Nguyenlyhedieuhanh.docx

PHẦN MỞ ĐẦU Đề cương này được sử dụng để giảng dạy cho nghề Quản trị mạng máy tính có trình độ Trung cấp. Với Đề cương này người học sẽ được cung cấp những kiến thức và kỹ năng thực hành cơ bản về mạng máy tính. Từ đó tạo tiền đề cho những kiến thức nâng cao hơn về Công nghệ Thông tin, giúp người học có khả năng đi sâu hơn vào các lĩnh vực khác và có khả năng làm việc thực tế tại các cơ sở làm việc. Đề cương tập trung thảo luận 6 nội dung lớn thông qua 6 chương: - Tổng quan về công nghệ mạng máy tính - Mô hình OSI - Các mô hình mạng thông dụng - Đường truyền và thiết bị mạng - Giới thiệu giao thức TCP/IP - Hệ điều hành mạng Trong quá trình thực hiện, mặc dù Đề cương đã cố gắng thể hiện được phần nào sự cân nhắc, lựa chọn của nhóm biên soạn trong việc kết hợp giữa yêu cầu khoa học với tính thực tiễn, tính sư phạm của các bài giảng, nhưng vẫn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được các ý kiến đóng góp để có thể hoàn thiện thêm nữa nội dung của tài liệu. Xin chân thành cảm ơn! Nhóm Biên soạn: - Chủ biên: Th.s Trần Bình Thành

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN DỮ LIỆU Giới thiệu: .. Lý thuyết 4

Thực hành 1

Kiểm tra 0

Tổng 5

Mục tiêu: Sau khi học xong người học có khả năng: - Kiến thức, trình bày được: + Lịch sử mạng máy tính + Một số khái niệm về mạng máy tính + Các đặc trưng cơ bản của mạng máy tính + Các cách phân loại mạng máy tính - Kỹ năng: + Phân loại được mạng máy tính trong thực tế Nội dung chính 1.1. Khái niệm về hệ điều hành 1.1.1. Tài nguyên hệ thống 1.1.2. Khái niệm hệ điều hành 1.2. Phân loại hệ điều hành 1.2.1. Các thành phần của hệ điều hành 1.2.2. Phân loại hệ điều hành 1.2.3. Tính chất cơ bản của hệ điều hành 1.2.4. Phân lớp các chương trình trong thành phần điều khiển 1.2.5. Chức năng cơ bản của hệ điều hành 1.2.6. Nhân của hệ điều hành, tải hệ điều hành

1.3. Sơ lược lịch sử phát triển của HĐH 1.4. Các phương pháp tổ chức và truy nhập dữ liệu 1.4.1. Các phương pháp tổ chức dữ liệu 1.4.1.1. Mô hình tính toán tập trung (Centralized computing) 1.4.1.2. Mô hình tính toán phân tán (Distributed computing) 1.4.1.3. Mô hình tính toán cộng tác (Collaborative computing) 1.4.2. Các phương pháp truy cập dữ liệu Có các loại cơ bản: 1.4.2.1. Tuyến (BUS) 1.4.2.2. Vòng (RING) 1.4.2.3. Sao (STAR) 1.4.2.4. Hỗ hợp 1.4.3. Chức năng của hệ thống điều khiển dữ liệu 1.4.3.1. Mạng cục bộ (LAN - Local Area Networks) 1.4.3.2. Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Networks)

1.4.3.3. Mạng MAN 1.4.3.4. Mạng INTERNET 1.4.3.5. Mạng INTRANET 1.5. Bản ghi và khối 1.5.1. Bản ghi logic và bản ghi vật lý 1.5.2. Kết khối và tách khối 1.6. Điều khiển buffer 1.6.1. Vai trò của buffer 1.6.2. Sử dụng buffer 1.6.3. Điều khiển buffer 1.7. Quy trình chung điều khiển vào – ra 1.7.1. Các khối điều khiển dữ liệu 1.7.2. Ví dụ về sơ đồ chung điều khiển vào ra trong HĐH 1.8. Tổ chức lưu trữ dữ liệu trên bộ nhớ ngoài 1.8.1. Các khái niệm cơ bản 1.8.2. Các phương pháp quản lý không gian tự do 1.8.3. Các phương pháp cấp phát không gian tự do 1.8.4. Lập lịch cho đĩa 1.8.5. Hệ file

BÀI TẬP CHƯƠNG 1 1. Hãy chọn câu đúng nhất về định nghĩa mạng máy tính: A. Tập các máy tính kết nối với nhau bằng đường truyền vật lý. B. Tập các máy tính kết nối với nhau và hoạt động tuân theo tập giao thức. C. Tập các máy tính kết nối với nhau bằng các đường truyền vật lý và hoạt động theo một kiến trúc mạng xác định 2. Mục tiêu kết nối mạng máy tính: A. Chia sẻ tài nguyên mạng, nâng cao độ tin cậy, chinh phục khoảng cách. B. Chia sẻ phần cứng, phần mềm, nâng cao độ tin cậy, chinh phục khoảng cách. C. Chia sẻ thông tin, nâng cao độ tin cậy, chinh phục khoảng cách. D. Cung cấp các dịch vụ mạng đa dạng, chia sẻ tài nguyên, nâng cao độ tin cậy, chinh phục khoảng cách và giảm bớt các chi phí về đầu tư. 3. Các xu hướng phát triển dịch vụ mạng máy tính: A. Cung cấp các dịch vụ truy nhập vào các nguồn thông tin ở xa. B. Phát triển các dịch vụ tương tác giữa người với người trên phạm vi diện rộng. C. Xu hướng phát triển các dịch vụ giải trí trực tuyến (Online) hiện đại. D. Cả 3 câu trên. 4. Đặc trưng cơ bản của đường truyền A. Băng thông (Bandwidth). B. Thông lượng (Throughput) C. Suy hao (Attenuation) D. Tốc độ truyền dẫn. 5. Mạng cục bộ LAN (Local Area Networks): A. Quy mô của mạng nhỏ, phạm vi khoảng vài km. B. Công nghệ truyền dẫn sử dụng thường là quảng bá (Broadcast)

