Vấn đề an toàn trong mạng máy tính

Phần I: Tổng quan về mạng máy tính Chương 1: Giới thiệu về máy tính 1.1. Lịch sử mỏy tớnh Trong thời đại khoa học kỹ thuật ngày nay, mỏy tớnh điện tử đúng một vai trũ hết sức quan trọng và là yếu tố khụng thể thiếu đối với hầu hết cỏc ngành nghề, cỏc dịch vụ cũng như đối với đời sống sinh hoạt của con người. Để trở thành những cụng cụ hữu ớch, cụng nghệ cao như hiện nay, mỏy tớnh điện tử đó trải qua rất nhiều thời kỡ phỏt triển, đỏp ứng những đũi hỏi ngày một cao của con người. Với sự ra đời và thành cụng của mỏy ENIAC, năm 1946 được xem như năm mở đầu cho kỷ nguyờn mỏy tớnh điện tử, kết thỳc sự nỗ lực nghiờn cứu của cỏc nhà khoa học đó kộo dài trong nhiểu năm trước đú, và mở ra một thời kỳ phỏt triển mạnh mẽ của cụng nghệ phần cứng cơ sở chế tạo ra những mỏy tớnh điện tử với tớnh năng ngày càng cao, được sử dụng rộng rói trong rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Lịch sử phỏt triển của mỏy tớnh cú thể chia thành 4 giai đoạn như sau: 1.1.1. Giai đoạn 1: Từ 1945 đến 1958, với mỏy tớnh thế hệ thứ nhất sử dụng cụng nghệ đốn chõn khụng. Mỏy tớnh ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), do John Mauchly và John Presper Eckert (đại học Pensylvania, Mỹ) thiết kế và chế tạo, là chiếc mỏy số hoỏ điện tử đa năng đầu tiờn trờn thế giới. Nguồn gốc: Dự ỏn chế tạo mỏy ENIAC được bắt đầu vào năm 1943. Đõy là một nỗ lực nhằm đỏp ứng yờu cầu thời chiến của BRL (Ballistics Research Laboratory – Phũng nghiờn cứu đạn đạo quõn đội Mỹ) trong việc tớnh toỏn chớnh xỏc và nhanh chúng cỏc bảng số liệu đạn đạo cho từng loại vũ khớ mới. Số liệu kỹ thuật: ENIAC là một chiếc mỏy khổng lồ với hơn 18000 búng đốn chõn khụng, nặng hơn 30 tấn, tiờu thụ một lượng điện năng vào khoảng 140kW và chiếm một diện tớch xấp xỉ 1393 m2. Mặc dự vậy, nú làm việc nhanh hơn nhiều so với cỏc loại mỏy tớnh điện cơ cựng thời với khả năng thực hiện 5000 phộp cộng trong một giõy đồng hồ. Điểm khỏc biệt giữa ENIAC & cỏc mỏy tớnh khỏc: ENIAC sử dụng hệ đếm thập phõn chứ khụng phải nhị phõn như ở tất cả cỏc mỏy tớnh khỏc. Với ENIAC, cỏc con số được biểu diễn dưới dạng thập phõn và việc tớnh toỏn cũng được thực hiện trờn hệ thập phõn. Bộ nhớ của mỏy gồm 20 “bộ tớch lũy”, mỗi bộ cú khả năng lưu giữ một số thập phõn cú 10 chữ số. Mỗi chữ số được thể hiện bằng một vũng gồm 10 đốn chõn khụng, trong đú tại mỗi thời điểm, chỉ cú một đốn ở trạng thỏi bật để thể hiện một trong mười chữ số từ 0 đến 9 của hệ thập phõn. Việc lập trỡnh trờn ENIAC là một