Tin học 10 Bài 20: Mạng máy tính

a. Khái niệm mạng máy tính

Mạng máy tính là tập hợp các máy tính được kết nối theo một phương thức nào đó sao cho chúng có thể trao đổi dữ liệu và dùng thiết bị.

b. Thành phần của mạng máy tính

Mạng máy tính bao gồm 3 thành phần:

• Các máy tính;
• Các thiết bị mạng đảm bảo kết nối máy tính với nhau;
• Phần mềm cho phép thực hiện việc giao tiếp giữa các máy tính.

c. Lợi ích của mạng máy tính

• Cần sao chép một lượng lớn dữ liệu từ máy này sang máy khác trong thời gian ngắn mà việc sao chép bằng đĩa mềm, thiết bị nhớ flash hoặc đĩa CD không đáp ứng được.
• Nhiều máy tính có thể dùng chung dữ liệu, các thiết bị, phần mềm hoặc tài nguyên đắt tiền như bộ xử lí tốc độ cao, đĩa cứng dung lượng lớn, máy in laser màu tốc độ cao,...

a. Phương thức truyền thông (media)

Môi trường vật lí được sử dụng để kết nối các máy tính trong mạng gồm hai loại: có dây và không dây.

a. 1. Kết nối có dây (cable)

• Cáp truyền thông có thể là cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang,… (hình 1).

Hình 1. Máy tính được kết nối bằng cáp mạng

• Để tham gia vào mạng, máy tính cần có vỉ mạng được nối với cáp mạng nhờ giắc cắm (hình 2).

​

Hình 2. Một số thiết bị kết nối máy tính vào mạng

• Một số thiết bị mạng: Trong mạng còn có thể có các thiết bị thực hiện việc chuyển tiếp các tín hiệu, định hướng, khuếch đại tín hiệu,... như: bộ khuếch đại và chuyển tiếp (Repeater, hình 3.a), bộ chuyển mạch đơn (Hub, hình 3.b), bộ chuyển mạch (Switch, hình 3.c), bộ định tuyến (Router, hình 3.d),....

Hình 3. Một số thiết bị mạng

• Kiểu bố trí các máy tính trong mạng: có 3 kiểu cơ bản: đường thẳng, vòng, sao (hình 4).
  • Mạng đường thẳng (Bus): Tất cả các máy đều được nối về một trục đường dây cáp chính và sử dụng đường dây cáp chính này để truyền tải tín hiệu. 
    • Ưu điểm: 
      • Khi có sai hỏng một máy thì không ảnh hưởng tới toàn mạng.
      • Mở rộng hay thu hẹp mạng rất đơn giản.
    • Nhược điểm:
      • Khi có một điểm trên Bus bị hỏng thì toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động.

      • Mỗi thời điểm chỉ có một máy tính được gửi dữ liệu lên cáp mạng, các máy khác phải chờ.

  • Mạng vòng: Các máy được nối với nhau theo dạng hình tròn và thông tin truyền theo một chiều thống nhất.

    • Ưu điểm:

      • Mọi máy tính đều có quyền truy cập như nhau.

    • Nhược điểm:

      • Sự hỏng hóc của một máy có thể ảnh hưởng tới toàn mạng.

  • Mạng hình sao: Bao gồm 1 trung tâm điều khiển và các nút (máy tính) thông tin được nối vào trung tâm này.

    • Ưu điểm:

      • Nếu một đường cáp nối từ một máy tính nào đó tới Hub bị hỏng thì chỉ riêng máy tính đó không liên lạc được, các máy tính khác vẫn liên lạc bình thường trong mạng.

      • Dễ chỉnh sửa và bổ sung máy tính mới, theo dõi và quản lý tập trung.

    • Nhược điểm:

      • Nếu Hub bị hỏng thì toàn bộ mạng ngừng hoạt động.

Hình 4. Các kiểu bố trí mạng cơ bản

a. 2. Kết nối không dây

• Phương tiện truyền thông: có thể là sóng radio, bức xạ hồng ngoại hay sóng truyền qua vệ tinh.
• Tổ chức mạng không dây đơn giản cần:
  • Điểm truy cập không dây WAP: là một thiết bị có chức năng kết nối các máy tính trong mạng, kết nối mạng không dây với mạng có dây;
  • Có vỉ mạng không dây (card mạng).