C. Tốc độ truyền dữ liệu cao, từ 10÷100 Mbps đến hàng trăm Gbps D. Thời gian trễ cỡ 10μs, độ tin cậy cao, tỷ số lỗi bit từ 10-8 đến 1011. E. Cấu trúc tôpô của mạng đa dạng. F. Tất cả các khảng định trên. 6. Đặc trưng cơ bản của một mạng WAN: A. Hoạt động trên phạm vi một quốc gia hoặc trên toàn cầu. B. Tốc độ truyền dữ liệu thấp so với mạng cục bộ. C. Lỗi truyền cao. D. Tất cả các khảng định trên. 7. Lợi ích khi kết nối liên mạng: A. Giảm lưu thông trên mạng B. Tối ưu hoá hiệu năng C. Đơn giản hoá việc quản trị mạng D. Hiệu quả hơn so với mạng WAN có phạm vi hoạt động lớn. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 1. Hãy trình bày mục tiêu và ứng dụng mạng máy tính. 2. Hãy phát biểu các lợi ích khi nối máy tính thành mạng. 3. Hãy trình bày tổng quát về xu hướng phát triển các dịch vụ mạng. 4. Hiểu thế nào là mạng máy tính. Hãy trình bày tóm tắt chức năng các thành phần chủ yếu của một mạng máy tính? 5. Hãy trình bày khái quát về các đặc trưng cơ bản của đường truyền: Băng thông (bandwidth), thông lượng (throughput) và suy hao (attenuation). 6. Trình bày khái niệm về mạng cục bộ LAN (Local Area Networks) và các đặc trưng cơ bản của nó. 7. Hãy trình bày cấu trúc mạng hình BUS, RING và STAR. 8. Trình bày khái niệm về mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Networks) và đặc trưng cơ bản của nó 9. Trình bày khái niệm về mạng diện rộngWAN và những đặc trưng của nó.

CHƯƠNG II. ĐIỀU KHIỂN BỘ NHỚ Giới thiệu: Chương này cung cấp cho người học những hiểu biết cơ bản nhất về mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở (OSI - Open Systems Interconnection Reference Model) một thiết kế dựa vào nguyên lý Lớp cấp, lý giải một cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy vi tính và thiết kế giao thức mạng giữa chúng. Mô hình này được phát triển thành một phần trong kế hoạch Kết nối các hệ thống mở do do ISO và IUT-T khởi xướng với thời lượng: Lý thuyết Thực hành Kiểm tra Tổng 3 2 5 Mục tiêu: Sau khi học xong người học có khả năng: - Kiến thức: + Trình bày được vai trò của mô hình OSI; + Trình bày được khái niệm dịch vụ và giao thức; + Trình bày được chức năng chính của các lớp trong mô hình OSI; + Trình bày được nguyên tắc hoạt động và chức năng của từng lớp trong mô hình. - Kỹ năng: + Vẽ được mô hình OSI (tên lớp; đơn vị dữ liệu thuộc lớp; các giao thức phổ biến thuộc lớp). Nội dung chính 2.1. Quản lý và bảo vệ bộ nhớ Mô hình OSI (Open System Interconnection): là mô hình được tổ chức ISO đề xuất từ 1977 và công bố lần đầu vào 1984. Để các máy tính và các thiết bị mạng có thể truyền thông với nhau phải có những qui tắc giao tiếp được các bên chấp nhận. Mô hình OSI là một khuôn mẫu giúp chúng ta hiểu dữ liệu đi xuyên qua mạng như thế

nào đồng thời cũng giúp chúng ta hiểu được các chức năng mạng diễn ra tại mỗi lớp. Mô hình OSI phân chia chức năng của một giao thức ra thành một chuỗi các Lớp cấp. Mỗi một Lớp cấp có một đặc tính là nó chỉ sử dụng chức năng của Lớp dưới nó, đồng thời chỉ cho phép Lớp trên sử dụng các chức năng của mình. Một hệ thống cài đặt các giao thức bao gồm một chuỗi các Lớp nói trên được gọi là "chồng giao thức" (protocol stack). Chồng giao thức có thể được cài đặt trên phần cứng, hoặc phần mềm, hoặc là tổ hợp của cả hai. Thông thường thì chỉ có những Lớp thấp hơn là được cài đặt trong phần cứng, còn những Lớp khác được cài đặt trong phần mềm. Mô hình OSI tổ chức các giao thức truyền thông thành 7 lớp, mỗi một lớp giải quyết một phần hẹp của tiến trình truyền thông, chia tiến trình truyền thông thành nhiều lớp và trong mỗi lớp có thể có nhiều giao thức khác nhau thực hiện các nhu cầu truyền thông cụ thể. Lớp ( Lớp) Đơnvị dữ liệu Giao thức phổ biến Ứng dụng (application Data HTTP; FTP; SMTP; layer - lớp 7) POP3; Tenet Trình bày (presentation Data layer - lớp 6) Phiên (session layer - lớp Data NFS; X-Windows 5) System; ASP Giao vận (transport layer - Segments TCP; UDP; SPX lớp 4) Mạng (network layer - lớp Packets IP; RIP; IPX; OSPF; 3) Apple Talk Liên kết dữ liệu (data link Frames layer - lớp 2) Vật lý (physical layer - Bits lớp 1)