cụng việc vất vả vỡ phải thực hiện nối dõy bằng tay qua việc đúng/mở cỏc cụng tắc cũng như cắm vào hoặc rỳt ra cỏc dõy cỏp điện. Hoạt động thực tế: Mỏy ENIAC bắt đầu hoạt động vào thỏng 11/1945 với nhiệm vụ đầu tiờn khụng phải là tớnh toỏn đạn đạo (vỡ chiến tranh thế giới lần thứ hai đó kết thỳc) mà để thực hiện cỏc tớnh toỏn phức tạp dựng trong việc xỏc định tớnh khả thi của bom H. Việc cú thể sử dụng mỏy vào mục đớch khỏc với mục đớch chế tạo ban đầu cho thấy tớnh đa năng của ENIAC. Mỏy tiếp tục hoạt động dưới sự quản lý của BRL cho đến khi được thỏo rời ra vào năm 1955. Mỏy tớnh Von Neumann Như đó đề cập ở trờn, việc lập trỡnh trờn mỏy ENIAC là một cụng việc rất tẻ nhạt và tốn kộm nhiều thời gian. Cụng việc này cú lẻ sẽ đơn giản hơn nếu chương trỡnh cú thể được biểu diễn dưới dạng thớch hợp cho việc lưu trữ trong bộ nhớ cựng với dữ liệu cần xử lý. Khi đú mỏy tớnh chỉ cần lấy chỉ thị bằng cỏch đọc từ bộ nhớ, ngoài ra chương trỡnh cú thể được thiết lập hay thay đổi thụng qua sự chỉnh sửa cỏc giỏ trị lưu trong một phần nào đú của bộ nhớ. í tưởng này, được biết đến với tờn gọi “khỏi niệm chương trỡnh được lưu trữ”, do nhà toỏn học John von Neumann, một cố vấn của dự ỏn ENIAC, đưa ra ngày 8/11/1945, trong một bản đề xuất về một loại mỏy tớnh mới cú tờn gọi EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). Mỏy tớnh này cho phộp nhiều thuật toỏn khỏc nhau cú thể được tiến hành trong mỏy tớnh mà khụng cần phải nối dõy lại như mỏy ENIAC. Mỏy IAS Tiếp tục với ý tưởng của mỡnh, vào năm 1946, von Neuman cựng cỏc đồng nghiệp bắt tay vào thiết kế một mỏy tớnh mới cú chương trỡnh được lưu trữ với tờn gọi IAS (Institute for Advanced Studies) tại học viện nghiờn cứu cao cấp Princeton, Mỹ. Mặc dự mói đến năm 1952 mỏy IAS mới được hoàn tất, nú vẫn là mụ hỡnh cho tất cả cỏc mỏy tớnh đa năng sau này. 1.1.2. Giai đoạn 2: Từ 1958 đến 1964, với mỏy tớnh thế hệ thứ hai sử dụng cụng nghệ chất bỏn dẫn. Sự thay đổi đầu tiờn trong lĩnh vực mỏy tớnh điện tử xuất hiện khi cú sự thay thế đốn chõn khụng bằng đốn bỏn dẫn. Đốn bỏn dẫn nhỏ hơn, rẻ hơn, tỏa nhiệt ớt hơn trong khi vẫn cú thể được sử dụng theo cựng cỏch thức của đốn chõn khụng để tạo nờn mỏy tớnh. Khụng như đốn chõn khụng vốn đũi hỏi phải cú dõy, cú bảng kim loại, cú bao thủy tinh và chõn khụng, đốn bỏn dẫn là một thiết bị ở trạng thỏi rắn được chế tạo từ silicon cú nhiều trong cỏt cú trong tự nhiờn. Đốn bỏn dẫn là phỏt minh lớn của phũng thớ nghiệm Bell Labs trong năm 1947. Nú đó tạo ra một cuộc cỏch mạng điện