Mô hình mạng lưới Internet

Nói về mạng Internet, có rất nhiều định nghĩa khác nhau nhưng cô động lại vẫn là một mạng lưới thông tin rộng khắp và trải dài trên toàn thế giới. Hôm nay mình muốn cùng các bạn tìm hiểu vấn đề này một cách cặn kẽ hơn và có cơ sở hơn. Mình sẽ cố gắng trình bày làm sao cho dễ hiểu và có cái nhìn khái quát nhất về Internet.

Thuật ngữ ISP

Nhà cung cấp dịch vụ Internet hay nhà cung cấp dịch vụ nối mạng (tiếng Anh: Internet Service Provider, viết tắt: ISP) chuyên cung cấp các giải pháp kết nối mạng toàn cầu (Internet) cho các đơn vị tổ chức hay các cá nhân người dùng. Các ISP phải thuê đường và cổng của một IAP. Các ISP có quyền kinh doanh thông qua các hợp đồng cung cấp dịch vụ Internet cho các tổ chức và các cá nhân.

Theo Wikipedia

Tại thời điểm bài viết, Việt Nam có tổng cộng 19 đơn vị ISP (1 đơn vị mới gia nhập là TPTECO) như: FPT, Viettel, VDC, CMC, SPT, Netnam,.. chi tiết xem tại đây.

Thuật ngữ IAP

IAP (Internet Access Provider) là một công ty hoặc tổ chức cung cấp khả năng truy cập vào Internet cho doanh nghiệp hoặc khách hàng. Một IAP sẽ mua một kết nối Internet từ một công ty có liên kết trực tiếp với Internet và bán lại băng thông vì mục đích công cộng.

Nói dễ hiểu thì Internet như một siêu xa lộ thông tin thì IAP là phương tiện để đưa bạn vào xa lộ, hay nói cách khác là kết nối bạn trực tiếp với Internet. IAP có thể làm luôn chức năng của ISP nhưng ngược lại thì không. Một IAP thường phục vụ cho nhiều ISP khác nhau.

Theo acronymfinder.comvncoder.org

Thuật ngữ IXP

IXP viết tắt của Internet exchange point, là một cơ sở hạ tầng vật lý kết nối mạng của các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) và mạng lưới cung cấp nội dung (CDN) với mục đích trao đổi lưu lượng Internet qua lại giữa các mạng lưới . (hệ thống tự quản)

Lưu lượng dữ liệu mạng truyền đi từ ISP được giảm tải nhờ có các IXP (vì khoảng cách từ ISP đến khách hàng sử dụng internet càng xa bao nhiêu thì đòi hỏi lưu lượng mạng càng phải tăng cao lên bấy nhiêu do đó các IXP sẽ giúp giảm việc hao hụt hoặc mất tín hiệu do truyền đi quá xa), giúp giảm đi chi phí cho mỗi bit dữ liệu truyền đi. Hơn nữa, sự gia tăng số lượng đường truyền tín hiệu thông qua IXP sẽ giúp việc định tuyến hiệu quả hơn và khả năng chịu lỗi cao hơn.

Theo Wikipedia

07

Danh sách các IXP trên thế giới: IXP list

Danh sách các IXP trên thế giới theo tốc độ dữ liệu: Wikipedia

Internet backbone

Internet backbone nghĩa là các đường trục Internet được định nghĩa là tuyến dữ liệu chính ở giữa, được kết nối với nhau mang tính chiến lược giữa hệ thống máy tính và các hệ thống định tuyến trung tâm của mạng Internet.
Dữ liệu định tuyến được lưu trữ, tổ chức bởi doanh nghiệp thương mại, chính phủ, trường đại học, các trung tâm kết nối mạng cao cấp, các đơn vị IXP với mục đích trao đổi thông tin Internet giữa các quốc gia, châu lục xuyên các đại dương.

Theo Wikipedia

Bản đồ lưu lượng Internet toàn cầu năm 2010

Nói dễ hiểu thì Internet backbone giống như những đường trục chính lớn nhất ở giữa giúp kết nối Internet giữa các quốc gia, các châu lục thông qua đại dương xa xôi. Ví dụ điển hình nhất của Internet backbone chính là tuyến cáp quang biển AAG đó các bạn. 

04

America Asia Gateway (AAG)

AAG là một trong những hệ thống cáp ngầm xuyên đại dương lớn nhất thế giới với độ dài hơn 20.000 km, tổng vốn đầu tư trên 560 triệu USD, kết nối Đông Nam Á với Mỹ thông qua Thái Bình Dương.

Vậy thật sự tổ chức cụ thể nào đóng vai trò là Internet backbone? Một số các công ty lớn nhất sở hữu các phần khác nhau của các đường trục Internet (Internet backbone) bao gồm UUNET, AT & T, GTE Corp và Sprint Nextel Corp. Router (bộ định tuyến) của họ được kết nối tốc độ cao với nhau và hỗ trợ tùy chọn phạm vi khác nhau như T1, T3, OC1, OC3 hoặc OC48.