Mô hình tham chiếu OSI định nghĩa các qui tắc cho các nội dung sau: - Cách thức các thiết bị giao tiếp và truyền thông được với nhau. - Các phương pháp để các thiết bị trên mạng khi nào thì được truyền dữ liệu, khi nào thì không được. - Các phương pháp để đảm bảo truyền đúng dữ liệu và đúng bên nhận. - Cách thức vận tải, truyền, sắp xếp và kết nối với nhau. - Cách thức đảm bảo các thiết bị mạng duy trì tốc độ truyền dữ liệu thích hợp. - Cách biểu diễn một bit thiết bị truyền dẫn 2.2. Điều khiển bộ nhớ liên tục theo đa bài toán 2.2.1. Khái niệm dịch vụ, giao thức 2.2.1.1. Dịch vụ Một dịch vụ là một tập các các thao tác của các thực thể (thủ tục..) của lớp (tầng) cung cấp dịch vụ cho các hoạt động các thực thể của Lớp trên kề nó. Dịch vụ lớp được định nghĩa trong suốt đối với đối tượng sử dụng dịch vụ. 2.2.1.2. Giao thức Một giao thức (Protocol) là một tập các quy tắc, quy ước về kết nối, ngữ nghĩa, định dạng, ý nghĩa của khung, gói hoặc bản tin… được các thực thể cùng lớp đàm phán, thương lượng với nhau. Các thực thể sử dụng giao thức để thực hiện sự xác định các dịch vụ. Hay nói cách khác, giao thức là “ngôn ngữ “ được dùng để truyền dữ liệu trên mạng. Để hai máy tính nói chuyện được với nhau thì chúng phải cùng dùng một giao thức (có nghĩa là cùng một ngôn ngữ). Cụm giao thức làm nhiều điều và vai trò của mô hình OSI là hiểu những kiểu mà Cụm giao thức đã làm. Hai giao thức khác nhau có thể không tương thích với nhau nhưng nếu theo mô hình OSI, cả

hai sẽ làm những điều cùng một kiểu, việc làm của nó để cho những nhà phát triển phần mềm dễ dàng để hiểu chúng làm việc như thế nào. Ví dụ, Khi ta gửi Email từ máy tính của mình đi, chương trình gửi thư (Email client) gửi dữ liệu (thư) tới "Cụm giao thức tương ứng", sau đó "Cụm giao thức" này gửi dữ liệu tới phương tiện truyền thông mạng, tiếp theo "Cụm giao thức" của một máy tính khác (máy chủ Email) nhận dữ liệu làm một vài xử lí và gửi dữ liệu tới chương trình máy chủ Email chẳng hạn. 2.2.2. Các giao thức trong mô hình OSI Trong mô hình OSI có hai loại giao thức được sử dụng: giao thức hướng liên kết (Connection - Oriented) và giao thức không liên kết (Connectionless) - Giao thức không liên kết: Dữ liệu được truyền độc lập trên các tuyến khác nhau. Với các giao thức không liên kết chỉ có giai đoạn duy nhất truyền dữ liệu. - Giao thức hướng liên kết: Trước khi truyền dữ liệu, các thực thể đồng Lớp trong hai hệ thống cần phải thiết lập một liên kết logic. Chúng thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn truyền dữ liệu. Dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu, nhằm nâng cao độ tin cậy và hiệu quả của quá trình truyền dữ liệu. Sau khi trao đổi dữ liệu, liên kết sẽ được hủy bỏ. Thiết lập liên kết logic sẽ nâng cao độ tin cậy và an toàn trong quá trình trao đổi dữ liệu. Như vậy với giao thức có liên kết, quá trình truyền thông phải gồm 3 giai đoạn phân biệt: + Thiết lập liên kết (logic): hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau (truyền dữ liệu). + Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và quản lý kèm theo (như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu,

cắt/hợp dữ liệu...) để tăng cường độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu. + Hủy bỏ liên kết (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát cho liên kết để dùng cho liên kết khác. - Gói tin của giao thức: Gói tin (Packet) được hiểu như là một đơn vị thông tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính. Những thông điệp (message) trao đổi giữa các máy tính trong mạng, được tạo dạng thành các gói tin ở máy nguồn. Và những gói tin này khi đích sẽ được kết hợp lại thành thông điệp ban đầu. Một gói tin có thể chứa đựng các yêu cầu phục vụ, các thông tin điều khiển và dữ liệu. Cấu trúc của một gói tin:

+ Hdr: phần đầu của gói tin + Trl (Trailer): Phần kiểm tra lỗi (Tầng liên kết dữ liệu) + Data: Phần dữ liệu của gói tin 2.3. Điều khiển bộ nhớ gián đoạn 2.3.1. Lớp ứng dụng (Application Layer - Lớp 7) Xác định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI. Bao gồm nhiều giao thức ứng dụng cung cấp các phương tiện cho người sử dụng truy cập vào môi trường mạng và cung cấp các dịch vụ phân tán. Khi các thực thể ứng dụng AE (Application Entity)

