1.3 Các thành phần của hệ thống mạng
Các thành phần cơ bản của một hệ thống mạng được minh họa
trong hình dưới đây:
- Hệ thống mạng là sự kết nối của nhiều nút mạng (gọi là node) lại với nhau.
- Các nút mạng được kết nối với nhau bằng đường truyền có dây hoặc không dây (gọi là link).
- Một số nút trên mạng có thể được cài đặt các ứng dụng để người dùng sử dụng (gọi là app), ví dụ: trình duyệt web, email, ứng dụng quản lý trực tuyến, …v.v.
Trong thực tế, các nút trên mạng được chia thành hai loại
theo mục đích sử dụng:
- Truy cập mạng: là các nút cuối (trạm cuối) được cài đặt các ứng dụng, các nút này được gọi là host.
- Chuyển tiếp thông tin: có chức năng chuyển tiếp thông tin giữa các nút trong mạng, thực hiện chức năng kết nối. Các nút này được gọi là router.
Khi đó, các thành phần của hệ thống mạng được minh họa cụ
thể hơn ở hình sau.
Bảng sau liệt kê chi tiết các thành phần của một hệ thống
mạng.
Tên
|
Chức năng
|
Ví dụ
|
Application, hoặc app, user
|
Các ứng dụng mạng của người dùng
|
Skype, Amazon, iTunes
|
Host, hoặc end-system, edge-device, node, source, sink.
|
Nơi cài đặt các ứng dụng mạng
|
Laptop, desktop, mobile
|
Router, hoặc switch, node, hub, intermediate system
|
Chuyển tiếp thông tin giữa các nút mạng
|
Access point, modem ADSL
|
Link hoặc channel
|
Đường kết nối giữa các
nút mạng
|
Kết nối có dây hoặc không dây
|
Các loại kết nối
(link type)
- Full-duplex (song công): loại kết nối cho phép truyền dữ liệu hai chiều cùng lúc.
- Half-duplex (bán song công): loại kết nối cho phép truyền dữ liệu hai chiều, nhưng không truyền được cùng lúc, mà tại một thời điểm chỉ truyền được một chiều. Môi trường truyền không dây thuộc kiểu kết nối này, thông điệp sẽ được truyền từ nút A sang nút B, và sau đó sẽ được truyền từ nút B sang nút A, chứ không thể truyền cùng lúc hai chiều với cùng tần số.
- Simplex (đơn công): loại kết nối cho phép truyền một chiều duy nhất.
Hình sau minh họa kí hiệu các loại kết nối.
Kết nối không dây
(wireless link)
Trong môi trường không dây, thông điệp được gửi đi dưới dạng
broadcast. Khi một thông điệp được gửi đi từ một nút, tất cả các nút trong phạm
vi nhất định đều nhận được thông điệp.
Hình vẽ trên gồm một AP, bốn laptop.
Khi AP gửi thông điệp, thông điệp sẽ được broadcast và cả
bốn laptop đều nhận được. Tương tự, khi một laptop gửi lại thông điệp cho AP, thông
điệp cũng được broadcast, khi đó, AP và ba laptop còn lại cũng nhận được. Quá
trình này sẽ tạo ra một mạng lưới các kết nối rất phức tạp, bao gồm nhiều mạng
(có thể lên tới 11 mạng).
Để thể hiện tất cả các kết nối của hệ thống mạng không dây
sẽ rất phức tạp. Do vậy, ở mức logic, chỉ cần thể hiện kết nối giữa AP với các
thiết bị nhận tín hiệu. Như hình dưới đây.
Trong mạng không dây, do tính chất broadcast khi gửi tín
hiệu, nên khi hai thiết bị cùng gửi tín hiệu sẽ có hiện tượng giao thoa
(interfere), hiện tượng này làm ảnh hưởng đến việc gửi tín hiệu (có thể không
gửi được). Giải pháp cho vấn đề này sẽ được trình bày ở mức độ sâu hơn trong
lĩnh vực mạng không dây.
Các loại mạng
Các hệ thống mạng rất đa dạng, từ những mạng đơn giản như hệ
thống kết nối giữa hai máy tính, đến những mạng phức tạp như Internet.
Bảng dưới đây liệt kê một số loại mạng:
Tên
|
Mô tả
|
WiFi (802.11)
|
Mạng không dây, phổ biến ở các nơi công cộng, quán café,
trường học, công ty…v.v.
|
Enterprise/Ethernet
|
Hệ thống mạng của một công ty, tổ chức…v.v.
|
ISP (Internet Service Provider)
|
Hệ thống mạng của các nhà cung cấp dịch vụ Internet.
|
Cable/ DSL
|
Hai trong nhiều công nghệ mạng được sử dụng để cung cấp
dịch vụ Internet tới người sử dụng.
|
Mobile phone / cellular (2G, 3G, 4G)
|
Hệ thống mạng điện thoại di động
|
Bluetooth
|
Hệ thống mạng trong phạm vi nhỏ, như kết nối tai nghe
(headset) không dây với điện thoại di động.
|
Telephone
|
Mạng điện thoại truyền thống.
|
Satellite
|
Mạng vệ tinh, ví dụ truyền thông tin từ vệ tinh tới các
thiết bị GPS.
|
Phân loại mạng dựa
trên phạm vi
Phạm vi
|
Loại
|
Ví dụ
|
Vùng lân cận
|
PAN (Personal Area Network)
|
Bluetooth
|
Tòa nhà
|
LAN (Local Area Network)
|
WiFi, Ethernet
|
Thành phố
|
MAN (Metropolitan Area Network)
|
Cable, DSL
|
Quốc gia
|
WAN (Wide Area Network)
|
Các ISP
|
Toàn cầu
|
Internet (mạng của các mạng)
|
Internet
|
Liên mạng (internetworks)
Một liên mạng (internetworks thường được viết tắt là
internet) là một hệ thống kết nối từ hai mạng trở lên. Chú ý: cần phân biệt
giữa Internet (chữ “I” được viết hoa) và internet (chữ “i” viết thường),
internet là khái niệm liên mạng, Internet là liên mạng lớn nhất đang tồn tại.
Xác định ranh giới
mạng
Ở hình trên, mạng (Network) bao gồm các thiết bị (host,
router), kết nối (link). Các ứng dụng (app) không được tính là một thành phần
của mạng.
Mạng của nhà cung cấp dịch vụ (ISP) gồm router, link. Host và
app không thuộc ISP. Người sử dụng ít khi quan tâm tới mạng của ISP được tổ
chức và vận hành như thế nào, họ chỉ cần kết nối được với ISP để nhận các dịch
vụ từ ISP, vì vậy, mạng của ISP thường được kí hiệu bằng biểu tượng đám mây.
Trong hệ thống có hai bộ phận giao tiếp chủ yếu:
- Bộ phận giao tiếp giữa các ứng dụng với hệ thống mạng (Ngang): định nghĩa cách thức để ứng dụng có thể sử dụng được hệ thống mạng. Ví dụ: socket
- Bộ phận giao tiếp giữa các thành phần mạng với nhau (Dọc): định nghĩa cách thức để truyền các gói dữ liệu giữa các thành phần mạng, ví dụ: host-host, host-router, router-router, network-network…v.v.
Câu hỏi tìm hiểu thêm
- Giải quyết vấn đề giao thoa trong mạng không dây?
Tham khảo:
[1] Andrew S. Tanenbaum, David J. Wetherall, Computer Networks 5th
edition, 2011
[2] David J. Wetherall, Introduction
to Computer Networks, www.coursera.org,
2013
-------------------------
2013/7/12