Mạng máy tính là một mạng gồm hai hoặc nhiều máy tính được kết nối với nhau bằng đường truyền vật lý trong một kiến ​​trúc cụ thể.

Mạng có thể có kiến ​​trúc đơn giản như hình dưới đây:

Hoặc phức tạp hơn, hệ thống được tạo thành từ nhiều mạng đơn giản kết nối với nhau như hình dưới đây:

Một hệ thống mạng chung bao gồm 3 thành phần:

• Network Edge: Bao gồm máy tính (máy chủ) và các chương trình ứng dụng mạng (ứng dụng mạng)
• Lõi mạng: Bao gồm các bộ định tuyến hoạt động như một mạng trung tâm và kết nối các mạng với nhau.
• Mạng truy nhập, đường truyền vật lý (access network, physical media): Bao gồm các đường truyền có thông tin.

Ranh giới mạng

Nó bao gồm các máy tính (host) trên mạng chạy các chương trình ứng dụng mạng (ứng dụng mạng). Đôi khi chúng còn được gọi là hệ thống đầu cuối (end system), vì đây là nguồn gốc của thông tin di chuyển trong mạng, cũng như điểm dừng của thông tin.

Việc trao đổi thông tin giữa hai máy tính trong mạng có thể diễn ra theo hai mô hình: mô hình client / server hoặc mô hình peer-to-peer.

Mô hình máy khách / máy chủ (máy khách / máy chủ):

Trong mô hình này, một máy tính hoạt động như một máy khách và máy tính kia hoạt động như một máy chủ.

Máy khách gửi yêu cầu (request) đến máy chủ để bảo máy chủ làm một việc gì đó. Ví dụ, khi người dùng lướt Internet, trình duyệt web sẽ gửi một yêu cầu đến máy chủ web và yêu cầu máy chủ web gửi nó đến trang web thích hợp.

Khi máy chủ nhận được yêu cầu từ khách hàng, nó sẽ phân tích yêu cầu để hiểu khách hàng muốn gì để đáp ứng yêu cầu của khách hàng. Máy chủ gửi kết quả trở lại máy khách trong các thông báo phản hồi. Ví dụ: khi máy chủ web nhận được yêu cầu từ trình duyệt web, nó sẽ phân tích yêu cầu đó để xác định trang web nào mà máy khách cần nhận và sau đó mở tệp HTML tương ứng trên ổ cứng cục bộ của nó. để gửi lại tin nhắn trả lời tới trình duyệt web.

Một số ứng dụng được xây dựng trên mô hình máy khách / máy chủ; B. www, mail, ftp, …

Mô hình ngang hàng:

Trong mô hình này, một máy tính hoạt động như một máy khách và một máy chủ.

Một số ứng dụng của mô hình này là: Gnutella, KaZaA

Đường trục mạng

Nó là một hệ thống mạng gồm các bộ định tuyến, chịu trách nhiệm lựa chọn các tuyến đường và chuyển tiếp thông tin và đảm bảo sự trao đổi thông tin thông suốt giữa hai máy tính trong hai nhánh mạng riêng biệt.

Câu hỏi đặt ra là làm thế nào để thông tin có thể được truyền trực tuyến. Có thể sử dụng một trong hai phương thức truyền thông tin: chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói.

Chuyển mạch

Chế độ này hoạt động tùy thuộc vào kiểu hệ thống điện thoại. Để liên lạc với điện thoại B, máy A cần thực hiện cuộc gọi. Khi máy chủ B chấp nhận cuộc gọi, một kênh ảo chỉ được thiết lập để liên lạc giữa A và B.

Tất cả các tài nguyên được phân bổ cho cuộc gọi này, chẳng hạn như băng thông kết nối và khả năng của bộ chuyển đổi thông tin, được dành riêng cho cuộc gọi và mặc dù có khoảng thời gian lớn, nhưng không được giải phóng cho các cuộc gọi khác. Hai bên giao tiếp “lặng lẽ”.

Tài nguyên (băng thông) được chia thành nhiều “phần” bằng nhau và được phân bổ cho các cuộc gọi. Nếu cuộc gọi sở hữu một “phần” của tài nguyên mặc dù nó không được sử dụng, nó sẽ không giải phóng tài nguyên đó cho các cuộc gọi khác.

Việc phân chia băng thông kênh thành các “phần” có thể được thực hiện bằng một trong hai kỹ thuật: Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA-Frequency Division Multi Access) hoặc Phân chia theo thời gian (TDMA-Time Division Multi Access).

Mạng truyền gói

Trong cách tiếp cận này, thông tin trao đổi giữa hai máy tính (hệ thống đầu cuối) được chia thành các gói có kích thước tối đa nhất định.

