HẠ TẦNG INTERNET HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?
|
Một trong những thứ tuyệt vời nhất về Internet là không ai thực sự sở hữu được nó. Nó là một tập hợp (collection) các mạng mang tính toàn cầu, cả lớn và nhỏ. Các mạng này kết nối với nhau theo nhiều cách khác nhau để tạo thành một thực thể đơn nhất, cái mà chúng ta vẫn được biết đến với tên gọi Internet. Trong thực tế, tên này được xuất phát từ ý tưởng của các mạng kết nối chéo (interconnected networks), được lấy từ hai chữ này mà ra.
Từ những ngày đầu tiên được thành lập vào năm 1969, Internet đã phát triển lớn mạnh từ 4 hệ thống máy tính chủ đến hàng chục triệu chiếc như vậy. Mặc dù không ai sở hữu riêng Internet nhưng nó không có nghĩa nó không cần kiểm tra và duy trì dưới nhiều hình thức khác nhau. Internet Society, một nhóm phi lợi nhuận được thành lập vào năm 1992, đã giám sát việc hình thành các chính sách và giao thức để định nghĩa cách chúng ta sẽ sử dụng và tương tác với Internet như thế nào ?
Khi máy tính của bạn kết nối Internet, nó đã trở thành một phần của mạng Hãy hình dung rằng công ty Vietel là một ISP lớn. Trong mỗi một thành phố lớn, công ty Vietel đều có một POP. POP trong mỗi thành phố đều có các hệ thống đường truyền có kết nối modem để khách hành của ISP Vietel có thể quay số tới. Công ty này lắp đặt các đường truyền bằng cáp quang để kết nối các POP này với nhau. Tiếp theo, công ty VNPT cũng là một ISP. VNPT xây dựng tòa nhà lớn trong các thành phố lớn và xây dựng những hệ thống máy chủ Internet của họ trong các tòa nhà này. Công ty VNPT cũng kết nối các đường cáp quang giữa các tòa nhà để chúng được kết nối với nhau. Trong ví dụ này, tất cả các khách hàng của công ty Vietel chỉ có thể trao đổi với nhau mà thôi và tất cả các khách hàng của công ty VNPT cũng vậy, vì vậy vẫn chưa có cách nào để trao đổi giữa các khách hàng của hai công ty này với nhau. Sau đó, Công ty Vietel và Công ty VNPT cùng có một thỏa thuận kết nối qua NAP trong các thành phố khác, khi đó lưu lượng giữa 2 công ty này được lưu thông giữa các mạng tại các điểm NAP này. Trong thực tế, có rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ Internet lớn có kết nối với nhau tại các NAP như FPT, VNPT, Vietel, SPT, EVN, …. trong nhiều thành phố khác nhau, và có đến hàng tỉ tỉ byte dữ liệu được truyền đi truyền lại giữa các mạng với nhau qua các NAP này. Internet chính là một collection các mạng công ty khổng lồ đã thỏa thuận kết nối với nhau tại các NAP. Theo cách này, mỗi một máy tính nằm trong Internet đều có khả năng kết nối được với nhau. Chức năng của Router. Tất cả những mạng này đều dựa vào các NAP, mạng xương sống và các router để truyền thông với nhau. Ở đây có một vấn đề khó tin về quá trình một thông báo có thể rời một máy tính này và di chuyển hầu như khắp thế giới thông qua các mạng khác nhau, đến được một máy tính khác trong một lượng thời gian rất ngắn (tính theo phân số của giây). Các Router chỉ ra nơi để gửi thông tin từ một máy tính này đến máy tính khác, chúng chính là các máy tính đặc biệt dùng để gửi thông báo của bạn đến được các đích theo hàng nghìn đường khác nhau. Một router có hai vấn đề tách biệt nhưng có liên quan với nhau:
Bảo đảm cho các thông tin đến được đúng đích như dự định Mạng xương sống Mạng xương sống điển hình là các đường trục cáp quang. Các đường trục này có nhiều cáp quang được kết hợp với nhau để tăng dung lượng. Cáp quang được thiết kế dưới các kiểu khác nhau dựa vào sóng mang quang học, chẳng hạn như OC-3, OC-12 hoặc OC-48. Đường OC-3 có khả năng truyền tải đến 155Mbps còn OC-48 có thể truyền tải 2.488 Mbps (2,488 Gbps). So với modem 56K truyền thống thì bạn có thể thấy được tốc độ của mạng xương sống nhanh hơn cỡ nào. Trong thời gian tới đây chúng ta sẽ được sử dụng vệ tinh vì Việt Nam đã có lắp đặt, có lẽ tình trạng kết nối internet tốc độ cao sẽ được bảo đảm hơn.
