Tổng quan về Internet

Sau khi học xong bài này, bạn có thể:

-          Hiểu được khái niệm về mạng Internet và nắm được lịch sử phát triển của Internet.

-          Hiểu được khái niệm về ISP, IXP và các mô hình phân cấp của ISP.

-          Nắm được khái niệm về băng thông, thông lượng và các ứng dụng trong mạng Internet.

Internet

Một hệ thống gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau trên phạm vi toàn thế giới thông qua hàng triệu các thiết bị mạng. Internet là mạng của các mạng. Mỗi máy tính cũng như thiết bị mạng đều có một địa chỉ riêng biệt để giao tiếp với nhau và bằng ngôn ngữ thống nhất. Đó là giao thức IP ( Internet Protocol ) gồm IPv4 và IPv6.

Hình 1. Cấu trúc Internet.

Lịch sử phát triển

Internet được hình thành từ năm 1969, từ dự án nghiên cứu của Bộ quốc phòng Mỹ. Lúc đó Internet chỉ liên kết 4 địa điểm. Mạng này được biết đến dưới cái tên ARPANET. ARPANET càng phát triển khi có nhiều máy nối vào – rất nhiều trong số này là từ các cơ quan của Bộ quốc phòng Mỹ hoặc những trường đại học nghiên cứu với các đầu nối vào Bộ quốc phòng.

Thuật ngữ “Internet” xuất hiện lần đầu vào khoảng 1974 trong khi mạng vẫn được gọi là ARPANET.

Vào giữa thập kỷ 1980, khi Quỹ khoa học quốc gia Mỹ NSF ( National Science Foundation ) thành lập mạng liên kết các trung tâm máy tính lớn với nhau gọi là NSFNET. Mạng này chính là mạng Internet. Điểm quan trọng của NSFNET là cho phép mọi người cùng sử dụng. Trước NSFNET, chỉ các nhà khoa học, chuyên gia máy tính và nhân viên các cơ quan Chính phủ được kết nối Internet.

Nhiều doanh nghiệp đã chuyển từ ARPANET sang NSFNET. Chính vì vậy, sau gần 20 năm ARPANET trở nên không còn hiệu quả và đã ngừng hoạt động vào khoảng năm 1990.

            ISP ( Internet Service Provider )

Nhà cung cấp dịch vụ Internet cấp quyền truy cập Internet qua mạng viễn thông và các dịch vụ ứng dụng mạng như: Email, Web, FTP,… ISP được cấp cổng truy cập vào Internet bởi IAP          ( Internet Access Provider ). Ở Việt Nam, có các nhà cung cấp dịch vụ mạng như VDC, FPT, Viettel, NetNam, SPT, HTC …

IXP ( Internet Exchange Point )

IXP ( Internet Exchange Point )  là hạ tầng vật lý mà thông qua đó các ISP có thể trao đổi lưu lượng với nhau. IXP là điểm kết nối giữa các ISP châu lục với nhau tạo thành một mạng Internet toàn cầu.

Các IXP tại Việt Nam bao gồm: Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam ( VNPT ), Công ty đầu tư phát triển công nghệ FPT, Viettel, ETC, SPT, HANOITELECOM.

            Các kết nối tier

Kết nối tier 1 là kết nối giữa các ISP châu lục. Chúng được kết nối trực tiếp với đường trục Internet. Các kết nối tốc độ cao nhất. Khách hàng của họ là các ISP thấp hơn.

Kết nối tier 2 là kết nối giữa các ISP khu vực trong cùng một châu lục. Họ kết nối vào Internet thông qua kết nối tier 1. Kết nối tier 2 có mạng chất lượng thấp hơn và truy cập chậm hơn so với kết nối tier 1.

Kết nối tier 3 là kết nối giữa các ISP trong cùng một nước. Chất lượng mạng và tốc độ truy cập tương đối thấp.

Hình 2. Mô hình kết nối tier luận lý.

Hình 3. Mô hình kết nối tier tổng quát.

 Tốc độ truyền dẫn

Các ISP cần trung chuyển một lưu lượng khổng lồ qua mạng Internet, vì thế cần có một tốc độ truyền dẫn cực kỳ lớn. Các bộ chuẩn tốc độ truyền dẫn được ra đời.

Tốc độ truyền dẫn ( Optical Carrier ) là bộ chuẩn các thông số kỹ thuật của băng thông được sử dụng trong mạng lõi ( Core ). Tốc độ truyền dẫn được xác định bởi tỷ lệ đường truyền ( bitstream ) của các tín hiệu kỹ thuật số. Có rất nhiều chuẩn tốc độ truyền dẫn chẳng hạn như OC-1, OC-3, OC-24, OC-48 …

OC-1 có tốc độ truyền tải lên đến 51.84Mbit/s, được sử dụng trong cáp quang.

OC-3 có tốc độ truyền tải dữ liệu lên đến 155.52Mbit/s, được sử dụng trong cáp quang.

OC-12 có tốc độ truyền tải lên đến 622.08Mbit/s. Chuẩn OC-12 thường được sử dụng bởi các ISP đến kết nối mạng diện rộng ( WAN ).

OC-24 có tốc độ truyền tải lên đến 1244.16Mbit/s. Chuẩn OC-24 được triển khai để phát triển thương mại, vì vậy rất hiếm.

OC-48 có tốc độ truyền tải lên đến 2488.32Mbit/s. OC-48 được sử dụng như là đường kết nối chính của nhiều ISP khu vực.

OC-192 có tốc độ truyền tải lên đến 9953.28Mbit/s. Vào năm 2005,  chuẩn kết nối OC-192 được sử dụng làm trục kết nối chính của các ISP lớn.

