------------
Giao thức mạng
Giao thức mạng cũng tương tự như cách thức giao tiếp của con
người, chỉ khác là đối tượng thực hiện việc gửi và nhận thông điệp là phần cứng
hoặc phần mềm của các thiết bị (như máy tính, điện thoại thông minh, máy tính
bảng, bộ định tuyến, hoặc các thiết bị mạng khác).
Hoạt động giao tiếp của từ hai thiết bị trở lên trên
Internet đều được thực hiện bởi các giao thức. Ví dụ, các giao thức mức phần
cứng sẽ kiểm soát luồng bit được truyền giữa hai cạc mạng; các giao thức kiểm
soát nghẽn mạng trên mỗi thiết bị cuối sẽ điều tiết tốc độ truyền các gói; các
giao thức tại các router sẽ tìm đường đi cho các gói. Các giao thức đang hoạt
động khắp nơi trên Internet.
Trong Hình 2, phía phải là một ví dụ về giao thức mạng máy tính. Tại máy client, khi bạn muốn kết nối tới máy Web server, bạn sẽ phải nhập địa chỉ của trang web (thường gọi là URL) vào trình duyệt web. Máy tính của bạn sẽ gửi yêu cầu kết nối tới Web server và đợi trả lời. Web server sẽ nhận yêu cầu kết nối của bạn, và sẽ gửi lại thông báo đồng ý kết nối. Lúc này, máy tính của bạn sẽ gửi tiếp một yêu cầu để lấy nội dung trang web từ Web server, sử dụng thông điệp GET. Cuối cùng, Web server sẽ gửi nội dung trang web về máy bạn.
Giao thức sẽ quy định cách thức và thứ tự trao đổi thông
điệp giữa các đối tượng giao tiếp, đồng thời nó cũng quy định các hành động cần
thực hiện trong quá trình gửi và nhận thông điệp cũng như các sự kiện khác.
Tìm hiểu các giao thức cũng chính là tìm hiểu về hệ thống
mạng cũng như hệ thống Internet.
1.2 Phần biên của mạng
Ở phần trước đã đề cập ở mức tổng quan về Internet và các
giao thức mạng. Phần này sẽ tìm hiểu sâu hơn một chút về hệ thống mạng và
Internet. Để bắt đầu, chúng ta cùng tìm hiểu về phần biên của mạng cũng như
các thiết bị cuối quen thuộc (máy tính, điện thoại thông minh và các thiết bị
khác).
Gọi là thiết bị cuối vì chúng nằm ở phần biên của hệ thống
mạng hay của Internet. Ví dụ trong Hình 3,
các thiết bị cuối gồm các máy tính để bàn, server, các thiết bị di động (máy
tính xách tay, điện thoại thông minh, máy tính bảng). Ngoài ra, còn có ngày
càng nhiều các thiết bị khác được gắn vào hệ thống Internet.
Các thiết bị cuối còn có tên gọi khác là các host. Host là
một thiết bị có cung cấp phần cứng và phần mềm cho một số ứng dụng mạng chạy
trên đó. Ứng dụng mạng có thể là trình duyệt web, chương trình web server,
chương trình email client, chương trình email server. Host được chia thành hai
loại client và server. Client thường là máy để bàn, máy xách tay, điện thoại
thông minh. Server là các máy tính có cấu hình mạnh, được sử dụng để lưu trữ và
cung cấp các dịch vụ như web, video, chuyển tiếp email, tìm kiếm thông tin.
Hiện nay, dữ liệu của hệ thống mạng thường được lưu trên các trung tâm dữ liệu
(data center). Ví dụ, Google có khoảng 30–50 trung tâm dữ liệu, có nhiều trung
tâm dữ liệu chứa tới hơn một trăm ngàn server.
1.2.1 Mạng truy cập
Phần trên đã đề cập đến các ứng dụng mạng, các thiết bị
cuối, đây được xem như là cửa vào của hệ thống mạng. Phần này sẽ bước thêm một
bước nữa vào hệ thống mạng, đó là mạng truy cập.
Xét toàn bộ đường kết nối từ thiết bị cuối này đến thiết bị
cuối khác, mạng truy cập chính là phần kết nối vật lý từ thiết bị cuối đến
router đầu tiên - thường gọi là router biên. Xem Hình 4,
các đường đậm màu xanh chính là mạng truy cập.
 |
Mạng truy cập có thể là mạng trong hộ gia đình (home network),
mạng cơ quan/doanh nghiệp (enterprise network), mạng di động (mobile network).