được thiết lập, nó sẽ gọi đến các phần tử dịch vụ ứng dụng ASE (Application Service Element). Mỗi thực thể ứng dụng có thể gồm một hoặc nhiều các phần tử dịch vụ ứng dụng. Các phần tử dịch vụ ứng dụng được phối hợp trong môi trường của thực thể ứng dụng thông qua các liên kết gọi là đối tượng liên kết đơn SAO (Single Association Object). SAO điều khiển việc truyền thông và cho phép tuần tự hóa các sự kiện truyền thông. 2.3.2. Lớp trình bày (Presentation Layer - Lớp 6) Lớp này lấy dữ liệu đã được cung cấp bởi lớp ứng dụng, biến đổi chúng thành một định dạng chuẩn để lớp khác có thể hiểu được định dạng này. Tương tự như vậy lớp này cũng biến đổi dữ liệu mà nó nhận được từ lớp phiên (lớp dưới) thành dữ liệu mà lớp lớp có thể hiểu được. Tức là giải quyết các vấn đề liên quan đến cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin được truyền. Biểu diễn thông tin người sử dụng phù hợp với thông tin làm việc của mạng và ngược lại. Thông thường biểu diễn thông tin các ứng dụng nguồn và ứng dụng đích có thể khác nhau bởi các ứng dụng được chạy trên các hệ thống có thể khác nhau. Lớp trình bày phải chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gửi đi trên mạng từ một loại biểu diễn này sang một loại khác. Để đạt được điều đó nó cung cấp một dạng biểu diễn truyền thông chung cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục bộ sang biểu diễn chung và ngược lại. 2.3.3. Lớp phiên (Session Layer - Lớp 5) Cho phép người sử dụng trên các máy khác nhau thiết lập, duy trì, huỷ bỏ và đồng bộ phiên truyền thông giữa họ với nhau. Nói cách khác Lớp phiên thiết lập "các giao dịch" giữa các thực thể đầu cuối. Dịch vụ phiên cung cấp một liên kết giữa 2 đầu cuối sử dụng dịch vụ phiên sao cho trao đổi dữ liệu một cách đồng bộ và khi kết thúc thì giải phóng liên kết. Sử dụng thẻ bài (Token) để thực hiện truyền dữ liệu, đồng bộ hóa và hủy bỏ liên kết trong các phương thức

truyền đồng thời hay luân phiên. Thiết lập các điểm đồng bộ hóa trong hội thoại. Khi xẩy ra sự cố có thể khôi phục hội thoại bắt đầu từ một điểm đồng bộ hóa đã thỏa thuận. 2.3.4. Lớp giao vận (Transport Layer - Lớp 4) Là lớp cao nhất có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống mở, kiểm soát việc truyền dữ liệu từ mút tới mút (End- to -End). Thủ tục trong 3 lớp dưới (vật lý, liên kết dữ liệu và mạng) chỉ phục vụ việc truyền dữ liệu giữa các lớp kề nhau trong từng hệ thống. Các thực thể đồng Lớp hội thoại, thương lượng với nhau trong quá trình truyền dữ liệu. Lớp giao vận thực hiện việc chia các gói tin lớn thành các gói tin nhỏ hơn trước khi gửi đi và đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo đúng thứ tự. Là lớp cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn trong truyền dữ liệu nên giao thức lớp này phụ thuộc nhiều vào bản chất của lớp mạng. Lớp giao vận có thể thực hiện việc ghép kênh (multiplex) một vài liên kết vào cùng một liên kết nối để giảm giá thành. 2.3.5. Lớp mạng (Network Layer - Lớp 3) Thực hiện các chức năng chọn đường (Routing đi cho các gói tin từ nguồn tới đích có thể trong cùng một mạng hoặc khác mạng nhau. Đường có thể được cố định, cũng có thể được định nghĩa khi bắt đầu hội thoại và có thể đường đi là động (Dynamic) có thể thay đổi với từng gói tin tuỳ theo trạng thái tải tức thời của mạng. Trong mạng kiểu quảng bá (Broadcast) routing rất đơn giản. Một chức năng quan trọng khác của lớp mạng là chức năng điều khiển tắc nghẽn (Congestion Control). Nếu có quá nhiều gói tin cùng lưu chuyển trên cùng một đường thì có thể xảy ra tình trạng tắc nghẽn. Thực hiện chức năng giao tiếp giữa các mạng khi các gói tin đi từ mạng này sang mạng khác để tới đích.

2.3.6. Lớp liên kết dữ liệu (Data link Layer - Lớp 2) Thực hiện thiết lập các liên kết, duy trì và huỷ bỏ các liên kết dữ liệu. Kiểm soát lỗi và kiểm soát lưu lượng. Chia thông tin thành các khung thông tin (Frame), truyền các khung tuần tự và xử lý các thông điệp xác nhận (Acknowledgement Frame) từ bên máy thu gửi về. Tháo gỡ các khung thành chuỗi bits không cấu trúc chuyển xuống lớp vật lý. Lớp 2 bên thu, tái tạo chuỗi bits thành các khung thông tin. Đường truyền vật lý có thể gây lỗi, nên lớp liên kết dữ liệu phải giải quyết vấn đề kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng, kiểm soát lưu lượng, ngăn không để nút nguồn gây “ ngập lụt” dữ liệu cho bên thu có tốc độ thấp hơn. Trong các mạng quảng bá, Lớp con MAC (Medium Acces Sublayer) điều khiển việc truy nhập đường truyền. Tầng liên kết dữ liệu có hai phương thức liên kết dựa trên cách kết nối các máy tính, đó là phương thức "một điểm - một điểm" và phương thức "một điểm - nhiều điểm". Với phương thức "một điểm một điểm" các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để nối các cặp máy tính lại với nhau. Phương thức "một điểm - nhiều điểm " tất cả các máy phân chia chung một đường truyền vật lý.

Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để đảm bảo cho dữ liệu nhận được giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi. Nếu một gói tin có lỗi không sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được cách thông báo cho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại. Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm 2 loại chính là các giao thức hướng ký tự và các giao thức hướng bit. Các giao thức hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mã chuẩn nào đó (như ASCII hay EBCDIC), trong khi đó các giao thức

hướng bit lại dùng các cấu trúc nhị phân (xâu bit) để xây dựng các phần tử của giao thức (đơn vị dữ liệu, các thủ tục) và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần lượt từng bit một. 2.3.7. Lớp vật lý (Physical layer - Lớp 1) Là lớp thấp nhất trong mô hình 7 lớp OSI. Các thực thể lớp vật lý giao tiếp với nhau qua một đường truyền vật lý. Lớp vật lý xác định các chức năng, thủ tục về điện, cơ, quang để kích hoạt, duy trì và giải phóng các kết nối vật lý giữa các hệ thống mạng. Cung cấp các cơ chế về điện, cơ, hàm, thủ tục,... nhằm thực hiện việc kết nối các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý. Đảm bảo cho các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bits thông tin. Các chuẩn trong lớp vật lý là các chuẩn xác định giao diện người sử dụng và môi trường mạng. Các giao thức lớp vật lý có hai loại truyền dị bộ (Asynchronous) và truyền đồng bộ (Synchronous). BÀI TẬP CHƯƠNG II 1. Lớp nào xác định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI. A. Lớp ứng dụng B. Lớp trình bày C. Lớp phiên D. Lớp vận chuyển 2. Lớp nào cung cấp một dạng biểu diễn truyền thông chung cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục bộ sang biểu diễn chung và ngược lại. A. Lớp mạng B. Lớp trình bày C. Lớp phiên D. Lớp vật lý 3. Lớp nào thiết lập, duy trì, huỷ bỏ “các giao dịch" giữa các thực thể đầu cuối. A. Lớp mạng B. Lớp liên kết dữ liệu C. Lớp phiên D. Lớp vật lý 4. Lớp nào có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu A. Lớp mạng B. Lớp vận chuyển

C. Lớp liên kết dữ liệu D. Lớp vật lý 5. Những thuật ngữ nào dùng để mô tả các đơn vị dữ liệu sử dụng trong Lớp liên kết dữ liệu: A. Datagram. B. Packet. C. Message D. Frame 6. Lớp nào thực hiện mã hoá dữ liệu? A. Lớp mạng B. Lớp vận chuyển. C. Lớp liên kết dữ liệu. D. Lớp phiên. E. Lớp ứng dụng F. Lớp trình bày. 7. Lớp nào thực hiện bàn giao các thông điệp giữa các tiến trình trên các thiết bị? A. Lớp mạng. B. Lớp vận chuyển. C. Lớp liên kết dữ liệu. D. Lớp phiên. E. Lớp ứng dụng. 8. Lớp nào thực hiện việc phân giải địa chỉ/tên? A. Lớp mạng. B. Lớp vận chuyển. C. Lớp liên kết dữ liệu. D. Lớp ứng dụng 9. Khẳng định nào đúng: A. Lớp liên kết dữ liệu xử lý lưu thông giữa các thiết bị. B. Lớp mạng xử lý lưu thông giữa các tiến trình của Lớp trên. C. Lớp vận chuyển xử lý lưu thông giữa các thiết bị đầu cuối. D. Tất cả đều đúng. 10. Điều khiển cuộc liên lạc là chức năng của Lớp: A. Vật lý. B. Lớp mạng. C. Lớp phiên. D. Lớp trình bày. 11. Chức năng của Lớp trình bày: A. Mã hoá dữ liệu. B. Trình bày dữ liệu trên các thiết bị hiển thị. C. Phiên dịch dữ liệu. D. Chuyển đổi dạng thức hiển thị. 12. Chức năng của Lớp ứng dụng A. Dịch vụ in mạng. B. Các ứng dụng của người sử dụng đầu cuối.

C. Hệ khách truy nhập các dịch vụ mạng. D. Quảng cáo các dịch vụ. 13. Chức năng giao thức: A. Đóng gói, phân đoạn và hợp lại. B. Điều khiển liên kết và giám sát. C. Điều khiển lưu lượng và điều khiển lỗi. D. Đồng bộ hoá và địa chỉ hoá. E. Tất cả các khảng định trên. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG II 1. Trình bày vai trò của mô hình OSI. 2. Phân biệt Dịch vụ và Giao thức. 3. Trình bày vai trò và chức năng chủ yếu của lớp phiên (Session Layer). 4. Trình bày vai trò & chức năng của lớp vận chuyển (Transport Layer). 5. Trình bày vai trò & chức năng lớp mạng (Network Layer). 6. Trình bày vai trò & chức năng lớp liên kết dữ liệu (Data link Layer). 7. Hiểu thế nào là thực thể lớp vật lý và dịch vụ lớp vât lý. 8. Giao thức lớp vật lý khác với giao thức các tầng khác như thế nào?

