gói 
dữ liệu từ nguồn tới đích 
§  IP, các giao thức định tuyến 
v  link: chuyển dữ liệu giữa các 
thành phần mạng lân cận 
§  Ethernet, 802.111 (WiFi), PPP 
v  physical: bits “trên đường 
dây” 
application 
transport 
network 
link 
physical 
1-60 
ứng dụng 
Mô hình tham chiếu ISO/OSI 
v  presentation: cho phép các 
ứng dụng giải thích ý nghĩa 
của dữ liệu, ví dụ mã hóa, 
nén, những quy ước chuyên 
biệt 
v  session: sự đồng bộ hóa, 
khả năng chịu lỗi, phục hồi 
sự trao đổi dữ liệu 
v  Chồng giao thức Internet 
“thiếu” những lớp này! 
§  Những dịch vụ này, nếu được 
cần, phải được thực hiện 
trong tầng ứng dụng 
(application) 
§  Cần hay không? 
application 
presentation 
session 
transport 
network 
link 
physical 
1-61 
Giới thiệu 
nguồn 
application 
transport 
network 
link 
physical 
Ht Hn M 
segment Ht 
datagram 
đích 
application 
transport 
network 
link 
physical 
Ht Hn Hl M 
Ht Hn M 
Ht M 
M 
network 
link 
physical 
link 
physical 
Ht Hn Hl M 
Ht Hn M 
Ht Hn M 
Ht Hn Hl M 
Bộ 
định tuyến 
Bộ 
Chuyển mạch 
Đóng gói 
message M 
M 
frame 
1-62 
Giới thiệu 
Chương 1: nội dung 
1.1 Internet là gì? 
1.2 mạng biên 
§  các hệ thống đầu cuối, mạng truy nhập, các liên 
kết 
1.3 mạng lõi 
§  Chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh, cấu trúc 
mạng 
1.4 độ trễ, độ trễ, thông lượng trong mạng 
1.5 các lớp giao thức, các mô hình dịch vụ 
1.6 Mạng bị tấn công: bảo mật 
1.7 lịch sử 
1-63 
Giới thiệu 
An toàn mạng 
v  Lĩnh vực an ninh mạng 
§  Cách mà kẻ xấu có thể tấn công mạng máy tính 
§  Cách mà chúng ta có thể bảo vệ mạng khỏi các cuộc 
tấn công 
§  làm thế nào để thiết kế những kiến trúc có thể 
miễn dịch khỏi các cuộc tấn công 
v  Internet ban đầu không được thiết kết với 
bảo mật 
§  Tầm nhìn ban đầu: “một nhóm người dùng tin tưởng 
lẫn nhau được kết nối đến một mạng trong suốt” J 
§  Nhà thiết kế giao thức Internet đang chơi “bắt kịp” 
§  An toàn được cân nhắc trong tất cả các tầng 
1-64 
Giới thiệu 
Kẻ xấu: đặt phần mềm có hại (malware ) vào 
trong hosts thông qua Internet 
v  Phần mềm có hại có thể xâm nhập vào trong 
host từ: 
§  virus: sự truyền nhiềm tự sao chép bằng việc nhận 
hoặc là thực thi đối tượng (như là e-mail 
attachment) 
§  worm: sự truyền nhiễm tự sao chép bằng việc thụ 
động tiếp nhập đối tượng mà tự nó được thực hiện 
v  Phần mềm gián điệp có thể ghi lại các phím 
nhấn, các trang wed đã vào, tải thông tin đến 
đến trang tập hợp 
v  Host bị nhiễm có thể được dùng trong mạng 
botnet, sử dụng cho thư rác. Tấn công DDoS 
1-65 
Giới thiệu 
mục tiêu 
Denial of Service (DoS): kể tấn công làm cho tài 
nguyên (máy chủ, băng thông) không sẵn sàng 
cho lưu lượng hợp pháp bằng cách trôn vùi tài 
nguyên bởi các lưu lượng giả. 
1. chọn mục tiêu 
2. đột nhập vào các hosts 
xung quanh mạng (xem 
botnet) 
3. gởi các gói tin đến mục 
tiêu từ các host đã bị 
chiếm 
kẻ xấu: tấn công máy chủ, hạ tầng mạng 
1-66 
Giới thiệu 
Kẻ xấu có thể đánh hơi các gói 
tin 
"đánh hơi" gói tin: 
§  phương tiện truyền quảng bá (broadcast media) 
(mạng chia sẽ ethernet, mạng không dây) 
§  giao diên mạng hỗn tạp đọc/ghi tất cả các gói tin 
(ví dụ password!) đi qua 
A 
B 
C 
src:B dest:A payload 
v  phần mềm wireshark được sử dụng cho thực 
hành chương cuối là một phần mềm đánh hơi gói 
tin miễn phí 
1-67 
Giới thiệu 
Kẻ xấu có thể dùng những địa 
chỉ giả mạo 
giả mạo IP: gởi gói tin với địa chỉ nguồn giả 
A 
B 
C 
src:B dest:A payload 
1-68 
 tìm hiểu nhiều hơn về bảo mật(toàn chương 8 ) 
Giới thiệu 
Chương 1: Nội dung 
1.1 Internet là gì? 
1.2 mạng biên 
§  các hệ thống đầu cuối, mạng truy nhập, các liên 
kết 
1.3 mạng lõi 
§  Chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh, cấu trúc 