OC-768 có tốc độ truyền tải lên đến 39,813.12Mbit/s.

            Băng thông ( Bandwidth )

Băng thông là đại diện cho tốc độ truyền dữ liệu của một đường truyền, hay, là độ rộng của một dải tần số mà các tín hiệu điện tử chiếm giữ trên một phương tiện truyền dẫn. Băng thông biểu diễn cho tốc độ truyền tải dữ liệu tính theo bit trên một giây  bit/s ( thường gọi là bps ).

Các đơn vị đo của băng thông:

            1.000bit/s = 1Kbit/s ( Kilobit trên giây ).

            1.000.000bit/s = 1Mbit/s ( Megabit trên giây ).

            1.000.000.000bit/s = 1Gbit/s ( Gigabit trên giây ).

            Các công nghệ băng thông rộng

ISDN ( Intergrated Services Digital Network – Mạng số tích hợp đa dịch vụ ) được coi là sự mở đầu của xDSL. ISDN ra đời vào năm 1976 với tham vọng thống nhất cho truyền dữ liệu và thoại. ISDN cung cấp hai kênh: 64kbps ( kênh B) dành cho thoại hoặc dữ liệu và một kênh 16kbps ( kênh D) dành cho các thông tin báo hiệu điều khiển.

IDSL ( ISDN digital subscriber line )  là một công nghệ xDSL dựa trên nền tảng ISDN, được đảm bảo tốc độ 144kbps trên cả hai kênh B và D.

HDSL ( High-bit-rate digital subscriber line ) gồm HDSL1 cho phép truyền 1,544Mbps hoặc 2,048Mbps trên 2 hay 3 đôi dây và HDSL2 cho phép dùng 1 đôi dây để truyền 1,544Mbps đối xứng.

VDSL ( Very-high-bit-rate digital subscriber line ) là một công nghệ xDSL cung cấp đường truyền đối xứng trên một đôi dây đồng. Dòng bit tải xuống có thể đạt tới 52Mbps, dòng tải lên có thể đạt 2,3Mbps.

ADSL ( Asymmetrical DSL ) cung cấp một băng thông bất đối xứng trên một đôi dây. Dòng dữ liệu tải xuống có băng thông lớn hơn băng thông dòng dữ liệu tải lên. ADSL1 cung cấp 1,5Mbps cho dòng dữ liệu tải xuống và 16kbps cho dòng dữ liệu tải lên. ADSL2 có thể cung cấp băng thông tới 3Mbps cho dòng dữ liệu tải xuống và 16kbps cho dòng dữ liệu tải lên. ADSL3 có thể cung cấp 6Mbps cho dòng dữ liệu tải xuống và 64kbps cho dòng dữ liệu tải lên. Dịch vụ ADSL được sử dụng hiện này theo lý thuyết có thể cung cấp 8Mbps cho dòng tải xuống và 2Mbps cho dòng dữ liệu tải lên, tuy nhiên vì nhiều lý do từ phía các ISP nên chất lượng dịch vụ sử dụng ADSL tại các đầu cuối thường không đạt như theo lý thuyết ban đầu.

Cable là công nghệ sử dụng đường truyền cáp quang. Tốc độ truyền tải lên tới 100Mbps. Thậm chí hạ tầng mạng cáp quang của Google có thể cung cấp cho người dùng kết nối 1000Mbps theo cả hai chiều tải lên và tải xuống.

LTE ( Long-Term Evolution ) là công nghệ mạng không dây thế hệ mới. Không giống như công nghệ cable, sợi quang và DSL, LTE không đòi hỏi phải trang bị kết nổi sử dụng dây nối để truy cập. Hiện này tốc độ có thể đạt tới 50Mbps khi tải xuống và 30Mbps khi tải lên.

Hình 4. Các loại băng thông.

            Thông lượng ( Throughput )

Thông lượng là khối lượng dữ liệu mà thực sự được truyền tải từ máy tính của người dùng, thông qua Internet để tới các máy chủ Web, và trở lại trong một đơn vị thời gian.

Cách tính thông lượng khi tải xuống một tập tin bất kỳ từ mạng Internet:

Transmission Time = Size of file / Bandwidth.

Throughput = Size of file / Transmission Time.

Trong đó:

Transmission Time: thời gian tải xuống, tính theo đơn vị giây (s).

Size of file: kích thước của một file tải xuống, tính theo đơn vị bit.

Bandwidth: độ rộng của đường truyền, tính theo đơn vị bps.

Throughput: thông lượng, tính theo đơn vị bit.

Một số dịch vụ Internet

WWW ( World Wide Web ) gọi tắt là web, chứa thông tin liên kết đa phương tiên gồm văn bản, âm thanh, hình ảnh … Dịch vụ này cho phép liên kết từ trang web này đến trang web khác.

E-mail ( thư điện tử ) cho phép nhận và gửi thư từ máy này đến máy khác một cách nhanh chóng.

Chat ( Instant Messaging) là dịch vụ cho phép hai người trở lên nói chuyện trực tuyến với nhau qua Internet. Ứng dụng này ngày càng phát triển khi cho người dùng có thể nói chuyện qua giọng nói và hình ảnh.

FTP ( File Transfer Protocol ) là phương thức truyền tập tin. Dịch vụ này cho phép truyền tải các tập tin từ máy tính này sang máy tính khác.

Công cụ tìm kiếm ( Search tool) là một phần mềm được tích hợp vào một trang web trực tuyến, nhằm tìm ra các trang web trên mạng Internet có nội dung theo yêu cầu dựa vào các thông tin mà chúng có.