CHƯƠNG III. ĐIỀU KHIỂN CPU, ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH, HỆ ĐIỀU HÀNH ĐA XỬ LÝ Giới thiệu: Chương này cung cấp kiến thức cơ bản nhất cho người học về kỹ thuật mạng trong các mô hình mạng LAN thông dụng và các phương pháp truy cập đường truyền vật lý thông dụng với thời lượng: Lý thuyết Thực hành Kiểm tra Tổng 3 8 1 12 Mục tiêu: Sau khi học xong người học có khả năng: - Kiến thức: + Trình bày được các kỹ thuật mạng thông dụng trong các mô hình mạng cục bộ (LAN); + Trình bày được các phương pháp truy nhập đường truyền thông dụng. - Kỹ năng: + Thực hiện được các thao tác an toàn với máy tính. Nội dung chính 3.1. Các khái niệm cơ bản 3.1.1. Topo mạng Cách kết nối các máy tính với nhau về mặt hình học mà ta gọi là tô pô của mạng. Có hai kiểu nối mạng chủ yếu đó là: nối kiểu điểm - điểm (point - to - point) và nối kiểu điểm - nhiều điểm (point - to - multipoint hay broadcast). - Theo kiểu điểm - điểm, các đường truyền nối từng cặp nút với nhau và mỗi nút đều có trách nhiệm lưu giữ tạm thời sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho tới đích. Do cách làm việc như vậy nên mạng kiểu này còn được gọi là mạng "lưu và chuyển tiếp" (store and forward).

- Theo kiểu điểm - nhiều điểm, tất cả các nút phân chia nhau một đường truyền vật lý chung. Dữ liệu gửi đi từ một nút nào đó sẽ được tiếp nhận bởi tất cả các nút còn lại trên mạng, bởi vậy cần chỉ ra địa chỉ đích của dữ liệu để căn cứ vào đó các nút kiểm tra xem dữ liệu đó có phải gửi cho mình không. Tô pô của mạng rộng thông thường là nói đến sự liên kết giữa các mạng cục bộ thông qua các bộ dẫn đường (router). Đối với mạng rộng topo của mạng là hình trạng hình học của các bộ dẫn đường và các kênh viễn thông còn khi nói tới tô pô của mạng cục bộ người ta nói đến sự liên kết của chính các máy tính. 3.1.2. Kỹ thuật mạng có cấu trúc dạng hình Bus

- Trong dạng đường thẳng các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). - Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver). - Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu được truyền trên cả hai chiều của đường truyền theo từng gói một, mỗi gói đều phải mang địa chỉ trạm đích. Các trạm khi thấy dữ liệu đi qua nhận lấy, kiểm tra, nếu đúng với địa chỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì bỏ qua. - Dữ liệu truyền dựa trên điểm - nhiều điểm hoặc quảng bá.

- Một số thông số kỹ thuật của kiến trúc mạng bus. Theo chuẩn IEEE 802.3 (cho mạng cục bộ) với cách đặt tên qui ước theo thông số: tốc độ truyền tín hiệu (1, 10 hoặc 100 Mb/s); BASE (nếu là Baseband) hoặc BROAD (nếu là Broadband). +10BASE5: Dùng cáp đồng trục đường kính lớn (10mm) với trở kháng 50 Ohm, tốc độ 10 Mb/s, phạm vi tín hiệu 500m/segment, có tối đa 100 trạm, khoảng cách giữa 2 tranceiver tối thiểu 2,5m (Phương án này còn gọi là Thick Ethernet hay Thicknet) + 10BASE2: tương tự như Thicknet nhưng dùng cáp đồng trục nhỏ (RG 58A), có thể chạy với khoảng cách 185m, số trạm tối đa trong 1 segment là 30, khoảng cách giữa hai máy tối thiểu là 0,5m. Dạng kết nối này có ưu điểm là ít tốn dây cáp, tốc độ truyền dữ liệu cao tuy nhiên nếu lưu lượng truyền tăng cao thì dễ gây ách tắc và nếu có trục trặc trên hành lang chính thì khó phát hiện ra. - Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng đường thẳng là mạng Ethernet và G-net. - Ưu điểm: + Kết nối đều đơn giản, dễ lắp đặt, dễ thay đổi cấu hình; + Ít tốn dây cáp, tốc độ truyền dữ liệu cao. - Hạn chế: + Nếu lưu lượng truyền tăng cao thì dễ gây ách tắc và nếu có trục trặc trên hành lang chính thì khó phát hiện ra. + Nếu xảy ra sự cố trên đường truyền, toàn bộ các máy trong mạng không thể giao tiếp với nhau được nữa. Giao thức quản lý truy nhập đường truyền phức tạp.