Các gói từ những người dùng khác nhau (ví dụ cho A và B) chia sẻ băng thông của kênh. Mỗi gói sử dụng hết băng thông của kênh cho phép. Dẫn đến tình trạng lượng thông tin cần truyền vượt quá khả năng đáp ứng của kênh truyền. Trong trường hợp này, các bộ định tuyến sử dụng thuật toán lưu trữ và chuyển tiếp, thuật toán này lưu trữ các gói chưa được gửi trong hàng đợi cho đến khi kênh miễn phí gửi lại chúng.

So sánh mạng chuyển mạch và mạng chuyển mạch gói

Chuyển đổi gói cho phép nhiều người dùng mạng hơn:

Chấp nhận:

• Một đường truyền 1 Mbit
• Mỗi người dùng nhận được 100 Kbit / s khi truy cập “hoạt động”.
• Thời gian hoạt động chiếm 10% tổng thời gian.

Sau đó:

• Chuyển mạch: Cho phép tối đa 10 người dùng
• Chuyển đổi gói: cho phép 35 người dùng (xác suất hơn 10 “hoạt động” đồng thời nhỏ hơn 0,004)

Chuyển gói:

• Thích hợp cho lưu lượng truy cập lớn nhờ cơ chế chia sẻ tài nguyên và không yêu cầu bất kỳ thiết lập nào.
• Cần có cơ chế kiểm soát tắc nghẽn và mất dữ liệu.
• Cơ chế chuyển mạch không được hỗ trợ để đảm bảo băng thông tăng liên tục cho một số ứng dụng âm thanh và video.

Truy cập vào mạng

Cho phép máy tính kết nối với bộ định tuyến bên ngoài. Các loại mạng có thể là:

• Truy cập mạng từ nhà, ví dụ: B. qua modem quay số qua điện thoại hoặc đường ADSL.
• Mạng cục bộ cho các công ty và nhà máy.
• Mạng không dây.

Ưu điểm của mạng máy tính

Mạng cho phép người dùng chia sẻ tài nguyên.

Đó là việc tạo ra các tài nguyên mạng như chương trình, dữ liệu và thiết bị, đặc biệt là những tài nguyên đắt tiền, có sẵn cho mọi người trong mạng, bất kể vị trí thực của tài nguyên. và người dùng.

Về thiết bị, các thiết bị chất lượng cao thường đắt tiền. Chúng được nhiều người tin dùng để giảm chi phí và bảo trì dễ dàng hơn.

Đối với các chương trình và dữ liệu, mọi thay đổi sẽ có sẵn ngay lập tức cho tất cả các thành viên của mạng khi nó được chấp thuận. Điều này trở nên rõ ràng ở những nơi như ngân hàng, đại lý bán vé …

Mạng cho phép cải thiện độ tin cậy.

Khi sử dụng mạng, có thể chạy một chương trình trên nhiều máy tính khác nhau và nhiều thiết bị có thể dùng chung. Điều này giúp tăng tính an toàn cho công việc, bởi vì nếu một máy tính hoặc thiết bị bị lỗi, công việc với các máy tính hoặc thiết bị khác trên mạng có thể tiếp tục trong khi chờ sửa chữa.

Kết nối mạng giúp công việc của bạn hiệu quả hơn.

Nếu chương trình và dữ liệu được chia sẻ trên mạng, có thể bỏ qua việc phân loại không cần thiết. Tùy chỉnh chương trình (nếu bạn có) cũng giúp tiết kiệm thời gian hơn bằng cách cài đặt lại nó trên máy tính.

Về mặt tổ chức, việc sao chép dữ liệu kém thuận tiện hơn vì nó chỉ có thể được giao cho một người thay vì mỗi người phải sao chép phần của mình.

Tiết kiệm chi phí.

Bằng cách chia sẻ các thiết bị ngoại vi, có thể giảm chi phí thiết bị cho mỗi số lượng người dùng. Về phần mềm, nhiều nhà sản xuất phần mềm cũng cung cấp các phiên bản cho nhiều người dùng với chi phí thấp cho mỗi người dùng.

Tăng tính bảo mật thông tin.

Dữ liệu được lưu trữ trên máy chủ tập tin (file server) được bảo vệ tốt hơn so với trên PC nhờ các hạn chế bảo mật của hệ điều hành mạng.

Sự phát triển của mạng máy tính đã tạo ra nhiều ứng dụng mới

Một số ứng dụng có tác động quan trọng đến toàn xã hội: khả năng truy cập chương trình và dữ liệu từ xa, giao tiếp dễ dàng và hiệu quả, và tạo môi trường giao tiếp thuận tiện giữa người dùng. khác biệt, khả năng nhanh chóng tìm kiếm thông tin trên phạm vi toàn cầu, …