Theo Techopedia

Kết nối từ ISP đến IXP, từ IXP đến Internet backbone theo mặt lý thuyết

Sự thật thì các IXP cũng chính là IAP, mình sẽ trình bày ví dụ cụ thể về Internet trong lãnh thổ Việt Nam để dễ hình dung, từ đó các bạn sẽ dễ hiểu về toàn mạng Internet thế giới. Mình xin lấy ví dụ cụ thể, mình thuê bao mạng Internet từ Viettel. Vậy Viettel chính là ISP như định nghĩa bên trên. Vậy bản thân công ty Viettel cung cấp dịch vụ internet là làm gì? Viettel với mục đích thương mại, họ sẽ đăng ký mua kết nối internet từ IAP (IXP) tại Việt Nam sau đó bán lại đường truyền internet cho khách hàng của họ (trong đó có mình). Vậy IAP (IXP) tại Việt Nam là tổ chức nào? Đó chính là Trung tâm Internet Việt Nam VNNIC

05

Sơ đồ kết nối VNIX, VNIX là Vietnam National Internet eXchange

Bản thân các ISP sẽ không kết nối với nhau mà sẽ kết nối tới IXP, còn các IXP thì họ lại kết nối với nhau, khi các IXP kết nối với nhau ở phạm vi quốc gia, khu vực giúp tốc độ kết nối Internet được nâng cao hơn. Khi các cụm IXP kết nối với nhau và kết nối thông qua khoảng cách là giữa các đại dương xa xôi hoặc khoảng cách địa lý lớn thì đó chính là các đường trục Internet backbone.

12

Kết nối giữa ISP, IXP và Internet backbone theo mặt vật lý

Lý thuyết là vậy, còn kết nối theo mặt vật lý giữa ISP đến IXP cũng như từ IXP đến Internet backbone là như thế nào? Trụ sở chính của các ISP, của IXP hay của các tổ chức quản lý Internet backbone là các trung tâm dữ liệu; người ta còn gọi là các Datacenter. Datacenter chính xác là gì?

Một trung tâm dữ liệu là một hệ thống các máy tính và các thành phần liên quan chẳng hạn như hệ thống viễn thông và hệ thống lưu trữ. Ngoài ra còn bao gồm các hệ thống điện dự phòng, hệ thống sao lưu, hệ thống dự phòng đảm bảo việc kết nối truyền dữ liệu, hệ thống điều kiển yếu tố môi trường như: máy điều hòa, hệ thống chữa cháy và các thiết bị bảo mật khác. Các trung tâm dữ liệu lớn với quy mô hoạt động công nghiệp có mức tiêu thụ điện tương đương như một thị trấn nhỏ.

Theo Wikipedia

Sau đây là một số hình ảnh về Datacenter:

09

Hệ thống USP – hệ thống nguồn điện dự phòng

22

Hệ thống cứu hỏa tự động

23

Hệ thống quạt tản nhiệt

20

Hệ thống Tape libraries, là hệ thống sao lưu dữ liệu trong Data Center

 

Hệ thống  máy chủ tại Data Center của trường Đại Học Rice 

16

Hệ thống cáp quang trong Data Center

19

Hệ thống cáp mạng trong Data Center

 

Các Datacenter kết nối với nhau thông thường bằng cáp quang với số lượng lõi quang khác nhau tùy theo khoảng cách kết nối cũng như mục đích kết nối. Sau đây là hình ảnh cụ thể của cáp quang viễn thông kết nối của nhà mạng VNPT.

14

Giải pháp tối ưu hóa mạng cáp ngầm viễn thông Maxcell, nguồn ảnh 

Ở Việt Nam hiện tại thì có 3 hệ thống chuyển mạch trung tâm của VNIX ở 3 thành phố lớn đặt tại Hà Nội, Đà Nẵng và Hồ Chí Minh. Thật ra ở giữa 3 hệ thống chuyển mạch trung tâm là các hệ thống chuyển mạch trung chuyển trải dài trên toàn lãnh thổ Việt Nam. Hình bên dưới là các hệ thống chuyển mạch của VNIX trên lãnh thổ Việt Nam.

Ban do mang luoi truc thong tin quoc gia VNPT-I (Vietnam map)_FI

Cơ bản các bước truy cập HoangDuyBlog

Vậy sau khi đã trở thành khách hàng của Viettel, mình truy cập Internet. Mình truy cập vào Blog của mình; HoangDuyBlog thì được đặt tại máy chủ Website tại Hoa Kỳ, vậy cách mà dữ liệu truyền đi như thế nào để mình có thể truy cập HoangDuyBlog.