3.1.3. Kỹ thuật mạng có cấu trúc dạng hình vòng (RING)

- Tín hiệu được lưu chuyển theo một chiều duy nhất. Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức điểm-điểm (Point - to - Point), qua đó mỗi trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một. - Mỗi trạm của mạng được nối với vòng qua một bộ chuyển tiếp (Repeater) có nhiệm vụ nhận tín hiệu rồi chuyển tiếp đến trạm kế tiếp trên vòng. Như vậy tín hiệu được lưu chuyển trên vòng theo một chuỗi các liên kết điểm - điểm giữa các Repeater do đó cần có giao thức điều khiển việc cấp phát quyền được truyền dữ liệu trên vòng cho các trạm có nhu cầu. - Mỗi gói dữ liệu đều mang địa chỉ trạm đích, mỗi trạm khi nhận được một gói dữ liệu kiểm tra nếu đúng với địa chỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì sẽ phát lại cho trạm kế tiếp, cứ như vậy gói dữ liệu đi được đến đích. - Để tăng độ tin cậy của mạng, ta phải lắp vòng dự phòng (vòng phụ), khi đường truyền trên vòng chính bị sự cố thì vòng phụ được sử dụng với chiều đi của tín hiệu ngược với chiều đi của vòng chính. - Thường sử dụng cáp đồng trục hoặc cáp xoắn đôi.

- Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng vòng tròn là mạng Tocken ring của IBM. - Ưu điểm: + Kết nối đều đơn giản, dễ lắp đặt, dễ thay đổi cấu hình; + Ít tốn dây cáp, tốc độ truyền dữ liệu cao; không gây ách tắc. - Hạn chế: + Đòi hỏi giao thức truy nhập đường truyền khá phức tạp. + Nếu xảy ra sự cố trên đường truyền, tất cả các máy trong mạng không thể giao tiếp với nhau. 3.1.4. Kỹ thuật mạng có cấu trúc dạng hình sao (STAR)

- Tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương thức "một điểm - một điểm ". - Thiết bị trung tâm hoạt động giống như một tổng đài cho phép thực hiện việc nhận và truyền dữ liệu từ trạm này tới các trạm khác. Tùy theo yêu cầu truyền thông trong mạng, thiết bị trung tâm có thể là một bộ chuyển mạch (switch), một bộ chọn đường (router) hoặc đơn giản là một bộ phân kênh (Hub). Có nhiều cổng ra và mỗi cổng nối với một máy. - Thông số kỹ thuật: theo chuẩn IEEE 802.3 mô hình dạng Star thường dùng: + 10BASE-T: dùng cáp UTP, tốc độ 10 Mb/s, khoảng cách từ thiết bị trung tâm tới trạm tối đa là 100m.

+ 100BASE-T tương tự như 10BASE-T nhưng tốc độ cao hơn 100 Mb/s. - Ưu điểm: + Kết nối đều đơn giản, dễ lắp đặt, dễ thay đổi cấu hình; + Không đụng độ hay ách tắc trên đường truyền. Nếu có trục trặc trên một trạm thì cũng không gây ảnh hưởng đến toàn mạng qua đó dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố. - Hạn chế: + Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100 m với công nghệ hiện đại) tốn đường dây cáp nhiều. + Tốc độ truyền dữ liệu không cao. 3.2. Trạng thái của quá trình 3.2.1. Phương thức truyền tín hiệu Thông thường có hai phương thức truyền tín hiệu trong mạng cục bộ là dùng băng tần cơ sở (baseband) và băng tần rộng (broadband). Sự khác nhau chủ yếu giữa hai phương thức truyền tín hiệu này là băng tầng cơ sở chỉ chấp nhận một kênh dữ liệu duy nhất trong khi băng rộng có thể chấp nhận đồng thời hai hoặc nhiều kênh truyền thông cùng phân chia giải thông của đường truyền. Hầu hết các mạng cục bộ sử dụng phương thức băng tần cơ sở. Với phương thức truyền tín hiệu này này tín hiệu có thể được truyền đi dưới cả hai dạng: tương tự (analog) hoặc số (digital). Phương thức truyền băng tần rộng chia giải thông (tần số) của đường truyền thành nhiều giải tần con trong đó mỗi dải tần con đó cung cấp một kênh truyền dữ liệu tách biệt nhờ sử dụng một cặp modem đặc biệt gọi là bộ giải / Điều biến RF cai quản việc biến đổi các tín hiệu số thành tín hiệu tương tự có tần số vô tuyến (RF) bằng kỹ thuật ghép kênh.

3.2.2. Các phương pháp truy nhập đường truyền thông dụng Có nhiều phương pháp khác nhau để truy nhập đường truyền vật lý, được phân làm hai loại: phương pháp truy nhập ngẫu nhiên, và phương pháp truy nhập có điều kiện. Trong đó có 3 phương pháp hay dùng nhất trong các mạng cục bộ hiện nay: phương pháp CSMA/CD, Token Bus, Token Ring [6] 3.2.2.1. Phương pháp CSMA/CD CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có phát hiện xung đột Phương pháp này sử dụng cho topo dạng tuyến tính, trong đó tất cả các trạm của mạng đều được nối trực tiếp vào bus. Mọi trạm đều có thể truy nhập vào bus chung (đa truy nhập) một cách ngẫu nhiên và do vậy rất có thể dẫn đến xung đột (hai hoặc nhiều trạm đồng thời truyền dữ liệu). Dữ liệu được truyền trên mạng theo một khuôn dạng đã định sẵn trong đó có một vùng thông tin điều khiển chứa địa chỉ trạm đích Phương pháp CSMA/CD là phương pháp cải tiến từ phương pháp CSMA hay còn gọi là LBT (Listen Before Talk - Nghe trước khi nói). Tư tưởng của nó: một trạm cần truyền dữ liệu trước hết phải “nghe” xem đường truyền đang rỗi hay bận. Nếu rỗi thì truyền dữ liệu đi theo khuôn dạng đã quy định trước. Ngược lai, nếu bận (tức là đã có dữ liệu khác) thì trạm phải thực hiện một trong 3 giải thuật sau (gọi là giải thuật “kiên nhẫn”) - Giải thuật 1: Tạm “rút lui” chờ đợi trong một thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi lại bắt đầu nghe đường truyền (Non persistent không kiên trì) - Giải thuật 2: Tiếp tục “nghe” đến khi đường truyền rỗi thì truyền dữ liệu đi với xác suất = 1 - Giải thuật 3: Tiếp tục “nghe” đến khi đường truyền rỗi thì truyền đi với xác suất p xác định trước (0 < p <1)