Giao thức Internet: Hệ thống tên miền (DNS) Khi Internet ngay từ thuở sơ khai, nó đã xem xét đến một số lượng các máy tính nhỏ được kết nối với nhau bằng các modem và đường điện thoại. Bạn chỉ có thể tạo các kết nối bằng cách cung cấp địa chỉ IP của máy tính mà bạn muốn thiết lập một liên kết với nó. Ví dụ, một địa chỉ IP điển hình có thể là 216.27.22.162. Mọi thứ đều sẽ hoạt động tốt nếu chỉ có một vài host, tuy nhiên nó sẽ trở nên cồng kềnh và khó nhớ khi ngày càng nhiều hệ thống online. Giải pháp đầu tiên để giải quyết vấn đề này là một file văn bản đơn giản được dùy trì bởi Network Information Center dùng để ánh xạ hóa các tên thành địa chỉ IP. Càng ngày văn bản này trở lên quá lớn trong việc quản lý. Năm 1983, Đại học Wisconsin đã tạo được Domain Name System (DNS), để ánh xạ hóa các tên văn bản thành địa chỉ IP một cách tự động. Theo cách này, bạn chỉ cần nhớ đến tên miền www.menic.com thay vì phải nhớ địa chỉ IP của nó. URL: Uniform Resource Locator Khi bạn sử dụng Web hoặc gửi một email, bạn thường sử dụng tên miền để thực hiện điều đó. Ví dụ, Uniform Resource Locator (URL) "http:// www.menic.com " có chứa tên miền menic.com. Mỗi lần sử dụng một tên miền, bạn sẽ dựng các máy chủ DNS của Internet để thông dịch tên miền mà con người có khả năng đọc thành các địa chỉ IP mã máy. Các tên miền cấp 1, được gọi là tên miền mức đầu tiên bao gồm .COM, .ORG, .NET, .EDU và .GOV. Bên trong mỗi tên miền cấp 1 này lại có một danh sách lớn các miền cấp thứ hai. Ví dụ như trong miền mức đầu tiên .COM ở đây là: menic.com Mỗi một miền trong miền hàng đầu top-level .COM phải là duy nhất. Từ gần bên trái nhất và sau www, chính là tên host. Nó chỉ định tên của một máy nào đó (với địa chỉ IP cụ thể) trong một miền. Một miền nào đó được cho có thể gồm đến hàng triệu tên host miễn là chúng đều duy nhất bên trong miền đó. Các máy chủ DNS chấp nhập yêu cầu từ các chương trình và máy chủ tên khác để chuyển đổi các tên miền thành địa chỉ IP. Khi một yêu cầu nào đó được đưa ra, máy chủ DNS có thể thực hiện một trong bốn thứ dưới đây: 1. Có thể trả lời yêu cầu cho một địa chỉ IP vì nó đã biết địa chỉ IP cho miền được yêu cầu 3. Nó có thể báo rằng: “Không biết địa chỉ IP cho miền mà bạn yêu cầu nhưng đây là địa chỉ IP cho một máy chủ DNS mà nó biết.” 4. Có thể trả về một thông báo lỗi vì tên miền yêu cầu không hợp lệ hay không tồn tại. Một ví dụ về DNS Hãy giả dụ rằng bạn đánh URL www.menic.com vào trình duyệt của mình. Trình duyệt sẽ liên lạc với DNS server để lấy về địa chỉ IP. DNS server sẽ bắt đầu công việc tìm kiếm địa chỉ IP của nó bằng cách liên lạc với một trong các máy chủ DNS gốc (root DNS server). Các máy chủ gốc biết địa chỉ IP của tất cả các máy chủ DNS mà nó quản lý miền cấp 1 (COM, .NET, .ORG, …). DNS server của bạn sẽ hỏi máy chủ gốc về www.menic.com, máy chủ gốc sẽ nói nó không biết địa chỉ IP www.menic.com , nhưng đây là địa chỉ IP cho máy cho DNS .COM. Sau đó máy chủ tên miền của bạn sẽ gửi một truy vấn đến máy chủ DNS .COM yêu cầu xem nó có biết địa chỉ IP cho www.menic.com hay không. Máy chủ DNS cho miền .COM biết các địa chỉ IP cho máy chủ tên miền đang quản lý miền www.menic.com, vì vậy nó gửi trả về các vấn đề được yêu cầu. Máy chủ tên miền của bạn sẽ liên hệ với máy chủ DNS về www.menic.com và hỏi xem nó có biết địa chỉ IP cho www.menic.com hay không. Và ở đây máy chủ DNS về www.menic.com sẽ đáp trả địa chỉ IP cho máy chủ DNS của bạn, sau đó máy chủ DNS sẽ trả nó về trình duyệt, và có thể liên lạc với máy chủ về www.menic.com để lấy được nội dung của trang. Một trong những khía cạnh làm cho những thao tác trên làm việc là có rất nhiều máy chủ DNS. Rất nhiều máy chủ DNS ở các mức, chính vì vậy nếu một máy chủ DNS nào đó bị lỗi thì vẫn có nhiều máy chủ khác quản lý các yêu cầu. Khía cạnh khác là việc lưu trữ. Khi một máy chủ DNS nào đó giải quyết một yêu cầu thì sẽ lưu địa chỉ IP mà nó nhận. Khi đã tạo một yêu cầu cho máy chủ DNS gốc về miền .COM thì nó sẽ biết địa chỉ IP cho máy chủ DNS đang quản lý miền .COM, vì vậy sẽ không bị rối với các máy chủ DNS gốc về các thông tin đó. Các máy chủ DNS có thể thực hiện nhiệm vụ này với mọi yêu cầu và việc lưu trữ này cũng giúp ích khi gặp một số vấn đề xảy ra. Trong việc quản trị các hệ thống mạng lớn đều này gọi là caching DNS. Máy chủ (Server) và máy khách (Client) Internet Tất cả các máy tính trên Internet đều là máy chủ hoặc máy khách. Tuy nhiên có sự phân biệt giữa chúng. Các máy tính có khả năng cung cấp dịch vụ cho các máy tính khác được gọi là máy chủ. Còn máy tính mà được sử dụng để kết nối đến các dịch vụ đó là máy khách. Có nhiều máy chủ Web, email server, FTP server và chính vì vậy nó mới có thể phục vụ được nhiều nhu cầu của tất cả người dùng trên toàn thế giới. Khi bạn kết nối đến www.menic.com để đọc các trang thông tin, bạn sẽ là một người dùng đang dùng máy khách của mình đề truy cập vào máy chủ chứa nội dung trang này. Máy chủ tìm trang mà bạn yêu cầu và gửi nó đến cho bạn. Các máy khách truy cập vào máy chủ thực hiện như vậy với một ý định cụ thể, vì vậy các máy khách hướng yêu cầu của chúng đến một máy chủ phần mềm cụ thể đang chạy trên máy chủ. Ví dụ, nếu bạn đang chạy một trình duyệt web trên máy của mình, nó sẽ thông báo cho máy chủ Web trên máy chủ chứ không phải máy chủ email. Một máy chủ có một địa chỉ IP tĩnh không thay đổi thường xuyên còn máy tính ở nhà của bạn khi thực hiện quay số hay ADSL qua một modem có địa chỉ IP thay đổi được gán bởi ISP mỗi lần kết nối. Địa chỉ IP đó là duy nhất với phiên làm việc hiện tại của bạn và có thể khác nhau trong những lần kết nối tiếp theo. Theo cách này, một ISP chỉ cần một địa chỉ IP cho mỗi một modem mà nó hỗ trợ chứ không phải mỗi một IP cho một khách hàng. Hơi bị rắc rối một tí nhưng đọc kỹ bạn sẽ hiểu rõ. Phần IP WAN và IP private của 1 website ban hình dung như sau : 1 server đóng vai trò làm web server sẽ có một địa chỉ IP private trong LAN của nó để liên lạc với hệ thống mạng nội bộ, và khi muốn được publish website ra ngoài internet để mọi người có thể truy cập vào thì Admin cần phải thuê 1 đường truyền có địa chỉ IP là IP public ( IP wan) , IP wan này có thể được đưa thẳng vào server đóng vai trò làm web server, nhưng nếu làm vậy thì vấn đề bảo mật sẽ vô tác dụng vì ai cũng có thể chiếm quyền kiểm soát web server của bạn một cách dễ dàng, vì vậy mà chúng ta sử dụng một giao thức ngăn chặn việc này là NAT, tôi sẽ trình bày nhiều hơn trong phần sau về các kỹ thuật NAT INBOUND và OUTBOUND ( network address translation), IP Public sẽ được đặt tại thiết bị định tuyến, và ta sẽ phải chỉ định việc NAT vào 2 thông số IP private và port ứng dụng để gói tin từ ngoài có thể kết nối tới server cần tìm. Các cổng và HTTP Bất kỳ máy chủ nào cung cấp các dịch vụ có sẵn đều sử dụng các cổng có đánh số - một trong những dịch vụ có sẵn trên máy chủ. Ví dụ, nếu một máy chủ đang chạy Web server và một máy chủ giao thức truyền tải file FTP, máy chủ Web sẽ có sẵn trên cổng 80, và máy chủ FTP sẽ có sẵn trên cổng 21. Các máy khách kết nối tới dịch vụ ở một địa chỉ IP nào đó và trên một số cổng cụ thể. Khi một client kết nối với dịch vụ trên một cổng nào đó thì nó có thể truy cập vào dịch vụ bằng cách sử dụng một giao thức nào đó. Các giao thức thường là các văn bản và đơn giản mô tả cách client và máy chủ sẽ truyền thông với nhau như thế nào. Mọi Web server trên Internet đều thích nghi với giao thức hypertext transfer protocol (HTTP). Các mạng, router, NAP, ISP, DNS và các máy chủ khác, tất cả làm cho Internet được hiện hữu. Hoàn toàn không ngạc nhiên khi bạn nhận ra rằng tất cả các thông tin này đều được gửi khắp thế giới trong một phần mili giây. Chúng là các thành phần rất quan trọng trong đời sống hiện đại, không có chúng sẽ không hề có Internet. Và không có Internet, .....
Bài viết được tổng hợp từ nhiều nguồn thông tin và được bổ sung, sửa đổi theo ý kiến chủ quan của tác giả. |