tử trong những năm 50 của thế kỷ 20. Dự vậy, mói đến cuối những năm 50, cỏc mỏy tớnh bỏn dẫn húa hoàn toàn mới bắt đầu xuất hiện trờn thị trường mỏy tớnh. Việc sử dụng đốn bỏn dẫn trong chế tạo mỏy tớnh đó xỏc định thế hệ mỏy tớnh thứ hai, với đại diện tiờu biểu là mỏy PDP–1 của cụng ty DEC (Digital EquIPment Corporation) và IBM 7094 của IBM. DEC được thành lập vào năm 1957 và cũng trong năm đú cho ra đời sản phẩm đầu tiờn của mỡnh là mỏy PDP–1 như đó đề cập ở trờn. Đõy là chiếc mỏy mở đầu cho dũng mỏy tớnh mini của DEC, vốn rất phổ biến trong cỏc mỏy tớnh thế hệ thứ ba. 1.1.3. Giai đoạn 3: Từ 1964 đến 1974, với mỏy tớnh thế hệ thứ ba sử dụng cụng nghệ mạch tớch hợp. Một đốn bỏn dẫn tự chứa, đơn lẻ thường được gọi là một thành phần rời rạc. Trong suốt những năm 50 và đầu những năm 60 của thế kỷ 20, cỏc thiết bị điện tử phần lớn được kết hợp từ những thành phần rời rạc – đốn bỏn dẫn, điện trở, tụ điện, v.v... Cỏc thành phần rời rạc được sản xuất riờng biệt, đúng gúi trong cỏc bộ chứa riờng, sau đú được dựng để nối lại với nhau trờn những bảng mạch. Cỏc bảng này lại được gắn vào trong mỏy tớnh, mỏy kiểm tra dao động, và cỏc thiết bị điện tử khỏc nữa. Bất cứ khi nào một thiết bị điện tử cần đến một đốn bỏn dẫn, một ống kim loại nhỏ chứa một mẫu silicon sẽ phải được hàn vào một bảng mạch. Toàn bộ quỏ trỡnh sản xuất, đi từ đốn bỏn dẫn đến bảng mạch, là một quỏ trỡnh tốn kộm và khụng hiệu quả. Những vấn đề như vậy đó làm nền tảng cho việc dẫn đến cỏc bài toỏn mới trong cụng nghiệp mỏy tớnh. Cỏc mỏy tớnh thế hệ thứ hai ban đầu chứa khoảng 10000 đốn bỏn dẫn. Con số này sau đú đó tăng lờn nhanh chúng đến hàng trăm ngàn, làm cho việc sản xuất cỏc mỏy mạnh hơn, mới hơn gặp rất nhiều khú khăn. Sự phỏt minh ra mạch tớch hợp vào năm 1958 đó cỏch mạng húa điện tử và bắt đầu cho kỷ nguyờn vi điện tử với nhiều thành tựu rực rỡ. Mạch tớch hợp chớnh là yếu tố xỏc định thế hệ thứ ba của mỏy tớnh. Trong mục tiếp sau đõy chỳng ta sẽ tỡm hiểu một cỏch ngắn gọn về cụng nghệ mạch tớch hợp. Sau đú, hai thành viờn quan trọng nhất trong cỏc mỏy tớnh thế hệ thứ ba, mỏy IBM System/360 và mỏy DEC PDP–8, sẽ được giới thiệu cựng với cỏc tớnh năng nổi bật của chỳng. 