3.2.2.2. Phương pháp Token BUS (phương pháp bus với thẻ bài) Phương pháp truy nhập có điểu khiển dùng kỹ thuật “chuyển thẻ bài” để cấp phát quyền truy nhập đường truyền. Thẻ bài (Token) là một đơn vị dữ liệu đặc biệt, có kích thước và có chứa các thông tin điều khiển trong các khuôn dạng Nguyên lý: Để cấp phát quyền truy nhập đường truyền cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu,một thẻ bài được lưu chuyển trên một vòng logic thiết lập bởi các trạm đó. Khi một trạm nhận được thẻ bài thì nó có quyền sử dụng đường truyền trong một thời gian định trước. Trong thời gian đó nó có thể truyền một hoặc nhiều đơn vị dữ liệu. Khi đã hết dữ liệu hay hết thời đoạn cho phép, trạm phải chuyển thẻ bài đến trạm tiếp theo trong vòng logic. Như vậy công việc phải làm đầu tiên là thiết lập vòng logic (hay còn gọi là vòng ảo) bao gồm các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu được xác định vị trí theo một chuỗi thứ tự mà trạm cuối cùng của chuỗi sẽ tiếp liền sau bởi trạm đầu tiên. Mỗi trạm được biết địa chỉ của các trạm kề trước và sau nó. Thứ tự của các trạm trên vòng logic có thể độc lập với thứ tự vật lý. Các trạm không hoặc chưa có nhu cầu truyền dữ liệu thì không được đưa vào vòng logic và chúng chỉ có thể tiếp nhận dữ liệu.

3.2.2.3. Phương pháp Token Ring Phương pháp này dựa trên nguyên lý dùng thẻ bài để cấp phát quyền truy nhập đường truyền. Thẻ bài lưu chuyển theo vòng vật lý chứ không cần thiết lập vòng logic như phương pháp trên Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bit biểu diễn trạng thái sử dụng của nó (bận hoặc rỗi). Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được một thẻ bài rỗi. Khi đó nó sẽ đổi bit trạng thái thành bận và truyền một đơn vị dữ liệu cùng với thẻ bài đi theo chiều của vòng. Giờ đây không còn thẻ bài rỗi trên vòng nữa, do đó các trạm có dữ liệu cần truyền buộc phải đợi. Dữ liệu đến trạm đích sẽ được sao lại, sau đó cùng với thẻ bài đi tiếp cho đến khi quay về trạm nguồn. Trạm nguồn sẽ xoá bỏ dữ liệu, đổi bit trạng thái thành rỗi cho lưu chuyển tiếp trên vòng để các trạm khác có thể nhận được quyền truyền dữ liệu.

3.3. Điều phối quá trình 3.4. Các thuật toán lập lịch 3.5. Hệ thống ngắt 3.6. Hiện tượng bế tắc 3.7. Hệ điều hành đa xử lý tập trung 3.8. Hệ điều hành đa xử lý phân tán

BÀI TẬP CHƯƠNG III CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG III 1. Trình bày cấu trúc kiểu điểm - điểm (Point to Point), kiểu quảng bá (Point to Multipoint, Broadcast). 2. Những khác biệt cơ bản giữa kiểu điểm - điểm và quảng bá? 3. Hãy trình bày cấu trúc mạng hình BUS, RING và STAR. 4. Sự khác nhau cơ bản giữa mạng hình BUS và mạng hình RING ? 5. Trình bày các phương pháp truy cập đường truyền vật lý.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. 2.

3. 4. 5. 6. 7.

Nguyễn Bình Dương http://voer.edu.vn/c/mang-maytinh/a8dbbd6b, trích dẫn 10/01/2019. http://it24h.edu.vn/index.php/tin-tuc-cong-nghe-ict24h/item/88-gioi-thieu-mang-may-tinh-computer-network, trích dẫn 10/01/2019 http://voer.edu.vn/m/nhung-khai-niem-co-ban-cua-mang-maytinh/8008639c, trích dẫn 10/01/2019 http://voer.edu.vn/c/mo-hinh-osi/06efff39/ada23423, trích dẫn 11/01/2019 http://www.tuvantinhoc1088.com/cac-van-de-khac/mo-hinhosi-cho-nhng-giao-thc-mng-14053, trích dẫn ngày 11/01/2019 http://voer.edu.vn/m/cac-phuong-phap-truy-nhap-duong-truyenvat-ly/61e112e1, trích dẫn ngày 12/01/2019 http://hocday.com/b-lao-ng-thng-binh-v-x-hi-tng-cc-dyngh.html?page=4