Người ta thường dùng Bộ định tuyến không dây (Wireless Router) (hình 5) ngoài chức năng như WAP nó còn có chức năng định tuyến đường truyền. 

Hình 5. Bộ định tuyến không dây

• Ưu điểm và nhược điểm của kết nối không dây:
  • Ưu điểm: Cài đặt linh động (kết nối ở mọi nơi, mọi thời điểm).
  • Nhược điểm:
    • Khả năng nhiểu cao.
    • Tính bảo mật thấp.
    • Trao đổi thông tin giữa 2 thiết bị đầu cuối phức tạp.

a.3. Các yếu tố cần quan tâm khi thiết kế mạng

• Số lượng máy tính tham gia mạng;
• Tốc độ truyền thông trong mạng;
• Địa điểm lắp đặt mạng;
• Khả năng tài chính.

b. Giao thức truyền thông (Protocol)

• Giao thức truyền thông là bộ các quy tắc phải tuân thủ trong việc trao đổi thông tin trong mạng giữa các thiết bị nhận và truyền dữ liệu.
• Giao thức dùng phổ biến nhất hiện này là TCP/IP.

Dưới góc độ địa lí, mạng máy tính có thể được phân thành: mạng cục bộ, mạng diện rộng, mạng toàn cầu,...

 a. Mạng cục bộ (LAN-Local Area NetWork)

• Khái niệm: Là mạng kết nối các máy tính ở gần nhau, chẳng hạn như 1 phòng ,1 tòa nhà, 1 xí nghiệp, 1 trường học…
• Đặc điểm:
  • Giới hạn trong phạm vi nhỏ
  • Tốc độ truyền dữ liệu cao…

Hình 6. Mạng cục bộ ở một văn phòng nhỏ

 b. Mạng diện rộng (WAN-Wide Area NetWork)

• Khái niệm: Là mạng nối các máy tính có thể cách xa nhau một khoảng lớn. Thường là liên kết các mạng cục bộ.
• Đặc điểm:
  • Không giới hạn khoảng cách các máy tính.
  • Tốc độ truyền thường thấp hơn mạng cục bộ.

Hình 7. Mạng diện rộng

Xét theo chức năng của các máy tính trong mạng, có thể phân mạng thành hai mô hình chủ yếu sau:

a. Mô hình khách - chủ (Client-Server)

• Khái niệm:
  • Máy chủ là máy tính đảm bảo việc phân chia  tài nguyên cho các máy khách với mục đích sử dụng chung.
  • Máy khách là máy sử dụng tài nguyên do máy chủ cung cấp.
• Ưu điểm:
  • Dữ liệu quản lý tập trung;
  • Chế độ bảo mật tốt;
  • Phù hợp với mô hình mạng trung bình và lớn.
• Nhược điểm:
  • Chi phí cao;
  • Cấu trúc phức tạp.

Hình 8. Mô hình khách-chủ

b. Mô hình ngang hàng (peer to peer)

• Đặc điểm:
  • Trong mô hình này tất cả các máy đều có vai trò như nhau.
  • Trong mạng ngang hàng các máy tính vừa đóng vai trò Server là dùng chung tài nguyên vừa đóng vai trò là Client sử dụng trực tiếp nguồn tài nguyên của các máy khác trong mạng.
• Ưu điểm: Xây dựng và bảo trì đơn giản.
• Nhược điểm:
  • Phù hợp với quy mô nhỏ;
  • Tài nguyên quản lý phân tán;
  • Chế độ bảo mật kém.

Hình 9. Mô hình ngang hàng

Sau khi học xong Bài 20: Mạng máy tính, các em cần nắm các nội dung trong tâm:

• Khái niệm mạng máy tính;
• Các thành phần của mạng máy tính;
• Các phương tiện truyền thông và giao thức truyền thông;
• Phân loại mạng máy tính và các mô hình mạng.