Các bước như sau:

  1. Khi mình truy cập HoangDuyBlog, dữ liệu mạng sẽ xuất phát từ máy tính của mình
  2. Sau đó gởi thông tin đến máy chủ của Viettel,
  3. Tiếp theo máy chủ Viettel sẽ chuyển thông tin đến hệ thống máy chủ VNIX,
  4. Tiếp theo hế thống máy chủ VNIX sẽ chuyển thông tin ra hệ thống Internet backbone
  5. Tiếp theo sẽ chuyển thông tin đến đúng máy chủ mà mình đặt Hosting của HoangDuyBlog
  6. Sau cùng thông tin sẽ đi tuần tự theo chiều ngược lại về đến máy tính của mình để mình có thể truy cập website HoangDuyBlog

Như vậy là qua ví dụ trên các bạn đã thấy tuần tự đường đi của dữ liệu Internet xuất phát từ người dùng đến ISP, đến IXP và đến Internet backbone như thế nào.

Sự thật là mình trình bày cách đơn giản nhất cho các bạn dễ hình dung, chứ bản thật của đường đi dữ liệu không hề đơn giản như vậy, sẽ đi qua rất rất nhiều các bộ định tuyến router (mục đích là tìm đường đi ngắn nhất) rồi nào là đi qua các hệ thống các hệ thống khác như Cloudflare, CDN, Proxy Server,… Vậy các bạn sẽ hỏi mình vậy Cloudflare, CDN, Proxy Server là gì ??? Thật sự các định nghĩa này mang tính nâng cao nên mình không giải thích; nhưng các bạn chỉ cần hiểu đơn giản công dụng của chúng là tăng tốc truy cập Internet mà thôi. Chi tiết hơn, bạn mở máy tính và gõ facebook.com; bạn muốn trang web facebook hiện ra ngay lập tức. Bạn có biết rằng dữ liệu “băng qua” đại dương xa xôi như thế nào để truy cập vào facebook cho bạn không? Và để bạn không phải chờ lâu, hàng loạt các công nghệ ra đời đáp ứng nhu cầu đó của bạn như Cloudflare, CDN, Proxy Server, DNS Cache,…

03

Rồi người dùng khác, như các bạn hay người dùng Internet ở khắp các quốc gia khác nhau trên thế giới cùng truy cập các dịch vụ như: truy cập website, gởi email,… mà không bị giới hạn về thời gian, không gian sẽ tạo nên một hệ thống mạng kết nối với nhau; và người ta gọi đó là Internet.

Dự án Opte

Để bạn dễ hình dung hơn về một hệ thống liên quan mắc xích với nhau như hệ thống Internet, mình xin giới thiệu bạn với dự án Opte.

Dự án Opte được xây dựng bởi Barrett Lyon với mục tiêu thể hiện chính xác mức độ chi tiết của Internet bằng hình ảnh. Dự án được bắt đầu vào tháng 10 năm 2003 với nỗ lực cung cấp một bản đồ Internet hữu ích với mã nguồn mở. Lyon tin rằng các bản đồ mạng có thể giúp dạy cho học sinh nhiều hơn về Internet. Nó cũng có thể được sử dụng để hình dung các trang web về các thảm họa trên thế giới, với lý do hậu quả khi internet bị “phá hủy” sau một thảm họa. Ngoài ra nó có thể được sử dụng như một thước đo cho sự phát triển của Internet và các lĩnh vực tăng trưởng.

Theo Wikipedia

06

Hình ảnh hình dung từ dự án Opte về các đường định tuyến khác nhau trong một phần nhỏ của Internet vào năm 2005

Trong hình bên trên, phần phóng to đó chính là mô phỏng đường đi của dữ liệu trên Internet. Như bạn thấy, trên cùng 1 giao điểm có rất nhiều đường đi ngang qua giao điểm đó. Nhiệm vụ của các ISP, IXP là làm sao để tìm đường đi ngắn nhất cho dữ liệu; lúc đó giúp cho tốc độ truy cập Internet nhanh hơn và giá thành thuê bao Internet cũng sẽ giảm xuống. Tất nhiên là còn nhiều yếu tố khác nữa.

4 Comments
  • thangnq
    Tháng Sáu 27, 2019

    Quá hay, học ở đại học hay nhiều sách vở chỉ nói chung chung, ko rõ ràng như bài này .

    • hoangduy
      Tháng Sáu 27, 2019

      Cảm ơn bạn, mình chỉ tổng hợp lại nguồn kiến thức từ Internet thôi. Mong rằng sẽ hữu ích cho mọi người.

  • Nguyễn Phú Sĩ
    Tháng Chín 19, 2019

    Thực sự cảm ơn anh! Bài viết rất chi tiết.
    Em đi tìm hiểu về nó nhưng mãi mà không tìm được câu trả lời. Nhờ bài viết này thì cuối cùng cũng hiểu được phần nào rồi!
    Chúc anh sức khỏe!

Gởi phản hồi

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *


DMCA.com Protection Status