1.1.4. Giai đoạn 4: Từ 1974 đến nay, với mỏy tớnh thế hệ thứ tư sử dụng cụng nghệ mạch tớch hợp vụ cựng lớn/siờu lớn (VLSI/ULSI). Với tốc độ phỏt triển nhanh chúng của cụng nghệ, mức độ cho ra đời cỏc sản phẩm mới ở mức cao, cũng như tầm quan trọng của phần mềm, của truyền thụng và phần cứng, việc phõn loại mỏy tớnh theo thế hệ trở nờn kộm rừ ràng và ớt cú ý nghĩa như trước đõy. rong phần tiếp theo, hai thành tựu tiờu biểu về cụng nghệ của mỏy tớnh thế hệ thứ tư sẽ được giới thiệu một cỏch túm lược. Bộ nhớ bỏn dẫn Vào khoảng những năm 50 đến 60 của thế kỷ này, hầu hết bộ nhớ mỏy tớnh đều được chế tạo từ những vũng nhỏ làm bằng vật liệu sắt từ, mỗi vũng cú đường kớnh khoảng 1/16 inch. Cỏc vũng này được treo trờn cỏc lưới ở trờn những màn nhỏ bờn trong mỏy tớnh. Khi được từ húa theo một chiều, một vũng (gọi là một lừi) biểu thị giỏ trị 1, cũn khi được từ húa theo chiều ngược lại, lừi sẽ đại diện cho giỏ trị 0. Bộ nhớ lừi từ kiểu này làm việc khỏ nhanh. Nú chỉ cần một phần triệu giõy để đọc một bit lưu trong bộ nhớ. Nhưng nú rất đắt tiền, cồng kềnh, và sử dụng cơ chế hoạt động loại trừ: một thao tỏc đơn giản như đọc một lừi sẽ xúa dữ liệu lưu trong lừi đú. Do vậy cần phải cài đặt cỏc mạch phục hồi dữ liệu ngay khi nú được lấy ra ngoài. Năm 1970, Fairchild chế tạo ra bộ nhớ bỏn dẫn cú dung lượng tương đối đầu tiờn. ChIP này cú kớch thước bằng một lừi đơn, cú thể lưu 256 bit nhớ, hoạt động khụng theo cơ chế loại trừ và nhanh hơn bộ nhớ lừi từ. Nú chỉ cần 70 phần tỉ giõy để đọc ra một bit dữ liệu trong bộ nhớ. Tuy nhiờn giỏ thành cho mỗi bit cao hơn so với lừi từ. Kể từ năm 1970, bộ nhớ bỏn dẫn đó đi qua tỏm thế hệ: 1K, 4K, 16K, 64K, 256K, 1M, 4M, và giờ đõy là 16M bit trờn một chIP đơn (1K = 210, 1M = 220). Mỗi thế hệ cung cấp khả năng lưu trữ nhiều gấp bốn lần so với thế hệ trước, cựng với sự giảm thiểu giỏ thành trờn mỗi bit và thời gian truy cập. Bộ vi xử lý Vào năm 1971, hóng Intel cho ra đời chIP 4004, chIP đầu tiờn cú chứa tất cả mọi thành phần của một CPU trờn một chIP đơn. Kỷ nguyờn bộ vi xử lý đó được khai sinh từ đú. ChIP 4004 cú thể cộng hai số 4 bit và nhõn bằng cỏch lập lại phộp cộng. Theo tiờu chuẩn ngày nay, chIP 4004 rừ ràng quỏ đơn giản, nhưng nú đó đỏnh dấu sự bắt đầu của một quỏ trỡnh tiến húa liờn tục về dung lượng và sức mạnh của cỏc bộ vi xử lý. Bước chuyển biến kế tiếp trong quỏ trỡnh tiến húa núi trờn là sự giới thiệu chIP Intel 8008 vào năm 1972. Đõy là bộ vi xử lý 8 bit đầu tiờn và cú độ phức tạp gấp đụi chIP 4004. Đến năm 1974, Intel đưa ra chIP 8080, bộ vi xử lý đa dụng đầu tiờn được thiết kế để trở thành CPU của một mỏy vi tớnh đa dụng. So với chIP 8008, chIP 8080 nhanh hơn, cú tập chỉ thị phong phỳ hơn và cú khả năng định địa chỉ lớn hơn. Cũng trong cựng thời gian đú, cỏc bộ vi xử lý 16 bit đó bắt đầu được phỏt triển. Mặc dự vậy, mói đến cuối những năm 70, cỏc bộ vi xử lý 16 bit đa dụng mới xuất hiện trờn thị trường. Sau đú đến năm 1981, cả Bell Lab và Hewlett–packard đều đó phỏt triển cỏc bộ vi xử lý đơn chIP 32 bit. Trong khi đú, Intel giới thiệu bộ vi xử lý 32 bit của riờng mỡnh là chIP 80386 vào năm 1985. 