1.2.1.1 Mạng hộ gia đình
Đối với các gia đình, họ có thể kết nối vào hệ thống mạng
Internet bằng nhiều công nghệ khác nhau, ví dụ: thuê bao số (DSL), cáp truyền
hình (cable), cáp quang (FTTH), quay số (dial-up) và vệ tinh (satellite).
Hiện nay, tại các nước phát triển, tỉ lệ các hộ gia đình có
kết nối Internet là trên 65 phần trăm. Riêng Hàn Quốc, Hà Lan, Phần Lan và Thụy
Điển tỉ lệ này là trên 80 phần trăm. Tất cả đều kết nối bằng đường truyền băng
thông rộng, tốc độ cao. Rõ ràng Internet đã trở nên rất phổ biến trong cuộc
sống hàng ngày, để có cái nhìn tổng quan về mạng truy cập, chúng ta sẽ cùng xem
các hộ gia đình kết nối Internet bằng
cách nào.
Với hộ gia đình, có một số hình thức kết nối Internet phổ
biến là DSL, FTTH và cable. Kết nối DSL sử dụng hạ tầng của mạng điện thoại,
hoặc hệ thống cáp điện thoại của nhà cung cấp dịch vụ (ISP). Xem minh họa trong
Hình 5.
 |
Trong hình 5, modem DSL của hộ gia đình sẽ được kết nối tới
DSLAM (digital subscriber line access multiplexer) gần nhất của nhà cung cấp
dịch vụ. Modem sẽ chuyển đổi từ tín hiệu dạng số của máy tính thành tín hiệu dạng
tương tự, rồi gửi qua đường cáp điện thoại tới DSLAM. Tại DSLAM tín hiệu dạng
tương tự lại được chuyển thành tín hiệu dạng số trước khi gửi vào hệ thống
Internet.
Đường cáp điện thoại sẽ cùng lúc truyền tải được cả tín hiệu
của điện thoại và dữ liệu của Internet.
Chúng được phân chia dựa trên tần số
như sau:
-
Dải tần từ 0 đến 4 kHz được dùng cho điện thoại
-
Dải tần từ 4 kHz tới 50 kHz được dùng cho đường
truyền lên (upstream) của Internet
-
Dải tần từ 50 kHz tới 1 MHz được dùng cho đường
truyền xuống (downstream) của Internet
Như vậy, trên một sợi dây cáp điện thoại, sẽ cùng lúc có ba
đường truyền riêng biệt. Nghĩa là có thể vừa dùng Internet vừa dùng điện thoại
được. Thiết bị được sử dụng để tách tín hiệu của điện thoại và Internet tại hộ
gia đình là splitter (bộ chia), tại nhà cung cấp dịch vụ là DSLAM. Mỗi DSLAM cho
phép hàng trăm hoặc hàng ngàn kết nối từ hộ gia đình.
Theo chuẩn của DSL tại ITU 1999, tốc độ truyền dữ liệu theo
chiều xuống là 12 Mbps, theo chiều lên là 1.8 Mbps; tại ITU 2003, tốc độ truyền
dữ liệu theo chiều xuống là 24 Mbps, theo chiều lên là 2.5 Mbps. Vì tốc độ theo
chiều lên và xuống khác nhau nên người ta hay gọi nó là mạng bất đối xứng (asymmetric),
viết tắt là ADSL. Tuy nhiên, tốc độ trong thực tế sẽ thấp hơn chuẩn đã đưa ra, vì
nó còn tùy thuộc vào gói dịch vụ bạn lựa chọn, tùy thuộc vào khoảng cách và chất
lượng đường truyền. Mạng DSL được thiết kế cho phép các hộ gia đình cách xa
DSLAM từ 8 km đến 16 km đều có thể sử dụng được, nếu hộ gia đình ở ngoài khoảng
cách này thì phải sử dụng giải pháp khác.
Một cách khác để các hộ gia đình có thể kết nối Internet là
sử dụng hạ tầng cáp truyền hình (cable Internet access). Xem Hình
6.
 |
Như trong Hình 6,
nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáp sẽ sử dụng đường cáp quang (fiber optic)
để kết nối từ trung tâm tới các điểm đấu nối tại các khu dân cư, từ điểm đấu
nối, sẽ sử dụng cáp đồng trục (coaxial) để nối tới từng hộ gia đình. Mỗi điểm
đấu nối cho phép kết nối từ 500 đến 5000 hộ. Vì hệ thống mạng này sử dụng cả
hai loại cáp nên người ta hay gọi nó là mạng HFC (hybrid fiber coax).
-------------
lược dịch
James F. Kurose, Keith
W. Ross, Computer Networking – A Top-Down
Approach, Pearson, 2013
------------
Cập nhật 2016/6/5
------------