Computer networks

1.1 Tổng quan

Trọng tâm môn học

Chúng ta đã rất quen thuộc với việc sử dụng máy tính để vào mạng hàng ngày. Vào mạng để đọc báo, thông tin liên lạc, nghe nhạc, mua bán, chuyển khoản…v.v.

Mô hình dưới đây thể hiện một cách đơn giản nhất hoạt động của hệ thống mạng.

Ví dụ, người dùng ngồi tại các máy tính Client muốn đọc một trang web hoặc nghe một bản nhạc, họ sẽ gửi yêu cầu tới máy tính Server. Khi nhận được yêu cầu Server sẽ gửi trang web hoặc bản nhạc tới người dùng.

Nếu quan sát quá trình sử dụng mạng của người dùng, chúng ta chỉ quan sát được quá trình người dùng mở trình duyệt (Internet Explorer, Mozilla Firefox, Chrome…v.v), nhập địa chỉ của trang web, nhận kết quả gửi về từ Server. Các hoạt động thực sự ở bên trong hệ thống mạng, chúng ta không thể quan sát được. Mục đích của môn học là giúp người học có thể hiểu được hoạt động của hệ thống mạng.

Hệ thống mạng có thể tạm chia thành ba chủ đề (tầng) lớn là: Distributed Systems, Networking và Communication. Chức năng tại mỗi tầng được minh họa trong bảng sau:

Distributed Systems	Hệ thống phân tán. Ví dụ: WWW, internet, intranet, các ứng dụng trên mạng.
Networking	Truyền các gói tin (packet) trên hệ thống mạng.
Communication	Truyền các bit dữ liệu dựa trên tín hiệu (signal).

Môn học sẽ tập trung chủ yếu vào chủ đề Networking, tuy nhiên, cũng đề cập một ít về Distributed System và Communication.

Mục tiêu của môn học

Môn học giúp người học nắm được hai nội dung lớn là:

- Hoạt động của Internet: giải thích được các tiến trình đã xảy ra khi bạn duyệt web, tìm hiểu về TCP/IP, DNS, HTTP, NAT, VPNs, 802.11…v.v.

- Các kiến thức cơ bản về hệ thống mạng.

Tại sao kiến thức cơ bản về hệ thống mạng lại quan trọng:

- Khi có kiến thức cơ bản về hệ thống mạng, bạn có thể hiểu và làm việc được với tất cả các hệ thống mạng khác nhau.

- Kiến thức nền tảng bao giờ cũng có tính ổn định trong thời gian dài.

- Có kiến thức cơ bản giúp hiểu về hệ thống hiện tại, đồng thời có thể đề xuất các cải tiến cho hệ thống.

- Kiến thức cơ bản giúp bạn có cái nhìn toàn diện về hệ thống, từ đó có thể đưa ra giải pháp để giải quyết các vấn đề liên quan đến:

o Tính tin cậy của dữ liệu truyền trên mạng.

o Tính thích ứng của hệ thống trước sự phát triển của hệ thống mạng cả về quy mô và dịch vụ.

o Sử dụng tối ưu băng thông mạng, trong môi trường nhiều người dùng.

o Bảo đảm an toàn cho hệ thống, dữ liệu trước các mối đe dọa liên quan đến bảo mật.

Internet hiện nay đã rất phổ biến, vì vậy hiểu được hoạt động của Internet sẽ giúp bạn nâng cao hiệu quả khi khai thác, biết được các tác động của Internet đối với đời sống hàng ngày và quan trọng nhất là có nhiều cơ hội tìm kiếm việc làm nếu có kiến thức về hệ thống Internet.

Internet được hình thành vào những năm 1970 với một số lượng nhỏ nút mạng (node), là hệ thống kết nối các máy tính của một số trường đại học và viện nghiên cứu của Mỹ. Tên ban đầu của Internet là ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network). Hình sau minh họa tiến trình phát triển về số lượng các nút mạng của Internet.