1.2. Cấu trỳc và chức năng của mỏy tớnh 1.2.1. Cấu trỳc tổng quỏt của mỏy tớnh Mỏy tớnh là một hệ thống phức tạp với hàng triệu thành phần điện tử cơ sở. Ở mức đơn giản nhất, mỏy tớnh cú thể được xem như một thực thể tương tỏc theo một cỏch thức nào đú với mụi trường bờn ngoài. Một cỏch tổng quỏt, cỏc mối quan hệ của nú với mụi trường bờn ngoài cú thể phõn loại thành cỏc thiết bị ngoại vi hay đường liờn lạc. Hỡnh 1: Cấu trỳc tổng quỏt của mỏy tớnh Thành phần chớnh, quan trọng nhất của mỏy tớnh là Đơn vị xử lý trung tõm (CPU – Central Processing Unit): Điều khiển hoạt động của mỏy tớnh và thực hiện cỏc chức năng xử lý dữ liệu. Hỡnh 2: Bộ xử lý trung tõm của mỏy tớnh (CPU) CPU thường được đề cập đến với tờn gọi bộ xử lý. Mỏy tớnh cú thể cú một hoặc nhiều thành phần núi trờn, Vớ Dụ như một hoặc nhiều CPU. Trước đõy đa phần cỏc mỏy tớnh chỉ cú một CPU, nhưng gần đõy cú sự gia tăng sử dụng nhiều CPU trong một hệ thống mỏy đơn. CPU luụn luụn là đối tượng quan trọng vỡ đõy là thành phần phức tạp nhất của hệ thống. Cấu trỳc của CPU gồm cỏc thành phần chớnh: Đơn vị điều khiển: Điều khiển hoạt động của CPU và do đú điều khiển hoạt động của mỏy tớnh. Đơn vị luận lý và số học (ALU – Arithmetic and Logic Unit): Thực hiện cỏc chức năng xử lý dữ liệu của mỏy tớnh. Tập thanh ghi: Cung cấp nơi lưu trữ bờn trong CPU. Thành phần nối kết nội CPU: Cơ chế cung cấp khả năng liờn lạc giữa đơn vị điều khiển, ALU và tập thanh ghi. Trong cỏc thành phần con núi trờn của CPU, đơn vị điều khiển lại giữ vai trũ quan trọng nhất. Sự cài đặt đơn vị này dẫn đến một khỏi niệm nền tảng trong chế tạo bộ vi xử lý mỏy tớnh. Đú là khỏi niệm vi lập trỡnh. Hỡnh dưới đõy mụ tả tổ chức bờn trong một đơn vị điều khiển với ba thành phần chớnh gồm: Bộ lập dóy logic Bộ giải mó và tập cỏc thanh ghi điều khiển Bộ nhớ điều khiển Hỡnh 3: Đơn vị điều khiển của CPU Cỏc thành phần khỏc của mỏy tớnh: Bộ nhớ chớnh: Dựng để lưu trữ dữ liệu. Cỏc thành phần nhập xuất: Dựng để di chuyển dữ liệu giữa mỏy tớnh và mụi trường bờn ngoài. Cỏc thành phần nối kết hệ thống: Cung cấp cơ chế liờn lạc giữa CPU, bộ nhớ chớnh và cỏc thành phần nhập xuất. 1.2.2. Chức năng của mỏy tớnh Một cỏch tổng quỏt, một mỏy tớnh cú thể thực hiện bốn chức năng cơ bản sau: Di chuyển dữ liệu Điều khiển Lưu trữ dữ liệu Xử lý dữ liệu Hỡnh 4: Cỏc chức năng cơ bản của mỏy tớnh Xử lý dữ liệu: Mỏy tớnh phải cú khả năng xử lý dữ liệu. Dữ liệu cú thể cú rất nhiều dạng và phạm vi yờu cầu xử lý cũng rất rộng. Tuy nhiờn chỉ cú một số phương phỏp cơ bản trong xử lý dữ liệu.  