mạng 
1.4 độ trễ, độ trễ, thông lượng trong mạng 
1.5 các lớp giao thức, các mô hình dịch vụ 
1.6 Mạng bị tấn công: bảo mật 
1.7 lịch sử 
1-69 
Giới thiệu 
Lịch sử Intenet 
v  1961: Kleinrock - lý 
thuyết hàng đợi cho 
thấy hiệu quả của 
chuyển mạch gói 
v  1964: Baran - chuyển 
mạch gói trong mạng 
quân sự 
v  1967: ARPAnet được 
hình thành bởi 
Advanced Research 
Projects Agency 
v  1969: nút ARPAnet 
đầu tiên hoạt động 
v  1972: 
§  bản ARPAnet công cộng 
§  NCP (Network Control 
Protocol) first host-host 
protocol 
§  chương trình email đầu 
tiên 
§  ARPAnet có 15 nút 
1961-1972: những nguyên lý chuyển mạch gói 
1-70 
Introduction 
v  1970: ALOHAnet satellite 
network in Hawaii 
v  1974: Cerf and Kahn - 
architecture for interconnecting 
networks 
v  1976: Ethernet at Xerox PARC 
v  late70’s: proprietary 
architectures: DECnet, SNA, 
XNA 
v  late 70’s: switching fixed length 
packets (ATM precursor) 
v  1979: ARPAnet has 200 nodes 
Cerf and Kahn’s 
internetworking principles: 
§  minimalism, autonomy - no 
internal changes required to 
interconnect networks 
§  best effort service model 
§  stateless routers 
§  decentralized control 
define today’s Internet 
architecture 
1972-1980: Internetworking, new and proprietary nets 
Lịch sử Internet 
1-71 
Giới thiệu 
v  1983: triển khai TCP/
IP 
v  1982: giao thức email 
smtp được định nghĩa 
v  1983: DNS được định 
nghĩa cho chuyển đổi 
từ tên miền sang địa 
chỉ IP 
v  1985: giao thức ftp 
được định nghĩa 
v  1988: điều khiển tắc 
nghẻn TCP 
v  mạng quốc gia mới: 
Csnet, BITnet, 
NSFnet, Minitel 
v  100,000 hosts được 
kết nối đến liên mạng 
1980-1990: new protocols, a proliferation of networks 
Lịch sử Internet 
1-72 
Giới thiệu 
v đầu những năm 1990: 
ARPAnet ngừng hoạt động 
v 1991: NSF gỡ bỏ các giới 
hạn về việc sử dụng thương 
mại của NSFnet (ngừng hoạt 
động, 1995) 
v đầu những năm 1990: Web 
§  hypertext [Bush 1945, 
Nelson 1960’s] 
§  HTML, HTTP: Berners-Lee 
§  1994: Mosaic, later 
Netscape 
§  cuối những năm 1990: 
thương mại hóa của web 
cuối những năm1990 – 
2000: 
v  nhiều ứng dụng killer 
hơn: instant messaging, 
P2P file sharing 
v  an ninh mạng lên hàng 
đầu 
v  ước tính 50 triệu host, 
hơn 100 triệu người 
dùng 
v  đường trục hoạt động ở 
tốc độ Gbps 
1990, 2000’s: thương mại hóa, the Web, các 
ứng dụng mới 
Lịch sử Internet 
1-73 
Giới thiệu 
2005-hiện tại 
v  ~750 triệu host 
§  điện thoại thông minh và máy tính bảng 
v  tích cực triển khai truy cập băng thông rộng 
v  truy cập không dây tốc độ cao khắp mọi nơi ngày 
càng tăng cao 
v  Sự xuất hiện của cá mạng xã hội trực tuyến: 
§  Facebook: sớm đạt 1 tỷ người sử dụng 
v  Nhà cung cấp dịch vụ (Google, Microsoft) tạo 
mạng riêng của mình 
§  Vượt qua Internet, cung cấp truy câp "tức 
thời" để tìm kiếm, email.... 
v  Thương mại điện tử, trường đại học, các doanh 
nghiệp chạy các dịch vụ của họ trong công nghệ 
"đám mây" (như là Amazon EC2) 
Lịch sử Internet 
1-74 
Giới thiệu 
Giới thiệu: tóm tắt 
v  Tổng quan Internet 
v  Giao thức là gì? 
v  Mạng biên, mạng lõi, mạng truy 
cập 
§  so sánh chuyển chuyển 
mạch gói và chuyển mạch 
kênh 
§  kiến trúc Internet 
v  Hiệu xuất: sự mất mát, độ trễ, 
thông lượng 
v  Mô hình dịch vụ và sự phân lớp 
v  An ninh mạng 
v  Lịch sử Internet 
Đạt được: 
v  bối cảnh, tổng quan, 
hiểu về mạng 
v  hiểu sâu hơn, chi tiết 
để thực hiện! 
1-75 
Các giai đoạn của circuit switching 
circuit 
establishment 

DATA 
data 
 transmission 

circuit 
termination 

Host 1 Host 2 
Node 1 Node 2 
propagation delay 
from Host 1 
to Node 1 
propagation delay 
from Host 2 
To Host 1 
processing delay at Node 1 
76 of 76 nguyenduy0606@gmail.com 12/5/2011