Ví dụ về một số thay đổi của hệ thống mạng để thích ứng với những thay đổi của môi trường người dùng:

Những thay đổi của môi trường người dùng	Những thay đổi để thích ứng của hệ thống mạng
Sự phát triển nhanh chóng của hệ thống web	Mạng nội dung phân tán (content distribution network)
Sự phát triển của dữ liệu âm thanh, hình ảnh dạng số	Chia sẻ dữ liệu ngang hàng peer-to-peer
Giá thành/đơn vị dữ liệu ngày càng giảm	Hệ thống VoIP
Số lượng kết nối tăng nhanh	IPv6
Sự phát triển của công nghệ không dây	Các thiết bị di động (mobile device)

Ảnh hưởng của Internet đến xã hội

- Tiếp cận tri thức dễ dàng, miễn phí, ví dụ: hệ thống wikipedia.

- Thực hiện các giao tác liên quan đến thương mại điện tử dễ dàng, ví dụ: hệ thống PayPal.

- Hẹn hò, kết bạn trực tuyến, ví dụ: match.com

- Trao đổi thông tin không bị kiểm duyệt, ví dụ: tor

Ảnh hưởng của Internet đến lĩnh vực kinh tế

Làm xuất hiện các hình thức kinh doanh mới:

- Google: với dịch vụ quảng cáo có trả tiền thông qua dịch vụ tìm kiếm (adverstising-sponsored search).

- Amazon: Bán hàng trực tuyến theo kiểu “cái đuôi dài” (long tail), tức là cung cấp cho khách hàng danh sách, trạng thái về tất cả các mặt hàng mà công ty đang có, điều này rất khó thực hiện với các cửa hàng truyền thống.

- eBay: thị trường trực tuyến, cho phép người mua và người bán thỏa thuận về giá cả, hình thức thanh toán trên mạng.

- Giao việc cho mạng lưới các cộng tác viên, thực hiện gia công từ xa. Một hình thức tận dụng ưu thế đám đông (crowdsourcing).

Vai trò của hệ thống mạng

- Chia sẻ tài nguyên: bao gồm chương trình máy tính, thiết bị, dữ liệu.

- Cho phép nhân viên ở xa có thể truy cập vào hệ thống mạng nội bộ như khi anh ta đang trực tiếp ở trong mạng nội bộ: sử dụng VPN.

- Cung cấp môi trường trao đổi thông tin: thư điện tử (email), trao đổi trực tiếp dạng văn bản (instant messaging, Twitter), trao đổi trực tiếp bằng giọng nói qua mạng Internet (IP telephony hay Voice over IP), hội nghị truyền hình (video conference).

- Thương mại điện tử: mua bán qua mạng (e-commerce).

- Giải trí: nghe nhạc, chia sẻ hình ảnh (youtube), xem phim, đọc báo, đọc sách, trò chơi trực tuyến, truyền hình Internet (IPTV – IP TeleVison).

- Cung cấp thông tin về các lĩnh vực trong đời sống.

- Chia sẻ dữ liệu theo kiểu mạng ngang hàng (peer-to-peer): ví dụ BitTorrent.

- Mạng xã hội (social network): Facebook

- Máy tính đồng nhất (ubiquitous computing): việc tính toán được thực hiện ở mọi lúc mọi nơi. Ví dụ, các hệ thống nhúng trong các thiết bị: đồng hồ đo nước, đồng hồ đo điện, hệ thống báo cháy, …v.v.

Tác hại của Internet

- Tính bí mật của thông tin cá nhân không được đảm bảo

- Tình trạng vi phạm bản quyền

- Tình trạng người sử dụng bị theo dõi ngầm

- Không kiểm tra được tính chính xác của thông tin trên mạng

Câu hỏi tìm hiểu thêm

So sách sự khác nhau giữa distributed system và computer network?.
Tìm hiểu về ubiquitous computing, power-line network, RFID.
So sánh fixed wireless network và mobile wireless network?

Tham khảo:

[1] Andrew S. Tanenbaum, David J. Wetherall, Computer Networks 5^th edition, 2011

[2] David J. Wetherall, Introduction to Computer Networks, www.coursera.org, 2013

Menu

Tìm kiếm trong Blog

CN_1_1 Tổng quan