Lưu trữ dữ liệu: Mỏy tớnh cũng cần phải cú khả năng lưu trữ dữ liệu. Ngay cả khi mỏy tớnh đang xử lý dữ liệu, nú vẫn phải lưu trữ tạm thời tại mỗi thời điểm phần dữ liệu đang được xử lý. Do vậy cần thiết phải cú chức năng lưu trữ ngắn hạn. Tuy nhiờn, chức năng lưu trữ dài hạn cũng cú tầm quan trọng tương đóng đối với dữ liệu cần được lưu trữ trờn mỏy cho những lần cập nhật và tỡm kiếm kế tiếp.  Di chuyển dữ liệu: Mỏy tớnh phải cú khả năng di chuyển dữ liệu giữa nú và thế giới bờn ngoài. Khả năng này được thể hiện thụng qua việc di chuyển dữ liệu giữa mỏy tớnh với cỏc thiết bị nối kết trực tiếp hay từ xa đến nú. Tựy thuộc vào kiểu kết nối và cự ly di chuyển dữ liệu, mà cú tiến trỡnh nhập xuất dữ liệu hay truyền dữ liệu: Tiến trỡnh nhập xuất dữ liệu: Thực hiện di chuyển dữ liệu trong cự ly ngắn giữa mỏy tớnh và thiết bị nối kết trực tiếp. Tiến trỡnh truyền dữ liệu: Thực hiện di chuyển dữ liệu trong cự ly xa giữa mỏy tớnh và thiết bị nối kết từ xa. Điều khiển: Bờn trong hệ thống mỏy tớnh, đơn vị điều khiển cú nhiệm vụ quản lý cỏc tài nguyờn mỏy tớnh và điều phối sự vận hành của cỏc thành phần chức năng phự hợp với yờu cầu nhận được từ người sử dụng. Tương ứng với cỏc chức năng tổng quỏt núi trờn, cú bốn loại hoạt động cú thể xảy ra gồm: Mỏy tớnh được dựng như một thiết bị di chuyển dữ liệu, cú nhiệm vụ đơn giản là chuyển dữ liệu từ bộ phận ngoại vi hay đường liờn lạc này sang bộ phận ngoại vi hay đường liờn lạc khỏc. Di chuyển dữ liệu Điều khiển Lưu trữ dữ liệu Xử lý dữ liệu Hỡnh 5: Mỏy tớnh – Thiết bị di chuyển dữ liệu Mỏy tớnh được dựng để lưu trữ dữ liệu, với dữ liệu được chuyển từ mụi trường ngoài vào lưu trữ trong mỏy (quỏ trỡnh đọc dữ liệu) và ngược lại (quỏ trỡnh ghi dữ liệu). Hỡnh 6 mụ tả hoạt động làm thiết bị lưu trữ dữ liệu của mỏy tớnh. Hỡnh 6: Mỏy tớnh – Thiết bị lưu trữ dữ liệu Mỏy tớnh được dựng để xử lý dữ liệu thụng qua cỏc thao tỏc trờn dữ liệu lưu trữ hoặc kết hợp giữa việc lưu trữ và liờn lạc với mụi trường bờn ngoài. Hỡnh 7: Mỏy tớnh – Thiết bị xử lý dữ liệu lưu trữ Hỡnh 8: Mỏy tớnh – Thiết bị xử lý/ trao đổi dữ liệu với mụi trường ngoài Chương 2: mạng máy tính Mạng mỏy tớnh là một hệ thống kết nối cỏc mỏy tớnh đơn lẻ thụng qua cỏc đường truyền vật lý theo một kiến trỳc nào đú. Đường truyền vật lý dựng để chuyển cỏc tớn hiệu số hay tớn hiệu tương tự giữa cỏc mỏy tớnh. Đường truyền vật lý thường là: Đường dõy điện thoại thụng thường. Cỏp đồng trục. Súng vụ tuyến điện từ. Cỏp sợi quang 2.1. Lịch sử phỏt triển mạng mỏy tớnh Từ những năm 60, đó xuất hiện những mạng nối cỏc mỏy tớnh và cỏc Terminal để sử dụng chung nguồn tài nguyờn, giảm chi phớ khi muốn thụng tin trao dổi số liệu và sử dụng trong cụng tỏc văn phũng một cỏch tiện lợi. Hỡnh 9: Mạng mỏy tớnh với bộ tiền xử lý Việc tăng nhanh cỏc mỏy tớnh mini, cỏc mỏy tớnh cỏ nhõn làm tăng nhu cầu truyền số liệu giữa cỏc mỏy tớnh, cỏc Terminal và giữa cỏc Terminal với cỏc mỏy tớnh là một trong những động lực thỳc đẩy sự ra đời và phỏt triển ngày càng mạnh mẽ cỏc mạng mỏy tớnh. Quỏ trỡnh hỡnh thành mạng mỏy tớnh cú thể túm tắt qua một số thời điểm chớnh sau: Những năm 60: Để tận dụng cụng suất của mỏy tớnh, người ta ghộp nối cỏc Terminal vào một mỏy tớnh được gọi là Mỏy tớnh trung tõm (Main Frame). Mỏy tớnh trung tõm làm tất cả mọi việc từ quản lý cỏc thủ tục truyền dữ liệu, quản lý quỏ trỡnh đồng bộ của cỏc trạm cuối, … cho đến việc xử lý cỏc ngắt từ cỏc trạm cuối. Sau đú, để giảm nhẹ nhiệm vụ của Mỏy tớnh trung tõm, người ta thờm vào cỏc Bộ tiền xử lý (Frontal) để nối thành một mạng truyền tin, trong đú cú cỏc Thiết bị tập trung (Concentrator) và Dồn kờnh (MultIPlexer) dựng để tập trung trờn cựng một đường truyền cỏc tớn hiệu gửi tới trạm cuối. Hỡnh 10: Mạng mỏy tớnh nối trực tiếp cỏc bộ tiền xử lý Những năm 70: Cỏc mỏy tớnh đó được nối với nhau trực tiếp thành một mạng mỏy tớnh nhằm phõn tỏn tải của hệ thống và tăng độ tin cậy. Và người ta đó bắt đầu xõy dựng mạng truyền thụng trong đú cỏc thành phần chớnh của nú là cỏc Nỳt mạng (Node) gọi là bộ chuyển mạch, dựng để hướng thụng tin tới đớch. Cỏc Nỳt mạng được nối với nhau bằng đường truyền cũn cỏc mỏy tớnh xử lý thụng tin của người dựng (Host) hoặc cỏc Trạm cuối (Terminal) được nối trực tiếp vào cỏc nỳt mạng để khi cần thỡ trao đổi thụng tin qua mạng. Từ thập kỷ 80 trở đi: Việc kết nối mạng mỏy tớnh đó bắt đầu được thực hiện rộng rói nhờ tỷ lệ giữa giỏ thành mỏy tớnh và chi phớ truyền tin đó giảm đi rừ rệt do sự bựng nổ của cỏc thế hệ mỏy tớnh cỏ nhõn. 2.2. Nhu cầu và mục đớch của việc kết nối cỏc mỏy tớnh thành mạng Việc nối mỏy tớnh thành mạng từ lõu đó trở thành một nhu cầu khỏch quan bởi vỡ: – Cú rất nhiều cụng việc về bản chất là phõn tỏn hoặc về thụng tin, hoặc về xử lý hoặc cả hai đũi hỏi cú sự kết hợp truyền thụng với xử lý hoặc sử dụng phương tiện từ xa – Chia sẻ cỏc tài nguyờn trờn mạng cho nhiều người sử dụng tại một thời điểm (ổ cứng, mỏy in, ổ CD ROM ...) – Nhu cầu liờn lạc, trao đổi thụng tin nhờ phương tiện mỏy tớnh – Cỏc ứng dụng phần mềm đũi hũi tại một thời điểm cần cú nhiều người sử dụng, truy cập vào cựng một cơ sở dữ liệu. Chớnh vỡ vậy, việc kết nối cỏc mỏy tớnh thành mạng nhằm mục đớch: Chia sẻ tài nguyờn: Chia sẻ dữ liệu: Về nguyờn tắc, bất kỳ người sử dụng nào trờn mạng đều cú quyền truy nhập, khai thỏc và sử dụng những tài nguyờn chung của mạng (thường được tập trung trờn một Mỏy phục vụ – Server) mà khụng phụ thuộc vào vị trớ địa lý của người sử dụng đú. Chia sẻ phần cứng: Tài nguyờn chung của mạng cũng bao gồm cỏc mỏy múc, thiết bị như: Mỏy in (Printer), Mỏy quột (Scanner), Ổ đĩa mềm (Floppy), Ổ đĩa CD (CD Rom), … được nối vào mạng. Thụng qua mạng mỏy tớnh, người sử dụng cú thể sử dụng những tài nguyờn phần cứng này ngay cả khi mỏy tớnh của họ khụng cú những phần cứng đú. Duy trỡ và bảo vệ dữ liệu: Một mạng mỏy tớnh cú thể cho phộp cỏc dữ liệu được tự động lưu trữ dự phũng tới một trung tõm nào đú trong mạng. Cụng việc này là hết sức khú khăn và tốn nhiều thời gian nếu phải làm trờn từng mỏy độc lập. Hơn nữa, mạng mỏy tớnh cũn cung cấp một mụi trường bảo mật an toàn cho mạng qua việc cung cấp cơ chế Bảo mật (Security) bằng Mật khẩu (Password) đối với từng người sử dụng, hạn chế được việc sao chộp, mất mỏt thụng tin ngoài ý muốn. Nõng cao độ tin cậy của hệ thống nhờ khả năng thay thế cho nhau khi xảy ra sự cố kỹ thuật đối với một mỏy tớnh nào đú trong mạng. Khai thỏc cú hiệu quả cỏc cơ sở dữ liệu tập trung và phõn tỏn, nõng cao khả năng tớch hợp và trao đổi cỏc loại dữ liệu giữa cỏc mỏy tớnh trờn mạng. 2.3. Đặc trưng kỹ thuật của mạng mỏy tớnh Một mạng mỏy tớnh cú cỏc đặc trưng kỹ thuật cơ bản là: đường truyền, kỹ thuật chuyển mạch, kiến trỳc mạng và hệ điều hành mạng. 2.3.1. Đường truyền Là thành tố quan trọng của một mạng mỏy tớnh, là phương tiện dựng để truyền cỏc tớn hiệu điện tử giữa cỏc mỏy tớnh. Cỏc tớn hiệu điệu tử đú chớnh là cỏc thụng tin, dữ liệu được biểu thị dưới dạng cỏc xung nhị phõn (ON – OFF), mọi tớn hiệu truyền giữa cỏc mỏy tớnh với nhau đều thuộc súng điện từ, tuỳ theo tần số mà ta cú thể dựng cỏc đường truyền vật lý khỏc nhau để truyền tớn hiệu. Cỏc tần số radio cú thể truyền bằng cỏp điện (giõy xoắn đụi hoặc đồng trục) hoặc bằng phương tiện quảng bỏ (radio broadcasting). Súng cực ngắn